Cubierta neumática y método de diseñar modelos de banda de rodadura de la misma.

Una cubierta neumática que comprende una banda de rodadura en la que están dispuestas en la cara (1)de la banda de rodadura no menos de dos ranuras circunferenciales (2,

3) que se extienden continuamente en ladirección circunferencial del neumático y una pluralidad de ranuras laterales (5, 8, 9), cada una de las cuales tieneun extremo abierto a uno u otro lado de una ranura circunferencial predeterminada (2) y el otro extremo terminadoen una parte de suelo (4), están formadas independientemente de otra u otras ranuras laterales abiertas a otra uotras ranuras circunferenciales (3) distintas de la ranura circunferencial predeterminada (2) y de otras ranuraslaterales (6) de hombro abiertas a un extremo E de contacto con el suelo de la banda de rodadura para controlar lafrecuencia de resonancia en la ranura circunferencial (2), y la ranura circunferencial predeterminada (2) y las ranuraslaterales (5, 8, 9) tienen una anchura de ranura tal que las paredes de ranura no se tocan entre sí más que en unapostura del neumático cuando el neumático está montado en una llanta aprobada y lleno con una presión de airemáxima y cargado con una masa correspondiente a una capacidad de carga máxima, y al menos una de las ranuraslaterales está completamente incluida siempre en una cara de contacto con el suelo de la banda de rodadura, y unalongitud de extensión (l) de una parte de cada ranura lateral (5, 8, 9) en la cara de contacto con el suelo que tieneuna anchura de ranura de la ranura lateral correspondiente a no menos del 30% de una anchura de ranura de laranura circunferencial predeterminada está hecha no menor que el 40% de una longitud de extensión (L) de laranura circunferencial predeterminada en la cara de contacto con el suelo.

Cubierta neumática y método de diseñar modelos de banda de rodadura de la misma

Campo técnico

Esta invención se refiere a una cubierta neumática o neumático que reduce eficazmente el ruido de la cubierta, particularmente una resonancia columnar a una frecuencia de aproximadamente 800-1400 Hz sin disminuir esencialmente los rendimientos en mojado del neumático, y a un método de diseñar un modelo o patrón de banda de rodadura del neumático.

Antecedentes técnicos Cuando la proporción de ruido del neumático ocupado en ruido de automóviles resulta relativamente grande acompañado con una mejora más del silencio en vehículos recientes, la reducción de un tal ruido de los neumáticos es una cuestión significativa. En especial, el ruido de los neumáticos a unos 1000 Hz que se oye con los oídos humanos resulta un factor principal del ruido fuera del vehículo y se exigen también contramedidas inmediatas con respecto a este ruido desde un punto de vista de los problemas ambientales.

En general, se sabe que el ruido de los neumáticos a unos 800-1400 Hz es generado por una resonancia columnar resultante de la aparición de la resonancia en una columna de aire definida entre una ranura circunferencial del neumático y la superficie de la carretera en la cara del neumático en contacto con el suelo. Con el fin de controlar una tal resonancia columnar, se sabe que es efectiva la reducción del volumen de ranura de la ranura circunferencial.

Sin embargo, la reducción del volumen de ranura de la ranura circunferencial obliga a disminuir la propiedad de drenaje del neumático y por lo tanto el comportamiento del mismo en mojado. Con el fin de reducir el ruido del neumático sin disminuir su comportamiento en mojado, por ejemplo el documento JP-A-6-143932 propone una cubierta neumática en la que está formada una ranura circunferencial de amplia anchura, que tiene una anchura de ranura de 25-70 mm en una región dentro de la banda de rodadura y están formadas ranuras laterales cada una de las cuales se abre hacia un extremo de contacto con el suelo de la banda de rodadura, pero que no se abre hacia la ranura circunferencial de amplia anchura y que tiene una anchura de ranura correspondiente a 5-15% de la ranura circunferencial de amplia anchura en ambas partes laterales de la ranura circunferencial de amplia anchura.

Otro modelo de banda de rodadura que tiene ranuras circunferenciales y laterales se conoce por el documento WO-A1- 02078382.

Sin embargo, en este neumático propuesto, la gran disminución de la cara de contacto de la banda de rodadura con el suelo se presenta a causa de la existencia de la ranura circunferencial de amplia anchura y también a que no puede ser evitada la gran diferencia gradual de la presión de contacto con el suelo en la dirección de la anchura de la banda de rodadura, de manera que este neumático tiene el problema de que resulta particularmente difícil establecer simultáneamente la estabilidad de la dirección y la propiedad de agarre límite sobre una superficie de carretera seca.

La invención se propone resolver dicho problema de la técnica convencional y proporcionar una cubierta neumática que reduzca en gran medida la resonancia columnar de la cubierta mientras mantiene el suficiente establecimiento de la estabilidad de la dirección y la propiedad de agarre límite sobre la superficie de la carretera seca, pero también controlando eficazmente la disminución del rendimiento en mojado, así como un método de diseñar un modelo de banda de rodadura del neumático.

Descripción de la invención La invención se refiere a una cubierta neumática o neumático de acuerdo con la reivindicación 1.

La expresión “llanta aprobada”, según se usa en esta memoria, significa una llanta definida en la siguiente norma, la expresión “presión de aire máxima”, según se usa en esta memoria, significa una presión de aire correspondiente a la capacidad de carga máxima definida en la siguiente norma y la expresión “capacidad de carga máxima” significa una masa máxima que se permite aplicar al neumático en la siguiente norma.

Esta norma está determinada por una norma industrial efectiva disponible en una zona en la que se producen y utilizan, respectivamente, los neumáticos. Por ejemplo, se mencionan “Anuario publicado por The tire and Rim Association Inc.” En USA, “Manual de Normas Publicado por The European Tyre and Rim Technical Organization”, en Europa, y “ANUARIO JATMA, publicado por La JAPAN AUTOMOBILE TIRE MANUFACTURERS ASSOCIATION, INC” en Japón.

Así mismo, la expresión “cara de rodadura”, usada en esta memoria, significa una región de superficie de un caucho de banda de rodadura que contacta con una placa plana cuando el neumático está montado en la llanta aprobada y situado verticalmente sobre la placa plana bajo un inflado de la máxima presión de aire y cargado con una masa correspondiente a la capacidad de carga máxima.

La resonancia columnar es generada por oscilación de una columna de aire definida entre la ranura circunferencial y la superficie de la carretera en la cara de contacto con el suelo, basada en la vibración de cada parte del neumático durante la marcha para causar una vibración resonante con una longitud de onda de 2 veces la longitud de la columna de aire. En este caso, la frecuencia f0 de la resonancia columnar está representada por f0=v/2L cuando la velocidad sónica es v y una longitud de contacto con el suelo en la dirección circunferencial de la cara de rodadura, es decir, la longitud de la ranura circunferencial incluida en ella, es L.

Y también, una tal resonancia columnar da lugar a la aparición de solamente una resonancia columnar que tiene una frecuencia concreta en un tal modelo de banda de rodadura del neumático que una pluralidad de ranuras circunferenciales que se extienden continuamente en la dirección circunferencial de la banda de rodadura están comunicadas entre sí a través de una ranura lateral extendida de manera que se cruzan con las ranuras circunferenciales.

Además, la anchura, la profundidad y el número de las ranuras circunferenciales influyen ampliamente sobre el nivel de presión del sonido de la resonancia más bien que la frecuencia de resonancia.

Como resultado de los exámenes sobre la influencia de la ranura lateral sobre el fenómeno de resonancia de la ranura circunferencial, resulta claro que cuando la ranura lateral se termina a medio camino de la parte de suelo, el sonido es absorbido a una frecuencia f representada por f= (2n-1) x v/4l, en la que l es la longitud de la ranura lateral en la cara de contacto con el suelo, v es la velocidad sónica y n es un orden de vibración (n=1, 3, 5…) .

Por lo tanto, cuando una tal frecuencia de absorción de sonido se aproxima a una frecuencia de unos 800-1400 Hz, que es la resonancia columnar de la ranura circunferencial, es posible reducir el ruido de resonancia.

Además, resulta claro que la anchura, la profundidad y el número de las ranuras laterales afectan en gran medida la capacidad de absorción de sonido más bien que la frecuencia de absorción de sonido.

Puesto que la frecuencia de resonancia columnar cambia dentro de un margen de unos 800-1400 Hz de acuerdo con la longitud de contacto con el suelo de la cara de rodadura, se requiere que con el fin de hacer la frecuencia de absorción de sonido a la frecuencia de resonancia columnar, la relación de la longitud de extensión de la ranura lateral incluida en la cara de contacto con el suelo a la longitud de la ranura circunferencial es hecha no menor que 40%, más preferiblemente, no menor que 40%, pero no mayor que 90%.

Cuando la relación es menor que 40%, la frecuencia de absorción de sonido difiere ampliamente de un margen de frecuencia de resonancia columnar y por lo tanto es difícil esperar la reducción efectiva del ruido de resonancia.

Además, con el fin de desarrollar eficazmente una tal función de absorción de sonido en la ranura lateral, es necesario que las paredes de ranura de la ranura lateral no contacten entre sí en la cara de contacto con el suelo y que una o más ranuras laterales abiertas a la ranura circunferencial predeterminada estén siempre completamente incluidas en la cara de contacto con el suelo.

En este caso, la razón por la cual la longitud de extensión de la ranura lateral está limitada a la parte de la ranura lateral que tiene una anchura de ranura correspondiente a no menos que el 30% de la anchura de ranura de la ranura circunferencial, es debida al hecho de que cuando la anchura de ranura es menor que la anterior, el efecto de absorción de sonido no se puede obtener de manera... [Seguir leyendo]

1. Una cubierta neumática que comprende una banda de rodadura en la que están dispuestas en la cara (1) de la banda de rodadura no menos de dos ranuras circunferenciales (2, 3) que se extienden continuamente en la dirección circunferencial del neumático y una pluralidad de ranuras laterales (5, 8, 9) , cada una de las cuales tiene un extremo abierto a uno u otro lado de una ranura circunferencial predeterminada (2) y el otro extremo terminado en una parte de suelo (4) , están formadas independientemente de otra u otras ranuras laterales abiertas a otra u otras ranuras circunferenciales (3) distintas de la ranura circunferencial predeterminada (2) y de otras ranuras laterales (6) de hombro abiertas a un extremo E de contacto con el suelo de la banda de rodadura para controlar la frecuencia de resonancia en la ranura circunferencial (2) , y la ranura circunferencial predeterminada (2) y las ranuras laterales (5, 8, 9) tienen una anchura de ranura tal que las paredes de ranura no se tocan entre sí más que en una postura del neumático cuando el neumático está montado en una llanta aprobada y lleno con una presión de aire máxima y cargado con una masa correspondiente a una capacidad de carga máxima, y al menos una de las ranuras laterales está completamente incluida siempre en una cara de contacto con el suelo de la banda de rodadura, y una longitud de extensión (l) de una parte de cada ranura lateral (5, 8, 9) en la cara de contacto con el suelo que tiene una anchura de ranura de la ranura lateral correspondiente a no menos del 30% de una anchura de ranura de la ranura circunferencial predeterminada está hecha no menor que el 40% de una longitud de extensión (L) de la ranura circunferencial predeterminada en la cara de contacto con el suelo.

2. Una cubierta neumática según la reivindicación 1, en la que las ranuras laterales (5) abiertas a la ranura circunferencial predeterminada (2) están formadas en cualquier lado o en ambos lados de la ranura circunferencial predeterminada.

3. Una cubierta neumática según la reivindicación 1 o la 2, en la que una sub-ranura (9) que tiene un extremo abierto a la ranura lateral (8) y el otro extremo terminado en la parte de suelo (4) está formada independientemente de otras ranuras laterales.

4. Una cubierta neumática según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que están formadas en la cara de rodadura (1) no menos de dos ranuras circunferenciales predeterminadas (2) .

5. Una cubierta neumática según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la pluralidad de ranuras laterales (6) de hombro están dispuestas de manera que se extienden continuamente entre cada una del par de otras ranuras circunferenciales (3) situadas más lejos de una línea ecuatorial (C) del neumático y cada uno de los extremos (E) de contacto con el suelo de la banda de rodadura y abiertos tanto hacia la ranura circunferencial como al extremo de contacto con el suelo.

6. Una cubierta neumática según la reivindicación 5, en la que la ranura lateral (6) de hombro tiene una anchura de ranura de 1-3 mm en la cara de contacto con el suelo.

7. Una cubierta neumática según la reivindicación 5 o la 6, en la que una ranura ciega, abierta a otra ranura circunferencial y que termina en la parte de suelo (4) independientemente de cualquier ranura lateral y que tiene una longitud no mayor de 10 mm, está formada en cualquier lado o en ambos lados de la otra ranura circunferencial abierta con las ranuras laterales de hombro.

8. Una cubierta neumática según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que están previstos dos pares de ranuras circunferenciales (2, 3) .

9. Una cubierta neumática según la reivindicación 8, en la que una parte de suelo central (12) está dispuesta entre dos ranuras circunferenciales adyacentes (2) del lado del centro, no teniendo ranuras laterales la parte de suelo central.