Llanta maciza sin aire basada en tensión.

Una llanta maciza sin aire (10) para soportar una carga, que comprende un anillo interno generalmente anular (20) que se fija a una rueda (60) que tiene un eje de rotación (12),

un anillo externo generalmente anular (30); y una trama interconectada (40) entre el anillo interno generalmente anular (20) y el anillo externo generalmente anular (30) que tiene al menos dos capas radialmente adyacentes (56, 58) de elementos de trama (42) en cada sección transversal radial de la llanta y una pluralidad de elementos de trama tangenciales (45) que se alinean generalmente con una tangente a un círculo centrado alrededor del eje de rotación (12), los elementos de trama (42) que definen una pluralidad de aberturas generalmente poligonales (50), en donde una pluralidad de dichos elementos de trama (42) se inclinan con relación a un plano (16) que contiene dicho eje de rotación para facilitar que se curven los elementos de trama (42), y caracterizada porque una pluralidad de elementos de trama (42) comprenden miembros de refuerzo (46) y una cantidad sustancial de la carga se soporta por una pluralidad de los elementos de trama (42) que trabajan en tensión.

Llanta maciza sin aire basada en tensión Antecedentes de la invención Campo de la Invención

La presente solicitud se refiere a una llanta, y más particularmente, a una llanta maciza sin aire.

Descripción de la técnica relacionada

Las llantas no neumáticas, o sin aire (NPT), históricamente se han comprendido en su mayor parte de una sustancia completamente maciza. Estas llantas macizas hacían el viaje más bien incómodo para los pasajeros y provocaban mayor daño a la suspensión de un vehículo, la cual tenía que compensar la falta de "flexibilidad" de una llanta maciza. Eventualmente, se descubrió que poner aire presurizado en las llantas da lugar a un viaje más cómodo. Sin embargo, junto con sus ventajas, las llantas neumáticas aún poseen algunos inconvenientes.

El material que encierra las llantas neumáticas convencionales es susceptible a dejar escapar el aire presurizado que trata de retener. Esto ocurre tanto por el escape alrededor del rin como, en menor escala, cuando el caucho de la llanta absorbe el oxígeno. Como resultado, la pérdida de presión provoca que la llanta se aplane en el área donde se aplica la carga, lo que con cada revolución somete una porción más grande de la llanta a la carga, y conduce a la degradación más rápida de la llanta. Más aún, una llanta dependiente del aire presurizado es susceptible a pincharse lo que conduce a la rápida liberación del aire presurizado.

Centradas en la eficacia del combustible, la seguridad y la comodidad de viaje, varias tentativas se han elaborado para abordar los problemas asociados con las llantas neumáticas a la vez que se mantienen sus ventajas sobre las llantas macizas sin aire. A manera de ejemplo, la solicitud publicada de Estados Unidos 2006/0113016 por Cron, y otros, y asignada a Michelin, describe una llanta maciza sin aire que comercialmente se conoce como Tweel En Tweel, la llanta se combina con la rueda. Esta se conforma de cuatro partes que eventualmente se adhieren: la rueda, una sección de rayos, una banda anular reforzada que rodea la sección de rayos, y una porción de banda de rodamiento de caucho que hace contacto con el suelo.

Otras alternativas a las llantas neumáticas convencionales se han intentado, que incluyen la fabricación de llantas macizas de poliuretano en vez de caucho y materiales de refuerzo de suspensión dentro del poliuretano durante el moldeado. Otra alternativa es usar nervaduras internas elaboradas de un termoplástico que se refuerzan posteriormente con fibras de vidrio. Una tercera alternativa es usar un polímero electroactivo que tiene la capacidad de cambiar de forma cuando se le aplica una corriente eléctrica. Esto permite que la llanta cambie su forma o tamaño basada en las condiciones del camino mediante el uso del sistema eléctrico del automóvil.

EP0420033 describe un ejemplo de la técnica anterior de llantas no neumáticas que comprende las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Resumen de la invención

De acuerdo con al menos un primer aspecto de la invención se proporciona una llanta maciza sin aire para soportar una carga aplicada de acuerdo con la reivindicación 1. En al menos una modalidad descrita en la presente, la llanta incluye un anillo interno que se une a una rueda que tiene un eje de rotación, un anillo externo, y una trama interconectada entre el anillo interno y el anillo externo. La trama interconectada puede fabricarse de un material que es relativamente más resistente a la tensión que a la compresión de tal manera que la porción de la trama entre la rueda y una región de la banda de rodamiento puede pandearse o someterse a una porción considerablemente más pequeña de la carga, si alguna, mientras que el resto de la carga puede distribuirse por la porción restante de la trama interconectada. En una modalidad, la trama interconectada puede unirse directamente a la rueda o a la capa con la banda de rodamiento.

La trama interconectada puede ser de una de múltiples formas posibles. En una modalidad, los elementos de la trama forman capas múltiples de aberturas generalmente poligonales que se entrelazan de manera que hay al menos dos capas adyacentes de aberturas separadas a diferentes distancias radiales entre sí cuando se observan en cualquier corte radial de la trama. Las aberturas de una capa pueden conformarse similarmente comparadas con las aberturas de al menos otra capa, pero pueden conformarse además de manera diferente. Además, las aberturas de una capa pueden conformarse similarmente a las otras aberturas en esa misma capa. Más aún, aunque las aberturas de una capa pueden conformarse similarmente a las aberturas de otra capa, pueden dimensionarse de manera diferente, de manera que las aberturas de una capa externa radialmente pueden ser más grandes o más pequeñas que las aberturas de una capa comparativamente interna en la dirección radial. En otra modalidad, las aberturas de una capa no se conforman similarmente a las aberturas en esa misma capa.

Una capa con la banda de rodamiento en el anillo externo puede comprender cintas de refuerzo y una capa del material de soporte, las cuales actúan como una capa de cizallamiento. Cuando una huella se forma por la llanta, el material de soporte entre las cintas de refuerzo se somete a una fuerza de corte. Así, la capa de soporte le proporciona a la capa con la banda de rodamiento una rigidez mayor.

De acuerdo con aún otra modalidad descrita en la presente, se proporciona una llanta maciza sin aire para soportar una carga aplicada, la llanta que tiene un componente generalmente cilindrico que se sujeta a los componentes existentes de una rueda. Una trama interconectada y la superficie externa generalmente radial, que Incluyen una capa de la banda de rodamiento, pueden moldearse en el componente cilindrico, de manera que el componente cilindrico, la trama, y la superficie externa generalmente radial puedan retirarse fácilmente de los componentes de rueda de la llanta para su reemplazo o mantenimiento.

De acuerdo con aún otra modalidad descrita en la presente, se proporciona una llanta maciza sin aire para soportar una carga aplicada, la llanta que tiene un componente generalmente cilindrico que se une a una placa de rueda individual. Una trama interconectada y la superficie externa generalmente radial, que incluye una capa de banda de rodamiento, pueden moldearse en el componente cilindrico, de tal manera que el componente cilindrico, la trama, y la superficie externa generalmente radial pueden retirarse fácilmente de la placa de rueda de la llanta para su reemplazo o mantenimiento.

De acuerdo con aún otra modalidad descrita en la presente, se proporciona una llanta maciza sin aire para soportar una carga aplicada, la llanta que tiene una pared lateral unida directamente o conformada integralmente con una trama interconectada. La pared lateral puede tener una rigidez menor que esa de los elementos de trama interconectada de manera que la trama interconectada soporta la mayor parte de la carga de la llanta. La pared lateral puede flexionarse, o doblarse en los espacios entre los elementos de la trama interconectada.

De acuerdo con aún otra modalidad descrita en la presente, se proporciona una llanta maciza sin aire para soportar una carga aplicada, la llanta que tiene una pared lateral sólo parcialmente unida o conformada integralmente con una trama interconectada. La pared lateral puede tener una rigidez menor que esa de los elementos de la trama interconectada, y puede estar libre para flexionarse en aquellas áreas donde no se une a los elementos de la trama interconectada.

De acuerdo con aún otra modalidad descrita en la presente, se proporciona una llanta maciza sin aire para soportar una carga aplicada, la llanta que tiene una pared lateral parcialmente unida o conformada integralmente con una trama interconectada. La pared lateral puede tener forma "abovedada" o flexionada que facilita y desvía el doblado o la flexión de la pared lateral en una dirección prescrita fuera de la llanta.

Breve descripción de las figuras

Estas y otras características de las modalidades de la presente se harán más evidentes mediante la lectura de la descripción detallada que sigue y con referencia a las figuras acompañantes de las modalidades, en las cuales:

La Figura 1 es una vista frontal de una llanta maciza sin aire no deformada.

La Figura 2 es una vista frontal de la llanta maciza sin aire de la Figura 1 que se deforma cuando se somete a una carga.

La Figura 3 es una vista en perspectiva en sección de la llanta maciza sin aire no deformada tomada a lo largo de la línea 3-3 en la Figura 1.

La Figura 4 es una vista frontal de otra modalidad de una llanta maciza sin aire no deformada.

La... [Seguir leyendo]

1. Una llanta maciza sin aire (10) para soportar una carga, que comprende un anillo interno generalmente anular (20) que se fija a una rueda (60) que tiene un eje de rotación (12), un anillo externo generalmente anular (30); y una trama interconectada (40) entre el anillo interno generalmente anular (20) y el anillo externo generalmente anular (30) que tiene al menos dos capas radlalmente adyacentes (56, 58) de elementos de trama (42) en cada sección transversal radial de la llanta y una pluralidad de elementos de trama tangenciales (45) que se alinean generalmente con una tangente a un círculo centrado alrededor del eje de rotación (12), los elementos de trama (42) que definen una pluralidad de aberturas generalmente poligonales (50), en donde una pluralidad de dichos elementos de trama (42) se Inclinan con relación a un plano (16) que contiene dicho eje de rotación para facilitar que se curven los elementos de trama (42), y caracterizada porque una pluralidad de elementos de trama (42) comprenden miembros de refuerzo (46) y una cantidad sustancial de la carga se soporta por una pluralidad de los elementos de trama (42) que trabajan en tensión.

2. La llanta maciza sin aire de la reivindicación 1, caracterizada porque la trama interconectada (40) Incluye una pluralidad de aberturas generalmente poligonales que tiene una primera pluralidad de aberturas generalmente poligonales (50) con una primera forma y una segunda pluralidad de aberturas generalmente poligonales (51) con una segunda forma diferente de la primera forma.

3. La llanta maciza sin aire de la reivindicación 2, caracterizada porque cada una de las aberturas generalmente poligonales (50) de la primera pluralidad tiene un primer límite Interno (57) separado a una primera distancia radial del anillo Interno (20) y cada una de las aberturas generalmente poligonales (51) de la segunda pluralidad tiene un segundo límite Interno separado a una segunda, mayor distancia radial del anillo interno (20).

4. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque al menos una abertura generalmente poligonal de la primera pluralidad de aberturas generalmente poligonales (50) es más grande que al menos una abertura generalmente poligonal de la segunda pluralidad de aberturas generalmente poligonales (51).

5. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 4, caracterizada porque cada una de las aberturas generalmente poligonales (50) de la pluralidad se orienta radialmente.

6. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 5, caracterizada porque la pluralidad de aberturas generalmente poligonales (50) generalmente se conforman hexagonalmente.

7. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 6, caracterizada porque una capa interna relativamente radial (56) de la pluralidad de las aberturas generalmente poligonales (50) comprende aberturas alternativas generalmente en forma de cuña.

8. La llanta maciza sin aire de las reivindicaciones 2 a la 7, caracterizada porque cada una de las aberturas generalmente poligonales (50) de la pluralidad es generalmente simétrica respecto a un plano de simetría radial (14).

9. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la trama Interconectada (40) comprende intersecciones entre los elementos de trama (42), las intersecciones que unen al menos tres elementos de trama (42).

10. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el anillo interno generalmente anular (20) tiene un primer grosor (t¡), el anillo externo generalmente anular (30) tiene un segundo grosor (t0), y los elementos de trama (42) tienen un tercer grosor (tg), el tercer grosor (tg) que es más pequeño que el primer grosor (t¡) o el segundo grosor (t0).

11. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los miembros de refuerzo (46) se unen a los elementos de trama (42).

12. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los miembros de refuerzo (46) se comprenden de al menos una de fibras de carbono y fibras sintéticas de una para-aramlda.

13. La llanta maciza sin aire de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una capa con la banda de rodamiento (70) fija a una superficie externa radlalmente (34) del anillo externo.

14. La llanta maciza sin aire de la reivindicación 13, caracterizada porque la capa con la banda de rodamiento (70) comprende cintas de refuerzo (72).

15. La llanta maciza sin aire de la reivindicación 13 o 14, caracterizada porque una sección transversal de la capa con la banda de rodamiento (70) tomada a lo largo de un plano que se extiende radialmente desde el eje de

rotación (12) tiene una de una forma redondeada y una forma de corona.