Talón de neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil.

Neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil, que comprende dos talones o bordones destinados a entrar en contacto con una llanta que comprende dos bordes de llanta (7,

27) circulares al menos en parte, una armadura de carcasa que comprende al menos una capa de armadura de carcasa (1, 21) constituida por elementos de refuerzo metálicos revestidos o envueltos por un material polímero de revestimiento o envoltura, comprendiendo la capa de armadura de carcasa una parte principal de armadura de carcasa (1a, 21a) que se enrolla en cada talón, desde el interior hacia el exterior del neumático, alrededor de un núcleo de tirante (2, 22) para formar un retorno de la armadura de carcasa (1b, 21b), comprendiendo cada talón un elemento de protección (4, 24) que prolonga radialmente hacia el interior un flanco (5, 25) y un elemento de obturación (6, 26) axialmente interior al elemento de protección y al flanco y axialmente exterior al retorno de la armadura de carcasa, estando los elementos de protección y de obturación constituidos respectivamente por al menos un material polímero de protección y por un material polímero de obturación, teniendo el material polímero de obturación un modulo de elasticidad al 10% de alargamiento inferior al módulo de elasticidad al 10% de alargamiento del material polímero de revestimiento, caracterizado porque un elemento de transición (28), constituido por un material polímero de transición, está en contacto, por su cara axialmente interior, con el material polímero de revestimiento de la cara axialmente exterior del retorno de la armadura de carcasa (21b) y, por su cara axialmente exterior, con el material polímero de obturación (26), y porque el módulo de elasticidad al 10% de alargamiento del material polímero de transición es intermedio entre los módulos de elasticidad respectivos, al 10% de alargamiento, del material polímero de revestimiento y del material polímero de obturación.

Talón de neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil La presente invención se refiere a un neumático radial destinado a equipar un vehículo pesado del tipo de ingeniería civil.

Si bien no está limitada a este tipo de aplicación, la invención será más particularmente descrita en referencia a un neumático radial destinado a ser montado en un volquete (dumper) , vehículo de transporte de materiales extraídos de canteras o de minas de superficie. El diámetro nominal de la llanta de un tal neumático, en el sentido de la norma Europea Tyre and Rim Technical Organisation o ETRTO, es igual como mínimo a 25 (63, 5 cm) .

En lo que sigue se designa por:

- « Plano meridiano »: un plano que contiene el eje de rotación del neumático.

- « Plano ecuatorial »: el plano que pasa por el medio de la superficie de rodadura del neumático y perpendicular al eje de rotación del neumático.

- « Dirección radial »: una dirección perpendicular al eje de rotación del neumático.

- « Dirección axial »: una dirección paralela al je de rotación del neumático.

- « Dirección circunferencial »: una dirección perpendicular a un plano meridiano.

- « Distancia radial »: una distancia medida perpendicularmente al eje de rotación del neumático y a partir del eje de rotación del neumático.

- « Distancia axial »: una distancia medida paralelamente al eje de rotación del neumático a partir del plano ecuatorial.

- « Radialmente »: según una dirección radial.

- « Axialmente »: según una dirección axial.

- « Radialmente interior, o radialmente exterior »: cuando la distancia radial es inferior, o superior.

- « Axialmente interior, o axialmente exterior »: cuando la distancia axial es inferior, o superior.

Un neumático comprende dos talones o bordones, que aseguran la unión mecánica entre el neumático y la llanta sobre la que esta montado, siendo los talones reunidos respectivamente por medio de dos flancos a una banda de rodadura, destinada a ponerse en contacto con el suelo por medio de una superficie de rodadura.

Un neumático radial comprende más particularmente una armadura de refuerzo, que incluye una armadura de cima, radialmente interior a la banda de rodadura, y una armadura de carcasa, radialmente interior a la armadura de cima.

La armadura de carcasa de un neumático radial para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil comprende habitualmente al menos una capa de armadura de carcasa constituida por elementos de refuerzo metálicos revestidos de un material polímero de revestimiento o envoltura. Los elementos de refuerzo metálicos son sensiblemente paralelos entre sí y forman, con la dirección circunferencial, un ángulo comprendido ente 85º y 95º. La capa de armadura de carcasa comprende una parte principal de armadura de carcasa, que une los dos talones entre sí y que se enrolla, en cada talón, alrededor de un núcleo de tirante. El núcleo de tirante comprende un elemento de refuerzo circunferencial, lo más frecuentemente metálico, rodeado por al menos un material, de manera no exhaustiva polímero o textil. El enrollamiento de la capa de armadura de carcasa alrededor del núcleo de tirante va desde el interior hacia el exterior del neumático para formar un retorno de armadura de carcasa, que comprende un extremo. El retorno de la armadura de carcasa, en cada talón, permite el anclaje de la capa de armadura de carcasa al núcleo de tirante del talón.

Cada talón comprende un elemento de relleno que prolonga radialmente hacia el exterior el núcleo de tirante. El elemento de relleno tiene, en cualquier plano meridiano, una sección sensiblemente triangular y está constituido por al menos un material polímero de relleno. El elemento de relleno puede estar constituido por un apilamiento en el sentido radial de al menos dos materiales polímeros de relleno en contacto según una superficie de contacto que corta cualquier plano meridiano según una traza meridiana. El elemento de relleno separa axialmente la parte principal de la armadura de carcasa y el retorno de la armadura de carcasa.

Cada talón comprende igualmente un elemento de protección que prolonga radialmente hacia el interior el flanco y axialmente exterior al retorno de la armadura de carcasa. El elemento de protección está igualmente, al menos en parte, en contacto por su cara axialmente exterior con el reborde de la llanta. El elemento de protección está constituido por al menos un material polímero de protección.

Cada talón comprende finalmente un elemento de obturación o de junta axialmente interior al flanco y al elemento de protección y axialmente exterior al retorno de la armadura de carcasa. El elemento de obturación está constituido por al menos un material polímero de obturación.

Un material polímero, después de la cocción, está caracterizado mecánicamente por características de esfuerzodeformación en tracción, determinadas por ensayos de tracción. Estos ensayos de tracción son efectuados por el experto en la técnica, sobre una probeta, según un método conocido, por ejemplo de acuerdo con la norma internacional ISO 37, y en las condiciones normales de temperatura (23 + ó - 2ºC) y de higrometría (50 + ó - 5% de humedad relativa) , definidas por la norma internacional ISO 471. Se denomina módulo de elasticidad al 10% de alargamiento de una mezcla de polímeros, expresado en mega pascales (MPa) , el esfuerzo de tracción medido para un alargamiento de la probeta del 10%.

Un material polímero, después de la cocción, está igualmente caracterizado mecánicamente por su dureza. La dureza está principalmente definida por la dureza Shore A, determinada de acuerdo con la norma ASTM D 2240-86.

En el curso de la rodadura del vehículo, el neumático, montado sobre su llanta, inflada y aplastada bajo la carga del vehículo, está sometido a ciclos de flexión, en particular a la altura de sus talones y de sus flancos.

Los ciclos de flexión entrañan variaciones de curvatura combinadas con variaciones de tensión de los elementos de refuerzo metálicos de la parte principal de la armadura de carcasa y del retorno de la armadura de carcasa.

Los ciclos de flexión entrañan en particular esfuerzos y deformaciones, principalmente de cizalladura y de compresión, en los materiales polímeros de revestimiento y de obturación, en la cara axialmente exterior del retorno de la armadura de carcasa, en razón de la flexión del talón sobre el reborde de la llanta.

En particular, en la zona de enrollamiento del talón sobre el reborde de la llanta, los ciclos de flexión inician fisuras en la cara axialmente exterior del retorno de la armadura de carcasa. Estas fisuras se propagan en el material polímero de revestimiento y a continuación en el material polímero de obturación en el cual forman cavidades susceptibles de producir, durante la duración, una degradación del neumático, precisando su sustitución. La velocidad de propagación de las fisuras depende, por una parte, de la amplitud y de la frecuencia de los ciclos de esfuerzos y de deformaciones y, por otra parte, de las rigideces de los materiales polímeros, en la zona de fisuración.

El documento JP 2004345414 ha descrito ya, en el caso de un neumático de armadura de carcasa radial, talones cuya concepción tiene por objetivo la prevención de fisuras generadas en la zona de recubrimiento entre el retorno de la armadura de carcasa y el extremo radialmente exterior de una capa de elementos de refuerzo metálicos que rodean la parte radialmente interior de núcleo de tirante. En la solución técnica propuesta, un elemento de material polímero esta intercalado entre el retorno de la armadura de carcasa y el extremo radialmente exterior de la capa de elementos de refuerzo metálicos rodeando la parte radialmente interior del núcleo de tirante.

El documento EP 0755811 A2 ha descrito ya un elemento de transición intercalado entre el refuerzo de la aradura de carcasa y un elemento de protección de la carcasa a la altura de los rebordes de la llanta.

Los inventores se ha fijado como objetivo el de mejorar las duraciones de los talones de un neumático radial para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil, disminuyendo la velocidad de propagación de las fisuras que se inician en la cara axialmente exterior del retorno de la armadura de carcasa y que se propagan a través de los materiales polímeros de revestimiento y de obturación.

Este objetivo ha sido conseguido, de acuerdo con la invención, por:

- un neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil que comprende dos talones o bordones destinados a ponerse en contacto... [Seguir leyendo]

1. Neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil, que comprende dos talones o bordones destinados a entrar en contacto con una llanta que comprende dos bordes de llanta (7, 27) circulares al menos en parte, una armadura de carcasa que comprende al menos una capa de armadura de carcasa (1, 21) constituida por elementos de refuerzo metálicos revestidos o envueltos por un material polímero de revestimiento o envoltura, comprendiendo la capa de armadura de carcasa una parte principal de armadura de carcasa (1a, 21a) que se enrolla en cada talón, desde el interior hacia el exterior del neumático, alrededor de un núcleo de tirante (2, 22) para formar un retorno de la armadura de carcasa (1b, 21b) , comprendiendo cada talón un elemento de protección (4, 24) que prolonga radialmente hacia el interior un flanco (5, 25) y un elemento de obturación (6, 26) axialmente interior al elemento de protección y al flanco y axialmente exterior al retorno de la armadura de carcasa, estando los elementos de protección y de obturación constituidos respectivamente por al menos un material polímero de protección y por un material polímero de obturación, teniendo el material polímero de obturación un modulo de elasticidad al 10% de alargamiento inferior al módulo de elasticidad al 10% de alargamiento del material polímero de revestimiento, caracterizado porque un elemento de transición (28) , constituido por un material polímero de transición, está en contacto, por su cara axialmente interior, con el material polímero de revestimiento de la cara axialmente exterior del retorno de la armadura de carcasa (21b) y, por su cara axialmente exterior, con el material polímero de obturación (26) , y porque el módulo de elasticidad al 10% de alargamiento del material polímero de transición es intermedio entre los módulos de elasticidad respectivos, al 10% de alargamiento, del material polímero de revestimiento y del material polímero de obturación.

2. Neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil según la reivindicación 1, que comprende dos talones en contacto con una llanta, comprendiendo la llanta dos rebordes de llanta (27) , comprendiendo cada reborde de llanta (27) , en su parte radialmente más exterior, una parte circular de centro (O) por la cual pasan dos ejes (ZZ) e (YY) , respectivamente orientados radialmente hacia el exterior del neumático y axialmente hacia el interior del neumático, caracterizado porque el extremo radialmente exterior E del elemento de transición (28) es radialmente exterior a la recta (Dmin) que pasa por el centro (O) del círculo del reborde de llanta (27) y que forma un ángulo de +70º con respecto a la dirección axial (YY) .

3. Neumático para vehiculo pesado del tipo de ingeniería civil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, que comprende dos talones en contacto con una llanta, comprendiendo la llanta dos rebordes de llanta (27) , comprendiendo cada reborde de llanta (27) , en su parte radialmente más exterior, una parte circular de centro (O) por el cual pasan dos ejes (ZZ) e (YY) respectivamente orientados radialmente hacia el exterior del neumático y axialmente hacia el interior del neumático, caracterizado porque el extremo radialmente interior (I) del elemento de transición (28) es radialmente interior a la recta (dmax) que pasa por el centro (O) del círculo del reborde de llanta

(27) y que forma un ángulo de +40º con respecto a la dirección axial (YY) .

4. Neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el espesor (e) del elemento de transición (28) es al menos igual al espesor del material polímero de revestimiento.

5. Neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el espesor (e) del elemento de transición (28) es a lo sumo igual a 5 veces el espesor del material polímero de revestimiento.

6. Neumático para vehículo pesado del tipo de ingeniería civil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el módulo de elasticidad al 10% de alargamiento del material polímero de transición es al menos igual a 0, 9 veces y a lo sumo igual a 1, 1 veces la media aritmética de los módulos de elasticidad respectivos, al 10% de alargamiento, del material polímero de revestimiento y del material polímero de obturación.