TALÓN SIN VARILLA PARA NEUMÁTICO
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un neumático, que comprende, al menos, una banda de rodadura unida a dos talones por mediación de dos costados y una armadura de carcasa, pudiendo ser utilizado los neumático con o sin cámara de aire independiente y estando destinado, después del montaje en una llanta normalizada y del inflado, al equipo de cualquier vehículo susceptible de rodar. La solicitud FR-A-2 771 150, presentada el 14 de noviembre de 1997, describe y reivindica un neumático, destinado a ser montado en una llanta de anchura axial L, con asientos de llanta que forman con el eje de rotación un ángulo ? tal que 0° < ? < 16°, y las pestañas de llanta con ganchos redondeados. El neumático comprende una banda de rodadura unida a dos talones por dos costados y al menos una armadura de carcasa formada por al menos una tela de elementos de refuerzo, estando desprovisto de varilla cada talón y teniendo la armadura de carcasa en cada talón un perfil meridiano curvado en sentido axial y radialmente del exterior al interior, para formar un borde axialmente interior localizado en un ángulo abierto axial y radialmente hacia el interior, uno de cuyos lados es paralelo al eje de rotación, y de valor a lo sumo igual a
REF. 134141
°. La armadura de carcasa está reforzada en cada talón, al menos radialmente en el exterior y axialmente en el interior, por, al menos, una primer capa adicional continua, de perfil meridiano sensiblemente paralelo al perfil 5 meridiano de la armadura de carcasa en el talón y que comprende, al menos, una primer parte compuesta de, al menos, una tela formada de elementos de refuerzo inextensibles que forman con la dirección circunferencial un ángulo comprendido entre -2.5° y +2.5°, distando la
extremidad radialmente superior de la tela adicional del eje de rotación de una cantidad al menos igual a 0.96 veces la distancia que separa del eje el punto de la pestaña correspondiente de la llanta de montaje más alejado del eje de rotación, y distando la extremidad axialmente interior
del plano ecuatorial una cantidad a lo sumo igual a 0.43 veces la anchura L de la llanta de montaje. Es entonces posible controlar mejor la repartición de las presiones de contacto entre la llanta y el neumático, a nivel de los asientos respectivos de llanta y de talón, al
tiempo que se permite la mejora de la resistencia al desenrollamiento de la armadura de carcasa en el caso de calentamiento elevado de los talones, sin utilizar varillas de anclaje de la armadura de carcasa. En el caso de neumáticos cuya presión de inflado
recomendada sea elevada, el documento citado menciona que la
primer capa adicional puede estar formada por dos partes de varias telas adicionales de elementos de refuerzo inextensibles, superpuestas unas a otras y cuyas longitudes podrán ser iguales o no . La presencia de otra capa adicional de refuerzo, continua y dispuesta radialmente en el interior y axialmente en el exterior, se ha comprobado muy ventajosa. Las capas están formadas, en lo esencial, por cables inextensibles, de preferencia metálicos, y que forman con la dirección circunferencial un ángulo comprendido entre -2.50 y +2.50. Tales estructuras, aunque permitan resolver los problemas planteados, no presentan una resistencia suficiente, debido a la aparición y a la propagación de roturas de armadura de carcasa debidas a la variación de curvatura del perfil meridiano de la armadura durante el rodaje, variación entre la curvatura cuando el meridiano considerado pasa por la elipse de contacto y cuando está en oposición con la elipse. A fin de poner remedio a los problemas de resistencia, el neumático conforme con la invención, destinado a ser montado en una llanta cuyos asientos forman con el eje de rotación un ángulo ? tal que 0° < ? < 16°, y cuyas pestañas de llanta tienen ganchos redondeados, que comprende una banda de rodadura unida a dos talones por dos costados y, al menos, una armadura de carcasa formada por, al menos, una tela de elementos de refuerzo, está caracterizado porque cada talón está desprovisto de varilla, teniendo la armadura de carcasa en cada talón un perfil meridiano curvado en sentido axial y radialmente del exterior al interior para formar un borde axialmente interior localizado en un ángulo abierto axial y radialmente hacia el interior, uno de cuyos lados es paralelo al eje de rotación, y de valor a lo sumo igual a 25°, estando reforzada la armadura de carcasa en cada talón, al menos radialmente en el exterior y axialmente en el interior, de una parte, por, al menos, una primer capa adicional continua, compuesta por, al menos, una tela formada de elementos de refuerzo inextensibles que forman con la dirección circunferencial un ángulo comprendido entre -2.5° y +2.5° y, está caracterizada porque la armadura de carcasa está además, radialmente en el exterior y axialmente en el interior reforzada por una segunda capa adicional continua, compuesta por, al menos, una tela formada de elementos de refuerzo inextensibles y radiales, teniendo las dos capas adicionales perfiles meridianos sensiblemente paralelos al perfil meridiano de armadura de carcasa en el talón y distando las extremidades radialmente superiores de las primera y segunda capas adicionales del eje de rotación de cantidades al menos iguales, respectivamente, a 0.96 veces y 1.20 veces la distancia que separa del eje el punto del reborde correspondiente de la llanta más alejado del eje de rotación. Hay que entender por pestaña de llanta, visto en sección meridiana, el conjunto formado por la parte sensiblemente perpendicular al eje de rotación prolongado, de una parte, radialmente en el exterior, por una parte circular, que forma lo que se denomina a veces el gancho de llanta y, de otra parte, radialmente en el interior, por el arco de círculo de acoplamiento a la extremidad axialmente exterior del asiento de llanta en el conjunto. Por perfil meridiano de una armadura de carcasa en un talón, hay que entender el perfil meridiano de la fibra geométricamente central de la armadura, vista en sección meridiana, considerándose el perfil radialmente en el interior de una recta, paralela al eje de rotación de la llanta de montaje y del neumático, que pase por el punto del gancho de llanta, correspondiente al talón considerado, más alejado del eje de rotación. Hay que entender por elemento de refuerzo inextensible un cable o un monofilamento que presenta, sometido a una fuerza del 20% de la fuerza de rotura, un alargamiento relativo a lo sumo igual al 1.5%. Las primera y segunda capas adicionales estarán formadas, preferiblemente, por cables o monofilamentos metálicos, y de preferencia de acero, en el caso de neumáticos del tipo empleado en vehículos de "Gran Tonelaje" o para "Ingeniería
Civil", pero podrá estar ventajosamente formado por elementos textiles, de preferencia de poliamida aromática, en el caso de neumáticos para aviones, tractores agrícolas o para vehículos de turismo por ejemplo. La resistencia del neumático se mejorará aun más si el grosor de caucho, existente entre la fibra central del perfil meridiano de la armadura de carcasa y la pared externa del talón, es, en la longitud de contacto entre talón y llanta disminuida en la longitud de contacto entre asientos respectivamente de talón y de llanta, al menos igual al 0.02% de la anchura axial máxima de la armadura de carcasa. Pudiendo estar afectados por la invención un gran número de llantas y de neumáticos, el perfil meridiano del conjunto formado por la armadura de carcasa y las capas adicionales, el perfil muy estrechamente ligado al perfil de la armadura de carcasa, estará, en un talón, ventajosamente adaptado al perfil meridiano de la llanta en la que se montará el talón. El perfil meridiano de las telas adicionales no difiere, en efecto, del perfil meridiano de la armadura de carcasa más que por la variación posible de la(s) capa(s) de caucho de desacoplo, reforzadas o no, existente (s) entre las dos armaduras, lo que explica que se diga que los perfiles son sensiblemente paralelos. El perfil meridiano de la segunda capa adicional puede ser
estrictamente paralelo al perfil de armadura de carcasa, separando los dos perfiles una sola capa de caucho de grosor constante. El perfil meridiano de la segunda capa puede ser sensiblemente paralelo al perfil de armadura de carcasa, pudiendo insertarse radialmente una o varias telas de la primera capa adicional entre la armadura de carcasa y la segunda capa adicional, mientras que la(s) tela(s) restante de la primera capa está radialmente en el exterior y axialmente en el interior de la segunda capa adicional. El perfil meridiano de armadura de carcasa en un talón puede estar formado, en sentido radial y axialmente hacia el interior, eventualmente por un primer arco de círculo cóncavo prolongado tangencialmente por un segundo arco de círculo convexo, estando en su caso prolongado el segundo arco de círculo de modo tangencial por un segmento de recta. La extremidad radialmente exterior del primer arco de círculo cóncavo dista radialmente, de una parte, del eje de rotación una cantidad igual al radio del círculo, lugar geométrico de los puntos del reborde de llanta más alejados del eje y, de otra parte, dista axialmente del plano ecuatorial una cantidad comprendida entre dos valores aumentados el 10% de anchura de la llanta y reducidos el 10% de anchura de la llanta. La extremidad radialmente exterior es también el punto de tangencia con el perfil meridiano
convexo de la armadura de carcasa en el costado. El centro de curvatura del primer arco de círculo tiene, con respecto a los dos ejes que son la traza del plano ecuatorial y el eje de rotación, las mismas coordenadas que el centro de curvatura del gancho de llanta. En cuanto a la longitud del primer arco de círculo del perfil de armadura de carcasa, a lo mínimo nula, comenzando el perfil meridiano de armadura de carcasa en el talón directamente por el segundo arco de círculo convexo, y a lo máximo igual a la longitud de un arco de círculo cuya extremidad radialmente inferior sería el punto de tangencia del arco con una perpendicular al eje de rotación. El primer arco de círculo está tangencialmente prolongado radial y axialmente en el interior por un segundo arco de círculo de radio de curvatura que puede estar comprendido entre un valor mínimo de 5 mm y un valor máximo igual al radio de curvatura del perfil meridiano de la armadura de carcasa en el costado medido en el punto de tangencia entre el perfil y el primer arco de círculo, siendo el valor máximo el valor de radio utilizado preferiblemente cuando el primer arco de círculo tiene una longitud nula. El segundo arco de círculo está, en su caso, tangencialmente prolongado radial y axialmente en el interior por un segmento de recta, cuya extremidad
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axialmente interior es, también, la extremidad del perfil meridiano de armadura de carcasa. El borde axialmente interior del perfil meridiano esté compuesto por una parte del segundo arco de círculo a la que se añade el segmento de recta, o bien por una parte de arco de círculo. El borde es la parte de perfil meridiano localizada en un ángulo definido por una semi-recta tangente al segundo arco de círculo y que forma con el eje de rotación un ángulo de 25° y una semi-recta paralela al eje de rotación cuyo origen es precisamente el punto de tangencia del segundo arco de círculo con la semi-recta orientada a 25°. La primer capa adicional tiene una extremidad axialmente interior que puede estar más próxima o más alejada del plano ecuatorial que la extremidad axialmente interior de la armadura de carcasa Entre su extremidad axialmente interior y el vértice del ángulo en el que está localizado el borde del perfil meridiano de la armadura de carcasa, la primer capa adicional puede estar separada de la segunda capa adicional por un reducido grosor de mezcla de caucho, suma de los dos grosores respectivos de las capas de calandrado de las dos telas adyacentes, mientras que entre el vértice y la extremidad radialmente superior, el grosor esta comprendido entre 1.0 y 1.8 veces el grosor antes citado. En cuanto a la segunda capa adicional, su extremidad axialmente interior dista axialmente del plano
>¿Mfc"¿ ecuatorial una cantidad sensiblemente igual a la distancia axial que separa la extremidad axialmente interior de la armadura de carcasa en el talón. Entre sus extremidades radialmente superior y axialmente interior, la segunda capa 5 adicional está separada ventajosamente de la armadura de carcasa y/o de la primer capa adicional por un grosor que es la suma de los dos grosores de las capas de calandrado de las capas adyacentes. En el caso de una presión de inflado elevada, la 0 presencia de una tercer capa adicional continua de refuerzo puede también demostrarse muy ventajosamente. La tercer capa, axialmente en el exterior y radialmente en el interior de, al menos, la tela radialmente más interior y axialmente más exterior de la armadura de carcasa, tiene, también, un 5 perfil meridiano sensiblemente paralelo al perfil meridiano de la armadura de carcasa en el talón. La capa está formada por, al menos, una tela de elementos de refuerzo. Puede ser continua y homogénea en toda su longitud desde su extremidad radialmente superior que puede estar situada radialmente en 0 el exterior, pero de preferencia radialmente en el interior, de la recta paralela al eje de rotación de la llanta y que pasa por el punto de la pestaña de llanta, correspondiente al talón considerado, más alejado del eje de rotación, hasta su extremidad axialmente interior y más próxima al plano 5 ecuatorial. Está entonces ventajosamente formada por cables inextensibles, de preferencia metálicos, y que formen con la dirección circunferencial un ángulo comprendido entre -2.5 y +2.5°. En el caso en que su extremidad radialmente superior este radialmente en el interior de la recta paralela al eje de rotación y que pasa por el punto de la pestaña de llanta más alejado del eje de rotación, la tercer capa adicional puede ser, también, no homogénea en su anchura, aunque continua, y está entonces formada, ventajosamente, por dos partes: una primer parte comprendida entre su extremidad radialmente superior y un punto situado entre el centro del segundo arco de círculo del perfil meridiano de armadura de carcasa en el talón y el vértice del ángulo en el que está situado el borde de armadura de carcasa, y una segunda parte, que prolonga axialmente en el interior y radialmente en el interior la primer parte y comprendida entre el punto y su extremidad radialmente inferior y axialmente más próxima al plano ecuatorial. La primer parte está formada por, al menos, una tela de cables inextensibles, de preferencia metálicos de acero, y que forman con la dirección circunferencial un ángulo comprendido entre -2.5° y +2.5°, mientras que la segunda parte está ventajosamente formada por, al menos, una tela de elementos de refuerzo, presentando la tela las propiedades de ser muy poco comprensible en el sentido transversal y
ventajosamente extensible en el sentido circunferencial, lo que, de una parte, permite el control simple y reproductible de las presiones ejercidas por el asiento de talón sobre el asiento de llanta, habiendo comprobado los inventores de manera inesperada que las presiones eran función de la resistencia a la tensión de los elementos de refuerzo que constituyen la(s) tela(s) de la segunda parte de la segunda capa adicional y, de otra parte, facilita la colocación en fabricación de la capa adicional. La segunda parte puede estar ventajosamente formada por, al menos, una tela: * que tenga elementos de refuerzo continuos y circunferenciales, de preferencia metálicos y denominados elásticos, es decir, que están, sometidos a una fuerza de tensión igual al 20% de la fuerza de rotura, un alargamiento relativo, al menos, igual al 1. O"6 , * que tenga elementos de refuerzo ondulados o en zigzag de orientación media circunferencial, y de preferencia metálicos, * que tenga filas de elementos de refuerzo preferentemente metálicos, discontinuos y circunferenciales, teniendo cada elemento una longitud circunferencial que puede estar comprendida entre 0.1 veces y 1 vez la longitud circunferencial de la tela y
"-»":'O' estando meridianamente desplazados los espacios entre elementos con respecto a los espacios de las filas axialmente adyacentes y siendo sin embargo los elementos o filas de elementos en este caso paralelos entre sí y estando prácticamente yuxtapuestos en el sentido transversal, * que tenga elementos de refuerzo metálicos orientados con respecto a la dirección circunferencial en un ángulo, al menos, igual a 80°, estando los elementos circunferencialmente separados entre sí por una distancia, al menos, igual a 0.2 mm. Además, se puede facilitar aun más la colocación de la segunda parte de la segunda capa si la(s) tela(s) de la parte están formadas por bandas de algunos elementos circunferenciales de refuerzo, bandas circunferencialmente discontinuas, formando los espacios de discontinuidad entre bandas con la dirección circunferencial de un ángulo diferente del ángulo formado con la misma dirección por los elementos de refuerzo de armadura de carcasa, siendo la diferencia, al menos, igual a 10°. La posición de la tercer capa y de las telas que la componen puede ser función del número de telas que componen la armadura de carcasa del neumático. Si la armadura de carcasa está formada por, a lo sumo, tres telas, la tercer capa adicional está situada, de preferencia, en su
ájjÁ?* totalidad axialmente en el exterior y radialmente en el interior de la tela de carcasa radialmente más en el interior y axialmente más en el exterior de la armadura de carcasa. En cambio, si la armadura de carcasa está formada por, al menos, cuatro telas, las telas que forman la tercer capa adicional son preferiblemente tales que dos de entre ellas encierran un grupo de telas de carcasa que puede estar formado por una o varias telas de armadura de carcasa. Las características y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con la ayuda de la descripción que sigue y que se refiere al dibujo, en el que la única figura representa esquemáticamente, una vista en sección meridiana, un talón de neumático para "Vehículos de gran tonelaje". El neumático para "Vehículos de gran tonelaje" de dimensión 385/65 R 22.5 (figura 1), destinado a ser montado en una llanta de base hueca que posee asientos de llanta inclinados a 15°, comprende una banda de rodadura unida a dos talones 3 por dos costados 2. Una armadura de carcasa, compuesta por una sola tela 1 de cables metálicos radiales de acero, refuerza el neumático y está rematada por una armadura de corona (no mostrada) formada por, al menos, dos telas de cables metálicos de acero paralelos entre sí en cada tela y cruzados de una tela a la siguiente, que forman
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con la dirección circunferencial ángulos comprendidos entre 10° y 35°. El perfil meridiano de la fibra geométricamente central de la tela de carcasa 1, visto en sección meridiana, considerándose radialmente el perfil en el interior de una recta XX' paralela al eje de rotación de la llanta de montaje y del neumático que pasa por el punto del reborde de llanta, correspondiente al talón considerado, más alejado del eje de rotación, está constituido por un primer arco de círculo cóncavo AB, tangente en A al perfil meridiano de la armadura de carcasa en el costado 2 y en B a un segundo arco de círculo convexo BC, a su vez prolongado tangencial y axialmente hacia el interior por un segmento de recta CD que forma con el eje de rotación un ángulo de 20°, y siendo D la extremidad de la armadura de carcasa 1. El punto A dista del plano ecuatorial una cantidad igual a 149 mm, o sea 0.5 veces la anchura L de la llanta 11.75 en la que se montará el neumático, mientras que el punto D dista del mismo plano una cantidad igual a 0.3 veces la misma anchura de la llanta. El arco de círculo AB, como se puede ver en la figura, no tiene, debido a la forma particular del perfil meridiano del reborde de la llanta de asientos a 15°, la longitud máxima posible, no siendo el punto B punto de tangencia con una recta perpendicular al eje de rotación. El perfil meridiano está, por tanto, curvado en sentido ~-zy . ^. 16
axial y radialmente del exterior al interior para formar un borde SD axialmente interior, localizado en un ángulo a abierto axial y radialmente hacia el interior, uno de cuyos lados, que forma con el eje de rotación un ángulo de 25°, es 5 tangente al segundo arco de círculo BC en S, y cuyo otro lado que sale de S es paralelo al eje de rotación. La primer capa adicional 6 radialmente exterior y axialmente interior se compone de tres telas 6l f 62 y ß3 de cables metálicos de acero 68x23 orientados
circunferencialmente y cuya fuerza de rotura es, al menos, igual a 700 daN. Las extremidades radialmente inferiores de las tres telas están más alejadas del plano ecuatorial que la extremidad de la tela de carcasa y las extremidades radialmente superiores, escalonadas en sentido radial, están
radialmente en el interior de la recta XX', con excepción de la tela 6? más próxima a la tela de carcasa 1. Entre la tela de carcasa 1 y la tela adicional 6? de la primer capa adicional 6, está dispuesta una segunda capa adicional 7 constituida por una sola tela 7, en el 0 ejemplo descrito, de cables metálicos de acero 19x18 orientados radialmente. La extremidad radialmente superior de la tela 7 está situada radialmente muy por encima de la recta XX' para quedar situada, aproximadamente, entre la recta y la recta de mayor anchura axial de la armadura de 5 carcasa 1. En cuanto a la extremidad axialmente interior,
está situada a una distancia axial del plano ecuatorial igual a la distancia axial que separa del plano la extremidad de la tela de carcasa 1. La tela adicional 61 está desacoplada de la segunda capa adicional 7 por una delgada capa 8 de mezcla de caucho cuyo grosor es igual a la suma de los dos grosores de mezcla de calandrado que recubren, respectivamente, los cables de las telas adicionales, y en el caso descrito igual a 0.6 mm. Sucede lo mismo con la separación entre la segunda capa adicional 7 y la armadura de carcasa 1, desacopladas entre sí por la goma 8 de grosor igual a 1.2 mm. La tercer capa adicional 9 está formada por dos partes : * por una primer parte 90, que se extiende desde el punto A hasta un punto E del perfil meridiano de armadura de carcasa, sensiblemente a igual distancia de los puntos C y S del perfil, y formada por una tela de cables metálicos 68x23 de acero, inextensibles, orientados circunferencialmente, y de diámetro igual a 2.8 mm, y * axialmente en el interior a partir del punto E, por una segunda parte 91 formada por una tela de cables metálicos de acero ondulados en el plano de la tela y de orientación media circunferencial y con una relación a/?, de amplitud de ondulación a sobre la longitud de ondas ?, comprendida entre 0.03 y 0.1, siendo los cables de acero de menor diámetro que los cables de la primer parte 90, puesto que es igual a
1.4 mm. El conjunto de las telas está recubierto, en el talón y radialmente en el exterior, por la capa de caucho usual de protección 5, destinada a establecer el contacto con la llanta de montaje y, eventualmente, por la mezcla que constituye el costado 2 del neumático. Cualquiera que sea la disposición o la combinación de estas mezclas en el talón, el grosor e de caucho entre la fibra central de la tela de carcasa 1 y la pared externa del talón está disminuida, en una longitud igual a la longitud total de contacto entre la pared externa del talón y la pared interna de la llanta de montaje, en la longitud común de los asientos, respectivamente de talón y de llanta, igual a
13 mm, es decir, al menos, igual al 0.034% de la anchura axial máxima de la armadura de carcasa 1. La longitud considerada corresponde, sensiblemente, a la longitud AS del perfil meridiano de armadura de carcasa 1. El conjunto del talón queda completado por uno o más rellenos de caucho 4 axialmente en el interior y radialmente en el exterior de la capa adicional (6).
**s.~ i Íj¿_á¿ fc * j?<.A^« ÍÉfe.ftltállÍla ¿£*Aaí^ tÜXzXÍ.--....ZZ-,.z.-: .y..z z.. Z.,Z.y. y.: --y - 'J¡"íli Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere.
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