k 11 N. de publicación: ES k 51 Int. Cl. 5 : B60C 11/01

PATENTES Y MARCAS ESPA ˜NA k 51_{Int. Cl.}5_:

_{B60C 11/01}

B60C 11/00

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12

_{TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA}

_T3

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86 _{N´umero de solicitud europea: 90311564.0}

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86 _{Fecha de presentaci´on : 22.10.90}

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87 _{N´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 427 417}

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87 _{Fecha de publicaci´on de la solicitud: 15.05.91}

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54 _{T´ıtulo: Banda de rodadura para neum´atico radial de trabajo pesado.}

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30 _{Prioridad: 23.10.89 JP 275595/89}

10.08.90 JP 212448/90

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73 _{Titular/es: Bridgestone Corporation}

1-1, Kyobashi 1-Chome Chuo-Ku Tokyo 104, JP

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45 _{Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:}

16.04.94

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72 _{Inventor/es: Aoki, Yasutoshi y}

Enoki, Yasutaka

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45 _{Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:}

16.04.94

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74 _{Agente: Curell Su˜nol, Marcelino}

Aviso:

En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).

DESCRIPCION

La presente invenci´on se refiere a una banda de rodadura para un neum´atico radial de trabajo pesado y, m´as particularmente a una banda de rodadura de neum´atico radial de trabajo pesado en la que est´an laminadas un par de capas supe-rior e infesupe-rior de caucho que tienen m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı.

En una banda de rodadura convencional co-nocida para neum´atico radial de trabajo pesado, est´an laminadas un par de capas de caucho supe-rior e infesupe-rior que tienen m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı.

Un ejemplo conocido de esta estructura de dos capas laminadas las dispone de tal manera que como capa superior se sit´ua una capa de caucho resistente al desgaste en la parte superficial de la banda de rodadura, y como capa inferior se sit´ua una capa de caucho resistente al calor. Con esta disposici´on, se intenta hacer compatibles la resistencia al desgaste y la resistencia al calor.

Al mismo tiempo, si se comparan con los neum´aticos diagonales, los neum´aticos radiales de trabajo pesado los superan en duraci´on y resisten-cia al desgaste, pero est´an m´as expuestos a sufrir un desgaste irregular, incluyendo el desgaste en el borde porque las partes del borde de la banda de rodadura se desgastan antes que otras y el desgaste del dibujo porque las partes pr´oximas a los canales principales se desgastan antes a lo largo de los canales que las otras zonas. Adem´as, cuando los neum´aticos marchan por rodadas for-madas en la superficie de la carretera, existe el in-conveniente de que el volante de direcci´on tiende a ser controlado por las ruedas, es decir la de-nominada caracter´ıstica de desviaci´on es pobre. En consecuencia, para superar estos inconvenien-tes que presentan los neum´aticos radiales de tra-bajo pesado, se han propuesto varias mejoras en los dibujos de la banda de rodadura tales como las de los documentos US-A-3.411.559, 4.200.134, 4.214.618 Y 4.480.671, y JP-A-2. 169.305. To-dos los patrones de los dibujos expuestos en ellos tienen una caracter´ıstica com´un en cuanto est´an dotados de ranuras finas que se extienden en sen-tido circunferencial del neum´atico.

Sin embargo, con estas bandas de rodadura que tienen ranuras finas extendidas en sentido cir-cunferencial para superar el desgaste irregular y mejorar la caracter´ıstica de desviaci´on, etc., ha habido casos en los que se han producido grietas partiendo del fondo de la ranura fina. Por ello, los presentes inventores han investigado la causa de dichas grietas, y han descubierto que son pro-pensas a producirse particularmente en bandas de rodadura formadas por un par de capas de caucho superior e inferior que tengan m´odulos de elasti-cidad diferentes entre s´ı.

El documento EP-A-0209125 da a conocer un neum´atico radial para trabajo pesado seg´un el pre´ambulo de la reivindicaci´on 1, con una banda de rodadura que comprende un par de capas de caucho superior e inferior que tienen m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı, en el que la capa de caucho superior de la banda de rodadura est´a situada en el lado de la superficie de la banda.

El documento EP-A-0280847 da a conocer un

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

neum´atico para trabajo pesado en el que se ex-tiende una ranura circunferencial estrecha a lo largo del sentido circunferencial del neum´atico en cada una de las partes del borde en la superficie de la banda de rodadura.

Consecuentemente, la presente invenci´on ha sido estudiada en vista de las circunstancias antes descritas y se orienta a proporcionar una banda de rodadura para un neum´atico radial de trabajo pesado capaz de satisfacer simult´aneamente las propiedades antag´onicas de resistencia al desgaste y resistencia al calor debido a estar estructurada con un par de l´aminas de caucho superior e infe-rior que tienen m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı.

Otro objetivo de la presente invenci´on es proporcionar una banda de rodadura para un neum´atico radial de trabajo pesado capaz de mantener suficientemente el efecto de las ranuras finas que se extienden en sentido circunferencial del neum´atico de manera que mitigue el desgaste irregular peculiar del neum´atico radial de trabajo pesado y mejore la caracter´ıstica de desviaci´on propia del mismo.

Seg´un la presente invenci´on, se proporciona una banda de rodadura para un neum´atico radial de trabajo pesado, que comprende una primera capa de caucho y una segunda capa de caucho que poseen diferente m´odulo de elasticidad entre s´ı, en el que dicha primera capa de caucho constituye la capa m´as exterior, considerado en sentido radial de dicho neum´atico, incluyendo preferentemente una superficie de rodadura y un borde, caracte-rizado porque dicha primera capa de caucho est´a dotada de una ranura fina y estrecha que se ex-tendiende a lo largo del sentido circunferencial de dicho neum´atico, siendo el radio de curvatura del fondo de dicha ranura fina de 1,5 mm o inferior, y porque la distancia m´as corta entre dicho fondo de dicha ranura fina y la superficie de l´ımite que separa dicha primera capa de caucho y dicha se-gunda capa de caucho est´a establecida para que sea de 1 mm o superior.

En los casos de un neum´atico radial en el que se usa una banda de rodadura laminada con un par de capas de caucho superior e inferior con m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı, se con-centran tensiones de deformaci´on en la superficie de separaci´on que limita las dos capas de caucho cuando el neum´atico rueda normalmente o monta sobre un bordillo. Adem´as, si a una banda de ro-dadura como ´esta se la dota de una ranura fina que se extiende en la capa superior a lo largo del sentido circunferencial del neum´atico, siendo el radio de curvatura del fondo de la ranura fina de 1,5 mm o inferior, las tensiones de deformaci´on concentradas en la superficie de separaci´on afec-tan al fondo de la ranura fina, dando lugar a la producci´on de grietas que parten del fondo de la ranura. Consecuentemente, en la presente in-venci´on, puesto que la distancia m´as corta entre el fondo de la ranura y la superficie de separaci´on se establece que sea de 1 mm o superior, la con-cetraci´on de tensiones en el fondo de la ranura se mitiga, controlando as´ı la formaci´on de grietas que parten del fondo de la ranura.

satisfa-cer simult´aneamente, por ejemplo, las propieda-des antag´onicas de resistencia al desgaste y re-sistencia al calor debido a estar laminada con un par de capas de caucho superior e inferior que tienen m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı. Adem´as, es posible mantener suficientemente el efecto de las ranuras finas que se extienden en sen-tido circunferencial del neum´atico para mitigar el desgaste irregular peculiar del neum´atico radial de trabajo pesado y mejorar la caracter´ıstica de desviaci´on propia del mismo.

Adem´as, seg´un un aspecto preferente de la in-venci´on, una ranura fina est´a dispuesta dentro de una gama del 3 - 10% de la anchura de la banda de rodadura, extendi´endose la gama a partir del extremo de la banda de rodadura.

Seg´un otro aspecto preferente de la invenci´on, la banda de rodadura de un neum´atico radial de trabajo pesado comprende adem´as una pluralidad de ranuras principales que se extienden en dicha primera capa de caucho, a lo largo del sentido circunferencial del neum´atico, estando dispuesta la ranura fina a lo largo de una zona dispuesta en la proximidad de una pared de la ranura de cada una de las ranuras principales, y form´andose una zona aislada entre cada una de las ranuras principales y la ranura fina asociada a ella.

En todav´ıa otro aspecto preferente de la pre-sente invenci´on, la banda de rodadura de un neum´atico radial de trabajo pesado comprende adem´as un pluralidad de ranuras principales que se extienden en dicha primera capa de caucho a lo largo del sentido circunferencial del neum´atico, estando dispuestas un par de ranuras finas en una zona definida por ranuras principales adyacentes, y form´andose una zona aislada entre el par de ranuras finas.

La invenci´on se describe ahora, s´olo a t´ıtulo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos que se acompa˜nan, en los que:

la Fig. 1 es una vista en secci´on transversal am-pliada tomada seg´un la direcci´on axial de un neum´atico, ilustrando la estructura de una parte de la banda de rodadura de un neum´atico radial de trabajo pesado seg´un una primera forma de realizaci´on de la pre-sente invenci´on;

la Fig. 2 es una vista en secci´on transversal ampliada tomada seg´un la direcci´on axial del neum´atico, ilustrando la estructura de una parte de la banda de rodadura de un neum´atico radial de trabajo pesado seg´un una segunda forma de realizaci´on de la pre-sente invenci´on; y

las Figs. 3 - 5 son vistas en secci´on transver-sal ampliadas tomadas seg´un la direcci´on axial del neum´atico, ilustrando estructuras de una parte de la banda de rodadura de un neum´atico radial de trabajo pesado seg´un otras formas de realizaci´on de la presente invenci´on.

La Fig. 1 ilustra un neum´atico 10 seg´un una primera forma de realizaci´on de la pre-sente invenci´on. El tama˜no del neum´atico 10 es “285/75R24.5”. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

El neum´atico 10 comprende una carcasa 12 constituida por una capa de cuerdas vulcanizadas y tiene la estructura denominada radial puesto que el ´angulo de sus cuerdas con respecto a la direcci´on circunferencial del neum´atico es subs-tancialmente de 90◦.

Una parte de la banda de rodadura 14 tiene espesor suficiente para soportar el desgaste y los da˜nos exteriores. Varias capas de cintur´on 16 est´an interpuestas entre la carcasa 12 y la parte de la banda de rodadura 14. Cada una de las capas de cintur´on 16 est´a constituida por m´ultiples cuerdas que son paralelas entre s´ı y for-man ´angulos fijos con respecto al plano ecuatorial del neum´atico. Por lo menos dos de dichas capas de cintur´on 16 est´an dispuestas de tal manera que los ´angulos de sus cuerdas se cortan entre s´ı.

La parte de la banda de rodadura 14 est´a for-mada de dos capas de caucho 18, 20. La capa de caucho inferior 18 tiene la propiedad de ser resistente al calor. Por su parte, la capa supe-rior 20 en el lado de la superficie de la banda de rodadura tiene la propiedad de ser resistente al desgaste. En esta forma de realizaci´on, la capa de caucho 18 tiene un m´odulo con 300% de elas-ticidad, a temperatura ambiente, de 150 kg/cm2, y la capa de caucho 20 tiene un m´odulo con 300% de elasticidad, a la temperatura ambiente, de 100 kg/cm2_.

La proporci´on de las capas superior e inferior en toda la banda de rodadura var´ıa respectiva-mente seg´un las caracter´ısticas requeridas para el neum´atico de trabajo pesado al cual se aplica la banda de rodadura. Sin embargo, la proporci´on entre la capa inferior y el total de la banda de rodadura es preferentemente 30 - 50%. La raz´on de ello es que si dicha proporci´on excede del 50%, la resistencia al desgaste se deteriora, y si es infe-rior al 30%, es la resistencia al calor la que resulta perjudicada.

En la parte de la banda de rodadura 14 se forma un dibujo predeterminado. Este dibujo de la banda de rodadura presenta una disposici´on de nervios con la que se forman cuatro ranuras principales 22 de manera que tengan continuidad en la direcci´on circunferencial del neum´atico.

esta-blece que sea 15 - 30% de la anchura W0 de la

ranura principal 22 (en esta forma de realizaci´on W0= 14 mm).

Es decir,

0,15W0≤ W ≤ 0,30W0... (1)

Adem´as, la profundidad D de la ranura fina 24 (en esta forma de realizaci´on, D = 15,2 mm) est´a establecido que sea igual o inferior a la profundi-dad D0 de la ranura principal e igual o superior

al 60% de la misma (en esta forma de realizaci´on D0= 15,2 mm).

Es decir,

D0 ≥ D ≥ 0,60D0... (2)

Adem´as, el radio de curvatura R del fondo de la ranura fina 24 se establece que no sea superior a 1,5 mm.

La raz´on para restringir la profundidad de la ranura fina 24 en la gama antes mencionada es porque si es inferior a 0,60D0, es imposible esperar

que las ranuras finas 24 antes mencionadas hagan efecto suficiente.

La distancia A entre el fondo de la ranura fina 24 y la superficie de separaci´on X que limita los dos tipos de capas de caucho 18, 20 de la parte de la banda de rodadura seg´un esta forma de reali-zaci´on se establece que sea de 2 mm. Esta distan-cia A es de 1 mm o superior, como consecuendistan-cia de lo cual resulta controlada la aparici´on de grie-tas que parten del fondo 26 de la ranura fina 24. Debe observarse que la configuraci´on de cada una de las ranuras finas 24 puede ser rectil´ınea, en zigzag u ondulante a lo largo de la direcci´on circunferencial del neum´atico. Adem´as, pueden disponerse varias ranuras finas a cada borde late-ral del neum´atico.

A continuaci´on se ofrece una descripci´on del funcionamiento de esta forma de realizaci´on.

Cuando el neum´atico 10 gira, dentro de ´el se genera calor. Sin embargo, como para la capa in-ferior 18 de la banda de rodadura 14 se utiliza caucho resistente al calor, puede mantenerse la durabilidad con independencia del calor. Si se utiliza caucho resistente al calor hasta la superfi-cie de contacto con el suelo del neum´atico 10, el caucho resistente al calor tiene menos resistencia al desgaste.

En el neum´atico 10 de esta forma de reali-zaci´on, puesto que la capa de caucho resistente al desgaste 20 est´a laminada como capa superior de la parte de la banda de rodadura 14, puede mantenerse la resistencia al calor, y la resisten-cia al desgaste de la parte de la banda de roda-dura puede ser mejorada. Adem´as, en esta forma de realizaci´on, puesto que existen ranuras finas 24 en la proximidad de las respectivas partes del borde a lo largo de la direcci´on corcunferencial del neum´atico, el desgaste irregular que se produce en las partes del borde puede concentrase en una porci´on de banda situada axialmente a la parte de fuera de la ranura fina 24, evitando con ello que el desgaste irregular alcance la parte central de la banda de rodadura.

Adem´as, la tensi´on de deformaci´on est´a con-centrada en la superficie de separaci´on X que li-mita los dos tipos de capas de caucho 18, 20

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

de la parte de la banda de rodadura cuando el neum´atico gira normalmente y sube a un bordillo. En consecuencia, si la distancia entre la superficie de separaci´on X y el fondo 26 de la ranura fina 24 es peque˜na, se producir´an grietas en el fondo 26 debido a la concentraci´on de tensiones. Por este motivo es preferible distanciar lo m´axinmo posi-ble la superficie de separaci´on del fondo 26 de la ranura fina 24, por lo cual, en esta forma de rea-lizaci´on, la separaci´on A entre el fondo 26 de la ranura fina 24 y la superficie de separaci´on X que limita las capas de caucho 18, 20 de la banda de rodadura 14 se establece en 2 mm. Consecuente-mente, las tensiones de deformaci´on que act´uan sobre el fondo 26 de la ranura fina 24 pueden re-ducirse, con lo que virtualmente se evita la for-maci´on de grietas en el fondo 26.

La tabla que se inserta a continuaci´on es el resultado de pruebas de subida a un bordillo uti-lizando un veh´ıculo real, en que se promedi´o la longitud de las grietas producidas en el fondo de la ranura circunferencial en relaci´on con distintas distancias A entre el fondo 26 de la ranura fina 24 y la superficie de separaci´on X, y se establece la comparaci´on entre un ejemplo de la t´ecnica ante-rior y esta forma de realizaci´on.

Distancia A Longitud media de las grietas en el fondo de la ranura circunferencial 0,5 mm (t´ecnica 4,0 mm anterior) 1,0 mm 1,5 mm 2,0 mm 0 mm 3,0 mm 0 mm

Como se muestra en la tabla, si la distancia antes mencionada se establece en 1 mm o m´as, es posible evitar substancialmente la aparici´on de grietas. En el caso de marcha normal, incluso si la distancia es de 1 mm, no se presenta ning´un pro-blema. En particular, si la distancia se establece en 2 mm o m´as, puede suprimirse la aparici´on de grietas. Debe hacerse constar que en los casos en los que la distancia excede de 3 mm, no se pro-ducen grietas en el fondo de la ranura 24, pero en este caso se hace necesario incrementar el espesor de la capa de caucho superior 20 para asegurar la profundidad de la ranura fina 24. De ah´ı que, a la vista de otros aspectos de durabilidad incluyendo la resistencia al calor, es preferible una distancia de 2 mm.

Con referencia a la Fig. 2, se da una des-cripci´on de una segunda forma de realizaci´on de la presente invenci´on.

Debe observarse que los componentes y partes que son id´enticas a las de la primera forma de realizaci´on se se˜nalan con las mismas referencias y se omite su descripci´on.

de rodadura 14 seg´un esta forma de realizaci´on se establece en 2 mm lo mismo que en la primera forma de realizaci´on.

En consecuencia, en esta forma de realizaci´on, puesto que la distancia A entre el fondo 26 de la ranura fina 24 y la superficie X de separaci´on en-tre los dos tipos de capas 19, 20 se establece en 2 mm, las tensiones de deformaci´on que act´uan en el fondo 26 de la ranura fina 24 pueden ser reducidas, con lo que virtualmente se evita la for-maci´on de grietas en el fondo 26 de la ranura. Adem´as, cuando el neum´atico rueda bajo carga, se produce en la zona aislada 28 un esfuerzo cor-tante negativo, y en consecuencia se desgasta la zona aislada 28, soportando el desgaste irregular que, de otro modo, se producir´ıa en la banda de rodadura 14. Como resultado, puede mantenerse el efecto de controlar el desgaste irregular.

Como se ve en la Fig. 3, la zona aislada 28 puede estar definida por la ranura fina 24 y la ranura principal 22, o, como se indica en la Fig. 4, puede formarse una ranura 30 en una parte central de la zona aislada 28 de tal forma que sea continua en sentido circunferencial del neum´atico. Por otra parte, como se ve en la Fig. 5 puede establecerse una zona de secci´on trapecial 32 en la parte superior de una pared lateral 28A de la

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

zona aislada 28. Adem´as, aunque no aparecen en los dibujos, en la zona aislada 28 pueden trazarse m´ultiples cortes transversales. Como alternativa, la zona aislada 28 puede estar rebajada con res-pecto a la l´ınea Y del contorno de la secci´on trans-versal, como se representa por una l´ınea de dos trazos F en las Figs. 2 - 5. As´ı, trazando cortes o estableciendo una configuraci´on rebajada, el es-fuerzo cortante negativo que resulta de la marcha del neum´atico se incrementa, con lo que se hace posible potenciar el efecto de controlar el desgaste irregular.

REIVINDICACIONES

1. Banda de rodadura (14) de neum´atico ra-dial de trabajo pesado (10), que comprende una primera capa de caucho (20) y una segunda capa de caucho (18) que tienen m´odulos de elasticidad diferentes entre s´ı, en el que dicha primera capa de caucho constituye una capa m´as exterior, vista en sentido radial del neum´atico, caracterizado porqu´e dicha primera capa de caucho est´a dotada de una ranura fina de escasa anchura (24) que se extiende a lo largo de la direcci´on circunferencial de dicho neum´atico, siendo el radio de curvatura del fondo (26) de dicha ranura fina de 1,5 mm o inferior, y porque la distancia m´as corta (A) entre dicho fondo (26) de dicha ranura fina y la super-ficie de separaci´on (X) que limita dicha primera capa de caucho y dicha segunda capa de caucho se establece que sea de 1 mm o superior.

2. Banda de rodadura de neum´atico radial de trabajo pesado seg´un la reivindicaci´on 1, carac-terizado porque dicha ranura fina est´a dispuesta en una gama (SW) del 3- 10% de la anchura (TW) de la banda de rodadura, extendi´endose dicha gama desde el extremo de la banda de rodadura. 3. Banda de rodadura de neum´atico radial de trabajo pesado seg´un la reivindicaci´on 1, carac-terizada porque adem´as comprende una plurali-dad de ranuras principales (22) que se extienden en dicha primera capa de caucho (20) a lo largo de la direcci´on circunferencial de dicho neum´atico, estando dicha ranura fina (24) dispuesta a lo largo de una zona situada en la proximidad de una pa-red de ranura de cada una de dichas ranuras prin-cipales, y form´andose una zona aislada (28) entre

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

cada una de dichas ranuras principales y dicha ranura fina asociada con ella.

4. Banda de rodadura de neum´atico radial seg´un la reivindicaci´on 1, caracterizada por-que comprende adem´as una pluralidad de ranuras principales (22) que se extienden en dicha primera capa de caucho (20) a lo largo de la direcci´on cir-cunferencial de dicho neum´atico, un par de ranu-ras finas (24) dispuestas en una zona definida por ranuras adyacentes de dicha ranuras principales, y una zona aislada (28) formada entre las ranuras finas de dicho par.

5. Banda de rodadura de neum´atico radial de trabajo pesado seg´un las reivindicaciones 3 o 4, caracterizada porque dicha zona aislada (28) est´a rebajada con respecto a la l´ınea (Y) del con-torno de la secci´on transversal de la superficie de la banda de rodadura.

6. Banda de rodadura de neum´atico radial de trabajo pesado seg´un las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque la anchura (W) de dicha ranura fina (24) est´a dentro de una gama no me-nor del 15% y no mayor del 30% de la anchura (W0) de dicha ranura principal (22).

7. Banda de rodadura de neum´atico radial de trabajo pesado seg´un cualquiera de las reivindica-ciones 3 a 6, caracterizada porque la profundi-dad (D) de dicha ranura fina (24) es igual o menor que la profundidad (D0) de dicha ranura principal