ES2811299T3 - Neumático de vehículo - Google Patents
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Abstract
Neumático de vehículo de construcción radial con una banda de rodadura (1) que presenta una cubierta de banda de rodadura (9) y una base de banda de rodadura (10), un inserto de carcasa (3), paredes laterales no electroconductoras (7) y al menos un componente (8) o elemento electroconductor en una zona de talón que en caso de un neumático montado en una llanta entra en contacto con la misma, siendo la base de banda de rodadura (10) electroconductora y estando la misma en contacto con al menos un refuerzo central de carbono (11) que atraviesa la cubierta de banda de rodadura (9), de modo que la base de banda de rodadura (10) esté conectada de forma electroconductora con la superficie exterior de la banda de rodadura, Introduciéndose al menos en una zona de pared lateral hilos (12a - 12i) provistos de un recubrimiento electroconductor, cuyo recubrimiento forma pasajes electroconductores entre la base de banda de rodadura (10) y el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón, siendo un componente electroconductor una conexión electroconductora y un recubrimiento electroconductor de un tipo que presenta una resistencia eléctrica < 1 x 108 ohmios, aplicándose los hilos (12a - 12i) por la cara interior de la pared lateral (7) y el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón, de modo que el recubrimiento electroconductor de los hilos (12a - 12i) forme, tanto en la zona de la superficie límite entre la pared lateral (7) y el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón, como también en la zona de la superficie límite entre la pared lateral (7) y la base de banda de rodadura (10) que está en contacto electroconductor con la superficie exterior de la banda de rodadura, unos pasajes electroconductores vulcanizados, caracterizado por que la base de banda de rodadura (10) queda solapada por la parte exterior por las paredes laterales (7).
Description
DESCRIPCIÓN
Neumático de vehículo
La invención se refiere a un neumático de vehículo de construcción radial con una banda de rodadura que presenta una cubierta de banda de rodadura y una base de banda de rodadura, un inserto de carcasa, paredes laterales no electroconductoras y al menos un componente o elemento electroconductor en una zona de talón que, en caso de un neumático montado en una llanta, entra en contacto con la llanta, siendo la base de la banda de rodadura electroconductora y estando la misma en contacto con al menos un refuerzo central de carbono que atraviesa la cubierta de la banda de rodadura, por lo que la base de la banda de rodadura presenta una conexión eléctricamente conductora con la superficie exterior de la banda de rodadura,
introduciéndose en al menos una zona de pared lateral hilos provistos de un revestimiento electroconductor cuyo revestimiento forma pasajes electroconductores entre la base de la banda de rodadura y el al menos un componente o elemento electroconductor de la región del talón,
siendo un componente electroconductor, una conexión electroconductora y un recubrimiento electroconductor, presentando el uno o la otra una resistencia eléctrica < 1 x 108 ohmios,
aplicándose los hilos a la cara interior de la pared lateral y del al menos un componente o elemento electroconductor en la zona del talón de manera que el revestimiento electroconductor de los hilos forme, tanto en la superficie límite entre la pared lateral y el al menos un componente o elemento de la zona de talón, como en la zona de la superficie límite entre la pared lateral y la base de la banda de rodadura en contacto electroconductor con la superficie exterior de la banda de rodadura, pasajes electroconductores vulcanizados.
Se conoce el método de fabricar componentes de neumáticos, especialmente la banda de rodadura y las paredes laterales, de mezclas de caucho rellenas de sílices (ácido silícico), a fin de reducir la resistencia a la rodadura. Sin embargo, las mezclas de caucho que contienen sílices proporcionan a los componentes de caucho fabricados con ellas una resistencia eléctrica tan elevada que ya no son electroconductoras, por lo que se tienen que adoptar medidas correspondientes para desviar las cargas electrostáticas que se producen durante la marcha. La conductividad eléctrica también resulta demasiado baja en los componentes de neumáticos fabricados a partir de mezclas de caucho que contienen hollín en muy pequeñas cantidades y/u hollín con una actividad reducida/BET reducido.
Un neumático del tipo inicialmente mencionado se conoce, por ejemplo, por el documento JP 2009 154 608 A. Este neumático presenta en una zona de pared lateral al menos una tira electroconductora que se extiende entre la pared lateral y el inserto de carcasa, encontrándose uno de los extremos de la tira entre el inserto de carcasa y un acolchado de talón y el otro extremo de la tira está entre el inserto de carcasa y el perfil en forma de cuerno. La tira puede incluir un hilo electroconductor, coincidiendo la anchura y el grosor de la tira fundamentalmente con las dimensiones correspondientes del hilo.
Por el documento DE 10 2010 017 444 A1 se conoce además un neumático que presenta un inserto de carcasa, disponiéndose en una de sus caras hilos de algodón o PET con un recubrimiento electroconductor. Se trata especialmente de que los hilos eliminen el aire atrapado durante la construcción del neumático entre el inserto de carcasa y los componentes adyacentes del neumático (capa interna y/o pared lateral).
El documento WO 2015/098972 A1 revela un neumático de vehículo provisto en una pared lateral de un hilo electroconductor, por ejemplo, un cordón. Según una variante, el hilo se extiende entre el inserto de carcasa y la capa interior, entrando con una sección final en contacto con la parte elevada de la carcasa. En otra variante, el hilo se extiende en contacto con el núcleo del talón, el ápice, el inserto de carcasa y la pared lateral, entrando el hilo con una sección en el espacio entre la capa que radialmente es la más interior del cinturón y el inserto de carcasa.
El documento EP 1526005 A2 revela otro neumático de vehículo en cuya zona de pared lateral se prevé un cordón electroconductor que se extiende entre la pared lateral y el inserto de carcasa, que se desarrolla a través de la pared lateral y el perfil en forma de cuerno y que entra en contacto con la capa de cinturón radialmente interior.
Por el documento DE 102010037004 A1 se conoce un neumático de vehículo cuyas paredes laterales consisten en un material de caucho no electroconductor. Alrededor de las paredes laterales se enrolla a modo de espiral un elemento electroconductor en forma de hilo, haz o banda. El elemento electroconductor es un filamento metálico, un cordón compuesto por estos elementos o una banda fabricada de una mezcla de caucho electroconductora.
Un neumático de vehículo con un inserto de carcasa a la que se ajusta una capa fabricada de una mezcla de caucho electroconductora se describe en el documento DE 10 2013 104 114 A1. La capa se extiende desde el perfil electroconductor en forma de cuerno hasta la estructura superior del neumático.
La invención tiene por objeto obtener en un neumático del tipo inicial mencionado la desviación de cargas electrostáticas a través de las paredes laterales que cumplen convenientemente las "pistas de conducción principales", con medidas lo más sencillas posibles que se puedan fabricar también de manera fácil.
Según la invención, la tarea planteada se resuelve gracias a que las paredes laterales solapan por la cara exterior la base de la banda de rodadura.
Los neumáticos realizados de acuerdo con la invención presentan, por lo tanto, pasajes electroconductores vulcanizados y, por consiguiente, duraderos como consecuencia del recubrimiento de los hilos en las zonas de sus paredes laterales. Los hilos recubiertos se pueden aplicar fácilmente a los componentes “en bruto” aún no vulcanizados. Esta medida se puede integrar perfectamente en los procesos de fabricación de neumáticos ya existentes.
En una forma de realización preferida de la invención, los pasajes electroconductores proceden del recubrimiento electroconductor de los hilos incorporados respectivamente de manera continua a través de la cara interior de la pared lateral y aplicados en posición vertical en contacto con al menos un componente o elemento electroconductor en la zona del talón. La aplicación de los hilos dotados de un recubrimiento electroconductor por la cara interior de la pared lateral se puede integrar de manera especialmente sencilla en el proceso de fabricación de neumáticos habitual.
En una variante de realización alternativa de la invención, que también permite una fabricación sencilla de los pasajes electroconductores, los pasajes electroconductores proceden del recubrimiento de hilos aplicados en la sección radialmente interior de la pared lateral, así como en contacto con el al menos un componente o elemento electroconductor en la zona del talón, y además en la zona entre la sección final radialmente exterior de la pared lateral y la sección final radialmente interior de la pared lateral en el inserto de carcasa.
El componente electroconductor de la zona del talón puede ser preferiblemente un componente de caucho existente en la zona del talón, en especial el perfil en forma de cuerno que en la zona del talón está en contacto con la llanta y que se compone normalmente de una mezcla de caucho electroconductora.
Los pasajes electroconductores del neumático de vehículo se pueden desarrollar fundamentalmente según otra característica de la invención en dirección radial o también en un ángulo, especialmente en un ángulo de hasta 60° respecto a la dirección radial. El número de los pasajes electroconductores previstos en un neumático realizado según la invención puede ser relativamente reducido. Se prefiere una variante de realización en la que los pasajes electroconductores se desarrollan manteniendo entre ellos distancias de 5 cm a 15 cm.
De manera especialmente sencilla se pueden obtener pasajes electroconductores procedentes bien del recubrimiento de hilos de un tejido o de un recubrimiento de hilos aplicados con una orientación aleatoria y con contacto mutuo.
En el marco de la invención se consideran apropiados hilos con diferentes recubrimientos electroconductores. Se prefieren hilos cuyo recubrimiento electroconductor contiene partículas electroconductoras, por ejemplo, partículas de hollín, partículas de grafito o nanotubos de carbono, o cuyo recubrimiento electroconductor se compone de estas partículas. El recubrimiento electroconductor puede consistir además en un material elastómero, por ejemplo, un adhesivo, preferiblemente un baño de RFL.
Los hilos presentan además hilos de soporte no electroconductores debidamente recubiertos y compuestos especialmente de rayón, poliéster, poliamida o aramida.
Otras características, ventajas y detalles de la invención se describen ahora más detalladamente a la vista del dibujo que representa esquemáticamente ejemplos de realización de la invención. Se muestra en la
Figura 1 una sección transversal de una mitad de un neumático de vehículo neumático con una forma de realización de la invención y
Figuras 2 a 6 respectivamente una vista sobre una sección de un perfil de pared lateral/en forma de cuerno coextruido con diferentes formas de realización de la invención.
Los neumáticos de vehículo realizados de acuerdo con la invención pueden ser neumáticos para turismos, furgonetas, camiones ligeros o vehículos industriales.
En la figura 1 se representan de los componentes habituales en un neumático de turismo de construcción radial, una banda de rodadura 1, un compuesto de cinturón 2 dispuesto en varias capas radialmente dentro de la banda de rodadura 1, un inserto de carcasa 3 reforzado con elementos de refuerzo, una capa interior impermeable al aire 4, un núcleo de talón 5, un perfil de núcleo 6 dispuesto en el núcleo de talón 5, una pared lateral 7, así como un perfil en forma de cuerno 8. La segunda mitad del neumático de vehículo no representado en la figura 1 se realiza preferiblemente coincidiendo con la mitad de la figura 1.
La banda de rodadura 1 se estructura de forma radial en dos capas y se compone de una cubierta de banda de rodadura 9 que comprende el perfil y de una base de banda de rodadura 10 que se desarrolla radialmente dentro de la cubierta de la banda de rodadura 9, extendiéndose la base de la banda de rodadura 10 en dirección axial a través de toda la anchura de la cubierta de la banda de rodadura 9.
La base de la banda de rodadura 10 se fabrica a partir de al menos una mezcla de caucho que contiene una parte como ésta de hollín como relleno, de manera que sea electroconductora y se componga por lo tanto de un material de caucho electroconductor que presenta una resistencia eléctrica < 1 x 108 ohmios. La cubierta de la banda de rodadura 9 se fabrica a partir de al menos una mezcla de caucho que contiene como relleno sílices (ácido silícico finamente dispersado) y se compone, por consiguiente, de un material de caucho no electroconductor.
Entre la base de la banda de rodadura 10 y la superficie exterior de la banda de rodadura se garantiza una conexión electroconductora, comprendiendo la cubierta de la banda de rodadura 9 preferiblemente, como en el ejemplo de
realización mostrado, una tira de caucho electroconductora 11 que se desarrolla en dirección perimetral, un así llamado refuerzo central de carbono que se extiende fundamentalmente en dirección radial, así como hasta la superficie exterior de la banda de rodadura y que puede estar compuesto por la mezcla de caucho de la base de la banda de rodadura 10.
La estructura de cinturón 2, situada radialmente dentro de la banda de rodadura 1, presenta dos capas de cinturón que poseen un revestimiento de caucho de cinturón no electroconductor que contiene como relleno, por ejemplo, sílice. Un bandaje de cinturón eventualmente previsto realizado preferiblemente de manera tradicional presenta igualmente un recubrimiento de caucho no electroconductor.
El inserto de carcasa 3 se desarrolla radialmente dentro de la estructura de cinturón 2 y a lo largo de las paredes laterales 7 hasta el interior de las zonas de talón y se enrolla allí alrededor del respectivo núcleo de talón 5, formando una parte superior de la carcasa. El recubrimiento de caucho del inserto de carcasa 3 tampoco es electroconductor. Las paredes laterales 7 se extienden respectivamente desde la banda de rodadura 1 hasta el respectivo perfil en forma de cuerno 8. La sección final radialmente exterior de cada pared lateral 7 solapa la base de la banda de rodadura 10 y la cubierta de la banda de rodadura 9 y entra en contacto con las mismas desde el exterior. La sección final radialmente interior de cada pared lateral 7 solapa por la cara exterior el perfil en forma de cuerno 8. Cada pared lateral 7 se fabrica a partir de una mezcla de caucho no electroconductora que contiene, por ejemplo, una parte correspondiente de sílice (ácido silícico) como relleno. Los perfiles en forma de cuerno 8 son de un material de caucho electroconductor. En la forma de realización aquí mostrada y no descrita en detalle, los perfiles en forma de cuerno 8 son, por ejemplo, los componentes o elementos electroconductores de las zonas de talón que en caso de neumáticos montados en una llanta entran en contacto con la misma. También se pueden prever otros elementos, componentes o piezas en las zonas de talón que pueden establecer una conexión electroconductora entre las paredes laterales y la llanta y que se pueden emplear en el marco de la invención para este fin.
Los neumáticos de vehículo según la invención presentan, por consiguiente, un número de componentes no electroconductores que comprenden preferiblemente sílice en el material de caucho. Como es sabido, esta medida resulta ventajosa para la resistencia a la rodadura del neumático, así como para la resistencia a los cortes y las roturas del respectivo componente de neumático. Para garantizar una desviación de cargas electrostáticas de los elementos, componentes o piezas electroconductores en contacto con la llanta metálica hacia la base electroconductora de la banda de rodadura 10, se prevén en los neumáticos según la invención, al menos en una de las zonas de pared lateral, pasajes electroconductores.
Las figuras 2 a 6 muestran respectivamente una vista sobre el lado que con el neumático terminado constituye el lado interior de una sección perimetral de un perfil de pared lateral/en forma de cuerno coextrusionado, identificándose el perfil de pared lateral no vulcanizado respectivamente con 7' y el perfil en forma de cuerno no vulcanizado respectivamente con 8'. De acuerdo con la invención, se aplican en la cara interior del perfil de pared lateral/en forma de cuerno hilos 12a a 12i que presentan un recubrimiento electroconductor de manera que los recubrimientos formen en el neumático vulcanizado acabado pasajes o conexiones electroconductores.
Los hilos electroconductores 12a a 12i se componen en una variante de realización preferida de un hilo de soporte de material no electroconductor que presenta un recubrimiento exterior o una camisa de material electroconductor. Los hilos de soporte pueden ser, por ejemplo, de rayón, poliéster, poliamida o aramida y pueden ser un monofilamento, un hilo o un cordón formado por varios hilos. El recubrimiento electroconductor se basa, por ejemplo, en una suspensión que contiene látex u otro elastómero, en la que están incluidas partículas electroconductoras, por ejemplo, partículas de hollín o de grafito, con lo que se garantiza la capacidad electroconductora del recubrimiento. Para la fabricación de este recubrimiento se puede emplear, por ejemplo, un adhesivo tradicional que contenga partículas de hollín y que presente una fluidez que permita recubrir el hilo de soporte de material textil mediante un proceso de inmersión. Se puede utilizar, por ejemplo, un baño RFL (inmersión de resorcinol-formaldehído-látex), al que se añaden partículas de hollín, especialmente partículas N 339 o partículas N 121. El porcentaje de partículas electroconductoras en la suspensión asciende, por ejemplo, a un 10% en peso hasta un 70% en peso, en especial a un 30% en peso a un 50% en peso. El recubrimiento electroconductor de los hilos de soporte también puede estar compuesto exclusivamente por partículas electroconductoras, por ejemplo, partículas de hollín, polvo de grafito o nanotubos de carbono.
La cara interior del perfil de pared lateral/en forma de cuerno mostrado en la figura 2 se recubre de hilos electroconductores continuos 12a, es decir, de hilos electroconductores que se desarrollan respectivamente a través del perfil de pared lateral 7’ y del perfil en forma de cuerno 8’ de manera fundamentalmente recta y esencialmente paralelos entre sí. Los hilos 12a presentan los unos respecto a los otros una distancia de preferiblemente 5 cm a 15 cm.
La cara interior del perfil de pared lateral/en forma de cuerno mostrado en la figura 3 se recubre con un haz de hilos radialmente exterior y un haz de hilos radialmente interior compuestos respectivamente por hilos electroconductores cortos 12b, 12c fundamentalmente rectos y esencialmente paralelos entre sí. Los hilos 12b del haz de hilos radialmente exterior se disponen en la sección final radialmente exterior del perfil de pared lateral 7', los hilos 12c del haz de hilos radialmente interior se disponen de manera que se desarrollen en parte en la sección final radialmente interior del perfil de pared lateral 7' y en parte en la zona radialmente exterior del perfil en forma de cuerno 8'. La distancia mutua entre los hilos es preferentemente de 5 cm a 15 cm. El inserto de carcasa 3 también se recubre de hilos electroconductores, al menos en la zona opuesta al hueco entre los hilos 12b, 12c de los dos haces de hilos, de
manera que como consecuencia del contacto mutuo de los recubrimientos se creen pasajes electroconductores continuos desde la llanta hasta la base de la banda de rodadura.
El perfil de pared lateral/en forma de cuerno mostrado en la figura 4 se diferencia del de la figura 3 porque los hilos electroconductores 12d, 12e se aplican en un ángulo de hasta 60°, preferiblemente de al menos 20°, respecto a la dirección radial.
La cara interior del perfil de pared lateral/en forma de cuerno ilustrado en la figura 5 se recubre con un tejido 13 de hilos de trama electroconductores 12f e hilos de urdimbre electroconductores 12g. En el ejemplo de realización mostrado, la anchura del tejido 13 se ha adaptado a las dimensiones del perfil de pared lateral/en forma de cuerno, de modo que el hilo de urdimbre 12g se desarrolle fundamentalmente en dirección radial, así como de forma ondulada a través del perfil de pared lateral 7' y del perfil en forma de cuerno 8'.
La cara interior del perfil de pared lateral/en forma de cuerno mostrado en la figura 6 está cubierto por un tejido estrecho 14 de hilos de trama electroconductores 12h e hilos de urdimbre electroconductores 12i. En el ejemplo de realización representado, el hilo de urdimbre 12i sólo penetra en un tramo corto en el perfil en forma de cuerno 8'.
En otras variantes de realización se utilizan en un tejido como éste trozos de tejido cortados al tamaño correspondiente. En otra variante de realización se aplican hilos electroconductores relativamente cortos en una capa de orientación aleatoria, es decir, de forma casual y sin orientación y con puntos de contacto mutuos.
Lista de referencias
1 Banda de rodadura
2 Estructura de cinturón
3 Inserto de carcasa
4 Capa interior
5 Núcleo de talón
6 Perfil de núcleo
7 Pared lateral
7' Perfil de pared lateral
8 Perfil en forma de cuerno
8' Perfil en forma de cuerno no vulcanizado
9 Cubierta de banda de rodadura
10 Base de banda de rodadura
11 Tira de goma
12a a 12i Hilos
13, 14 Tejido
Claims (13)
1. Neumático de vehículo de construcción radial con una banda de rodadura (1) que presenta una cubierta de banda de rodadura (9) y una base de banda de rodadura (10), un inserto de carcasa (3), paredes laterales no electroconductoras (7) y al menos un componente (8) o elemento electroconductor en una zona de talón que en caso de un neumático montado en una llanta entra en contacto con la misma, siendo la base de banda de rodadura (10) electroconductora y estando la misma en contacto con al menos un refuerzo central de carbono (11) que atraviesa la cubierta de banda de rodadura (9), de modo que la base de banda de rodadura (10) esté conectada de forma electroconductora con la superficie exterior de la banda de rodadura,
Introduciéndose al menos en una zona de pared lateral hilos (12a - 12i) provistos de un recubrimiento electroconductor, cuyo recubrimiento forma pasajes electroconductores entre la base de banda de rodadura (10) y el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón,
siendo un componente electroconductor una conexión electroconductora y un recubrimiento electroconductor de un tipo que presenta una resistencia eléctrica < 1 x 108 ohmios,
aplicándose los hilos (12a - 12i) por la cara interior de la pared lateral (7) y el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón, de modo que el recubrimiento electroconductor de los hilos (12a - 12i) forme, tanto en la zona de la superficie límite entre la pared lateral (7) y el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón, como también en la zona de la superficie límite entre la pared lateral (7) y la base de banda de rodadura (10) que está en contacto electroconductor con la superficie exterior de la banda de rodadura, unos pasajes electroconductores vulcanizados, caracterizado por que la base de banda de rodadura (10) queda solapada por la parte exterior por las paredes laterales (7).
2. Neumático de vehículo según la reivindicación 1, caracterizado por que los pasajes electroconductores proceden del recubrimiento electroconductor de hilos (12a) aplicados en posición vertical respectivamente de forma continua a través de la cara interior de la pared lateral (7') y en contacto con el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona del talón.
3. Neumático de vehículo según la reivindicación 1, caracterizado por que los pasajes electroconductores proceden del recubrimiento de hilos aplicados en la sección final radialmente exterior de la pared lateral (7’), en la sección final radialmente interior de la pared lateral, así como en contacto con el al menos un componente (8) o elemento electroconductor en la zona de talón y en la zona entre la sección final radialmente exterior de la pared lateral (7’) y en la sección final radialmente interior de la pared lateral en el inserto de carcasa (3).
4. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el componente electroconductor (8) de la zona de talón es un componente de goma, especialmente un perfil en forma de cuerno.
5. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los pasajes electroconductores se desarrollan al menos fundamentalmente en dirección radial.
6. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los pasajes electroconductores se desarrollan respecto a la dirección radial en un ángulo de hasta 60°.
7. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los pasajes electroconductores se desarrollan a distancias de 5 cm a 15 cm entre sí.
8. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los pasajes electroconductores proceden del recubrimiento de hilos de un tejido (13, 14).
9. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los pasajes electroconductores proceden del recubrimiento de hilos aplicados en una orientación aleatoria con contacto mutuo.
10. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el recubrimiento electroconductor de los hilos comprende partículas electroconductoras, por ejemplo, partículas de hollín, partículas de grafito o nanotubos de carbono, o consiste en partículas de este tipo.
11. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el recubrimiento electroconductor de los hilos es de un material que contiene elastómero.
12. Neumático de vehículo según la reivindicación 11, caracterizado por que el recubrimiento es un adhesivo, preferiblemente un baño de RFL.
13. Neumático de vehículo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que los hilos presentan hilos de soporte no electroconductores que son especialmente de rayón, poliéster, poliamida o aramida.
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