BR102012029718A2

BR102012029718A2 - banda de rodagem com dureza intensificada

Info

Publication number: BR102012029718A2
Application number: BR102012029718A
Authority: BR
Inventors: Paul Harry Sandstrom; Robert Neal Lipcsik
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2015-11-03
Also published as: CN103129319B; CN103129319A; JP2013107637A; EP2596965B1; EP2596965A1; US20130126059A1; US9283817B2

Abstract

banda de rodagem com dureza intensificada. um pneumático inclui uma base da banda de rodagem compreendida de um primeiro material, uma cobertura da banda de rodagem compreendida de um segundo material, e um anel compreendido de um terceiro material. a cobertura da banda de rodagem é disposta radialmente para fora da base da banda de rodagem e em contato operacional com uma superfície terrestre. o anel é disposto pelo menos parcialmente dentre da cobertura da banda de rodagem e se estende radialmente para longe da base da banda de rodagem. o anel tem uma dureza na direção radial maior que as durezas nas direções circunferencial e lateral. o terceiro material tem uma histerese substancialmente mais baixa que o segundo material durante a operação do pneumático. o terceiro material ainda fornece uma trajetória de condutividade elétrica à superfície terrestre

Description

“BANDA DE RODAGEM COM DUREZA INTENSIFICADA” Campo da Invenção Esta invenção em geral diz respeito a métodos e aparelhos relativos a pneumáticos e mais especificamente a métodos e aparelhos relativos a um pneumático tendo uma banda de rodagem com um anel ou anéis anulares de um material de histerese baixa/dureza alta que se estende através de um material de histerese mais alta/dureza mais baixa.

Descrição da Técnica Relacionada Sabe-se por aqueles de habilidade na técnica que o desempenho geral do padrão da banda de rodagem de um pneumático (incluindo critérios de desempenho tais como manuseio em piso molhado, manuseio em piso seco e paragem) pode ser comprometido pelas características de dureza dos elementos da banda de rodagem. Métodos conhecidos de aumentar a dureza de um elemento da banda de rodagem incluem usar materiais de base da banda de rodagem relativamente mais duros e usar materiais de cobertura da banda de rodagem relativamente mais duros. Porem, estes métodos tipicamente têm a desvantagem de comprometer outros critérios de desempenho da banda de rodagem. É também conhecido fornecer uma banda de rodagem do pneu tendo setores formados com um primeiro material tendo um primeiro módulo de elasticidade e outros setores formados com um segundo material tendo um segundo módulo de elasticidade. O que é necessário é um método de aumentar as características de dureza das porções de uma banda de rodagem do pneu ao mesmo tempo minimizando as desvantagens de desempenho conhecidas.

Sumário da Invenção Um pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma base da banda de rodagem compreendida de um primeiro material, uma cobertura da banda de rodagem compreendida de um segundo material, e um anel compreendido de um terceiro material. A cobertura da banda de rodagem é disposta radialmente para fora da base da banda de rodagem e em contato operacional com uma superfície terrestre. O anel é disposto pelo menos parcialmente dentro da cobertura da banda de rodagem e se estende radialmente para longe da base da banda de rodagem. O anel tem uma dureza na direção radial maior que as durezas nas direções circunferenciais e laterais. O terceiro material tem uma histerese substancialmente menor que o segundo material durante a operação do pneumático.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, o anel é disposto em uma porção do ombro da cobertura da banda de rodagem para diminuir a resistência de rolamento do pneumático.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material tem um módulo substancialmente mais alto de elasticidade que o segundo material.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material tem um módulo substancialmente mais alto de elasticidade que o primeiro material.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material é um metal.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material é um polímero.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material é um polímero de polibutadieno sindiotático.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a cobertura da banda de rodagem, a base da banda de rodagem, e o anel são simultaneamente curados.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material tem um módulo dinâmico de perda de entre 1000 KPa e 8000 KPa.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o terceiro material tem um módulo dinâmico de perda de entre 1500 KPa e 5000 KPa.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o segundo material tem um módulo dinâmico de perda de entre 250 KPa e 3000 KPa.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, o segundo material tem um módulo dinâmico de perda de entre 500 KPa e 2500 KPa.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a diferença entre os módulos dinâmicos de perda do terceiro material e do segundo material é maior que 500 KPa.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a diferença entre os módulos dinâmicos de perda do terceiro material e do segundo material é maior que 1000 KPa.

Outro pneu de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça e uma banda de rodagem tendo uma base da banda de rodagem formada de um primeiro material, uma cobertura da banda de rodagem formada de um segundo material tendo uma propriedade de dureza substancialmente diferente que o primeiro material, e um anel formado de um terceiro material tendo uma propriedade de dureza substancialmente diferente que o primeiro material. O anel se estende da base da banda de rodagem através da cobertura da banda de rodagem para uma superfície de contato terrestre da banda de rodagem.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção pode assumir a forma física em certas partes e arranjo de partes, as modalidades desta serão descritas em detalhes neste relatório descritivo e ilustradas nos desenhos em anexo que fazem parte deste e em que: FIGURA 1 é uma elevação frontal de um pneu exemplar construído de acordo com a presente invenção. FIGURA 2 é um corte transversal parcial do pneu exemplar da FIGURA 1.

Definições “Enchimento” significa um enchimento elastomérico localizado radialmente acima do núcleo da conta e entre as lonas e a lona de redobra. “Anular” significa formado como um anel. “Relação de aspectos” significa a razão de sua altura de seção para sua largura de seção. ‘ Axial” e “axialmente” são aqui usados para referirem às linhas ou direções que são paralelas ao eixo geométrico de rotação do pneu. "Conta” significa aquela parte do pneu que compreende um membro elástico anular enrolado por cordões de lona e modelados, com ou sem outros elementos de reforço tais como cobre-talões, reforços de arame na área do talão, enchimentos, anteparos reforçados e protetores para jante, para ajustar-se ao aro do projeto. “Estrutura de correia” significa pelo menos duas camadas anulares ou lonas de cordões paralelos, tecidos ou não-tecidos, subjacente à banda de rodagem, não-atracada à conta, e tendo cordões inclinados com respeito ao plano equatorial do pneu. A estrutura de correia pode também incluir lonas de cordões paralelos inclinados em ângulos relativamente baixos, atuando como camadas de restrição. “Pneu diagonal” (lona transversal) significa um pneu em que os cordões de reforço na lona da carcaça se estendem diagonalmente ao longo do pneu de conta a conta em cerca de um ângulo de 25“-65° com respeito ao plano equatorial do pneu. Se múltiplas lonas estiverem presentes, os cordões de lona. correm em ângulos opostos em camadas alternadas. “Amortecedores” significa pelo menos duas camadas ou lonas anulares de cordões de reforço paralelos tendo o mesmo ângulo com referência ao plano equatorial do pneu que os cordões de reforço paralelos nas lonas de carcaça. Os amortecedores são usualmente associados com os pneus diagonais. “Cabo” significa um cordão formado torcendo dois ou mais estames pregueados. “Carcaça” significa a estrutura do pneu além da estrutura da correia, banda de rodagem, sub-banda de rodagem, e borracha da parede lateral sobre as lonas, mas incluindo as contas. “Invólucro” significa a carcaça, estrutura de correia, contas, paredes laterais e todos os outros componentes do pneu com exceção da banda de rodagem e sub-banda de rodagem, isto é, o pneu inteiro. “Reforço de arame na área do talão” refere-se a uma banda estreita de cordões de tecido ou de aço localizados na área da conta cuja função é reforçar a área da conta e radialmente estabilizar a parte mais interna da parede lateral. “Circunferencial” significa linhas ou direções que se estendem ao longo do perímetro da superfície do pneu anular paralela ao Plano Equatorial (EP) e perpendicular à direção axial; pode também referir-se à direção dos conjuntos de curvas circulares adjacentes cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, como visto na seção transversal. “Cordão” significa um dos filamentos de reforço dos quais as estruturas de reforço do pneu são compreendidas. “Ângulo de cordão” significa o ângulo agudo, esquerdo ou direito em uma vista de cima do pneu, formado por um cordão com respeito ao plano equatorial. O “ângulo de cordão” é medido em um pneu curado mas não inflado. “Coroa” significa aquela porção do pneu dentro dos limites da largura da banda de rodagem do pneu. “Denier” significa o peso em gramas por 9000 metros (unidade para expressar densidade linear). “Dtex” significa o peso em gramas por 10.000 metros. “Densidade” significa o peso por comprimento da unidade. “Elastômero” significa um material resiliente capaz de recuperar o tamanho e a forma após deformação. “Plano equatorial (EP)’’ significa o plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação do pneu e atravessando o centro de sua banda de rodagem; ou o piano contendo a linha central circunferencial da banda de rodagem. “Tecido” significa uma rede essencialmente de cordões se estendendo unidirecio-nalmente que podem ser torcidos e que por sua vez são compostos de uma pluralidade de uma multiplicidade de filamentos (que podem também ser torcidos) de um material de módulo alto. “Fibra” é uma unidade de substância, natural ou artificial, que forma o elemento básico dos filamentos. CARACTERIZADA tendo um comprimento pelo menos 100 vezes seu diâmetro ou largura. “Contagem de filamentos” significa o número de filamentos que compõem um estame. Exemplo: poliésterde 1000 denier tem aproximadamente 190 filamentos. “Cobre-talão” refere-se a um tecido de reforço ao redor do fio da conta para resistência e para amarrar o fio da conta no corpo do pneu. “Medida” refere-se, em geral, a uma medição, e especificamente a uma medição de espessura. “Aço de resistência alta (HT)” significa um aço de carbono com uma resistência à tração de pelo menos 3400 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento. “Interno” significa voltado para dentro do pneu e “externo" significa voltado para seu exterior. “Forro interno” significa a camada ou camadas de elastômero ou outro material que formam a superfície interior de um pneu sem câmara e que contêm o fluido de inflação dentro do pneu. “LASE” é carga em elongação especificada. “Lateral” significa uma direção axial. “Passo de torção” significa a distância na qual um filamento ou perna trançada percorre para fazer uma rotação de 360 graus em volta outro filamento ou perna. “Faixa de carga” significa os limites de carga e inflação para um pneu dado usado em um tipo específico de serviço como definido pelas tabelas em The Tire and Rim Associa-tion, Inc. “Aço de Mega Tração (MT)” significa um aço de carbono com uma resistência à tração de pelo menos 4500 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento. “Carga normal” significa a pressão de inflação específica do projeto e a carga atribuída pela organização de padrões apropriados para a condição de serviço para o pneu. “Aço de Tração Normal (NT)” significa um aço de carbono com uma resistência à tração de pelo menos 2800 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento. “Lona” significa uma camada reforçada com cordões de cordões radialmente dispostos ou do contrário paralelos radialmente revestidos com borracha. “Radial” e “radialmente” são usados para significar as direções radialmente em direção ou para longe do eixo geométrico de rotação do pneu. “Estrutura de Lona Radial" significa a uma ou mais lonas de carcaça ou que pelo menos uma lona tem cordões de reforço orientados em um ângulo de entre 65° e 90° com respeito ao plano equatorial do pneu. “Pneu de Lona Radial” significa um pneumático com correia ou circunferencialmen-te restringido em que pelo menos uma lona tem cordões que se estendem de conta a conta são colocados em ângulos de cordão entre 65° e 90“ com respeito ao plano equatorial do pneu. “Rebite” significa um espaço aberto entre os cordões em uma camada. “Altura da seção” significa a distância radial do diâmetro nominal do aro para o diâmetro externo do pneu em seu plano equatorial. “Largura da seção” significa a distância linear máxima paralela ao eixo geométrico do pneu e entre o exterior de suas paredes laterais quando e após ter sido inflado em pressão normal por 24 horas, mas sem carga, excluindo as elevações das paredes laterais devido à marcação, decoração ou bandas protetoras. “Parede lateral” significa aquela porção de um pneu entre a banda de rodagem e a conta. “Razão de dureza” significa o valor de uma dureza da estrutura de correia de controle dividida pelo valor de outra dureza da estrutura de correia quando os valores forem determinados por um teste de flexão de três pontos fixos tendo ambas as extremidades do cordão suportadas e flexionadas por uma carga centralizada entre as extremidades fixas. “Aço de Super Tração (ST)” significa um aço de carbono com uma resistência à tra- ção de pelo menos 3650 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento. “Tenacidade” é tensão expressa como força por densidade linear unitária do espécime não-tensionado (gm/tex ou gm/denier). Usado em têxteis. “Tração” é tensão expressa em forças/área de corte transversal. Resistência em psi = 12.800 vezes a densidade vezes a tenacidade em gramas por denier. “Anteparo reforçado” refere-se à porção de contato com o aro elastomérico circun-ferencialmente disposto do pneu axialmente para dentro de cada conta. “Banda de rodagem” significa um componente de borracha moldado que, quando unido a um invólucro de pneu, inclui aquela porção do pneu que entra em contato com a estrada quando o pneu é normalmente inflado e sob carga normal. “Largura da banda de rodagem” significa o comprimento do arco da superfície da banda de rodagem em um plano incluindo o eixo geométrico de rotação do pneu. “Extremidade de redobra” significa a porção de uma lona da carcaça que vira para cima (isto é, radialmente para fora) das contas em volta das quais a lona é enrolada. “Aço de Ultra Tração (UT)” significa um aço de carbono com uma resistência à tração de pelo menos 4000 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento. “Estame” é um termo genérico para um filamento contínuo de fibras ou filamentos têxteis. Estame ocorre nas formas seguintes: 1) várias fibras torcidas juntas; 2) vários filamentos colocados juntos sem torção; 3) vários filamentos colocados juntos com um grau de torção; 4) um filamento só com ou sem torção (monofilamento); 5) uma tira estreita de material com ou sem torção.

Descrição Detalhada da Invenção Referindo agora aos desenhos em que as demonstrações são para propósitos de ilustrar as modalidades da presente invenção apenas e não para os propósitos de limitar a mesma, e em que numerais de referência iguais são entendidos referir-se a componentes iguais, FIGURAS 1 & 2 mostram um pneumático 10 tendo uma banda de rodagem exemplar 30 de acordo com a presente invenção. A banda de rodagem exemplar 30 pode ser posicionada sobre uma carcaça exemplar 12. A carcaça exemplar 12 pode incluir um par de primeira e segunda contas anulares 14 e um par de enchimentos 16 posicionados radialmente acima das primeira e segunda contas anulares 14. A carcaça exemplar 12 pode incluir uma ou mais lonas 18 que podem se estender ao redor das contas 14. A carcaça exemplar 12 pode ainda definir uma região de coroa 26 e um par de paredes laterais 28. A carcaça 12 pode incluir outros componentes, tais como um forro interno 20, porções de borracha da parede lateral 22, e um fardo de correias 24. A banda de rodagem de pneu exemplar 30 é mostrada em seu estado curado e acabado nas FIGURAS 1 & 2. A banda de rodagem 30 pode ter uma cobertura de banda de rodagem 32 formada de um primeiro material 36 e uma base da banda de rodagem 34 for- mada de um segundo material 38. O primeiro material 36 pode ter uma propriedade de dureza (módulo de elasticidade) substancialmente diferente que o segundo material 38. O segundo material 38 pode ter uma propriedade de dureza substancialmente mais alta que o primeiro material 36. A banda de rodagem 30 pode ter um primeiro anel anular 40 de um terceiro material 39 que se estende circunferencialmente ao redor do pneu 10 e radialmente da base da banda de rodagem 34 através da cobertura da banda de rodagem 32 para uma superfície externa de contato com o piso 46 da banda de rodagem. A banda de rodagem 30 pode também ter um segundo anel anular 42 do terceiro material 39 (ou altemativamente um quarto material diferente) que se estende circunferencialmente ao redor do pneu 10 e radialmente da base da banda de rodagem 34 através da cobertura da banda de rodagem 32 para a superfície externa de contato com o piso 46 da banda de rodagem. O primeiro anel 40 pode ser posicionado em um primeiro ombro 50 da banda de rodagem 30 e o segundo anel 42 pode ser posicionado em um segundo ombro 52 da banda de rodagem. A dureza dos ombros 50, 52 pode ser ajustada para afetar as várias características de desempenho do pneu. Embora os anéis de tampão 40, 42 sejam mostrados posicionados dentro dos elementos da banda de rodagem 54, 56, os anéis podem também ser posicionados em outras partes da banda de rodagem 30, tais como sulcos 58, 60 nas FIGURAS 1 & 2. Embora os anéis 40, 42 mostrados definam um corte transversal retangular, o uso de qualquer número de cortes transversàis e/ou dimensões dos anéis 40, 42 podem ser usados dependendo do tamanho do pneu e das características de desempenho desejadas. Os anéis 40, 42 podem se estender completamente entre a base da banda de rodagem 34 e a superfície da banda de rodagem 46, ou apenas parcialmente.

Com os anéis 40, 42 da presente invenção, a banda de rodagem 30 pode exibir du-rezas direcionalmente dependentes. Como um exemplo, uma banda de rodagem 30 com os anéis 40, 42 pode exibir um módulo alto na direção vertical ou Z que resulta de tensões compressivas grandemente reduzidas na direção Z. Uma banda de rodagem 30 com os anéis 40, 42 pode também exibir um módulo reduzido na direção circunferênciaI ou X e/ou na direção lateral ou Y devido à cobertura de banda de rodagem mais macia circunvizinha 32. Este módulo alto na direção Z dos anéis 40, 42 ou combinação dos efeitos dos anéis e as outras estruturas do pneu 10 pode desse modo resultar em resistência de rolamento significativamente reduzida (RR) do pneu 10 sem significativamente danificar outros critérios de desempenho do pneu.

Tensões compressivas cíclicas da banda de rodagem podem ser significativamente reduzidas usando um material/configuração com módulo aumentado na espessura ou na direção Z. Isto resulta em RR reduzida, atribuível às ações de carregamento de carga na direção Z e a redução associada na deformação nas direções X e Y. Administrar os ciclos de estresse e tensão cíclicos simultâneos para RR reduzida de todos estes mecanismos pode, desse modo, requerer um módulo relativamente alto na direção Z com um módulo relativamente baixo nas direções X e/ou Y.

Um método de obter estas características de dureza direcional desejadas é usar uma combinação de materiais dentro da banda de rodagem. O enrijecimento na direção Z pode ser alcançado com material de módulo relativamente alto 39 embutido dentro de uma matriz de borracha de móduio relativamente baixo 36 com uma geometria única. Por exemplo, de acordo com a presente invenção, os anéis anulares 40, 42 de material de módulo alto 39 que se estende substancialmente na direção de Z pode resistir às tensões em direção a Z, enquanto o material de cobertura da banda de rodagem circunvizinha 36 que inter-conecta os anéis pode fornecer propriedades de módulo relativamente baixas nas direções Xe Y. Várias configurações da combinação de cobertura da banda de rodagem/base da banda de rodagem/anel dos materiais 36, 38, 39 podem ser implementadas. Também, várias orientações e/ou cortes transversais dos anéis de módulo relativamente alto 40, 42 podem ser implementadas. Por exemplo, se um corte transversal retangular for orientado a 45 graus com relação à direção circunferencial ou de X (não mostrada), dureza aumentada X ou Y da banda de rodagem 30 pode resultar. Isto pode ser desejável para melhorar fazer as curvas, tração de frenagem/acionamento, etc. Cálculos indicam que RR pode ser reduzida em mais de 30% pelos anéis orientados para Z 40, 42 (FIGURAS 1 & 2).

Como debatido acima, o desempenho geral de uma banda de rodagem dada sobre o manuseio em piso molhado e seco ou paragem/tração é frequentemente comprometido pela dureza, ou sua falta, para um elemento de banda de rodagem dado. O desejo de aumentar a dureza de um elemento da banda de rodagem conta com (1) fornecer um material de base mais duro 38 para aumentar a dureza da banda de rodagem geral ou (2) um material de cobertura da banda de rodagem de dureza mais alta 36 que pode comprometer outras propriedades de desempenho da banda de rodagem. De acordo com a presente invenção, os anéis 40, 42 são formados de um material de dureza mais alta 39 enterrado dentro dos elementos de banda de rodagem individuais ou colocados em várias zonas da banda de rodagem do pneu 10.

Estes anéis 40, 42, ou sulcos ou canais, de dureza mais alta podem consistir em vários tipos de materiais plásticos ou rígidos, tais como náilon, polietileno, poliuretano, e/ou um polímero de polibutadieno sindiotático (“SPBD”). SPBD pode se co-curar na interface com a cobertura da banda de rodagem com base em dieno vulcanizado de enxofre ou materiais de base da banda de rodagem 36, 38 assim prendendo os anéis 40, 42 na cobertura da banda de rodagem 32 e/ou na base da banda de rodagem 34. A colocação dos anéis 40, 42 pode ser executada por técnicas de extrusão apropriadas e seleção de materiais apropriados para produzir um contorno verde da banda de rodagem contendo os anéis do material de dureza alta 39 encapsulado dentro do material mais externo da cobertura da banda de rodagem de dureza convencional 36.

Adicionalmente, aterramento elétrico pode ser fornecido por um assim-chamado “chaminé” em compostos com base em sílica da banda de rodagem. A chaminé pode prover contato de superfície de um composto condutivo para aterramento elétrico. Estas chaminés são convencionalmente bandas muito finas de compostos altamente condutivos (por exemplo, negro-de-fumo) dentro da cobertura da banda de rodagem para prover uma trajetória elétrica para a condutividade da carga estática de um veículo para o chão. De acordo com a presente invenção, a abordagem de extrusão debatida acima pode fornecer bandas ou sulcos mais amplos de material duro 39 e posições apropriadas dentro dos elementos da banda de rodagem (por exemplo, os ombros 50, 52). Desse modo, por exemplo, quanto mais alta a dureza, os anéis parecidos com plástico 40, 42 podem ser dispostos dentro dos elementos de cobertura da banda de rodagem menos de dureza menor dos ombros 50, 52 assim melhorando a resposta de torque de lado-a-lado dos elementos da banda de rodagem dos ombros e adicionalmente melhorando o desempenho de manuseio e desgaste da banda de rodagem. Os anéis 40, 42 de SPBD podem também conduzir uma carga elétrica estática e eliminar o requerimento pela chaminé condutiva convencional.

Como declarado acima, um material exemplar 39 para os anéis 40, 42 pode ser um SPBD com um ponto de fundição acima de 150 graus Centígrado. Ainda, o material 39 pode ser testado por um Analisador de Processo de Borracha, ou “RPA", tal como instrumento RPA 2000™ por Alpha Technologies, antigamente Flexsys Company e antigamente Monsanto Company. Referências a um instrumento RPA 2000 podem ser encontradas nas publicações seguintes: Η. A. Palowski, et al, Rubber World, junho de 1992 & janeiro de 1997, como também Rubber & Plastics News, 26 de abril de 1993 & 10 de maio de 1993. Os resultados do teste de RPA podem ser relatados dos dados obtidos a 100 graus C em um modo de cisalhamento dinâmico a uma frequência de 11 hertz e em valores de tensão dinâmica a 10%. O corte transversal Y-Z dos anéis exemplares 40, 42 pode ser um quadrado, triângulo, pentágono, hexágono, heptágono, octógono, nonágono, pentágono, ou outra forma adequada. A espessura lateral ou Y dos anéis exemplares 40, 42 pode também variar à medida que os anéis se estendem na direção Z (por exemplo, um anel que se estreita à medida que se estende radialmente para longe da roda pode ser prendido com mais segurança à banda de rodagem que um anel com uma espessura que não varia). Um anel exemplar de acordo com a presente invenção pode ter uma espessura lateral ou Y W2 entre 5 mm e 60 mm e um comprimento radial ou Z entre 15 mm e 80 mm dependendo do tamanho e configuração da banda de rodagem. O material de SPBD mais duro 39 pode ter um módulo dinâmico de perda entre 1000 KPa e 8000 KPa, ou entre 1500 KPa e 5000 KPa. O mais macio material da cobertura da banda de rodagem 32 pode ter um módulo dinâmico de perda entre 250 KPa e 3000 KPa, ou entre 500 KPa e 2500 KPa. Ainda, a diferença entre os módulos dinâmicos de perda do material do anel 39 e do material da cobertura da banda de rodagem 32 pode ser maior que 500 KPa, ou maior que 1000 KPa.

Valores “Tan Delta” determinados em tensão de 10% podem ser uma razão do módulo dinâmico de perda para o módulo dinâmico de armazenamento e uma medida de histe-rese pode ser considerada em que uma histerese inferior de um material da banda de rodagem 36, 38, e/ou 39 pode ser desejável para RR menor. Uma diminuição no valor de Tan Delta pode corresponder a uma diminuição desejável na histerese do material do anel 39. Desse modo, os materiais 39 para os anéis 40, 42 podem ter um Tan Delta baixo e histerese baixa.

Como declarado acima, o material exemplar 39 para os anéis 40, 42 pode ser SPBD. SPBD difere de outros polibutadienos (por exemplo, difere da borracha de cis 1,4-polibutadieno) em que SPBD tem um conteúdo de 1,2-vinila de pelo menos 80 por cento que pode variar de cerca de 80 por cento a pelo menos cerca de 96 por cento. SPBD pode ser flexível, mas não é em geral considerado um elastômero. Além disso, SPBD tem pouca ou nenhuma pegajosidade de confecção para aderir as composições de borracha baseadas em dieno conjugadas não-curadas, a menos que SPBD seja primeiro misturado com um ou mais elastômeros que normalmente requereram uma adição de um compatibilizador e talvez uma resina de pegajosidade para fazê-lo.

Portanto, movimento indesejado dos anéis 40, 42 de SPBD pode ocorrer junto a um componente de borracha não-curado durante um processo de construção e formação do pneu, a menos que os anéis 40, 42 sejam pelo menos parcialmente pré-curados junto a um componente de borracha verde antes da cura do pneu verde. Anéis 40, 42 de SPBD podem fornecer a dureza de direção radial ou Z debatida acima. Desse modo, pode ser desejável que nenhum elastômero, agente compatibilizante, ou resina pegajosa seja fisicamente misturado com o SPBD, a menos que usado em quantidades muito pequenas assim não comprometendo o ponto de fundição do SPBD. SPBD pode ser um polímero cristalino relativamente rígido (flexibilidade limitada) com solubilidade ruim em elastômeros sem a adição de um compatibilizador. Para a presente invenção, como indicado acima, SPBD pode formar os anéis 40, 42, assim fornecendo um pouco de flexibilidade e não sendo misturado com os materiais 36, 38 da cobertura da banda de rodagem 32 e a base da banda de rodagem 34, nem um compatibilizador. O ponto de fundição (MP) de SPBD pode variar com o conteúdo da 1,2-microestrutura. Por exemplo, valores de MP podem variar de cerca de 120°C em cerca de um conteúdo de 1,2-vinila de 80 por cento até cerca de 200°C a 210°C para cerca de um conteúdo de 1,2-vinila de 96 por cento para sua microestrutura.

Para a presente invenção, SPBD pode ter uma temperatura de ponto de fundição (MP) de peio menos 150°C, ou de cerca de 160°C a cerca de 220°C, de modo que os anéis 40, 42 retêm um grau significativo de estabilidade dimensional e assim acrescentam dureza e estabilidade/suporte dimensional à banda de rodagem 30 em uma temperatura relativamente alta uma vez que a banda de rodagem gera calor ao ser dinamicamente trabalhada. MPs mais altos podem ser preferidos para os anéis 40, 42. Ainda, o SPBD pode conter uma dispersão de um ou mais enchedores de reforço. Para fazer os anéis de SPBD 40, 42 integrais com a cobertura da banda de rodagem 32 e/ou a base da banda de rodagem 34, os anéis podem ser co-curados com a cobertura da banda de rodagem curável com enxofre e a base da banda de rodagem. Para tal co-cura dos anéis de SPBD 40, 42, a interface entre os anéis e a cobertura da banda de rodagem 32 e/ou a base da banda de rodagem 34 pode contar com: (A) um ou mais curativos de enxofre contidos dentro do SPBD, (B) um ou mais curativos de enxofre contidos dentro da cobertura da banda de rodagem e/ou da base da banda de rodagem, ou (C) um ou mais curativos de enxofre contidos em cada um dentre SPBD e cobertura da banda de rodagem 32 e/ou base da banda de rodagem 34. SPBD pode ser feito integral com a cobertura da banda de rodagem 32 e/ou a base da banda de rodagem 34 co-curando o SPBD e a cobertura da banda de rodagem e/ou a base da banda de rodagem juntos em uma temperatura elevada em que o SPBD e a cobertura da banda de rodagem e/ou a base da banda de rodagem podem ser integrados entre si na interface entre o SPBD e a cobertura da banda de rodagem e/ou a base da banda de rodagem. Anéis 40, 42 de SPBD podem fornecer estabilidade dimensional (por exemplo, um grau de rigidez) para a banda de rodagem 30 pela interface do anel/cobertura da banda de rodagem/base da banda de rodagem integrados, co-curados.

Ainda, pode não ser desejável misturar o SPBD com outros elastômeros porque tal mistura pode diluir ou degradar a estabilidade dimensional dos anéis de SPBD 40, 42. Na descrição acima, o termo “phr” pode significar “partes de material em peso por 100 partes em peso de borracha”. Os termos “borracha" e “elastômero” podem ser usados alternada-mente a menos que do contrário indicado. Os termos “composição de borracha” e “composto” podem ser usados alternadamente a menos que do contrário indicado. Os termos “ponto de fundição” ou “MP” como aqui usados podem significar a temperatura de fundição do SPBD medida por calorimetria diferencial de varredura convencional usando uma elevação de temperatura 10°C/minuto.

Como declarado acima, uma banda de rodagem 30 com os anéis 40, 42 de acordo com a presente invenção produzem excelentes características de dureza direcional e condu-tividade elétrica em uma banda de rodagem de um pneumático 10. Os anéis 40, 42 desse modo intensificam o desempenho do pneumático 10, ainda que as complexidades da estru- tura e comportamento do pneumático sejam de modo que nenhuma teoria completa e satisfatória tenha sido proposta. Temple, Mechanics of Pneumatic Tires (2005). Embora os fundamentos da teoria clássica de compósito sejam facilmente vistos em mecânica de pneumático, a complexidade adicional introduzida pelos muitos componentes estruturais dos pneumáticos facilmente complica o problema de prognosticar o desempenho do pneu. Mayni, Composite Effects on Tire Mechanics (2005). Adicionalmente, por causa dos comportamentos não-lineares de tempo, frequência, e temperatura dos polímeros e borracha, o projeto analítico dos pneumáticos é um dos desafios da engenharia mais desafiadores e desvalorizados na indústria de hoje. Mayni.

Um pneumático tem certos elementos estruturais essenciais. United States Department of Transportation, Mechanics of Pneumatic Tires, páginas 207-208 (1981). Um elemento estrutural importante é a estrutura de correia, tipicamente composta de muitos cordões de aço fino estirado ou outro metal embutido e ligado a uma matriz de material po-limérico de módulo baixo, borracha usualmente natural ou sintética. Id. em 207 a 208.

Os cordões são tipicamente dispostos como uma camada simples ou dupla. Id. em 208. Os fabricantes de pneu ao longo da indústria não podem concordar ou prognosticar o efeito de torções diferentes dos cordões da estrutura de correia nas características de ruído, manuseio, durabilidade, conforto, etc. em pneumáticos, Mechanics of Pneumatic Tires, páginas 80 a 85.

Estas complexidades são demonstradas pela tabela abaixo das inter-relações entre o desempenho do pneu e os componentes do pneu.

Como visto na tabela, as características da banda de rodagem afetam os outros componentes de um pneumático (isto é, a banda de rodagem afeta a correia, etc.), conduzindo a vários componentes interrelacionando e interagindo em um tal modo a afetar um grupo de propriedades funcionais (ruído, manuseio, tração, durabilidade, resistência ao ro- lamento, conforto, velocidade alta, e massa), resultando em um compósito completamente imprevisível e complexo. Desse modo, até mesmo alterando um componente pode levar a diretamente melhorar ou degradar tantas quantas as dezenas de características funcionais acima, como também alterando a interação entre aquele componente e tantos quanto os seis outros componentes estruturais. Cada uma daquelas seis interações pode assim indiretamente melhorar ou degradar aquelas dezenas de características funcionais. Se cada uma destas características funcionais for melhorada, degradada, ou não afetada, e em que quantidade, certamente teria sido imprevisível sem a experimentação e testagem conduzidas pelos inventores.

Desse modo, por exemplo, quando a banda de rodagem de um pneumático for modificada com a intenção para melhorar uma propriedade funcional do pneumático, qualquer número de outras propriedades funcionais podem ser inaceitavelmente degradadas. Além disso, a interação entre a banda de rodagem e a correia pode também inaceitavelmente afetar as propriedades funcionais do pneumático. Uma modificação da banda de rodagem pode até mesmo não melhorar aquela propriedade funcional por causa destas inter-relações complexas.

Desse modo, como declarado acima, a complexidade das inter-relações dos componentes múltiplos torna o resultado atual de modificação de uma banda de rodagem 30, de acordo com a presente invenção, impossívél de prognosticar ou prever a partir dos possíveis resultados infinitos. Apenas por meio de experimentação extensiva os anéis 40, 42 e 30 da presente invenção foram revelados como uma opção excelente, inesperada, e imprevisível para um pneumático. A linguagem descritiva anterior é do melhor modo ou modos presentemente contemplados de levar a cabo a presente invenção. Esta descrição é feita para o propósito de ilustrar um exemplo dos princípios gerais da presente invenção e não deveria ser interpretada como limitando a presente invenção. O escopo da invenção é melhor determinado em referência às reivindicações em anexo. Os numerais de referência como descritos nos desenhos esquemáticos são iguais àqueles referidos no relatório descritivo. Para propósitos deste pedido de patente, os vários exemplos ilustrados nas figuras, cada, usam um numeral de referência igual para componentes similares. As estruturas dos exemplos podem empregar componentes similares com variações na localização ou quantidade assim dando origem a construções alternativas de acordo com a presente invenção.

Claims

1. Pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base da banda de rodagem compreendida de um primeiro material;uma cobertura da banda de rodagem compreendida de um segundo material, a cobertura da banda de rodagem sendo disposta radialmente para fora da base da banda de rodagem e em contato operacional com uma superfície terrestre; e um anel anular compreendido de um terceiro material, o anel estando disposto pelo menos parcialmente dentro da cobertura da banda de rodagem e se estendendo radialmente longe da base da banda de rodagem, o anel tendo uma dureza na direção radial maior que as durezas nas direções circunferência is e laterais, o terceiro material tendo uma histe-rese substancialmente inferior que o segundo material durante a operação do pneumático, o terceiro material ainda fornecendo uma trajetória de condutividade elétrica para a superfície terrestre.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o anel é disposto em uma porção do ombro da cobertura da banda de rodagem para diminuir a resistência ao rolamento do pneumático.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro material tem um módulo substancialmente mais alto de elasticidade que o segundo material.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro material tem um módulo substancialmente mais alto de elasticidade que o primeiro material.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro material é um polímero.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro material é um polímero de polibutadieno sindiotático.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a cobertura da banda de rodagem, a base da banda de rodagem, e o anel são simultaneamente curados.

8. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro material tem um módulo dinâmico de perda de entre 1000 KPa e 8000 KPa.

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro material tem um módulo dinâmico de perda de entre 1500 KPa e 5000 KPa.

10. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo material tem um módulo dinâmico de perda de entre 250 KPa e 3000 KPa.