BR102014029928A2

BR102014029928A2 - pneu auto-inflável com bomba híbrida

Info

Publication number: BR102014029928A2
Application number: BR102014029928A
Authority: BR
Inventors: Jason Mark Middelberg
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-01-05
Also published as: CN104709013B; CN104709013A; JP2015113119A; US20150158352A1; EP2883718B1; EP2883718A1; US9409454B2

Abstract

resumo “pneu auto-inflável com bomba híbrida” um conjunto de pneus auto-infláveis inclui um primeiro e um segundo tubo de ar montados no interior de um pneu, em que cada tubo de ar define uma passa-gem de ar. cada tubo de ar é composto de um material flexível operativo para permi-tir que um segmento de tubo de ar oposto a uma pegada do pneu achate, fechando a passagem, e desachate de modo flexível para uma configuração original. cada tubo de ar é achatado sequencialmente pela pegada do pneu em uma direção opos-ta à direção de rotação do pneu para bombear ar ao longo da passagem para um dispositivo de saída para a direção para a cavidade do pneu. cada tubo de ar tem uma extremidade de entrada que estão unidas entre si por um dispositivo de entra-da. cada tubo de ar tem uma extremidade de saída que estão unidas entre si por um dispositivo de saída. o dispositivo de entrada está de preferência posicionado em 180 graus oposto ao dispositivo de saída. o dispositivo de entrada permite o ar transferir de um tubo de ar para o outro tubo de ar. o dispositivo de saída permite o ar transferir de um tubo de ar para a cavidade do pneu.

Description

“PNEU AUTO-INFLÁVEL COM BOMBA HÍBRIDA” Campo da Invenção [001 ]A invenção refere-se genericamente a pneus auto-infláveis e, mais es- pecificamente, a um mecanismo de bomba para esses pneus.

Fundamento da Invenção [002] A difusão de ar normal reduz a pressão dos pneus ao longo do tempo. O estado natural de pneus é sob inflado. Assim, os motoristas devem agir repetida- mente para manter a pressão dos pneus ou eles irão ver reduzida economia de combustível, vida útil dos pneus e reduzida frenagem do veículo e manipulação de desempenho. Os sistemas de monitoramento de pressão de pneu têm sido propos- tos para alertar os motoristas quando a pressão dos pneus é significativamente bai- xa. Esses sistemas, no entanto, permanecem dependentes do motorista tomada de medidas corretivas quando alertados para reinflar o pneu à pressão recomendada. É uma desejável, portanto, incorporar uma característica de auto-inflação dentro de um pneu que irá auto-inflar o pneu a fim de compensar qualquer redução na pressão dos pneus ao longo do tempo, sem a necessidade de intervenção do condutor. [003] Um tipo de característica de auto inflação dos pneus é um conjunto de bomba peristáltica. Se a bomba for anelar ou 360 graus em comprimento, ela não será bidirecional, a menos que haja válvulas adicionais. O uso de duas bombas de 180 graus permite que o sistema seja bidirecional. Isto é porque apenas uma bomba funciona quando o pneu roda em uma direção, e a outra bomba funciona quando o pneu roda na direção oposta. [004] Assim, é desejável ter um desenho simples da bomba que é bidirecio- nal e pode bombear 360 graus, sem a necessidade de válvulas complicadas.

Sumário da Invenção [005] A invenção provê, em um primeiro aspecto, um conjunto de pneus auto- infláveis em um pneu montado numa jante, o pneu possuindo uma cavidade do pneu, primeira e segunda paredes laterais que se estendem, respectivamente, a par- tir das primeira e segunda regiões de talão do pneu para uma região de piso de pneu; um primeiro tubo de ar montado no pneu e que define uma passagem de ar, o tubo de ar sendo composto por um material flexível operativo para permitir que uma parte do segmento de tubo de ar perto de uma pegada do pneu feche a passagem anelar, o primeiro tubo de ar possuindo uma entrada e uma saída, um segundo tubo de ar montado no pneu e definindo uma passagem de ar, o tubo de ar sendo com- posto por um material flexível para permitir que uma parte do tubo de ar perto de uma pegada do pneu feche a passagem anelar, o segundo tubo de ar possuindo uma entrada e uma saída, em que a entrada do primeiro tubo de ar está ligada à entrada do segundo tubo de ar por um dispositivo de entrada; em que o dispositivo de entrada está em comunicação fluida com o ar do lado de fora; em que a entrada do primeiro tubo de ar está em comunicação fluida com a entrada do segundo tubo de ar; em que a saída do primeiro tubo de ar e do segundo tubo de ar está em co- municação fluida com a cavidade do pneu.

Definições [006] A "razão de aspecto" do pneu significa a razão da sua altura da seção (SH) para a sua largura da seção (SW) multiplicada por 100 por cento para a ex- pressão como uma porcentagem. [007] "Piso assimétrico" significa um piso que tem um padrão de piso não si- métrico em relação ao plano equatorial EP ou plano central do pneu. [008] "Axial" e "axialmente" significam linhas ou direções que são paralelas ao eixo de rotação do pneu. [009] "Forra" é uma tira estreita de material colocado em torno do lado de fo- ra de um talão do pneu para proteger o cabo de lonas de desgaste e corte contra a jante e distribuir a flexão acima da jante. [010] "Circunferencial" significa que as linhas ou direções que se estendem ao longo do perímetro da superfície do piso anelar é perpendicular à direção axial. [011] "Plano central equatorial (CP)" significa que o plano perpendicular ao eixo do pneu de rotação e de passo através do centro do piso. [012] "Pegada" significa o trecho de contato ou área de contato do piso do pneu com uma superfície plana na velocidade zero e sob carga e pressão normais. [013] "Lado interno" significa o lado mais próximo do pneu do veículo quando o pneu é montado sobre uma roda e a roda está montada no veículo. [014] "Lateral" significa uma direção axial. [015] "Bordas laterais" significa uma linha tangente ao trecho ou pegada de contato axialmente mais externa, conforme medido sob a inflação de carga e pneu normal, as linhas sendo paralelas ao plano central equatorial. [016] "Área de contato líquido" significa a área total de contato dos elementos de piso em contato com o solo entre as bordas laterais ao redor de toda a circunfe- rência do piso dividida pela área bruta da totalidade do piso entre as bordas laterais. [017] "Piso não direcional" significa um piso que não tem qualquer direção preferida do curso para a frente e não é necessário para ser posicionado sobre um veículo, em uma posição ou posições específicas da roda para assegurar que o pa- drão do piso está alinhado com a direção preferida do curso. Por outro lado, um pa- drão de piso direcional tem uma direção preferida do curso exigindo posicionamento específico da roda. [018] "Lado externo" significa o lado do pneu mais afastado do veículo quan- do o pneu é montado sobre uma roda e a roda está montada no veículo. [019] "Peristálticas" significa operar por meio de contrações tipo onda que impulsionam a matéria contida, tal como o ar, ao longo de caminhos tubulares. [020] "Radial" e "radialmente" significam direções radialmente em relação a ou para longe do eixo de rotação do pneu. [021] "Nervura" significa uma tira de borracha que se estende de forma cir- cunferencial sobre o piso que é definido por, pelo menos, uma ranhura circunferen- cial e uma segunda ou tal ranhura ou uma borda lateral, a tira sendo lateralmente não dividida por ranhuras de profundidade total. [022] "Lamela" significa pequenas fendas moldadas para os elementos de pi- so do pneu que subdividem a superfície do piso e melhoram a tração, as lamelas são geralmente estreitas de largura e perto na pegada dos pneus ao invés de fendas que permanecem em aberto na pegada do pneu. [023] "Elemento de piso" ou "elemento de tração" significa uma jante ou um elemento de bloco definido por ter forma de ranhuras adjacentes. [024] "Largura de arco do piso" significa o comprimento do arco do piso, me- dido entre as bordas laterais do piso. [025] Breve Descrição dos Desenhos [026] A invenção será descrita por meio de exemplos e com referência aos desenhos anexos, nos quais: [027] A figura 1 é uma vista explodida do mecanismo de bomba híbrida e pneu da presente invenção. [028] A figura 2 é uma vista frontal da bomba híbrido e mecanismo de pneu da figura 1. [029] A figura 3 é uma vista frontal do conjunto de bomba híbrida. [030] A figura 4 é uma vista frontal do conjunto de entrada. [031 ]A figura 5 é uma vista frontal do conjunto de saída da bomba híbrida. [032] As figuras 6 e 7 ilustram o funcionamento da bomba híbrida quando o pneu gira no sentido anti-horário. [033] A figura 8 ilustra o funcionamento da bomba híbrida quando o pneu gira no sentido horário. [034] A figura 9 é uma vista em corte transversal ampliada do conjunto de pneu e a jante, com o sistema de bomba mostrado montado no pneu.

Descrição Detalhada da Invenção [035] Com referência à figura 1, um conjunto de pneu 10 inclui um pneu 12, um conjunto de bomba peristáltica 14, e uma jante de pneu 28. Como mostrado na figura 9, os conjuntos de pneus de uma forma convencional para um par de superfí- cies de montagem de jante 18 localizados adjacentes às flanges da jante exterior 22. O aro do pneu 28 inclui um corpo de aro anular 21 que une às flanges da jante 22 e suporta o conjunto de pneu como mostrado. O pneu é de construção convencional, que tem um par de paredes laterais 30 que se estendem a partir das áreas de talão opostas 34 a uma região da coroa ou do piso do pneu 38. O pneu e a jante delimi- tam uma cavidade do pneu 40. [036] Tal como mostrado nas figuras 1 a 3, o conjunto de bomba peristáltica 14 inclui uma primeira e segunda bombas 41,42 que são montadas em uma passa- gem 43 localizada na área da parede lateral do pneu, de preferência, perto da região de talão. A passagem de ar é de preferência moldada na parede lateral do pneu du- rante a vulcanização e é de preferência de forma anular. Cada bomba 41, 42 tem uma primeira extremidade 41a, 42a, unidas por um dispositivo de entrada 44 e uma segunda extremidade 41b, 42b, unidas por um dispositivo de saída 46. Cada bomba 41, 42 é composta por um tubo formado de um material elástico, flexível tal como compostos plásticos, elastômeros ou de borracha, e é capaz de resistir a ciclos repe- tidos de deformação quando o tubo for deformado para uma condição achatada su- jeita a uma força externa e, após a remoção de tal força, retorna a um estado original geralmente circular em seção transversal. O tubo tem um diâmetro suficiente para passar operativamente um volume de ar suficiente para os fins aqui descritos e que permitem um posicionamento do tubo, em uma localização operável no interior do conjunto de pneus, como será descrito. De preferência, o tubo tem uma forma em seção transversal circular, embora outras formas, tais como elíptica possam ser utili- zadas. [037] Como mostrado na figura 3, o dispositivo de entrada 44 e o dispositivo de saída 46 estão espaçados, aproximadamente, em 180 graus nas respectivas po- sições. Como mostrado na figura 5, o dispositivo de saída 46 é um conector em for- ma de T que tem um corpo 47 possuindo um primeiro orifício 48 que !iga a bomba 41 à extremidade de saída 41b. O primeiro orifício 48 é em comunicação fluida com o orifício de saída 52. O orifício de saída 52 se estende para dentro da cavidade do pneu de modo que a extremidade 41b da bomba esteja em comunicação fluida com a cavidade do pneu. O dispositivo de saída inclui ainda um segundo orifício 50, que liga a bomba 42 à extremidade de saída 42b. O segundo orifício 50 está também ligado ao orifício de saída 52, de modo que a extremidade da bomba 42 esteja em comunicação fluida com a cavidade do pneu. A figura 5 ilustra ainda que o primeiro orifício 48 e um segundo orifício 50 incluem ainda uma válvula de uma maneira dire- cional 56, 58 para impedir o refluxo de ar da cavidade do pneu para dentro da bom- ba. A válvula de sentido único 56, 58 pode ser uma válvula de retenção. As válvulas direcionais de sentido único 56, 58 também impedem o fluxo da bomba para bom- bear 41 42 e vice-versa. Isto é essencial para evitar curtos-circuitos das duas bom- bas e assegurar que o ar é bombeado para dentro da cavidade do pneu. [038] Uma primeira modalidade de um dispositivo de entrada 44 é mostrada na figura 4. As funções do dispositivo de entrada para regular o fluxo de entrada de ambas as bombas 41,42. O dispositivo de entrada 44 inclui um corpo em forma de T 60 que pode ser moldado em um pneu verde e, em seguida, curado. O corpo em forma de T tem um primeiro orifício 62 que se liga à extremidade de entrada 41a da bomba 41. O corpo em forma de T tem um segundo orifício 64 que se liga à extremi- dade de entrada 42a da bomba 42. O primeiro orifício 62 e um segundo orifício 64 estão em comunicação fluida uns com os outros com o corpo em forma de T 63. A passagem tem uma passagem de entrada 66 que está em comunicação fluida com a passagem 63, primeiro orifício 62 e um segundo orifício 64. A passagem de entrada 66 tem uma válvula de sentido único 68 posicionada na passagem 66. A passagem de entrada 66 está ligada a um conjunto de filtro opcional 69, que aloja um meio fil- trante. A passagem de entrada 66 e o conjunto do filtro opcional 69 estão em comu- nicação fluida com o lado de fora. A válvula de sentido único 68 evita que o fluxo de bombear 41, 42 da saída do dispositivo de entrada através da passagem 66 e, em seguida, através do conjunto de filtro 69. [039] As figuras 6 a 8 ilustram o dispositivo de bomba híbrida durante o funci- onamento. O pneu foi removido para maior clareza. A figura 6 ilustra o sentido de rotação do pneu como sendo anti-horário. À medida que o pneu gira no sentido anti- horário, o tubo da bomba 42 é comprimido no ponto P. Uma vez que o pneu gira no sentido anti-horário, o ar comprimido no tubo da bomba 42 é liberado para dentro da cavidade do pneu através do dispositivo de saída 46. Como mostrado na figura 7, quando o ponto de pressão do pneu P está localizado na bomba 41, a bomba de ar comprimido é encaminhada na direção do dispositivo de entrada 46. O dispositivo de entrada 46 funciona como conector para permitir que o ar comprimido flua através da passagem 63, que se junta a bomba 41 para a bomba 42. O ar comprimido continua através da bomba 42 para a saída do dispositivo 46 e então para dentro da cavidade do pneu 40. Assim, a função de duas bombas separadas como um. A válvula se sentido único 68 impede o ar bombeado escapar do dispositivo de controle de entra- da de 44. [040] 0 dispositivo de entrada permite que o ar entre no dispositivo de entra- da 44 do conjunto de bomba híbrida quando o dispositivo de entrada 44 tiver girado para lá da pegada do pneu, conforme mostrado nas figuras 6 e 8. Assim, as bombas 41,42 irão se encher com ar apenas durante Vz uma rotação do pneu, quando a en- trada tiver girado passando pela pegada e antes da rotação para além da saída. [041] Assim, como descrito acima, o conjunto da bomba híbrida da invenção funciona como uma bomba de 360 graus, permitindo, assim, que ambas as bombas de 180 graus 41,42 bombeiem durante a rotação em ambas as direções. Tipicamen- te, quando duas bombas de 180 graus são usadas para o bombeamento bidirecio- nal, apenas uma bomba é realmente bombeamento. A bomba não sendo utilizada irá bombear quando o pneu é rodado no sentido oposto. A bomba híbrida da inven- ção ultrapassa esta desvantagem. A bomba híbrida da invenção possui uma taxa de bombeamento equivalente a uma bomba de 360 graus, porque o dispositivo de en- trada conecta as duas bombas de 180 graus em conjunto para transferir o fluxo de uma bomba para a outra, como mostrado na figura 7. Além disso, a bomba híbrida pode bombear como uma bomba de 360 graus, se o pneu gira em qualquer direção, como mostrado nas figuras 6 a 8. A bomba híbrida de 360 graus da invenção permi- te uma maior taxa de bombeamento e uma pressão mais elevada a ser alcançada ao bombear, quando comparado com uma bomba de 180 graus. Esta é realmente a principal vantagem do projeto híbrido, que combina os melhores aspectos de ambas as abordagens, a bidirecionalidade e a maior capacidade de bombeamento. [042] Em uma modalidade, o conjunto de bomba peristáltica 14 é posicionado na parede lateral do pneu. Assim posicionado, o tubo de ar 41, 42 está radialmente para dentro a partir da pegada do pneu 100 e é, portanto, posicionado para ser achatado por forças dirigidas a partir da pegada do pneu, tal como descrito acima. O segmento que é oposto à pegada 100 vai achatar a partir da força de compressão a partir da pegada que comprime o segmento de tubo. Embora o posicionamento do tubo de bomba 41, 42 seja especificamente mostrado como estando localizado na região de talão do pneu, ele não se limita à mesma, e pode estar localizado em qualquer região do pneu passando por uma força de compressão, tal como em qual- quer lugar a parede lateral ou de rasto. O dimensionamento do diâmetro do tubo de ar da bomba peristáltica 41,42 é selecionado para abranger toda a circunferência da superfície da flange da jante 26, embora não se limitando a mesma. [043] A partir do exposto acima, será apreciado que a presente invenção pro- vê uma bomba peristáltica bidirecionalmente por um pneu auto-inflável no qual um tubo segmento de ar circular achato por segmento e fecha a pegada do pneu. O dis- positivo de entrada de ar T 44 pode incluir um filtro e ser de autolimpeza. O dispositi- vo de entrada de ar 44 pode ser acoplado a um regulador de pressão, tal como des- crito em US 20130048178 A1, que é aqui incorporado por referência. O conjunto da bomba peristáltica 14 pode ser usado com um sistema de monitorização da pressão dos pneus secundários (TPMS) (não representado) de configuração convencional que serve como um detector de falha do sistema. O TPMS pode ser usado para de- tectar qualquer falha no sistema de auto-inflação do conjunto pneu e alertar o usuá- rio de tal condição. [044]Variações na presente invenção são possíveis à luz da descrição da mesma aqui provida. Enquanto certas modalidades e detalhes representativos foram mostrados com o propósito de ilustrar a presente invenção, será evidente para os versados na técnica que várias mudanças e modificações podem ser feitas sem nos afastarmos do escopo da presente invenção. É, por conseguinte, para ser entendido que podem ser feitas alterações nas modalidades particulares descritas, que irão estar dentro do âmbito pretendido completo da invenção como definido pelas seguin- tes reivindicações anexas.

Claims

1. Conjunto de pneus auto-infláveis, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: a. um pneu montado em uma jante, o pneu possuindo uma cavidade do pneu, primeira e segunda paredes laterais que se estendem, respectivamente, a par- tir dos primeira e segunda regiões do talão do pneu para uma região de piso do pneu; b. um primeiro tubo de ar montado no pneu e que define uma passagem de ar, o tubo de ar sendo composto por um material flexível operativo para permitir que uma parte do segmento de tubo de ar próxima de uma pegada do pneu feche a pas- sagem, o primeiro tubo de ar possuindo uma entrada e uma saída; c. um segundo tubo de ar montado no pneu e que define uma passagem de ar, o tubo de ar sendo composto por um material flexível operativo para permitir que uma parte do segmento do tubo de ar perto de uma pegada do pneu feche a passa- gem, o segundo tubo de ar possuindo uma entrada e uma saída; d. em que a entrada do primeiro tubo de ar está em comunicação fluida com a entrada do segundo tubo de ar; e. em que a saída do primeiro tubo de ar e do segundo tubo de ar está em comunicação fluida com a cavidade do pneu.

2. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada do primeiro tubo de ar está ligada à entrada do segundo tubo de ar por um dispositivo de entrada.

3. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de entrada possui uma entrada em comunicação fluida com o ar do lado de fora.

4. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e segundo tubos de ar são achatados sequencialmente pela pegada do pneu para bombear o ar ao longo da passagem de ar no pneu, quer em uma direção de rotação para a frente do pneu ou em uma direção de rotação inversa do pneu.

5. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de entrada compreende ainda uma válvula de sentido único.

6. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de entrada compreende ainda uma passagem de en- trada em comunicação fluida com o ar do lado de fora, CARACTERIZADO por ter uma válvula de sentido único posicionada na passagem de entrada.

7. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que não existe uma válvula de sentido único entre a entrada do primeiro tubo de ar e a entrada do segundo tubo de ar.

8. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de entrada é um corpo em forma de T possuindo um primeiro orifício conectado à extremidade de entrada do primeiro tubo de ar, e um segundo orifício conectado a uma extremidade de entrada do segundo tubo de ar, em que o primeiro orifício e o segundo orifício são unidos entre si por uma passa- gem.

9. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo em forma de T inclui ainda um terceiro orifício em comuni- cação fluida com o ar do lado de fora, e em que o terceiro orifício está ligado à pas- sagem.

10. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que uma válvula de sentido único é colocada no terceiro orifício entre a passagem e a entrada de ar do lado de fora.

11. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, incluindo ainda um dispositivo de saída, CARACTERIZADO pelo fato de que as extremidades de saída do primeiro e segundo tubos de ar estão em comunicação fluida com a cavidade do pneu.

12. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a extremidade de saída do primeiro tubo tem uma válvula sentido único.

13. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a extremidade de saída do segundo tubo tem uma válvula de sentido único.

14. Conjunto de pneus, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de saída e o dispositivo de entrada estão em cerca de 180 graus de distância.

15. Conjunto de pneus auto-infláveis, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: a. um pneu montado em uma jante, o pneu possuindo uma cavidade do pneu, primeira e segunda paredes laterais que se estendem, respectivamente, a par- tir das primeira e segunda regiões de talão do pneu para uma região de piso do pneu; b. uma primeira passagem de ar formada integralmente no pneu, a passa- gem de ar sendo operativa para permitir uma parte da primeira passagem de ar per- to de uma pegada do pneu abrir e fechar, a primeira passagem de ar possuindo uma entrada e uma saída; c. uma segunda passagem de ar formada integralmente no pneu, a segunda passagem de ar sendo operativa para permitir uma parte da segunda passagem de ar perto de uma pegada do pneu abrir e fechar, a segunda passagem de ar possuin- do uma entrada e uma saída; d. em que a entrada da primeira passagem de ar está em comunicação flui- da com a entrada da segunda passagem de ar; e. em que a saída da primeira passagem de ar e da segunda passagem de ar está em comunicação fluida com a cavidade do pneu.