BR102016007056A2 - construção de cinta única bidirecional para um pneumático - Google Patents

Abstract

resumo "construção de cinta única bidirecional para um pneumático" trata a presente invenção de um pneumático que inclui uma carcaça refor-çada com uma lona de carcaça que se estende de um primeiro talão para um se-gundo talão, e uma única lona de cinta disposta radialmente por fora da lona de carcaça numa parte de coroa do pneumático. a lona de cinta única inclui um primei-ro grupo de cordames orientados numa primeira direção em relação à linha central do pneumático, e um segundo grupo de cordames orientado numa segunda dire-ção, em relação à linha central do pneumático.

Description

"CONSTRUÇÃO DE CINTA ÚNICA BIDIRECIONAL PARA UM PNEUMÁTICO" CAMPO DA INVENÇÃO

[001 ]A presente invenção refere-se a um pneumático, e mais particularmente, a uma construção de correia para um pneumático.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Um pneumático inclui, tipicamente, um par de talões não prolongáveis axialmente separados. Um ápice de enchimento de talão disposto circunferencial-mente se estende radialmente para fora de cada respectivo talão. Pelo menos uma lona de carcaça estende-se entre os dois talões. A lona de carcaça possui partes extremas axialmente opostas, cada qual voltada para cima em torno de um respectivo talão e preso a ele. A borracha da banda de rodagem e a borracha lateral estão localizadas axialmente e radialmente por fora, respectivamente, da lona de carcaça. Uma estrutura de correia está disposta radialmente entre a lona de carcaça e a borracha da banda de rodagem.

[003] A área do talão é uma parte do pneu que contribui com uma quantidade substancial para a resistência de rolamento do pneu, devido à flexão cíclica, o que também leva a um acúmulo de calor. Sob condições de operação severa, como com pneus que rodam mesmo esvaziados (runflat tires), e pneus de alto desempenho, a flexão e o aquecimento na região do talão pode ser especialmente problemática, levando à separação de componentes mutuamente adjacentes que têm propriedades divergentes, tais como respectivos módulos de elasticidade. Particularmente, as extremidades expostas da lona podem estar sujeitas à separação dos elementos estruturais adjacentes do pneumático.

[004] Uma lona convencional pode ser reforçada com materiais tais como poliamida/náilon, poliéster, raiom, e/ou metal, os quais têm muito maior rigidez (ou seja, módulo de elasticidade), do que os compostos de borracha adjacentes dos quais é feita a maior parte do pneumático. A diferença no modulo de elasticidade de elementos do pneu mutuamente adjacentes pode conduzir à separação quando o pneu é forçado e deformado durante o uso.

[005] Uma estrutura de cinta convencional compreende uma série de camadas de reforço nas quais os cordames situam-se em paralelo entre si. Devido à capacidade de transporte de carga unidirecional de cada camada de reforço, um número par de tais camadas pode ser empilhado para direcionar a transferência de força em direções opostas. Duas dessas camadas de reforço de fios de aço podem ser usadas como um revestimento da cinta num pneu de passageiro radial típico, contribuindo significativamente para o peso do pneumático.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃO

[006] Um pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça reforçada por uma lona de carcaça que se prolonga de um primeiro talão para um segundo talão e uma única lona da cinta disposta radialmente para fora da lona de carcaça numa parte da coroa do pneumático. A única lona da cinta inclui um primeiro grupo de cordames orientados numa primeira direção em relação à linha central d pneumático e um segundo grupo de cordames orientado numa segunda direção em relação à linha central do pneumático. A primeira direção pode ser, por exemplo, igual e oposta à segunda direção.

[007] De acordo com um outro aspecto do pneumático o primeiro grupo de cordames tem um valor de densidade linear na faixa entre 1000 dtex a 4000 dtex.

[008] De acordo com outro aspecto ainda do pneumático o primeiro grupo de cordames tem uma estrutura de um único filamento de núcleo de poliamida/náilon e dois, e apenas dois, filamentos envoltórios de aramida.

[009] De acordo com outro aspecto ainda do pneumático, o primeiro grupo de cordames tem um número extremo de extremidades de cordames por polegada na faixa entre 15-32.

[010] De acordo com outro aspecto ainda do pneumático, o segundo grupo de cordames possui um valor de densidade linear na faixa entre 1000 dtex a 2000 dtex.

[011] De acordo com ainda um outro aspecto do pneumático o segundo grupo de cordames possui um valor de densidade linear na faixa entre 3000 dtex a 4000 dtex.

[012] De acordo com ainda um outro aspecto do pneumático o segundo grupo de cordames Possi uma estrutura de um único filamento de núcleo de polia-mida/náilon e dois, e apenas dois, filamentos envoltórios de aramida.

[013] De acordo com ainda um outro aspecto do pneumático o segundo grupo de cordames possui um número final de extremidades de cordames por polegada na faixa entre 15-32.

[014] Um método de acordo com a presente invenção esquematiza um pneumático. O método compreende a etapa de substituir uma primeira cinta e uma segunda cinta com uma terceira e única cinta, a terceira cinta compreendendo um primeiro grupo de cordames orientados numa primeira direção em relação a uma linha centralizada do pneumático e um segundo grupo de cordames orientado numa segunda direção em relação à linha central do pneumático, a primeira direção, por exemplo, sendo igual e, em oposição à segunda direção.

DEFINIÇÕES

[015] "Ápice" ou "ápice de carga de talão" significa uma carga elastomérica localizada radialmente acima do núcleo de talão e entre as lonas e as lonas expostas.

[016] "Axial" e "Axialmente" significa as linhas ou direções que são paralelas ao eixo de rotação do pneu.

[017] "Talão" ou "núcleo de talão" significa, em geral, a parte do pneu compreendendo um elemento de tração anelar de talões radialmente internos que estão associados com a preensão do pneu ao aro; os talões sendo envolvidos pelos filamentos da lona e moldados, com ou sem outros elementos de reforço tais como ale-tas, picadores, vértices, ou cargas, protetores e ("chafers").

[018] "Carcaça" significa a estrutura do pneu distante da estrutura de cinta, banda de rodagem sob a banda de rodagem sobre as lonas, porém inclui os talões.

[019] "Carcaça" significa a carcaça, a estrutura de cinta, talões, paredes laterais e todos os outros componentes do pneu com exceção da banda de rodagem e da banda de rodagem subjacente, ou seja, todo o pneumático.

[020] "Picador" refere-e a uma faixa estreita de tecido ou filamentos de aço localizados na área do talão cuja função é reforçar a área do talão e estabilizar a parte radialmente mais interna da parede lateral.

[021] "Circunferencial" quase sempre significa linhas circulares ou direções estendendo-se ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular, perpendicular à direção axial; podendo ainda referir-se à direção dos ajustes de curvas circulares adjacentes cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem conforme visualizado em seção transversal.

[022] "Cordame ou filamento" significa um dos fios de reforço, incluindo fibras, com os quais as lonas e as cintas são reforçadas.

[023] "Plano equatorial" significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneumático e que passa através do centro de sua banda de rodagem; ou o plano contendo a linha centralizada circunferencial da banda de rodagem.

[024] "Aleta" refere-se a um tecido de reforço em torno do talão aramado com 0 intuito de reforçar e prender o talão aramado no corpo do pneu.

[025] "Medida" refere-se em geral a uma medição e, em específico, à espessura.

[026] "Revestimento interno" significa a camada ou camadas de elastômero ou de outro material que forma a superfície interna de um pneu sem câmara e que contém ο fluido de inflar dentro do pneu.

[027] "Lateral" significa uma direção paralela à direção axial.

[028] "Carga Normal" significa a pressão de inflação de inovação específica e carga atribuída pela organização padrão adequada para a condição de serviço para 0 pneu.

[029] "Lona" significa uma camada reforçada com fios de fios revestidos de borracha radialmente esvaziados ou de outro modo paralelos.

[030] "Radial e "radialmente" significa direções radialmente no sentido ou distante do eixo de rotação do pneu.

[031] "Estrutura de lona radial" significa uma ou mais lonas de carcaça ou que pelo menos uma lona possua cordames de reforço orientados a um ângulo entre 65°e 90° em relação ao plano equatorial do pneu.

[032] "Pneu de lona radial" significa um pneumático restringido circunferen-cialmente ou dotado de cinta no qual pelo menos uma lona possua fios que se estendem de talão a talão situados a ângulos dos fios entre 65° e 90° com relação ao plano equatorial do pneu.

[033] "Altura da seção" significa a distancia radial do diâmetro do rebordo nominal ao diâmetro externo do pneu em seu plano equatorial.

[034] "Largura da seção" significa a distancia máxima linear paralela ao eixo do pneu e entre o exterior de suas paredes laterais, quando e após ele ter sido cheio a uma pressão normal durante 24 horas, porém descarregado, excluindo elevações das paredes laterais, devido à etiquetagem, decoração ou faixas protetoras.

[035] "Parede lateral" significa aquela parte de um pneu entre a banda de rodagem e o talão.

[036] "Protetor" refere-se à parte de contato com a borracha elastomérica esvaziada circunferencialmente do pneu, axialmente para o interior de cada talão.

[037] "Largura da banda de rodagem" significa o comprimento arqueado da superfície da banda de rodagem no plano que inclui o eixo de rotação do pneu.

[038] "Extremidade exposta" significa a parte de uma lona de carcaça voltada para cima (ou seja, radialmente para fora) dos talões em torno do qual a lona é enrolada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[039] A estrutura, operação e vantagens da invenção tornar-se-ão mais evidentes com a observação da seguinte descrição, em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A figura 1 representa uma vista em seção transversal esquemática de um pneu exemplar para emprego com a presente invenção. A figura 2 representa uma vista em detalhe esquemática da região do talão do pneu exemplar mostrado na figura 1; e A figura 3 representa uma vista em detalhe esquemática de uma única lona da cinta de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO EXEMPLARES DA PRESENTE INVENÇÃO

[040] As figuras 1 e 2 mostram um pneu exemplar 10 para uso com estruturas de reforço, tais como aletas e picadores de acordo com a presente invenção. O pneu exemplar 10 tem uma banda de rodagem 12, um revestimento interno 23, uma cobertura 16, uma estrutura em cinta compreendendo cintas 18, 20, uma carcaça 22 com uma única lona de carcaça 14, duas paredes laterais 15, 17, e duas regiões de talão 24a, 24b compreendendo ápices de carga de talão 26a, 26b e talões 28a, 28b. O pneu exemplar 10 é adequado, por exemplo, para montagem em uma borda de um veículo de passageiro. A lona de carcaça 14 inclui um par de partes terminais axialmente opostas 30a, 30b, cada uma delas sendo presas a um dos respectivos talões 28a, 28b. Cada parte extrema axial 30a, ou 30b da lona de carcaça 14 é exposta em torno do respectivo talão 28a, 28b a uma posição suficiente para ancorar cada parte extrema axial 30a, 30b, como visto em detalhe na Figura 2.

[041] A lona de carcaça 14 pode ser uma lona emborrachada com uma série de elementos de reforço de carcaça substancialmente paralelos feitos de um material como poliéster, raión ou compostos poliméricos orgânicos adequados similares. A lona de carcaça 14 pode encaixar as superfícies externas axiais de duas aletas 32a, 32b.

[042] De acordo com a presente invenção, como ilustrado na Figura 3, as cintas 18, 20, podem ser substituídas com uma única cinta bidirecional 101 para reduzir 0 peso sem diminuir o desempenho do pneumático 10. Características estruturais bidimensionais podem ser adquiridas com esse único reforço no qual os corda-mes/fios emborrachados 103 são orientados em várias direções, (por exemplo, duas direções das duas construções de cinta 18, 20). Uma outra vantagem para esta estrutura é que as forças têm ação contrária internamente à única cinta 101, em vez de forças com ação contrária entre as varias camadas (por exemplo, cintas 18, 20), Os cordames de aço podem também ser substituídos com cordames de fibra mais leves 103 nesta construção sem diminuir outras propriedades funcionais do pneu 10. Essa única cinta 101 pode ser enrolada num modo descontínuo usando fibras de alto desempenho. Nos dois exemplos bidirecionais da Figura 3, os cordames 103 podem ser entrelaçados ou separados radialmente. Ambos propiciam um peso reduzido para as abordagens de duas cintas convencionais 18,20.

[043] Como descrito acima, uma única cinta 101 de acordo com a presente invenção pode produzir peso reduzido com desempenho comparável em um pneu 10. Esta única cinta 101, portanto, adiciona leveza ao pneu 10 sem essencialmente, nenhum dilema de desempenho, mesmo quando as complexidades da estrutura e comportamento do pneumático são tais, que nenhuma teoria completa e satisfatória tenha sido proposta. Temple, Mechanics of Pneumatic Tires (2005). Embora os fundamentos da teoria composta clássica sejam facilmente vistos na mecânica de pneumáticos, a complexidade adicional introduzida pelos componentes de múltiplas estruturas dos pneumáticos complica prontamente o problema de prognosticar o desempenho do pneu. Mavni. Composite Effects on Tire Mechanics (2005): Alem disso, devido ao tempo não linear, o comportamento de freqüência e temperatura dos polímeros e da borracha o desenho analítico dos pneumáticos é um dos maiores desafios da engenharia e menos apreciados na indústria atual. Mayni.

[044] Um pneumático possui alguns elementos estruturais essenciais. Departamento dos Estados Unidos do Transporte, Mechanics of Pneumatic Tires, oáai-nas 207-208 (1981). Um elemento estrutural importante é a cinta, tipicamente confeccionada de muitos cordames de alto módulo, flexíveis de têxtil natural, polímero sintético, fibra de vidro ou aço fino, duro, embutido e preso a uma matriz de material polimérico de baixo módulo, normalmente borracha natural ou sintética, Id. 207 até 208.

[045] Os cordames flexíveis, de alto módulo são normalmente dispostos como duas cintas. ]d_pág. 208_Os fabricantes de pneus através da indústria não podem concordar ou predizer o efeito de diferentes torções de cordames nas características de ruído, manuseio, durabilidade, conforto, etc., em pneumáticos, Mechanics of Pneumatic Tires, páginas 80 a 85.

[046] Estas complexidades são demonstradas na tabela a seguir, das inter-relações entre o desempenho do pneu e os componentes do oneu.

[047]Como visto na tabela, as características da cinta afetam os outros componentes de um pneumático (ou seja, lona de carcaça afetada pela cinta, cobertura, talão/ápice, etc.) levando a um número de componentes que se interelacionam e interagem num modo tal, que afeta um grupo de propriedades funcionais (ruído, manuseio, durabilidade, conforto, alta velocidade e massa/peso), resultando num com-pósito completamente imprevisível e complexo. Assim, alterando um único componente pode levar a uma melhora ou degradação direta, como também as dez características funcionais supra, bem como muitas das alterações e a interação entre aquele componente e os outros seis componentes estruturais. Cada uma das seis interações pode melhorar ou piorar indiretamente aquelas dez características funcionais. Quer sejam cada uma dessas características funcionais melhoradas, degradadas, ou sem alteração, e em que proporção, certamente seriam imprevisíveis sem a experimentação e análise realizada pelos inventores [048] Assim, por exemplo, quando a estrutura de cinta de um pneumático 10 for modificada com a intenção de melhorar uma propriedade funcional do pneumático, qualquer número das outras propriedades funcionais pode ser inaceitavelmente degradado. Além disso, a interação entre a cinta (por exemplo, cordames bidirecio-nais, etc.) e a lona de carcaça, cobertura, banda de rodagem, (talão/ápice também podem afetar inaceitavelmente as propriedades funcionais do pneumático. Uma modificação da lona de carcaça pode até mesmo, não melhorar aquela única propriedade funcional devido a essas interrelações complexas.

[049] Assim, como descrito acima, a complexidade das interrelações dos múltiplos componentes torna o resultado real de modificação de uma lona de carcaça de acordo com a presente invenção impossível de predizer ou antever a partir de infinitos possíveis resultados. Apenas por meio de extensa experimentação a cinta única 101 da presente invenção revelou uma opção excelente, inesperada e imprevisível para uma estrutura de cinta completa.

[050] A descrição precedente é o melhor modo atualmente contemplado ou modos de execução da presente invenção. Esta descrição é feita para fins de ilustração de um exemplo dos princípios gerais da presente invenção, e não deve ser interpretada como limitante da presente invenção. O escopo da invenção será melhor determinado por referência às reivindicações apensas. Os números de referência como ilustrado nos desenhos esquemáticos são os mesmos daqueles referidos no relatório descritivo. Para fins deste pedido de patente, os vários exemplos ilustrados nas figuras utilizam cada qual, um mesmo número de referência, para compo- nentes semelhantes. As estruturas exemplares podem empregar componentes semelhantes com variações no local ou quantidade, originando assim, construções alternativas de acordo com a presente invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: uma carcaça reforçada por uma lona de carcaça que se prolonga de um primeiro talão para um segundo talão; e uma única lona de cinta disposta radialmente para fora da lona de carcaça numa parte da coroa do pneumático, a lona de cinta única compreendendo um primeiro grupo de cordames orientados numa primeira direção em relação a uma linha centralizada do pneumático e um segundo grupo de cordames orientados numa segunda direção em relação à linha central do pneumático.

2. Pneumático de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro grupo de cordames ter um valor de densidade linear na faixa entre 1000 dtex a 4000 dtex.

3. Pneumático de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo primeiro grupo de cordames ter uma estrutura de um único filamento de núcleo de poliamida/náilon e dois, e apenas dois filamentos envoltórios de aramida.

4. Pneumático de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro grupo de cordames ter um número final de extremidades de cordames por polegada na faixa entre 15-32.

5. Pneumático de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato do segundo grupo de cordames ser dotado de um valor de densidade linear na faixa entre 1000 dtex a 2000 dtex.

6. Pneumático de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato do segundo grupo de cordames ser dotado de um valor de densidade linear na faixa entre 3000 dtex a 4000 dtex.

7. Pneumático de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato do segundo grupo de cordames ser dotado de uma estrutura de um único filamento de núcleo de poliamida/náilon e dois, e apenas dois filamentos envoltórios de aramida.

8. Pneumático de acordo com a reivindicação 7 CARACTERIZADO pelo fato do segundo grupo de cordames possuir um número final de extremidades de cordames por polegada na faixa entre 15-32.

9. Método para planejamento de um pneumático CARACTERIZADO pelo fato de compreender: substituir uma primeira cinta e uma segunda cinta com uma terceira e única cinta, a terceira cinta compreendendo um primeiro grupo de cordames orientados numa primeira direção em relação à linha central do pneumático, e um segundo grupo de cordames orientado numa segunda direção, em relação à linha centralizada do pneumático.