BR102017007628B1

BR102017007628B1 - Pneu leve

Info

Publication number: BR102017007628B1
Application number: BR102017007628-8A
Authority: BR
Inventors: Francesco Sportelli; David Ray Hubbell
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2022-07-26
Also published as: BR102017007628A2; CN107433825A; JP2017197175A; EP3238956B1; JP6872958B2; US10071603B2; EP3238956A1; CN107433825B; US20170305206A1

Abstract

RESUMO "PNEU LEVE" Trata-se de um pneu que tem um eixo geométrico de rotação. O pneu inclui duas estruturas de talão anulares não extensíveis para fixação a um aro de veículo, uma estrutura do tipo carcaça que tem pelo menos uma lona reforçada, em que a estrutura do tipo carcaça é envolta em torno das duas estruturas de talão, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora da estrutura do tipo carcaça, e uma estrutura de banda de cisalhamento disposta radialmente entre a estrutura do tipo carcaça e a banda de rodagem. As duas estruturas de talão incluem pelo menos camada de um tecido tridimensional que inclui uma estrutura de armação em formato de gota e células abertas definidas pela estrutura de armação em formato de gota.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção se refere a um pneu e, mais particularmente, a um pneu de passageiro radial ou um pneu de alto desempenho que tem um componente espaçador tridimensional.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]Um pneu pneumático inclui tipicamente um par de talões não extensíveis axialmente separados. Um ápice de enchimento de talão disposto circunferencialmente se estende radialmente para fora a partir de cada respectivo talão. Pelo menos uma lona de carcaça se estende entre os dois talões. A lona de carcaça tem porções de extremidade axialmente opostas, em que cada uma das quais é virada para cima em torno de um respectivo talão e presa ao mesmo. A borracha de banda de rodagem e a borracha de flanco estão situadas axialmente e radialmente para fora, respectivamente, da lona de carcaça.

[003]A área de talão é uma parte do pneu que contribui com uma quantidade substancial para a resistência de rolagem do pneu, devido à flexão cíclica que também leva a acúmulo de calor. Sob condições de operação severa, como pneus com perfil baixo e de alto desempenho, a flexão e o aquecimento na região do talão podem ser especialmente problemáticos, levando à separação de componentes mutuamente adjacentes que têm propriedades distintas, tais como os respectivos módulos de elasticidade. Em particular, as extremidades da redobra da lona podem estar propensas à separação de elementos estruturais adjacentes do pneu.

[004]Uma lona convencional pode ser reforçada com materiais tais como náilon, poliéster, raiom e/ou metal, que têm rigidez muito maior (isto é, módulo de elasticidade) dos que os compostos de borracha adjacentes dos quais o material bruto do pneu é feito. A diferença em módulo elástico de elementos de pneu mutuamente adjacentes pode levar à separação quando o pneu é estressado e deformado durante o uso.

[005]Uma variedade de abordagens de projeto estrutural tem sido usada para controlar a separação de elementos de pneu nas regiões de talão de um pneu. Por exemplo, em um método foi fornecido um “cobre-talão” que circunda o talão e o enchimento do talão. O cobre-talão funciona como um espaçador que evita que a lona entre em contato direto com os talões não extensíveis, permitindo algum grau de movimento relativo entre a lona, onde vira para cima sob o talão, e os respectivos talões. Nessa função como um espaçador, um cobre-talão pode reduzir disparidades de tensão na lona e nos componentes de borracha adjacentes do pneu (por exemplo, no ápice de enchimento, na borracha do flanco, na região de talão e nas porções elastoméricas da própria lona).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006]Um pneu de acordo com a presente invenção tem um eixo geométrico de rotação. O pneu inclui duas estruturas de talão anulares não extensíveis para fixação a um aro de veículo, uma estrutura do tipo carcaça que tem pelo menos uma lona reforçada, em que a estrutura do tipo carcaça é envolta em torno das duas estruturas de talão, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora da estrutura do tipo carcaça, e uma estrutura de banda de cisalhamento disposta radialmente entre a estrutura do tipo carcaça e a banda de rodagem. As duas estruturas de talão incluem pelo menos camada de um tecido tridimensional que inclui uma estrutura de armação em formato de gota e células abertas definidas pela estrutura de armação em formato de gota.

[007]De acordo com um outro aspecto do pneu, as células abertas são mantidas por paredes de tecido que se estendem axialmente.

[008]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, as células abertas são mantidas por tecidos triangulares que se estendem axialmente.

[009]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, as células abertas são mantidas por tecidos triangulares que se estendem axialmente.

[010]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, a estrutura de armação em formato de gota tem fios de urdidura de 940/1 dtex de poliaramida e fios de trama de 1220/1 dtex de raiom.

[011]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, os fios de urdidura têm uma densidade de 14 EPI e os fios de trama têm uma densidade de 12 EPI.

[012]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, a estrutura de armação em formato de gota tem fios de urdidura com uma densidade de 14 EPI e os fios de trama têm uma densidade de 12 EPI.

[013]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, o pneu é um pneu pneumático.

[014]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, o pneu é um pneu não pneumático.

[015]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, o tecido compreende uma estrutura de onda aberta.

[016]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, as bordas externas da estrutura de onda aberta têm pares de fios de urdidura contínuos por um comprimento radial da estrutura de onda aberta.

[017]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, a estrutura de onda aberta compreende adicionalmente um promotor de adesão disposto na mesma.

[018]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, o tecido tem duas ou mais camadas de fita de onda aberta.

[019]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, o tecido inclui fios de urdidura de pelo menos duas fibras de materiais diferentes.

[020]De acordo com ainda outro aspecto do pneu, a estrutura de banda de cisalhamento é uma estrutura de cinta.

DEFINIÇÕES

[021]“Ápice” ou “ápice de enchimento do talão” significa um enchimento elastomérico localizado radialmente acima do núcleo do talão e entre as lonas e as lonas redobradas.

[022]“Axial” e “axialmente” significa as linhas ou direções que são paralelas ao eixo geométrico de rotação do pneu.

[023]“Talão” ou “núcleo do talão” significa, em geral, que parte do pneu que compreende um membro de tensão anular de talões radialmente internos que estão associados à contenção do pneu no aro; em que os talões são envoltos por cordões de lona e conformados, com ou sem outros elementos de reforço tais como cobre- talão, reforços, ápices ou enchimentos, anteparos e telas antiatrito.

[024]“Carcaça” significa a estrutura do pneu separada da estrutura de cinta, banda de rodagem, parte inferior de banda de rodagem sob as lonas, mas que inclui os talões.

[025]“Revestimento” significa a carcaça, a estrutura de cinta, os talões, os flancos e todos os outros componentes do pneu exceto a banda de rodagem e a parte inferior de banda de rodagem, isto é, todo o pneu.

[026]“Reforço” se refere a uma faixa estreita de tecido ou cordões de aço localizada na área de talão cuja função é reforçar a área de talão e estabilizar a parte radialmente mais interna do flanco.

[027]“Circunferencial” significa mais frequentemente circular linhas ou direções circulares que se estendem ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial; também pode se referir à direção dos conjuntos de curvas circulares adjacentes cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, conforme visualizado na seção transversal.

[028]“Cordão” significa um dos filamentos de reforço, incluindo fibras, com as quais as lonas e cintas são reforçadas.

[029]“Plano equatorial” significa o plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação do pneu e que atravessa o centro de sua banda de rodagem; ou o plano que contém a linha central circunferencial da banda de rodagem.

[030]“Cobre-talão” se refere a um tecido de reforço em torno do cabo de talão para resistência e para amarrar o cabo de talão no corpo de pneu.

[031]“Calibre” se refere, em geral, a uma medição e especificamente à espessura.

[032]“Forro interno” significa a camada ou camadas de elastômero ou outro material que forma a superfície interna de um pneu sem câmara e que contém o fluido de inflação no interior do pneu.

[033]“Malha” significa uma estrutura que pode ser produzida por recobrimento de uma série de laços de um ou mais fios por meio de agulhas ou fios, tais como malhas de urdidura e malhas de trama.

[034]“Lateral” significa uma direção paralela à direção axial.

[035]“Carga normal” significa a carga e a pressão de inflação de projeto específicas atribuídas pela organização de padrões apropriados para a condição de serviço para o pneu.

[036]“Lona” significa uma camada reforçada por cordão de cordões posicionados radialmente ou, de outro modo, paralelos revestidos por borracha.

[037]“Radial” e “radialmente” significam direções radialmente na direção ou na direção oposta ao eixo geométrico de rotação do pneu.

[038]“Estrutura de lona radial” significa as uma ou mais lonas de carcaça ou que pelo menos uma lona tem cordões de reforço orientados em um ângulo entre 65° e 90° em relação ao plano equatorial do pneu.

[039]“Pneu de lona radial” significa um pneu pneumático circunferencialmente restrito ou dotado de cintas no qual pelo menos uma lona tem cordões que se estendem de talão para talão é disposta em ângulos de cordão entre 65° e 90° em relação ao plano equatorial do pneu.

[040]“Altura de seção” significa a distância radial do diâmetro de aro nominal para o diâmetro externo do pneu em seu plano equatorial.

[041]“Largura de seção” significa a distância linear máxima paralela ao eixo geométrico do pneu e entre o exterior de seus flancos durante e após ter sido inflado à pressão normal por 24 horas, mas descarregado, excluindo as elevações dos flancos devido à rotulação, decoração ou faixas protetoras.

[042]“Flanco” significa a porção de um pneu entre a banda de rodagem e o talão.

[043]“Estrutura espaçadora tridimensional” significa uma estrutura tridimensional composta de duas camadas externas de tecido, em que cada camada externa de tecido tem membros de reforço (tais como fios, filamentos, fibras e/ou tecido) que se estendem em uma primeira e uma segunda direções, em que as duas camadas externas são conectadas por membros de reforço (fios, filamentos, fibras e/ou tecido) ou outras camadas de malha se estendem em uma terceira direção definida. Uma estrutura espaçadora tridimensional “aberta” é compreendida de fibras ou reforços de felpa individuais que conectam a primeira e a segunda camadas de tecido. Uma estrutura tridimensional “fechada” utiliza felpas de tecido que conectam a primeira e a segunda camadas.

[044]“Anteparo” se refere à porção elastomérica circunferencialmente posicionada que entra em contato com o aro do pneu axialmente interna de cada talão.

[045]“Largura de banda de rodagem” significa o comprimento de arco da superfície de banda de rodagem no plano que inclui o eixo geométrico de rotação do pneu.

[046]“Extremidade de redobra” significa a porção de uma lona de carcaça que redobra para cima (isto é, radialmente para fora) a partir dos talões em torno do qual a lona é envolvida.

[047]“Tecido” significa uma estrutura produzida por múltiplos fios que se cruzam em ângulos retos para formar um granité, como uma cesta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[048]A estrutura, a operação e as vantagens da invenção se tornarão mais evidentes mediante a contemplação da seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos anexos, em que:

[049]A Figura 1 representa uma vista esquemática em seção transversal de um exemplo de pneu para uso com a presente invenção;

[050]A Figura 2 representa uma vista esquemática detalhada da região de talão do exemplo de pneu mostrado na Figura 1;

[051]A Figura 3 representa uma vista esquemática detalhada de uma outra região de talão para uso com a presente invenção;

[052]A Figura 4 representa um detalhe esquemático de um exemplo de tecido tridimensional de célula aberta de acordo com a presente invenção;

[053]A Figura 5 representa um detalhe esquemático de um outro exemplo de tecido tridimensional de célula aberta de acordo com a presente invenção;

[054]A Figura 6 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção;

[055]A Figura 7 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção;

[056]A Figura 8 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção;

[057]A Figura 9 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção;

[058]A Figura 10 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de tecido tridimensional de célula aberta de acordo com a presente invenção;

[059]A Figura 11 representa um detalhe esquemático de um exemplo de tecido tridimensional de célula fechada estrutura de acordo com a presente invenção;

[060]A Figura 12 representa um detalhe esquemático de um outro exemplo de tecido tridimensional de célula fechada estrutura de acordo com a presente invenção;

[061]A Figura 13 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de tecido tridimensional de célula fechada estrutura de acordo com a presente invenção;

[062]A Figura 14 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de tecido tridimensional de célula fechada estrutura de acordo com a presente invenção;

[063]A Figura 15 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de tecido tridimensional de célula fechada estrutura de acordo com a presente invenção;

[064]A Figura 16 representa um detalhe esquemático de um exemplo de estrutura de ápice de tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção;

[065]A Figura 17 representa um detalhe esquemático de um outro exemplo de estrutura de ápice de tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção;

[066]A Figura 18 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de estrutura de ápice de tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção; e

[067]A Figura 19 representa um detalhe esquemático de ainda um outro exemplo de estrutura de ápice de tecido tridimensional de célula fechada de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLIFICATIVAS

[068]A Figura 1 mostra um exemplo de pneu 10 para uso com componentes de reforço de acordo com a presente invenção. Tais componentes podem ser usados em pneus pneumáticos e não pneumáticos. O exemplo de pneu 10 foi descrito na Patente n° US 7.992.611, incorporada no presente documento em sua totalidade a título de referência. O exemplo de pneu 10 tem uma banda de rodagem 12, um forro interno 23, uma estrutura de cinta 16 que compreende cintas 18, 20, uma carcaça 22 com uma única lona de carcaça 14, dois flancos 15,17 e duas regiões de talão 24a, 24b que compreendem ápices de enchimento do talão 26a, 26b e talões 28a, 28b. O exemplo de pneu 10 é adequado, por exemplo, para montagem em um aro de um veículo de passageiros. A lona de carcaça 14 inclui um par de porções de extremidade axialmente opostas 30a, 30b, em que cada uma das quais é presa a um respectivo dos talões 28a, 28b. Cada porção de extremidade axial 30a ou 30b da lona de carcaça 14 é redobrada para cima e em torno do respectivo talão 28a, 28b para uma posição suficiente para ancorar cada porção de extremidade axial 30a, 30b, conforme visto em detalhes na Figura 2.

[069]A lona de carcaça 14 pode ser uma lona emborrachada que tem uma pluralidade de membros de reforço de carcaça substancialmente paralelos feitos de tal material como poliéster, raiom ou compostos poliméricos orgânicos adequados. A lona de carcaça 14 engata nas superfícies externas axiais de dois cobre-talão 32a, 32b.

[070]A Figura 3 mostra, em vista em seção transversal, a região de talão de um outro exemplo de pneu para uso com os componentes de reforço de acordo com a presente invenção. Uma lona de carcaça 50 é envolta em torno de um talão 52b e é separada do talão por um cobre-talão 54. O cobre-talão 54 pode ser uma camada de tecido disposta em torno do talão 52b e para dentro de uma porção da lona de carcaça 50 que redobra para cima sob o talão. O cobre-talão 54 pode ter propriedades físicas (tais como módulo de elasticidade de cisalhamento) intermediárias àquelas de um talão metálico rígido 52b e uma lona de carcaça menos rígida 50. Portanto, o cobre-talão 54 pode servir como uma camada ativa de alívio de tensão que separa o talão 52b da lona de carcaça 50. A lona de carcaça 50 pode ser reforçada com metal.

[071]O exemplo de pneu da Figura 3 também pode ter um reforço 56 localizado na área de talão para reforçar a área de talão e estabilizar a parte axialmente mais interna do flanco 57. O cobre-talão 54 e o reforço 56, junto com o remendo 58 que une os mesmos, são discutidos separadamente abaixo e, então, em conjunto operacional um com o outro.

[072]O cobre-talão 54 é envolvido em torno do talão 52b e se estende radialmente para fora para as regiões de flanco do exemplo de pneu. A porção axialmente interna 55 do cobre-talão 54 termina dentro do ápice de enchimento de talão 59b. A porção axialmente externa 60b do cobre-talão 54 se assenta radialmente além de uma extremidade de redobra 62b, que está situada por si própria radialmente além do alcance radialmente mais externo do reforço 56 (discutido separadamente abaixo). As porções radialmente mais externas 62b da extremidade de redobra 62b da lona de carcaça 50 podem se estender radialmente para fora por em torno de 15 a 30 milímetros além do topo de um rebordo da jante 72 de um aro de roda 70.

[073]Como mostrado na Figura 3, o cobre-talão 54 pode ser posicionado em torno do talão 52b que é por si próprio circunferencialmente disposto dentro do exemplo de pneu. Uma porção axialmente interna 55 do cobre-talão 54 pode se estender radialmente para fora do talão 52b para um local aproximadamente adjacente axialmente ao topo do rebordo da jante 72 do aro de roda 70. Em um lado axialmente externo, o cobre-talão 54 pode se estender radialmente para fora do talão 52b para uma extremidade 60b acima do rebordo da jante 72. O alcance radialmente mais externo da extremidade 60b do cobre-talão 54 pode se estender entre cerca de 7 a 15 milímetros além do alcance radialmente mais externo da extremidade de redobra 62b. O cobre-talão 54 pode ser chamado de “ativo”, devido ao fato de que absorve ativamente (isto é, durante a deflexão do pneu) tensões diferenciais entre o talão relativamente rígido 52b e a lona de carcaça relativamente menos rígida 50.

[074]O reforço 56 pode ser disposto adjacente à porção da lona de carcaça 50 que é envolvida em torno do talão 52b. Mais especificamente, o reforço 56 pode ser disposto no lado oposto da porção da lona de carcaça 50 a partir do cobre-talão 54. A porção axialmente mais interna do reforço 56 se assenta na porção da região de talão que, quando o pneu é montado no aro de roda 70, se assentaria mais próximo a uma parte circularmente cilíndrica 74 do aro de roda. A porção axial e radialmente mais interna do reforço 56 se assenta na porção da região de talão que, quando o pneu é montado no aro de roda 70, se assentaria axialmente dentro da porção circular do aro de roda 70, que é separada da porção circular do aro de roda pela borracha do pneu tal como um anteparo 64.

[075]Em outras palavras, conforme pode ser visto na Figura 3, o reforço 56 é disposto circunferencialmente em torno da porção radialmente mais interna da lona de carcaça 50 onde a lona de carcaça redobra para cima sob o talão 52b. O reforço 56 pode se estender radialmente para fora, sendo mais ou menos paralelo à extremidade redobrada 62b da lona de carcaça 50.

[076]O reforço 56 protege a porção da lona de carcaça 50 que envolve o talão 52b contra tensões na borracha que separam o reforço do aro de roda 70. O reforço 56 reforça a área de talão e estabiliza a parte radialmente mais interna do flanco 57. Em outras palavras, o reforço 56 pode absorver a deformação de uma maneira que minimiza a transmissão de tensões de cisalhamento induzidas por estresse que surgem de dentro do aro de roda 70, através do anteparo 64, para a porção redobrada 62b da lona de carcaça 50, onde o reforço é mais imediatamente adjacente ao talão rígido 52b.

[077]O remendo 58 mostrado na Figura 3 é circunferencialmente disposto em torno do talão 52b de tal modo que sobreponha as regiões radialmente mais externas 68 do reforço 56 e as extremidades redobradas 62b da lona de carcaça 50. O remendo 58 realiza uma função similar às do reforço 56 e do cobre-talão ativo 54. Mais especificamente, o remendo 58 pode absorver estresses de cisalhamento nas partes de borracha que podem, de outro modo, induzir a separação da borracha flexível do material menos flexível do reforço 56 e da lona de carcaça 50. O remendo 58 pode, por exemplo, ser feito de tecido de náilon. A porção radialmente mais externa 67 do remendo 58 pode alcançar um nível mínimo tal como se estendendo por pelo menos 5 mm acima da extremidade superior 60b do cobre-talão 54 e, de preferência, 10 a 15 mm acima. A porção radialmente mais interna do remendo 58 pode se sobrepor cerca de 10 mm com o reforço 56.

[078]O resultado final da incorporação do cobre-talão 54 e do reforço 56 é fornecer amortecedores de tensão que aliviam ou absorvem tensões de cisalhamento diferenciais que, de outro modo, onde os cobre-talão e os reforços não estão presentes, poderiam levar à separação dos materiais adjacentes que têm módulos de elasticidade de cisalhamento distintos. Adicionalmente, essa construção reforçada pode aumentar a durabilidade do pneu por meio da incorporação de um número menor de componentes do que para construções padrão com tiras de goma.

[079]Algumas das estruturas descritas acima, tais como as cintas 18, 20, ápices 26a, 26b, cobre-talão 32a, 32b, 54, reforços 56, remendo 58 e anteparo 64, podem ser construídas a partir de um tecido tridimensional. Tais estruturas podem ser significativamente mais leves, mas ainda têm resistência e rigidez suficientes para satisfazer ou exceder os requisitos de desempenho de pneu. Essa abordagem pode, dessa forma, alcançar redução de peso significativa e ser menos dependente de borracha através da substituição da borracha nessas estruturas pelos espaços ou células da construção de tecido. O tecido tridimensional pode ser tecido ou feito em malha a partir de fibras de alto desempenho.

[080]Essas fibras podem ser construídas como um único componente, a partir de tais materiais como fibra de náilon, fibra de raiom, fibra de poliéster, fibra de carbono, fibra de vidro, fibra de basalto, fibra de polietileno, fibra de aramida e/ou outras fibras de alto desempenho adequadas ou de fibras de múltiplos componentes que consistem em uma combinação desses materiais. As propriedades mecânicas melhoradas e o peso leve dessas fibras podem permitir muitos aprimoramentos de projeto como economia, peso, resistência à rolagem, etc. A espessura de camadas de apoio (por exemplo, faixas de cisalhamento de um pneu não pneumático), largura de rolagem, densidade e altura de felpas verticais podem ser ajustadas para satisfazer vários requisitos de pneu. As células entre duas camadas de apoio podem ser preenchidas com material leve, fios, tubos, espuma, material vedante, sensores, etc.

[081]As aplicações que não sejam em pneus do tecido tridimensional têm demonstrado excelentes propriedades mecânicas em pesos muito leves. Tais estruturas podem melhorar adicionalmente a estabilidade estrutural de pneus pneumáticos sem adicionar peso ou histerese crescente. Tais estruturas podem diminuir adicionalmente a histerese.

[082]Os materiais e as propriedades do material de estruturas de compósito reforçado têxtil podem ser especialmente personalizados para situações de carga particulares através da modificação do material e/ou arquitetura de fibra. Por exemplo, um cubo de cinco centímetros 400 de um tecido tridimensional pode pesar apenas 6,5 gramas (Figura 4). O cubo 400 pode ter uma pluralidade de células abertas 410 definidas pela estrutura tridimensional do tecido 420. Um outro exemplo de estrutura pode ser cinco centímetros por cinco centímetros por 0,7 centímetros e pesar 1,1 gramas (Figura 5). Um composto de reforço convencional das mesmas dimensões pode pesar 30,0 gramas. A estrutura 500 pode ter uma pluralidade de células abertas 510 definidas pela estrutura tridimensional do tecido 520.

[083]A Figura 6 mostra quatro exemplos de construções hexagonais 610, 620, 630, 640 que podem ser usadas como cintas 18, 20, ápices 26a, 26b, cobre- talão 32a, 32b, 54, reforços 56, remendos 58 e/ou anteparos 64 em um pneu pneumático. As construções 610, 620, 630, 640 podem ter uma pluralidade de células fechadas 611, 621, 631, 641 definidas pela estrutura tridimensional do tecido 613, 623, 633, 643.

[084]A Figura 7 mostra três exemplos de construções planas 710, 720, 730, 740 que podem ser usadas como cintas 18, 20, ápices 26a, 26b, cobre-talão 32a, 32b, 54, reforços 56, remendos 58 e/ou anteparos 64 em um pneu pneumático. As construções 710, 720, 730, 740 podem ter uma pluralidade de células fechadas 711, 721, 731, 741 definidas pela estrutura tridimensional do tecido 713, 723, 733, 743.

[085]A Figura 8 mostra dois exemplos de construções planas 810, 820, 830, 840 que podem ser usadas como cintas 18, 20, ápices 26a, 26b, cobre-talão 32a, 32b, 54, reforços 56, remendos 58 e/ou anteparos 64 em um pneu pneumático. As construções 810, 820, 830, 840 podem ter uma pluralidade de células fechadas 811, 821, 831, 841 definidas pela estrutura tridimensional do tecido 813, 823, 833, 843.

[086]A Figura 9 mostra três exemplos de construções curvadas 910, 920, 930 que podem ser usadas como cintas 18, 20, ápices 26a, 26b, cobre-talão 32a, 32b, 54, reforços 56, remendos 58 e/ou anteparos 64 em um pneu pneumático. As construções 910, 920, 930 podem ter uma pluralidade de células fechadas 911, 921, 931, definidas pela estrutura tridimensional do tecido 913, 923, 933.

[087]A Figura 10 mostra uma vista melhorada de um exemplo de construção 1000 que detalha as interrelações de fibras individuais 1001. A construção 1000 pode ter uma pluralidade de células abertas 1011 definidas pela estrutura tridimensional do tecido 1001.

[088]Um ápice diferente (por exemplo, 26a, 26b, 59b, etc.) pode substituir componentes de borracha convencionais pelos materiais e/ou estruturas leves conforme descrito como exemplos acima. O tecido espaçador 3D pode ser construído de poliéster-tereftalato (tereftalato de polietileno), fibras de alto desempenho, etc. Esses materiais podem compreender um único componente, tal como fibra de carbono, fibra de vidro, fibra de basalto, qualquer fibra de alto desempenho adequada e/ou fibras de múltiplos componentes que consistem em uma combinação de materiais. Tais componentes, além de terem peso leve e propriedades mecânicas melhoradas, podem fornecer versatilidade de projeto melhorada. A espessura de camadas de apoio, largura de rolagem, densidade e/ou altura de felpas verticais pode ser ajustada para satisfazer certos requisitos, tais como resistência, adesão, durabilidade, etc. Adicionalmente, as células entre duas camadas de apoio podem ser preenchidas com material leve, fios, tubos, espuma, material vedante e/ou sensores eletrônicos. Tais técnicas podem não ser limitadas apenas ao ápice, mas também podem ser usadas na carcaça, cinta, a fim de permitir a construção de novas arquiteturas de pneu que têm novos limites de desempenho.

[089]Tais construções de ápice, de acordo com a presente invenção, podem fornecer ápices que pesam 65% menos do que os ápices convencionais, e reduzir adicionalmente o peso total do pneu em 6%. Os materiais para essas construções de ápice podem compreender materiais não isotrópicos e podem estar comercialmente disponíveis.

[090]Conforme declarado anteriormente, um composto de ápice de borracha/polímero pode ser substituído por materiais ou estruturas leves, tais como materiais à base de tecido espaçador 3D leve. O tecido espaçador 3D pode ser construído a partir de poliéster-tereftalato (tereftalato de polietileno), fibras de alto desempenho e/ou outros materiais. Essas fibras podem ser feitas de um único componente, tais como fibra de carbono, fibra de vidro, fibra de basalto e/ou qualquer outra fibra de alto desempenho ou fibra de múltiplos componentes que consiste em uma combinação de materiais. A vantagem de tal tecnologia é, além de seu peso leve, as propriedades mecânicas melhoradas. A espessura de camadas de apoio, largura de rolagem, densidade e/ou altura de felpas verticais podem ser ajustadas para satisfazer requisitos específicos. As células entre as camadas de apoio podem ser preenchidas com material leve, fios, tubos, espuma, material vedante e/ou sensores eletrônicos. A aplicação dessa tecnologia pode não ser limitada a um ápice, mas pode ser usada em outras estruturas de um pneu pneumático ou não pneumático.

[091]Conforme mostrado nos exemplos das Figuras 11 a 15, as construções não isotrópicas podem ser utilizadas em qualquer parte de um pneu pneumático ou não pneumático para reduzir o peso, e por meio disso o custo. Conforme mostrado na Figura 16, um ápice 1601 de acordo com a presente invenção pode substituir um ápice de borracha sólida convencional, tais como os ápices 26b, 59b descritos acima, e suportar a carga e a deflexão sob condições operacionais normais para o pneu. As Figuras 17 a 19 mostram três exemplos de construções 1701, 1801, 1901 que podem ser usados como mostrado na Figura 16. A Figura 17 mostra um formato de gota sustentado por elementos de tecido que se estendem axialmente 1711 que mantêm um vão entre as paredes opostas 1721 do formato de gota. A Figura 18 mostra um formato de gota sustentado por elementos de tecido ovais que se estendem axialmente 1811 que mantêm um vão entre as paredes opostas 1821 do formato de gota. A Figura 19 mostra um formato de gota sustentado por elementos de tecido triangulares que se estendem axialmente 1911 que mantêm um vão entre as paredes opostas 1921 do formato de gota.

[092]As variações na presente invenção são possíveis à luz da descrição da mesma fornecida no presente documento. Embora certas modalidades e detalhes representativos tenham sido mostrados para o propósito de ilustrar a presente invenção, será evidente para os elementos versados na técnica que várias modificações e alterações podem ser feitas na mesma sem que se afaste do escopo da presente invenção. Portanto, deve ficar entendido que as alterações podem ser feitas nas modalidades particulares descritas que estão incluídas no escopo completo pretendido da invenção conforme definido pelas seguintes reivindicações anexas.

Claims

1. Pneu tendo um eixo geométrico de rotação, em que o pneu é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende estruturas de talão anulares para fixação a um aro de veículo (70); uma estrutura do tipo carcaça (14) que tem pelo menos uma lona reforçada; e uma banda de rodagem (12) disposta radialmente para fora da estrutura do tipo carcaça (14); em que pelo menos uma ou ambas das duas estruturas de talão incluem pelo menos uma camada de uma construção de tecido tridimensional (1701, 1801, 1901) em que a pelo menos uma camada de uma construção de tecido tridimensional (1701, 1801, 1901) inclui uma estrutura de armação (1722, 1822, 1922) tendo um formato de gota e uma ou mais células abertas definidas pela estrutura de armação (1722, 1822, 1922) tendo o formato de gota, o formato de gota sendo sustentado por elementos de tecido (1711) que se estendem axialmente, mantendo um vão entre as paredes opostas (1721) do formato de gota.

2. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma estrutura de banda de cisalhamento (16) disposta radialmente entre a estrutura do tipo carcaça (14) e a banda de rodagem (12).

3. Pneu, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as células abertas são mantidas preferencialmente por paredes de tecido (1721, 1821, 1921) que se estendem axialmente, tecido ovais ou tecidos triangulares.

4. Pneu, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as paredes de tecido (1721, 1821, 1921), tecido ovais ou tecidos triangulares conectam paredes opostas da estrutura de armação em formato de gota (1722, 1822, 1922).

5. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de armação em formato de gota (1722, 1822, 1922) compreende fios de poliaramida e fios de raiom, preferencialmente fios de urdidura de poliaramida e fios de trama de raiom.

6. Pneu, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de armação em formato de gota (1722, 1822, 1922) tem fios de urdidura de 940/1 dtex de poliaramida e fios de trama de 1220/1 dtex de raiom.

7. Pneu, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os fios de urdidura têm uma densidade de 14 extremidades por 2,54 cm ou uma densidade em uma faixa de 10 a 18 extremidades por 2,54 cm e/ou em que os fios de trama têm uma densidade de 12 extremidades por 2,54 cm ou uma densidade em uma faixa de 8 a 16 extremidades por 2,54 cm.

8. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneu (10) é um pneu pneumático.

9. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneu (10) é um pneu não pneumático.

10. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a construção de tecido tridimensional (1701, 1801, 1901) inclui fios de urdidura de pelo menos duas fibras de diferentes materiais.

11. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura do tipo carcaça (14) é envolta em torno das duas estruturas de talão (28a, 28b).