BR102017013849A2

BR102017013849A2 - Non-pneumatic tire

Info

Publication number: BR102017013849A2
Application number: BR102017013849-6A
Authority: BR
Inventors: Carmine Lettieri Joseph; Allen Losey Robert; Alfred Benzing Ii James; Brian Siegel Addison; Brent Mendenhall Andrew; Michael Rooney Timothy; Harb Rani; Wayne Rudd Kenneth; Malekzadeh Moghani Mahdy
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2018-01-16
Also published as: EP3263361A1; JP2018002142A; US20170368879A1; KR20180002051A; CN107539028A

Abstract

a presente invenção refere-se a um pneu suportado estruturalmente que inclui uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento anular, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem ao menos um raio, onde o raio se estende entre um anel externo e um anel interno em uma primeira curva parabólica. o disco de raios pode incluir adicionalmente um segundo raio tendo uma segunda curva parabólica diferente da primeira curva, e que sobrepõe o primeiro raio.

Description

(54) Título: PNEU NÃO PNEUMÁTICO (51) Int. Cl.: B60C 7/06 (30) Prioridade Unionista: 14/09/2016 US 62/394.264,14/09/2016 US 62/394. 26428/04/2017 US 15/581.438, 14/09/2016 US 62/394.26428/04/2017 US 15/581. 43828/06/2016 US 62/355.409 (73) Titular(es): THE GOODYEAR TIRE & RUBBER COMPANY (72) Inventor(es): JOSEPH CARMINE LETTIERI; ROBERT ALLEN LOSEY; JAMES ALFRED BENZING II; ADDISON BRIAN SIEGEL; ANDREW BRENT MENDENHALL; TIMOTHY MICHAEL ROONEY; RANI HARB; KENNETH WAYNE RUDD; MAHDY MALEKZADEH MOGHANI (74) Procurador(es): DANIEL ADVOGADOS (ALT.DE DANIEL & CIA) (57) Resumo: A presente invenção refere-se a um pneu suportado estruturalmente que inclui uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento anular, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem ao menos um raio, onde o raio se estende entre um anel externo e um anel interno em uma primeira curva parabólica. O disco de raios pode incluir adicionalmente um segundo raio tendo uma segunda curva parabólica diferente da

1/23 “PNEU NÃO PNEUMÁTICO”

CAMPO DA TÉCNICA [001 ]A presente invenção refere-se geralmente aos pneus de veículo e pneus não pneumáticos, e mais particularmente, a um pneu não pneumático.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002]O pneu pneumático tem sido a solução de escolha para a mobilidade veicular há mais de um século. O pneu pneumático é uma estrutura de tração. O pneu pneumático tem ao menos quatro características que o tornam tão dominante atualmente. Os pneus pneumáticos são eficientes em carregar cargas, porque toda a estrutura do pneu está envolvida no transporte da carga. Os pneus pneumáticos também são desejáveis porque têm baixa pressão de contato, resultando em menor desgaste nas estradas devido à distribuição da carga do veículo. Os pneus pneumáticos também têm baixa rigidez, o que garante um passeio confortável em um veículo. A principal desvantagem de um pneu pneumático é que ele requer fluido comprimido. Um pneu pneumático convencional torne-se inútil após uma perda completa de pressão de enchimento.

[003]Um pneu projetado para operar sem pressão de enchimento pode eliminar muitos dos problemas e compromissos associados a um pneu pneumático. Nem a manutenção da pressão, nem o monitoramento da pressão são necessárias. Os pneus suportados estruturalmente, tais como pneus sólidos ou outras estruturas elastoméricas, até hoje não forneceram os níveis de desempenho exigidos a partir de um pneu pneumático convencional. Uma solução de pneu suportado estruturalmente que oferece um desempenho similar a um pneu pneumático seria um aprimoramento desejável.

[004]Os pneus não pneumáticos são tipicamente definidos pela sua eficiência de transporte de carga. “Carregadores inferiores” são estruturas essencialmente rígidas que carregam a maior parte da carga na parte da estrutura

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2/23 abaixo do cubo. “Carregadores superiores” são projetados para que toda a estrutura esteja envolvida no transporte da carga. Os carregadores superiores têm assim uma maior eficiência de carga do que os carregadores inferiores, permitindo um modelo que tenha menos massa.

[005]Assim, é desejado um pneu não pneumático aprimorado que tenha todas as características dos pneus pneumáticos sem a desvantagem da necessidade de enchimento de ar desejada.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006]A presente invenção será compreendida melhor com relação à seguinte descrição e aos desenhos em anexo, nos quais:

[007]A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma primeira modalidade de um pneu não pneumático da presente invenção.

[008]A Figura 2 é uma vista frontal do pneu não pneumático da Figura 1.

[009]A Figura 3 é uma vista frontal do pneu não pneumático da Figura 1 ilustrada com os discos de raios em tracejado.

[010]A Figura 4 é uma vista transversal do pneu não pneumático da Figura

1.

[011]A Figura 5 é uma vista transversal em perspectiva do pneu não pneumático da Figura 1.

[012]A Figura 6 é uma vista transversal parcial do pneu não pneumático da Figura 1, ilustrando a banda de rodagem e a banda de cisalhamento.

[013]A Figura 7 é uma vista frontal da primeira modalidade de um disco de raios da presente invenção.

[014]A Figura 8 é uma vista transversal na direção 8-8 do disco de raios da Figura 7.

[015]A Figura 9 é uma vista frontal de uma segunda modalidade de um disco de raios da presente invenção.

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3/23 [016]As Figuras 10A-10B são vistas em perspectiva e laterais de um conjunto de aro da presente invenção.

[017]A Figura 11a ilustra um teste de coeficiente de deformação para uma banda de cisalhamento, enquanto a Figura 11 b ilustra o coeficiente de deformação k determinada a partir da inclinação da curva de deslocamento de força.

[018]A Figura 12a ilustra um teste de coeficiente de deformação para um disco de raios, enquanto a Figura 12b ilustra o coeficiente de deformação k determinada a partir da inclinação da curva de deslocamento de força.

[019]A Figura 12c é a medição de deflexão em uma banda de cisalhamento a partir de uma força F.

[020]A Figura 13a ilustra um teste de coeficiente de deformação para um disco de raios, enquanto a Figura 13b ilustra o coeficiente de deformação de pneu k determinado a partir da inclinação da curva de deslocamento de força.

[021 ]A Figura 14 é uma vista em perspectiva de um segundo disco de raio sob carga.

[022]A Figura 15 é uma vista em perspectiva de um pneu da presente invenção sob carga.

[023]A Figura 16 é uma vista explodida de um pneu da presente invenção.

[024]A Figura 17 ilustra a disposição de adesivo em componentes de pneu.

[025]Definições [026]Os seguintes termos são definidos da seguinte forma por esta descrição.

[027]“Plano Equatorial” significa um plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu que passa através da linha central do pneu.

[028]“Plano Meridiano” significa um plano paralelo ao eixo de rotação do pneu e que se estende radialmente para fora do dito eixo.

[029]“Histerese” significa a tangente de perda dinâmica medida a 10 por

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4/23 cento de tração de cisalhamento dinâmica e a 25° C.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [030]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta.

[031]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o primeiro raio tem uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura.

[032]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o segundo raio tem uma a parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura.

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5/23 [033]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o primeiro raio tem uma a parte radialmente externa que é côncava.

[034]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o segundo raio tem uma a parte radialmente externa que é convexa.

[035]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o primeiro raio tem uma parte radialmente interna que é convexa.

[036]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma

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6/23 junta, onde o segundo raio tem uma parte radialmente interna que é côncava.

[037]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o disco de raios se deforma em um plano angular.

[038]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o dito primeiro raio tem uma espessura t na faixa de 2 a 5 mm.

[039]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o dito primeiro disco de raios tem uma espessura axial w na faixa de 25 a 70 mm.

[040]0utras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo e um anel

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7/23 interno, e um primeiro e um segundo raio se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o dito primeiro disco de raios tem uma razão de largura axial de disco w para espessura de raio t na faixa de 8 a 28.

[041]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, compreendendo adicionalmente um ou mais discos anulares sólidos.

[042]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, compreendendo adicionalmente um ou mais discos anulares sólidos e compreendendo um ou mais discos anulares sólidos.

[043]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, compreendendo adicionalmente um ou mais discos anulares sólidos e compreendendo um ou mais discos anulares sólidos, onde um ou mais discos

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8/23 anulares sólidos são curvos na direção axial do pneu.

[044]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde ao menos um disco de raios está conectado à banda de cisalhamento via uma primeira cola adesiva entre uma superfície radialmente mais externa do disco de raios e uma superfície radialmente mais interna da banda de cisalhamento.

[045]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta e compreendendo adicionalmente um aro, onde ao menos um disco de raios é conectado ao aro via uma segunda cola adesiva entre uma superfície radialmente mais externa do aro e uma superfície radialmente mais interna do disco de raios.

[046]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o primeiro raio tem uma parte radialmente externa e uma parte radialmente

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9/23 interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura, e onde a primeira e a segunda colas adesivas compreendem um adesivo de cianoacrilato.

[047]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o segundo raio tem uma a parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura, e onde o adesivo de cianoacrilato compreende um monômero de alquil-2-cianoacrilato com 1 a 10 átomos de carbono.

[048]Outras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura, e onde o adesivo de cianoacrilato compreende ao menos um monômero selecionado a partir do grupo que consiste de metil-2-cianoacrilato, etil-2-cianoacrilato, butil-2-cianoacrilato e octil2-cianoacrilato.

[049]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em

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10/23 contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o primeiro raio tem uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura.

[050]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, e onde o segundo raio tem uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura.

[051]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, sendo que o primeiro raio tem uma a parte radialmente externa que é côncava.

[052]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios

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11/23 conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o segundo raio tem uma a parte radialmente externa que é convexa.

[053]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raios estão conectados em uma junta, e onde o primeiro raio tem uma parte radialmente interna que é convexa.

[054]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o segundo raio tem uma parte radialmente interna que é côncava.

[055]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o disco de raios se deforma em um plano angular.

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12/23 [056]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde dito primeiro raio tem uma espessura t na faixa de 2 a 5 mm.

[057] Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o dito primeiro disco de raios tem uma espessura axial w na faixa de 25 a 70 mm.

[058] Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, onde o dito primeiro disco de raios tem uma razão de largura axial de raio w para a espessura do raio t na faixa de 8 a 28.

[059]Uma ou mais modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um

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13/23 anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, e compreendendo adicionalmente um ou mais discos anulares sólidos.

[060]0utras modalidades da presente invenção fornecem um pneu não pneumático que compreende uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo, uma banda de cisalhamento, e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta, compreendendo adicionalmente um ou mais discos anulares sólidos, e onde um ou mais discos anulares sólidos são curvos na direção axial do pneu.

DESCRIÇÃO DETALHADA [061]Uma primeira modalidade de um pneu não pneumático 100 da presente invenção é mostrada nas Figuras 1 a 6. O pneu não pneumático da presente invenção inclui uma banda de rodagem radialmente externa em contato com o solo 200, uma banda de cisalhamento 300, um ou mais discos de raios 400, 500 e um aro 700. Os discos de raios 400, 500 podem ter modelos diferentes, tal como descrito em mais detalhes abaixo. O pneu não pneumático da presente invenção é projetado para ser uma estrutura de carga superior, de modo que a banda de cisalhamento 300 e os um ou mais discos de raios 400, 500 transportem eficientemente a carga. A banda de cisalhamento 300 e os discos de raios são projetados de modo que a rigidez da banda de cisalhamento esteja diretamente relacionada ao coeficiente de deformação do pneu. Os raios de cada disco são projetados para serem estruturas rígidas que se deformam na área de contato do pneu com o solo. Isso permite ao resto dos raios, não na área de contato do pneu com o solo, a capacidade de transporte de carga. Desde que haja mais raios fora da área de contato do pneu com o solo do que dentro, a carga por raio seria pequena,

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14/23 permitindo que raios menores carreguem a carga do pneu que dá uma estrutura eficiente de muita carga. Nem todos os raios serão capazes de deformar elasticamente e reterão alguma parte da carga em compressão na área de contato do pneu com o solo. É desejável minimizar esta carga pela razão acima e permitir que a banda de cisalhamento se curve sobre os obstáculos de estrada. A distribuição de carga aproximada é tal que aproximadamente 90-100% da carga é transportada pela banda de cisalhamento e os raios superiores, de modo que os raios inferiores carregam praticamente zero da carga, e preferencialmente menos de 10%.

[062]O pneu não pneumático pode ter uma combinação diferente de discos de raios para ajustar o pneu não pneumático com características desejadas. Por exemplo, um primeiro disco de raios 500 que pode ser selecionado transporta tanto a carga de cisalhamento quanto a carga de tração. Um segundo disco de raios que pode ser selecionado carrega uma carga de tração pura.

[063]A parte de banda de rodagem 200 pode não ter ranhuras ou pode ter uma pluralidade de ranhuras de banda de rodagem orientadas longitudinalmente formando sulcos de banda de rodagem essencialmente longitudinais entre elas. Os sulcos de banda de rodagem podem ser ainda divididos transversal ou longitudinalmente para formar um padrão de banda de rodagem adaptado às exigências de uso da aplicação de veículo particular. As ranhuras de banda de rodagem podem ter qualquer profundidade consistente com o uso pretendido do pneu. A banda de rodagem do pneu 200 pode incluir elementos tais como sulcos, blocos, alças, ranhuras e lamelas tal como desejado para melhorar o desempenho do pneu em várias condições.

[064]Banda de Cisalhamento [065]A banda de cisalhamento 300 é preferencialmente anular e é ilustrada na Figura 6. A banda de cisalhamento 300 está localizada radialmente dentro da

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15/23 banda de rodagem do pneu 200. A banda de cisalhamento 300 inclui uma primeira e uma segunda camada elastomérica reforçada 310, 320. A banda de cisalhamento 300 pode ser formada por duas camadas inextensíveis 310, 320 dispostas em paralelo e separadas por uma matriz de cisalhamento 330 de elastômero. Cada camada inextensível 310, 320 pode ser formada de cabos de reforço inextensíveis e paralelos 311, 321 embebidos em um revestimento elastomérico. Os cabos de reforço 311,321 podem ser de aço, aramida ou outra estrutura inextensível. A banda de cisalhamento 300 pode opcionalmente incluir uma terceira camada elastomérica reforçada 333 localizada entre a primeira e a segunda camada elastomérica reforçada 310, 320 e entre as camadas de matriz de cisalhamento 330, 331.

[066]Na primeira camada elastomérica reforçada 310, os cabos de reforço 311 são orientados em um ângulo Φ na faixa de 0 a aproximadamente +/- 10 graus em relação ao plano equatorial do pneu. Na segunda camada elastomérica reforçada 320, os cabos de reforço 321 são orientados em um ângulo φ na faixa de 0 a aproximadamente +/- 10 graus em relação ao plano equatorial do pneu. Preferencialmente, o ângulo Φ da primeira camada está na direção oposta do ângulo φ dos cabos de reforço na segunda camada. Isto é, um ângulo + Φ na primeira camada elastomérica reforçada e um ângulo - φ na segunda camada elastomérica reforçada.

[067]A matriz de cisalhamento 330 tem uma espessura na faixa de aproximadamente 2,54 mm (0,10 polegada) a aproximadamente 5,08 mm (0,2 polegada), mais preferencialmente aproximadamente 3,81 mm (0,15 polegada). A matriz de cisalhamento é preferencialmente formada de um material elastomérico tendo um módulo de cisalhamento Gm na faixa de 0,5 a 10 MPa, e mais preferencialmente na faixa de 4 a 8 MPa.

[068]A banda de cisalhamento tem uma rigidez ao cisalhamento GA. A rigidez ao cisalhamento GA pode ser determinada medindo-se a deflexão em uma

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16/23 amostra de teste representativa tirada da banda de cisalhamento. A superfície superior da amostra de teste é submetida a uma força lateral F conforme ilustrado abaixo. A amostra de teste é uma amostra representativa retirada da banda de cisalhamento e que tem a mesma espessura radial da banda de cisalhamento. A rigidez ao cisalhamento GA é então calculada a partir da seguinte equação:

[069]GA = F * L/ΔΧ [070]A banda de cisalhamento tem uma rigidez à flexão El. A rigidez à flexão El pode ser determinada a partir da mecânica de viga usando o teste de flexão de três pontos. Ela representa o caso de uma viga apoiada em dois suportes de rolos e submetida a uma carga concentrada aplicada no meio da viga. A rigidez à flexão El é determinada a partir da seguinte equação: El = PL³/48 * ΔΧ, onde P é a carga, L é o comprimento da viga, e ΔΧ é a deflexão.

[071 ]É desejável maximizar a rigidez à flexão El da banda de cisalhamento e minimizar a rigidez da banda de cisalhamento GA. A razão aceitável de GA/EI estaria entre 0,01 e 20, com um intervalo ideal entre 0,01 e 5. EA é a rigidez extensível da banda de cisalhamento, e é determinada experimentalmente pela aplicação de uma força de tração e medição da variação no comprimento. A razão entre EA e El da faixa de cisalhamento é aceitável na faixa de 0,02 a 100, com uma faixa ideal de 1 a 50.

[072]A banda de cisalhamento 300 pode suportar preferencialmente uma tração de cisalhamento máxima na faixa de 15% a 30%.

[073]O pneu não pneumático tem um coeficiente de deformação geral kt que é determinado experimentalmente. O pneu não pneumático é montado sobre um aro, e uma carga é aplicada ao centro do pneu através do aro, tal como mostrado na Figura 13a. O coeficiente de deformação kt é determinado a partir da inclinação da curva de força versus deflexão, tal como mostrado na Figura 13b. Dependendo da aplicação desejada, o coeficiente de deformação do pneu kt pode variar. O

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17/23 coeficiente de deformação do pneu kt está preferencialmente na faixa de 650 a 1200 Ibs/polegada para uma aplicação de rolo compressor ou de veículo de baixa velocidade.

[074]A banda de cisalhamento tem um coeficiente de deformação k que pode ser determinada experimentalmente exercendo uma força descendente em uma placa horizontal no topo da banda de cisalhamento e medindo a quantidade de deflexão, tal como mostrado na Figura 11a. O coeficiente de deformação é determinado a partir da inclinação da curva de força versus deflexão, tal como mostrado na Figura 11 b.

[075]A invenção não está limitada à estrutura de banda de cisalhamento descrita aqui, e pode compreender qualquer estrutura que tenha um GA/EI na faixa de 0,01 a 20, ou uma razão EA/EI na faixa de 0,02 a 100, ou um coeficiente de deformação na faixa de 20 a 2000, bem como qualquer combinação dos mesmos. Mais preferencialmente, a banda de cisalhamento tem uma razão GA/EI de 0,01 a 5, ou uma razão EA/EI de 1 a 50, ou um coeficiente de deformação de 170 Ib/pol, e quaisquer subcombinações dos mesmos. A banda de rodagem do pneu é preferencialmente envolta em torno da banda de cisalhamento e é preferencialmente moldada integradamente à banda de cisalhamento.

[076]Disco de Raios [077]Um exemplo de um elemento dotado de carga adequado para uso no pneu não pneumático é ilustrado na Figura 7. Tal como mostrado na Figura 7, o elemento dotado de carga pode ser um disco anular sólido 400 que tem uma borda externo 406 e uma borda interna 403. Como mostrado na Figura 8, o disco sólido 400 é curvo, tendo uma curvatura máxima em uma localização de ¹/> altura radial do disco. O disco sólido 400 tem uma curvatura que se projeta axialmente para fora (distante do centro do pneu) ou convexa. A borda interna 403 do disco de raios sólido é recebida sobre e montada na superfície externa 602 do aro cilíndrico 600. O

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18/23 aro 600 é mostrado para receber um anel de reforço rígido ou de metal 405 para formar um cubo. O disco sólido 400 tem uma espessura axial A que é substancialmente menor do que a espessura axial AW do pneu não pneumático. A espessura axial A está na faixa de 5% a 20% de AW, mais preferencialmente de 5% a 10% de AW. Se mais do que um disco for usado, a espessura axial de cada disco pode variar ou ser a mesma. O disco sólido tem uma espessura T. A razão da largura axial do raio W para a espessura T, W/T, está na faixa de 8 a 28, mais preferencialmente 9 a 11.

[078]Cada disco de raios tem um coeficiente de deformação SR que pode ser determinado experimentalmente medindo a deflexão sob uma carga conhecida, tal como mostrado na Figura 12a. Um método para determinar o coeficiente de deformação do disco de raios k é montar o disco de raios a um cubo, e acoplar o anel externo do disco de raios a um dispositivo de teste rígido. Uma força descendente é aplicada ao cubo, e o deslocamento do cubo é registrado. O coeficiente de deformação k é determinado a partir da inclinação da curva de deflexão de força, tal como mostrado na Figura 12b. É preferencial que o coeficiente de deformação do disco de raio seja maior do que o coeficiente de deformação da banda de cisalhamento. É preferencial que o coeficiente de deformação do disco de raio esteja na faixa de 3 a 12 vezes maior do que o coeficiente de deformação da banda de cisalhamento, e mais preferencialmente na faixa de 3 a 4 vezes maior do que o coeficiente de deformação da banda de cisalhamento. Cada disco de raios tem preferencialmente um coeficiente de deformação k na faixa de 800 a 1400 Ib/polegada, e mais preferencialmente 900 a 1300 Ib/polegada. É preferencial, se mais de um disco de raios for usado, que todos os discos de raios tenham um coeficiente de deformação dentro de 10% de um para o outro. O coeficiente de deformação do pneu não pneumático pode ser ajustado aumentando-se o número de discos de raios. Alternativamente, o coeficiente de deformação de cada disco de

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19/23 raios pode ser diferente variando-se a geometria do disco de raios ou mudando o material. É adicionalmente preferencial, se mais de um disco de raios for usado, que todos os discos de raios tenham o mesmo diâmetro externo.

[079]A Figura 9 ilustra uma segunda modalidade de um disco de raios 500. O disco de raios 500 tem uma espessura axial A substancialmente menor do que a espessura axial AW do pneu não pneumático. O disco sólido 500 tem uma pluralidade de raios que se estendem radialmente entre um anel interno 510 e um anel externo 520. A banda de cisalhamento 300 é montada radialmente para fora dos discos de raios. O disco de raios 500 tem um primeiro raio 530 que intercepta um segundo raio 540 em uma junta 550. O primeiro raio 530 forma um ângulo Beta com o anel externo 520 na faixa de 20 a 80 graus, mais preferencialmente na faixa de 55 a 65 graus. O disco sólido 500 inclui adicionalmente um segundo raio 540 que se estende desde o anel externo 520 até o anel interno 510, preferencialmente em uma forma curva. O segundo raio 540 tem uma parte radialmente externa 540a que se estende radialmente para fora da junta 550, e uma parte radialmente interna 540b que está radialmente dentro da junta 550. Do mesmo modo, o primeiro raio 530 tem uma parte radialmente externa 530a que está radialmente para fora da junta 550, e uma parte radialmente interna 530b que está radialmente para dentro da junta 550. Para o primeiro raio 530, a curvatura da parte radialmente interna 530b é oposta à curvatura da parte radialmente externa 530a. Preferencialmente, a curvatura da parte radialmente externa 530a é côncava, e a curvatura da parte radialmente interna 530b é convexa ou reta. Para o segundo raio 540, a curvatura da parte radialmente interna 540b é oposta à curvatura da parte radialmente externa 540a. Preferencialmente, a curvatura da parte radialmente externa 540a é convexa, e a curvatura da parte radialmente interna 540b é côncava. A forma ou a curvatura do primeiro e do segundo raio controla como as lâminas se dobram quando submetidas a uma carga. Ver a Figura 14 que ilustra o segundo disco de raios 500 sob carga. As

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20/23 lâminas do disco de raios 500 são projetadas para dobrarem na direção angular teta.

[080]A junção do primeiro raio 530 com o segundo raio 440 através da junta 550 resulta em uma forma aproximada de um triângulo radialmente externo 560 e uma forma aproximada de um triângulo radialmente interno 570. A altura radial da junta 550 pode variar, variando assim o tamanho dos triângulos externo e interno aproximados 560, 570. A razão de 540b/540a e/ou 530b/530a podem estar na faixa de 0,2 a 5, e preferencialmente na faixa de 0,3 a 3, e mais preferencialmente na faixa de 0,4 a 2,5. Os raios 530, 540 têm uma espessura de raio t2 na faixa de 2 a 5 mm, e uma largura axial W na direção axial na faixa de aproximadamente 25 a 70 mm. A relação da largura axial dos raios W2 para a espessura t2, W2/t2, está na faixa de 8 a 28, mais preferencialmente 9 a 11.

[081]Preferencialmente, 0 disco de raios 500 tem uma razão de largura de raio W para a espessura axial de raio, W2/t2, na faixa de aproximadamente 15 a aproximadamente 80, e mais preferencialmente na faixa de aproximadamente 30 a aproximadamente 60, e mais preferencialmente na faixa de aproximadamente 45 a aproximadamente 55.

[082]Uma primeira modalidade de um pneu não pneumático é mostrada nas Figuras 3 a 5. Os discos de raios nas extremidades axiais externas do pneu são os discos sólidos 400 e são orientados de modo que se deformem axialmente externamente, tal como mostrado na Figura 15. Embora não mostrado, pode haver dois discos de raios sólidos em cada extremidade do pneu. Os discos sólidos 400 podem estar localizados também em qualquer localização axial desejada. A primeira modalidade pode incluir opcionalmente um ou mais discos de raios 500 localizados entre os discos de raios sólidos 400. Os discos sólidos 400 são projetados para suportar cargas tanto de cisalhamento quanto de tração, enquanto os discos de raios 500 são projetados para transportar cargas somente de tração. O número de discos de raios 500 pode ser selecionado conforme necessário. A orientação dos

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21/23 discos de raios 500 é feita de tal forma que os raios estejam alinhados axial e radialmente, tal como mostrado na Figura 3. Preferencialmente, os discos de raios 500 podem ser escalonados rotativamente em intervalos angulares na faixa de 5 a 60 graus, mais preferencialmente 10 a 30 graus. Opcionalmente, os discos de raios 500 podem ser rotacionados em 180 graus em torno de um eixo central de modo que os discos se dobrem em uma direção angular oposta. Os discos sólidos 400 dobram-se ou deformam-se axialmente para fora, enquanto os discos de raios dobram-se em um plano angular teta. Os discos 400, 500 são projetados para serem lateralmente rígidos, de modo que possam ser combinados para ajustar a rigidez lateral do pneu.

[083] Uma segunda modalidade do pneu não pneumático elimina os discos de raios sólidos 500 do pneu. A segunda modalidade inclui ao menos dois discos de raios 500 e preferencialmente 6 a 8 discos de raios 500. A orientação dos discos de raios 500 pode ser tal que os raios estejam alinhados axial e radialmente, tal como mostrado na Figura 3. Preferencialmente, os discos de raios 500 podem ser escalonados rotativamente em intervalos angulares na faixa de 5 a 60 graus, mais preferencialmente 10 a 30 graus. Preferencialmente, os discos de raios são orientados de tal forma que se dobrem na direção da rotação do pneu. Opcionalmente, os discos de raios 500 podem ser rotacionados em 180 graus em torno de um eixo central de modo que os discos se dobrem em uma direção angular oposta.

[084]Os discos de raios são preferencialmente formados de um material elástico, mais preferencialmente, um elastômero termoplástico. O material dos discos de raios é selecionado com base em uma ou mais das seguintes propriedades do material. O módulo de tração (módulo de Young) do material do disco está preferencialmente na faixa de 45 MPa a 650 MPa, e mais preferencialmente na faixa de 85 MPa a 300 MPa, usando o método de teste padrão

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ISO 527-1/-2. A temperatura de transição vítrea é inferior a -25 graus Celsius, e mais preferencialmente inferior a -35 graus Celsius. A tração resultante de ruptura é superior a 30%, e mais preferencialmente superior a 40%. O alongamento até a ruptura é superior ou igual à tração resultante, e mais preferencialmente maior do que 200%. A temperatura de deflexão térmica é superior a 40 graus C sob 0,45 MPa e mais preferencialmente mais do que 50 graus C sob 0,45 MPa. Nenhum resultado de rompimento foi detectado para o teste entalhado Izod e Charpy a 23 graus C usando o método de teste ISO 179/ISO180. Dois materiais adequados para o disco estão comercialmente disponíveis por DSM Products e vendidos sob a marca registada ARNITEL PL 420H e ARNITEL PL461.

[085] As Figuras 16 e 17 mostram ilustrações esquemáticas do conjunto do pneu não pneumático 100. Com referência à Figura 16, o pneu não pneumático 100 é mostrado em vista expandida indicando a orientação dos vários componentes montados. Na modalidade ilustrada, o pneu 100 inclui o aro 100 com discos de raios 500 dispostos concêntrica e axialmente ao longo da superfície externa 750 do aro 700. Os discos de raios 500 engatam o aro 700 através de uma cola adesiva entre a superfície radialmente mais interna 580 do disco de raios 500 e a superfície radialmente mais externa 750 do aro 700. A banda de cisalhamento 300 é disposta concentricamente sobre os discos de raios dispostos axialmente 500. A banda de cisalhamento 300 engata os discos de raios 500 através de uma cola adesiva entre a superfície radialmente mais interna 350 da banda de cisalhamento 300 e as superfícies radialmente mais externas 590 de discos de raios 500. A banda de rodagem 200 sobrepõe radialmente a banda de cisalhamento 300 e é colada à mesma através da co-cura das composições elastoméricas.

[086]As colas adesivas entre os discos de raios 500 e o aro 700, e entre os discos de raios 500 e a banda de cisalhamento 300, são conseguidas usando um adesivo apropriado que se liga de forma eficaz entre o metal e o termoplástico, e

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23/23 entre o termoplástico e o elastômero. Em uma modalidade, o adesivo é do tipo cianoacrilato que compreende um monômero de alquil-2-cianoacrilato. Em uma modalidade, o grupo alquila inclui de um a dez átomos de carbono, na forma linear ou ramificada. Em uma modalidade, os monômeros de alquil-2-cianoacrilato incluem metil-2-cianoacrilato, etil-2-cianoacrilato, butil-2-cianoacrilato e octil-2-cianoacrilato. Em uma modalidade, o adesivo é um etil-2-ciananoacrilato disponível como Permabond® 268.

[087]Conforme observado na Figura 16, o adesivo é aplicado em camadas finas 360, 760 à superfície radialmente mais interna 350 da banda de cisalhamento 300 e à superfície radialmente mais externa 750 do aro 700, seguida pela montagem dos vários componentes, tal como mostrado na Figura 15. O adesivo pode ser aplicado, por exemplo, manualmente usando uma escova, uma esponja, uma espátula, ou algo similar.

[088]Os requerentes entendem que muitas outras variações são evidentes para um versado na técnica a partir de uma leitura da especificação acima. Estas variações e outras variações estão dentro do espírito e escopo da presente invenção, tal como definido pelas seguintes reivindicações em anexo.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pneu não pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma parte de banda de rodagem anular em contato com o solo;

uma banda de cisalhamento; e ao menos um disco de raios conectado à banda de cisalhamento, onde o disco de raios tem um anel externo, um anel interno, e um primeiro e um segundo raio que se estendem radialmente entre o anel externo e o anel interno, onde o primeiro e o segundo raio estão conectados em uma junta.
2. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro raio tem uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura.
3. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo raio tem uma parte radialmente externa e uma parte radialmente interna, onde a parte radialmente externa tem uma primeira curvatura, e a parte radialmente interna tem uma curvatura oposta à primeira curvatura.

4. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro raio tem uma parte radialmente externa que é côncava. 5. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo raio tem uma parte radialmente externa que é convexa. 6. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1,

CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro raio tem uma parte radialmente interna que é convexa.

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7. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo raio tem uma parte radialmente interna que é côncava. 8. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o disco de raios se deforma em um plano angular. 9. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1,

CARACTERIZADO pelo fato de que o dito primeiro raio tem uma espessura t na faixa de 2 a 5 mm.

10. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito primeiro disco de raios tem uma espessura axial w na faixa de 25 a 70 mm.

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