BR102017024490A2

BR102017024490A2 - estrutura de suporte não pneumática

Info

Publication number: BR102017024490A2
Application number: BR102017024490-3A
Authority: BR
Inventors: Celik Ceyhan
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-08-14
Also published as: JP2018087001A; KR20180054484A; EP3321098A1; US20180134083A1; US10040317B2; CN108068549B; CN108068549A

Abstract

a presente invenção refere-se a uma montagem de roda e pneu para um veículo móvel que de acordo com a presente invenção inclui um aro central interno, um anel flexível montado no aro central interno, e uma estrutura de raio que se estende entre o aro central interno e o anel flexível. a estrutura de raio define uma pluralidade de cavidades e aberturas que se estendem radialmente alternadas dispostas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno e permitindo que o anel flexível se desvie sob carga.

Description

(54) Título: ESTRUTURA DE SUPORTE NÃO

PNEUMÁTICA (51) Int. Cl.: B60C 7/14 (30) Prioridade Unionista: 15/11/2016 US 15/351.672 (73) Titular(es): THE GOODYEAR TIRE &

RUBBER COMPANY (72) Inventor(es): CEYHAN CELIK (85) Data do Início da Fase Nacional:

14/11/2017 (57) Resumo: A presente invenção refere-se a uma montagem de roda e pneu para um veículo móvel que de acordo com a presente invenção inclui um aro central interno, um anel flexível montado no aro central interno, e uma estrutura de raio que se estende entre o aro central interno e o anel flexível. A estrutura de raio define uma pluralidade de cavidades e aberturas que se estendem radialmente alternadas dispostas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno e permitindo que o anel flexível se desvie sob carga.

1/9 “ESTRUTURA DE SUPORTE NÃO PNEUMÁTICA”

Campo da Invenção [001]A presente invenção refere-se a conjuntos de roda/pneu, e mais particularmente, a conjuntos de roda/pneu não pneumáticos.

Antecedentes da invenção [002]Pneus radiais baseiam-se em um reforço de lona para portar e transferir a carga entre o aro e a camada de correia. Os referidos cordões de lona precisam estar tensionados para portar a carga. O tensionamento dos referidos cordões de lona é alcançado com o ar pressurizado na câmara interna do pneu. Se a pressão do ar for perdida, a capacidade de portar carga de um pneu diminui significativamente. Evitar a lenta ou a súbita perda de pressão do ar tem sido um desafio para os fabricantes de pneu. Uma solução proposta é se usar não pneus. Um carregador de topo do tipo de não pneu pode ter um desempenho similar a um pneu se a sua durabilidade, classificação/limite de velocidade e capacidade de carga pode ser aumentada aos níveis de um pneu.

[003]Muitos carregadores de topo do tipo de não pneu se baseiam nos raios poliméricos para portar a carga do veículo. Os raios transferem a carga a partir do aro para a banda de cisalhamento. Em virtude das características dos materiais poliméricos usados nos raios dos referidos pneus, o desempenho dos referidos pneus é limitado. É um objetivo da presente invenção se superar essa limitação e aumentar a capacidade de portar carga e a durabilidade dos referidos raios e assim sendo o desempenho do carregador de topo do tipo de não pneu.

Sumário da invenção [004]Um conjunto de roda e pneu para um veículo móvel de acordo com a presente invenção inclui um aro central interno, um anel flexível montado no aro central interno, e uma estrutura de raio que se estende entre o aro central interno e o anel flexível. A estrutura de raio define uma pluralidade de cavidades e aberturas

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2/9 que se estendem radialmente alternadas dispostas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno e permitindo que o anel flexível se desvie sob carga.

[005]De acordo com outro aspecto do conjunto, a estrutura de raio compreende um material polimérico.

[006]De acordo com ainda outro aspecto do conjunto, a estrutura de raio compreende um material polimérico homogêneo.

[007]De acordo com ainda outro aspecto do conjunto, cada cavidade da pluralidade de cavidades tem uma dimensão radial comum.

[008]De acordo com ainda outro aspecto do conjunto, cada cavidade da pluralidade de cavidades tem um comprimento axial comum igual a uma espessura axial uniforme da estrutura de raio.

[009]De acordo com ainda outro aspecto do conjunto, o conjunto adicionalmente compreende uma camada de reforço intercalada em uma configuração circunferencial e radial sobre a pluralidade de cavidades e aberturas alternadas para adicionalmente sintonizar a flexibilidade/rigidez da estrutura.

[010]De acordo com ainda outro aspecto do conjunto, a estrutura de raio compreende um material de borracha uniforme.

[011]Um método de acordo com a presente invenção suporta de modo não pneumático um veículo móvel. O método inclui as etapas de: girar um aro central interno sobre um eixo horizontal; montar o aro central interno em um anel flexível; a estrutura de raio que se estende axialmente e radialmente entre o aro central interno e o anel flexível; definir uma pluralidade de cavidades que se estendem axialmente e aberturas que se estendem radialmente alternadas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno; e verticalmente carregar o anel flexível de modo que o anel flexível e uma parte da estrutura de raio adjacente ao anel flexível ambos se desviam verticalmente.

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3/9 [012]De acordo com outro aspecto do método, a estrutura de raio compreende um material polimérico.

[013]De acordo com ainda outro aspecto do método, a estrutura de raio compreende um material polimérico homogêneo.

[014]De acordo com ainda outro aspecto do método, cada cavidade da pluralidade de cavidades tem uma dimensão radial comum.

[015]De acordo com ainda outro aspecto do método, cada cavidade da pluralidade de cavidades tem um comprimento axial comum igual a uma espessura axial uniforme da estrutura de raio.

[016]De acordo com ainda outro aspecto do método, outra etapa entrelaça uma camada de reforço em uma configuração circunferencial e radial sobre a pluralidade de cavidades para adicionalmente sintonizar a flexibilidade/rigidez da estrutura de raio.

[017]De acordo com ainda outro aspecto do método, outras etapas sintonizam a flexibilidade/rigidez da estrutura de raio e entrelaça uma camada de reforço em uma configuração circunferencial e radial sobre a pluralidade de cavidades.

[018]De acordo com ainda outro aspecto do método, a estrutura de raio compreende um material de borracha uniforme.

[019]De acordo com ainda outro aspecto do método, outra etapa encurva a estrutura de raio a uma predeterminada carga na estrutura de raio.

Breve Descrição dos Desenhos [020]A presente invenção será mais claramente entendida pela descrição a seguir de alguns exemplos da mesma, com referência aos desenhos em anexo nos quais:

A figura 1 é uma vista lateral esquemática de um exemplo de montagem de acordo com a presente invenção;

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A figura 2 é uma vista esquemática em detalhes de parte do conjunto da figura 1;

A figura 3 é uma vista lateral esquemática de outro exemplo de montagem de acordo com a presente invenção; e

A figura 4 é uma vista lateral esquemática de uma montagem de roda/pneu convencional.

Descrição de Exemplos da Invenção [021]A montagem de roda/pneu convencional, tal como a descrita em US 2004/0069385, que se encontra aqui incorporada por referência em sua totalidade, pode ter um anel externo, tal como a banda de cisalhamento, conectada de modo flexível a um cubo central por meio de molas de compósito leve. As molas podem ser placas fixadas ao anel e ao cubo. O cubo pode conter uma unidade de engrenagem de redução de velocidade e/ou um motor elétrico e pode ter um mecanismo de suspensão para conectar o chassi do veículo a cada roda. O anel pode ser construído a partir de um material compósito flexível, tal como material de náilon reforçado com fibra de carbono e tem pneus de borracha duplos e uma pluralidade de clites radiais espaçados em uma configuração circunferencial que engatam com o solo e proporciona uma tração aprimorada. O cubo pode também ser formado a partir de um material de compósito reforçado com fibra de carbono. Outra roda convencional pode ter uma tira de borracha com uma banda de rodagem moldada ligada a um anel de compósito para uma fixação aprimorada. Ademais, as molas que interconectam o anel e o cubo podem ser molas de compósito leve em forma de S.

[022]Como mostrado na figura 4, outra montagem de roda/pneu convencional 40 pode ser formada a partir de um material de compósito leve, tal como poliamida reforçada com fibra de carbono. O conjunto 40 pode ter um cubo central cilíndrico 41 e um aro flexível externo circular 42 montado no cubo central 41

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5/9 por uma banda de mola em um ciclo sem fim 43 que se estende entre o cubo central e o aro circular 42. Seis ciclos radiais 44 podem ser definidos pela banda de mola 43. A banda de mola 43 pode ser fixada ao cubo central 41 e ao aro circular 42 por qualquer meio adequado, tal como por adesão, coesão, solda e/ou fixação mecânica por meio de parafusos, rebites e/ou presilhas.

[023]Como mostrado nas figuras 1 & 2, um exemplo de montagem de roda/pneu 140 de acordo com a presente invenção pode ser formado a partir de um material polimérico leve, tal como, por exemplo, um composto de borracha de pneu padrão, um polímero termoplástico, tereftalato de polietileno (PET), poliéter éter cetona (PEEK), um polímero de reticulação tal como borracha natural, polímeros similares a borracha sintética, resinas de epóxi, e/ou resinas fenólicas. O conjunto 140 pode ter um aro central interno 141, tal como uma roda de automóvel, e um anel flexível externo circular 142, que pode incluir a banda de cisalhamento e a estrutura de banda de rodagem, montada no aro central interno 141 por uma estrutura de raio reforçada com cordão contínuo/tecido 110 que se estende entre o aro central interno e o anel externo.

[024]A estrutura de raio 110 pode definir uma pluralidade de cavidades 111 dispostas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno 141 permitindo que a estrutura de raio se desvie sob carga desse modo definindo um equilíbrio adequado entre flexibilidade para conforto da corrida e tração dentro da impressão do desenho da rodagem do conjunto 140 e rigidez para manipular o veículo, baixa resistência de rolagem, e baixo crescimento de calor dentro da estrutura de raio. As cavidades 111 da estrutura de raio 110 podem adicionalmente definir aberturas para os braços 147 do aro central interno 141 para se estender através do mesmo e fixar a estrutura de raio ao aro central interno. Os braços 147 podem engatar as porções 157 da estrutura de raio 110 em um arranjo de intertravamento mecânico. O aro central interno 141 pode adicionalmente incluir

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6/9 placas 149 as quais, junto com os braços 147 pode abarcar as porções 157 da estrutura de raio 110 e criar uma fixação adicional de fricção e/ou adesivo entre o aro central interno 141 e a estrutura de raio. A estrutura de raio 110 pode compreender um polímero homogêneo ou heterogêneo e/ou um polímero preenchido.

[025]Os raios 115 da estrutura de raio 110 podem ser encurvados para dentro ou para fora para mitigar ou aumentar o encurvamento dos raios. Os raios 115 podem incluir uma ou mais camadas de reforço 119. A(s) camada(s) 119 pode ser construída de cordões impregnados de extremidade única, arranjos de cordão/lona de pneu convencional, fibras curtas, e/ou filme polimérico. Ademais, as referidas construções podem ser PET, nylon 6, nylon 6,6, raiom, aço, fibras de vidro, fibra de carbono, aramida e/ou uma construção hibrida dos referidos materiais. Os cordões podem ser a partir de 400 denier a 9000 denier. O filme polimérico pode ser a partir de 0,1 mm a 2,0 mm de espessura. Os raios 115 podem ser orientados em um ângulo entre 0 graus e 90 graus. Os raios 115 podem ser continuamente reforçados através de todo o comprimento axial. A(s) camada(s) de reforço contínuo 119 pode se estender radialmente para fora para múltiplos locais adjacentes à banda de cisalhamento no anel flexível externo 142.

[026]Cada cavidade 111 pode ter um perfil de seção transversal comum sobre o eixo de rotação do conjunto. Ademais, cada cavidade 111 pode ter um comprimento axial comum igual a uma espessura axial uniforme da estrutura de raio 110. Cada cavidade 111 pode ser formada de modo curvo para evitar pontos de “detenção” na(s) camada(s) de reforço 119 e mitigar concentrações de tensão compressiva na(s) camada(s) de reforço. O número de cavidades 111 pode ser entre 2 e 60 para as montagens de grande escala 140. O aro central interno 141 pode incluir aço, ferro fundido, alumínio, ligas de alumínio, ligas de magnésio e/ou ligas de ferro.

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7/9 [027]Como mostrado na figura 3, um exemplo de montagem de roda/pneu 240 de acordo com a presente invenção pode ser formado a partir de um material polimérico leve, tal como, por exemplo, um composto de borracha de pneu padrão, um polímero termoplástico, tereftalato de polietileno (PET), poliéter éter cetona (PEEK), um polímero de reticulação tal como borracha natural, polímeros similares a borracha sintética, resinas de epóxi, e/ou resinas fenólicas. O conjunto 240 pode ter um aro central interno 241, tal como uma roda de automóvel, e um anel flexível externo circular 242, que pode incluir a banda de cisalhamento e a banda de rodagem estrutura, montadas no aro central interno 241 por uma estrutura de raio reforçada a cordão contínuo/tecido 210 que se estende entre o aro central interno e o anel externo.

[028]A estrutura de raio 210 pode definir uma pluralidade de cavidades alternadas 211 e aberturas de entrada 212 dispostas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno 241 permitindo que a estrutura de raio se desvie sob carga desse modo definir um equilíbrio adequado entre flexibilidade para o conforto da corrida e tração dentro de uma impressão do desenho da rodagem do conjunto 240 e rigidez para a manipulação do veículo, baixa resistência a rolagem, e baixo crescimento de calor dentro de a estrutura de raio. As cavidades 211 da estrutura de raio 210 podem adicionalmente definir aberturas para os braços 247 do aro central interno 241 para se estender através dos mesmos e fixar a estrutura de raio ao aro central interno. Os braços 247 podem engatar as porções 257 da estrutura de raio 210 em um arranjo de intertravamento mecânico. O aro central interno 241 pode adicionalmente incluir placas 249 as quais, junto com os braços 247 podem abarcar as porções 257 da estrutura de raio 210 e criar uma fixação adicional de fricção e/ou adesivo entre o aro central interno 241 e a estrutura de raio. A estrutura de raio 210 pode compreender um polímero homogêneo ou heterogêneo e/ou um polímero preenchido.

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8/9 [029]Os raios 215 da estrutura de raio 210 podem ser curvados para dentro ou para fora para mitigar ou aumentar o encurvamento dos raios. Os raios 215 podem incluir uma ou mais camadas de reforço 219. A(s) camada(s) 219 podem ser construídas de cordões impregnados de extremidade única, arranjos de cordão/lona de pneu convencional, fibras curtas, e/ou filme polimérico. Ademais, as referidas construções podem ser de PET, nylon 6, nylon 6,6, raiom, aço, fibras de vidro, firas de carbono, aramida, e/ou de uma construção híbrida dos referidos materiais. Os cordões podem ser a partir de 400 denier a 9000 denier. O filme polimérico pode ser a partir de 0,1 mm a 2,0 mm de espessura. O reforço nos raios 115 pode ser orientado em um ângulo entre 0 graus e 90 graus. Os raios 215 podem ser continuamente reforçados através de todo o comprimento axial. A(s) camada(s) de reforço contínuo 219 pode se estender radialmente para fora para múltiplos locais adjacentes à banda de cisalhamento no anel externo flexível 242.

[030]Cada cavidade 211 e abertura de entrada 212 pode ter um perfil de seção transversal comum sobre o eixo de rotação do conjunto. Ademais, cada cavidade 211 e abertura de entrada 212 podem ter um comprimento axial comum igual a uma espessura axial uniforme da estrutura de raio 210. Cada cavidade 211 pode ser formada de modo curvo para evitar pontos de “detenção” na(s) camada(s) de reforço 219 e mitigar as concentrações de tensão compressiva na(s) camada(s) de reforço. O número de cavidades 211 pode ser entre 2 e 60 para as montagens de grande escala 240.

[031]Como mostrado na figura 3, ponto (s) 231 pode representar ponto (s) na estrutura de raio 210 mais próximos do eixo de rotação 201 da montagem de roda/pneu 241. Ponto (s) 232 na estrutura de raio pode representar ponto (s) nas aberturas de entrada 212 mais afastadas a partir do eixo 201 de rotação do conjunto 241. Linha(s) 233 podem representar uma linha reta que conecta um ponto 231 com um ponto adjacente 232. Linha(s) 234 podem representar a(s) linha(s) perpendicular

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9/9 à(s) linha(s) radial que se estendem através do(s) ponto(s) 231. O ângulo entre a(s) linha(s) 233 e a(s) linha(s) adjacente(s) 234 pode ser entre -45 graus e 90 graus. O aro central interno 241 pode incluir aço, ferro fundido, alumínio, ligas de alumínio, ligas de magnésio, ligas de ferro, plásticos e/ou compósitos. A estrutura de raio 210 pode adicionalmente ter cavidades adicionais 248 para adicionalmente ajustar a flexibilidade da estrutura de raio.

[032]Variações na presente invenção são possíveis na luz da descrição da mesma proporcionada aqui. Embora determinados exemplos e detalhes representativos tenham sido mostrados com o objetivo de ilustração do sujeito da presente invenção, será aparente para aqueles versados na técnica que várias mudanças e modificações podem ser realizadas na mesma sem se desviar a partir do âmbito da presente invenção. Portanto, deve ser entendido que mudanças podem ser realizadas nos exemplos particulares descritos os quais estarão dentro do âmbito completo da presente invenção como definida pelas reivindicações em anexo. Ademais, a presente invenção não é limitada aos exemplos aqui anteriormente descritos que podem ser variados não só em construção, mas também em detalhes dentro do âmbito total das reivindicações em anexo

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Montagem de roda e pneu para um veículo móvel, CARACTERIZADA pelo fato de que tem:

um aro central interno;

um anel flexível externo montado ao aro central interno; e uma estrutura de raio que se estende radialmente entre o aro central e o anel flexível, a estrutura de raio definindo uma pluralidade de cavidades e uma pluralidade de aberturas alternadas que se estendem radialmente dispostas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno e permitindo que o anel flexível se desvie sob carga.
2. Montagem de roda e pneu, como determinada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a estrutura de raio compreende um material polimérico.
3. Montagem de roda e pneu, como determinada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a estrutura de raio compreende um material polimérico homogêneo.
4. Montagem de roda e pneu, como determinada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que cada cavidade da pluralidade de cavidades tem uma dimensão radial comum.
5. Montagem de roda e pneu, como determinada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que cada cavidade da pluralidade de cavidades tem um comprimento axial comum igual a uma espessura axial uniforme da estrutura de raio.
6. Montagem de roda e pneu, como determinada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o conjunto adicionalmente compreende uma camada de reforço intercalada em uma configuração

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2/2 circunferencial e radial sobre a pluralidade de cavidades e a pluralidade de aberturas que se estendem alternadas para adicionalmente sintonizar a flexibilidade/rigidez da estrutura.
7. Montagem de roda e pneu, como determinada de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a estrutura de raio compreende um material de borracha uniforme.
8. Método para suportar de modo não pneumático um veículo móvel, CARACTERIZADO pelo fato de que tem as etapas de:

girar um aro central interno sobre um eixo horizontal; montar o aro central interno em um anel flexível;

uma estrutura de raio que se estende axialmente e radialmente entre o aro central interno e o anel flexível;

definir uma pluralidade de cavidades que se estendem axialmente e aberturas que se estendem radialmente alternadas em uma configuração concêntrica sobre o aro central interno; e carregar verticalmente o anel flexível de modo que o anel flexível e a parte da estrutura de raio adjacente ao anel flexível ambos se desviam verticalmente.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de raio compreende um material polimérico.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de raio compreende um material polimérico homogêneo.

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