BR102021015993A2

BR102021015993A2 - Banda de rodagem de pneu

Info

Publication number: BR102021015993A2
Application number: BR102021015993-6A
Authority: BR
Inventors: Ettore Passante Spaccapietra; Philippe Joseph Auguste Muller; Lionel Jean-Marie Bortolet; Marco Nicolò Coccon; Vaibhav Nawale
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-06-07
Also published as: US20220055414A1; EP3957497A1

Abstract

Um pneu inclui uma porção de banda de rodagem anular contendo um sulco estendendo-se de maneira circunferencial tendo estruturas de ponte nos intervalos circunferenciais em torno do sulco e dos receptáculos contornados entre os mesmos. Cada receptáculo tem superfícies curvas de transição separando as estruturas de ponte das superfícies curvas de base do receptáculo. As superfícies curvas de transição tem raios de curvatura entre 2,0 mm e 4,0 mm. As superfícies curvas de base podem ter raios de curvatura entre 4.0 mm e 8,0 mm.

Description

BANDA DE RODAGEM DE PNEU

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um pneu. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a uma banda de rodagem de pneu.

Fundamentos da Invenção

[002] De modo a melhorar-se o manejo, convencionalmente, os pneus são providos com sulcos nas suas bandas de rodagem, aonde as seções transversais aumentadas dos sulcos podem aumentar a capacidade de drenagem dos pneus. Entretanto, tais sulcos podem influenciar negativamente a estabilidade de direção e agarro dos pneus. Durante o boleamento de canto, os sulcos dos pneus podem ser submetidos ao empenamento e as porções de banda de rodagem lateralmente adjacentes a esses sulcos podem vir a surgir a partir da superfície da estrada, de modo que elas acabam perdendo contato com a estrada.

[003] Este fenômeno pode afetar o contato por aderência entre a estrada e a banda de rodagem do pneu, e pode resultar em uma perda de controle quando se efetuando manobras súbitas em alta velocidade. Especificamente, os típicos de sulcos de pneu podem gerar elevadas concentrações de tensão na banda de rodagem adjacente e levar ao empenamento durante o manejo frequente de um pneu resultando em desempenhos enxutos limitados. Além disso, diante de condições sob umidade, a área da seção transversal do sulco pode ser reduzida, por conseguinte, impedindo a sua capacidade de drenagem.

[004] Uma porção de banda de rodagem convencional assimétrica pode ser provida com os sulcos estendendo-se de maneira circunferencial tendo paredes laterais inclinadas/anguladas. Um sulco mais externo pode ter seções transversais ou perfis na parede lateral com inclinações diferenciadas com respeito a uma linha perpendicular à banda de rodagem plana. Outros sulcos podem ter seções transversais na parede lateral que são mais inclinadas do que nas partes opostas do sulco mais externo. Esta disposição destina-se a manter uma estabilidade de boleamento de canto segura e também um baixo nível de ruído. Entretanto, a estabilidade de boleamento de canto pode ser melhorada ainda mais, especialmente para um veículo em alta velocidade tendo um ângulo de caimento positivo, não-zerado.

[005] Tem-se como um objetivo contínuo dos fabricantes de pneus vir a se superar uma ou mais das desvantagens mencionadas anteriormente.

Sumário da Invenção

[006] Um pneu, de acordo com a presente invenção, inclui uma porção de banda de rodagem anular contendo um sulco estendendo-se de maneira circunfe-rencial tendo estruturas de ponte nos intervalos circunferenciais em torno do sulco e dos receptáculos de delineamento entre os mesmos. Cada receptáculo tem superfícies curvas de transição separando as estruturas de ponte das superfícies curvas de base do receptáculo. As superfícies curvas de transição têm raios de curvatura entre 2,0 mm e 4,0 mm. As superfícies curvas de base têm raios de curvatura entre 4,0 mm e 8,00 mm.

[007] De acordo com um outro aspecto do pneu, as superfícies curvas de transição têm um raio de curvatura em torno de 3,0 mm.

[008] De acordo ainda com outro aspecto do pneu, as superfícies curvas de base têm um raio de curvatura em torno de 6,0 mm.

[009] Um exemplo de pneu para uso com a presente invenção pode incluir uma porção de banda de rodagem anular incluindo um sulco estendendo-se de maneira circunferencial tendo uma seção transversal de maneira circunferencial guarnecida, a seção transversal tendo um raio de base superior entre 5,0 mm e 15,0 mm ao longo de um ângulo de delineação entre 0,5° e 1,5°, um raio de base inferior entre 2,0 mm e 8,0 mm, e juntamente com um ângulo de delineação entre 8,0° e 12,0°, e um raio de transição entre 0,1 mm e 0,9 mm.

[010] De acordo com um outro aspecto do pneu de exemplo, o raio da base superior é em torno de 10,0 mm.

[011] De acordo ainda com um outro aspecto do pneu de exemplo, o raio da base inferior é em torno de 5,0 mm.

[012] De acordo ainda com um outro aspeto do pneu de exemplo, o raio da base superior tem um ângulo de delineação em torno de 1,0°.

[013] De acordo ainda com um outro aspecto do pneu de exemplo, o raio da base inferior tem um ângulo de delineação em torno de 10,0°.

[014] De acordo ainda com um outro aspecto do pneu de exemplo, o raio de transição é em torno de 0,5 mm.

[015] De acordo ainda com um outro aspecto do pneu de exemplo, a seção transversal tem uma largura máxima entre 10,0 mm e 20,0 mm.

[016] De acordo ainda com um outro aspecto do pneu de exemplo, a seção transversal tem uma largura máxima de 15,0 mm.

[017] Os aspectos e fatores anteriores deste relatório descritivo da presente invenção podem ser combinados ou substituídos uns pelos outros.

Definições

[018] "Ápice" ou "Ápice de enchedor de talão pneumático" significa um en-chedor elastomérico localizado em sentido radial acima do núcleo de talão pneumático e entre as pregas de carcaça e pregas de giro ascendente.

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

[020] "Talão pneumático" significa aquela parte do pneu que compreende um membro de tensão anular, normalmente referido como um "núcleo de talão pneumático" envolvido por cordões de pregas de carcaça e configurado com ou sem outros elementos de reforço, tais como espaçadores, martelo de cinzelar, ápices, artelhos de proteção e forro de nylon, ajustando-se ao modelo de aro.

[021] "Estrutura de cinta" ou "cintas de reforço" significa pelo menos duas camadas anulares ou pregas de cordões paralelos, tramadas ou sem tramas, subjacentes à banda de rodagem, não unificadas ao talão pneumático, e tendo ambos os ângulos de cordão esquerdo e direito dentro da faixa indo de 17 graus a 27 graus com respeito ao plano equatorial do pneu.

[022] "Ângulo de caimento" ou "caimento" significa um ângulo entre o plano equatorial do pneu e uma linha perpendicular com a estrada. Este ângulo é positivo quando a porção superior do pneu é inclinada em sentido externo quando instalada no veículo, e negativo quando a porção superior do pneu é inclinada em sentido interno.

[023] "Carcaça" significa a estrutura do pneu que não faz parte da estrutura da cinta, banda de rodagem, banda de rodagem inferior, e borracha da parede lateral acima das pregas, incluindo, porém os talões.

[024] "Circunferencial" significa as linhas ou direções estendendo-se ao longo ou paralelas ao perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial.

[025] "Seção transversal" significa no presente pedido, uma seção transversal dando sequência ou assentando-se em um plano que se estende ao longo da direção axial e da direção radial do pneu. Uma "seção transversal" com respeito a banda de rodagem ou os seus componentes, como por exemplo os seus sulcos, pode ser também considerada como o perfil da banda de rodagem ou seus componentes.

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

[027] "Sulco" significa uma área vazia alongada em uma banda de rodagem que pode se estender de maneira circunferencial. Uma largura ou profundidade de sulco pode ser igual a sua largura ou profundidade médias em relação a sua exten-são.

[028] "Centralização interna" significa uma direção axialmente orientada em direção a um centro do veículo.

[029] "Interior" significa, caso não sendo definido de outra forma, uma direção axial interna.

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

[031] "Carga normal" significa a pressão de enchimento de modelo específico e carga projetada pela organização de padronização apropriada para a condição de serviço para o pneu.

[032] "Centralização externa" significa uma direção axialmente orientada para fora do centro do veículo.

[033] "Exterior" significa, caso não sendo definido de outra forma, uma direção axial externa.

[034] "Cobertura" significa uma prega disposta radialmente no topo da cinta ou nas pregas de cinta. Tais coberturas são empregadas, frequentemente, para reforço dos pneus para altas velocidades.

[035] "Radial" e "radialmente" significam direções radialmente direcionadas ou afastadas do eixo de rotação do pneu. Em conexão com as partes "interna" ou "externa", se refere ao eixo do pneu.

[036] "Parede lateral" significa aquela porção de um pneu entre a banda de rodagem e o talão pneumático ou, no contexto do presente relatório descritivo, significa também um limite lateral de um sulco de banda de rodagem.

[037] "Ângulo de escorregamento" ou "escorregamento" significa o ângulo entre uma direção de trajeto de rolamento do pneu e a orientação do plano equatorial do pneu.

[038] "Banda de rodagem" ou "porção de banda de rodagem" significa um ou mais componentes de borracha que quando aglutinados junto a uma carcaça de pneu incluem aquela porção do pneu que está em contato com a estrada quando o pneu está normalmente enchido e sob carga normal.

[039] "Largura de banda de rodagem" significa o comprimento de arco da superfície de banda de rodagem no plano incluindo o eixo de rotação do pneu.

[040] "Banda de rodagem inferior" significa uma camada de borracha colocada sob uma banda de rodagem extrusada para intensificar a aderência da banda de rodagem com as pregas de estabilizador durante a instalação do pneu e, preferencialmente, para revestir a extremidade das cintas de corte.

Breve Descrição dos Desenhos

[041] A estrutura, operação, e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes mediante uma análise da descrição a seguir considerada em conjunto com os desenhos de acompanhamento, em que:

[042] A Figura 1 representa uma vista em perspectiva esquemática de exemplo de parte de uma banda de rodagem de pneu de acordo com a presente invenção.

[043] A Figura 2 representa uma vista da seção transversal esquemática de exemplo considerada ao longo da linha 2-2 na Figura 1.

[044] A Figura 3 representa uma vista de detalhe esquemático de exemplo de parte da banda de rodagem de pneu da Figura 1.

[045] A Figura 4 representa uma seção transversal esquemática de exemplo através de uma banda de rodagem de pneu com sulcos assimétricos para uso com a presente invenção;

[046] A Figura 5 representa uma seção transversal esquemática de exemplo de um sulco mais externo da banda de rodagem de pneu de exemplo da Figura 4;

[047] A Figura 6 representa uma seção transversal esquemática de exemplo de um sulco intermediário da banda de rodagem de pneu de exemplo da Figura 4; e

[048] A Figura 7 representa esquematicamente uma seção transversal de exemplo da banda de rodagem de pneu da Figura 4 durante uma manobra de bole-amento.

Descrição Detalhada de Exemplos da Presente Invenção

[049] O Pedido de Patente Norte-Americana No. 16/989,923 do presente Requerente, depositado em 11 de agosto de 2020, está incorporado neste relatório descritivo como referência integral. A Figura 4 mostra uma seção transversal esquemática de parte de um pneu 1 de exemplo para uso com a presente invenção. O pneu 1 de exemplo pode ser pneumático ou não-pneumático. O pneu 1 de exemplo pode ter uma banda de rodagem 10 de exemplo, um forro de revestimento interno 13, uma estrutura de cinta 12 compreendendo cintas ou pregas de cintas 11, uma prega de carcaça 9, duas paredes laterais 2, e duas regiões de talão pneumático 3 compreendendo ápices 5 e núcleos de talão 4. O pneu 1 de exemplo pode ser adequado, por exemplo, para a montagem de um aro de um veículo, como por exemplo, um veículo para passageiros ou caminhão. O pneu de exemplo detalhado pode ser direcional ou não. Além disso, o pneu 1 de exemplo pode incluir banda de rodagem assimétrica ou simétrica 10 com respeito ao plano equatorial EP, com a banda de rodagem 10 de exemplo estendendo-se entre uma parede lateral interna 2 destinada a ser disposta em uma posição de montagem de centralização interna de um veículo e uma parede lateral externa 2 destinada a ser disposta em uma posição de montagem de centralização externa do veículo. A prega de carcaça 9 pode incluir um par de porções de extremidade axialmente opostas 6, cada uma das quais sendo presa em um dos respectivos núcleos de talão pneumático 4. Cada porção de extremidade axial 6 da prega de carcaça 9 pode ser girada para cima e em torno de cada respectivo núcleo de talão pneumático 4 até a uma posição suficiente para ancoragem de cada porção de extremidade axial 6 na região de talão 3. A prega de carcaça 9 pode ser uma prega vulcanizada tendo uma pluralidade de membros de reforço de carcaça substancialmente paralelos feitos de materiais como o poliéster, raiom, aço, carbono, tecido, titânio, e/ou materiais adequados similares. As porções de giro ascendente 6 da prega de carcaça 9 podem se engatar com as superfícies externas axiais dos dois espaçadores 8 e as superfícies internas axiais de dois martelos de cinzelar 7. A porção principal da banda de rodagem de exemplo 10 pode ser formada de qualquer composto ou compostos adequados de banda de rodagem. A presente invenção não fica limitada ao modelo de pneu ou ao material, conforme a descrição anterior fornecida.

[050] Conforme mostrado na Figura 4, a banda de rodagem de exemplo 10 pode ter três sulcos principais se estendendo de maneira circunferencial 20, 21, 22 , cada sulco definindo genericamente uma abertura em formato de U na banda de rodagem 10. Os sulcos principais 20, 21, 22 podem incluir um sulco na direção de centralização externa ou axialmente mais externa 20, um sulco na direção de centralização interna ou axialmente mais interna 22, e pelo menos um sulco intermediário 21 disposto entre o sulco mais externo 20 e o sulco mais interno 22. Na Figura 1, a direção axialmente interna é indicada pela direção I, enquanto que a direção axialmente mais externa é indicada pela direção O. Uma direção radialmente externa é indicada pela direção R. A banda de rodagem 10 pode incluir ainda sulcos auxiliares se estendendo de maneira circunferencial (não mostrados), os quais podem ser dispostos entre ou ao lado dos sulcos principais 20, 21, 22. Os sulcos auxiliares podem ser, em geral, menos largos e/ou menos profundos do que os sulcos principais 20, 21, 22. Cada um dos sulcos principais 20, 21, 22 pode ser pelo menos duas vezes tão largos e/ou pelo menos duas vezes tão profundos quanto cada um dos sulcos auxiliares.

[051] Cada sulco principal 20, 21, 22 pode compreender uma seção transversal com uma base ou fundo de sulco 25, 28, 31 separando lateralmente um par de paredes laterais 23, 24, 26, 27, 29, 30 estendendo-se essencialmente em sentido radial, e uma abertura de sulco essencialmente em sentido radial oposto ao fundo de sulco 25, 28, 31. A abertura de sulco pode ser considerada como assentando-se em um plano da superfície da banda de rodagem que contata o solo quando rolando. Alternativamente, a seção transversal ou perfil da abertura de sulco pode ser considerada como uma linha reta entre as superfícies radialmente externas de duas nervuras circunferenciais formando as paredes laterais, ou delimitando, o respectivo sulco 20, 21, 22. Cada parede lateral 23, 24, 26, 27, 29, 30 pode se estender por sobre a maior parte da profundidade do sulco e os sulcos principais 20, 21, 22 podem aumentar, em geral, as suas profundidades em uma direção radialmente externa R.

[052] O fundo do sulco 25, 28, 31 pode se estender axialmente por sobre a maior parte da largura máxima do sulco 20, 21, 22, correspondente. Entretanto, nos outros exemplos, um fundo de sulco pode ser opcional. Por exemplo, as paredes laterais de um sulco podem se encontrar lateralmente em somente um ponto na seção transversal ou em uma linha circunferencial.

[053] A Figura 5 representa uma seção transversal esquemática do sulco mais externo 20 da banda de rodagem de exemplo 10, de acordo com a Figura 4. Cada parede lateral 23, 24 do sulco mais externo 20 pode ser inclinada com respeito a uma linha reta perpendicular à abertura de sulco 32. As paredes laterais 23, 24 podem ser inclinadas por ângulos iguais ou diferentes α, β em direções opostas. Na Figura 5, ambas paredes laterais 23, 24 são inclinadas por um ângulo em torno de 20⍛. Entretanto, ambas paredes laterais 23, 24 podem ser inclinadas entre 25° e 40°, ou entre 30° e 35°.

[054] Conforme mostrado na Figura 4, o sulco mais externo 20 pode incluir um chanfro 33 em uma extremidade radialmente externa da parede lateral interna 24, a qual é inclinada com respeito à abertura de suco 32 por um ângulo γ entre 10° e 45°, ou entre 20° e 35°. A elevação radial do chanfro 33, por exemplo, pode ficar entre 10% e 25% da elevação máxima do sulco 20, e a largura do chanfro 33, por exemplo, pode ficar entre 10% e 20% da largura da seção transversal da abertura do sulco 32. Na lateral axialmente oposta do sulco 20 (oposta ao chanfro 33), o sulco pode ter uma borda descontínua 34 destinada a contatar a estrada quando rolando. O fundo de sulco 25 pode ser inclinado com respeito à abertura de sulco 32, de forma a reduzir a profundidade do sulco de centralização externa 20 em uma direção axialmente externa.

[055] A seção transversal do sulco mais externo pode incluir adicionalmente porções 35, 36 unindo o fundo de sulco 25 com a parede lateral interna 24 e a parede lateral externa 23. As porções de junção 35, 36 podem ser retas, ou podem ser curvadas e compreenderem uma porção de junção axialmente externa 35 com um raio de curvatura R1, e uma porção de junção axialmente interna 36 com um raio de curvatura R2 inferior a R1. Preferencialmente, o raio de curvatura R1 é pelo menos duas vezes o raio de curvatura R2.

[056] A Figura 6 mostra uma seção transversal esquemática de um sulco intermediário 21 da banda de rodagem de exemplo 10 de acordo com a Figura 1. Cada parede lateral 26, 27 do sulco intermediário 21 pode ser inclinada com respeito a uma linha reta perpendicular à abertura de sulco 37. A parede lateral interna 27 pode ser inclinada por um ângulo φ entre 1° e 20°, ou entre 1° e 10°. A parede lateral externa 26 pode ser inclinada por um ângulo δ entre 25° e 40°, ou entre 30° e 40°. Em outras palavras, a parede lateral externa 26 pode ser mais inclinada do que a parede lateral interna 27.

[057] Além disso, o sulco intermediário 21 pode incluir um chanfro 38 radialmente em uma extremidade externa da parede lateral externa 26, podendo ser inclinado com respeito à abertura de sulco 37 por um ângulo θ entre 10° e 45°, ou entre 20° e 35°, e sendo que a elevação do chanfro pode ficar entre 5% e 15% da profundidade máxima do sulco intermediário 21. A largura da seção transversal do chanfro pode ficar em torno de 5% a 15% da largura da abertura do sulco. Na lateral oposta axialmente do sulco intermediário 21, ao invés de um chanfro, o sulco intermediário pode incluir uma borda 39 destinada a contatar a estrada.

[058] O fundo de sulco 28 do sulco intermediário 21 pode ser também inclinado com respeito à abertura de sulco 37 de modo a reduzir a profundidade do sulco intermediário em uma direção de centralização externa. Em semelhança ao sulco externo, o sulco intermediário 21 pode incluir porções 40, 41 unindo o fundo de sulco 28 com a parede lateral interna 27 e a parede lateral externa 26. As porções de junção 40, 41 podem ser retas, ou podem ser curvadas. Uma porção de junção externa curvada 40 pode ter um primeiro raio de curvatura R3, e uma porção de junção interna 41 pode ter um segundo raio de curvatura R4 superior ao R3. Por exemplo, o raio de curvatura R4 pode ser pelo menos duas vezes o raio de curvatura R3.

[059] O sulco mais interno 22, descrito de acordo com a Figura 4, pode ser genericamente simétrico ao sulco intermediário 21 (conforme mostrado na Figura 6) com respeito a um plano perpendicular ao eixo do pneu 1 de exemplo. Em outras palavras, a seção transversal da ranhura mais interna 22 pode corresponder substancialmente a seção transversal espelhada do sulco intermediário 21. Em particular, o sulco mais interno 22 pode incluir, da centralização externa para a interna, uma parede externa lateral 29, uma porção de junção externa, um fundo de sulco 31, uma porção de junção interna, uma parede lateral interna 30, e um chanfro com ângulos iguais ou similares, comprimentos iguais ou similares, e/ou raios de curvatura descritos de acordo com respeito ao sulco intermediário 21. Em geral, as palavras "similar" ou "em torno" podem ser entendidas como uma variação de um valor inferior a 20%, ou inferior a 5%.

[060] A largura do sulco intermediário 21 pode ser maior do que a largura do sulco mais externo 20. A área da seção transversal do sulco intermediário 21 pode correspondentemente ser maior do que a área da seção transversal do sulco mais externo 20. Tal fator pode melhorar ainda mais a estabilidade do pneu diante de ma-nobras de boleamento. Entretanto, a largura e/ou a área de seção transversal dos sulcos 20, 21, 22 podem ser também iguais. A Figura 7 mostra uma seção transversal esquemática de uma deformação de uma porção do pneu 1 de exemplo da Figura 1, durante uma manobra de boleamento de centralização interna com respeito ao pneu 1 de exemplo.

[061] Conforme estabelecido anteriormente, uma banda de rodagem 100 pode apresentar um ou mais sulcos circunferenciais 101 de acordo com a presente invenção para melhoramento da durabilidade (Figuras 1-3). Conforme mostrado na Figura 1, o sulco 101 pode incluir estruturas de pontes 110 em intervalos circunferenciais em torno do sulco e dos receptáculos delineados 120 entre os mesmos. Cada receptáculo 120 pode apresentar superfícies curvas de transição 121 separando as estruturas de pontes 110 das superfícies curvas de base 122 do receptáculo. As superfícies curvas de transição 121 podem ter raios de curvatura entre 2,0 mm e 4,0 mm, ou 3,0 mm. As superfícies curvas de base 122 podem ter raios de curvatura entre 4,0 mm e 8,0 mm, ou 6,0 mm.

[062] Em geral, e em adição aos fatores descritos acima, é possível ainda se reforçar pelo menos o fundo de um ou mais sulcos de forma a melhorar ainda mais a rigidez do sulco diante de condições de boleamento e/ou se reduzir o cambamento do sulco. A combinação dos reforços de fundo de sulco e dos modelos de sulco mencionados no relatório podem melhorar ainda mais o desempenho da rigidez e do manejo do pneu 1 de exemplo.

[063] Enquanto certos exemplos e detalhes representativos tenham sido mostrados com a finalidade de ilustrarem a presente invenção, tornar-se-á evidente aos especialistas nesta técnica que diversas alterações e modificações podem ser feitas sem haver o afastamento do âmbito da presente invenção definida de acordo com o quadro de reivindicações em apenso. Em qualquer caso, os exemplos descritos acima não devem ser entendidos dentro de um sentido limitado. Em particular, os fatores dos exemplos acima podem ser também substituídos por outros ou combinados entre si.

Claims

Pneu, CARACTERIZADO pelo fato de que uma porção de banda de rodagem anular inclui um sulco estendendo-se de maneira circunferencial tendo estruturas de pontes em intervalos circunferenciais em torno do sulco e receptáculos contornados entre os mesmos, cada receptáculo tendo superfícies curvas de transição separando as estruturas de pontes das superfícies curvas de base do receptáculo, as superfícies curvas de transição tendo raios de curvatura entre 2,0 mm e 4,0 mm, as superfícies curvas de base podem apresentar raios de curvatura entre 4,00 mm e 8,00 mm.
Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies curvas de transição têm raio de curvatura em torno de 3,00 mm.
Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies curvas de base têm raio de curvatura em torno de 6,00 mm.