BR102022005795A2 - Construção de banda de cisalhamento - Google Patents

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BR102022005795A2
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BR102022005795-8A
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Claude Ernest Felix Boes
Francesco Sportelli
Stefan Wilms
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The Goodyear Tire & Rubber Company
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Abstract

Uma banda de cisalhamento para um pneu inclui uma primeira camada de tecido radialmente externa anular que se estende circunferencialmente ao redor do pneu; e uma segunda camada de tecido radialmente interna anular que se estende circunferencialmente ao redor do pneu. A banda de cisalhamento é formada a partir de uma única faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente circunferencialmente e axialmente com uma primeira borda da faixa de banda de cisalhamento. A primeira borda da faixa de banda de cisalhamento tem uma primeira aba de extensão para engatar uma segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento. A primeira aba de extensão é fixada de forma contínua à segunda borda oposta linearmente ao longo da segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.

Description

CONSTRUÇÃO DE BANDA DE CISALHAMENTO Campo da Invenção
[001] A presente invenção fornece uma banda de cisalhamento aperfeiçoada para uso em pneus não pneumáticos, pneus pneumáticos e/ou outras tecnologias.
Fundamento da Invenção
[002] Um exemplo convencional refere-se a um pneu resiliente estruturalmente suportado que suporta uma carga sem pressão de ar interna. Este pneu não pneumático inclui uma parte de contato com o solo e partes de parede lateral que se estendem radialmente para dentro da parte de banda de rodagem e ancoram em partes de talão de pneu adaptadas para permanecerem seguras a uma roda durante o rolamento da roda/pneu. Uma banda de cisalhamento anular reforçada é disposta radialmente para dentro da parte de banda de rodagem. Esta banda de cisalhamento inclui, pelo menos, uma camada de cisalhamento, uma primeira membrana aderida à extensão radialmente interna da camada de cisalhamento e uma segunda membrana aderida à extensão radialmente externa da camada de cisalhamento. Cada uma das membranas tem um módulo de tração longitudinal suficientemente maior do que o módulo de cisalhamento dinâmico da camada de cisalhamento, de modo que, quando sob carga, a parte de contato com o solo do pneu se deforma em uma região de contato plana através da deformação cisalhante na camada de cisalhamento, mantendo comprimento constante das membranas. O deslocamento relativo das membranas ocorre substancialmente por deformação cisalhante na camada de cisalhamento.
[003] Outro pneu não pneumático convencional inclui uma banda de cisalhamento anular externa e uma pluralidade de raios de rede que se estendem transversalmente e radialmente para dentro da banda de cisalhamento e são ancoradas em uma roda ou cubo. A banda de cisalhamento pode compreender uma camada de cisalhamento anular, uma primeira membrana aderida à extensão radialmente interna da camada de cisalhamento, e uma segunda membrana aderida à extensão radialmente externa da camada de cisalhamento. Sob carga, esta banda de cisalhamento se deforma na área de contato com a superfície do solo através de um mecanismo que inclui a deformação por cisalhamento da banda de cisalhamento.
[004] Conforme descrito acima, uma banda de cisalhamento pode fornecer benefícios de desempenho desejáveis em um pneu. Conforme descrito abaixo, a banda de cisalhamento, de acordo com a presente invenção, pode melhorar ainda mais as capacidades de desempenho do pneu. Esta construção aperfeiçoada para a banda de cisalhamento pode ter aplicação em pneus pneumáticos, pneus não pneumáticos e também em outros produtos.
Sumário da Invenção
[005] Uma banda de cisalhamento para um pneu, de acordo com a presente invenção, inclui uma primeira camada de tecido radialmente externa anular que se estende circunferencialmente ao redor do pneu; e uma segunda camada de tecido radialmente interna anular que se estende circunferencialmente ao redor do pneu. A banda de cisalhamento é formada a partir de uma única faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente circunferencialmente e axialmente com uma primeira borda da faixa de banda de cisalhamento. A primeira borda da faixa de banda de cisalhamento tem uma primeira aba de extensão para engatar uma segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento. A primeira aba de extensão é fixada de forma contínua à segunda borda oposta linearmente ao longo da segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
[006] De acordo com outro aspecto da banda de cisalhamento, um primeiro lado plano da única faixa de banda de cisalhamento compreende a primeira camada de tecido radialmente externa e um segundo lado plano da única faixa de banda de cisalhamento compreende a segunda camada de tecido radialmente interna.
[007] De acordo ainda com outro aspecto da banda de cisalhamento, uma lâmina corta a faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente, de modo que a única faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente tenha bordas anulares paralelas opostas que definem o primeiro lado plano e o segundo lado plano.
[008] De acordo ainda com outro aspecto da banda de cisalhamento, a primeira aba de extensão é fixada à segunda borda oposta por tricotagem.
[009] De acordo com ainda outro aspecto da banda de cisalhamento, parte da primeira camada de tecido radialmente externa da banda de cisalhamento inclui a primeira aba de extensão.
[010] De acordo ainda com outro aspecto da banda de cisalhamento, a segunda borda da faixa de banda de cisalhamento tem uma segunda aba de extensão para engatar a primeira borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
[011] De acordo com ainda outro aspecto da banda de cisalhamento, a segunda borda da faixa de banda de cisalhamento tem uma segunda aba de extensão para engatar a primeira borda oposta da faixa de banda de cisalhamento, a segunda aba de extensão sendo continuamente fixada à primeira borda oposta linearmente ao longo da segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
[012] De acordo ainda com outro aspecto da banda de cisalhamento, a segunda aba de extensão é fixada de forma contínua à primeira borda oposta linearmente ao longo da primeira borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
[013] Ainda de acordo com outro aspecto da banda de cisalhamento, a segunda aba de extensão é fixada à primeira borda oposta por tricotagem.
[014] De acordo com ainda outro aspecto da banda de cisalhamento, parte da segunda camada de tecido radialmente externa da banda de cisalhamento inclui a segunda aba de extensão.
[015] Um método constrói uma pluralidade de bandas de cisalhamento para pneus. O método inclui as etapas de: enrolamento helicoidal de uma única faixa de banda de cisalhamento ao redor de si mesma para produzir uma estrutura cilíndrica; fixar uma primeira borda da única faixa de banda de cisalhamento a uma segunda borda oposta da única faixa de banda de cisalhamento por uma primeira aba que se estende desde a primeira borda da única faixa de banda de cisalhamento; e corte axial e circunferencialmente da estrutura cilíndrica em múltiplos locais.
[016] De acordo com outro aspecto da banda de método, a etapa de corte produz a pluralidade de bandas de cisalhamento anulares com lados paralelos axialmente opostos.
[017] De acordo com ainda outro aspecto da banda de método, a etapa de corte produz uma primeira camada de tecido radialmente externa de cada uma da pluralidade de bandas de cisalhamento de um primeiro lado plano da única faixa de banda de cisalhamento.
[018] De acordo com ainda outro aspecto da banda de método, a etapa de corte produz uma segunda camada de tecido radialmente interna de cada uma da pluralidade de bandas de cisalhamento de um segundo lado plano da única faixa de banda de cisalhamento.
[019] De acordo com ainda outro aspecto da banda de método, uma outra etapa inclui fixar a primeira aba da primeira borda da única faixa de banda de cisalhamento a uma segunda borda oposta da única faixa de banda de cisalhamento por tricotagem.
[020] De acordo com ainda outro aspecto da banda de método, as primeiras camadas de tecido radialmente externas de cada banda de cisalhamento incluem parte da primeira aba que se estende desde a primeira borda da única faixa de banda de cisalhamento.
[021] De acordo com ainda outro aspecto da banda de método, as segundas camadas de tecido radialmente internas de cada banda de cisalhamento incluem parte de uma segunda aba que se estende desde a segunda borda da única faixa de banda de cisalhamento.
[022] De acordo com ainda outro aspecto da banda de método, uma outra etapa inclui fixar a segunda aba da segunda borda da única faixa de banda de cisalhamento a uma primeira borda oposta da única faixa de banda de cisalhamento por tricotagem.
Definições
[023] Conforme usado aqui e nas reivindicações:
[024] "Aderir" significa ligar um item a outro item por cola, solda, fricção, engate mecânico, fusão e/ou outro método de coesão.
[025] "Enchimento" significa um material de enchimento elastomérico localizado radialmente acima do encordoamento e entre as lonas e a redobra.
[026] "Anular" significa formado como um anel.
[027] "Aramida" e "poliamida aromática" ambas significam uma fibra fabricada na qual a substância formadora de fibra é geralmente reconhecida como uma longa cadeia de poliamida aromática sintética na qual, pelo menos, 85% das ligações amida estão ligadas diretamente aos dois anéis aromáticos. Representativa de uma aramida ou poliamida aromática é uma poli (p-fenilenotereftalamida).
[028] "Relação de aspecto" significa a relação de uma altura de seção de pneu e sua largura de seção. Por exemplo, a relação de aspecto pode ser a distância axial máxima entre o exterior das paredes laterais do pneu quando descarregado e inflado à pressão normal, multiplicado por 100% para expressão como uma porcentagem. Uma relação de aspecto baixa pode significar um pneu com uma relação de aspecto de 65 e abaixo.
[029] "Relação de aspecto de uma seção transversal de talão de pneu" significa a relação de uma altura de seção de talão de pneu para sua largura de seção.
[030] "Banda de rodagem assimétrica" significa uma banda de rodagem que tem um padrão de banda de rodagem não simétrico em relação ao plano central ou plano equatorial (EP) do pneu.
[031] "Axial" e "axialmente" referem-se a linhas ou direções que são paralelas ao eixo de rotação do pneu.
[032] "Talão de pneu" significa aquela parte do pneu que compreende um elemento de tração anular envolto por cordonéis da lona e moldado, com ou sem outros elementos de reforço, tais como cobre-talões, camadas de reforço, enchimentos, anteparos e telas antifricção, para encaixar o aro de desenho.
[033] "Estrutura de correia" significa, pelo menos, duas camadas anulares ou lonas de cordonéis paralelos, tecidas ou não tecidas, subjacentes à banda de rodagem, não ancoradas ao talão de pneu, e tendo cordonéis inclinados em relação ao plano equatorial (EP) do pneu. A estrutura de correia também pode incluir lonas de cordonéis paralelos inclinadas em ângulos relativamente baixos, atuando como camadas restritivas.
[034] "Pneu de viés" (lona cruzada) significa um pneu no qual os cordonéis de reforço na lona de esqueleto se estendem diagonalmente através do pneu de talão de pneu para talão de pneu em um ângulo de cerca de 25° a 65° em relação ao plano equatorial (EP) do pneu. Se várias lonas estiverem presentes, os cordonéis da lona correm em ângulos opostos em camadas alternadas.
[035] "Entrançado tubular" significa uma estrutura tubular incluindo um cordonel/filamento/fio/faixa com geralmente três ou mais fios componentes formando um padrão diagonal regular ao longo de seu comprimento. A estrutura do tubo pode ser uma banda estreita, banda em forma de corda, formada por pregueamento ou tecelagem de vários fios. O entrançamento pode resultar em um tubo de tecido entrelaçado com faixas cruzadas colocadas juntas em formação diagonal formando assim uma faixa estreita de tecido tubular, que pode ser achatada para formar uma faixa e/ou camada de tubo achatada.
[036] "Quebradores" significam, pelo menos, duas camadas anulares ou lonas de cordonéis de reforço paralelas com o mesmo ângulo em relação ao plano equatorial (EP) do pneu que os cordonéis de reforço paralelos nas lonas de esqueleto. Os quebradores geralmente estão associados a pneus de viés.
[037] "Cabo" significa um cordonel formado pela torção de dois ou mais fios dobrados.
[038] "Esqueleto" significa a estrutura do pneu separada da estrutura da correia, banda de rodagem, banda de rodagem inferior e borracha da parede lateral sobre as lonas, mas incluindo os talões de pneu.
[039] "Carcaça" significa o esqueleto, estrutura da correia, talões de pneu, paredes laterais e todos os outros componentes do pneu, exceto a banda de rodagem e a banda de rodagem inferior, ou seja, todo o pneu.
[040] "Camada de reforço" refere-se a uma banda estreita de tecido ou cordonéis de aço localizados na área do talão de pneu cuja função é reforçar a área do talão de pneu e estabilizar a parte radialmente mais interna da parede lateral.
[041] "Circunferencial" e "circunferencialmente" significam linhas ou direções que se estendem ao longo do perímetro da superfície do pneu anular paralelo ao plano equatorial (EP) e perpendicular à direção axial; também podem referir-se à direção dos conjuntos de curvas circulares adjacentes cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, como vista em corte transversal.
[042] "Compósito", como usado aqui, significa construído a partir de duas ou mais camadas.
[043] "Cordonel" significa um dos fios de reforço que compõem as estruturas de reforço do pneu.
[044] "Ângulo de cordonel" significa o ângulo agudo, à esquerda ou à direita, em uma vista plana do pneu, formado por um cordonel em relação ao plano equatorial (EP). O "ângulo de cordonel" é medido em um pneu curado, mas não inflado.
[045] "Torção de cordonel" significa que cada fio de cordonel tem seus filamentos componentes torcidos juntos em um determinado número de voltas por unidade de comprimento do fio (geralmente expresso em voltas por polegada (TPI) ou voltas por metro (TPM)) e adicionalmente os fios são torcidos juntos em um determinado número de voltas por unidade de comprimento do cordonel. A direção da torção refere-se à direção da inclinação das espirais de um fio ou cordonel quando ele é mantido verticalmente. Se a inclinação das espirais estiver em conformidade com a inclinação da letra "S", em seguida, a torção será chamada de "S" ou "mão esquerda". Se a inclinação das espirais estiver em conformidade com a inclinação da letra "Z", em seguida, a torção será chamada de "Z" ou "mão direita". Uma direção de torção "S" ou "mão esquerda" é entendida como uma direção oposta de uma torção "Z" ou "mão direita". "Torção de fio" é entendida como a torção transmitida a um fio antes que o fio seja incorporado a um cordonel, e "torção de cordonel" é entendida como a torção transmitida a dois ou mais fios quando eles são torcidos um com o outro para formar um cordonel. "dtex" é entendido como significando o peso em gramas de 10.000 metros de um fio antes que o fio tenha uma torção transmitida ao mesmo.
[046] "Cortar lona da correia" refere-se a uma correia com uma largura inferior à largura da banda de rodagem, que fica plana sobre as lonas do esqueleto na área da coroa do pneu.
[047] "Coroa" significa aquela parte do pneu na proximidade da banda de rodagem do pneu.
[048] "Denier" significa o peso em gramas por 9000 metros (unidade para expressar a densidade linear). “Dtex” significa o peso em gramas por 10.000 metros.
[049] "Densidade" significa peso por unidade de comprimento.
[050] "Módulo de cisalhamento dinâmico" significa o módulo de cisalhamento medido de acordo com ASTM D5992.
[051] "Elastômero" significa um material resiliente capaz de recuperar tamanho e forma após deformação.
[052] "Alongamento na ruptura" significa o alongamento à tração como medido por ASTM D412-98a e conduzido a 100ºC em vez de ambiente.
[053] "Plano equatorial (EP)" significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu e que passa pelo centro da sua banda de rodagem; ou o plano que contém a linha central circunferencial da banda de rodagem.
[054] "Padrão de banda de rodagem em evolução" significa um padrão de banda de rodagem, cuja superfície de rolamento, que se destina a estar em contato com a estrada, evolui com o desgaste da banda de rodagem resultante do deslocamento do pneu contra uma superfície de estrada, a evolução sendo predeterminada no momento da concepção do pneu, de modo a obter desempenhos de aderência e manuseio em estrada que permanecem substancialmente inalterados durante todo o período de uso/desgaste do pneu, independentemente do grau de desgaste da banda de rodagem.
[055] "Tecido" significa uma rede de cordonéis que se estendem essencialmente unidirecionalmente, que podem ser torcidos, e que por sua vez são compostos por uma pluralidade de uma multiplicidade de filamentos (que também podem ser torcidos) de um material de alto módulo
[056] "Fibra" é uma unidade de matéria, natural ou artificial, que forma o elemento básico dos filamentos; caracterizada por ter um comprimento de pelo menos 100 vezes o seu diâmetro ou largura.
[057] "Contagem de filamentos" significa o número de filamentos que compõem um fio. Exemplo: o poliéster 1000 denier possui aproximadamente 190 filamentos.
[058] "Cobre-talão" refere-se a um tecido de reforço ao redor do fio de talão de pneu para resistência e para amarrar o fio de talão de pneu no corpo do pneu.
[059] "Pegada" significa o remendo de contato ou área de contato da banda de rodagem do pneu com uma superfície plana a velocidade zero e sob carga e pressão normais.
[060] "Gauge" refere-se geralmente a uma medição, e especificamente a uma medição de espessura.
[061] "Sulco" significa uma área vazia alongada em uma banda de rodagem que pode se estender circunferencialmente ou lateralmente ao redor da banda de rodagem de maneira reta, curva ou em ziguezague. Sulcos que se estendem circunferencialmente e lateralmente, às vezes, têm partes comuns. A "largura do sulco" pode ser a superfície da banda de rodagem ocupada por um sulco ou parte de sulco dividida pelo comprimento de tal sulco ou parte de sulco; assim, a largura de sulco pode ser sua largura média em relação ao seu comprimento. Os sulcos podem ter profundidades variadas em um pneu. A profundidade de um sulco pode variar ao redor da circunferência da banda de rodagem, ou a profundidade de um sulco pode ser constante, mas variar da profundidade de outro sulco no pneu. Se tais sulcos estreitos ou largos são de profundidade substancialmente reduzida em comparação com sulcos circunferenciais largos, que eles interconectam, eles podem ser considerados como formando "barras de ligação" tendendo a manter um caráter similar a nervuras na região da banda de rodagem envolvida. Conforme usado aqui, um sulco deve ter uma largura grande o suficiente para permanecer aberta no remendo de contato ou pegada dos pneus.
[062] "Aço de alta resistência (HT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de, pelo menos, 3400 MPa a 0,20 mm de diâmetro de filamento.
[063] "Histerese" significa uma tangente de perda dinâmica (por exemplo, max tan delta). As características dinâmicas dos materiais são medidas em um Sistema de Teste de Elastômero MTS 831 de acordo com ASTM D5992. A resposta de uma amostra de material vulcanizado (peça de ensaio cilíndrica de uma espessura de 4 mm e uma seção de 400 mm2), submetida a uma tensão de cisalhamento senisoidal única alternada, a uma frequência de 10 Hz e a 80ºC, é registrada. A varredura é conduzida em uma amplitude de deformação de 0,1% por cento a 50% por cento (ciclo de ida), em seguida, de 50% por cento a 0,1% por cento (ciclo de retorno). O módulo de cisalhamento máximo G max em MPa e o valor máximo da tangente do ângulo de perda tan delta (max tan delta) são determinados durante o ciclo de saída.
[064] "Interno" significa para o interior do pneu e "externo" significa para o seu exterior.
[065] "Revestimento interno" significa a camada ou camadas de elastômero ou outro material que formam a superfície interna de um pneu sem câmara e que contêm o fluido de enchimento dentro do pneu.
[066] "Lado interno" significa o lado do pneu mais próximo do veículo quando o pneu é montado em uma roda e a roda é montada no veículo.
[067] "Tricotagem" significa um método pelo qual o fio é manipulado para criar um têxtil ou tecido. A tricotagem pode criar vários laços de fio, chamados pontos incorretos, em uma linha ou um tubo. O tecido tricotado pode consistir em várias fileiras consecutivas de laços entrelaçados.
[068] "LASE" é a carga no alongamento especificado.
[069] "Lateral" significa uma direção axial.
[070] "Comprimento da espira" significa a distância na qual um filamento ou fio torcido se desloca para fazer uma rotação de 360° ao redor de outro filamento ou fio.
[071] "Faixa de carga" significa limites de carga e inflação para um determinado pneu usado em um tipo específico de serviço, conforme definido pelas tabelas em The Tire and Rim Association, Inc.
[072] "Módulo" de uma amostra de teste significa o módulo de tração de elasticidade a 1 por cento de alongamento na direção circunferencial do pneu multiplicado pela espessura efetiva da amostra de teste.
[073] "Mega aço de tração (MT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de, pelo menos, 4500 MPa a 0,20 mm de diâmetro de filamento.
[074] "Plano meridiano" significa um plano paralelo ao eixo de rotação do pneu e que se estende radialmente para fora do eixo.
[075] "Área de contato líquido" significa a área total de elementos de contato com o solo entre as bordas de limite definidas, conforme medido ao redor de toda a circunferência da banda de rodagem.
[076] "Relação líquido-bruto" significa a área total dos elementos de banda de rodagem em contato com o solo entre as bordas laterais da banda de rodagem ao redor de toda a circunferência da banda de rodagem dividida pela área bruta de toda a circunferência da banda de rodagem entre as bordas laterais.
[077] "Banda de rodagem não direcional" significa uma banda de rodagem que não tem direção preferida de deslocamento para frente e não precisa ser posicionada em um veículo em uma posição ou posições específicas da roda para garantir que o padrão da banda de rodagem esteja alinhado com a direção preferida de deslocamento. Por outro lado, um padrão de banda de rodagem direcional tem uma direção de deslocamento preferida, exigindo um posicionamento específico da roda
[078] "Carga normal" significa a pressão de inflação de desenho específica e a carga atribuída pela organização padrão apropriada para a condição de serviço para o pneu.
[079] "Aço de tração normal (NT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de, pelo menos, 2800 MPa a 0,20 mm de diâmetro de filamento.
[080] "Lado externo" significa o lado do pneu mais distante do veículo quando o pneu é montado em uma roda e a roda é montada no veículo.
[081] "Lona" significa uma camada reforçada por cordonel de cordonéis radialmente implantados ou paralelos revestidos de borracha.
[082] "Radial" e "radialmente" significam direções radialmente para ou longe do eixo de rotação do pneu.
[083] "Estrutura de lona radial" significa uma ou mais lonas de esqueleto ou em que, pelo menos, uma lona tem cordonéis de reforço orientados em um ângulo entre 65° e 90° em relação ao plano equatorial (EP) do pneu.
[084] "Pneu de lona radial" significa um pneu pneumático com correia ou circunferencialmente restrito em que, pelo menos, uma lona tem cordonéis que se estendem de talão de pneu a talão de pneu e a lona é colocada em ângulos de cordonel entre 65° e 90° em relação ao plano equatorial (EP) do pneu.
[085] "Nervura" significa uma faixa de borracha que se estende circunferencialmente na banda de rodagem que é definida por, pelo menos, uma ranhura circunferencial e uma segunda tal ranhura ou uma borda lateral, a faixa sendo lateralmente não dividida por ranhuras de profundidade total.
[086] "Rebite" significa um espaço aberto entre os cordonéis em uma camada.
[087] "Altura da seção" significa a distância radial do diâmetro nominal da jante ao diâmetro externo do pneu em seu plano equatorial (EP).
[088] "Largura da seção" significa a distância linear máxima paralela ao eixo do pneu e entre o exterior de suas paredes laterais quando e após ter sido inflado à pressão normal durante 24 horas, mas descarregado, excluindo elevações das paredes laterais devido à rotulagem, decoração ou bandas de proteção.
[089] "Rodagem sem pressão autoportante" significa um tipo de pneu que tem uma estrutura, em que a estrutura do pneu sozinha é suficientemente forte para suportar a carga do veículo quando o pneu é operado na condição não inflada durante períodos limitados de tempo e velocidade limitada. A parede lateral e as superfícies internas do pneu não podem desmoronar ou dobrar sobre si mesmas devido apenas à estrutura do pneu (por exemplo, sem estruturas internas).
[090] "Inserção de parede lateral" significa reforços de elastômero ou cordonel localizados na região da parede lateral de um pneu. A inserção pode ser uma adição à lona de reforço de esqueleto e à borracha da parede lateral externa que forma a superfície externa do pneu.
[091] "Parede lateral" significa a parte de um pneu entre a banda de rodagem e o talão de pneu.
[092] "Ranhura transversal" ou "incisão" significa pequenas ranhuras moldadas nos elementos da banda de rodagem do pneu que subdividem a superfície da banda de rodagem e melhoram a tração; as ranhuras transversais podem ser projetadas para fechar quando dentro do remendo de contato ou pegada, como diferentemente das ranhuras.
[093] "Taxa de mola" significa a rigidez do pneu expressa como a inclinação da curva de deflexão de carga a uma determinada pressão.
[094] "Relação de rigidez" significa o valor de uma rigidez de estrutura de correia de controle dividido pelo valor de outra rigidez de estrutura de correia quando os valores são determinados por um teste de flexão de três pontos fixos tendo ambas as extremidades do cordonel suportadas e flexionadas por uma carga centrada entre as extremidades fixas.
[095] "Aço super-resistente (ST)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de, pelo menos, 3650 MPa a 0,20 mm de diâmetro de filamento.
[096] "Tenacidade" significa tensão expressa como força por unidade de densidade linear da amostra não deformada (gm/tex ou gm/denier).
[097] "Tensão de tração" é a força expressa em força/área de seção transversal. Resistência em psi = 12.800 vezes a gravidade específica vezes a tenacidade em gramas por denier.
[098] "Tensão" para um cordonel significa força no cordonel expressa em mN/tex.
[099] "Anteparo" refere-se à parte de contato do aro elastomérico implantado circunferencialmente do pneu axialmente para dentro de cada talão de pneu.
[0100] "Banda de rodagem" significa um componente de borracha moldada que, quando ligado a uma carcaça de pneu, inclui a parte do pneu que entra em contato com a estrada quando o pneu está normalmente inflado e sob carga normal.
[0101] "Elemento da banda de rodagem" ou "elemento de tração" significa uma nervura ou um elemento de bloco.
[0102] "Largura da banda de rodagem" significa o comprimento do arco da superfície da banda de rodagem em um plano incluindo o eixo de rotação do pneu.
[0103] "Rotações por polegada", ou TPI, significa rotações de torção de cordonel para cada polegada de comprimento do cordonel.
[0104] "Extremidade virada" significa a parte de uma lona de esqueleto que gira para cima (isto é, radialmente para fora) a partir dos talões de pneu ao redor dos quais a lona é enrolada.
[0105] "Aço ultrarresistente (UT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de, pelo menos, 4000 MPa a 0,20 mm de diâmetro de filamento.
[0106] "Deflexão vertical" significa a quantidade que um pneu desvia sob carga.
[0107] "Tecelagem" significa um método de produção têxtil no qual dois conjuntos distintos de fios ou roscas são entrelaçados em ângulos retos para formar um tecido ou uma camada. Os fios ou roscas longitudinais podem ser chamados de urdidura e os fios ou roscas laterais podem ser chamados de trama ou enchimento.
[0108] "Roda" ou "cubo" significa uma estrutura para suporte do pneu e montagem no eixo do veículo.
[0109] "Fio" é um termo genérico para um fio contínuo de fibras ou filamentos têxteis. O fio ocorre nas seguintes formas: (1) várias fibras torcidas juntas; (2) vários filamentos colocados juntos sem torção; (3) vários filamentos colocados juntos com um grau de torção; (4) um único filamento com ou sem torção (monofilamento); e (5) uma faixa estreita de material com ou sem torção.
Breve Descrição dos Desenhos
[0110] Uma descrição completa e facilitadora de exemplos da presente invenção, direcionada a um versado na técnica, é apresentada no relatório descritivo com referência às figuras anexas, nas quais:
[0111] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva esquemática da parte de uma banda de cisalhamento de exemplo para uso com a presente invenção
[0112] A FIG. 2 é uma vista superior esquemática da parte da FIG. 1.
[0113] A FIG. 3 é uma vista em perspectiva esquemática da banda de cisalhamento da FIG. 1.
[0114] A FIG. 4 é outra vista em perspectiva esquemática da banda de cisalhamento da FIG. 1.
[0115] A FIG. 5 é ainda outra vista em perspectiva esquemática da banda de cisalhamento da FIG. 1.
[0116] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva esquemática da banda de cisalhamento da FIG. 1 enrolada em espiral em um cilindro de acordo com a presente invenção.
[0117] Números similares referem-se a partes similares ao longo dos desenhos.
Descrição Detalhada dos Exemplos da Presente Invenção
[0118] Agora será feita referência em detalhes aos exemplos da presente invenção, um ou mais exemplos dos quais são ilustrados nas figuras. Estes exemplos podem ser usados em pneus, tal como descrito no pneu de exemplo de US 10.071.603, aqui incorporado por referência em sua totalidade. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da presente invenção, e não pretende ser uma limitação da presente invenção. Por exemplo, recursos ilustrados ou descritos como parte de um exemplo podem ser usados com outro exemplo para produzir ainda um terceiro exemplo. Pretende-se que a presente invenção inclua estas e outras modificações e variações. Deve-se notar que, para fins de discussão, apenas parte dos pneus de exemplo pode ser representada em uma ou mais das figuras. Um versado na técnica, usando os ensinamentos descritos aqui, entenderá que as mesmas características ou características substancialmente similares podem ser repetidas em outras partes dos pneus de exemplo.
[0119] A presente invenção fornece uma banda de cisalhamento aperfeiçoada que pode ser usada em uma variedade de produtos, incluindo, por exemplo, pneus não pneumáticos, pneus pneumáticos e/ou outras tecnologias. Um exemplo de banda de cisalhamento pode ser construído como um compósito composto por camadas de malha individuais, que podem ser, por sua vez, construídas a partir de certos materiais com propriedades físicas específicas que, quando combinadas de uma maneira particular conforme descrito aqui, podem fornecer propriedades físicas gerais e características de desempenho desejavelmente superiores àquelas que seriam obtidas de uma banda de cisalhamento construída com apenas um dos materiais individuais. Apenas a título de exemplo, melhorias na resistência ao rolamento e na flexibilidade do desenho do pneu podem ser obtidas.
[0120] Os materiais de banda de cisalhamento convencionais podem ser substituídos por camadas de tecido de malha tridimensionais ultraleves, conforme descrito aqui. Em outras aplicações, as máquinas computadorizadas de trama e de urdidura podem desenvolver têxteis tridimensionais com propriedades físicas, térmicas e/ou mecânicas aperfeiçoadas. Esses têxteis podem ser usados em indústrias aeroespaciais, automobilísticas, geotécnicas, marítimas, médicas e/ou outras aplicáveis. Dentro desta família de têxteis, os tecidos tridimensionais de malha podem definir uma estrutura de duas camadas superiores e inferiores independentes (também chamadas de peles) interligadas, mas mantidas separadas, por uma camada espaçadora. Este tipo de estrutura pode ser fabricado por malha de trama ou de urdidura, sendo a malha de urdidura a mais comum. Durante um ciclo de tricotagem, as camadas superiores e inferiores podem ser de malha simultaneamente usando uma máquina de agulha dupla
[0121] Os fios de multifilamentos de malha de exemplo podem definir as camadas superiores e inferiores, enquanto os fios de monofilamento (ou estacas) podem definir a camada espaçadora. A banda de cisalhamento de exemplo pode ainda compreender uma primeira camada de borracha fixada à camada superior e uma segunda camada de borracha fixada à camada inferior. A banda de cisalhamento pode ser dividida em intervalos por um material, tal como poliuretano ou fibras similares. A espessura da banda de cisalhamento pode estar entre 7,0 mm e 10,0 mm. Os fios de multifilamento das camadas superiores e inferiores e os fios de monofilamento da camada espaçadora podem ser formados por poliéster ou outro material adequado.
[0122] Como mostrado nas FIGURAS 1-2, uma faixa de banda de cisalhamento de exemplo 10, de acordo com a presente invenção, pode incluir uma primeira camada de borracha superior, uma primeira camada de tecido superior 21 fixada à primeira camada de borracha superior, uma segunda camada de borracha inferior, uma segunda camada de tecido inferior 22 fixada à segunda camada de borracha inferior, e uma camada espaçadora 30 interligando radialmente a primeira camada de tecido superior e a segunda camada de tecido inferior. As camadas 21, 22, 30 podem ser divididas em partes regulares por seções espaçadoras longitudinais 40 de poliuretano elástico e/ou outro material adequado.
[0123] A primeira camada de tecido superior 21 e a segunda camada de tecido inferior 22 podem ser construídas com fios de multifilamento de material adequado. Os fios de multifilamento podem ser compostos por filamentos contínuos alinhados em filas paralelas que correm em linha reta, exceto quando são enrolados pela inserção de uma torção, dando aos fios uma aparência de uniformidade ou maciez e uma ausência de pilosidade. A maioria dos filamentos pode não necessitar de dimensionamento. No entanto, o dimensionamento pode melhorar sua eficiência em mais 15 a 20%. A colagem pode melhorar a resistência ao atrito do fio e pode unir os filamentos evitando o descascamento e a mistura de quaisquer filamentos quebrados que estejam presentes no fio antes da tecelagem ou que possam quebrar durante a tecelagem. Para conseguir isso, o tamanho selecionado dos filamentos pode ter adesão suficiente às fibras para tornar os filamentos coesos. Os fios de multifilamento podem formar um padrão com espaços vagos 23 (FIGURAS 1-2) para reduzir o peso. Os espaços vagos 23 podem ter qualquer formato adequado, tais como hexagonal (FIGURAS 1-2), quadrado, ortogonal, não-nogonal, triangular, etc.
[0124] A camada espaçadora de exemplo 30 pode ser construída de fios de monofilamento de material adequado. Os fios de monofilamento podem consistir em um único filamento sólido. Os fios de monofilamento podem ser circulares e sólidos em seção transversal. A forma do filamento pode ser alterada para produzir filamentos não circulares, filamentos ocos e/ou outros monofilamentos moldados. A faixa de diâmetro dos fios de monofilamento pode estar entre 100,0 μm e 2000,0 μm. Exemplos de fios de monofilamento podem incluir linha de pesca, fio dental, cordas para raquetes esportivas, cerdas de escovas de dentes e/ou outros usos adequados. Monofilamentos ocos podem ser usados em aplicações de roscas de costura mais macias, enquanto monofilamentos elastoméricos podem encontrar aplicações em camadas de pressão, tal como a camada espaçadora 30. Os monofilamentos da camada espaçadora 30 podem ser fixados às camadas de tecido 21, 22 de qualquer maneira adequada, tal como tricotar ou tecer os monofilamentos diretamente nas camadas de tecido.
[0125] De acordo com a presente invenção, uma estrutura de anel 300 pode ser formada pela faixa de banda de cisalhamento 10 tricotando uma primeira aba de extensão sobreposta 310 da primeira camada de tecido superior 21 para outra, primeira parte radialmente externa 211 da mesma primeira camada de tecido superior 21 de modo a construir a estrutura de anel anular enrolada helicoidalmente 300 (FIGURAS 3-6). A estrutura de anel resultante 300 pode, assim, ser cortada axialmente e circunferencialmente, tal como por uma lâmina 601, para formar anéis anulares paralelos 611 para uso como uma banda de cisalhamento para um pneu exemplar, tal como uma banda de cisalhamento de pneu não pneumática ou uma correia de pneu pneumático/estrutura de sobreposição. A segunda camada de tecido inferior 22 pode adicionalmente ter uma segunda aba de extensão 320 para tricotar a outra segunda parte radialmente interna 212 da segunda camada de tecido inferior 22 (FIG. 6)
[0126] A tricotagem pode ser conduzida com um braço de tricotagem (não mostrado) entrando no interior da estrutura helicoidal 300 a partir de uma extremidade axial e se aproximando da segunda aba de extensão radialmente interna 320 obliquamente, de modo que a segunda aba extensão radialmente interna 320 seja costurada na mesma segunda parte radialmente interna 212 da segunda camada de tecido inferior 22 (FIG. 6). O braço de tricotagem também pode prosseguir axialmente através de um exterior da estrutura helicoidal 300 e se aproximar da primeira aba de extensão radialmente externa 310 obliquamente de uma extremidade axial, de modo que a primeira aba de extensão radialmente externa 310 seja costurada na mesma primeira parte radialmente externa 211 da primeira camada de tecido superior 21 (FIG. 6). Estas etapas de tricotagem podem ser realizadas em qualquer ordem sequencial. Uma vez que a lâmina 601 separa os anéis 611, os anéis podem assim formar anéis anulares discretos internamente e externamente presos helicoidalmente 611 para uso como bandas de cisalhamento e/ou estruturas de correia/sobreposição, conforme descrito acima.
[0127] A faixa de banda de cisalhamento 10 pode ser um compósito entre uma banda de rodagem e uma estrutura de suporte conectada a um cubo de eixo. A faixa de banda de cisalhamento 10 pode ser construída como um anel de borracha ou borracha reforçada. A faixa de banda de cisalhamento 10 também pode ser construída de um compósito de borracha (e/ou borracha reforçada) e outros materiais. Um desses materiais pode ser um material tecido 3D (FIG. 1). Conforme descrito acima, a faixa de banda de cisalhamento 10 pode ser um material de tecido 3D em forma de anel. O material tecido 3D pode ser construído em uma máquina especializada que pode introduzir filamentos através de agulhas de tricô de cima e de baixo em um leito de filamentos de pré-camadas horizontalmente. Assim, pode não haver tecidos superiores ou inferiores gerados independentemente, mas uma construção 3D inteira feita em etapas. As abas de extensão 310, 320 podem ser geradas estendendo as bordas não 3D. A faixa de banda de cisalhamento 10 pode, assim, compreender um tecido 3D em forma de anel ensanduichado entre duas camadas de borracha. O tecido 3D em forma de anel pode ser conectado diretamente a uma camada de banda de rodagem e uma estrutura de suporte.
[0128] Um versado na técnica entenderá que numerosos exemplos da presente invenção podem ser criados que se enquadram na presente invenção e nas reivindicações que se seguem. Deve ser entendido que a presente invenção inclui várias modificações que podem ser feitas nos exemplos aqui descritos que estão dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes, conforme determinado por um versado na técnica.

Claims (10)

  1. Banda de cisalhamento para um pneu, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma primeira camada de tecido radialmente externa anular que se estende circunferencialmente ao redor do pneu; e uma segunda camada de tecido radialmente interna anular que se estende circunferencialmente ao redor do pneu, a banda de cisalhamento sendo formada a partir de uma única faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente circunferencialmente e axialmente com uma primeira borda da faixa de banda de cisalhamento, a primeira borda da faixa de banda de cisalhamento tendo uma primeira aba de extensão para engatar uma segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento, a primeira aba de extensão sendo continuamente fixada à segunda borda oposta linearmente ao longo da segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
  2. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que um primeiro lado plano da única faixa de banda de cisalhamento compreende a primeira camada de tecido radialmente externa e um segundo lado plano da única faixa de banda de cisalhamento compreende a segunda camada de tecido radialmente interna.
  3. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que uma lâmina corta a faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente de modo que a faixa de banda de cisalhamento enrolada helicoidalmente tem bordas anulares paralelas opostas que definem o primeiro lado plano e o segundo lado plano.
  4. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira aba de extensão é fixada à segunda borda oposta por tricotagem.
  5. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte da primeira camada de tecido radialmente externa da banda de cisalhamento inclui a primeira aba de extensão.
  6. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda borda da faixa de banda de cisalhamento tem uma segunda aba de extensão para engatar a primeira borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
  7. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda borda da faixa de banda de cisalhamento tem uma segunda aba de extensão para engatar a primeira borda oposta da faixa de banda de cisalhamento, a segunda aba de extensão sendo continuamente fixada à primeira borda oposta linearmente ao longo da segunda borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
  8. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda aba de extensão é fixada de forma contínua à primeira borda oposta linearmente ao longo da primeira borda oposta da faixa de banda de cisalhamento.
  9. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda aba de extensão é fixada à primeira borda oposta por tricotagem.
  10. Banda de cisalhamento, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte da segunda camada de tecido radialmente externa da banda de cisalhamento inclui a segunda aba de extensão
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