BR112012013908B1

BR112012013908B1 - pneu para uma roda de um veículo de carga pesada

Info

Publication number: BR112012013908B1
Application number: BR112012013908-8A
Authority: BR
Inventors: Guido Luigi Daghini; Giuseppe Cereda
Original assignee: Pirelli Tyre S.P.A
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2020-11-03
Also published as: WO2011070542A1; CN102666133A; BR112012013908A2; CN102666133B; EP2509802B1; US20120267025A1; EP2509802A1

Abstract

NEU PARA UMA RODA DE UM VEÍCULO DE CARGA PESADA, CORDONEL DE METAL DE GRANDE ALONGAMENTO, E, TIRA REVESTIDA COM BORRACHA. Pneu compreendendo uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma lona de carcaça (101); uma estrutura de cinta (105) aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de carcaça e uma banda de rodagem (106) aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de carcaça. A estrutura de cinta (105) preferivelmente compreende pelo menos uma tira de reforço (105d) incorporando uma pluralidade de elementos de reforço assentados substancialmente na direção circunferencial. Os elementos de reforço preferivelmente compreendem pelo menos um cordonel de metal de grande alongamento (200). O cordonel de metal compreende uma pluralidade de fios torcidos (201) e cada fio (201) preferivelmente compreende um filamento central (202) e uma pluralidade de filamentos externos (203a - 203f) arranjados para formar um único anel externo circular em torno do filamento central (202), em que o filamento central (202) tem um diâmetro maior que o diâmetro dos filamentos externos (203a - 203f).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada, tal como um caminhão, ônibus ou reboque e mais geralmente para veículos nos quais o pneu é submetido a uma alta carga. A presente invenção se refere particularmente a tal pneu compreendendo pelo menos uma tira de reforço com elementos de reforço melhorados.

TÉCNICA ANTERIOR

Em geral, um pneu tipicamente compreende uma estrutura de carcaça tendo bordos laterais que são respectivamente associados a estruturas de talão, cada estrutura de talão tipicamente compreendendo pelo menos um núcleo de talão e pelo menos um enchimento de talão.

Em uma posição radialmente externa em relação à estrutura de carcaça está presente uma estrutura de cinta associada compreendendo uma ou mais camadas de cinta.

Uma banda de rodagem é aplicada em uma posição radialmente externa em relação à estrutura de cinta.

A estrutura de cinta, em um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada, pode compreender pelo menos uma tira de reforço lateral incorporando uma pluralidade de elementos de reforço, preferivelmente cordonéis de metal. Esses elementos de reforço são assentados substancialmente na direção circunferencial, formando um ângulo de poucos graus (inferior a 5 o) em relação a um plano paralelo ao plano equatorial do pneu. Os elementos de reforço da tira de reforço são tipicamente revestidos com um material elastomérico vulcanizado.

Adicionalmente, a estrutura de cinta de um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada pode compreender uma camada de cinta adicional.

Esta camada de cinta adicional, também conhecida como uma "cinta de proteção contra pedras", é a camada radialmente a mais externa da estrutura de cinta, e atua como uma camada de proteção contra a penetração de pedras e/ou detritos na direção para as camadas internas da estrutura de pneu.

Costados são também aplicados às superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada superfície estendendo-se a partir de um dos bordos laterais da banda de rodagem para tão longe até a respectiva estrutura de talão.

A JP 11-21774 descreve um cordonel de metal compreendendo um fio de núcleo e seis fios externos arranjados em tomo do fio de núcleo, perfazendo um total de sete fios. Cada fio compreende um filamento de núcleo e seis filamentos externos arranjados em tomo do filamento de núcleo. De acordo com a JP 11-21774, o diâmetro dc do filamento de núcleo do fio de núcleo e o diâmetro ds dos filamentos externos do fio de núcleo estão na relação de l,0<dc/ds<l,10.

A US 5.461.850 compreende um cordonel que inclui um fio de núcleo e até nove fios periféricos envolvendo o fio de núcleo. O fio de núcleo tem um diâmetro Dl e os fios periféricos têm um diâmetro D2. De acordo com US 5.461.850, a razão do diâmetro do fio de núcleo para o diâmetro dos fios periféricos é maior que um valor predeterminado de tal maneira a permitir que a borracha penetre.

A JP 2001 020188 A e US 6.817.395 B2 expõem outros cordonéis de metal. EP 1 813 444 A2 expõe um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada, tal como um caminhão, ônibus, reboque ou similar é tipicamente submetido a condições de uso muito severas: tal pneu pode ser usado em ambientes difíceis (significando, por exemplo, com temperaturas relativamente baixas ou relativamente altas, em contato com superfícies poeirentas ou com lama ou superfícies com vários tipos de asperezas projetantes) e devem ter, por conseguinte, características de resistência muito elevadas. É também desejável que a estrutura de um pneu deste tipo deva ter características de elevada resistência parcialmente porque elas então permitem que ele seja recauchutado. A recapagem de um pneu, como é conhecida, consiste essencialmente na remoção de uma banda de rodagem desgastada e aplicação de uma nova banda de rodagem. Para poder ser capaz de recapagem, por conseguinte, a estrutura de pneu, significando a estrutura de carcaça e estrutura de cinta, deve estar essencialmente intacta e não deve mostrar qualquer enfraquecimento.

Com frequência, a integridade de uma estrutura de pneu para uma roda de um veículo de carga pesada é comprometida por meio de fenômenos de corrosão nos elementos de reforço de metal. Fenômenos de corrosão são particularmente incidentes a ocorrerem nos elementos de metal que reforçam a camada radialmente mais externa de cinta.

Se for verificado que os elementos de reforço de metal estão corroídos, na inspeção visual ou outra inspeção, o pneu não pode ser recauchutado e a carcaça deve ser descartada.

Foi abordado o problema da corrosão dos elementos de reforço de metal, que são tipicamente na forma de cordonéis de metal, em pneus, especialmente em pneus para as rodas de veículo de carga pesadas.

Observou-se que um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada, compreendendo camadas de reforços laterais com cordonéis, assentadas substancialmente na direção circunferencial, pode ser particularmente incidente a fenômenos de corrosão.

Acredita-se que esta maior exposição a fenômenos de corrosão é devida ao evento não frequente, pelo qual água ou outro agente de oxidação atinge os acima mencionados cordonéis assentados substancialmente circunferencialmente através de um rasgo causado por um objeto pontiagudo e/ou cortante, tal como um prego, pedra ou objeto similar.

Acredita-se em particular que se um rasgo é produzido, que permite que água (ou mais geralmente um agente de oxidação) atinja os cordonéis de metal, a água pode não somente corroer os cordonéis no local de rasgo, mas poderia se deslocar circunferencialmente ao longo dos, e danificar, um comprimento não insignificante dos cordonéis. Em casos extremos, um rasgo em um cordonel poderia eventualmente resultar em dano, ao longo do tempo, ao cordonel afetado inteiro. Altemativamente ou em adição ao dano dos cordonéis por corrosão, a ligação entre os cordonéis e o material elastomérico na camada ou camadas de reforço poderia se deteriorar.

For causa de dano do cordonel, nos casos extremos, o pneu poderia falhar. Em casos menos extremos, o pneu poderia ser impossível de ser recauchutado graças à corrosão dos cordonéis e/ou à deterioração da ligação entre os cordonéis e o material elastomérico. Ele deve, por conseguinte, ser descartado pelos remanufaturadores, porque sua integridade e confiabilidade em longo prazo não podem ser garantidas.

Foi abordado o problema de superar essas desvantagens e abordou o problema de assegurar que o dano local não tenha efeitos sobre um comprimento estendido dos cordonéis de metal.

Verificou-se que esse problema pode ser solucionado pela provisão de uma camada de cinta reforçada com cordonéis de metal de grande alongamento com fios torcidos, cada fio compreendendo um filamento central e filamentos externos arranjados para formar um único anel externo circular em tomo do filamento central, em que, vantajosamente, o filamento central tem um diâmetro maior que o diâmetro dos filamentos externos.

A expressão "cordonel de metal de grande alongamento" significa um cordonel que: a. tem um alongamento na ruptura de pelo menos 3,5%; e, preferivelmente, b. tem um alongamenio sob carga parcial de entre 1 % e 3%. "Alongamento sob carga parcial" significa a diferença entre o alongamento percentual obtido quando o cordonel é submetido a uma força de tração de 50 N e o alongamento percentual obtido quando o cordonel é submetido a uma força de tração de 2,5 N.

A característica "a" acima (grande alongamento na ruptura) é calculada pelo método de BISFA (Um Bureau Internacional para a Padronização de Fibras feitas mamialmente, Métodos Intemacionalmente Estabelecidos para Testar Cordonéis de Aço para Pneus, edição de 1995). A característica "b" acima (grande alongamento sob carga parcial em %) é calculada pelo método de BISFA E7 (Um Bureau Internacional para a Padronização de Fibras feitas manualmente, Métodos Intemacionalmente Estabelecidos para Testar Cordonéis de Aço para Pneus, edição de 1995).

Verificou-se que esta solução não aumenta significantemente a baixa penetrabilidade da borracha no cordonel de grande alongamento. A despeito disso, surpreendentemente, observou-se melhorias significantes tanto em termos de reduzida oxidação dos cordonéis quanto reduzida deterioração da ligação entre os cordonéis e o material elastomérico. Acredita-se que isso é devido à formação de pequenos canais- e/ou interstícios descontínuos e não uniformes entre um filamento extern© e outro, em que uma pequena quantidade de material elastomérico penetra. De acordo com a invenção, a alternação desses canais e/ou interstícios, cheios com material elastomérico, conduz na prática à formação de "tampões" do material elastomérico. Esses tampões descontínuos, que ocorrem substancialmente de forma aleatória ao longo dos cordonéis dentro da tira de reforço circunferencial, opõem-se e/ou interrompem o trajeto na direção circunferencial de água (ou mais geralmente de agente de oxidação) que pode penetrar tão longe até o cordonel. Como um resultado, o agente de oxidação é incapaz de atacar e corroer o comprimento inteiro do cordonel, e/ou a ligação entre o cordonel e o material elastomérico. s 6 j

Em um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada, compreendendo uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma lona de carcaça; uma estrutura de cinta aplicada em uma posição radialmente externa em relação à 5 dita estrutura de carcaça; e uma banda de rodagem aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de carcaça. A estrutura de cinta compreende pelo menos uma tira de reforço incorporando uma pluralidade de elementos de reforço assentados substanciaimente na direção circunferencial. Os elementos de reforço compreendem pelo menos um 10 cordonel de metal de grande alongamento. O cordonel de metal compreende uma pluralidade de fios torcidos e cada fio preferivelmente compreende um filamento central e uma pluralidade de filamentos externos arranjados para formar um único anel externo circular em tomo do filamento central. Vantajosamente, o filamento central tem um diâmetro maior que o diâmetro 15 dos filamentos externos.

De acordo com outro aspecto, a invenção provê um cordonel de metal de grande alongamento compreendendo uma pluralidade de fios torcidos. Cada fio compreende um filamento central e uma pluralidade de filamentos externos arranjados para formar um único anel extern© circular em 20 tomo do filamento central. Vantajosamente, o filamento central tem um diâmetro maior que o diâmetro dos filamentos externos.

De acordo com outro aspecto, a invenção provê Uma tira revestida com borracha compreendendo pelo menos um cordonel de metal de grande alongamento e uma matriz polimérica que cobre o dito pelo menos um 25 cordonel de metal. A tira revestida com borracha é de formato alongado com um eixo longitudinal. O cordonel de metal é arranjado substancialmente paralelo ao dito eixo longitudinal da tira revestida com borracha. O cordonel de metal compreende uma pluralidade de fios torcidos. Cada fio compreende, preferivelmente, um filamento central e uma pluralidade de filamentos externos arranjados para formar um único anel externo circular em tomo do dito filamento central. Vantajosamente, o filamento central tem um diâmetro maior que o diâmetro dos filamentos externos.

A presente invenção, em um ou mais dos aspectos acima mencionados, pode incluir uma ou mais das características preferidas descritas abaixo.

Em certas modalidades, o cordonel de metal compreende duas ou três fios.

Preferivelmente, o cordonel de metal compreende pelo menos três fios.

De acordo com algumas modalidades, o cordonel de metal compreende um número de filamentos externos que é entre cinco e seis.

Preferivelmente, o diâmetro do filamento central do cordonel de metal é maior que o diâmetro da pluralidade de filamentos externos por uma percentagem não superior a 25%. De acordo com algumas modalidades, o diâmetro do filamento central é maior que o diâmetro da pluralidade de filamentos externos por uma percentagem entre cerca de 5% e cerca de 7% do diâmetro dos filamentos externos.

A estrutura de cinta pode compreender pelo menos duas camadas de cinta principais radialmente superpostas incorporando uma pluralidade de elementos de reforço que são substancialmente paralelos entre si. Em cada camada, os elementos de reforço são preferivelmente inclinados com relação à direção circunferencial do pneu e são orientados de tal maneira a interceptar um ao outro com relação aos elementos de reforço da camada adjacente.

A tira de reforço pode vantajosamente ser arranjada em uma posição radialmente externa às pelo menos duas camadas de cinta principais.

Na modalidade preferida, a tira de reforço é vantajosamente arranjada em uma respectiva extremidade axialmente externa da camada radialmente a mais externa da dita pelo menos duas camadas de cinta principais.

A tira de reforço pode ser feita como uma pluralidade de enrolamentos axialmente adjacentes de um elemento alongado compreendendo pelo menos um dos ditos elementos de reforço.

O elemento alongado pode compreender de um a cinco dos ditos elementos de reforço.

Altemativamente, a tira de reforço pode ser feita como uma pluralidade de enrolamentos radialmente superpostos de uma banda revestida com borracha compreendendo uma pluralidade dos ditos elementos de reforço.

Uma tira de reforço adicional pode ser aplicada entre as ditas pelo menos duas camadas de cinta principais. Em uma modalidade, essa tira de reforço adicional pode ser assentada em uma posição axialmente externa entre as ditas pelo menos duas camadas de cinta principais.

Uma tira de reforço adicional pode ser aplicada entre a dita pelo menos uma lona de carcaça e a camada de cinta radialmente a mais interna. Em uma modalidade, essa tira de reforço adicional pode ser assentada em uma posição axialmente externa entre a dita pelo menos uma lona de carcaça e a camada de cinta radialmente a mais interna entre as ditas pelo menos duas camadas de cinta principais.

Vantajosamente, a presente invenção melhora a capacidade de ser recauchutado de um pneu porque a percentagem de pneus descartados quando eles não passam nas inspeções quando o pneu vai a ser recauchutado é grandemente reduzida.

Outras características e vantagens da invenção se tomaram mais claras no curso da descrição detalhada de certas modalidades preferidas da mesma. A descrição dada abaixo é para a ilustração não restritiva e deve ser lida com referência às figuras anexas, nas quais; - as figuras la e lb são seções transversais através de pneus de acordo com modalidades da presente invenção; - as figuras 2a, 2b e 2c são seções transversais esquemáticas através de uma tira de material elastomérico com elementos de reforço para produzir uma tira de reforço lateral para a estrutura de cinta do pneu vista na figura la; - as figuras 3a e 3b são seções transversais esquemáticas através de uma banda de material elastomérico com elementos de reforço para produzir a tira de reforço lateral para a estrutura de cinta do pneu vista na figura 1b; - a figura 4 é uma seção transversal esquemática através de um elemento de reforço para uma estrutura de cinta em uma modalidade da invenção; - a figura 5 é um gráfico de força/alongamento de três elementos de reforço diferentes, um sendo conhecido e dois sendo de acordo com modalidades da invenção; e - a figura 6 é uma porção ampliada do gráfico de força/alongamento visto na figura 5.

Por simplicidade, as figuras la e 1b mostram somente parte do pneu 100, a parte restante, que não é mostrada, sendo substancialmente idêntica e simétrica em tomo do plano equatorial X-X do pneu. Nas várias figuras, números de referência idênticos denotam partes idênticas ou funcionalmente equivalentes.

O pneu das figuras la e lb é um pneu para uma roda de um veículo de carga pesada, tal como um caminhão, ônibus ou reboque e mais geralmente para veículos nos quais o pneu é submetido a uma alta carga. Tal pneu é preferivelmente apropriado para a montagem em aros de roda com um diâmetro maior que 16", tipicamente tendo um diâmetro maior que, ou igual a, 17,5".

Na presente descrição e nas reivindicações que seguem, a expressão "plano equatorial" é usada para significar o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu, contendo sua linha de centro.

O pneu 100 compreende pelo menos uma lona de carcaça 101 cujos bordos laterais opostos são providos com respectivas estruturas de talão 11 compreendendo um núcleo de talão 108 e pelo menos um enchimento de talão 107. A dita pelo menos uma lona de carcaça 101 é associada à dita estrutura de talão 111 tipicamente por reviramento dos bordos laterais opostos da dita pelo menos uma lona de carcaça 101 para cima em tomo de dito núcleo de talão 108 e em tomo do dito pelo menos um enchimento de talão 07 de uma tal maneira a para formar um reviramento para cima de carcaça.

A pelo menos uma lona de carcaça 101 usualmente compreende uma pluralidade de elementos de reforço arranjados paralelos entre si e pelo menos parcialmente revestidos com uma camada de material elastomérico reticulado. Esses elementos de reforço, especialmente no caso de pneus de caminhão, são usualmente feitos de cordonéis de aço. Fibras têxteis tais como raiom, náilon, poliéster ou polietilenotereftalato ou misturas destes podem ser usadas para certos tipos de pneu (tais como pneus de reboque leve).

A pelo menos uma lona de carcaça 101 é usualmente de tipo radial, isto é, incorpora elementos de reforço arranjados substancialmente em ângulos retos à direção circunferencial.

Uma estrutura de cinta 105 é aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita pelo menos uma lona de carcaça 101. A estrutura de cinta 105 tipicamente compreende duas camadas de cinta principais 105a e 105b que são radialmente superpostas e incorporam uma pluralidade de elementos de reforço, que são tipicamente cordonéis de metal. Os ditos elementos de reforço são paralelos entre si em cada camada e se interceptam com relação aos elementos de reforço da camada adjacente, e são inclinados preferivelmente simetricamente com relação à direção circunferencial do pneu, em um ângulo de entre 10° e 70°, preferivelmente entre 12° e 40°. Os elementos de reforço são tipicamente cobertos com um material elastomérico reticulado.

Os ditos elementos de reforço preferivelmente têm uma densidade de entre 30 cordonéis/dm e 80 cordonéis/dm, preferivelmente entre 40 cordonéis/dm e 65 cordonéis/dm, medida nas ditas duas camadas de cinta principais 105a e í05h, em uma direção circunferencial, perto do plano equatorial X-X do pneu 100.

Além disso, a estrutura de cinta 105 pode também compreender uma terceira camada de cinta 105c aplicada como uma camada a radialmente mais externa da estrutura de cinta 105 e tendo elementos de reforço que são tipicamente cordonéis de metal. Os ditos elementos de reforço são assentados paralelos entre si e são inclinados com relação à direção circunferencial do pneu em um ângulo de entre 10° e 60°, preferivelmente entre 12° e 40°. Os elementos de reforço são tipicamente revestidos com um material elastomérico reticulado. A dita terceira camada de reforço 105c atua como uma camada de proteção contra a penetração de pedras e/ou detritos que podem ser aprisionados nos sulcos da banda de rodagem (106b) e danificam as camadas internas de cinta ou até mesmo a lona de carcaça 101.

Os ditos elementos de reforço da terceira camada de cinta 105c preferivelmente têm uma. densidade de entre 30 cordonéis/dm e 80 cordonéis/dm, preferivelmente entre 35 cordonéis/dm e 65 cordonéis/dm, medida na dita terceira camada de cinta 105 c em uma direção circunferencial, perto do plano equatorial X-X do pneu 100.

A estrutura de cinta 105 do pneu 100 vantajosamente também inclui uma camada de reforço 105d a zero grau, aplicada em uma posição radialmente externa em relação à segunda tira de cinta principal 105b. Esta camada 105d pode ser aproximadamente da mesma largura que as tiras de cinta principais. Tipicamente, todavia, esta camada 105d é feita com tiras de largura limitada colocadas nas bordas axiais da cinta 105.

Nas modalidades mostradas nas figuras la e 1b, a camada 105d compreende uma tira de reforço lateral 105d chamada a "tira de reforço de zero grau". Essa tira de reforço lateral 105d é colocada na extremidade axial do pneu e é aplicada em uma posição radialmente externa em relação à segunda tira de cinta principal 105b. Said tira de reforço 105d usualmente incorpora uma pluralidade de elementos de reforço, que são tipicamente cordonéis de metal. Diferente das outras camadas da estrutura de cinta, os elementos de reforço da tira de reforço de zero grau são orientados em uma direção substancialmente circunferencial, formando assim um ângulo de poucos graus (por exemplo, um ângulo de entre 0® e 5°) em relação ao plano equatorial X-X do pneu, e são revestidos com um material elastomérico reticulado.

Mais particularmente, na modalidade mostrada na figura la, a tira de reforço de zero grau 105d é feita por enrolamento em uma espiral de um elemento revestido com borracha, alongado, tal como um faixa contínua revestida com borracha (que é mais estreita que a tira propriamente dita) em tomo da segunda camada de cinta principal 105b, em uma porção axialmente externa da mesma. O elemento alongado compreende um número de elementos de reforço, por exemplo, de um a cinco cordonéis de metal. O elemento alongado tem um eixo longitudinal e os elementos de reforço são assentados substancialmente paralelos a este eixo longitudinal. Nesta modalidade, uma pluralidade de enrolamentos de faixa contínua revestida com borracha, assentados axialmente adjacentes entre si, forma a tira de zero grau 105 d.

As figuras 2a, 2b e 2c são seções transversais mostrando esquematicamente um primeiro enrolamento de uma faixa contínua revestida com borracha 105d' (figura la), dois enrolamentos de faixa contínua revestida com borracha (figura 2b) e três enrolamentos de faixa contínua revestida com borracha (figura 2c), axialmente adjacentes entre si. A faixa contínua revestida com borracha nas figuras 2a, 2b e 2c compreende três cordonéfc-de metal 200.

De acordo com algumas modalidades, os cordonéis de metal 200 são assentados in a tira de reforço 105d com uma densidade de entre 30 e 65 cordonéis/dm. De acordo com algumas modalidades, a largura da faixa contínua revestida com borracha 105d' é entre em tomo de 1 mm e em tomo de 10 mm. Tipicamente, a largura da tira de reforço de zero grau lOSd-é^entre em tomo de 12,0 mm e em tomo de 60,0 mm. De acordo com algumas modalidades, a espessura da faixa contínua revestida com borracha ItKcF (e assim da tira de reforço de zero grau 105d) é entre em tomo de 1,5 mm e em tomo de 3,0 mm.

Como uma alternativa, na modalidade mostrada na figura 1b, a tira de reforço de zero grau 105d é feita por superpor radialmente dois ou três enrolamentos de uma banda revestida com borracha de predeterminada largura. A banda revestida com borracha com a qual a tira de reforço de zero grau 05 d é formada na modalidade mostrada na figura 1 b é aproximadamente da mesma largura que a tira 105d propriamente dita. As figuras 3a e 3b mostram uma modalidade de uma banda revestida com borracha I05d" apropriada para formar a tira de reforço 105d como na figura 1 b. A banda revestida com borracha 105d" compreende um número de elementos de reforço, que são tipicamente cordonéis de metal. Estão presente tipicamente desde nove (como mostrado na figura 3 a) até vinte e dois elementos de reforço na banda revestida com borracha 105d". Eles são assentados substancialmente paralelos entre si. A banda revestida com borracha tem um eixo longitudinal e os elementos de reforço são assentados substancialmente paralelos a este eixo longitudinal. A largura de uma banda revestida com borracha varia na dependência do número de elementos de reforço. Tipicamente, a largura de a banda revestida com borracha (e assim da tira de reforço de zero grau 105d) é de cerca de 12,0 mm a cerca de 60,0 mm. De acordo com algumas modalidades, os cordonéis de metal são assentados na banda revestida com borracha em uma densidade de entre 30 e 65 cordonéis/dm. De acordo com algumas modalidades, a espessura da banda revestida com borracha é de cerca de 1,5 mm a cerca de 3,0 mm.

De maneira muito parecida que a maneira nas figuras 2a-2c, as figuras 3 a, 3 b mostram esquematicamente, em seção transversal, uma primeira volta de banda revestida com borracha 105d" e uma segunda volta de banda revestida com borracha (superposta sobre a primeira volta).

Em adição à tira de reforço 05d aplicada em uma posição radialmente externa em relação à segunda tira de cinta principal 105b, pode estar presente também uma camada de reforço de zero grau adicional (por exemplo, a tira assentada em uma posição axialmente externa) entre as cintas principais 105a, 05b e/ou uma camada de reforço de zero grau (por exemplo, a tira assentada em uma posição axialmente externa) entre a carcaça 101 do pneu e a cinta principal radialmente mais interna 105a. Essas modalidades não são mostradas nas figuras.

Na modalidade mostrada nas figuras la e lb, um inserto 104 compreendendo um material elastomérico reticulado é arranjado na área onde os bordos laterais da banda de rodagem 06 se conectam ao costado 103. O inserto 104 é usualmente inserido entre a lona de carcaça 101, a estrutura de cinta 105, a banda de rodagem 106 e o costado 103.

Mais especificamente, o inserto 104 compreende uma parte axialmente interna 104a que é inserida entre a estrutura de cinta 105 e a banda de rodagem 106 e é adelgaçada na direção para o plano equatorial X-X, e uma parte axialmente externa 104b inserida entre a lona de carcaça 101 e o correspondente costado 103, e é adelgaçada na direção para o eixo de rotação do pneu.

Uma banda de rodagem 106, cujos bordos laterais são conectados ao costado 103, é aplicada circunferencialmente em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de cinta 105. Extemamente, a banda de rodagem 106 tem uma superfície de rolamento 106a projetada para fazer contato com o solo. Sulcos circunferenciais 106b que podem ser conectados por cortes transversais (não mostrados nas figuras la e 1b) definem um projeto de banda de rodagem que compreende uma pluralidade de nervuras e/ou blocos de vários formatos e tamanhos distribuídos em tomo da superfície de rolamento 106a.

O costado 103 é aplicado ao exterior da lona de carcaça 101.0 costado 103 se estende em uma posição axialmente externa, a partir da estrutura de talão 111 para a banda de rodagem 106.

Nas modalidades mostradas nas figuras la e 1b, uma camada de borracha 102, geralmente conhecida como o revestimento interno, que provê a impermeabilidade necessária para o ar de enchimento do pneu, é provida em uma posição radialmente interna em relação à lona de carcaça 101.

O pneu 100 de acordo com a presente invenção preferivelmente tem uma razão de aspecto (H/C) de entre 0,35 e 1,1, mais preferivelmente entre 0,45 e 1,0.

A dita razão de aspecto é uma razão da altura H da seção transversal do pneu, que é a distância radial a partir do diâmetro nominal da roda e o diâmetro externo do pneu em seu plano equatorial, para com a largura C (nas figuras la e b a medida dada é C/2, isto é metade de C) da seção transversal do pneu, que é a distância linear máxima paralela ao eixo de rotação do pneu entre as superfícies externas dos costados (essas dimensões são determinadas de acordo com E.T.R.T.O., edição de 2009, pp. G3 e G4).

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, a tira de reforço de zero grau (ou camada) 105 d compreende cordonéis de metal de grande alongamento. Esses cordonéis compreendem um certo número de filamentos 201 torcidas conjuntamente.

Podem existir duas, três, quatro, cinco ou mais fios 201. Em uma modalidade, cada cordonel de metal 200 compreende três fios 201 torcidas conjuntamente em um enrolamento helicoidal fechado, tal como uma direção de enrolamento em "S" (em outras palavras no sentido horário). Um exemplo de fios 201 arranjadas nesta modalidade é mostrado esquematicamente em seção transversal na figura 4.

Cada fio 201 compreende um filamento central 202 e um certo número de filamentos externos 203a, 203b, 203f. Nesta descrição, os filamentos externos individuais 203a, 203b, 203 f são indicados conjuntamente pelo número de referência 203. Os filamentos externos 203 são arranjados substancialmente de uma tal maneira a formar um único anel arranjado em um anel circular em tomo do dito filamento central 202. Podem estar presentes cinco, seis ou mais filamentos externos 203. Na modalidade preferida estão presentes seis. Os filamentos 202, 203 são torcidos conjuntamente para formar a fio 201 usando um enrolamento helicoidal fechado, tal como uma direção de enrolamento em “S”.

A figura 4 mostra esquematicamente uma seção transversal através de um cordonel de metal 200 Em uma modalidade da invenção com três fios 201 torcidas conjuntamente e em que cada fio compreende um filamento central 202 e seis filamentos externos 203.

Como pode ser visto na figura 4, o filamento central 202 tem um diâmetro D2o2 maior que o diâmetro D2Q3 dos filamentos externos 203.

O diâmetro D2o2 do filamento central 202 é maior que o diâmetro D2o3 dos filamentos externos 203 por uma percentagem preferivelmente não superior a 25%. Mais preferivelmente o diâmetro D202 do filamento central 202 é maior que o diâmetro D2o3 dos filamentos externos 203 por uma percentagem não superior a 20%. Como um exemplo, o diâmetro D202 do filamento central 202 é aproximadamente 5-7% maior que o diâmetro D2O3 dos filamentos externos 203.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, cada fio tem as mesmas características em termos de número de filamentos, do arranjo dos filamentos e do diâmetro dos filamentos. De acordo com algumas modalidades da presente invenção, cada fio 201 também tem as mesmas características em termos de passo de torção dos filamentos e de material dos filamentos.

Nas modalidades preferidas, os filamentos 202, 203 das fios 201 são torcidos conjuntamente em um enrolamento helicoidal fechado (por exemplo, enrolados na direção "S"). O passo de torção dos filamentos 202, 203 é preferivelmente entre cerca de 2,0 mm e cerca de 10,0 mm.

Em modalidades preferidas, os fios 201, entretanto, são torcidas conjuntamente em um enrolamento helicoidal fechado (por exemplo, enroladas na direção “S”). O passo de torção dos fios 201 é preferivelmente entre cerca de 3,0 mm e cerca de 10,0 mm.

O diâmetro dos filamentos é preferivelmente entre 0,175 mm e 0,380 mm.

Como mencionado acima, os filamentos são preferivelmente filamentos de aço de NT (tração normal), HT (tração alta), SHT (tração super alta) ou UHT (tração ultra alta). Eles são tipicamente revestidos com latão ou outro revestimento resistente à corrosão (tal como Zn/Mn). Em uma modalidade; o filamento central e os filamentos externos são do mesmo material e são tratados da mesma maneira contra corrosão. Em outras modalidades vantajosas, o filamento central é um aço com características de resistência à tração mais alta (tal como HT) que os filamentos externos (tal como NTj e/ou foi submetido a um tratamento de resistência à corrosão melhorada. Este tratamento de resistência à corrosão melhorada pode ser, vantajosamente, por exemplo, um revestimento de latão mais espesso. Altemativamente, o filamento central pode ser revestido com Zn/Mn e os filamentos externos podem ser, em contraste, revestidos com latão.

Como observado anteriormente, observou-se que a provisão, nos fios que constituem o cordonel, de filamentos centrais cujo diâmetro é maior que aquele dos filamentos externos toma possíveis melhorias significantes, tanto em termos de reduzida oxidação dos cordonéis quanto reduzida deterioração da ligação entre os cordonéis e o material elastomérico. Acredita-se que isso é devido à formação de pequenos canais e/ou interstícios descontínuos e não uniformes entre um filamento externo e o próximo, dentro dos quais penetra uma pequena quantidade de material elastomérico. Em uma visão da requerente, a alternação desses canais e/ou interstícios, cheios com material elastomérico, resulta na prática a formação de "tampões’’ de material elastomérico. Esses tampões descontínuos, que ocorrem mais ou menos aleatoriamente ao longo dos cordonéis na tira de reforço circunferencial 105d opõem e/ou interrompem o trajeto na direção circunferencial da água (ou mais geralmente do agente de oxidação) que pode chegar tão longe até o cordonel. Desta maneira, o agente de oxidação é impedido de atacar por corrosão o comprimento inteiro do cordonel, e/ou a ligação entre os cordonéis e o material elastomérico.

Este resultado é particularmente surpreendente em vista do fato de que a baixa penetrabilidade para a borracha do cordonel de grande alongamento usado na tira de reforço 105d não é significantemente aumentada. De fato, o cordonel de grande alongamento com os filamentos centrais de fios de maior diâmetro parece ainda permitir muito pouca penetração até a borracha: como será mostrado em um número de exemplos, o aumento em penetrabilidade até a borracha é de poucos pontos de percentagem.

Em modalidades preferidas, o produto semi-acabado (tipicamente uma banda revestida com borracha ou faixa contínua revestida com borracha com cordonéis de metal) para formar a tira de reforço de zero grau é produzido por extrusão. No processo de extrusão, um ou mais cordonéis são introduzidos em um aparelho compreendendo uma extrusora.

Um composto verde de alta viscosidade é introduzido na extrusora e encontra o(s) cordonel(éis). O produto inacabado então emerge a partir da extrusora e é tipicamente enrolado sobre uma bobina.

O resultado de testes realizados em dois exemplos (Exemplos 1 e 4) de um cordonel de tipo conhecido usado como uma comparação e três exemplos (Exemplos 2, 3 e 5) de cordonéis usados nas modalidades da presente invenção são dados abaixo.

EXEMPLOS

Exemplo 1 (comparação); Cordonel de metal A "3X7XK2O HE" - N.° de fios: 3 - N.° de filamentos por fio: 1+6 (filamento central + 6 filamentos externos) - diâmetro de filamento central: 0,200 mm - diâmetro de filamentos externos: 0,200 mm - Passo de torção de filamentos: 3.9mm - Passo de torção de fios: 6.3 mm - Direção de torção: SS - diâmetro de cordonel de metal: 1,39 mm - Peso de cordonel: 5,84 g/m - Alongamento sob carga parcial: 2,04% - Carga de ruptura: 1570 N - Alongamento na ruptura: 5.50%

Exemplo 2 (invenção); Cordonel de metal B "3X(1 X0,225+6X0,20)HE” - N.° de fios: 3 - N.° de filamentos por fio: 1 +6 (filamento central + 6 filamentos externos) - diâmetro de filamento central: 0,225 mm - diâmetro de filamentos externos: 0,200 mm - Passo de torção de filamentos: 3.9 mm - Passo de torção de fios: 6.3 mm - Direção de torção: SS - diâmetro de cordonel de metal: 1.42 mm - Peso de cordonel: 6.06 g/m - Alongamento sob carga parcial: 2,07% - Carga de ruptura: 1638 N - Alongamento na ruptura: 5.52%

Exemplo 3 (invenção): Cordonel de metal C "3X(lX0,235+6XO.20)HE" - N.° de fios: 3 - N.° de filamentos por fio: 1 +6 (filamento central + 6 filamentos externos) - diâmetro de filamento central: 0,235 mm - diâmetro de filamentos externos: 0,200 mm - Passo de torção de filamentos: 3.9 mm - Passo de torção de fios: 6.3 mm - Direção de torção: SS - Diâmetro de cordonel de metal: 1.44 mm - Peso de cordonel: 6.17 g/m - Alongamento sob carga parcial: 2,05% - Carga de ruptura: 1630 N - Alongamento na ruptura: 5,82%

Exemplo 4 (comparação): Cordonel de metal D "3X7X0,22 HE" - N.° de fios: 3 - N.° de filamentos por fio: 1+6 (filamento central + 6 filamentos externos) - Diâmetro de filamento central: 0,220 mm - Diâmetro de filamentos externos: 0,220 mm - Passo de torção de filamentos: 3.90 mm - Passo de torção de fios: 6.30 mm - Direção de torção: SS - Diâmetro de cordonel de metal: 1,51 mm - Peso de cordonel: 7.10 g/m - Alongamento sob carga parcial: 1.98% - Carga de ruptura: 1840 N - Alongamento na ruptura: 6.8%

Exemplo 5 (invenção): Cordonel de metal E "3X(1X0,250+6X0,22) HE" - N.° de fios: 3 - N.° de filamentos por fio: 1 +6 (filamento central + 6 filamentos externos) - Diâmetro de filamento central: 0,250 mm - Diâmetro de filamentos externos: 0,220 mm - Passo de torção de filamentos: 4.0 mm - Passo de torção de fios: 7.0 mm - Direção de torção: SS - Diâmetro de cordonel de metal: 1,58 mm - Peso de cordonel: 7.34 g/m - Alongamento sob Carga Pat: 1,85%) - Carga de ruptura: 1930 N - Alongamento na ruptura: 6.50%o

Os cordonéis A e D são cordonéis de metal de tipo conhecido usados como cordonéis de comparação. Os cordonéis B, C e E são cordonéis de metal a serem usados nos pneus nas modalidades da invenção. Como será visto a partir dos dados registrados acima, todos dos cordonéis têm características de diâmetro, peso, alongamento na ruptura, carga de ruptura e alongamento sob carga parcial que são substancialmente equivalentes, com diferenças muito pequenas e insignificantes nos valores de ponto. Isto é também confirmado pelo exame dos gráficos de carga/alongamento nas figuras 5 e 6.

A figura 5 é um gráfico de alongamento em [%] (eixo x) contra força de tração (eixo y) expressa em Newtons [N]. A figura 6 mostra, em uma escala diferente, a parte do gráfico da figura 5 até cerca de 50 N de força de tração. O gráfico na figura 6, por conseguinte, representa o comportamento de um cordonel de metal submetido a baixas cargas de tração, avaliado pelo método de BISFA E7 referido anteriormente.

Em particular, as figuras 5 e 6 mostram o comportamento dos cordonéis A, B e C.

Os cordonéis A, B e C têm comportamento substancialmente equivalente tanto em baixas cargas quanto à ruptura. Por conseguinte, quando esses cordonéis são usados para formar a tira de reforço de zero grau para um pneu, as características do pneu permanecem praticamente inalteradas e não existe necessidade de re-engeheirar o pneu.

Foram extrusadas amostras de laboratório do tipo AA, tipo BB e tipo CC, com cordonéis de metal de tipos A, B e C, respectivamente. Foram então comparadas as características de adesão ao composto verde e penetrabilidade do material curado, como mostrado na Tabela 1.Tabela 1

As mostras de laboratório BB e CC mostram maior ligação com o material elastomérico não curado. Em articular, a amostra CC tem 10% de melhor ligação com o material não curado que a amostra AA (com conhecidos cordonéis de metal). A ligação ao material não curado foi avaliada pela medição da força necessária para extrair os cordonéis de metal a partir do material elastomérico. Maior força foi necessária para extrair os cordonéis de metal BB e CC que o cordonel AA.

As amostras BB e CC também mostraram penetrabilidade somente ligeiramente mais alta do material elastomérico curado que a baixa penetrabilidade da amostra de comparação AA. O teste para penetrabilidade do material curado foi feito pela imersão de um comprimento de produto em álcool e medição do ar aprisionado dentro do produto, que escapa. Com base 5 nos resultados dos testes, 4% menos ar escapou quando o produto semiacabado dos tipos BB ou CC foi imerso em comparação com o produto semiacabado do tipo AA.

Os resultados obtidos em termos de melhor adesão ao material não curado (a despeito do ligeiro aumento na penetrabilidade até a borracha) 10 são, de acordo com a requerente, precursores de uma melhor resistência à corrosão dos cordonéis B e C. Acredita-se que a melhoria na adesão dos cordonéis ao material não curado é devida à formação de pequenos canais entre um filamento externo e o próximo. A borracha penetra nesses canais. A partir de exames cuidadosos nas seções transversais através das amostras de 15 produto semi-acabado, verificou-se que os canais entre um filamento externo e o próximo não são contínuos e uniformes. Em outras palavras, com referência à figura 4, o espaço entre (por exemplo) o filamento externo 203b e filamento externo 203c varia, aparentemente muito aleatoriamente, entre zero e um valor máximo. O valor mínimo (zero) é quando dois filamentos 203b, 2ô 203c se tocam, enquanto o valor máximo é quando todos os filamentos, exceto os filamentos 203b e 203c, se tocam. Esta alternação de canais de larguras variáveis cheios com material elastomérico conduz à formação de tampões de borracha. Esses tampões descontínuos previnem que qualquer água (ou mais geralmente agente de oxidação), que penetra no pneu tão longe 25 até o filamento central de um cordonel na tira de reforço 105d, corroa o comprimento inteiro do cordonel. Existirá no máximo corrosão e dano a uma porção circunferencial deste filamento central, até o agente de oxidação encontrar uma nova barreira na forma de um canal cheio com borracha atuando como um tampão.

Os canais ou interstícios entre os filamentos externos ocorrem porque os seis filamentos externos não envolvem completamente a circunferência externa do filamento central. Isto é porque o diâmetro dos filamentos externos é inferior ao diâmetro do filamento central. Os interstícios são vistos para serem descontínuos porque, quando os filamentos são torcidos conjuntamente, eles se movem um em relação ao outro de uma maneira substancialmente aleatória. O resultado é a criação de interstícios de dimensões maiores ou menores, quando examinados sempre ao longo do comprimento do cordonel. Por sua vez, esses interstícios permitem a maior penetração da borracha, incluindo na direção para o filamento central 202.

Em adição aos testes, realizados nas amostras de laboratório como especificadas acima, de penetrabilidade do material elastomérico curado, e adesão ao material não curado, também foi realizado um teste interno de resistência à propagação de oxidação em um pneu acabado. Em particular, foi realizado o mesmo teste de resistência à propagação de oxidação em um pneu de acordo com uma modalidade da presente invenção, com cordonéis de tipo C, e em um conhecido pneu de comparação, com os cordonéis de tipo A. Ambos os pneus tinham a estrutura da figura 1 a.

O teste foi realizado pela feitura de um furo no pneu a partir de dentro para tão longe até os cordonéis da tira de reforço 105d. O pneu foi montado em uma roda e cheio para sua pressão nominal. Antes de inflação, uma certa quantidade de água salgada foi introduzida no pneu. O pneu foi então submetido a uma predeterminada carga vertical e girado por muitas horas.

No final do teste, a propagação da oxidação a partir do furo (o ponto onde a água salgada foi capaz de penetrar na estrutura do pneu) foi avaliada. Para esta finalidade, a banda de rodagem foi removida e o comprimento da porção oxidada dos cordonéis da tira de reforço de zero grau foi medido.

No pneu de comparação, com cordonéis de tipo A, a oxidação se propagou para um comprimento de mais que três vezes aquela obtida com o pneu de acordo com uma modalidade da presente invenção, com cordonéis de tipo C. Por conseguinte, foi tida confirmação, também a partir desses testes, das grandes vantagens e benefícios obtidos pela solução de acordo com 5 a presente invenção.

Claims

1. Pneu (100) para uma roda de um veículo de carga pesada, compreendendo: - uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma lona de carcaça (101); - uma estrutura de cinta (105) aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de carcaça; e - uma banda de rodagem (106) aplicada em uma posição radialmente externa em relação à dita estrutura de carcaça; em que a dita estrutura de cinta (105) compreende pelo menos uma tira de reforço (105d) incorporando uma pluralidade de elementos de reforço assentados na direção circunferencial; em que os ditos elementos de reforço compreendem pelo menos um cordonel de metal (200) de grande alongamento; em que o dito cordonel de metal (200) compreende uma pluralidade de fios torcidos (201), cada fio (201) compreendendo um filamento central (202) e uma pluralidade de filamentos externos (203a, ..., 203f) arranjados para formar um único anel externo circular em torno do dito filamento central (202); em que o dito cordonel de metal (200) compreende um número de fios (201) não maior que 3; em que o dito filamento central (202) tem um diâmetro maior que o diâmetro dos filamentos externos (203a, ..., 203f), caracterizado pelo fato de que i. o dito cordonel de metal (200) possui um alongamento na ruptura de pelo menos 3,5%; ii. a dita estrutura cinta (105) compreende pelo menos duas camadas de cinta principais radialmente superpostas (105a, (105b), incorporando uma pluralidade de elementos de reforço que são paralelos entre si em cada camada, inclinados com relação à direção circunferencial do pneu (100) e são orientados de tal maneira a interceptar um ao outro com relação aos elementos de reforço da camada adjacente, em que a dita pelo menos uma tira de reforço (105d) é arranjada em uma posição radialmente externa às dita pelo menos duas camadas de cinta principais (105a, 105b); iii. a dita pelo menos uma tira de reforço (105d) é arranjada a uma respectiva extremidade axialmente externa da camada radialmente mais externa da estrutura das ditas pelo menos duas camadas de cinta principais (105a; 105b); e iv. a dita estrutura de cinta (105) compreende uma terceira camada de cinta (105c) aplicada como uma camada radialmente mais externa da estrutura de cinta (105) e tendo elementos de reforço os quais são assentados paralelos entre si.

2. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um cordonel de metal de grande alongamento (200) possui um alongamento sob carga parcial de entre 1% e 3%.

3. Pneu (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito cordonel de metal (200) compreende ou cinco ou seis filamentos externos (203a,..., 203f).

4. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, no dito cordonel de metal (200), o diâmetro do filamento central (202) é maior que o diâmetro da pluralidade de filamentos externos (203a,..., 203f) por uma percentagem não superior a 25%.

5. Pneu (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o diâmetro do filamento central (202) é maior que o diâmetro da pluralidade de filamentos externos (203a, ..., 203f) por uma percentagem entre 5% e 7% do diâmetro dos filamentos externos.

6. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma tira de reforço (105d) é feita como uma pluralidade de enrolamentos axialmente adjacentes de um elemento alongado compreendendo pelo menos um dos ditos elementos de reforço.

7. Pneu (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado 5 pelo fato de que o dito elemento alongado compreende de um a cinco dos ditos elementos de reforço.

8. Pneu (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma tira de reforço (105d) é feita como uma pluralidade de enrolamentos radialmente superpostos 10 de uma banda revestida com borracha (105d") compreendendo uma pluralidade dos ditos elementos de reforço.