BR112016005571B1

BR112016005571B1 - Pneumático para bicicleta

Info

Publication number: BR112016005571B1
Application number: BR112016005571-3A
Authority: BR
Inventors: Luc Bestgen; David Olsommer
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2022-02-15
Also published as: EP3052324B1; WO2015049263A1; CN105593035A; BR112016005571A8; FR3011199B1; US20160236520A1; CN105593035B; EP3052324A1; FR3011199A1; BR112016005571A2

Abstract

pneumático para bicicleta. pneumático para bicicleta e, mais especialmente, um pneumático para bicicleta destinado a colaborar com um dispositivo de assistência elétrica. a invenção tem como objeto propor um pneumático (1) para bicicleta que compreende uma denteadura (5) de geratriz (g) substancialmente radial, circunferencialmente posicionada sobre um flanco (2) do pneumático e destinada a operar junto com uma denteadura complementar de um pinhão motor de um dispositivo de assistência elétrica para bicicleta. de acordo com a invenção, a denteadura (5) sendo constituída por dentes (51) equidistantes de um passo p, cada dente (51) tendo um comprimento l, de acordo com a direção da geratriz (g), e uma seção substancialmente triangular, de acordo com um plano perpendicular à geratriz (g), de altura h, cada dente (51) compreendendo um material elastomérico que tem um módulo de elasticidade em cisalhamento g*, o módulo de elasticidade em cisalhamento g* do material elastomérico dos dentes (51) é pelo menos igual a um módulo de elasticidade em cisalhamento limite g*s, o módulo de elasticidade em cisalhamento limite g*s sendo tal que o deslocamento d do topo de cada dente (51) é igual a 0.2 vezes a altura h do dente (51), sob a ação de uma pressão uniforme, aplicada pela denteadura complementar ao lado que forma o menor ângulo de abertura, igual a 650/(l*h*(2.67-0.33*p)).

Description

[0001] A presente invenção se refere a um pneumático para bicicleta e, mais especialmente, a um pneumático para bicicleta destinado a operar junto com um dispositivo de assistência elétrica.

[0002] Por dispositivo de assistência elétrica, é entendido um dispositivo elétrico, montado na bicicleta e próprio para acionar em rotação pelo menos uma roda da bicicleta.

[0003] O documento DE-20314210-U1 descreve um princípio de acionamento de uma bicicleta por um dispositivo de assistência elétrica ou motor elétrico no qual um pinhão motor engrena sobre uma denteadura solidária do círculo do aro dianteiro da bicicleta, a dita denteadura sendo uma denteadura interna, quer dizer da qual os dentes apontam para o eixo da roda. Um inconveniente desse dispositivo é que a denteadura do aro é suscetível de reter seixos.

[0004] Os documentos DE-4011567-A1 e US-5165776 descrevem um dispositivo gerador de eletricidade, para a iluminação de uma bicicleta, destinado a operar junto com um pneumático que compreende uma denteadura de geratriz radial, posicionada circunferencialmente sobre um flanco do pneumático e destinada a operar junto com uma denteadura complementar de um pinhão do dispositivo gerador de eletricidade. A denteadura posicionada sobre o flanco de pneumático é projetada para acionar em rotação o pinhão livre do dispositivo gerador de eletricidade. No entanto essa denteadura não é dimensionada para ser acionada em rotação pelo pinhão motor de um dispositivo de assistência elétrica.

[0005] A invenção tem como objeto propor um pneumático para bicicleta que compreende uma denteadura de geratriz substancialmente radial, posicionada circunferencialmente sobre um flanco do pneumático e destinada a operar junto com uma denteadura complementar de um pinhão motor de um dispositivo de assistência elétrica para bicicleta.

[0006] A invenção propõe para isso um pneumático para bicicleta, que compreende: - dois flancos que ligam uma banda de rodagem a dois talões, - uma denteadura contínua, de geratriz substancialmente radial em relação ao eixo de rotação do pneumático de direção axial, posicionada circunferencialmente sobre uma face axialmente exterior de pelo menos um flanco, e destinada a operar junto com uma denteadura complementar, - a denteadura sendo constituída por dentes equidistantes de um passo p, - cada dente tendo um comprimento l, de acordo com a direção da geratriz, e uma seção substancialmente triangular, de acordo com um plano perpendicular à geratriz, - a seção substancialmente triangular compreendendo um primeiro e um segundo lados provenientes de um primeiro topo, chamado de topo do dente, e um terceiro lado oposto ao primeiro topo e posicionado sobre a face axialmente exterior do flanco, - os primeiro e segundo lados formando respectivamente, com a direção perpendicular ao terceiro lado, um primeiro e um segundo ângulo de abertura, - a distância entre o topo do dente e sua projeção ortogonal sobre o terceiro lado definindo a altura h do dente, - cada dente compreendendo um material elastomérico que tem um módulo de elasticidade em cisalhamento G*, - o módulo de elasticidade em cisalhamento G* do material elastomérico dos dentes sendo pelo menos igual a um limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*S, o limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*S sendo tal que o deslocamento d do topo de cada dente é igual a 0,2 vezes a altura h do dente, sob a ação de uma pressão uniforme, aplicada pela denteadura complementar ao lado que forma o menor ângulo de abertura, igual a 650/(l*h*(2,67-0,33*p)).

[0007] Um pneumático para bicicleta tem uma geometria exterior, caracterizada em especial por um diâmetro exterior, um diâmetro de aro, assim como uma altura e uma largura de seção, medidas em um plano meridiano que passa pelo eixo de rotação do pneumático. Em especial, essas características geométricas são medidas em um pneumático montado em seu aro e inflado em sua pressão de utilização, no sentido das normas da European Tyre and Rim Technical Organization ou ETRTO.

[0008] Os flancos são as porções laterais de um pneumático que ligam a banda de rodagem, destinada a entrar em contato com um solo, aos talões, destinados a entrar em contato com um aro.

[0009] Uma denteadura é definida geometricamente por uma geratriz. Para uma denteadura de acordo com a invenção, a geratriz é substancialmente radial, quer dizer que ela forma um ângulo pequeno com a direção radial do pneumático, perpendicular à direção axial do eixo de rotação do pneumático. Mais precisamente uma geratriz substancialmente radial forma um ângulo no máximo igual a 45°, com a direção tangente à face axialmente exterior do flanco e situada em um plano meridiano ou radial do pneumático perpendicular ao eixo de rotação do pneumático. A face axialmente exterior do flanco de pneumático é a face do flanco em contato com o ar atmosférico, por oposição à face axialmente interior do flanco em contato com o ar de inflação do pneumático.

[0010] Por outro lado, essa denteadura é posicionada circunferencialmente sobre uma face axialmente exterior de pelo menos um flanco do pneumático, quer dizer de acordo com a direção circunferencial tangente à superfície de rodagem do pneumático e orientada de acordo com o sentido de rodagem do pneumático. Além disso, a denteadura é contínua, quer dizer que ela é posicionada em toda a circunferência do flanco.

[0011] Mais precisamente, a denteadura é constituída por dentes equidistantes de um passo p, quer dizer por uma justaposição de dentes dois a dois separados por uma distância ou passo constante. O passo da denteadura é uma característica da capacidade de engrenamento da denteadura com uma denteadura complementar de um pinhão motor de um dispositivo de assistência elétrica, e condiciona em especial o número de dentes da denteadura que vão estar simultaneamente em contato com a denteadura complementar do pinhão para passar o torque motor desejado. O passo da denteadura depende também do diâmetro do pinhão.

[0012] Cada dente é caracterizado geometricamente por um comprimento l, medido de acordo com a geratriz da denteadura, e por uma seção substancialmente triangular, de acordo com um plano perpendicular à geratriz. Uma seção substancialmente triangular é uma seção de três lados, que podem ter topos arredondados, quer dizer não necessariamente angulosos, e lados não necessariamente retilíneos. Uma seção substancialmente triangular se inscreve em uma seção triangular no sentido matemático. Essa seção substancialmente triangular compreende um primeiro e um segundo lados provenientes de um primeiro topo, chamado de topo do dente, e um terceiro lado oposto ao primeiro topo e posicionado sobre a face axialmente exterior do flanco. Os primeiro e segundo lados formam respectivamente, com a direção perpendicular ao terceiro lado, um primeiro e um segundo ângulo de abertura. A distância entre o topo do dente e sua projeção ortogonal sobre o terceiro lado definem a altura h do dente.

[0013] O comprimento l dos dentes define o comprimento de engrenamento máximo possível com uma denteadura complementar. A altura h dos dentes define a profundidade de engrenamento máxima possível com uma denteadura complementar.

[0014] No que diz respeito ao material constitutivo da denteadura, cada dente compreende um material elastomérico que tem um módulo de elasticidade em cisalhamento G*.

[0015] De acordo com a invenção, o módulo de elasticidade em cisalhamento G* do material elastomérico dos dentes é pelo menos igual a um limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*s, o limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*s sendo tal que o deslocamento d do topo de cada dente é igual a 0,2 vezes a altura h do dente, sob a ação de uma pressão uniforme, aplicada pela denteadura complementar ao lado que forma o menor ângulo de abertura, igual a 650/(l*h*(2,67-0,33*p)).

[0016] O módulo de elasticidade em cisalhamento G* ou módulo complexo de cisalhamento dinâmico G* é medido em um corpo de prova normalizado, com o auxílio de um analisador de viscosidade (por exemplo, de marca Metravib VA4000), de acordo com a norma ASTM D 5992-96, na temperatura de 23°C e com uma varredura em amplitude de 10 %.

[0017] O limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*s é determinado por cálculo, com o auxílio de simulação por elementos finitos, com uma modelação não linear em deformação plana com consideração da incompressibilidade do material elastomérico do dente. Assim, um só dente é modelado com as condições nos limites seguintes: o terceiro lado posicionados sobre a face axialmente exterior do flanco é bloqueado em deslocamento, o primeiro ou o segundo lado, que tem o menor ângulo de abertura, é submetido a uma pressão uniforme igual a 650/(l*h*(2,67-0,33*p)). O material elastomérico do dente é um material Hookeano incompressível, que tem um módulo de Young E* e um coeficiente de Poisson igual a 0,49. Para um módulo de Young E* dado, é determinado então por cálculo o deslocamento d do topo do dente. Deduz-se daí a relação d/h do deslocamento do topo do dente pela altura do dente. Repetindo-se esse processo, para diferentes valores do módulo de Young E*, deduz-se daí uma relação entre o módulo de Young E* e a relação d/h do deslocamento do topo do dente pela altura do dente. Determina-se então, por aproximações sucessivas, o limiar do módulo de Young E*s tal que essa relação d/h é igual a 0,2. Deduz-se daí então o limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*s pela relação G*s = E*s/3.

[0018] A pressão uniforme P aplicada sobre o dente, nas simulações numéricas, é tomada igual a 650/(l*h*(2,67-0,33*p)), P sendo expressa em bars. A pressão uniforme P, expressa em bars, é igual a P = F*10/(S*N), onde F, expressa em N, é a força motriz aplicada pela denteadura complementar do pinhão motor do dispositivo de assistência elétrica sobre a denteadura do pneumático, onde S, expressa em mm2, é a superfície de aplicação da força motriz sobre um dente e onde N é o número de dentes que engrenam simultaneamente com a denteadura complementar. Na invenção, a força motriz máxima, que corresponde a uma potência motriz igual a 215 W e que é aplicada a uma velocidade da ordem de 3,3 m/s, é igual a 65 N. A superfície de aplicação da força motriz sobre um dente é igual a S = l*h, onde l e h são respectivamente o comprimento e a altura do dente, expressos em mm. Finalmente, o número N de dentes que engrenam simultaneamente, considerando o diâmetro do pinhão motor, é estimado em N = 2,67-0,33*p, onde p é o passo da denteadura, expresso em mm.

[0019] A pressão uniforme é aplicada sobre o primeiro ou segundo lado, proveniente do topo do dente, e que forma o menor ângulo de abertura, no caso de um dente dissimétrico. O lado submetido à pressão uniforme é chamado de lado motor ou face motriz. O lado não submetido à pressão uniforme é chamado de lado não motor ou face não motriz. No caso de um dente dissimétrico, é vantajoso que a pressão uniforme seja assim aplicada sobre o lado de menor ângulo de abertura, quer dizer que o lado motor tenha o ângulo de abertura menor. Isso permite passar um torque motor superior àquele obtido com um perfil simétrico do dente, quer dizer com ângulos de abertura dos primeiro e segundo lados iguais. De fato, um perfil dissimétrico acarreta uma flexão menor do dente do que um perfil simétrico, e, portanto, uma passagem de esforço maior.

[0020] O valor máximo da relação d/h entre o deslocamento d do topo do dente e a altura h do dente, para a determinação do limiar do módulo de Young E*s, é tomado igual a 0,2 para garantir uma rigidez de flexão mínima do dente sob a ação da pressão uniforme, que resulta de um torque motor, geralmente compreendido entre 20 Nm e 50 Nm, e que pode atingir 60 Nm. Disso resulta que o contato é mantido entre o dente deformado e a denteadura complementar indeformável, o que garante a passagem do torque motor.

[0021] Vantajosamente, a altura h dos dentes é pelo menos igual a 0,6 mm e no máximo igual a 3 mm.

[0022] Ainda vantajosamente, o comprimento l dos dentes é pelo menos igual a 0,15 vezes e no máximo igual a 0,50 vezes a largura de seção S do pneumático. A largura de seção S do pneumático é a distância axial, medida paralelamente ao eixo de rotação do pneumático, entre os pontos que são axialmente os mais exteriores dos flancos do pneumático, o pneumático estando montado em seu aro e inflado em sua pressão de utilização, no sentido das normas da European Tyre and Rim Technical Organization ou ETRTO.

[0023] Esses intervalos de valores respectivos para a altura h e o comprimento l dos dentes implicam que a superfície de contato entre um dente da denteadura do pneumático e um dente da denteadura complementar do pinhão do dispositivo de assistência elétrica, com a qual a denteadura do pneumático é destinada a operar junto, é compreendida em um intervalo de valores que permite passar o torque motor gerado pelo dispositivo de assistência elétrica à roda. Esses intervalos de valores para a altura h e o comprimento l levam também em consideração as restrições de volume para o posicionamento da denteadura sobre o flanco do pneumático.

[0024] O passo p da denteadura é vantajosamente pelo menos igual a 1,8 mm e no máximo igual a 5,5 mm. O passo p da denteadura é a distância medida entre os topos de dois dentes consecutivos, em um plano perpendicular à geratriz G.

[0025] Foi constatado que, quanto maior for o passo p, maior é o ruído que ele gera. Em contrapartida, um passo maior é mais tolerante a um defeito de alinhamento entre a denteadura de pneumático e a denteadura complementar de um pinhão. Por outro lado, um passo maior é menos sensível à presença de corpos estranhos, tais como, por exemplo, neve ou lama, que são mais facilmente evacuados. Ao contrário, um passo menor é mais silencioso, mas menos tolerante a um defeito de alinhamento ou à presença de corpos estranhos. O intervalo de valores preconizado para o passo da denteadura permite obter assim uma denteadura eficaz em passagem de torque, relativamente silenciosa e tolerante a um defeito de alinhamento ou à presença de corpos estranhos.

[0026] O passo p da denteadura é, ainda mais vantajosamente, pelo menos igual a 2 mm e no máximo igual a 3 mm. Esse intervalo de valores preferido para o passo da denteadura permite otimizar o compromisso entre eficácia, ruído e tolerância ao ambiente da denteadura. A título de exemplo, um passo de denteadura de 2,3 mm deu bons resultados em relação a esses compromissos.

[0027] É também vantajoso que a geratriz da denteadura forme, com a direção do plano radial tangente à face axialmente exterior do flanco, um ângulo pelo menos igual a 4° e no máximo igual a 40°. Esse ângulo corresponde ao ângulo de hélice da denteadura de forma helicoidal.

[0028] Essa inclinação da geratriz da denteadura, em relação à direção do plano radial tangente à face axialmente exterior do flanco, aumenta a relação de conduta entre a denteadura do pneumático e a denteadura complementar do pinhão. Assim, o ruído gerado é substancialmente reduzido em relação a uma denteadura de geratriz estritamente radial, quer dizer que forma um ângulo nulo em relação à direção radial.

[0029] É ainda mais vantajoso que a geratriz da denteadura forme, com a direção do plano radial tangente à face axialmente exterior do flanco, um ângulo pelo menos igual a 15° e no máximo igual a 30°. Um ângulo de 25° é uma configuração especialmente vantajosa em termos de ruído gerado.

[0030] Vantajosamente, os primeiro e segundo lados da seção substancialmente triangular de cada dente têm um perfil retilíneo. De fato, um lado retilíneo apresenta uma superfície de contato maior com a denteadura complementar e, portanto, permite passar um torque maior.

[0031] Ainda vantajosamente os primeiro e segundo lados da seção substancialmente triangular de cada dente têm um perfil curvilíneo. De fato, lados curvilíneos permitem aumentar a rigidez de flexão do dente e, portanto, passar um torque maior.

[0032] Os lados motor e não motor podem ter também um perfil que combina partes retilínea e curvilínea para cumular as vantagens precedentemente descritas.

[0033] A geratriz da denteadura pode também ser curvilínea, para aumentar o comprimento de engrenamento em relação a uma geratriz geralmente retilínea, daí um ganho potencial em passagem de torque.

[0034] De acordo com um modo de realização preferido, a denteadura compreende um material têxtil, de preferência de tipo poliamida alifática.

[0035] O material têxtil é preferencialmente uma poliamida alifática ou nylon, que é um material correntemente utilizado no campo dos pneumáticos, em razão de seu custo e de sua compatibilidade com os materiais elastoméricos.

[0036] Um material têxtil tem na maior parte das vezes a forma de um tecido. Mas ele pode também ser constituído por reforços dispersos.

[0037] A presença de um material têxtil, além do material elastomérico, permite melhorar a resistência à abrasão da denteadura, que resulta dos ciclos de engrenamento. Ela permite por outro lado diminuir o ruído gerado por um efeito de amortecimento do material têxtil. Finalmente, ao nível da fabricação, um material têxtil, que tem uma elasticidade ortótropa, acompanha as deformações por ocasião da moldagem da forma do dente, no decorrer da conformação do pneumático por ocasião de seu cozimento.

[0038] De acordo com uma variante preferida do modo de realização preferido, a denteadura compreende, axialmente no exterior do material elastomérico, um material têxtil, de preferência de tipo poliamida alifática.

[0039] Um material têxtil, posicionado no exterior do material elastomérico, apresenta a vantagem de ser fácil de colocar no lugar. Por outro lado, ele permite aumentar o rendimento da transmissão oferecendo para isso um melhor deslizamento entre a denteadura do pneumático e a denteadura complementar, diminuindo assim as perdas por atrito por um efeito lubrificante.

[0040] As características e outras vantagens da invenção serão melhor compreendidas com o auxílio das figuras esquemáticas e não representadas na escala, em anexo: - figura 1: vista em perspectiva de uma porção de pneumático para bicicleta que compreende uma denteadura de acordo com a invenção, - figura 2: vista em corte de uma denteadura de acordo com a invenção, em um plano de corte perpendicular à geratriz da denteadura, - figura 3A: vista em corte de um primeiro exemplo de dente com lados retilíneos, - figura 3B: evolução do módulo de Young E* do material elastomérico em função da relação d/h do deslocamento do topo de dente, no caso do primeiro exemplo de dente representado na figura 3A, - figura 4A: vista em corte de um segundo exemplo de dente com lados retilíneos e com topo arredondado, - figura 4B: evolução do módulo de Young E* do material elastomérico em função da relação d/h do deslocamento do topo de dente, no caso do segundo exemplo de dente representado na figura 3B.

[0041] A figura 1 apresenta uma porção de um pneumático 1, que compreende uma denteadura 5 de acordo com a invenção. O pneumático 1 compreende dois flancos 2 que ligam uma banda de rodagem 3, destinada a entrar em contato com um solo (não representado) a dois talões 4, destinados a entrar em contato com um aro de montagem (não representado). As direções XX’, YY’ e ZZ’ designam respectivamente a direção circunferencial, tangente à banda de rodagem 3 do pneumático e orientada de acordo com o sentido de rodagem do pneumático, a direção axial, paralela ao eixo de rotação (não representado) do pneumático, e a direção radial, perpendicular ao eixo de rotação do pneumático. O pneumático 1 tem uma largura de seção S, medida de acordo com a direção axial YY’, entre os pontos que são os mais axialmente exteriores das faces axialmente exteriores 21 dos flancos 2. O pneumático 1 compreende uma denteadura 5 contínua, de geratriz G substancialmente radial em relação ao eixo de rotação do pneumático de direção axial YY’, posicionada circunferencialmente, de acordo com a direção XX’, em uma face axialmente exterior 21 de pelo menos um flanco 2. A geratriz G forma um ângulo B, com a direção TT’, posicionada no plano radial ou meridiano YZ e tangente à face axialmente exterior 21 do flanco 2. A denteadura 5 compreende dentes 51 que têm uma altura h e um comprimento l, os dentes 51 compreendendo um material elastomérico que tem um módulo de elasticidade em cisalhamento G*.

[0042] A figura 2 é uma vista em corte de uma denteadura 5 de acordo com a invenção, em um plano de corte UV, perpendicular à geratriz G da denteadura 5. A denteadura 5 é constituída por uma justaposição de dentes 51, espaçados de um passo p constante. O passo p é a distância medida entre os topos de dois dentes 51 consecutivos, de acordo com a direção UU’ paralela à face axialmente exterior 21 do flanco 2. Cada dente 51 tem uma altura h, medida entre a base e o topo do dente 51, de acordo com a direção VV’ perpendicular à face axialmente exterior 21 do flanco 2. Cada dente 51 compreende uma face motriz ou lado motor 52 e uma face não motriz ou lado não motor 53. No modo de realização representado na figura 2, o ângulo de abertura A1 da face motriz 52, em relação à direção VV’, é inferior ao ângulo de abertura A2 da face não motriz 53, em relação à direção VV’. Por outro lado, a figura 2 ilustra dentes que compreendem faces motriz e não motriz retilíneas. No caso de uma face curvilínea, o ângulo de abertura descrito acima deve ser medido entre a tangente ao ponto da face curvilínea que corresponde à meia altura de dente e a direção VV’.

[0043] As figuras 3A e 4A são vistas em corte de um dente 51 de acordo com a invenção, em um plano de corte UV, perpendicular à geratriz G da denteadura 5. Cada um dos dentes representados respectivamente nas figuras 3A e 3B tem uma seção substancialmente triangular IJK, que compreende um primeiro e um segundo lado (IK, IJ) provenientes de um primeiro topo I, chamado de topo do dente, e um terceiro lado JK oposto ao primeiro topo I e posicionado sobre a face axialmente exterior 21 do flanco 2. Os primeiro e segundo lados (IK, IJ) formam respectivamente, com a direção (VV’) perpendicular ao terceiro lado JK, um primeiro e um segundo ângulo de abertura (A1, A2). Nos exemplos representados, o primeiro lado IK é o lado motor ou face motriz 52 do dente 51, sobre a qual é aplicada a pressão uniforme P. O primeiro ângulo de abertura A1 do primeiro lado IK é inferior ao segundo ângulo de abertura A2 do segundo lado IJ. O passo p da denteadura é igual ao comprimento do terceiro lado JK. A distância entre o topo I do dente 51 e sua projeção ortogonal H sobre o terceiro lado JK define a altura h do dente 51. d é o deslocamento do topo I, quando a face motriz 52 do dente 51 é submetida à pressão uniforme P. Somente o estado inicial não deformado do dente 51 é representado nas figuras 3A e 4A.

[0044] As figuras 3B e 4B representam respectivamente as curvas de evolução do módulo de Young E* em função da relação d/h do deslocamento d do topo do dente sobre a altura h do dente, respectivamente para os dentes representados nas figuras 3A e 4A. Essas curvas permitem deduzir, em cada um dos casos, o valor limite E*s do módulo de Young que corresponde a uma relação d/h igual a 0,2. Em outros termos, esse valor limite corresponde a uma deformação do dente igual a 20 %.

[0045] Várias configurações de denteadura, cuja concepção foi otimizada por simulações por elementos finitos, foram experimentadas pelos inventores para um pneumático para bicicleta de dimensão 37-622.

[0046] O primeiro exemplo de dente, representado pelas figuras 3A e 3B, é definido pelas características seguintes: - passo da denteadura p = 1,8 mm - comprimento de dentre l = 8 mm - altura de dente h = 1,22 mm - primeiro ângulo de abertura A1 = 16° - segundo ângulo de abertura A2 = 48° - pressão uniforme P = 32,1 bars (deduzida da fórmula P = 650/(l*h*(2,67- 0,33*p)).

[0047] A tabela 1 abaixo apresenta os resultados das simulações numéricas por elementos finitos realizadas nesse primeiro exemplo de dente: Tabela 1

[0048] O limiar do módulo de Young E*s, que corresponde a uma relação d/h igual a 0,2, é igual a 3,46 bars. Consequentemente, o limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*s é igual a 3,46/3 = 1,15 bar. Em conclusão, o módulo de elasticidade em cisalhamento do material elastomérico do dente deve pelo menos ser igual a 1,15 bar, para essa primeira geometria de dente.

[0049] O segundo exemplo de dente, representado pelas figuras 4A e 4B, é definido pelas características seguintes: - passo da denteadura p = 2,3 mm - comprimento de dentre l = 8 mm - altura de dente h = 0,94 mm - primeiro ângulo de abertura A1 = 17° - segundo ângulo de abertura A2 = 42° - pressão uniforme P = 45,2 bars (deduzida da fórmula P = 650/(l*h*(2,67- 0,33*p)).

[0050] A tabela 2 abaixo apresenta os resultados das simulações numéricas por elementos finitos realizadas nesse primeiro exemplo de dente:Tabela 2

[0051] O limiar do módulo de Young E*s, que corresponde a uma relação d/h igual a 0,2, é igual a 1,59 bars. Consequentemente, o limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*s é igual a 1,59/3 = 0,53 bar. Em conclusão, o módulo de elasticidade em cisalhamento do material elastomérico do dente deve pelo menos ser igual a 0,53 bar, para essa segunda geometria de dente.

[0052] A invenção foi essencialmente descrita para uma denteadura, destinada a passar um nível de força motriz dado com o auxílio de uma geometria de denteadura dada, no caso em que a denteadura é constituída por um só material elastomérico do qual se procura otimizar o módulo de elasticidade em cisalhamento G*. A utilização de um material têxtil em complemento ao material elastomérico vai contribuir para aumentar a rigidez de cisalhamento do dente, que é nesse caso constituído por um material compósito elastômero/têxtil, e, portanto, vai permitir abaixar eventualmente o módulo de elasticidade em cisalhamento G* do material elastomérico. Por outro lado, a relação que exprime a pressão uniforme aplicada em função da força motriz, da geometria da denteadura e do número de dentes que engrenam simultaneamente pode evidentemente ser adaptada em função do torque motor máximo a passar e da geometria da denteadura complementar do pinhão motor do dispositivo de assistência elétrica, condicionando o número de dentes que engrenam simultaneamente.

Claims

1. Pneumático (1) para bicicleta, que compreende: - dois flancos (2) que ligam uma banda de rodagem (3) a dois talões (4), - uma denteadura (5) contínua, de geratriz (G) radial em relação ao eixo de rotação do pneumático de direção axial (YY’), posicionada circunferencialmente sobre uma face axialmente exterior (21) de pelo menos um flanco (2), e destinada a cooperar com uma denteadura complementar, - a denteadura (5) sendo constituída por dentes (51) equidistantes de um passo p, - cada dente (51) tendo um comprimento l, de acordo com a direção da geratriz (G), e uma seção triangular (IJK), de acordo com um plano (UV) perpendicular à geratriz (G), - a seção triangular (IJK) compreendendo um primeiro e um segundo lados (IK, IJ) provenientes de um primeiro topo (I), chamado de topo do dente, e um terceiro lado (JK) oposto ao primeiro topo (I) e posicionado sobre a face axialmente exterior (21) do flanco (2), - os primeiro e segundo lados (IJ, IK) formando respectivamente, com a direção (VV’) perpendicular ao terceiro lado (JK), um primeiro e um segundo ângulo de abertura (A1, A2), - a distância entre o topo (I) do dente (51) e sua projeção ortogonal (H) sobre o terceiro lado (JK) definindo a altura h do dente (51), - cada dente (51) compreendendo um material elastomérico que tem um módulo de elasticidade em cisalhamento G*, caracterizado pelo fato de que o módulo de elasticidade em cisalhamento G* do material elastomérico dos dentes (51) é pelo menos igual a um limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*S, o limiar do módulo de elasticidade em cisalhamento G*S sendo tal que o deslocamento d do topo (I) de cada dente (51) é igual a 0,2 vezes a altura h do dente (51), sob a ação de uma pressão uniforme P, aplicada pela denteadura complementar ao lado (IK, IJ) que forma o menor ângulo de abertura (A1, A2), igual a 650/(l*h*(2,67-0,33*p)).

2. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a altura h dos dentes (51) é pelo menos igual a 0,6 mm e no máximo igual a 3 mm.

3. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com a reivindicação 1 ou 2, o pneumático (1) tendo uma largura de seção S, caracterizado pelo fato de que o comprimento l dos dentes (51) é pelo menos igual a 0,15 vezes e no máximo igual a 0,50 vezes a largura de seção S do pneumático.

4. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o passo p da denteadura (5) é pelo menos igual a 1,8 mm e no máximo igual a 5,5 mm.

5. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o passo p da denteadura (5) é pelo menos igual a 2 mm e no máximo igual a 3 mm.

6. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a geratriz (G) da denteadura (5) forma, com a direção (TT’) do plano radial (YZ) tangente à face axialmente exterior (21) do flanco (2), um ângulo (B) pelo menos igual a 4° e no máximo igual a 40°.

7. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a geratriz (G) da denteadura (5) forma, com a direção (TT’) do plano radial (YZ) tangente à face axialmente exterior (21) do flanco (2), um ângulo (B) pelo menos igual a 15° e no máximo igual a 30°.

8. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo lados (IK, IJ) da seção triangular (IJK) de cada dente (51) têm um perfil retilíneo.

9. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo lados (IK, IJ) da seção triangular (IJK) de cada dente (51) têm um perfil curvilíneo.

10. Pneumático (1) para bicicleta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a denteadura (5) compreende um material têxtil, de preferência de tipo poliamida alifática.