BR112017014322B1

BR112017014322B1 - Pneu não pneumático de raio transversal

Info

Publication number: BR112017014322B1
Application number: BR112017014322-4A
Authority: BR
Inventors: Steven M. Cron; Timothy Brett Rhyne
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2021-10-19
Also published as: CN107257741B; KR20170102172A; KR101988894B1; EP3240695B1; JP6538853B2; US20180037054A1; JP2018506464A; EP3240695A1; WO2016109702A1; CN107257741A; BR112017014322A2

Abstract

pneu não pneumático de raio transversal. pneu não pneumático tendo um cubo e uma faixa externa complacente conectada por múltiplas fileiras de elementos de conexão, os elementos de conexão de uma dada fileira de elementos de conexão angulados numa direção similar e a curvatura predominante de cada elemento de conexão resultando na maioria do elemento de conexão posicionada em direção a uma direção de rotação pretendida preferida do pneu.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] O assunto da presente divulgação se refere geralmente a pneus e rodas suportados estruturalmente, não pneumáticos à base de tensão. Mais particularmente, a invenção se refere a uma roda não pneumática à base de tensão tendo elementos estruturais suportando carga se estendendo por uma porção da largura através do pneu.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] O pneu pneumático é a solução mais bem conhecida para complacência, conforto, massa e resistência a rolamento; no entanto, o pneu pneumático tem desvantagens de complexidade, a necessidade de manutenção e a suscetibilidade a danos. Um dispositivo que melhora o desempenho de pneu pneumático, pode exemplo, poderia fornecer mais complacência, melhor controle de rigidez, requisitos de manutenção mais baixos e resistência a danos.

[0003] Pneus maciços convencionais, pneus de molas e pneus de almofada, embora carecendo da necessidade de manutenção e da suscetibilidade a danos de pneus pneumáticos, infelizmente carecem de suas vantagens de desempenho. Em particular, pneus maciços e de almofada tipicamente incluem um aro sólido circundado por uma camada de material resiliente. Estes pneus dependem de compressão da porção de contato com o solo da camada resiliente diretamente sob a carga para suporte de carga. Estes tipos de pneus podem ser pesados e rígidos e carecem da capacidade de absorção de choque de pneus pneumáticos.

[0004] Pneus de mola tipicamente têm um anel de madeira, metal ou plástico rígido com molas ou elementos tipo mola conectando-o a um cubo. Embora o cubo seja, desse modo, suspenso pelas molas, o anel inflexível tem apenas uma pequena área de contato com a estrada, o que não oferece essencialmente nenhuma complacência e fornece tração e controle de orientação fracos.

[0005] Pneus não pneumáticos tendo uma banda externa complacente e elementos de conexão ligando a banda externa e o cubo fornecem desempenho melhorado sobre pneus de mola. Até hoje, no entanto, pneus não pneumáticos carecem de estabilidade dinâmica a alta velocidade, de modo a serem adequados para uso a alta velocidade em veículos tais como automóveis.

[0006] Uma roda complacente não pneumática tendo características de desempenho similares àquelas de pneus pneumáticos, embora melhorando suas características, superaria várias deficiências na arte e seria uma melhoria bem-vinda. Particularmente uma roda complacente não pneumática tendo múltiplas fileiras de elementos de conexão se estendendo de um cubo para uma banda externa complacente em direções opostas que exibem estabilidade dinâmica a alta velocidade melhorada seria particularmente útil.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] Aspectos e vantagens da invenção serão estabelecidos em parte na seguinte descrição ou podem ser óbvios a partir da descrição ou podem ser aprendidos por prática da invenção.

[0008] Em uma modalidade o pneu não pneumático inclui um cubo tendo um eixo central e uma largura de cubo se estendendo de um primeiro lado lateral do referido cubo para um segundo lado lateral do cubo; uma banda externa complacente posicionada radialmente para fora do cubo; uma pluralidade de elementos de conexão tendo uma extremidade interna conectada ao cubo e uma extremidade externa conectada à banda externa complacente; uma primeira porção da pluralidade de elementos de conexão se estendendo do cubo para a banda externa complacente formando uma primeira fileira de elementos de conexão, cada extremidade interna e cada extremidade externa de cada elemento de conexão fixada em pontos ao longo do referido cubo e da referida banda externa complacente respectivamente formando um ângulo positivo com a direção radial; uma segunda porção da pluralidade de elementos de conexão se estendendo do cubo para a porção de banda externa complacente formando uma segunda fileira de elementos de conexão, cada extremidade interna e cada extremidade externa de cada elemento de conexão fixadas em pontos ao longo do cubo e a banda externa complacente respectivamente formando um ângulo negativo com a direção radial, a primeira fileira de elementos de conexão posicionada lateralmente adjacente à segunda fileira de elementos de conexão; em que cada um dos elementos de conexão da primeira fileira de elementos de conexão possui uma forma curvilínea e cada um dos elementos de conexão da segunda fileira de elementos de conexão possui uma forma curvilínea e a curvatura predominante de cada uma das formas curvilíneas da primeira e da segunda seções de elementos de conexão se estendem na mesma direção.

[0009] Em uma modalidade o pneu não pneumático inclui um cubo tendo um eixo central e uma largura de cubo se estendendo de um primeiro lado lateral do referido cubo para um segundo lado lateral do cubo; uma banda externa complacente posicionada radialmente para fora do cubo; uma pluralidade de elementos de conexão tendo uma extremidade interna conectada ao cubo e uma extremidade externa conectada à banda externa complacente; uma primeira porção da pluralidade de elementos de conexão se estendendo do cubo para a banda externa complacente formando uma primeira fileira de elementos de conexão, cada extremidade interna e cada extremidade externa de cada elemento de conexão fixada em pontos ao longo do referido cubo e da referida banda externa complacente respectivamente formando um ângulo positivo com a direção radial; uma segunda porção da pluralidade de elementos de conexão se estendendo do cubo para a porção de banda externa complacente formando uma segunda fileira de elementos de conexão, cada extremidade interna e cada extremidade externa de cada elemento de conexão fixadas em pontos ao longo do cubo e a banda externa complacente respectivamente formando um ângulo negativo com a direção radial, a primeira fileira de elementos de conexão posicionada lateralmente adjacente à segunda fileira de elementos de conexão; em que cada um dos elementos de conexão da primeira fileira de elementos de conexão possui uma forma curvilínea e cada um dos elementos de conexão da segunda fileira de elementos de conexão possui uma forma curvilínea e a curvatura predominante de cada uma das formas curvilíneas da primeira e da segunda seções de elementos de conexão se estendem na mesma direção.

[0010] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidos com referência à descrição a seguir e às reivindicações anexas. Os desenhos anexos que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo ilustram modalidades da invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Uma divulgação completa e capacitante da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida àqueles versados na técnica, é estabelecida no relatório descritivo o qual faz referência às figuras em anexo, nas quais: - FIG. 1 fornece uma vista em perspectiva de uma modalidade da invenção fixada a um cubo. - FIG. 2 fornece uma vista lateral de uma modalidade da invenção. - FIG. 3 fornece uma vista em perspectiva de uma modalidade da invenção com uma porção da banda externa complacente incluindo uma porção da banda de rodagem e a banda externa removida. - FIG. 4 é uma vista de conjunto explodida dos componentes principais de uma modalidade da invenção. - FIG. 5 é uma vista lateral parcial de perto de uma modalidade da invenção incluindo a banda externa complacente externa em um estado descarregado. - FIG. 6 é uma vista lateral parcial de perto de uma modalidade da invenção incluindo a banda externa complacente externa em um estado carregado contra o solo. - FIG. 7 mostra uma vista de perto de uma modalidade de um único elemento de conexão. - FIG. 8 mostra uma figura diagramática de um ponto finito num elemento de conexão e algumas das forças de aceleração de Coriolis quando o ponto passa sobre a área de contato.

[0012] O uso de numerais de referência idênticos ou similares em figuras diferentes denota características idênticas ou similares.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0013] A presente invenção fornece um pneu não pneumático tendo características de desempenho a alta velocidade melhoradas. Para fins de descrever a invenção, agora será feita referência em detalhes a modalidades e/ou métodos da invenção, um ou mais exemplos da qual são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explanação da invenção, não limitação da invenção. De fato, será aparente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem afastamento do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, características ou etapas ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade podem ser utilizadas com outra modalidade ou outras etapas para render ainda modalidades ou métodos adicionais. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra essas modificações e variações quando venham dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0014] Os seguintes termos são definidos como a seguir para esta divulgação:

[0015] "Direção axial" ou a letra "A" nas figuras se refere a uma direção paralela ao eixo de rotação, por exemplo, do cubo ou da roda quando eles se deslocam ao longo de uma superfície de estrada, também denominada como a direção “transversal” do pneu.

[0016] "Direção radial" ou a letra "R" nas figuras se refere a uma direção que é ortogonal à direção axial e se estende na mesma direção que qualquer raio que se estende ortogonalmente da direção axial.

[0017] "Plano equatorial" significa um plano que passa perpendicular ao eixo de rotação e intercepta o cubo e/ou a estrutura de roda.

[0018] "Plano radial" significa um plano que passa perpendicular ao plano equatorail e através do eixo de rotação da roda.

[0019] “Segmento de linha reta de elemento de alam"é uma linha reta traçada ao longo de um plano o qual é paralelo ao plano equatorial entre um ponto de fixação do elemento de alma à banda de interface interna e um ponto de fixação do elemento de alma à banda de interface externa.

[0020] FIG. 1 fornece uma vista em perspectiva de uma roda não pneumática 101 que incorpora uma modalidade da invenção. Para ilustração, esta modalidade particular possui uma escultura de banda de rodagem 111 ao longo da superfície externa da banda externa 109 que incorpora ou é fixada a uma banda de interface externa 119. A banda de interface externa 119 é fixada a uma banda de interface interna 139 uma pluralidade de elementos de conexão. Os elementos de conexão, também referidos como "elementos de alma" ou simplesmente "raios", aqui são mostrados como almas se estendendo a um ângulo da banda de interface externa 119 para a banda de interface interna 139. Se um plano radial for posicionado para se estender através do ponto de conexão da banda de interface interna 138 com um elemento de alma 119, o segmento de linha reta do elemento de alma será posicionado a um ângulo em relação ao plano radial. Quanto maior o ângulo, maior a de-radialização do elemento de alma. Um cubo 201 é mostrado aqui na FIG. 1 fixado à banda de interface interna.

[0021] FIG. 2 fornece uma vista lateral da roda não pneumática 101 da FIG. 1. Aqui o cubo de roda não é mostrado. A roda 101 possui uma pluralidade de elementos de conexão 129 conectando a banda de interface externa 119 à banda de interface interna 139. Nesta modalidade particular, três fileiras de elementos de conexão 129 conectam o cubo à banda externa complacente 109, no entanto, será entendido que quatro fileiras, cinco fileiras ou outro número de fileiras podem estar dentro do escopo da invenção também. Uma primeira fileira de uma pluralidade de elementos de conexão 131 se estendendo em torno e para fora da circunferência da banda de interface interna 139 é angulada para longe da direção de rotação preferida do pneu "M", enquanto uma pluralidade de uma segunda fileira de elementos de conexão 133, posicionados axialmente para dentro da primeira fileira de elementos de conexão e se estendendo em torno e para fora da banda de interface interna 139, são angulados para a direção de rotação preferida do pneu. Uma terceira fileira de elementos de conexão 135, posicionados no outro lado da segunda fileira de elementos de conexão, são angulados para longe da direção da rotação preferida do pneu, no entanto não pode ser visto na FIG. 2, porque sua localização corresponde nesta modalidade à primeira fileira de elementos de conexão 131. Ao se referir a ser angulado “em direção a" ou “para longe da"direção de rotação; “em direção a” direção de rotação se refere, conforme mostrado aqui, a onde o elemento de conexão 129 se estende de um ponto na banda de interface interna 139 e conecta à banda de interface externa 119 num ponto ao longo da banda de interface externa 119 que está no lado em direção à direção local do movimento em relação a um ponto ao longo de um plano radial se estendendo através do ponto de fixação do elemento de conexão 129 para a banda de interface interna 139.

[0022] Outras modalidades podem ter os elementos de conexão da primeira e da terceira fileiras de uma pluralidade de elementos de conexão angulados em direção à direção de rotação, embora os elementos de conexão da segunda fileira de uma pluralidade de elementos de conexão sejam angulados para longe da direção de rotação. Em ainda outra modalidade, os elementos de conexão de pelo menos uma fileira de uma pluralidade elementos de conexão são angulados para longe da direção de rotação preferida da roda e os elementos de conexão de pelo menos outra fileira de uma pluralidade de elementos de conexão são angulados em direção à direção preferida de rotação da roda.

[0023] Como aqui utilizado, a "direção de rotação preferida"é uma direção de rotação da roda na qual ela será girada para uso de alta velocidade geral. Por exemplo, em um veículo de passageiros, o veículo é geralmente conduzido para frente. Esta seria a "direção preferida" do veículo e cada roda terá uma correspondente "direção de rotação preferida”. O termo "alta velocidade"é usado como ele é geralmente compreendido na indústria de fabricação de pneus de automóveis e incluiria veículos conduzidos a velocidades de 50 milhas por hora ou maiores.

[0024] Como aqui descrito, o ângulo α da primeira fileira de elementos de conexão, como medido de um plano radial 301 passando através do ponto de conexão do elemento com a banda interna e o segmento de linha reta de elemento de alma 303, será considerado negativo, uma vez que eles são angulados para longe da direção preferida de rotação do pneu "M", enquanto o ângulo β da segunda fileira de elementos de conexão, como medido de um plano radial 305 passando através do ponto de conexão do elemento com a banda interna e o segmento de linha reta de elemento de alma 307, será considerado positivo, uma vez que eles são angulados em direção à direção de rotação do pneu. O ângulo da terceira fileira de elementos de conexão, nesta modalidade particular, é idêntico à primeira, assim, é negativo. Está dentro do escopo da invenção ter a primeira fileira angulada numa direção positiva, a segunda fileira numa direção negativa e a terceira fileira numa direção positiva. Também está dentro do escopo da invenção ter quatro fileiras de elementos, em que a primeira e a quarta fileiras são negativas e a segunda e a terceira fileiras são positivas. Também está dentro do escopo da invenção, ter quatro fileiras de elementos, em que a primeira e a quarta fileiras são positivas e a segunda e a terceira fileiras são negativas. Também está dentro do escopo da invenção ter uma pluralidade de fileiras, em que pelo menos uma fileira de elementos de conexão tem um ângulo positivo e pelo menos outra fileira de elementos de conexão tem um ângulo negativo.

[0025] O maior número de fileiras de elementos de conexão permite rigidez lateral reduzida em comparação com um pneu não pneumático de dimensões semelhantes tendo ma única fileira de elementos de conexão.

[0026] O ângulo de cada elemento de conexão dentro de uma dada fileira pode variar até algum grau de elemento para elemento. Por exemplo, dentro da primeira fileira, um elemento de conexão pode fazer um ângulo de +33 graus, enquanto o elemento de conexão imediatamente em frente ou atrás pode fazer um ângulo de +35 graus. Alternativamente, todos os elementos de conexão, numa dada fileira pode ter o mesmo ângulo digamos, por exemplo, onde a primeira fileira tem todos os elementos de conexão angulados a +34 graus. Os ângulos dos elementos de conexão das diferentes fileiras de elementos de conexão podem ser diferentes em seus valores absolutos ou eles podem ter valores compartilhados. Por exemplo, os elementos de conexão da segunda fileira podem ter um ângulo de -30 graus, enquanto os elementos de conexão da primeira e da terceira fileiras podem ter um ângulo de +34 graus. Em alternativa, os elementos de conexão de todas as fileiras podem ter o mesmo valor angular absoluto, tal como quando os elementos de conexão da primeira e da terceira fileiras têm um ângulo de -33 graus e os elementos de conexão da segunda fileira têm um ângulo de +33 graus. O ângulo, como descrito acima, de um elemento de conexão 129 é medido quando o pneu não está sob qualquer carga, pois o ângulo pode mudar ligeiramente quando o pneu está sob carga e pode variar dependendo da sua posição em torno do pneu.

[0027] Ter múltiplas fileiras de elementos de conexão permite o posicionamento dos elementos de conexão 129 em ângulos maiores do que poderia ser conseguido numa roda com um cubo e banda externa complacente externa semelhantemente dimensionados. O ângulo elevado reduz a quantidade de tensão que os elementos de alma sofrem para um dado torque orientando os elementos de alma mais perto da direção de rotação do pneu. O ângulo elevado também permite que elementos de conexão mais longos sejam usados para conectar a banda de interface externa e a banda de interface interna e, assim, o comprimento dos elementos de conexão não está limitado à distância radial entre o cubo e o anel. Elementos de conexão mais longos reduzem a densidade de energia de deformação do elemento de conexão em comparação com um elemento de conexão tendo um ângulo mais raso para uma orientação radial. Dado que fissuras de fadiga são conduzidas por densidade de energia de deformação e que a densidade de energia de deformação de raio de pico em um raio é inversamente proporcional ao comprimento do raio à terceira potência, a durabilidade é melhorada por raios angulados mais longos.

[0028] Na modalidade mostrada quase metade dos raios aumentam em tensão, enquanto a metade remanescente reduz a tensão quando o pneu está sofrendo forças de frenagem ou desaceleração. Isto reduz oscilações devido ao torque de frenagem que pode ser gerado de enrijecimento vertical de um pneu não pneumático tendo elementos de conexão mais radialmente orientados.

[0029] As múltiplas fileiras de elementos de conexão permitem rigidez torcional elevada da roda, o que reduz o movimento da área de contato sob aceleração e desaceleração do veículo. Este aumento de rigidez torcional reduz o movimento pra frente e para trás da área de contato, quando forças de aceleração e frenagem são aplicadas à roda pelo veículo. Uma tal redução no movimento d área de contato reduz mudanças da trilha mecânica efetiva da suspensão e pode melhorar a manipulação do veículo global.

[0030] O maior ângulo de cada um dos elementos de conexão ativado por ter múltiplas fileiras de elementos de conexão com os elementos de pelo menos uma fileira de elementos de conexão tendo um ângulo negativo e os elementos de pelo menos outra fileira de elementos de conexão tendo um positivo reduz o carregamento inferior sobre os elementos de conexão se deslocando através da área de contato, reduzindo a capacidade dos elementos de conexão para transmitir ruído de estrada.

[0031] O número de elementos de conexão 129 em cada fileira de elementos de conexão pode variar entre as fileiras. Por exemplo, na modalidade mostrada, existem 58 elementos de conexão na primeira fileira de elementos de conexão, 44 elementos de conexão na segunda fileira de elementos de conexão e 58 elementos de conexão na terceira fileira de elementos de conexão. Uma modalidade alternativa pode ter um número diferente de elementos de conexão por fileira do que a modalidade mostrada aqui e/ou pode ter o mesmo número de elementos de conexão em cada fileira. Ter um menor número de elementos de conexão na segunda fileira permite maior espaçamento entre os elementos de conexão.

[0032] Tendo um número diferente de raios em fileiras diferentes, a frequência associada com a passagem dos raios através da área de contato é dividida em harmônicos múltiplos e pode reduzir ainda mais o conteúdo de energia de cada frequência em relação a uma única frequência de passagem de raio de um pneu não pneumático tendo apenas uma fileira de elementos de conexão dispostos transversalmente através do pneu.

[0033] O ângulo de cada elemento de conexão pode ser escolhido dependendo das características desejadas. De preferência, no entanto, o ângulo está limitado pelo espaçamento entre cada elemento de conexão, de modo que o ângulo e o espaçamento escolhidos de tal modo que, sob as cargas previstas normais para um dado pneu, os elementos de conexão não tocar ou esfreguem um no outro quando eles se deslocarem através da área de contato. Embora um ângulo maior tenha certas vantagens, quanto maior o ângulo que cada elemento de conexão faz, menor o número de raios que podem ser colocados dentro dessa fileira particular de raios devido a restrições geométricas, o que aumenta a porção da carga total que cada elemento de conexão deve transportar.

[0034] FIG. 3 mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade da invenção, em que uma porção da banda externa complacente 109 (incluindo a banda de interface externa) foi removida para mostrar a primeira fileira de elementos de conexão 131, a segunda fileira de elementos de conexão 133 e a terceira fileira de elementos de conexão 135. Nesta modalidade, a segunda fileira de elementos de conexão, têm uma largura na direção axial que é mais larga do que a largura dos elementos de conexão da primeira ou da segunda fileira de elementos de conexão. A banda de conexão 109 pode ser compreendida de uma banda de cisalhamento 115 tendo uma primeira membrana de reforço 116 e uma segunda membrana de reforço 118 que são separadas por uma camada de cisalhamento 117.

[0035] FIG. 4 mostra uma vista em conjunto em perspectiva da banda externa complacente 109, da primeira fileira de elementos de conexão 131, da segunda fileira de elementos de conexão 133, da terceira fileira de elementos de conexão 135 e um cubo 201. Quando montada a superfície radialmente para fora 141 da banda de interface externa 119 de cada uma das fileiras de elementos de conexão 131, 133, 135 está ligada à superfície radialmente interna da banda externa complacente 109 e a superfície radialmente para dentro 143 da banda de interface interna 139 de cada uma das fileiras de elementos de conexão 131, 133, 135 está ligada à superfície radialmente para fora do cubo 201. A ligação das fileiras de elementos de conexão à superfície da banda de rodagem pode ser feita por qualquer método adequado, incluindo o uso de um adesivo para ligar os componentes juntos.

[0036] FIG. 5 mostra uma vista lateral parcial do pneu 101 mostrando a banda de interface interna 139, os elementos de conexão 129, a banda de interface externa 119 e a banda externa complacente 109 e a escultura de banda de rodagem 111. A primeira fileira de elementos de conexão 131 é mostrada angulada em direção à direita da figura formando um ângulo negativo α como definido acima. A segunda fileira de elementos de conexão 133 é mostrada angulada em direção à esquerda da figura formando um ângulo positivo β como definido acima. A direção de rotação, “M”, é mostrada para o pneu 101.

[0037] Quando é aplicada uma carga ao cubo do pneu, tal como quando o pneu é submetido ao peso do veículo e ao conteúdo do veículo e ocupantes, a banda externa complacente 109 é pressionada contra e se conforma à superfície do solo 3, tal como mostrado na vista parcial do pneu 101 na FIG 6. O contorno da área de contato é geralmente referido como a área de contato 11 e pode incluir quaisquer vazios, se presentes, entre os elementos esculturais da banda de rodagem que não contatam a superfície do solo. A banda de rodagem está mais próxima do cubo no local da área de contato e os elementos de conexão 129 tendem a empenar e os segmentos de linha reta do elemento de alma ficam mais curtos. Quando o pneu rola, os vários elementos de conexão 129 passam para dentro e para fora da área de contato. A forma curva de cada um dos elementos de conexão predispõe cada elemento de conexão a empenar numa direção e maneira predeterminadas quando eles passam através da área de contato. Outras forças também agem sobre os elementos de alma para induzir ou resistir ao empenamento, tal como a mudança no ângulo da banda externa complacente 109 quando ela entra na área de contato. Esta mudança no ângulo provoca um momento no elemento de conexão 129, no sentido horário como mostrado, o que age para resistir ao empenamento do elemento de conexão. Quando a velocidade do pneu aumenta, outras forças ficam maiores, em particular, considera-se que uma aceleração de Coriolis faz uma força agir sobre o elemento de conexão quando ele entra na área de contato na direção de rotação do pneu. Esta força agindo sobre o elemento de conexão 129 quando ele entra na área de contato empurra o elemento de conexão 129 para a esquerda, como desenhado, na direção de rotação do pneu e na direção oposta que o veículo se desloca.

[0038] Como mostrado na FIG. 7, na presente modalidade, cada elemento de conexão possui uma primeira curva numa primeira direção tendo um raio r1, um primeiro ponto de inflexão 311, uma segunda curva numa segunda direção tendo um raio r2, um segundo ponto de inflexão 321 e uma terceira curva na primeira direção tendo um raio r3, como medido por uma linha de centro 305 desenhada pelo meio da espessura do elemento de conexão. A curvatura total combinada, ou curvatura predominante, do elemento de conexão faz a maioria do volume do elemento de conexão, e, portanto, também a massa, residir em um lado do segmento de linha reta do elemento de conexão 301. Isto predispõe o elemento de conexão a empenar em direção ao lado oposto do segmento de linha reta do qual uma maioria do volume do elemento de ligação reside.

[0039] Quando a roda gira, os elementos de conexão rolam para dentro e para fora da área de contato e empenamento para dentro de cada elemento de conexão ocorre como resultado do somatório das forças agindo sobre o elemento de conexão. Sob carga a velocidades relativamente baixas, digamos, por exemplo, 10 quilômetros por hora, com um elemento de conexão tendo uma curvatura como mostrado, cada um dos elementos de alma empena em direção ao lado de segmento de linha reta do elemento de conexão 301 no qual há menos volume. Quando a velocidade aumenta outras forças e momentos ficam maiores e o elemento de conexão empenará como resultado de uma soma das forças e momentos agindo sobre ele. Cada um dos elementos de conexão da presente invenção é disposto para ser predisposto a empenar quando se movendo através da área de contato na direção que é para longe da direção de rotação da roda. Isto é, os elementos de conexão de cada fileira de elementos de conexão todos possuem uma curvatura predominante que é na mesma direção e essa direção provoca um movimento lateral do elemento de conexão em direção á direção de rotação da roda. A velocidades mais altas, elemento de conexão se move em direção ao centro de rotação da roda e a conservação de momento angular induz uma força dirigida geralmente na mesma direção que a rotação da roda, reforçando as tendências de empenamento naturais da curvatura predominante do elemento de conexão. A curvatura predominante dos elementos de alma na direção para longe da direção da rotação do pneu resulta em menos ruído, menos vibrações e fadiga reduzida dos elementos de conexão da roda.

[0040] FIG. 8 mostra diagramaticamente uma roda 101 e um elemento de alma 129 para explicar a aceleração de Coriolis sobre um ponto representativo "P" de um elemento de alma 129 quando ele entra na área de contato 11. Assumindo que o ponto P tem massa, quando o ponto P começa a entrar na área de contato 11, o ponto experimenta uma velocidade "V" no quadro de referência de rotação da roda 101 como mostrado. Supondo que "V" e "w" são vetores no quadro de referência de rotação 101, então, a aceleração de Coriolis "Ac" no quadro de referência de rotação é dada pela expressão bem conhecida:

[0041] Onde o “x” denota um produto vetorial cruzado. Ponto P, como parte do elemento de conexão que está fixado à roda, é restrito de aceleração na direção de rotação por uma força de desaceleração na direção oposta. Esta força de desaceleração incita o elemento de alma na direção de rotação quando o elemento de alma entra na área de contato. A aceleração de Corriolis tem o efeito de incitar o empenamento do elemento de conexão na mesma direção que a curvatura predominante incita o elemento de conexão a empenar, estabilizando o elemento de alma a alta velocidade quando ele entra na área de contato. Na saída de contato, o ponto P experimenta desaceleração devido ao efeito de Coriolis e o elemento de conexão entra de volta num estado de tensão.

[0042] O acima modela a aceleração de Coriolis e força em uma porção finita “P” do elemento de conexão a uma dada distância ao longo do elemento de conexão. Deve ser entendido que o efeito de Coriolis é um resultado do movimento radial da massa do elemento de conexão. Deve ser entendido que a aceleração de Coriolis é maior para porções do elemento de conexão que sofrem maior movimento radial, tal como perto da banda externa complacente e menos para porções do elemento de conexão que sofrem menos movimento radial, tal como perto da banda de interface interna.

[0043] Embora a presente matéria tenha sido descrita em detalhes com respeito a modalidades específicas e métodos das mesmas, será apreciado que aqueles versados na técnica, mediante a obtenção de um entendimento do anterior, podem prontamente produzir alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Por conseguinte, o escopo da presente divulgação é a título de exemplo em vez de a título de limitação e a divulgação em questão não exclui a inclusão dessas modificações, variações e/ou adições à presente matéria em questão, como seria prontamente aparente para aqueles versados na técnica.

Claims

1. Pneu não pneumático (101), compreendendo: um cubo (201) tendo um eixo central (A) e uma largura de cubo se estendendo de um primeiro lado lateral do referido cubo para um segundo lado lateral do referido cubo; uma faixa externa complacente (109) posicionada radialmente para fora do referido cubo (201); uma pluralidade de elementos de conexão (129) tendo uma extremidade interna conectada ao referido cubo (201) e uma extremidade externa conectada à referida faixa externa complacente (109); uma primeira porção da referida pluralidade de elementos de conexão (129) se estendendo do referido cubo (201) para a referida faixa externa complacente formando uma primeira fileira (131) de elementos de conexão (129), cada referida extremidade interna do referido elemento de conexão da primeira fileira fixada ao referido cubo (201) e cada referida extremidade externa de cada referido elemento de conexão (129) da primeira fileira fixada à referida faixa externa complacente (109), um segmento em linha reta (303) se estendendo entre a referida extremidade interna e a referida extremidade externa do referido elemento de conexão (129) da primeira fileira (131) formando um primeiro ângulo (a) em relação à direção radial (R); uma segunda porção da referida pluralidade de elementos de conexão (129) se estendendo do referido cubo (201) para a referida faixa externa complacente formando uma segunda fileira (133) de elementos de conexão (129), cada referida extremidade interna do referido elemento de conexão da segunda fileira fixada ao referido cubo (201) e cada referida extremidade externa de cada referido elemento de conexão (129) da segunda fileira (133) fixada à referida faixa externa complacente (109), um segmento em linha reta (307) se estendendo entre a referida extremidade interna e a referida extremidade externa do referido elemento de conexão (129) da segunda fileira (133) formando um segundo ângulo (b) em relação à direção radial (R); em que o referido primeiro ângulo (a) e o referido segundo ângulo (b) estão em direções opostas e a referida primeira fileira (131) de elementos de conexão (129) está posicionada lateralmente adjacente à referida segunda fileira (133) de elementos de conexão (129); em que cada um dos referidos elementos de conexão (129) da referida primeira fileira (131) de elementos de conexão possui uma forma curvilínea e cada um dos referidos elementos de conexão (129) da referida segunda fileira (133) de elementos de conexão possui uma forma curvilínea, e caracterizado pelo fato de que a curvatura predominante de cada uma das referidas formas curvilíneas dos referidos elementos de conexão (129) da primeira e segunda fileiras (131, 133) se estende na mesma direção.

2. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o referido pneu possui três fileiras (131, 133, 135) de elementos de conexão (129).

3. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a referida segunda fileira (133) de elementos de conexão está posicionada axialmente adjacente à referida primeira fileira (131) e à referida terceira fileira (135) de elementos de conexão (129); cada referida extremidade interna do referido elemento de conexão da terceira fileira é fixada ao referido cubo (201) e cada referida extremidade externa de cada referido elemento de conexão da terceira fileira é fixada à referida faixa externa complacente (109), um segmento em linha reta se estendendo entre a referida extremidade interna e a referida extremidade externa do referido elemento de conexão da terceira fileira formando o referido terceiro ângulo em relação à direção radial; em que o referido terceiro ângulo e o referido segundo ângulo (b) estão em direções opostas e o referido primeiro ângulo (a) e o referido terceiro ângulo estão na mesma direção e cada um dos referidos elementos de conexão (129) da referida terceira fileira (135) de elementos de conexão possui uma forma curvilínea e a curvatura predominante de cada uma das referidas formas curvilíneas das referidas primeira, segunda e terceira fileiras (131, 133, 135) de elementos de conexão (129) se estende na mesma direção.

4. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os referidos elementos de conexão (129) da referida segunda fileira (133) de elementos de conexão são mais largos que os elementos de conexão (129) da referida primeira fileira (131) de elementos de conexão e os referidos elementos de conexão da referida segunda fileira (133) de elementos de conexão são mais largos do que os elementos de conexão da referida terceira fileira de elementos de conexão.

5. Pneu não pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que cada um dos elementos de conexão (129) está apenas conectado ao referido cubo (201) na referida extremidade interna e à referida faixa externa complacente (109) na referida extremidade externa.

6. Pneu não pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o ângulo do elemento de conexão (129) é medido pela diferença angular entre um segmento em linha reta (303, 307) do elemento de conexão e uma linha (301, 305) na direção radial (R) passando através do ponto de conexão do elemento de conexão com o referido cubo (201), em que o referido ângulo (a, b) é dito ser positivo se o segmento em linha reta (303, 307) for angulado em direção a uma direção preferida (M) de rotação do pneu (101), ou negativo se ele for angulado para longe da referida direção preferida (M) de rotação do pneu (101) e o referido primeiro ângulo (a) é negativo e o referido segundo ângulo é positivo (b).

7. Pneu não pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o ângulo do elemento de conexão (129) é medido pela diferença angular entre um segmento em linha reta (303, 307) do elemento de conexão e uma linha (301, 305) na direção radial (R) passando através do ponto de conexão do elemento de conexão com o referido cubo (201), em que o referido ângulo (a, b) é dito ser positivo se o segmento em linha reta (303, 307) for angulado em direção a uma direção preferida (M) de rotação do pneu (101), ou negativo se ele for angulado para longe da referida direção preferida (M) de rotação do pneu (101) e o referido primeiro ângulo (a) é positivo e o referido segundo ângulo (b) é negativo.

8. Pneu não pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o referido segmento em linha reta (303, 307) é uma linha reta (301, 305) passando através da conexão do elemento de conexão (129) com o referido cubo (201) e a conexão do elemento de conexão (129) como a referida faixa externa complacente (109).

9. Pneu não pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a direção da qual a referida curvatura predominante, do referido elemento de conexão (129) é dita se estender, é a na direção do referido segmento em linha reta (303, 307) do referido elemento de conexão (129) no qual a maioria do volume do elemento de conexão reside.

10. Pneu não pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a direção da qual a referida curvatura predominante, do referido elemento de conexão (129) é dita se estender, é a na direção do referido segmento em linha reta (303, 307) do referido elemento de conexão (129) no qual a maioria da massa do elemento de conexão reside.

11. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o referido pneu possui quatro fileiras de elementos de conexão (129).

12. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o referido pneu possui cinco fileiras de elementos de conexão (129).

13. Pneu não pneumático, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o referido pneu possui seis fileiras de elementos de conexão (129).