BR112017021524B1

BR112017021524B1 - Pneumático munido de um dispositivo eletrônico

Info

Publication number: BR112017021524B1
Application number: BR112017021524-1A
Authority: BR
Inventors: François-Xavier Bruneau; Lionel Fagot-Revurat
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2022-05-03
Also published as: EP3280601B1; JP2018512333A; BR112017021524A2; EP3280601A1; CN107750206A; FR3034709A1; CN107750206B; FR3034709B1; US20180134103A1; WO2016162345A1

Abstract

PNEUMÁTICO MUNIDO DE UM DISPOSITIVO ELETRÔNICO. A invenção visa a aumentar a resistência de pneumáticos munidos de um dispositivo eletrônico. Esse objetivo é atingido por um pneumático de uma largura máxima LT, que compreende uma banda de rodagem (1) assimétrica de acordo com o plano equatorial, da qual um dos lados é destinado a ser posicionado no lado exterior ao veículo, uma goma interior do topo, que é a mais radialmente interior ao topo, e um dispositivo eletrônico que tem pelo menos um sensor de medição que permite medir pelo menos um parâmetro. Esse dispositivo eletrônico é instalado no pneumático sob o topo, radialmente interiormente à goma interior do topo, no lado da banda de rodagem destinado a ser posicionado no lado exterior ao veículo em relação ao plano equatorial e tal que a distância axial do centro de gravidade do dispositivo eletrônico ao plano equatorial é pelo menos igual a 5 % e no máximo igual a 25 % da largura axial máxima do pneumático LT.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um pneumático assimétrico no interior do qual é instalado um dispositivo eletrônico e isso para qualquer tipo de veículo. A invenção se refere mais especialmente aos pneumáticos de turismo.

[002] Um pneumático compreende um topo que compreende uma banda de rodagem destinada a entrar em contato com o solo por intermédio de uma superfície de rodagem, dois talões destinados a entrar em contato com um aro e dois flancos que ligam o topo aos talões.

[003] Um pneumático tendo uma geometria de revolução em relação a um eixo de rotação, a geometria do pneumático é geralmente descrita em um plano meridiano que contém o eixo de rotação do pneumático. Para um plano meridiano dado, as direções radial, axial e circunferencial designam respectivamente as direções perpendicular ao eixo de rotação do pneumático, paralela ao eixo de rotação do pneumático e perpendicular ao plano meridiano.

[004] No que se segue, as expressões “radialmente interior a” e “radialmente exterior a” significam “mais próximo do eixo de rotação do pneumático, de acordo com a direção radial, que” e “mais afastado do eixo de rotação do pneumático, de acordo com a direção radial, que”. As expressões “axialmente interior a” e “axialmente exterior a” significam respectivamente “mais próximo do plano equatorial, de acordo com a direção axial, que” e “mais afastado do plano equatorial, de acordo com a direção axial, que”. Uma “distância radial” é uma distância em relação ao eixo de rotação do pneumático, e uma “distância axial” é uma distância em relação ao plano equatorial do pneumático. Uma “espessura radial” é medida de acordo com a direção radial, e uma “largura axial” é medida de acordo com a direção axial.

[005] Por pneumático assimétrico, são entendidos pneumáticos tais que um sentido de montagem no veículo é predeterminado pelo fabricante. Eles compreendem uma borda axial exterior a uma borda axial interior, a borda axial interior sendo aborda destinada a ser montada no lado da caixa do veículo quando o pneumático é montado sobre o veículo de acordo com o dito sentido de montagem predeterminado e inversamente para a borda axial exterior. No documento “lado exterior do veículo” designa a borda axial exterior.

[006] Geralmente o material mais radialmente interior em todas as partes do pneumático, flancos, talões e topo, é projetado para assegurar a estanqueidade do pneumático a fim de manter uma pressão constante e também para preservar os outros materiais que estão radialmente exterior a ele dos efeitos do gás de inflação, notadamente oxigênio. Esse material mais radialmente interior, qualquer que seja sua natureza, é chamado de goma interior.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[007] Frequentemente, é interessante instalar no interior do pneumático, como descrevem os documentos US2011/0041309 A1, US2011/0041977 A1, US2011/0113630 A1 e especialmente na goma interior, um dispositivo eletrônico seja ele um sensor eletrônico, tal como, em especial, um sensor de pressão, de temperatura, um acelerômetro ou um sistema de identificação (RFID). Esses dispositivos eletrônicos têm como objeto enviar para receptores situados ou não no veículo, sob solicitação ou de maneira contínua, informações sobre o pneumático, seus parâmetros de rodagem ou um código de identificação. As informações recebidas podem servir, entre outras coisas, para informar ao motorista, por exemplo sobre uma variação de pressão, sobre o valor de uma temperatura, para regular os parâmetros do veículo em tempo real ou para auxiliar o profissional que está encarregado pela gestão da manutenção do pneumático ou do veículo. Entre o dispositivo eletrônico e a goma interior, existe um material que permite a adesão do objeto ao pneumático geralmente uma mistura polimérica chamada de mistura de interface.

[008] Esses dispositivos, como o mostra o documento JP2011020557, foram às vezes instalados sobre o talão que é a zona mais estática do pneumático na rodagem. No entanto a montagem e a desmontagem de um pneumático é tal que o talão é submetido a deformações que tronam difícil essa instalação.

[009] No que diz respeito aos flancos, eles são zonas que são mais submetidas a deformações por ocasião da rodagem e, portanto, eles são também zonas pouco favoráveis para receber esse tipo de dispositivo.

[010] Nas soluções nas quais o dispositivo eletrônico é posicionado sob o topo, tal como US2011/0041309 A1, ele é posicionado no plano equatorial do pneumático. De fato, essa posição tem a vantagem da simetria e permite se liberar da posição de montagem do pneumático no veículo, mas ela não permite obter os desempenhos desejados em termos de comportamento na velocidade por certos construtores de veículos ditos esportivos. De fato, para melhorar o comportamento de estrada desses veículos, esses últimos têm com frequência uma grande inclinação da roda que tem como consequência uma dissimetria da área de contato. Essas duas características têm como consequência a utilização de pneumáticos assimétricos para os veículos ditos esportivos. Para os pneumáticos assimétricos nesse uso, o posicionamento do dispositivo eletrônico no plano equatorial não é mais um ótimo.

[011] Uma das dificuldades para instalar um dispositivo eletrônico no pneumático sobre os flancos, os talões ou no equador sob o topo, é que sua presença é desfavorável à resistência do pneumático notadamente em alta velocidade em razão dos esforços e das deformações aos quais ele é submetido. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[012] O objetivo principal da presente invenção é, portanto, aumentar a resistência em alta velocidade de um pneumático assimétrico que compreende um dispositivo eletrônico.

[013] Esse objetivo é atingido por um pneumático de uma largura axial máxima LT, destinado a ser montado em um aro de montagem, que compreende: • dois talões, destinados a entrar em contato com o aro de montagem, um topo que compreende uma banda de rodagem destinada a entrar em contato com um solo, dois flancos que ligam o topo aos talões, • a banda de rodagem assimétrica de acordo com o plano equatorial, delimitando duas bordas axiais da banda de rodagem e da qual uma das bordas é destinada a ser posicionada no lado exterior de um veículo sobre o qual o aro de montagem é fixado, • uma goma interior do topo que é a mais radialmente interior ao topo, • um dispositivo eletrônico; o dispositivo eletrônico sendo instalado no pneumático sob o topo, radialmente interiormente à goma interior do topo, no lado da borda axial da banda de rodagem destinada a ser posicionada no lado exterior ao veículo em relação ao plano equatorial.

[014] A largura axial máxima do pneumático é medida ao nível dos flancos, o pneumático estando montado em seu aro e pouco inflado, quer dizer inflado a uma pressão igual a 10 % da pressão nominal tal como recomendada, por exemplo, pela “Tire and Rim Association”, ou TRA.

[015] Os esforços ou as deformações que são aplicados ao dispositivo eletrônico são grandes seja na hora da montagem do pneumático sobre o aro ou por ocasião da utilização. Em especial, a força centrífuga que é exercida no pneumático na rodagem é tal que a parte mais adaptada à instalação de tal dispositivo é o topo. Nesse caso, a força centrífuga tem como consequência a compressão da mistura de interface, deformação para a qual os materiais poliméricos têm uma resistência elevada e não um cisalhamento, deformação para a qual os materiais poliméricos têm uma resistência menor. Para um posicionamento sobre os talões e os flancos, a força centrífuga tem como consequência esforços elevados de cisalhamento da mistura de interface, desfavoráveis a sua resistência, isso podendo acarretar descolamento do dispositivo eletrônico.

[016] Em contrapartida, a instalação do dispositivo eletrônico no plano equador só é interessante sob uma solicitação simétrica. Por ocasião de uma curva, os pneumáticos situados no lado do centro de rotação instantâneo do veículo em relação ao centro de gravidade do veículo são aliviados de um peso da carga pelo efeito da força centrífuga e, portanto, a solicitação sobre esses pneumáticos não é a solicitação máxima que o pneumático tenha que sofrer e, portanto, também a interface entre o dispositivo eletrônico e o pneumático. Em contrapartida os pneumáticos situados no lado oposto ao centro de rotação instantâneo do veículo em relação ao centro de gravidade do veículo, dito exterior da curva, são submetidos a uma transferência de carga que faz dessa situação a condição mais prejudicial do uso do pneumático. Sob o efeito dessa carga, a área de contato é submetida a uma deformação próxima de uma inclinação da roda e tal que a parte de banda de rodagem situada ao nível do equador é submetida a um esforço circunferencial não nulo que se equilibra com o esforço circunferencial de sentido oposto situado a parte da borda axial exterior da banda de rodagem no lado exterior do veículo. Entre essas duas zonas, o equador e a borda axial exterior do veículo, a zona da banda de rodagem é uma zona na qual o esforço circunferencial é o menor. Ela é, portanto, a zona mais adaptada na qual instalar um dispositivo eletrônico. Quando o pneumático é submetido a uma grande inclinação da roda devido à configuração do veículo, essa mesma zona é também a mais adaptada para instalar um dispositivo eletrônico.

[017] Um dos modos de realização preferido é que o dispositivo eletrônico compreenda pelo menos um sensor de medição que permite medir pelo menos um parâmetro do pneumático. De fato, dispositivos eletrônicos especialmente interessantes para esse tipo de pneumático e de uso, são sensores de temperatura ou de pressão que transmitem esses parâmetros medidos no pneumático ao motorista do veículo a fim de prevenir o mesmo sobre um funcionamento inapropriado com o objetivo de que esse último adapte seu modo de direção, por exemplo sua velocidade.

[018] É vantajoso que a distância axial entre o centro de gravidade do dispositivo eletrônico e o plano equatorial seja pelo menos igual a 5 % da largura axial máxima do pneumático LT para evitar a zona mais solicitada pelos esforços axiais motores, da parte da banda de rodagem posicionada no lado exterior do veículo.

[019] É especialmente vantajoso que a distância axial entre o centro de gravidade do dispositivo eletrônico e o plano equatorial seja no máximo igual a 25 % da largura axial máxima do pneumático LT para evitar a zona mais solicitada pelos esforços axiais frenadores, da parte da banda de rodagem posicionada no lado exterior ao veículo.

[020] Em um modo de realização preferido, o centro de gravidade do dispositivo eletrônico está situado radialmente na vertical de uma ranhura circunferencial da banda de rodagem. Esse modo de realização permite diminuir a temperatura na interface entre o dispositivo eletrônico e o pneumático e assim melhorar a resistência da mistura de interface. De fato, em razão de uma diminuição das espessuras dos materiais poliméricos do pneumático na vertical de uma ranhura circunferencial, a produção de calor por deformação desses materiais é localmente menor e, portanto, a temperatura é localmente mais baixa.

[021] Por ranhura entende-se qualquer zona cavada da banda de rodagem globalmente circunferencial e que dá globalmente a volta em torno do pneumático, delimitada por paredes de matéria confrontantes e distantes uma da outra de uma distância não nula, com uma profundidade pelo menos igual a 2 mm quando o pneu é novo. Essas paredes não podem entrar em contato uma com a outra nas condições usuais de rodagem. Uma ranhura circunferencial tem duas paredes de direção globalmente circunferencial, uma axialmente interior e a outra axialmente exterior.

[022] Por um posicionamento na vertical da ranhura circunferencial entende-se que o centro de gravidade do dispositivo eletrônico está axialmente exterior à parede axialmente interior da ranhura e axialmente interior à parede axialmente exterior da ranhura com uma tolerância de posicionamento axial de 5 mm.

[023] Também é vantajoso que o centro de gravidade do dispositivo eletrônico esteja situado radialmente na vertical de uma nervura da banda de rodagem. De fato, sob fortes solicitações, as primeiras flambagens do topo não estão localizadas sob as nervuras, mas sim sob as ranhuras. Essas flambagens geram deformações grandes que podem deteriorar a mistura de interface entre a goma interior e o dispositivo eletrônico. Nesse caso, um posicionamento do dispositivo eletrônico na vertical de uma nervura melhora a resistência da mistura de interface e portanto do pneumático.

[024] Por nervuras entende-se um elemento em relevo formado sobre uma banda de rodagem, esse elemento de estendendo na direção circunferencial e dando globalmente a volta no pneumático, com uma altura de pelo menos igual a 2 mm quando o pneu é novo. Uma nervura compreende duas paredes axiais e uma face de contato, essa última sendo destinada a entrar em contato com o solo durante a rodagem. Uma nervura circunferencial tem duas paredes de direção globalmente circunferencial, uma axialmente interior e a outra axialmente exterior. Uma nervura pode não ser circunferencialmente contínua, mas sim ser entalhada notadamente no caso de um pneumático destinado a um uso invernal.

[025] Por um posicionamento na vertical da nervura entende-se que o centro de gravidade do dispositivo eletrônico está axialmente exterior à parede axialmente interior da nervura e axialmente interior à parede axialmente exterior da nervura com uma tolerância de posicionamento axial de 5 mm.

[026] Vantajosamente, a posição circunferencial do dispositivo eletrônico é no lado oposto do desequilíbrio estático do pneumático a fim de permitir um equilíbrio estático e dinâmico que seja o mais econômico possível. De fato, a massa de alguns dispositivos eletrônicos atuais é próxima das pastilhas de equilíbrio utilizadas para corrigir as distribuições imperfeitas de massa, chamadas de desequilíbrio, no volume de revolução que é o pneumático e que provoca um desequilíbrio. O dispositivo eletrônico pode, portanto, ser utilizado como uma pastilha de maneira a diminuir a massa restantes de pastilhas de equilíbrio a acrescentar.

[027] A instalação do dispositivo eletrônico exige uma operação de colocação, é, portanto, vantajoso que pelo menos uma pastilha de equilíbrio seja posicionada radialmente interiormente à goma interior do pneumático de maneira a satisfazer às exigências de equilíbrio estático e dinâmico, durante a mesma operação com um objetivo de diminuição dos custos associados a essa operação. Essa operação de acrescentamento de uma pastilha de equilíbrio é ainda mais interessante visto que a posição circunferencial do desequilíbrio estático do pneumático já está determinada para posicionar o dispositivo eletrônico e não necessita, portanto, de uma nova determinação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[028] As características e outras vantagens da invenção serão melhor compreendidos com o auxílio das figuras 1 a 4, as ditas figuras não sendo representadas na escala mas sim de modo simplificado, a fim de facilitar a compreensão da invenção: • A figura 1 representa um pneumático de acordo com a arte anterior, • A figura 2 ilustra os termos “borda interior” e “borda exterior” de uma banda de rodagem, • As figuras 3 e 4 representam dois modos de realização da invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[029] A figura 1 representa um pneumático visto em corte meridiano munido de um dispositivo eletrônico 3 de acordo com a arte anterior. O pneumático compreende uma banda de rodagem 1, uma goma interior 2, radialmente interiro à banda de rodagem e um dispositivo eletrônico 3 radialmente interior à goma interior e do qual o centro de gravidade está no plano equatorial, com exceção das precisões de posicionamento.

[030] A figura 2 representa esquematicamente pneumáticos destinados a ser montados sobre aros de montagem de rodas de um veículo 200 e que têm um sentido de montagem predeterminado no veículo. Ele compreende uma borda axial exterior 45 e uma borda axial interior 46, a borda axial exterior 46 sendo a borda destinada a ser montada no lado da caixa do veículo quando o pneumático é montado no veículo de acordo com o dito sentido de montagem predeterminado e inversamente para a borda axial exterior 45.

[031] A figura 3 apresenta um pneumático visto em corte meridiano munido de um dispositivo eletrônico 3 de acordo com a invenção no qual o centro de gravidade do dispositivo eletrônico 3 está situado no lado da borda axial 45 exterior do veículo em relação ao plano equatorial e a uma distância do plano equatorial pelo menos igual a 5 % da largura axial máxima do pneumático LT e no máximo igual a 25 % dessa largura. Nessa figura, o centro de gravidade do dispositivo eletrônico 3 está situado na vertical da ranhura circunferencial 4 da banda de rodagem.

[032] A figura 4 apresenta um pneumático munido de um dispositivo eletrônico 3 de acordo com a invenção e no qual o centro de gravidade do dispositivo eletrônico 3 está situado na vertical de uma nervura 5 da banda de rodagem.

[033] Os inventores realizaram a invenção em um pneumático de dimensão 305/30ZR20 103Y assimétrico, com largura axial máxima de 313 mm, testado com um ângulo de inclinação da roda de 2,5° a fim de levar em consideração os imperativos técnicos de um veículo ao qual ele é especificamente dedicado. O teste consiste em uma rodagem sobre um volante metálico de 8,5 m de circunferência, a uma pressão de 3,2 bars e uma carga de 587 daN reguladas. O pneumático roda em patamares de velocidades crescentes, de um tempo de duração de 20 minutos cada um, o incremento em velocidade é de 10 km/h. Os pneumáticos são classificados em função da velocidade máxima atingida e do tempo de duração de rodagem durante o último patamar de velocidade atingido.

[034] O pneumático sem o dispositivo eletrônico atinge o patamar de 370 km/h e roda a essa velocidade durante 11 minutos. O pneumático de acordo com o estado da arte, a saber equipado com o dispositivo eletrônico, um sensor de pressão de uma massa de 7 g, posicionado de acordo com o estado da arte, e, portanto, instalado no pneumático de tal modo que seu centro de gravidade esteja no plano equatorial com exceção da tolerância de posicionamento de 1 % da largura axial máxima, esse pneumático atinge o patamar de velocidade de 340 km/h e tem uma falha no final de um minuto de rodagem nessa condição. Esse resultado comparado com aquele do pneumático não munido do dispositivo eletrônico demonstra a baixa de desempenho em resistência em velocidade muito alta induzida pela presença do dispositivo eletrônico. Essa falha está ligada ao aumento da temperatura no topo de 15°C vista por simulação digital na vertical do sensor, isso na mesma velocidade entre o pneumático não munido de um dispositivo eletrônico e o pneumático munido com o dispositivo eletrônico de acordo com o estado da arte.

[035] Os inventores testaram duas realizações da invenção. A primeira realização consiste em instalar o dispositivo eletrônico a uma distância do plano equatorial de 16 % da largura axial máxima, na vertical de uma nervura da banda de rodagem. Nesse caso, o pneumático de acordo com a invenção atinge o patamar de velocidade de 360 km/h e roda durante 15 minutos nesse patamar. Isso comparado com o resultado do pneumático munido com o dispositivo eletrônico posicionado no plano equatorial, a saber patamar máximo atingido 340 km/h, demonstra a melhoria da resistência em alta velocidade do pneumático munido com o dispositivo eletrônico tal como descrito pela invenção.

[036] A segunda realização consiste em instalar o dispositivo eletrônico a uma distância do plano equatorial de 7 % da largura axial máxima, na vertical de uma ranhura da banda de rodagem. Nesse caso, o pneumático de acordo com a invenção atinge o patamar de velocidade de 370 km/h e roda durante 15 minutos nesse patamar. A temperatura no topo máxima baixa de cerca de 15°C. Esse resultado comparado com o resultado do pneumático munido com o dispositivo eletrônico posicionado no plano equatorial, a saber patamar máximo atingido 340 km/h, mostra a melhoria da resistência em alta velocidade do pneumático munido com o dispositivo eletrônico tal como descrito pela invenção de acordo com esse segundo modo de realização.

Claims

1. Pneumático de uma largura axial máxima LT, destinado a ser montado em um aro de montagem, que compreende: • dois talões, destinados a entrar em contato com o aro de montagem, um topo que compreende uma banda de rodagem (1) destinada a entrar em contato com um solo, dois flancos que ligam o topo aos talões, • a banda de rodagem (1) assimétrica de acordo com o plano equatorial, delimitando duas bordas axiais (45, 46) da banda de rodagem e das quais uma das bordas (45) é destinada a ser posicionada no lado exterior de um veículo sobre o qual o aro de montagem é fixado, • uma goma interior do topo (2), que é a mais radialmente interior ao topo, • um dispositivo eletrônico (3), caracterizado pelo fato de que o dispositivo eletrônico é instalado no pneumático sob o topo, radialmente interiormente à goma interior do topo, no lado da borda axial (45) da banda de rodagem (1) destinada a ser posicionada no lado exterior ao veículo em relação ao plano equatorial.

2. Pneumático de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo eletrônico (3) compreende pelo menos um sensor de medição que permite medir pelo menos um parâmetro do pneumático.

3. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a distância axial entre o centro de gravidade do dispositivo eletrônico (3) e o plano equatorial é pelo menos igual a 5 % da largura axial máxima do pneumático LT.

4. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a distância axial entre o centro de gravidade do dispositivo eletrônico (3) e o plano equatorial seja no máximo igual a 25 % da largura axial máxima do pneumático LT.

5. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o centro de gravidade do dispositivo eletrônico (3) está situado radialmente na vertical de uma ranhura circunferencial (4) da banda de rodagem.

6. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o centro de gravidade do dispositivo eletrônico (3) está situado radialmente na vertical de uma nervura da banda de rodagem.

7. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6 caracterizado pelo fato de que a posição circunferencial do dispositivo eletrônico (3) é no lado oposto do desequilíbrio estático do pneumático.

8. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ao 7 caracterizado pelo fato de que pelo menos uma pastilha de equilíbrio é posicionada radialmente interiormente à goma interior do pneumático.