BRPI0721872A2

BRPI0721872A2 - par de pneus, e, pneu para veÍculos de duas rodas

Info

Publication number: BRPI0721872A2
Application number: BRPI0721872-9A
Authority: BR
Inventors: Luca Bruschelli; Guido Daghini; Mario Mariani; Rocco Parente
Original assignee: Pirelli
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2013-03-26
Also published as: WO2009010813A1; CN101730629A; EP2178708A1; EP2178708B1; US20100180999A1; CN101730629B

Abstract

PAR DE PNEUS, E PNEU PARA VEÍCULOS DE DUAS RODAS.A presente invenção é relativa a um par de pneus (100,200) que compreende um pneu frontal e um pneu traseiro para serem montados em uma roda frontal e uma roida traseira, respectivamente, de um veículo de duas rodas, no qual cada um dos pneus frontal e traseiro compreende:uma estrutura de carcaça que tem , no mínimo, uma lona de carcaça (2) cujas estremidades estão em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelares circunferenciasi (9), uma estrutura de cinta (5) aplicada à estrutura de carcaça em uma posição radialmente externa;uma bandade rodagem (6) aplicada em uma posição radialmente externa à dita estrutura de cinta (5), um par de paredes laterais (7) aplicadas lateralmente sobre lados opostos em relação á dita estrutura de carcaça;um par de estrutura laterais de reforço (12) aplicada lateralmente às paredes laterais. Cada estrutura de reforço compreende uma pluralidade de cordonéis (13), onde em cada ponto de um cordonel um ângulo (a) diferente de zero é identificado, o qual está incluido entre a tangente da direção do cordel naquele ponto e a targente a uma direção circunferencial do pneu, que passa através de dito ponto, o ângulo (a)é constante ou variável em uma maneira monotônica sobre todo o comprimento da corda.

Description

"PAR DE PNEUS, Ε, PNEU PARA VEÍCULOS DE DUAS RODAS"

Descrição

A presente invenção é relativa a um par de pneus pneumáticos particularmente adaptados para equipar veículos de duas rodas.

É conhecido que um pneu genericamente compreende: uma

estrutura de carcaça que tem no mínimo uma lona de carcaça, cujas extremidades estão em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelares circunferenciais que integram elementos anelares usualmente identificados como "núcleos de talão"; uma estrutura de cinta aplicada em uma posição radialmente externa à estrutura de carcaça; um par de paredes laterais aplicadas em uma posição axialmente externa às superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada uma estendida radialmente para longe de uma das estruturas de ancoragem anelar no sentido de dita estrutura de cinta; uma banda de rodagem que usualmente consiste de uma tira de material elastomérico de espessura adequada, que é aplicada sobre a estrutura de cinta em uma posição radialmente externa. Formadas na banda de rodagem, seguindo uma operação de montagem realizada ao mesmo tempo de vulcanização do pneu, existem ranhuras longitudinais e/ou transversais colocadas para definir um desenho de banda de rodagem desejado. Possivelmente a estrutura de carcaça pode ser revestida em

suas paredes interiores com uma camada à prova de ar, genericamente chamada "revestimento". Este último é essencialmente constituído de uma camada de um material elastomérico estanque a ar que, em pneu sem câmara, é adaptado para assegurar vedação hermética do próprio pneu uma vez inflado.

Quando comparado com pneus para veículos de quatro rodas, desempenho bastante peculiar, que envolve diversas estruturas diferentes é requerido de pneus para veículos de duas rodas. A diferença a mais importante, resulta do fato que quando uma motocicleta está operando sobre uma curva ela deve alcançar uma inclinação muito maior do que quando ela opera em um trecho reto, formando assim um ângulo com a perpendicular ao terreno chamado "ângulo de cambagem" que, usualmente, alcança 45 mas que pode mesmo alcançar 65° sob condições de operação muito dura.

Portanto, quando uma motocicleta está sobre uma curva, a área de contato do pneu progressivamente move da região central da banda de rodagem para a região axialmente a mais externa na direção do centro da curva. Por esta razão, pneus para veículos de duas rodas são diferenciados devido à sua curvatura transversal acentuada. Em adição, durante operação sobre uma curva, uma força na direção sobre a qual o ângulo de cambagem atua é gerada, cuja força se opõe à força centrífuga. A força assim gerada é uma função da curvatura e deformações às quais o pneu está submetido sob estas condições. Estas deformações devem ser evitadas, uma vez que elas envolvem aumentos de temperatura localizados, maior dispersão de energia, e escorregamento combinados.

Portanto, é costume atuar sobre a estrutura de pneu de modo a reduzir ditas deformações ou distorções.

Em casos particulares e/ou para utilizações específicas que requeiram uma resistência maior para as paredes laterais do pneu do que a oferecida pela lona de carcaça, também em combinação com uma altura de seção reduzida, as paredes laterais de dito pneu devem ser reforçadas com elementos adicionais de reforço.

Em particular, do documento US 3.044.522 é conhecido um reforço para pneus que é montado sobre um tambor dobrável e em seguida aplicado à carcaça do pneu. O reforço é formado de camadas axialmente adjacentes quando da interposição de um elemento de enchimento elastomérico. Cada camada é definida por uma pluralidade de espiras colocadas radialmente próximas uma da outra, e que se estendem em um curso sinuoso, com um passo e largura predeterminados. Em adição, as espiras de duas camadas distintas são circunferencialmente deslocadas uma em relação à outra por cerca de metade de um passo.

Na Patente Européia EP 1.446.279, adoção de insertos de enrijecimento anelares colocados nas paredes laterais de pneus radiais, para aumentar sua rigidez, foram propostos pelo Requerente, ditos insertos anelares sendo obtidos através de enrolamento circunferencial de no mínimo um elemento contínuo como filamento em diversas voltas contínuas, de modo a formar uma série de espiras colocadas radialmente próximas uma da outra e concêntricas com o eixo de rotação geométrico do pneu. Em particular, de acordo com a opinião do Requerente,

controle das deformações provocadas pela aplicação de momentos de torção ao pneu é ainda um interesse que persiste. De fato, deve ser apontado que em aceleração, um torque na direção de rolamento do pneu, que corresponde à operação do veículo para frente, é aplicado sobre as rodas do veículo, em particular à roda traseira, enquanto na frenagem um torque orientado na direção oposta em relação ao precedente é aplicado sobre as rodas do veículo, em particular à roda frontal.

Ambos ditos tipos de torque envolvem uma distorção do pneu e, consequentemente, modificam a forma da impressão do pneu, acima de tudo em uma curva, e geram crescimentos localizados em temperatura e aumenta consumos.

Em adição, quanto maior a distorção induzida pelo torque no pneu, menor a rapidez na resposta do pneu e, consequentemente, no controle do veículo.

O Requerente enfrentou o problema de aumentar a resistência

do pneu à distorção devido à aplicação, ao mesmo tempo, de momentos de torção ao mesmo tempo na frenagem e momentos de torção na aceleração.

Em adição, o Requerente enfrentou o problema de reduzir o atraso na resposta do pneu em seguida a deformações induzidas na frenagem e na aceleração. O Requerente também enfrentou o problema de aumentar a rigidez das paredes laterais em pneus radiais mantendo ao mesmo tempo as vantagens típicas de um pneu com uma estrutura radial em termos de leveza em peso e conforto de operação, e resistência estrutural em altas velocidades.

O Requerente verificou que ditos problemas podem ser solucionados produzindo um par de pneus projetados para serem montados nas rodas traseira e frontal de um veículo de duas rodas, no qual cada pneu do par é dotado de um par de estruturas de reforço colocadas nas paredes laterais do pneu, e que compreende uma pluralidade de cordonéis inclinados.

De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção é relativa a um par de pneus que compreende um pneu frontal e um pneu traseiro a serem montados em rodas frontal e traseira, respectivamente, de um veículo de duas rodas, no qual, cada um de ditos pneus frontal e traseiro compreende:

uma estrutura de carcaça que tem, no mínimo, uma lona de carcaça, dita lona de carcaça sendo conformada em uma configuração substancialmente toroidal e tendo suas extremidades em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelares e circunferenciais;

uma estrutura de cinta aplicada à dita estrutura de carcaça, em uma posição radialmente externa;

uma banda de rodagem aplicada a uma posição radialmente externa à dita estrutura de cinta;

um par de paredes laterais aplicadas lateralmente sobre lados opostos em relação à dita estrutura de carcaça;

um par de estruturas laterais de reforço, cada uma aplicada a uma parede lateral, e na qual

cada estrutura lateral de reforço compreende uma pluralidade

de cordonéis; em cada ponto de um cordonel, um ângulo α é identificado, o qual é incluído entre a tangente da direção do cordonel naquele ponto e a tangente a uma direção circunferencial do pneu que passa através de dito ponto é orientada na direção de rolamento do pneu;

dito ângulo (a) em dito pneu traseiro é maior do que 90 ° e dito

ângulo (a) em dito pneu frontal é menor do que 90

Aqui, e no que segue, por direção de rolamento do pneu é projetada uma direção de rotação que corresponde à direção de operação para frente de dito pneu, quando montado em um veículo. Preferivelmente, o ângulo α é constante ou variável em uma

maneira monotônica sobre todo o comprimento do cordonel.

Desta maneira, os cordonéis da estrutura lateral de reforço são dispostos de modo a serem submetidos durante rolamento do pneu a uma força que impede a deformação do próprio pneu, como melhor ilustrado no que segue.

De acordo com uma modalidade preferida, cada estrutura lateral de reforço é uma estrutura substancialmente anelar.

Preferivelmente, a estrutura de reforço tem uma altura maior do que, ou igual a 20% da altura da parede lateral. De acordo com outro aspecto, a presente invenção é relativa a

um pneu para veículos de duas rodas, que compreende:

uma estrutura de carcaça que tem, no mínimo, uma lona de carcaça, dita lona de carcaça sendo conformada em uma configuração substancialmente toroidal e tendo suas extremidades em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelar e circunferenciais;

uma banda de rodagem aplicada em uma posição radialmente externa à dita estrutura de cinta; um par de paredes laterais aplicadas lateralmente sobre lados opostos em relação à dita estrutura de carcaça;

um par de estruturas laterais de reforço, cada uma aplicada a uma parede lateral;

no qual cada estrutura lateral de reforço compreende uma

pluralidade de cordonéis, nos quais:

cada estrutura lateral de reforço se estende desde uma posição radialmente mais interna, até uma extremidade radialmente externa da respectiva estrutura de reforço anelar respectiva, no sentido da estrutura de cinta;

em cada ponto de um cordonel, um ângulo α diferente de zero é identificado, o qual é incluído entre a tangente da direção do cordonel naquele ponto e a tangente a uma direção circunferencial do pneu que passa através de dito ponto, de acordo com a direção de rolamento do pneu. De acordo com uma modalidade preferida, o ângulo (a) é

constante sobre todo o comprimento de dito cordonel.

Preferivelmente, o ângulo (a) é variável em uma maneira monotônica sobre todo o comprimento de dito cordonel.

De acordo com uma modalidade do pneu em referência, dito ângulo (a) é maior do que ou igual a 20°.

Preferivelmente, dito ângulo α está incluído dentro da faixa de 20° até 89°, que inclui os extremos, para um pneu frontal.

Preferivelmente, dito ângulo está incluído dentro da faixa de 91° até 160°, que inclui os extremos, para um pneu traseiro. De maneira vantajosa, os cordonéis são feitos de metal.

De acordo com outra modalidade, os cordonéis compreendem fibras têxteis de alto módulo.

Aqui, e no que segue, por fibras de alto módulo são projetadas fibras com uma constante elástica de no mínimo aproximadamente 25.000 N/mm2.

Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição detalhada de algumas modalidades preferidas, porém não exclusivas, de um pneu para veículos de duas rodas de acordo com a presente invenção.

Esta descrição será estabelecida daqui em diante com referência aos desenhos que acompanham, fornecidos à guisa de exemplo não limitativo, nos quais:

A figura 1 é uma vista lateral de um pneu para veículos de duas rodas, dotado de uma estrutura lateral de reforço, feita de acordo com a presente invenção;

A figura 2 é uma vista lateral diagramática, realizada em um plano radial ao eixo de rotação de uma primeira modalidade de um pneu para veículos de duas rodas de acordo com a presente invenção, que destaca uma estrutura lateral de reforço com os cordonéis que se estendem em um curso reto;

A figura 3 é uma vista lateral diagramática, realizada em um plano radial ao eixo de rotação de uma segunda modalidade de um pneu para veículos de duas rodas de acordo com a presente invenção, que destaca uma estrutura lateral de reforço com os cordonéis colocados em um ângulo variável, e que se estendem em um curso curvilíneo;

A figura 4 é uma vista lateral diagramática de um veículo da duas rodas que utiliza um par de pneus de acordo com a invenção;

A figura 5 é um diagrama que mostra a variação da diferença percentual de alguns parâmetros de rigidez como uma função da carga sobre o pneu expressa em kg, entre um pneu da invenção e um pneu tradicional;

A figura 6 é um diagrama que mostra a diferença percentual de alguns parâmetros de rigidez para uma dada carga imposta no pneu expressa em kg, entre um pneu da invenção e um pneu tradicional. Com referência aos desenhos, um pneu para veículos de duas rodas foi identificado genericamente com 100 ou 200; ele que compreende uma estrutura de carcaça que inclui, no mínimo, uma lona de carcaça 2 preferivelmente tendo uma primeira e uma segunda meia lona de carcaça 3, 4, dita lona de carcaça 2 sendo conformada em uma configuração substancialmente toroidal e estando em engatamento, por meio de suas arestas circunferenciais opostas, com no mínimo uma estrutura de reforço anelar 9, de modo a formar uma estrutura usualmente identificada como "talão".

Na modalidade preferida mostrada na figura 1, a lona de carcaça 2, como mencionado acima, é preferivelmente formada de duas meias lonas de carcaça 3, 4. Esta lona de carcaça 2 é construída seguindo o método mostrado no documento WO 00/38906.

Aqui, e no que segue, por meia lona de carcaça é projetada uma estrutura que tem uma extensão substancialmente toroidal que é formada de uma pluralidade de elementos como tiras colocados a uma distância recíproca que é substancialmente a mesma que a dimensão transversal do próprio elemento como tira.

A estrutura de reforço anelar 9 tem, no mínimo, um inserto anelar constituído de um elemento de filamento, preferivelmente metálico, no mínimo parcialmente revestido com material elastomérico e formado em espiras substancialmente concêntricas, cada espira sendo alternadamente definida por um comprimento de uma espiral contínua ou por anéis concêntricos formados de respectivos elementos como filamento.

Preferivelmente, como mostrado na figura 1, dois insertos anelares 9a e 9b são fornecidos, bem como um enchimento 22 de material elastomérico colocado em uma posição axialmente externa ao primeiro elemento anelar 9a. O segundo inserto anelar 9b, ainda como mostrado na figura 1, é colocado em uma posição axialmente externa à segunda meia lona 4. Finalmente, em uma posição axialmente externa a dito segundo inserto anelar 9b e não necessariamente em contato com ele, um outro enchimento 23 é fornecido, o qual completa a fabricação da estrutura de reforço anelar 9.

Em uma modalidade alternativa não mostrada, a lona de carcaça 2 é do assim chamado "tipo tradicional". Esta lona de carcaça 2 tem suas arestas laterais opostas associadas com estruturas de reforço anelar particulares e identificadas como núcleos de talão. Neste caso, a associação entre a lona de carcaça e núcleos de talão tem lugar dobrando as arestas laterais opostas da lona de carcaça ao redor dos próprios núcleos de talão, de modo a formar as assim chamadas "abas extremas de carcaça".

Nesta modalidade, a lona de carcaça preferivelmente compreende cordonéis têxteis selecionados dentre aqueles usualmente adotados na fabricação de carcaças de pneus, feitos de náilon, raion, PET, PEN, por exemplo, com um filamento elementar de um diâmetro incluído entre 0,35 mm e 1,5 mm.

Circunferencialmente aplicada à lona de carcaça, em uma posição radialmente externa, existe uma estrutura de cinta 5 e circunferencialmente superposta sobre ela existe uma banda de rodagem 6, na qual, em seguida a uma operação de moldagem realizada ao mesmo tempo com a vulcanização do pneu, ranhuras longitudinais e transversais tais como arranjadas para dar origem a um desenho de banda de rodagem desejado, são formadas.

O pneu 100, 200 também compreende um par de paredes laterais 7 aplicadas lateralmente à dita estrutura de carcaça, sobre lados opostos dela.

Dito pneu 100 ou 200, tem uma seção reta marcada por uma curvatura transversal elevada. Em particular, o pneu 1 tem uma altura de seção H medida no plano equatorial entre o centro da banda de rodagem e o diâmetro de ajustamento identificado pela linha de referência r que passa através dos talões do pneu. O pneu 100 ou 200 ainda tem uma largura C definida pela distância entre as extremidades lateralmente opostas E da banda de rodagem, e uma curvatura definida pelo valor particular da relação entre a distância f do centro da banda de rodagem a partir da linha que passa através das extremidades E da própria banda de rodagem, medida no plano equatorial do pneu e a largura C.

Para pneus de alta curvatura na presente especificação e nas reivindicações a seguir, é projetado referir-se a pneus tendo uma relação de curvatura f/C > 0,2 e preferivelmente f/C > 0,28. Esta relação de curvatura é em todos os casos < 0,8 e preferivelmente f/C < 0,5.

Como para as paredes laterais, a invenção preferivelmente se aplica a pneus com paredes laterais que não são particularmente baixas, (figura 1). Aqui, e no que segue, por pneus com paredes laterais que não são particularmente baixas são projetados pneus nos quais a relação altura de parede lateral (H-f)/H é maior do que 0,4 (ver figura 1).

A estrutura de carcaça pode ser possivelmente revestida em suas paredes interiores com uma camada a prova de ar 8 ou um assim chamado "revestimento", essencialmente constituído de uma camada de um material elastomérico estanque a ar, adaptada para assegurar vedação hermética do próprio pneu uma vez inflado. Preferivelmente, a estrutura de cinta 5 compreende uma camada que tem uma pluralidade de espiras circunferenciais colocadas em relação axial lado a lado, e que consistem de um cordonel emborrachado 5 a ou um elemento como tira que compreende alguns cordonéis emborrachados 5 a (preferivelmente dois até cinco) enrolados em espiral em um ângulo substancialmente zero em relação ao plano equatorial X-X do pneu.

Deve ser observado aqui, e no que segue, que mesmo se auto- espiralando e qualquer variação de passo, podem determinar ângulos de deposição diferentes de zero, estes ângulos sendo tão pequenos que eles podem ser sempre considerados como substancialmente iguais a zero.

Genericamente, os cordonéis 5a da estrutura de cinta 5 são cordonéis têxteis ou metálicos. Preferivelmente ditos cordonéis 5a são feitos de arames de aço de alto carbono (HT), isto é, a arames de aço que contém mais do que 0,9% de carbono.

Ainda mais preferivelmente, ditos cordonéis de aço são cordonéis de alto alongamento, do tipo descrito na Patente EP 461.646 em nome do mesmo Requerente, para conseguir um comportamento suave do pneu em baixa velocidade e um comportamento rígido em alta velocidade.

Resumidamente, de acordo com o que está descrito em dita Patente, estes cordonéis 5 a são cordonéis de aço do tipo de alto alongamento, genericamente conhecidos como "HE" enrolados na mesma direção ("cordonéis de deposição de Lang"), em outras palavras cordonéis de aço que têm um alongamento extremo incluído entre 4% e 8%.

Em detalhe, estes cordonéis consistem de um dado número de tranças, isto é, 1 a 5, preferivelmente 3 a 4. Cada trança é constituída de um dado número de filamentos básicos 2 até 10 e, preferivelmente, 4 até 7. Cada filamento básico tem um diâmetro maior do que 0,10 mm, preferivelmente incluído entre 0,12 e 0,25 mm. Os filamentos básicos nas tranças e as tranças no cordonel são enrolados helicoidalmente juntos na mesma direção com o mesmo ou diferentes passos para os filamentos e as tranças. Estes cordonéis 5a, como descrito na Patente EP 461.646, são caracterizados por um diagrama de carga-alongamento particular, que mostra uma porção curvilínea que conecta dois trechos que são substancialmente retos, porém de inclinação diferente.

Os cordonéis 5a no pneu esvaziado são fornecidos em uma condição (carga-alongamento) que corresponde em dito diagrama a um ponto particular determinado "G" que está na porção curvilínea, cuja porção tem um valor de alongamento tipicamente incluído entre 1,5% e 3%. Em utilização, devido à tensão gerada pela inflação do pneu e alta velocidade, cordonéis 5a deverão, ao contrário, trabalhar em sua região de alto módulo ou alongamento baixo.

É opinião do Requerente que um pneu com uma estrutura de cinta como aquela apenas descrita, e uma estrutura lateral de reforço nas paredes laterais como acima mencionada e descrita em detalhe no que segue, pode apresentar excelentes aspectos de condução também em velocidades média e baixa.

Em particular, em baixas velocidades tal pneu é macio na região da coroa em trechos retos oferecendo conforto de condução elevado.

Em adição, tal pneu parece ser rígido em uma curva, assegurando uma resposta pronta do veículo, acima de tudo sob condições críticas tal como frenagem ou aceleração.

Alternativamente, para a estrutura de cinta 5, cordonéis têxteis podem ser empregados, e estes podem consistir de fibras sintéticas (náilon, raion, PET, PEN, por exemplo, preferivelmente fibras sintéticas de alto módulo, em particular fibras aramídicas (fibras de Kevlar®, por exemplo). De acordo com uma outra modalidade alternativa, fibras híbridas podem ser empregadas, as quais compreendem, no mínimo, um filamento constante elástica baixa, isto é, uma constante elástica que não excede cerca de 15000 N/mm (náilon ou raion, por exemplo), trançado com no mínimo um filamento de alto módulo (fibras de Kevlar®, por exemplo), isto é, uma constante elástica no mínimo tão elevada quanto 25.000 N/mm2.

Alternativamente, a estrutura de cinta 5 pode consistir de, no mínimo, duas camadas radialmente superpostas, cada uma constituída de material elastomérico reforçado com cordonéis colocados paralelos um ao outro. As camadas são colocadas de tal maneira que os cordonéis da primeira camada de cinta são orientados de maneira oblíqua ao plano equatorial do pneu, enquanto os cordonéis da segunda camada têm uma orientação também oblíqua, porém eles cruzam simetricamente os cordonéis da primeira camada formando uma assim chamada "cinta cruzada". Opcionalmente, o pneu 100 ou 200 também pode compreender uma camada 10 de material elastomérico colocada entre dita estrutura de carcaça e dita estrutura de cinta 5, formada de ditas espiras circunferenciais, dita camada 10 preferivelmente se estendendo sobre uma superfície substancialmente correspondente à superfície da extensão de dita estrutura de cinta 5. Alternativamente, dita camada 10 se estende sobre uma superfície menor do que a extensão da superfície da estrutura de cinta 5, apenas em suas superfícies laterais opostas, por exemplo.

Em outra modalidade, uma camada adicional de material elastomérico não mostrada na figura 5, é colocada entre dita estrutura de cinta formada de ditas espiras circunferenciais e dita banda de rodagem 6, dita camada preferivelmente se estendendo sobre uma superfície substancialmente correspondente à superfície de extensão de dita estrutura de cinta 5. Alternativamente, dita camada apenas se estende ao longo de no mínimo uma porção da extensão da estrutura de cinta 5, em porções laterais opostas dela, por exemplo.

Em uma modalidade preferida, no mínimo uma de dita camada IOe camada adicional compreende fibras aramídicas curtas (fibras de Kevlar, por exemplo), dispersadas em dito material elastomérico.

O pneu de acordo com a invenção compreende um par de estruturas laterais de reforço 12, aplicadas lateralmente nas paredes laterais. Cada estrutura lateral de reforço 12 compreende uma pluralidade de cordonéis 13, no mínimo parcialmente embutidos em, no mínimo, uma camada de material elastomérico.

A estrutura lateral de reforço 12 se estende circunferencialmente preferivelmente em uma maneira anelar contínua ao redor do eixo de rotação do próprio pneu. Preferivelmente, ainda como mostrado na figura 1, cada estrutura lateral de reforço 12 se estende desde uma posição radialmente a mais interna em relação à extremidade radialmente a mais externa da estrutura anelar circunferencial 9b. Em particular, a estrutura lateral de reforço 12 se estende desde a extremidade radialmente a mais interna da parede lateral do pneu sobre no mínimo 20% da altura da parede lateral.

Na modalidade preferida mostrada na figura 1, a estrutura de reforço 12 se estende sobre toda a altura da parede lateral 7 até alcançar dita estrutura de cinta 5.

Neste caso, a estrutura de reforço 12 entra em contato com a estrutura de cinta 5, e esta última se superpõe à estrutura lateral de reforço 12 sobre um dado trecho dela.

Alternativamente, é a estrutura lateral de reforço 12 que se superpõe à estrutura de cinta 5 sobre uma certo trecho dela.

Deve ser observado que cada estrutura de reforço 12 compreende uma pluralidade de cordonéis 13 colocados inclinados com uma direção circunferencial do pneu.

Em detalhe, em cada ponto de um cordonel 13 um ângulo α é identificado entre a tangente da direção do cordonel naquele ponto e a tangente a uma direção circunferencial do pneu que passa através daquele ponto e orientada na direção de rolamento.

Preferivelmente, o ângulo α é maior do que ou igual a 20°. Mais preferi velmente, o ângulo α é maior do que 30

Em particular, o ângulo (a) está incluído na faixa de 20° até 89°, que inclui os extremos, para um pneu frontal e está incluído na faixa de 91° até 160°, que inclui os extremos, para um pneu traseiro.

A seleção do ângulo pode ser realizada por uma pessoa versada na técnica, dependendo do desempenho a ser obtido do pneu. Em uma sua primeira modalidade, o ângulo α é constante sobre todo o comprimento do cordonel. Em uma segunda modalidade mostrada na figura 3, o ângulo α é variável em uma maneira monotônica ao longo de todo o comprimento de dito cordonel 13. Em todos os casos o ângulo α é sempre maior do que 20° incluído nas faixas acima mencionadas preferidas, sobre todo o comprimento do cordonel.

Em ambas as modalidades descritas acima, cordonéis 13 da estrutura de reforço anelar 12 são feitos de arames de aço. Preferivelmente, ditos cordonéis 13 são feitos de arames de aço de baixo carbono, isto é, a arames de aço que contém menos do que 0,7% de carbono. Alternativamente, cordonéis 13 do tipo têxtil podem ser utilizado, os quais podem ser feitos de fibra sintética tal como náilon, raion, PEN, PET.

Preferivelmente neste caso, fibras de alto módulo são consideradas, em particular fibras aramídicas, fibras de Kevlar, por exemplo. Em outra modalidade, cordonéis 13 do tipo híbrido podem ser empregados, os quais compreendem, no mínimo, um filamento de constante elástica baixa, isto é, não além de cerca de 15.000 N/mm2 (náilon ou raion, por exemplo), trançados com no mínimo um filamento de alto módulo, isto é, não menos do que 25.000 N/mm2 (Kevlar, por exemplo).

Em adição, também caindo dentro do escopo da presente invenção, está a adoção de cordonéis metálicos 13 do tipo descrito no Pedido de Patente WO 2005/014309 em nome do mesmo Requerente.

Preferivelmente, a densidade de cordonéis 13 que define as estruturas de reforço 12 é maior do que 40 cordonéis/dm, mais preferivelmente maior do que 70 cordonéis/dm. Para evitar que a parede lateral do pneu seja enrijecida demais, a densidade dos cordonéis 13 pode ser mantida de maneira conveniente em um valor menor do que 160 cordonéis/dm, mais preferivelmente menor do que 110 cordonéis/dm.

A densidade de cordonéis 13 que define as estruturas de reforço 12 pode ser medida com referência a qualquer direção circunferencial sobre a parede lateral do pneu incluída dentro da própria estrutura de reforço. Os cordonéis 13 do pneu inovador podem ter ainda um curso substancialmente retilíneo como mostrado na figura 2 ou, alternativamente, como mostrado na figura 3, um curso substancialmente curvilíneo.

De acordo com um aspecto da presente invenção, a estrutura lateral de reforço 12 é formada de elementos filamentos que compreendem um cordonel tal como um filamento emborrachado ou um elemento como tira. Nas modalidades preferidas mostradas nas figuras 1 a 3, cada estrutura lateral de reforço 12 é constituída de elementos como tira emborrachados, preferivelmente colocados em relação lado a lado um com o outro ao longo da extensão circunferencial de dito pneu. Desta maneira, ao final de uma rotação do pneu ao redor de seu eixo de rotação, uma estrutura anelar fechada é criada. Preferivelmente, os elementos como tira têm uma largura incluída entre 5 mm e 20 mm, uma espessura incluída entre 0,5 mm e 2 mm e contém um número de cordonéis na faixa de 4 até 40, com uma densidade preferivelmente incluída entre 60 e 160 cordonéis/dm. O pneu inovador é particularmente adequado para utilização em um veículo de duas rodas, ao mesmo tempo como um pneu frontal 100 ou como um pneu traseiro 200, como mostrado na figura 4.

O pneu 100 e 200 tem uma direção de rotação própria deles, que deve ser coincidente com a rotação devido à direção de operação para frente do veículo e indicada pelas setas F na figura 4. Depois de fixar uma direção circunferencial predeterminada, e uma direção de rotação coincidente, como dito acima, com a rotação devido à direção de operação para frente, em cada ponto de um cordonel, um ângulo α diferente de zero é identificado, o qual é incluído entre a tangente da direção do cordonel naquele ponto e a tangente a uma direção circunferencial do pneu que passa através de dito ponto e orientada em dita direção de rotação do pneu. No pneu traseiro 200 o ângulo α que é formado é maior do que 90°, enquanto no pneu frontal 100 o ângulo α é menor do que 90°. Preferivelmente, o ângulo α está incluído na faixa entre 20° e 89°, que inclui os extremos, para um pneu frontal, enquanto ele está incluído na faixa de 91° até 160°, que inclui os extremos, para um pneu traseiro.

Fazendo referência à descrição acima, será observado que um par como aquele delineado acima atua particularmente bem para reduzir as deformações ou distorções do pneu na aplicação de um torque. Lembrar que esta condição ocorre principalmente no pneu traseiro 200 quando o veículo é submetido a aceleração e, principalmente, no pneu frontal 100 quando o veículo é submetido a frenagem. De fato, será observado que na aceleração o pneu 200 é submetido a um momento de torção na mesma direção que aquela da rotação do pneu. Como conseqüência, os cordonéis do pneu traseiro 13 são submetidos a uma tensão. A inclinação dos cordonéis 13 colocados em um ângulo α maior do que 90° no pneu traseiro 200 aumenta a velocidade de tensionamento de cordonéis 13 reduzindo a deformação do pneu e aumentando a velocidade de resposta do pneu. De fato, com tal orientação o tempo empregado por um cordonel para esticar é reduzido.

Na frenagem, ao contrário, o pneu frontal 100 é submetido a um momento de torção na direção oposta à direção de rotação do pneu e, neste caso, muitos dos cordonéis 13 do pneu frontal 100 estarão sujeitos a tensionamento. A inclinação de cordonéis 13 em um ângulo α menor do que 90 ° no pneu frontal 100 aumenta a velocidade de tensionamento de cordonéis 13 reduzindo deformação e aumentando a velocidade de resposta do pneu. A figura 5 é um diagrama que mostra a variação na diferença percentual de alguns parâmetros de rigidez como uma função da carga que atua sobre o pneu expressa em kg, entre um pneu traseiro de acordo com a invenção e um pneu de referência do tipo tradicional, que mostra a mesma geometria exterior (curvatura, altura de parede lateral e tipo de desenho de banda de rodagem). Será observado que o pneu de referência 1 é um pneu traseiro de dimensão 205/60 R420. Em detalhe, a curva A na figura 5 mede a variação percentual na rigidez ao fazer curva na variação da carga imposta ao pneu. Uma carga de 100 Kg pode ser uma boa representação do pneu na etapa curva inicial de curva, enquanto no meio de uma curva uma carga de 200 kg pode ser apropriada. Ao contrário, uma carga de 300 kg está bem próxima da tensão máxima à qual o pneu é submetido durante o final de uma curva. Deve ser apontado que a rigidez ao fazer curva é um índice da força lateral maior expressa pelo pneu em uma curva, a geometria do pneu sendo a mesma. Será facilmente observado que em qualquer situação com o pneu inovador um aumento na rigidez ao fazer curva ocorre em relação ao pneu de referência, cujo aumento é no mínimo de 2% nos primeiros instantes de uma curva enquanto valores de 6% são alcançados durante a tensão máxima do pneu. Ao contrário, a curva B, ainda na figura 5, mede a variação percentual no comprimento de relaxamento do pneu ao variar a carga imposta sobre ele. Deve ser apontado que os testes de instrumentos realizados para obter os dados dos gráficos na figura 5, devido à sua própria natureza são realizados com pneus que giram ao redor de seus eixos de rolamento em uma velocidade de rotação constante e, como tal, o comprimento de relaxamento é um índice da resposta rápida do pneu. Em detalhe, o comprimento de relaxamento é inversamente proporcional à rapidez de resposta do pneu. Neste caso também é possível observar imediatamente que, em qualquer situação com o pneu inovador, o comprimento de relaxamento é no mínimo 8% menor do que aquele expresso pelo pneu de referência. Isto indica um pneu muito mais rápido sob qualquer condição de fazer curva.

A figura 6 é um diagrama que mostra a variação da diferença percentual de alguns parâmetros de rigidez para uma dada carga vertical imposta ao pneu, entre um pneu traseiro da invenção e um pneu de referência tradicional. Neste caso, também o pneu de referência é um pneu traseiro de dimensão 205/60 R 420. Em particular, o histograma E indica a diferença de deflexão vertical entre o pneu da invenção e o pneu de referência se submetidos a uma carga vertical de 300 kg. E possível ver que a deflexão vertical do pneu inovador é 10,2% menor.

O histograma D, ao contrário, mostra a diferença na rigidez longitudinal entre o pneu inovador e o pneu de referência se submetidos a uma carga vertical de 300 kg e uma força longitudinal. Por força longitudinal é projetada uma força aplicada no centro do pneu e direcionada na direção de movimento para frente do pneu. A rigidez longitudinal é medida como a relação entre a força longitudinal aplicada a ele e o deslocamento induzido no pneu na direção de movimento para frente. Portanto, a força longitudinal aplicada sendo a mesma, um deslocamento menor corresponde a uma rigidez longitudinal maior. Uma vez que esta força que depende de seu ponto de aplicação produz um torque transferido do talão do pneu para o terreno, a rigidez longitudinal mede a capacidade do pneu em resistir a um torque aplicado a ele. Portanto, como visível na figura 6, o pneu da invenção aumenta sua rigidez longitudinal por quase 50% em relação ao pneu de referência. Em outras palavras, ele resiste em uma maneira muito mais eficiente à aplicação de um torque.

Finalmente, o histograma C indica a diferença na rigidez lateral entre o pneu inovador e o pneu de referência se eles são submetidos a uma carga vertical de 300 kg e uma força lateral. Por força lateral é projetada uma força aplicada no centro do pneu e direcionada ortogonal à direção de movimento para frente do pneu. A rigidez lateral é medida como a relação entre a força lateral aplicada a ele e o deslocamento induzido no pneu em uma direção ortogonal à direção de movimento para frente. Portanto, a força lateral aplicada sendo a mesma, um deslocamento menor corresponde a uma rigidez lateral maior. Este valor é um índice da deformabilidade do pneu em uma direção octogonal à direção de movimento para frente do pneu. O pneu da invenção, portanto, como representado no histograma C na figura 6, aumenta sua rigidez lateral por quase 20% em relação ao pneu de referência e, portanto, deformações são muito mais reduzidas se ele é submetido a tensões direcionadas lateralmente.

Claims

1. Par de pneus (100, 200), caracterizado pelo fato de que compreende um pneu frontal e um pneu traseiro a serem montados em uma roda frontal e uma roda traseira, respectivamente, de um veículo de duas rodas, no qual cada um de ditos pneus frontal e traseiro compreende: uma estrutura de carcaça que tem, no mínimo, uma lona de carcaça (2), dita lona de carcaça sendo conformada em uma configuração substancialmente toroidal e tendo suas extremidades em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelares circunferenciais (9); uma estrutura de cinta (5) aplicada à dita estrutura de carcaça, em uma posição radialmente externa; uma banda de rodagem (6) aplicada a uma posição radialmente externa à dita estrutura de cinta (5); um par de paredes laterais (7) aplicadas lateralmente sobre lados opostos em relação à dita estrutura de carcaça; um par de estruturas laterais de reforço (12), cada uma aplicada a uma parede lateral (7), e na qual cada estrutura lateral de reforço (12) compreende uma pluralidade de cordonéis (13); em cada ponto de um cordonel (13), um ângulo (a) é identificado, o qual é incluído entre a tangente da direção do cordonel naquele ponto e a tangente a uma direção circunferencial do pneu que passa através de dito ponto e orientada na direção de rolamento do pneu; dito ângulo (a) em dito pneu traseiro é maior do que 90 ° e dito ângulo (a) em dito pneu frontal é menor do que 90

2. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, em cada estrutura lateral de reforço (12), dito ângulo (a) ser constante sobre todo o comprimento de dito cordonel (13).

3. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, em cada estrutura lateral de reforço (12), dito ângulo (a) ser variável em uma maneira monotônica sobre todo o comprimento de dito cordonel (13).

4. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito ângulo (a) estar incluído na faixa de 20° até 89°, que inclui os extremos, para dito pneu frontal.

5. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito ângulo (a) estar incluído na faixa de 91° até 160°, que inclui os extremos, para dito pneu traseiro.

6. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita pluralidade de cordonéis (13) ser no mínimo parcialmente embutida em no mínimo uma camada de material elastomérico.

7. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada estrutura lateral de reforço (12) ser uma estrutura substancialmente anelar.

8. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada estrutura lateral de reforço (12) ter uma altura maior do que ou igual a 20% da altura da parede lateral (7).

9. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos cordonéis (13) serem feitos de metal.

10. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ditos cordonéis (13) serem feitos serem feitos de aço.

11. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos cordonéis (13) compreendem fibras têxteis.

12. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ditos cordonéis compreenderem fibras sintéticas de alto módulo.

13. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada cordonel (13) ter um curso substancialmente retilíneo.

14. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada cordonel (13) ter um curso substancialmente curvilíneo.

15. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita estrutura de cinta (5) compreender uma camada que inclui uma pluralidade de cordonéis (5 a) enrolados em espiral em um ângulo substancialmente zero em relação ao plano equatorial (X-X) do pneu.

16. Par de pneus (100, 200) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ditos cordonéis enrolados em espiral (5 a) compreenderem cordonéis de alto alongamento que têm um diagrama de carga-alongamento que compreende uma porção curvilínea que conecta dois trechos substancialmente retos de inclinações diferentes.

17. Pneu (100, 200) para veículos de duas rodas, caracterizado pelo fato de compreender: uma estrutura de carcaça que tem, no mínimo, uma lona de carcaça (2), dita lona de carcaça sendo conformada em uma configuração substancialmente toroidal e tendo suas extremidades em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelares circunferenciais (9); uma estrutura de cinta (5) aplicada à dita estrutura de carcaça, em uma posição radialmente externa; uma banda de rodagem (6) aplicada em uma posição radialmente externa à dita estrutura de cinta (5); um par de paredes laterais (7) aplicadas lateralmente sobre lados opostos em relação à dita estrutura de carcaça; um par de estruturas laterais de reforço (12), cada uma aplicada a uma parede lateral; no qual cada estrutura lateral de reforço (12) compreende uma pluralidade de cordonéis (13), nos quais: cada estrutura lateral de reforço (12) se estende desde uma posição radialmente mais interna, até uma extremidade radialmente externa da respectiva estrutura de reforço anelar respectiva, no sentido da estrutura de cinta (5); em cada ponto de um cordonel (13), um ângulo (a) diferente de zero é identificado, o qual é incluído entre a tangente da direção do cordonel (13) naquele ponto e a tangente a uma direção circunferencial do pneu que passa através de dito ponto, de acordo com a direção de rolamento do pneu, em que dito ângulo (a) está incluído na faixa de 91° até 160°, que inclui os extremos, para um pneu traseiro.

18. Pneu (100, 200) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de cada estrutura lateral de reforço (12) compreender no mínimo um elemento de filamento.

19. Pneu (100, 200) de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de cada elemento de filamento compreender um elemento como tira que inclui no mínimo um dito cordonel (13).

20. Pneu (100, 200) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de cada estrutura lateral de reforço compreender uma pluralidade de elementos como tira colocados em relação lado a lado um com o outro ao longo da extensão circunferencial de dito pneu.