BRPI0804649A2

BRPI0804649A2 - barreira resistente a corte altamente extensìvel

Info

Publication number: BRPI0804649A2
Application number: BRPI0804649-2A
Authority: BR
Inventors: Walter Kevin Westgate; Judith Anne Tweedie; John Fleming Ii Brainerd
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-07-20
Also published as: JP2009107616A; KR20090045077A; EP2434036A1; CN101423993A; EP2055817A1; CN101423993B; US20090107609A1

Abstract

Um pneumático incluindo uma carcaça, uma parte corda, ombros, costados, uma região de talão, dois talões, os talões estando dentro da região de talão, e pelo menos um cordão, o cordão sendo pelo menos dois do grupo compreendendo fibras de aramida, fibras de poliamida, poiiésteres aromáticos cristalinos líquidos, fibras de carbono, fibra de vidro e fibras metálicas, é descrito no presente relatório descritivo.

Description

"BARREIRA RESISTENTE A CORTE ALTAMENTE EXTENSÍVEL"

I. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A. CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção diz respeito à técnica de processos e aparelhos relativos à constru-ção de pneumáticos e, mais particularmente, a processos e aparelhos relativos a barreirasresistentes a corte altamente extensíveis para pneumáticos.

B. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

É conhecido na técnica como proporcionar pneumáticos com resistência a dano pordetritos nas pistas de rolamento. Isso pode ser feito de muitos diferentes modos.

As configurações de reforço de costado de pneumáticos atuais proporcionam umbaixo nível de resistência a corte para pneumáticos. Uma necessidade emergiu para aper-feiçoar significativamente a resistência a corte de pneumáticos, bem como proporcionar ca-pacidade de subida global, enquanto minimizando qualquer dano estrutural considerável.

II. RESUMO DA INVENÇÃO

De acordo com uma modalidade desta invenção, um tecido unidirecional, para usoem um pneumatico de veículo associado, inclui um cordão de união de aramida / poliamida6,6, em que o tecido fica a um ângulo para um ângulo de lona no pneumatico associado.

De acordo com uma outra modalidade desta invenção, um pneumatico inclui umacarcaça, uma parte corda, ombros, costados, uma região de talão, dois talões, os talõesestando dentro da região de talão, e pelo menos um cordão, o cordão sendo pelo menosdois do grupo compreendendo fibras de aramida, fibras de poliamida, poliésteres aromáticoscristalinos líquidos, fibras de carbono, fibra de vidro e fibras metálicas.

De acordo com uma outra modalidade desta invenção, o cordão é selecionado dogrupo compreendendo um cordão de união, um híbrido e uma inserção de núcleo.

De acordo com uma outra modalidade desta invenção, o cordão é selecionado dogrupo compreendendo unidirecional, bidirecional, multidirecional, filme, tecedura e tricô.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o cordão é um cordão de união.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o cordão é fibras de aramida e fi-bras de poliamida.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o cordão é uma inserção de nú-cleo.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o cordão tem uma densidade decordões de aproximadamente 5 a aproximadamente 15,7 extremidades por centímetro (40epi), aproximadamente zero a 10 multiplicadores de torção, e uma massa de cordões deaproximadamente 400 dtex a aproximadamente 10.000 dtex.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o cordão fica a um ângulo comrelação a um ângulo de lona, em que o cordão fica a um ângulo de entre aproximadamente135° e aproximadamente 45°.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o pneumático é selecionado dogrupo compreendendo oblíquo, radial, OTR (fora-de-estrada), para aeronaves, de competi-ção, rural, ATV (veículo para todo tipo de terreno), MT (caminhão de porte médio), LT (ca-minhão leve) e de carros de passeio.

De acordo com outra modalidade desta invenção, o cordão fica a um ângulo comrelação a um ângulo de lona, em que o cordão fica a um ângulo de entre aproximadamente55° e aproximadamente 45°.

De acordo com outra modalidade desta invenção, um pneumático inclui uma carca-ça, uma parte corda, ombros, costados, uma região de talão, dois talões, os talões estandodentro da região de talão, e pelo menos um cordão, o cordão sendo pelo menos dois dogrupo compreendendo fibras de aramida e fibras de poliamida, em que o cordão é selecio-nado do grupo compreendendo um cordão de união, um híbrido e uma inserção de núcleo,em que fica a um ângulo de entre aproximadamente 135° e aproximadamente 45°.

Uma vantagem desta invenção é a resistência a corte de costado aperfeiçoado parapneumáticos.

Outra vantagem desta invenção é capacidade de subida global aperfeiçoada, en-quanto minimizando qualquer dano estrutural considerável.

Ainda outros benefícios e vantagens da invenção vão ficar evidentes para aquelesversados na técnica, à qual ela se refere, por leitura e entendimento do relatório descritivodetalhado apresentado a seguir.

III. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção pode assumir uma forma física em certas partes e disposição de partes,cujas modalidades vão ser descritas em detalhes neste relatório descritivo e ilustrada nosdesenhos em anexo, que formam uma parte dela, e em que:

a Figura 1 é uma vista em corte de um pneumático;

a Figura 2 é um gráfico mostrando o aperfeiçoamento em impacto do costado dapresente invenção;

a Figura 3 é um outro gráfico mostrando a altura na qual ocorreu um furo a 241,3kPa (35 psi) (libras por polegada quadrada);

a Figura 4 é um outro gráfico mostrando a altura na qual ocorreu um furo a 103,4kPa (15 psi);

a Figura 5 é um outro gráfico mostrando a altura de furo média a 241,3 kPa (35 psi)e 103,4 kPa(15psi);

a Figura 6 é uma vista em perspectiva de um cordão de união; e

a Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma inserção de núcleo.

IV. DEFINIÇÕESOs termos apresentados a seguir podem ser usados ao longo das descrições apre-sentadas no presente relatório descritivo, e devem representar genericamente os significa-dos apresentados a seguir, a menos que contraditos ou elaborados ou elaborados por ou-tras descrições apresentadas no presente relatório descritivo.

"Axial" e "axialmente" são usados para referir-se a linhas ou direções que são para-lelas ao eixo de rotação do pneumático.

"Talão" significa aquela parte do pneumático compreendendo um elemento de tra-ção anular, envolvido por cordões de lona e moldado, com ou sem outros elementos de re-forço, tais como cobre-talões, reforços, enchimentos, protetores de unhas de borracha eagentes antiatrito, para encaixe no aro de projeto.

"Correia" se refere a uma banda formada, pelo menos em parte, de um ou mais ma-teriais flexíveis.

"Estrutura de correia" significa pelo menos duas camadas ou lonas anulares decordões paralelos, tecidos ou não tecidos, subjacentes à banda de rodagem, não ancoradasno talão, e tendo cordões inclinados com relação ao plano equatorial do pneumático. A es-trutura de talão também pode incluir lonas de cordões paralelos inclinados a ângulos relati-vamente baixos, agindo como camadas limitadoras.

"Pneumático oblíquo" (de lonas cruzadas) significa um pneumático no qual os cor-dões de reforço na lona da carcaça se estendem diagonalmente pelo pneumático, de talão atalão, a um ângulo de cerca de 25 - 65° com relação ao plano equatorial do pneumático. Selonas múltiplas estão presentes, os cordões de lonas se estendem a ângulos opostos emcamadas alternadas.

"Carcaça" significa a estrutura do pneumático à parte da estrutura de correia, bandade rodagem, subbanda de rodagem, e borracha do costado sobre as lonas, mas incluindo ostalões.

"Cordão" significa um dos fios de reforço dos quais as lonas do pneumático sãocompreendidas.

"Ângulo de cordão" significa o ângulo agudo, esquerdo ou direito em uma vista emplanta do pneumático, formado por um cordão com relação ao plano equatorial. O "ângulode cordão" é medido em um pneumático curado, mas vazio.

"dtex" significa decitex, que é 1 grama por 10.000 metros."EPI" significa extremidades por polegada.

"Plano equatorial (EP)" significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu-mático e passando pelo centro da sua banda de rodagem.

"Tecido" significa uma rede de cordões estendidos, que podem ser torcidos, e quesão compostos, por sua vez, de uma pluralidade de uma multiplicidade de filamentos (quepodem ser também torcidos) de um material de alto módulo."Fibra" é uma unidade de matéria, natural ou artificial, que forma o elemento básicodos filamentos. É caracterizada por ter um comprimento de pelo menos 100 vezes o seudiâmetro ou largura.

"Flutuador" é definido como um componente de lona, que não fica enrolado em tor-no do talão.

"União" se refere a uma combinação física de dois ou mais atados de fibras dissimi-lares.

"Lona" significa uma camada contínua de cordões paralelos revestidos com borra-cha, no contexto de um pneumático, e também significa um fio torcido, em um contexto deum fio ou um cordão, como usado no presente relatório descritivo, o significado sendo de-pendente do contexto.

"Radial" e "radialmente" são usados para significar direções médias radialmente nosentido do ou do eixo de rotação do pneumático.

"Pneumático de lonas radiais" significa um pneumático cintado ou limitado circunfe-rencialmente, no qual os cordões de lonas, que se estendem de talão em talão, são dispos-tos em ângulos de cordões entre 65° e 90°, com relação ao plano equatorial do pneumático.

"Costado" significa aquela parte de um pneumático entre a banda de rodagem e otalão.

"Banda de rodagem" significa um componente de borracha moldado, quando ligadoum invólucro de pneumático, inclui aquela parte do pneumático que entra em contato com apista de rolamento, quando o pneumático está inflado normalmente e sob carga normal.

"Torcido" significa o número de voltas em torno do seu eixo por unidade de com-primento de um fio, voltas por polegada sendo TPI.

"Multiplicador de torção" é uma unidade que ajuda a decidir a torção por unidade decomprimento, para diferentes contagens do mesmo material. Esse é o ângulo de inclinaçãoda disposição helicoidal da fibra no material.

"Fio" ocorre nas seguintes formas: 1) vários fios torcidos conjuntamente; 2) vários fi-lamentos dispostos conjuntamente sem torção; 3) vários filamentos dispostos conjuntamentecom um grau de torção; 4) um único filamento com ou sem torção (monofilamento); e 5) umatira estreita de material com ou sem torção.

V. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência agora aos desenhos, nos quais as ilustrações são para fins de ilus-trar as modalidades da invenção apenas, sem a finalidade de limitar a mesma, a Figura 1mostra um pneumático com uma carcaça 10, talões 12, corda 14, primeira lona 20, segundalona direita 18, segunda lona esquerda 34, ombros 30, região de talão 32, extremidades deredobra 22, núcleo de talão 24, e correias 28. As Figuras 6 e 7 mostram um cordão de união16 e uma inserção de núcleo 36.Com referência continuada às Figuras 1, 6 e 7, a presente invenção incorpora umcordão de tecido como um apoio de carga, ou uma lona sem ser para apoio de carga, quepode ou não substituir uma lona existente. Em uma modalidade, o cordão é um cordão deunião de aramida / poliamida 6,6. O cordão de união 16 pode ser também referido como umcordão híbrido, em que cada lóbulo diferente 16 alterna aramida e poliamida 6,6. Em umamodalidade desta invenção, o cordão 16 é um tecido unidirecional. Em outra modalidade, ocordão é entre um ângulo de 45° e um de 135° para o ângulo da lona. Deve-se entender, noentanto, que o ângulo pode ser entre aproximadamente 0o e aproximadamente 180°.

Ainda com referência às Figuras 1, 6 e 7, a presente invenção pode ser tambémuma inserção de núcleo 36, como mostrado na Figura 7. Nessa modalidade, o centro dainserção de núcleo 36 é um material diferente do que aquele da parte externa. Em uma mo-dalidade da invenção, a inserção de núcleo 36 é entre um ângulo de 45° e um de 55° com oângulo de lona. Em uma modalidade desta invenção, a inserção de núcleo 36 é um tecidounidirecional. Em outra modalidade, o cordão é entre um ângulo de 45° e um ângulo de 135°com o ângulo de lona. Deve-se entender, no entanto, que o ângulo pode ser entre aproxi-madamente 0o e aproximadamente 180°. Embora nos dois parágrafos precedentes a inven-ção tenha sido descrita como unidirecional, deve-se entender que quaisquer das configura-ções apresentadas a seguir vão também funcionar: bidirecional, multidirecional, tecedura,filme e tricô. Em outra modalidade, a presente invenção pode ser um híbrido, que é similar àinserção de núcleo 36 mostrada na Figura 7, exceto que o híbrido tem espaços entre as fi-bras.

Com referência a seguir às Figuras 2 - 5, os seguintes dados de teste são propor-cionados para a presente invenção. As seguintes informações de construção são proporcio-nadas para os pneumáticos testados no teste de impacto de costado apresentado na Figura 2:

1. 6Z5550 - Wrangler MT/R (tração máxima / reforçado) - K171H, (2) 1500/2 +(1)1000/2 a 85°;

2. 6Z6091 - BF Goodrich® Mud Terrain T/A KM;

3. Três lonas 7Z5021D - molde "E" - K171H, (2) 2000/2 + abertura 1000/2 a 45° (u-ma modalidade da presente invenção);

4. 7Z5021D - molde "E" - K171H, (2) 2000/3 + abertura Cordão Unido 28 EPI a 45°(outra modalidade da presente invenção); e

5. 7Z5021E - molde "E" - K171H, (2) 1500/2 + (1) 1000/2 @ 85° + abertura 1000/2 a45° (outra modalidade da presente invenção). As condições de teste foram as seguintes:aro: 8,5 x 17; inflação: 241,3 kPa (35 psi) e 103,4 kPa (15 psi); cinzel: 1,27 cm (1/2"); pesoda montagem: 57,1 kg (126 Ib); RFP (Resistência a Impacto de Costado) alvo, fila 4): 130%vs. BF Goodrich® Mud Terrain T/A KM. Os resultados dos testes são apresentados na Figu-ra 2 e mostram que a presente invenção, nesse exemplo, proporciona um aperfeiçoamentode 57% em impacto de costado.

Com referência agora às Figuras 2 e 4, o teste foi conduzido a 103,4 kPa (15 psi),para obter uma melhor leitura de resistência a impacto, a alguma coisa mais próxima a umainflação fora-de-estrada. Os percentuais de classificação versus BFG (BR Goodrich®) sãobaseados na altura de ruptura média de dois pneumáticos. Mostra-se, nesse formato, comotentar avaliar o desempenho contra o alvo para resistência a impacto de costado. O desem-penho do Wrangler MT/R, 6Z5550, a 241,3 kPa (35 psi) apresentou um furo de altura de 7,6cm (3,0"). A inflação de 103,4 kPa (15 psi) era esperada propiciar maiores alturas de furos,devido à maior flexibilidade da carcaça, mas no 6Z5550 foi igual ou ligeiramente inferior a103,4 kPa (15 psi). A altura de furo a 103,4 kPa (15 psi) média foi de 7,0 cm (2,75"). O de-sempenho do BF Goodrich® Mud Terrain T/A KM, 6Z6091, apresentou uma altura de furomédia de 10,2 cm (4,0"). A inflação de 103,4 kPa (15 psi) era esperada propiciar maioresalturas de furo, devido à maior flexibilidade da carcaça, mas a do 6Z6091 foi igual ou ligei-ramente inferior a 103,4 kPa (15 psi). A altura de furo a 15 psi média foi de 8,9 cm (3,75"). Odesempenho do 7Z5021A (uma modalidade da presente invenção) a 241,3 kPa (35 psi) a-presentou uma altura de furo média de 8,9 cm (3,75"), mas não satisfez o desempenho deBFG de 10,2 cm (4,0"), para uma classificação de 94%. A 103,4 kPa (15 psi), o 7Z5021Amostrou uma resistência a furo aperfeiçoada. A sua altura de furo média aumentou para11,4 cm (4,5"), um aperfeiçoamento em relação aos 7,6 cm (3,0") do MT/T, bem como dos8,9 cm (3,5") do BFG. A 103,4 kPa (15 psi), o desempenho do 7Z5021A em relação ao BFGfoi de 129%.

Com referência continuada às Figuras 2 e 4, o desempenho da presente invenção(7Z5021D) a 241,3 kPa (35 psi) foi ainda melhor que para o 7Z5021A, sobrepujando ambosos MT/r e BFG, com uma altura de furo média de 11,4 cm (4,5"). Em relação ao BFG, a suaclassificação de desempenho foi de 113%. A 103,4 kPa (15 psi), a presente invenção mos-trou um aperfeiçoamento ainda maior em resistência a furo. A sua altura de furo média au-mentou para 5,5", um aperfeiçoamento significativo em relação aos 7,6 cm (3,0") do MT/R,bem como os 8,9 cm (3,5") do BFG. A 103,4 kPa (15 psi), o seu desempenho relativo aoBFG foi de 157%. O 7Z5021E seguiu a mesma banda de rodagem incomum que os MT/R eBFG, pelo fato de que o seu desempenho diminuiu ligeiramente a 103,4 kPa (15 psi), versusa 241,3 kPa (35 psi). O 7Z5021E sobrepujou significativamente o MT/R em ambas as infla-ções, mas foi idêntico ao BFG, classificação a 100% em ambas as inflações. O 7Z5021Esobrepujou o 7Z5021A a 241,3 kPa (35 psi), mas foi superado significativamente a 103,4kPa (15 psi). Esses dados indicam que ambas a abertura 1000/2 @ 45° e abertura MergeCord EPI @ 45° vão oferecer uma tenacidade do costado aperfeiçoada em relação aoWrangler MT/R.Com referência continuada às Figuras 1 - 7, a presente invenção pode ser dispostaem muitas formas. Por meio de exemplo, mas não intencionado como uma limitação, doisdos componentes da presente invenção podem ser Kevlar®, uma aramida disponível da Du-Pont, e náilon, uma poliamida. Em várias modalidades da presente invenção, os seguintessão considerados parte da presente invenção: Kevlar com um núcleo de náilon, como umainserção de núcleo, como uma lona única de carcaça, Kevlar e náilon como uma lona únicade cordão de união, Kevlar e PET - poli (tereftalato de etileno) - como uma lona única decordão de união, Kevlar com um núcleo de náilon como uma lona única de inserção de nú-cleo com um flutuador Kevlar, Kevlar e náilon como uma lona única de cordão de união comum flutuador Kevlar, Kevlar e PET - poli (tereftalato de etileno) - como uma lona única decordão de união com um flutuador Kevlar, e Kevlar e polietileno unidos em carcaça. Deve-seentender, no entanto, que qualquer combinação de fibras de aramida, fibras de poliamida,poliésteres aromáticos cristalinos líquidos, fibras de carbono, fibra de vidro e fibras metálicaspode ser usada, desde que selecionada usando julgamento com critérios de engenharia.

Deve-se entender que os ângulos para as várias combinações são entre 0o e 180°.

Várias modalidades foram descritas acima. Vai ser evidente para aqueles versadosna técnica que os processos e aparelhos apresentados acima podem incorporar mudançase modificações, sem que se afaste do âmbito geral desta invenção. Intenciona-se incluir to-das essas modificações e alterações, desde que estejam dentro do âmbito das reivindica-ções em anexo ou seus equivalentes.

Diferentemente do que está nos exemplos operacionais, ou quando indicado de ou-tro modo, todos os números expressando quantidades de ingredientes, condições reacionaise assim por diante usados no relatório descritivo e nas reivindicações devem ser entendidoscomo sendo modificados em todos os casos pelo termo "cerca" ou "aproximadamente".

Conseqüentemente, a menos que indicado ao contrário, os parâmetros numéricos apresen-tados no relatório descritivo e nas reivindicações em anexo são aproximações que podemvariar, dependendo das propriedades desejadas buscadas obtidas pela presente invenção.

E não menos importante, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina deequivalentes ao âmbito das reivindicações, cada parâmetro numérico deve ser pelo menosconsiderado à luz do número de dígitos significativos indicados e por aplicação das técnicasde arredondamento usuais.

Não obstante que as faixas e os parâmetros numéricos apresentados no amploâmbito da invenção sejam aproximações, os valores numéricos indicados nos exemplosespecíficos são registrados o mais precisamente possível. Qualquer valor numérico, no en-tanto, contém inerentemente certos erros, resultantes necessariamente do desvio padrãoencontrado nas suas respectivas medidas de teste.

Claims

1. Tecido unidirecional para uso em um pneumático de veículo associado,CARACTERIZADO por um cordão de união de aramida / poliamida 6,6, em que o tecidoestá a um ângulo para um ângulo de lona no pneumático associado.

2. Pneumático, CARACTERIZADO por:uma carcaça;uma parte corda;ombros;costados;uma região de talão;dois talões, os talões estando dentro da região de talão; epelo menos um cordão, o cordão sendo pelo menos dois do grupo compreendendofibras de aramida, fibras de poliamida, poliesteres aromaticos cristalinos líquidos, fibras decarbono, fibra de vidro e fibras metálicas.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato deque o cordão é selecionado do grupo compreendendo um cordão de união, um híbrido euma inserção de núcleo.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato deque o cordão é selecionado do grupo compreendendo unidirecional, bidirecional, multidire-cional, filme, tecedura e tricô.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato deque o cordão está a um ângulo com relação a um ângulo de lona, em que o cordão está aum ângulo entre aproximadamente 135° e aproximadamente 45°.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de25 que é selecionado do grupo compreendendo oblíquo, radial, ORT, para aeronaves, de com-petição, para fazenda, ATV, MT, LT e para carro de passeio.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato deque o cordão está a um ângulo com relação a um ângulo de lona, em que o cordão está aum ângulo entre aproximadamente 55° e aproximadamente 45°.

8. Pneumático, CARACTERIZADO por:uma carcaça;uma parte corda;ombros;costados;uma região de talão;dois talões, os talões estando dentro da região de talão; epelo menos um cordão, o cordão compreendendo fibras de aramida e fibras de po-liamida, em que o cordão é selecionado do grupo compreendendo um cordão de união, umhíbrido e uma inserção de núcleo, em que o cordão está a um ângulo com relação a um ân-gulo de lona, em que o cordão está a um ângulo entre aproximadamente 135° e aproxima-damente 45°.

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato deque o cordão é selecionado do grupo compreendendo unidirecional, bidirecional, multidire-cional, filme, tecedura e tricô.

10. Pneumático, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato deque o cordão está a um ângulo com relação a um ângulo de lona, em que o cordão está aum ângulo entre aproximadamente 55° e aproximadamente 45°.