BRPI1005562A2 - Conjunto de pneumático autoinflamável - Google Patents

Abstract

Conjunto de pneumático autoinflável. Trata-se de um conjunto de pneumático autoinflável que inclui uma câmara de ar montada dentro de um sulco do flanco do pneumático. A câmara de ar encontra-se em engate por contato com superfícies de sulco angulares opostas circundando a câmara de ar. Um segmento da câmara de ar é aplainado de um diâmetro expandido para um diâmetro plano pela flexão e compressão do sulco em uma pegada do pneumático em rotação para forçar o ar evacuado do segmento aplainado ao longo da passagem de ar da câmara. O sulco do flanco se estende para dentro de uma superfície anular axialmente estendida do flanco, tal como uma superfície axialmente orientada de uma saliência antifricção do pneumático localizada numa relação sem contato com o aro.

Description

“CONJUNTO DE PNEUMÁTICO AUTOINFLÁVEL” Campo da Invenção A invenção refere-se, de modo geral, a pneumáticos autoinfláveis, e, de maneira mais específica, a um conjunto de pneumático que incorpora um mecanismo de bomba.

Antecedentes da Invenção Com o passar do tempo, a difusão normal do ar reduz a pressão do pneumático. A condição natural dos pneumáticos é estar desinflado. Logo, o motorista regularmente preci- sa manter a pressão do pneumático, caso contrário, ocorre redução da economia de com- bustível, da vida útil do pneumático e do desempenho de manobra e frenagem do veículo.

Propuseram-se Sistemas de Monitoramento de Pressão para alertar o motorista quando a pressão do pneumático estiver significativamente baixa. No entanto, tais sistemas ainda de- pendem do motorista, que precisará realizar uma ação corretiva quando alertado para inflar novamente o pneumático à pressão recomendada. Portanto, seria interessante a incorpora- ção de um recurso de inflação automática a um pneumático, que inflaria automaticamente o pneumático para compensar qualquer redução na pressão do pneumático com o passar do tempo, sem que seja necessária a intervenção do motorista.

Sumário da Invenção De acordo com um aspecto da invenção, um conjunto de pneumático autoinflável inclui um aro com uma superfície de montagem de pneumático que se estende entre o pri- meiro e segundo flanges do aro; um pneumático montado na superfície de montagem de pneumático do aro, o pneumático tendo uma cavidade do pneumático, e o primeiro e segun- do flancos que se estendem, respectivamente, da primeira e segunda regiões de talão do pneumático para uma região de banda de rodagem do pneumático. O primeiro flanco inclui uma região de flexão que se flexiona operativamente dentro da pegada do pneumático em rotação em resposta a uma deformação por flexão. Um sulco do flanco é posicionado dentro de um lado de compressão de um eixo geométrico neutro da região de flexão e uma câmara de ar é posicionada dentro do sulco do flanco em engate de contato com superfícies opostas do sulco que circundam ao menos parcialmente a câmara de ar. O sulco do flanco flexiona- se operativamente dentro do lado de compressão da região de flexão em resposta a uma deformação de flexão dentro da pegada do pneumático em rotação para comprimir a câma- ra de ar a partir de um diâmetro expandido para um diâmetro plano adjacente à pegada do pneumático em rotação, por meio do que o ar evacuado de um segmento aplainado da câ- mara de ar é forçado ao longo da passagem de ar.

Em outro aspecto, o sulco do flanco é posicionado dentro do lado de compressão da região de flexão à distância máxima do eixo geométrico neutro.

Em outro aspecto, a primeiro e segunda superfícies angulares do sulco definem la- dos opostos do sulco do flanco. Cada superfície definidora de sulco anular inclui a primeira e segunda superfícies de contato com a câmara de ar contíguas em uma interseção angular.

As superfícies de contato com a câmara de ar da primeira e segunda superfícies angulares do sulco operativamente entram em contato com a câmara de ar em intervalos espaçados circundando e substancialmente circunscrevendo a câmara de ar. A primeira e segunda superfícies angulares do sulco, em ainda outro aspecto da in- venção, convergem e se unem uma extremidade terminal interna do sulco e se flexionam operativamente internamente em torno da extremidade terminal do sulco para constringir o sulco do flanco e aplainar um segmento de pegada da câmara de ar dentro do sulco.

De acordo com ainda outro aspecto da invenção, o sulco do flanco se estende para dentro de uma superfície anular axialmente estendida do flanco, tal como uma superfície axialmente orientada de uma saliência antifricção do pneumático localizada em relação sem contato com o aro.

Definições A “Relação de aspecto” do pneumático designa a razão de sua altura de seção (SH) para sua largura de seção (SW) multiplicada por 100% para expressão como uma por- centagem. A expressão “banda de rodagem assimétrica” designa uma banda de rodagem cujo desenho não é simétrico em torno do plano central ou plano equatorial EP do pneumático.

Os termos "Axial" e "axialmente" referem-se a linhas ou direções paralelas ao eixo geométrico de rotação do pneumático. O termo “tela antifricção” refere-se a uma tira de material estreita colocada em torno do exterior do talão do pneumático para proteger as lonas de cordonéis do desgaste e do corte contra o aro e distribuir a flexão acima do aro. O termo “circunferencial" refere-se a linhas ou direções que se estendem ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial. "Plano Central Equatorial (CP)" refere-se ao plano perpendicular ao eixo de rotação do pneumático que passa através do centro da banda de rodagem. "Pegada" refere-se ao ponto de contato ou área de contato da banda de rodagem do pneumático com uma superfície plana à velocidade zero e sob carga e pressão normais. “Sulco” refere-se a uma área vazia alongada em uma banda de rodagem, que pode se estender circunferencial ou lateralmente em torno da banda de rodagem de maneira reta, curva ou em ziguezague. Os sulcos que se estendem circunferencial e lateralmente às ve- zes possuem partes em comum. A “largura do sulco” é igual à área de superfície da banda de rodagem ocupada por um sulco ou parte de sulco, cuja largura está em questão, dividida pelo comprimento da tal sulco ou parte de sulco; portanto, a largura de sulco é sua largura média dividida por seu comprimento. Os sulcos podem ser de profundidades variáveis em um pneumático. A profundidade de um sulco pode variar em torno da circunferência da ban- da de rodagem, ou a profundidade de um sulco pode ser constante, mas variar a partir da profundidade de outro sulco no pneumático. Se tais sulcos estreitos ou largos tiverem uma profundidade substancialmente reduzida quando comparado aos sulcos de largura circunfe- rencial que eles interconectam, eles são considerados como se formassem "barras de liga- ção" que tendem a manter um caráter de nervura na região de banda de rodagem envolvida. O “lado interior” refere-se ao lado do pneumático mais próximo do veículo quando o pneumático é montado em uma roda e a roda é montada no veículo. “Lateral” refere-se a uma direção axial. “Bordas laterais” referem-se a uma linha tangente à região de contato ou pegada axialmente mais externa da banda de rodagem, conforme medida sob carga e inflação nor- mais do pneumático, sendo as linhas paralelas ao plano central equatorial. “Área de contato líquida” refere-se à área total dos elementos de contato com o solo da banda de rodagem entre as bordas laterais em volta de toda a circunferência da banda de rodagem dividida pela área bruta de toda a banda de rodagem entre as bordas laterais. “Banda de rodagem não-direcional” refere-se a uma banda de rodagem que não possui direção preferencial de avanço e que não precisa ser posicionada em uma posição específica na roda do veículo para garantir que o desenho da banda de rodagem fique ali- nhado com a direção preferencial de avanço. Inversamente, um desenho de banda de roda- gem direcional tem uma direção preferencial de avanço, exigindo o posicionamento correto da roda. O “lado externo” refere-se ao lado do pneumático mais distante do veículo quando o pneumático é montado em uma roda e a roda é montada no veículo. “Peristáltico” refere-se à operação por meio de contrações ondulatórias que prope- lem a matéria contida, tal como ar, ao longo de passagens tubulares. "Radial" e "radialmente" referem-se a direções radialmente para perto ou para longe do eixo de rotação do pneumático. “Nervura” significa uma tira de borracha estendida circunferencialmente na banda de rodagem, que é definida por ao menos um sulco circunferencial e outro sulco deste tipo ou uma borda lateral, permanecendo a tira lateralmente não-dividida por sulcos de profundi- dade total. “Ranhuras transversais” são pequenas fendas moldadas nos elementos de banda de rodagem do pneumático, que subdividem a superfície da banda de rodagem e melhoram a tração; as ranhuras transversais geralmente possuem largura estreita e são fechadas na pegada do pneumático, ao contrário dos sulcos, que permanecem abertos na pegada do pneumático. “Elemento de banda de rodagem” ou “elemento de tração” refere-se a uma nervura ou elemento de bloco definido por ter um formato adjacente aos sulcos. “Largura de Arco da Banda de Rodagem” refere-se ao comprimento de arco da banda de rodagem conforme medido entre as bordas laterais da banda de rodagem.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção será descrita a título de exemplo e com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A FIG. 1 é uma vista isométrica do pneumático, aro e câmara com a bomba peris- táltica e a válvula de entrada. A FIG. 2 é uma vista lateral do pneumático com a localização da câmara e das vál- vulas e mostrando a localização das válvulas definida pelo usuário. A FIG. 3A é uma vista fragmentária ampliada da bomba para saída à cavidade do pneumático. A FIG. 3B é uma vista fragmentária ampliada da entrada e do filtro. A FIG. 3C é uma vista fragmentária ampliada da entrada e do filtro no modo de es- capamento. A FIG. 4A é uma vista lateral do pneumático, aro, câmara e válvulas mostrando a operação do fluxo da bomba para a cavidade quando o pneumático gira. A FIG. 4B é uma vista lateral do pneumático, aro, câmara e válvulas mostrando a operação do fluxo de retorno para fora do filtro (limpeza) quando o pneumático gira. A FIG. 5 é uma vista de seção ampliada da localização do aro e da câmara do ar aplainada da técnica anterior. A FIG. 5A é uma vista de seção ampliada da localização da câmara de ar e doar da técnica anterior, com a câmara de ar em uma condição de diâmetro original restaurado. A FIG. 6 é uma vista de seção do conjunto de câmara de ar, pneumático e aro com a câmara de ar localizada dentro de um sulco de flanco configurado de acordo com a inven- ção. A FIG. 6A é uma vista de seção ampliada da câmara de ar dentro do sulco configu- rado da FIG. 6 com a câmara de ar numa condição não-aplainada. A FIG. 6B é uma vista de seção ampliada da câmara de ar dentro do sulco configu- rado da FIG. 6 com a câmara de ar numa condição aplainada. A FIG. 7A é uma vista de seção ampliada de uma câmara de ar localizada dentro de um sulco de flanco configurado alternativamente com a câmara de ar numa condição não-aplainada. A FIG. 7B é uma vista de seção ampliada da câmara de ar numa condição aplaina- da dentro do sulco configurado da FIG. 6. A FIG. 8 é uma vista de seção de um conjunto de câmara de ar, pneumático em ro- tação e aro ilustrando a localização da pegada do pneumático em relação à câmara de ar. A FIG. 8A é uma vista ampliada da região identificada da FIG. 8, ilustrando uma câmara de ar aplainada e um sulco de flanco dentro do flanco do pneumático. A FIG. 9A é uma representação esquemática de uma região de flexão de um flanco de pneumático adjacente a uma pegada do pneumático em rotação. A FIG. 9B é uma representação esquemática de um pneumático transmutando-se de uma configuração original para uma configuração de flexão adjacente à pegada do pneumático em rotação, por meio do que são formadas múltiplas regiões de flexão.

Descrição Detalhada da Invenção Referindo-se às FIGS. 1 e 2, um conjunto de pneumático 10 inclui um pneumático 12, um conjunto de bomba peristáltica 14 e um aro de pneumático 16. O pneumático é mon- tado, da maneira convencional, em um par de superfícies de montagem de aro 18, 20 adja- cente aos flanges de aro externos 22, 24. Cada um dos flanges de aro 22, 24 possui uma superfície radialmente voltada para fora 26. Um corpo do aro 28 suporta o conjunto de pneumático, como ilustrado. O pneumático é de construção convencional, tendo um par de flancos 30, 32 que se estendem das áreas de talão opostas 34, 36 para uma região de su- perfície do pneumático 38. O pneumático e o aro encerram uma cavidade do pneumático 40.

Como se vê nas FIGS. 2 e 3A, B e C, o conjunto de bomba peristáltica 14 inclui uma câmara de ar anular 42 que encerra uma passagem anular 43. A câmara de ar 42 é formada de um material elástico e flexível, como compostos de plástico ou borracha que são capazes de resistir a ciclos de deformação repetidos em que a câmara de ar é deformada em uma condição aplainada sujeita à força externa e, após a remoção de tal força, retorna à condição original geralmente circular em sua seção transversal. A câmara de ar tem um di- âmetro suficiente para operativamente passar um volume de ar suficiente para os fins aqui descritos e permitir o posicionamento da câmara de ar em uma localização operável dentro do conjunto de pneumático, como será descrito. O conjunto de bomba peristáltica 14 adicionalmente inclui um dispositivo de entrada 44 e um dispositivo de saída 46 separados em aproximadamente 180 graus nas respectivas localizações dentro da câmara de ar 32. O dispositivo de saída 46 tem uma configuração em forma de “T” na qual mangas em “T” 48, 50 se unem, em uma extremidade, a uma manga de saída 52. Uma passagem de saída interna 54 estende-se através da manga de saída 52 e está em comunicação de fluxo de ar com a cavidade do pneumático 40. Situada dentro de uma câmara axial de cada uma das mangas em “T” 48, 50 está uma unidade de válvula 56 posicionada oposta e em comunicação de fluxo de ar com a passagem de saída 54 da man- ga de saída 42. A unidade de válvula 56 é de um tipo convencional comercialmente disponí- vel e inclui um par de válvulas de esferas unidirecionais 60, 62, cada uma assentada em uma respectiva câmara de válvula de esfera 64. As válvulas de esferas 60, 62 são propen- didas à mola (não ilustrado) da maneira convencional em uma configuração normalmente fechada, fechando a passagem de saída 54. Quando o ar da passagem 43 incide nas vál- vulas de esferas 60, 62 com pressão suficiente para superar a pressão de propensão da cavidade do pneumático, as válvulas de esfera se movem para trás e a saída em "T" é aber- ta para a passagem de ar da passagem 43 para fora da passagem de saída 54. A magnitu- de de propensão necessária para que a superação do ar da passagem 43 pode ser ajustada de modo a regular o fluxo de ar para fora do dispositivo de saída 46 também pela incorpora- ção de uma mola de propensão (não ilustrada) a cada válvula de esfera 60, 62, propenden- do, com a pressão da cavidade do pneumático, as válvulas de esfera para a posição de fe- chamento. O ar da passagem da câmara de ar 43 deve ter pressão suficiente para superar a pressão da cavidade do pneumático e a pressão da mola de propensão para que as válvu- las de esfera se movam para a posição de abertura, iniciando assim um fluxo de ar para dentro da cavidade do pneumático 40. O dispositivo de entrada 44 tem uma configuração similar em forma de “T” com um par de mangas de entrada coaxiais 70, 72 co-alinhadas com uma manga portal de entrada 74. Uma passagem de ar 76 se estende através da manga portal de entrada 74 e permite o fluxo de ar para dentro e para fora da passagem de ar da câmara de ar 42. Um filtro 80 pode ser posicionado dentro da manga portal de entrada 74. O filtro 80 é composto de um agente de filtragem poroso de um tipo comercialmente disponível. Estando então posicionado den- tro da manga 74, o filtro 80 purifica o ar que entra na passagem da câmara de ar 43, identifi- cado na FIG. 3B como “ar externo”. Um fluxo contrário de ar para fora da passagem 43, através do filtro 80 dentro da manga 74, opera de forma a limpar automaticamente o filtro expulsando as partículas aprisionadas no meio de filtragem poroso. Um corpo em “Τ’ de enchimento 82 reside dentro do dispositivo de entrada 44 e serve para revestir as mangas 70, 72.

Como será apreciado com base nas FIGS. 3A a C e 4A, o dispositivo de entrada 44 e o dispositivo de saída 46 são posicionados dentro da câmara de ar circular 42 geralmente separados em 180 graus. O pneumático gira na direção de rotação 88, fazendo com que uma pegada 100 seja formada junto à superfície do solo 98. Uma força de compressão 104 é direcionada ao pneumático a partir da pegada 100 e atua aplainando um segmento 110 da passagem da câmara de ar 43, como mostra o numeral 106. O aplainamento do segmento 110 da passagem 43 força o ar do segmento ao longo da passagem da câmara de ar 43 na direção ilustrada pela seta 84 em direção ao dispositivo de saída 46. À medida que o pneumático continua a girar na direção 88 ao longo da superfície do solo 98, a câmara de ar 42 é sequencialmente aplainada ou comprimida oposto à pegada do pneumático segmento por segmento em uma direção contrária à direção da rotação do pneumático 88. O aplainamento sequencial da passagem da câmara de ar 43 segmento por segmento faz com que o ar evacuado pelos segmentos aplainados seja bombeado na dire- ção 84 dentro da passagem da câmara do ar 43 para o dispositivo de saída 46. Quando o fluxo de ar é suficiente contra a válvula de esfera 60, a válvula se abrirá e permitirá que o ar flua através do dispositivo de saída 46 para a cavidade do pneumático, como ilustrado em 86. Como referenciado pela seta 86, o ar que sai da manga do dispositivo de saída 52 é direcionado à cavidade do pneumático 40 e serve para inflar novamente o pneumático ao nível de pressão desejado. A pressão da cavidade do pneumático atua contra as válvulas de esfera 60, 62 em combinação com qualquer mola de propensão auxiliar (não ilustrada) que deve ser superada pela pressão do ar dentro da passagem da câmara de ar 43 de mo- do que a válvula de esfera se abra.

Com o pneumático girando na direção 88, os segmentos aplainados da câmara de ar são sequencialmente preenchidos novamente pelo ar 92 que flui para dentro do dispositi- vo de entrada 44 ao longo da passagem 43 na direção 90, como mostram as FIGS. 3B e 4A. O fluxo de entrada de ar a partir do dispositivo de entrada 44 na direção 90 continua até que o dispositivo de saída 46, girando no sentido anti-horário como ilustrado com a rotação do pneumático 88, passe a pegada do pneumático 100. A FIG. 3C e a FIG. 4B mostram a ori- entação do conjunto de bomba peristáltica 14 em tal posição. Na posição ilustrada, a câma- ra 42 continua sendo sequencialmente aplainada segmento por segmento oposto à pegada do pneumático pela força de compressão 104, como mostra o numeral 106. O ar é bombea- do na direção no sentido horário 94 para o dispositivo de entrada 44, onde ele é evacuado ou exaurido da passagem 43. A passagem do ar de exaustão 96 do dispositivo de entrada 44 se dá pelo filtro 80, que atua limpando automaticamente o filtro de resíduos ou partículas acumulados dentro do meio poroso. Com a evacuação do ar bombeado para fora do dispo- sitivo de entrada 44, o dispositivo de saída encontra-se na posição fechada, impedindo o ar de fluir para a cavidade do pneumático. À medida que o pneumático continua a girar na direção no sentido anti-horário 88 até que o dispositivo de entrada 44 passe a pegada do pneumático 100 (como mostram as FIGS. 3A, 3B e 4A), o fluxo de ar volta para o dispositivo de saída 46, abrindo a válvula de esfera dentro do dispositivo de saída 46 e fazendo o ar bombeado fluir (86) para a cavidade do pneumático 40. A FIG. 4B mostra que a câmara de ar 42 é aplainado 102 segmento por segmento à medida que o pneumático gira na direção 88. Um segmento aplainado 111 se move no sen- tido anti-horário na direção 88 com o pneumático à medida que um segmento adjacente 112 se move oposto à pegada do pneumático. Logo, a progressão de segmentos comprimidos ou aplainado da câmara de ar pode ser vista movendo-se na direção no sentido horário, contrário à rotação do pneumático na direção 88. À medida que o segmento 111 se move para longe da pegada 100, as forças de compressão dentro do pneumático da região da pegada são eliminadas e o segmento 111 encontra-se livre para reconfigurar-se elastica- mente em uma condição não-aplainada à medida que o segmento 111 é novamente preen- chido com o ar da passagem 43. Na configuração não-aplainada original, os segmentos da câmara de ar 42 geralmente têm seção circular. O ciclo descrito acima é então repetido para cada rotação do pneumático, metade de cada rotação resultando no ar bombeado indo para a cavidade do pneumático e metade da rotação fazendo com que o ar seja direcionado de volta para fora do filtro do dispositivo de entrada 80 para limpar automaticamente o filtro. Será apreciado que, embora a direção de rotação 88 do pneumático 12 seja ilustrada nas FIGS. 4A e 4B como no sentido anti- horário, o conjunto de pneumático em questão e seu conjunto de bomba peristáltica 14 fun- cionarão de modo similar na direção de rotação inversa (anti-horário) à ilustrada no numeral 88. Logo, a bomba peristáltica é bidirecional e igualmente funcional com o conjunto pneumá- tico movendo-se na direção de rotação de avanço ou inversa.

Uma localização do conjunto de bomba peristáltica dentro do conjunto de pneumá- tico 10 será entendida com base nas FIGS. 5 e 5A. Como ilustrado, o conjunto de bomba peristáltica 14 é posicionado entre a superfície do flange do aro 26 e uma região inferior do talão 34 do pneumático 12. Estando então posicionada, a câmara de ar 42 está radialmente voltada para dentro a partir da pegada do pneumático 100 e, dessa forma, é posicionada de modo a ser aplainada pelas forças direcionadas a partir da pegada do pneumático, como descrito acima. O segmento da câmara de ar 42 oposto à pegada de um pneumático em rotação será aplainado pela força de compressão direcionada a partir da pegada, pressio- nando assim o segmento da câmara de ar contra a superfície do flange do aro 26. O posi- cionamento da câmara de ar 42 é especificamente ilustrado entre uma tela antifricção 1260 do pneumático e a região de talão 34 e a superfície do aro 26. O dimensionamento diamé- trico da câmara de ar da bomba peristáltica 42 é selecionado de modo a transpor a circunfe- rência da superfície do flange do aro 26. A câmara de ar 42 é fechada pelo contato entre o pneumático e a superfície do aro 26. Embora tal localização seja possível, é necessária a localização exata da câmara de ar 42. Além disso, pode ocorrer um possível atrito na câmara de ar 42 pela fricção com a su- perfície do aro 26. Tal atrito, com o tempo, pode causar uma degradação ou falha da câma- ra de ar 42. Além disso, tal localização pode se mostrar sensível às variações do aro, que podem tornar problemática a colocação exata previamente mencionada da câmara de ar 42. A colocação da câmara de ar 42 junto à superfície do aro 26 pode também criar o risco de que a conexão atinja a haste da válvula do pneumático.

Uma localização preferida para o conjunto da câmara de ar 14 é ilustrada nas FIGS. 6, 6A, 6B, 8 e 8A. A câmara de ar 43 está localizada dentro de um sulco 126 no flanco 30 do pneumático 12. A câmara de ar 42, como será explicado, é fechada pela deformação por compressão flexionando o sulco do flanco 126 dentro da pegada do pneumático em rotação. A localização da câmara de ar 42 no flanco 30 dá ao usuário liberdade de colocação e evita contato entre a câmara de ar 42 e o aro 16. A colocação superior da câmara de ar 42 no sulco do flanco 126 utiliza a deformação do flanco à medida que passa através de pegada do pneumático para fechar a câmara de ar e fornecer a ação de bombeamento em vez de comprimir a câmara de ar, como mostram as FIGS. 5 e 5A. A configuração e operação do sulco 126 para aplainar a câmara de ar 42 é ilustrada nas FIGS. 6A e 6B. O sulco 126 é definido por flancos de passagem de entrada paralelos 128, 130 em uma abertura de passagem de entrada 132 com uma largura nominal W1. A largura W1 é suficiente para admitir estreitamente a câmara de ar 42 com aperto, mas sem constringir a passagem de ar 43 estendendo-se através da câmara de ar 42. Uma parte de sulco interna de formato geralmente triangular 134 é definida entre os flancos de sulco con- vergentes 136, 138. Os flancos 136, 138 se cruzam com os flancos de passagem de entra- da 130, 128, respectivamente, em um ângulo obtuso. Os flancos 136, 138 convergem inter- namente em um ângulo α de aproximadamente noventa graus e entram em contato com as laterais da câmara de ar 42 na posição ilustrada pela FIG. 6A. Os flancos 136, 138 conver- gem então internamente para uma região de flexão de sulco em forma de “U” interna 140 de largura mais estreita W2 definida entre os flancos 162, 164. Os flancos 162, 164 se cruzam, respectivamente, com os flancos 136, 138 em uma junção angular obtusa designada pelos numerais 166, 168. Os flancos 162, 166 se estendem até uma extremidade de raio interno 142 da região de flexão de sulco em forma de “U” 140. Na condição expandida da câmara de ar da FIG. 6A, o contato das superfícies 136, 138 e 128, 130 com a câmara de ar 42 é suficiente para reter o conjunto de bomba da câmara de ar 14 dentro do sulco 126. A localização do conjunto de bomba 14 dentro do flanco do pneumático é distancia- da do aro 16, como ilustrado. Uma localização preferida da câmara de ar do conjunto da bomba 42 é dentro de um sulco 126 posicionado em uma superfície antifricção que se es- tende geralmente de modo axial 144. A tela antifricção 120 se estende a partir do aro 16 e a localização do sulco 126 dentro da superfície 144 permite uma separação da câmara de ar 42 do aro, transferindo simultaneamente de forma eficiente as forças de fechamento da câ- mara de ar da deformação do flanco à câmara de ar 42. Como ficará evidente levando con- juntamente em consideração as FIGS. 4B, 6B, 8 e 8A, a câmara de ar 42 posicionada dentro do sulco 126 é fechada ou aplainada por compressão devido à flexão do flanco do pneumá- tico 30 na pegada do pneumático 100. A força F da pegada impõe uma força axial direcio- nada F1 ao flanco 30, que atua fechando o sulco 126 a partir da configuração aberta da FIG. 6A para a configuração fechada da FIG. 6B. Como resultado, a abertura de entrada 132 do sulco 126 é constringida a uma dimensão de largura W2 e os flancos de sulco 128, 130 e 136, 138 são forçados para dentro. A pressão interna a partir dos flancos 128, 130 e 136, 138 contra a câmara de ar 42 faz com que o segmento afetado da câmara de ar 42 seja a- plainado, desse modo bombeando o ar evacuado dela ao longo dos segmentos não- afetados da passagem de ar 42. As superfícies 128, 130 e 136, 138 se estendem a partir das superfícies de sulco interno mais estreitas 162, 164 definindo a parte de sulco 134. As forças de compressão F2 atuam fechando o sulco 126 à medida que as superfícies 162, 164 e as respectivas superfícies 128, 130, 136, 138 estendendo-se a partir dele pivotam inter- namente em torno da extremidade de raio 142 da parte de sulco 140. A relação angular e o perfil das superfícies 128, 130 com os respectivos equivalentes 136, 138 e 162, 164 esten- dendo-se a partir da parte de sulco em forma de “U” interna 134 atuam de forma a fechar tais superfícies internamente de maneira uniforme em torno da circunferência da câmara de ar 42 dentro do sulco 126. Sendo assim, as forças de compressão F2 transferidas à câmara de ar 42 pelas superfícies 128, 130, 136, 138 são distribuídas em torno da circunferência da câmara de ar, provocando um aplainamento uniforme e simétrico da câmara de ar 42. Co- mo consequência, ocorre o bombeamento uniforme e eficiente do ar evacuado do segmento de câmara de ar afetado. O segmento afetado da câmara de ar 42 que é aplainado é so- mente o segmento dentro da pegada do pneumático 100. À medida que o pneumático con- tinua a girar, como descrito anteriormente, cada segmento aplainado retoma sua configura- ção original representada na FIG. 6A à medida que um segmento adjacente dentro da pe- gada do pneumático é aplainado.

Será notado nas FIGS. 6A e 6B que os pares de superfícies 128/136 e 130/138 formam uma superfície em ângulo obtuso contínua ao longo de cada lado do sulco 126, a superfície angular em cada lado inclinando-se para longe do centro do sulco. A superfície angular ao longo de cada lado do sulco se une continuamente nas interseções 166, 168 com os flancos 162, 164 da parte de sulco interno estreito. As forças de compressão F2 sobre o sulco 126 fazem com que as superfícies angulares formadas pelos pares de superfícies 128/136 e 130/138 se flexionem internamente em direção ao centro do sulco ao redor da extremidade terminal 170 da parte de sulco estreito em forma de “U” 140. A flexão elástica das superfícies angulares em torno da extremidade terminal 170 fixa os pares de superfícies em torno da circunferência de um segmento da câmara de ar 42 e faz com que o segmento seja aplainado internamente. A força elástica aplicada pelas superfícies angulares sobre o segmento de sulco aplainado é liberada quando as forças compressivas F2 são removidas do sulco 126. Nesse momento, as superfícies sulcadas formadas pelas superfícies contí- guas pelo segmento de câmara de ar 128/136 e 130/138 se flexionam externamente para a orientação original ao longo das laterais do sulco 126, liberando o segmento aplainado da câmara de ar para reconfigurar-se em uma configuração não-plana.

As FIGS. 7A e 7B mostram um sulco 148 alternativamente configurado definido en- tre as superfícies contíguas angulares 150/160 e 152/158. Os lados angulares do sulco 148 se estendem para uma extremidade terminal 172 de uma parte interna de raio arredondada do sulco 148. As superfícies 150, 152 divergem em um ângulo β de aproximadamente ses- senta graus até uma seção central da câmara de ar e convergem em um ângulo similar α até a extremidade terminal 172. A FIG. 7A mostra o sulco ou canal 148 em uma configura- ção não-comprimida. A abertura de entrada do sulco 154 tem uma dimensão de largura relativamente mais larga W1 que é menor do que o diâmetro nominal expandido da câmara de ar 42. Logo, a câmara de ar 42 pode ser inserida sob pressão pela abertura 154 e ser subsequentemente capturada dentro do sulco 148. A FIG. 7B mostra o sulco 148 em uma configuração comprimida sujeita às forças de compressão F3. Assim como com o sulco 126 descrito anteriormente, a flexão do sulco 148 faz com que as superfícies 150/160 e 152/158 sejam pressionadas internamente contra a circunferência da câmara de ar 42, fazendo com que um segmento da câmara de ar 42 den- tro da pegada do pneu seja uniformemente aplainado de maneira controlada. As superfícies 150/160 e 152/158 são inclinadas para distribuir a força de compressão contra a circunfe- rência da câmara de ar 42. No estado comprimido, a abertura W2 é reduzida a uma dimen- são de largura mais estreita como ilustrado. Os ângulos α e β, assim como as dimensões de sulco W1 e W2 identificadas na configuração de sulco das FIGS. 6A, 6B e na configuração das FIGS. 7A, 7B serão correlacionados adequadamente ao diâmetro da câmara de ar 42 selecionada. Os ângulos e larguras de sulco funcionalmente suficientes para fazer com que os flancos de sulco se engatem à câmara de ar 42 dentro do sulco podem ser prontamente determinados em função do diâmetro da câmara de ar 42 empregada.

Baseando-se nisto, será apreciado que a presente invenção oferece uma bomba bidirecionalmente peristáltica para um pneumático autoinflável em que uma câmara de ar circular 42 aplaina segmento por segmento e se fecha na pegada do pneumático 100. O dispositivo em “T” de entrada de ar 44 pode incluir um filtro 80 e ser autolimpante. O disposi- tivo em “T” de saída 46 emprega uma unidade de válvula que pode ser configurada como duas válvulas unidirecionais, tal como, mas sem se restringir às válvulas de esfera 60, 62. O conjunto de bomba peristáltica 14 bombeia ar sob a rotação do pneumático em uma das direções, uma metade da rotação bombeando o ar para a cavidade do pneumático 40 e a outra metade da rotação bombeando o ar de volta para fora do dispositivo de entrada 44 (filtro 80). O conjunto de bomba peristáltica 14 pode ser usado com um sistema de monito- ramento de pressão de pneumático secundário (TPMS) (não ilustrado) de configuração con- vencional que funciona como um detector de falhas do sistema. O TPMS pode ser usado para detectar falhas no sistema de inflação automática do conjunto de pneumático e alertar o usuário desta condição.

Com base nisto, será apreciado que a presente invenção proporciona um conjunto de pneumático autoinflável 10 incluindo o aro 16, o pneumático 12 e o conjunto de câmara de ar 14 localizado dentro do sulco do flanco do pneumático 126. A câmara de ar 42 está em engate de contato com superfícies de sulco angulares opostas (128/136 e 130/138) que circundam a câmara de ar 42. A passagem de ar 43 de um segmento de pegada da câmara de ar 43 é aplainada a partir de um diâmetro expandido para um diâmetro plano pela com- pressão do sulco em uma pegada do pneumático em rotação para forçar o ar evacuado pelo segmento aplainado ao longo da passagem de ar 43.

Será notado ainda que cada uma das superfícies 128, 130, 136, 138 das superfí- cies de definição de sulco angular (128/136 e 130/138) se encontram em uma interseção angular e operativamente entram em contato com a câmara de ar 42 em intervalos separa- dos circundando e substancialmente circunscrevendo a câmara de ar 42. Desse modo, a contração eficaz e uniforme do segmento de pegada da câmara de ar 42 pela convergência das superfícies de contato é facilitada. A primeira e segunda superfícies angulares do sulco (128/136 e 130/138) convergem e se unem em uma extremidade terminal interna do sulco 170 e se flexionam operativamente internamente em torno da extremidade terminal do sulco 170 para constringir o sulco do flanco 126 e aplainar um segmento de pegada da câmara de ar 42 dentro do sulco 126. O sulco do flanco 126 se estende em uma direção radial (FIG. 6) preferencialmente, mas não necessariamente, dentro de uma superfície anular axialmente estendida do flanco, tal como uma superfície axialmente orientada 144 de uma saliência antifricção do pneumáti- co 120. Estando então localizada, a câmara de ar está em relação sem contato e separada do aro 16 e protegida do contato potencialmente danoso com o aro pela saliência antifricção interveniente 120. Tal localização, além de proteger a câmara de ar 42, ainda expõe o sulco 126 a forças de compressão adequadas dentro da pegada do pneumático. As forças de compressão geradas dentro da pegada do pneumático operam de modo a fechar o sulco 126 em um segmento de câmara de ar de pegada dentro do sulco. O aplainamento do seg- mento de câmara de ar na pegada bombeia o ar evacuado ao longo da passagem de ar 43 para a cavidade do pneumático ou para um portal de saída. A FIGS. 9A e 9B ilustram, em representação esquemática, a colocação do sulco e da câmara de ar dentro de um pneumático. Como será apreciado, os flancos de um pneu- mático em rotação geralmente se flexionam e passam por uma transformação geométrica pela deformação por flexão introduzida nos flancos à medida que o pneumático rola em uma superfície de solo. A deformação por flexão dentro das regiões do flanco adjacentes à pega- da do pneumático faz com que o raio de curvatura dentro de certas regiões dos flancos se flexione em maior grau. Em uma região de flexão 174 de um flanco, a região passa da con- figuração não-deformada ilustrada em 176 para a configuração flexionada ilustrada em 178.

Na condição de flexão, a região 174 terá um eixo geométrico neutro 180 que não está sob deformação; um lado de compressão 182 do eixo geométrico neutro 180 da região 174 que está sob compressão, e um lado de alongamento do eixo geométrico neutro 180 da região 174 que está sob alongamento. Para a colocação do sulco e da câmara de ar, escolhe-se uma região de flexão do flanco que sofrerá deformação por flexão quando esta região esti- ver adjacente à pegada do pneumático. O lado de compressão 182 da região 174 é satisfa- tório para a colocação do sulco e do conjunto de câmara de ar 188, uma vez que a com- pressão da lateral 182 da região 174 fará com que o sulco se feche em torno da câmara de ar. Já o lado de alongamento 184 da região 174 não é satisfatório para tal lado sob defor- mação de alongamento, fazendo com que o sulco se dilate em vez de fechar, não ocorrendo o aplainamento da câmara de ar. A colocação do sulco e do conjunto de câmara de ar 188 deve também feita dentro do lado de compressão 182 da região 178 em uma localização mais distante removida do eixo geométrico neutro 180. pois tal localização sofrerá a maior deformação por compressão. A localização do sulco e da câmara de ar 188 no ponto mais distante do eixo geométrico neutro 180 da região de flexão selecionada 174 irá consequen- temente expor o sulco ao fechamento máximo devido a uma força de compressão máxima e à flexão impostas sobre a região do pneumático que circunda o sulco. Como resultado, será efetuado o fechamento e contração eficaz e completo do sulco, causando um aplainamento igualmente eficaz e completo da câmara de ar dentro do sulco. A FIG. 9B ilustra, em forma esquemática, três regiões de um flanco que passam por transformação de flexão de curvatura quando adjacentes à pegada do pneumático. A forma original do pneumático 190 é ilustrada e a configuração 192 é sobreposta para ilustrar a de- formação do pneumático adjacente à pegada do pneumático. Foram identificadas três regi- ões de flexão 184, 196, 198 (para fins de ilustração) que passarão pela transformação do raio de curvatura induzida por deformação adjacente à pegada do pneumático em rotação.

Outras regiões estão disponíveis e podem ser selecionadas para colocação do sulco e da câmara de ar, se desejado. Como ilustrado, o arqueamento do pneumático para a configu- ração 178 faz com que as regiões 194, 196, 198 se flexionam em grau maior (isto é, em um raio reduzido) do que na configuração original 176. Cada região 194, 196, 198 terá um eixo geométrico neutro, não-deformado, um lado de compressão do eixo geométrico e um lado de alongamento do eixo geométrico, como explicado acima com referência à FIG. 9A. Um conjunto de sulco e câmara 200, 202 ou 204 será posicionado no lado de compressão 182 da região selecionada, de modo que a compressão do lado de compressão 182 atue flexio- nando e constringindo um segmento do sulco adjacente à pegada do pneumático. A flexão e constrição do segmento de sulco adjacente à pegada do pneumático comensuravelmente causarão a flexão e o aplainamento de um segmento da câmara de ar dentro do segmento de sulco flexionado, desse modo bombeando o ar evacuado do segmento aplainado da câ- mara de ar ao longo da passagem da câmara de ar. O posicionamento do sulco e da câma- ra de ar dentro de uma região de flexão do flanco, portanto, opera de forma a utilizar a de- formação por compressão-flexão dentro da região para efetuar uma flexão e contração do segmento de sulco dentro da região de flexão. A utilização da deformação por flexão dentro de uma região de flexão de um flanco evita a necessidade de comprimir a câmara de ar mediante a compressão da câmara de ar contra uma barreira relativamente rígida, tal como o aro do conjunto de pneumático. Desse modo, evitam-se possíveis danos à câmara de ar pelo contato com o aro, preservando a integridade estrutural da câmara de ar durante toda a vida útil do pneumático.

Variações na presente invenção são possíveis em virtude de sua descrição apre- sentada no presente documento. Embora certas concretizações e detalhes representativos tenham sido demonstrados com o fim de ilustrar a presente invenção, transparecerá para os versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser realizadas nelas sem divergir do âmbito da presente invenção. Portanto, deve-se compreender que é possível realizar alterações nas concretizações específicas descritas, que estarão dentro de todo o âmbito pretendido da invenção, conforme definido pelas reivindicações concomitantes a se- guir.

Claims (10)

1. Conjunto de pneumático autoinflável, CARACTERIZADO por compreender: um aro tendo uma superfície de montagem de pneumático que se estende entre o primeiro e segundo flanges do aro; um pneumático montado na superfície de montagem de pneumático do aro, o pneumático tendo uma cavidade do pneumático, o primeiro e segundo flancos que se es- tendem, respectivamente, da primeira e segunda regiões de talão do pneumático para uma região de banda de rodagem do pneumático; o primeiro flanco tendo pelo menos uma região de flexão que se flexiona operati- vamente dentro de uma pegada do pneumático em rotação em resposta a uma deformação por flexão, pelo que a região de flexão em uma condição de flexão dentro da referida pega- da do pneumático em rotação possui um eixo geométrico neutro de deformação por flexão, um lado de compressão da zona neutra e um lado de alongamento da zona neutra; um sulco de flanco posicionado dentro do lado de compressão do eixo geométrico neutro da referida região de flexão do primeiro flanco do pneumático; uma câmara de ar posicionada dentro do sulco do flanco em engate de contato com superfícies e sulco opostas circundando pelo menos parcialmente a câmara de ar, o sulco do flanco flexionando-se operativamente dentro da região de flexão em resposta à deforma- ção por flexão dentro da pegada do pneumático em rotação para comprimir a câmara de ar de um diâmetro expandido para um diâmetro plano adjacente à pegada do pneumático em rotação, forçando assim o ar evacuado de um segmento aplainado da câmara de ar ao lon- go da passagem de ar.

2. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara de ar e o sulco do flanco estão localizados dentro de uma região de flanco do primeiro flanco do pneumático acima de um limite superior do aro.

3. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies de sulco entram em contato com a câmara de ar e se flexio- nam dentro da pegada de um pneumático em rotação para operativamente fechar um seg- mento da câmara de ar dentro da pegada do pneumático.

4. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara de ar compreende um corpo anular estendendo-se substancial- mente por uma circunferência de um primeiro flanco do pneumático e pelo fato de que o sulco do flanco é anular e está localizado de maneira proximal acima do limite superior do aro.

5. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de flanco anular compreende uma superfície orientada de mo- do substancialmente axial de uma saliência antifricção do pneumático localizada numa rela- ção sem contato com o aro, o sulco estendendo-se para dentro da superfície de flanco anu- lar numa direção substancialmente radial.

6. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco de flanco inclui uma abertura do sulco de flanco operativamente dimensionada para admitir estreitamente a câmara de ar e substancialmente a totalidade da câmara de ar reside dentro do sulco de flanco.

7. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e segunda superfícies de sulco angulares definem lados opostos do sulco do flanco, cada superfície de sulco angular compreendendo a primeira e segunda superfícies de contato com a câmara de ar unindo-se em uma interseção angular, e pelo fato de que as superfícies de contato com a câmara de ar da primeira e segunda superfícies de sulco angulares operativamente entram em contato com a câmara de ar em intervalos separados circundando e substancialmente circunscrevendo a câmara de ar.

8. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e segunda superfícies de sulco angulares convergem e se unem uma extremidade terminal interna do suico e se flexionam operativamente internamente em torno da extremidade terminal do sulco para constringir o sulco do flanco e aplainar um segmento de pegada da câmara de ar dentro do sulco.

9. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco se estreita em direção à extremidade terminal do sulco e uma parte interna do sulco na extremidade terminal do sulco é substancialmente em forma de “U”.

10. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e segunda superfícies de sulco angulares convergem em direçãoà parte interna do sulco.