BRPI1005562B1

BRPI1005562B1 - conjunto de pneumático autoinflamável

Info

Publication number: BRPI1005562B1
Application number: BRPI1005562-2A
Authority: BR
Inventors: Robert Allen Losey; Robert Leon Benedict
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2020-11-03
Also published as: US20110146868A1; EP2338703B1; KR101746858B1; BRPI1005562A2; EP2338703A3; US8042586B2; JP5749928B2; EP2338703A2; JP2011126527A; KR20110073303A; US20120060993A1

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

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 precisa manter a pressão do pneumático, caso contrário, ocorre redução da economia de combustível, 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 dependem do motorista, que precisará realizar uma ação corretiva quando alertado para inflar novamente o pneumático à pressão recomendada. Portanto, seria interessante a incorporação 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 primeiro e segundo flanges do aro; um pneumático montado na superfície de montagem de pneumático de aro, o pneumático tendo uma cavidade de pneumático, e o primeiro e segundo costados que se estendem, respectivamente, da primeira e segunda regiões de talão de pneumático para uma região de banda de rodagem de pneumático. O primeiro costado inclui uma região de flexão que se flexiona operativamente dentro da pegada de pneumático em rotação em resposta a uma deformação por flexão. Um sulco de costado é posicionado dentro de um lado de compressão de um eixo geométrico neutro da região de flexão e um tubo de ar é posicionada dentro do sulco de costado em engate de contato com superfícies opostas do sulco que circundam ao menos parcialmente o tubo de ar. O sulco de costado flexio- na-se operativamente dentro do lado de compressão da região de flexão em resposta a uma deformação de flexão dentro da pegada de pneumático em rotação para comprimir o tubo de ar a partir de um diâmetro expandido para um diâmetro plano adjacente à pegada de pneumático em rotação, por meio do que o ar evacuado de um segmento de tubo de ar aplainado é forçado ao longo da passagem de ar.

Em outro aspecto, o sulco de costado 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 lados opostos do sulco de costado. Cada superfície definidora de sulco anular inclui a primeira e segunda superfícies de contato com o tubo de ar contíguas em uma interseção angular. As superfícies de contato com o tubo de ar da primeira e segunda superfícies angulares do sulco operativamente entram em contato com o tubo de ar em intervalos espaçados circundando e substancialmente circunscrevendo o tubo de ar.

A primeira e segunda superfícies angulares do sulco, em ainda outro aspecto da invenção, convergem e se unem uma extremidade de sulco terminal interna e se flexionam operativamente internamente em torno da extremidade de sulco terminal para constringir o sulco de costado e aplainar um segmento de pegada de tubo de ar dentro do sulco.

De acordo com ainda outro aspecto da invenção, o sulco de costado se estende para dentro de uma superfície anular axialmente estendida do costado, tal como uma superfície axialmente orientada de uma saliência antifricção de 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 porcentagem.

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 de 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 de 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 vezes 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 ligação" 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 normais 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 alinhado com a direção preferencial de avanço. Inversamente, um desenho de banda de rodagem 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 propelem 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 profundidade total. “Ranhuras transversais” são pequenas fendas moldadas nos elementos de banda de rodagem de 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 de pneumático, ao contrário dos sulcos, que permanecem abertos na pegada de 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 tubo com a bomba peristáltica e a válvula de entrada.

A FIG. 2 é uma vista lateral do pneumático com a localização do tubo e das válvulas e mostrando a localização das válvulas definida pelo usuário.

A FIG. 3A é uma vista fragmentária ampliada da bomba para saída à cavidade de 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, tubo 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, tubo 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 do tubo do ar aplainada da técnica anterior.

A FIG. 5A é uma vista de seção ampliada da localização do tubo de ar e doar da técnica anterior, com o tubo de ar em uma condição de diâmetro original restaurado.

A FIG. 6 é uma vista de seção do conjunto de tubo de ar, pneumático e aro com o tubo de ar localizada dentro de um sulco de costado configurado de acordo com a invenção.

A FIG. 6A é uma vista de seção ampliada do tubo de ar dentro do sulco configurado da FIG. 6 com o tubo de ar numa condição não-aplainada.

A FIG. 6B é uma vista de seção ampliada do tubo de ar dentro do sulco configurado da FIG. 6 com o tubo de ar numa condição aplainada.

A FIG. 7A é uma vista de seção ampliada de um tubo de ar localizada dentro de um sulco de costado configurado alternativamente com o tubo de ar numa condição não- aplainada.

A FIG. 7B é uma vista de seção ampliada do tubo de ar numa condição aplainada dentro do sulco configurado da FIG. 6.

A FIG. 8 é uma vista de seção de um conjunto de tubo de ar, pneumático em rotação e aro ilustrando a localização da pegada de pneumático em relação à tubo de ar.

A FIG. 8A é uma vista ampliada da região identificada da FIG. 8, ilustrando um tubo de ar aplainada e um sulco de costado dentro do costado de pneumático.

A FIG. 9A é uma representação esquemática de uma região de flexão de um costado de pneumático adjacente a uma pegada de 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 de 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 montado, da maneira convencional, em um par de superfícies de montagem de aro 18, 20 adjacente 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 costados 30, 32 que se estendem das áreas de talão opostas 34, 36 para uma região de superfície do pneumático 38. O pneumático e o aro encerram uma cavidade de pneumático 40.

Como se vê nas FIGS. 2 e 3A, B e C, o conjunto de bomba peristáltica 14 inclui um tubo de ar anular 42 que encerra uma passagem anular 43. O tubo 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 o tubo 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. O tubo de ar tem um diâmetro suficiente para operativamente passar um volume de ar suficiente para os fins aqui descritos e permitir o posicionamento do tubo 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 do tubo 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 de pneumático 40. Situada dentro de um tubo 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 manga de saída 42. A unidade de válvula 56 é de um tipo convencional comercialmente disponível e inclui um par de válvulas de esferas unidirecionais 60, 62, cada uma assentada em uma respectivo tubo de válvula de esfera 64. As válvulas de esferas 60, 62 são propendidas 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 válvulas de esferas 60, 62 com pressão suficiente para superar a pressão de propensão da cavidade de pneumático, as válvulas de esfera se movem para trás e a saída em "T" é aberta para a passagem de ar da passagem 43 para fora da passagem de saída 54. A magnitude de pro-pensão 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 incorporação de uma mola de propensão (não ilustrada) a cada válvula de esfera 60, 62, propendendo, com a pressão da cavidade de pneumático, as válvulas de esfera para a posição de fechamento. O ar da passagem do tubo de ar 43 deve ter pressão suficiente para superar a pressão da cavidade de pneumático e a pressão da mola de propensão para que as válvulas de esfera se movam para a posição de abertura, iniciando assim um fluxo de ar para dentro da cavidade de 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 do tubo 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 dentro da manga 74, o filtro 80 purifica o ar que entra na passagem do tubo de ar 43, identificado 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 “T” 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 do tubo 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 do tubo 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 do tubo 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, o tubo de ar 42 é sequencialmente aplainada ou comprimida oposto à pegada de pneumático segmento por segmento em uma direção contrária à direção da rotação do pneumático 88. O aplainamento sequencial da passagem do tubo de ar 43 segmento por segmento faz com que o ar evacuado pelos segmentos aplainados seja bombeado na direção 84 dentro da passagem do tubo 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 de 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 de pneumático 40 e serve para inflar novamente o pneumático ao nível de pressão desejado. A pressão da cavidade de 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 do tubo de ar 43 de modo que a válvula de esfera se abra.

Com o pneumático girando na direção 88, os segmentos aplainados do tubo de ar são sequencialmente preenchidos novamente pelo ar 92 que flui para dentro do dispositivo 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 de pneumático 100. A FIG. 3C e a FIG. 4B mostram a orientação do conjunto de bomba peristáltica 14 em tal posição. Na posição ilustrada, o tubo 42 continua sendo sequencialmente aplainada segmento por segmento oposto à pegada de pneumático pela força de compressão 104, como mostra o numeral 106. O ar é bombeado 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 dispositivo de entrada 44, o dispositivo de saída encontra-se na posição fechada, impedindo o ar de fluir para a cavidade de 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 de 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 de pneumático 40.

A FIG. 4B mostra que o tubo 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 sentido anti-horário na direção 88 com o pneumático à medida que um segmento adjacente 112 se move oposto à pegada de pneumático. Logo, a progressão de segmentos comprimidos ou aplainado do tubo 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 elasticamente em uma condição não-aplainada à medida que o segmento 111 é novamente preenchido com o ar da passagem 43. Na configuração não-aplainada original, os segmentos do tubo 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 de 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 funcionarão 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 pneumático movendo-se na direção de rotação de avanço ou inversa.

Uma localização do conjunto de bomba peristáltica dentro do conjunto de pneumático 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 de aro 26 e uma região inferior do talão 34 do pneumático 12. Estando então posicionada, o tubo de ar 42 está radialmente voltada para dentro a partir da pegada de pneumático 100 e, dessa forma, é posicionada de modo a ser aplainada pelas forças direcionadas a partir da pegada de pneumático, como descrito acima. O segmento de tubo de ar 42 oposto à pegada de um pneumático em rotação será aplainado pela força de compressão direcionada a partir da pegada, pressionando assim o segmento de tubo de ar contra a superfície do flange de aro 26. O posicionamento do tubo 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 diamétrico do tubo de ar da bomba peristáltica 42 é selecionado de modo a transpor a circunferência da superfície do flange de aro 26.

O tubo 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 do tubo de ar 42. Além disso, pode ocorrer um possível atrito no tubo de ar 42 pela fricção com a superfície do aro 26. Tal atrito, com o tempo, pode causar uma degradação ou falha do tubo de ar 42. Além disso, tal localização pode se mostrar sensível às variações do aro, que podem tornar problemática a colocação exata previamente mencionada do tubo de ar 42. A colocação do tubo 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 do tubo de ar 14 é ilustrada nas FIGS. 6, 6A, 6B, 8 e 8A. O tubo de ar 43 está localizada dentro de um sulco 126 no costado 30 do pneumático 12. O tubo de ar 42, como será explicado, é fechada pela deformação por compressão flexionando o sulco de costado 126 dentro da pegada de pneumático em rotação. A localização do tubo de ar 42 no costado 30 dá ao usuário liberdade de colocação e evita contato entre o tubo de ar 42 e o aro 16. A colocação superior do tubo de ar 42 no sulco de costado 126 utiliza a deformação do costado à medida que passa através de pegada de pneumático para fechar o tubo de ar e fornecer a ação de bombeamento em vez de com-primir o tubo de ar, como mostram as FIGS. 5 e 5A.

A configuração e operação do sulco 126 para aplainar o tubo de ar 42 é ilustrada nas FIGS. 6A e 6B. O sulco 126 é definido por costados 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 o tubo de ar 42 com aperto, mas sem constringir a passagem de ar 43 estendendo-se através do tubo de ar 42. Uma parte de sulco interna de formato geralmente triangular 134 é definida entre os costados de sulco convergentes 136, 138. Os costados 136, 138 se cruzam com os costados de passagem de entrada 130, 128, respectivamente, em um ângulo obtuso. Os costados 136, 138 conver-gem internamente em um ângulo α de aproximadamente noventa graus e entram em contato com as laterais do tubo de ar 42 na posição ilustrada pela FIG. 6A. Os costados 136, 138 convergem então internamente para uma região de flexão de sulco em forma de “U” interna 140 de largura mais estreita W2 definida entre os costados 162, 164. Os costados 162, 164 se cruzam, respectivamente, com os costados 136, 138 em uma junção angular obtusa designada pelos numerais 166, 168. Os costados 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 do tubo de ar da FIG. 6A, o contato das superfícies 136, 138 e 128, 130 com o tubo de ar 42 é suficiente para reter o conjunto de bomba do tubo de ar 14 dentro do sulco 126.

A localização do conjunto de bomba 14 dentro do costado de pneumático é distanciada do aro 16, como ilustrado. Uma localização preferida do tubo de ar do conjunto da bomba 42 é dentro de um sulco 126 posicionado em uma superfície antifricção que se estende 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 do tubo de ar 42 do aro, transferindo simultaneamente de forma eficiente as forças de fechamento do tubo de ar da deformação do costado à tubo de ar 42. Como ficará evidente levando conjuntamente em consideração as FIGS. 4B, 6B, 8 e 8A, o tubo de ar 42 posicionada dentro do sulco 126 é fechada ou aplainada por compressão devido à flexão do costado de pneumático 30 na pegada de pneumático 100. A força F da pegada impõe uma força axial direcionada F1 ao costado 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 costados de sulco 128, 130 e 136, 138 são forçados para dentro. A pressão interna a partir dos costados 128, 130 e 136, 138 contra o tubo de ar 42 faz com que o segmento afetado do tubo de ar 42 seja aplainado, 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 internamente 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 estendendo-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 do tubo de ar 42 dentro do sulco 126. Sendo assim, as forças de compressão F2 transferidas à tubo de ar 42 pelas superfícies 128, 130, 136, 138 são distribuídas em torno da circunferência do tubo de ar, provocando um aplainamento uniforme e simétrico do tubo de ar 42. Como consequência, ocorre o bombeamento uniforme e eficiente do ar evacuado do segmento de tubo de ar afetado. O segmento afetado do tubo de ar 42 que é aplainado é somente o segmento dentro da pegada de pneumático 100. À medida que o pneumático continua a girar, como descrito anteriormente, cada segmento aplainado retoma sua configuração original representada na FIG. 6A à medida que um segmento adjacente dentro da pegada de 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 costados 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 de tubo 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 contíguas pelo segmento de tubo de ar 128/136 e 130/138 se flexionam externamente para a orientação original ao longo das laterais do sulco 126, liberando o segmento de tubo de ar aplainado para reconfigurar-se em uma configuração não-plana.

As FIGS. 7A e 7B mostram um sulco 148 alternativamente configurado definido entre 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 sessenta graus até uma seção central do tubo 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 configuração 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 do tubo de ar 42. Logo, o tubo de ar 42 pode ser inserida sob pressão pela abertura 154 e ser subse-quentemente 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 do tubo de ar 42, fazendo com que um segmento de tubo de ar 42 dentro da pegada de pneu seja uniformemente aplainado de maneira controlada. As superfícies 150/160 e 152/158 são inclinadas para distribuir a força de compressão contra a circunferência do tubo de ar 42. No estado comprimido, a abertura W2 é reduzida a uma dimensão 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 do tubo de ar 42 selecionada. Os ângulos e larguras de sulco funcionalmente suficientes para fazer com que os costados de sulco se engatem à tubo de ar 42 dentro do sulco podem ser prontamente determinados em função do diâmetro do tubo de ar 42 empregada.

Baseando-se nisto, será apreciado que a presente invenção oferece uma bomba bidirecionalmente peristáltica para um pneumático autoinflável em que um tubo de ar circular 42 aplaina segmento por segmento e se fecha na pegada de pneumático 100. O dispositivo em “T” de entrada de ar 44 pode incluir um filtro 80 e ser autolimpante. O dispositivo 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 de 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 monitoramento de pressão de pneumático secundário (TPMS) (não ilustrado) de configuração convencional que funcio-na 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 tubo de ar 14 localizado dentro do sulco de costado de pneumático 126. O tubo de ar 42 está em engate de contato com superfícies de sulco angulares opostas (128/136 e 130/138) que circundam o tubo de ar 42. A passagem de ar 43 de um segmento de pegada de tubo de ar 43 é aplainada a partir de um diâmetro expandido para um diâmetro plano pela compressão do sulco em uma pegada de 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 superfícies de definição de sulco angular (128/136 e 130/138) se encontram em uma interseção angular e operativamente entram em contato com o tubo de ar 42 em intervalos separados circundando e substancialmente circunscrevendo o tubo de ar 42. Desse modo, a contração eficaz e uniforme do segmento de pegada de tubo 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 de sulco terminal interna 170 e se flexionam operativamente internamente em torno da extremidade de sulco terminal 170 para constringir o sulco de costado 126 e aplainar um segmento de pegada de tubo de ar 42 dentro do sulco 126.

O sulco de costado 126 se estende em uma direção radial (FIG. 6) preferencial mente, mas não necessariamente, dentro de uma superfície anular axialmente estendida do costado, tal como uma superfície axialmente orientada 144 de uma saliência antifricção de pneumático 120. Estando então localizada, o tubo 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 o tubo de ar 42, ainda expõe o sulco 126 a forças de compressão adequadas dentro da pegada de pneumático. As forças de compressão geradas dentro da pegada de pneumático operam de modo a fechar o sulco 126 em um segmento de tubo de ar de pegada dentro do sulco. O aplainamento do segmento de tubo de ar na pegada bombeia o ar evacuado ao longo da passagem de ar 43 para a cavidade de pneumático ou para um portal de saída.

A FIGS. 9A e 9B ilustram, em representação esquemática, a colocação do sulco e do tubo de ar dentro de um pneumático. Como será apreciado, os costados de um pneumático em rotação geralmente se flexionam e passam por uma transformação geométrica pela deformação por flexão introduzida nos costados à medida que o pneumático rola em uma superfície de solo. A deformação por flexão dentro das regiões do costado adjacentes à pegada de pneumático faz com que o raio de curvatura dentro de certas regiões dos costados se flexione em maior grau. Em uma região de flexão 174 de um costado, a região passa da configuração 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 do tubo de ar, escolhe-se uma região de flexão do costado que sofrerá deformação por flexão quando esta região estiver adjacente à pegada de pneumático. O lado de compressão 182 da região 174 é satisfatório para a colocação do sulco e do conjunto de tubo de ar 188, uma vez que a compressão da lateral 182 da região 174 fará com que o sulco se feche em torno do tubo de ar. Já o lado de alongamento 184 da região 174 não é satisfatório para tal lado sob deformação de alongamento, fazendo com que o sulco se dilate em vez de fechar, não ocorrendo o aplainamento do tubo de ar. A colocação do sulco e do conjunto de tubo 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 do tubo de ar 188 no ponto mais distante do eixo geométrico neutro 180 da região de flexão selecionada 174 irá consequentemente 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 do tubo de ar dentro do sulco.

A FIG. 9B ilustra, em forma esquemática, três regiões de um costado que passam por transformação de flexão de curvatura quando adjacentes à pegada de pneumático. A forma original do pneumático 190 é ilustrada e a configuração 192 é sobreposta para ilustrar a deformação do pneumático adjacente à pegada de pneumático. Foram identificadas três regiões de flexão 184, 196, 198 (para fins de ilustração) que passarão pela transformação do raio de curvatura induzida por deformação adjacente à pegada de pneumático em rotação. Outras regiões estão disponíveis e podem ser selecionadas para colocação do sulco e do tubo de ar, se desejado. Como ilustrado, o arqueamento do pneumático para a configuração 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 tubo 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 flexionando e constringindo um segmento do sulco adjacente à pegada de pneumático. A flexão e constrição do segmento de sulco adjacente à pegada de pneumático comensuravelmente causarão a flexão e o aplainamento de um segmento de tubo de ar dentro do segmento de sulco flexionado, desse modo bombeando o ar evacuado do segmento de tubo de ar aplainado ao longo da passagem do tubo de ar. O posicionamento do sulco e do tubo de ar dentro de uma região de flexão do costado, portanto, opera de forma a utilizar a deformação 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 costado evita a necessidade de comprimir o tubo de ar mediante a compressão do tubo de ar contra uma barreira relativamente rígida, tal como o aro do conjunto de pneumático. Desse modo, evitam-se possíveis danos à tubo de ar pelo contato com o aro, preservando a integridade estrutural do tubo de ar durante toda a vida útil do pneumático.

Variações na presente invenção são possíveis em virtude de sua descrição apresentada no presente documento. Embora certas concretizações e detalhes representativos 5 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- 10 guir.

Claims

1. Conjunto de pneumático autoinflável compreendendo um aro tendo uma superfície de montagem de pneumático que se estende entre primeiro e segundo flanges de aro, um pneumático montado na superfície de montagem de pneumático de aro, o pneumático tendo uma cavidade de pneumático, primeiro e segundo costados (30, 32) que se estendem, respectivamente, da primeira e segunda regiões de talão de pneumático (34, 36) para uma região de banda de rodagem de pneumático (38), o primeiro costado (30) tendo pelo menos uma região de flexão (196, 198) que se flexiona operativamente dentro de uma pegada de pneumático em rotação (100) em resposta a uma deformação por flexão, pelo que a região de flexão (196, 198) em uma condição de flexão dentro da pegada de pneumático em rotação (100) possui um eixo geométrico neutro de deformação por flexão (180), um lado de compressão (182) em um lado do eixo geométrico neutro (180) e um lado de alongamento (184) no outro lado do eixo geométrico neutro (180), um sulco de costado (126) posicionado dentro do lado de compressão (182) da região de flexão (196, 198) do primeiro costado de pneumático (30), e um tubo de ar (42) posicionado dentro do sulco de costado (126) em engate de contato com superfícies de sulco opostas (128, 130) circundando pelo menos parcialmente o tubo de ar (42), o sulco de costado (126) flexionando-se operativamente dentro da região de flexão (196, 198) em resposta a uma deformação por flexão dentro da pegada de pneumático em rotação (100) para comprimir o tubo de ar (42) de um diâmetro expandido para um diâmetro plano adjacente à pegada de pneumático em rotação (100), forçando assim ar evacuado de um segmento de tubo de ar aplainado (102) ao longo de uma passagem de ar (43), CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco de costado (126) se estende em uma superfície de costado anular que se estende de modo substancialmente axial (144) de uma saliência antifricção de pneumático (120) localizada numa relação sem contato com o aro (16) quando o pneumático (10) é montado em um aro (16) que se encaixa ao pneumático (10).

2. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de ar (42) e o sulco de costado (126) estão localizados dentro de uma região de costado do primeiro costado de pneumático (30) radialmente acima de um limite superior do aro (16) quando o pneumático (10) está montado em uma roda (16) que se encaixa ao pneumático (10).

3. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco de costado (126) é anular e está localizado de maneira proximal acima do limite superior do aro (16).

4. Conjunto de pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies de sulco (128, 130) contatam o tubo de ar (42) e se flexionam no interior de uma pegada (100) de um pneumático em rota-ção para fechar operacionalmente um segmento de tubo de ar no interior da pegada de pneumático (100).

5. Conjunto de pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de ar (42) compreende um corpo anular estendendo-se substancialmente por uma circunferência do primeiro costado (30).

6. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco de costado (126) se estende na superfície de costado anular (144) em pelo menos substancialmente uma direção radial.

7. Conjunto de pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco de costado (126) inclui uma abertura de sulco de costado (154) operativamente dimensionada para admitir estreitamente o tubo de ar (42), preferencialmente pelo menos substancialmente a totalidade do tubo de ar (42) residindo dentro do sulco de costado (126).

8. Conjunto de pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e segunda superfícies de sulco angulares definem lados opostos do sulco de costado (126), cada superfície de sulco angular compreendendo primeira e segunda superfícies de contato com o tubo (150, 152, 158, 160) unindo-se em uma interseção angular, e pelo fato de que as superfícies de contato com o tubo da primeira e segunda superfícies de sulco angulares (150, 152, 158, 160) operativamente entram em contato com o tubo de ar (42) em intervalos separados circundando e substancialmente circunscrevendo o tubo de ar (42).

9. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e segunda superfícies de sulco angulares convergem e se unem em uma extremidade de sulco terminal interna (170, 172) e preferencial mente se flexionam operativamente internamente em torno da extremidade de sulco terminal (170, 172) para constringir o sulco de costado (126) e aplainar um segmento de pegada do tubo de ar (42) dentro do sulco de costado (126).

10. Conjunto de pneumático, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o sulco de costado (126) se estreita em direção à extremidade de sulco terminal (170, 172); e/ou pelo fato de que uma parte interna do sulco de costado (126) na extremidade de sulco terminal (170, 172) é substancialmente em forma de “U”.

11. Conjunto de pneumático, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e segunda superfícies de sulco angulares convergem em direção à parte interna (170, 172) do sulco de costado (126).