PT728598E - Pneu com uma banda da tela reforcada - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PNEU COM UMA BANDA DA TELA REFORÇADA A presente invenção refere-se a um pneu que tem uma banda de tela reforçada, do tipo que compreende: uma tela da carcaça que tem arestas circunferenciais voltadas para cima em torno de armaduras do talão, cada uma disposta próximo de uma aresta circunferencial interna do pneu; pelo menos uma faixa de tela enrolada circunferencialmente em torno da tela da carcaça e que compreende uma camada de material elastomérico que inclui uma primeira série de cordas de reforço e uma segunda série de cordas de reforço alternada com as cordas da primeira série de acordo com uma sequência pré-determinada, pertencendo as cordas pelo menos a uma das referidas primeira e segunda séries que têm uma capacidade de esforço de tensão maior do que a sua capacidade para o esforço de compressão; uma banda do piso circunferencialmente enrolada em torno da referida faixa de tela.

Em particular, o pneu em referência destina-se a ser usado em automóveis de elevada performance, embora as soluções inovadoras presentes nesta descrição possam ser empregues vantajosamente para fabricar pneus que têm por exemplo uma baixa resistência ao rolamento e/ou pneus de qualquer outro tipo.

Sabe-se que os pneus modernos para veículos com motor compreendem essencialmente uma carcaça do tipo radial, formada pelo menos por uma lona cujos lados opostos estão voltados para cima em torno das armaduras dos talões correspondentes incorporados no material elastomérico disposto próximo dos talões do pneu.

Uma tela de reforço ou uma banda de tela é circunferencialmente aplicada à tela da carcaça do pneu e é geralmente constituída por uma ou mais faixas de tela mutuamente sobrepostas, cada uma das quais é formada por uma série de cordas dispostas paralelamente numa relação de lado a lado, incorporadas numa camada de material elastomérico e orientadas de acordo com um ângulo pré-determinado da extensão circunferencial do pneu.

Circunferencialmente aplicada ao reforço da tela encontra-se uma banda de piso, através da qual se faz o contacto do pneu com o leito da estrada. 1

Assim sendo, salienta-se que por forma a assegurar a estabilidade geométrica e a resistência estrutural do pneu, o reforço da tela pode ser capaz de suportar elevados esforços de tracção no sentido da extensão circunferencial, gerados pelo efeito da pressão de enchimento do pneu e, acima de tudo, pelo efeito das forças centrífugas criadas quando o veículo se desloca a elevada velocidade.

Com base nos pressupostos acima indicados, a utilização de reforços da tela tem sido recentemente muito difundida, acima de tudo no fabrico de pneus para automóveis de elevada performance, nos quais uma primeira faixa que tem cordas de aço é sobreposta a uma segunda faixa cujas cordas são feitas de um material têxtil tal como a aramida.

Devido à presença da faixa de aramida, são conferidas à banda de tela excelentes características de esforço de tracção e flexibilidade, enquanto ao mesmo tempo tem um peso vantajosamente reduzido, que é fundamental para reduzir as forças centrífugas quando está envolvida a deslocação a elevadas velocidades.

Numa tentativa de eliminar todos os problemas encontrados nos pneus que têm bandas de tela feitas de acordo com as especificações acima referidas, que apresentam um comportamento assimétrico associado a impulsos de patinagem e a ângulos de viragem, bem como problemas de estabilidade dimensional durante o processo de fabrico, foram igualmente propostas bandas de tela nas quais as faixas são reforçadas com cordas do tipo chamado “híbrido", em que cada uma é constituída por fios metálicos e fios têxteis enrolados uns nos outros adequadamente que, por outro lado, envolvem complicações importantes no processo de fabrico, pelo facto dos fios têxteis e os fios metálicos serem manuseados simultaneamente.

Foi também sugerida a utilização de bandas de tela nas quais cada faixa de tela compreende cordas metálicas e cordas têxteis dispostas paralelamente a, e alternadas entre si seguindo sequências pré-determinadas.

Esta solução é descrita na patente US 4, 073,330 na qual se salienta que as cordas têxteis podem ser constituídas por nylon, aramida ou fibras de vidro, que têm um módulo de alongamento sob tensões de tracção na ordem pelo menos de 35 GPa (GigaPascal) e em qualquer caso de magnitude comparável à das cordas metálicas. 2

Deve igualmente notar-se que para melhorar as características de comportamento dos pneus, acima de tudo relativamente à capacidade de reacção aos impulsos de patinagem e à resistência à fadiga, pensou-se no fabrico de alguns componentes para pneus utilizando misturas que contêm enchimentos de fibras de reforço distribuídos aleatoriamente ou orientados de acordo com um sentido preferencial. Neste sentido, a patente US 4,871,004 descreve diferentes componentes de pneus feitos com a utilização de misturas cheias com fibras de reforço.

Esta solução possibilita assim aumentar o módulo de elasticidade da mistura que é cheia até valores na ordem de 50 MPa (MegaPascal), melhorando significativamente desta forma a resistência à fadiga do material com poucas misturas que tem um elevado módulo de elasticidade quando obtido por meio da adopção de processos diferentes dos que envolvem a introdução de enchimentos de fibras.

Foram assim obtidos resultados importantes em termos de aperfeiçoamento das características de comportamento do pneu e da resistência à fadiga dos componentes. Em alguns casos, como descrito por exemplo na patente US 4,949,770, os enchimentos das fibras feitas de aramida e adequadamente orientadas, provaram ser capazes de substituir as cordas geralmente dispostas nas faixas de tela.

Foram também obtidos resultados positivos através da utilização dos enchimentos das fibras de reforço em faixas de tela munidas com cordas metálicas ou cordas têxteis, todas elas do mesmo material.

De acordo com a presente invenção, descobriu-se que, com a utilização no fabrico de faixas de tela de uma mistura cheia com fibras de aramida ou um meio equivalente em combinação com uma primeira e uma segunda série de cordas metálicas e cordas têxteis sequencialmente alternadas, é possível obter para além de um aperfeiçoamento no comportamento do funcionamento do pneu como um todo, a surpreendente eliminação de todos os riscos de ruptura das cordas metálicas sob o efeito de cargas de deformação provocadas por tensões de compressão.

Em conformidade, a invenção refere-se a um pneu que tem uma banda de tela reforçada de acordo com o preâmbulo da reivindicação, caracterizado por o material elastomérico 3 da referida banda ser cheio com um meio fibroso de reforço para conferir ao material elastomérico um módulo de elasticidade incluído entre 15 e 50 MPs.

Mais detalhadamente, o meio fibroso de reforço é constituído, de preferência, por fibras de aramida curtas e fibriliformes, incorporadas no material elastomérico numa quantidade incluída entre 1 e 10 phr (partes por peso para cem partes de borracha) e distribuídas de acordo com uma orientação aleatória, ou orientadas de acordo com um sentido preferencial que forma um ângulo com um valor incluído entre 0o e 90° em relação à extensão longitudinal das cordas, de forma a conferir à faixa de tela um valor da relação entre os módulos de elasticidade detectáveis no sentido da extensão longitudinal das cordas e num sentido perpendicular a estas, respectivamente.

Determina-se igualmente que o material elastomérico, cheio com o meio fibroso de reforço, deve ter um coeficiente de perda por histerese incluído entre 0.06 e 0.2. Vantajosamente, o material elastomérico contém enxofre numa quantidade entre 2 e 6 phr, uma resina espessadora constituída, de preferência, por resorcinol numa quantidade incluída entre 0.5 e 3 phr, e aditivos dadores de metileno que compreendem, de preferência, hexametilenotetramina numa quantidade incluída entre 1 e 8 phr.

Noutro aspecto, a invenção refere-se a um pneu munido com um reforço da tela feito de faixas de lona compreendendo cada tela uma primeira e uma segunda série de cordas de diferentes materiais, alternadas entre si seguindo uma sequência pré-determinada, materiais esses cujas cordas da segunda série suportam pelo menos 20% das cargas de tracção aplicadas à faixa de tela correspondente, paralelamente à extensão longitudinal das próprias cordas. A relação entre o módulo de alongamento das cordas sob tensão da segunda série é pelo menos igual a 50% ao das cordas da primeira série.

Numa solução preferencial, as cordas da primeira série são feitas de aço, as cordas da segunda série são feitas de aramida, com um dTex incluído entre 1000 e 4000, ou de fibras de vidro com um dTex incluído de entre 1000 e 5000.

Vantajosamente, cada corda que pertence à segunda série está disposta entre duas cordas que pertencem à primeira série e em qualquer caso a relação entre as quantidades 4 das cordas que pertencem às referidas primeira série e segunda série respectivamente estão incluídas entre 20% e 80%. As cordas que pertencem à primeira série são feitas de fios metálicos com um diâmetro incluído entre 0,10 e 0,40 enrolados em conjunto de acordo com diferentes configurações, por exemplo, 1x3, 1x4, 2+2, 2+7: isto significa que as cordas podem vantajosamente compreender dois fios enrolados entre si, sendo cada um constituído por dois fios metálicos elementares (2+2), ou por um fio único de quatro fios metálicos elementares (1x4), ou um fio central de dois fios metálicos em torno dos quais estão enrolados em coroa sete fios metálicos elementares.

Convenientemente, as cordas da segunda série têm um diâmetro aproximado de 20% do valor do diâmetro das cordas da primeira série.

As referidas cordas são também providenciadas para serem distribuídas de acordo com uma espessura incluída entre 50 e 150 fios por dm, tomando um volume incluído entre 20% e 80% do volume total da faixa de tela correspondente.

Numa solução preferencial, é proporcionada uma primeira faixa da banda enrolada em torno da tela da carcaça, juntamente com uma segunda faixa da tela enrolada em torno da primeira faixa da tela, compreendendo cada uma das faixas da tela uma primeira e uma segunda série de cordas de reforço.

Vantajosamente, a primeira faixa da tela projecta-se simetricamente a partir das arestas laterais opostas da segunda faixa de tela, numa quantidade incluída entre 5 mm e 10 mm.

Além disso as cordas que pertencem à primeira e segunda faixas da tela respectivamente estão simetricamente inclinadas em sentidos opostos em relação ao sentido circunferencial do pneu, de acordo com um ângulo incluído entre 15° e 45°.

De preferência, o pneu de acordo com a invenção, inclui ainda pelo menos uma faixa de tela auxiliar circunferencialmente enrolada em torno da segunda faixa de tela e compreende cordas de material termo-retráctil dispostas de acordo com uma inclinação incluída entre 0o e 10° no sentido circunferencial do pneu. 5

Numa primeira forma de realização, esta faixa de tela auxiliar prolonga-se sobre a totalidade da largura das faixas de tela, projectando-se simetricamente a partir das arestas opostas da primeira faixa de tela numa quantidade incluída entre 5 mm e 10 mm. Numa segunda forma de realização, a faixa de tela auxiliar compreende pelo menos duas partes semelhantes a fitas sobrepondo-se cada uma às arestas laterais correspondentes da primeira e da segunda faixas de tela, projectando-se cada uma das referidas partes semelhantes a fitas lateralmente a partir da aresta da primeira faixa de tela numa quantidade incluída entre 5 e 10 mm, e sobrepondo-se à segunda faixa de tela numa quantidade na ordem de 20% da largura desta segunda faixa.

As vantagens e características adicionais tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhada de uma forma de realização preferida de um pneu que tem uma tela de reforço de acordo com a presente invenção. Esta descrição será dada a seguir por meio de um exemplo não limitativo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: - a Fig. 1 é uma vista em perspectiva diagramática decomposta de um pneu feito de acordo com a presente invenção; - a Fig. 2 é uma vista de cima diagramática da configuração mútua dos componentes que formam a tela de reforço proporcionada no pneu da Fig. 1; - a Fig. 3 é uma vista em perspectiva decomposta de outra forma de realização do pneu em referência; - a Fig.4 é uma vista de cima diagramática que mostra a configuração mútua dos componentes da tela de reforço proporcionados no pneu na Fig. 3.

Com referência aos desenhos, foi geralmente identificado com o número de referência 1 um pneu com uma banda de tela de reforço de acordo com a invenção. O pneu 1 compreende pelo menos uma tela da carcaça 2 do tipo radial, que é constituída por uma pluralidade de cordas incorporadas numa camada elastomérica numa relação mútua de lado a lado e situando-se cada uma substancialmente num plano radial respectivo em relação ao eixo de rotação do pneu. A tela da carcaça 2 tem as suas arestas da extremidade 2a voltadas para cima em torno de duas armaduras do talão 3, incorporadas nos talões 4 correspondentes que definem as arestas circunferenciais internas do pneu. 6

Em torno da tela da carcaça 2 encontra-se circunferencialmente enrolada uma banda da tela ou uma tela de reforço 5, por sua vez confinada por uma banda de piso 6 através da qual tem lugar o contacto do pneu com o solo. A banda da tela 5, cuja função é conferir ao pneu a estabilidade geométrica e a resistência estrutural necessárias, compreende uma ou mais faixas da tela 7, 8 formadas cada uma essencialmente por uma pluralidade de cordas 7a, 7b, 8a, 8b dispostas numa relação lado a lado e incorporadas numa camada elastomérica que não se distingue nos desenhos em anexo.

Mais detalhadamente, numa solução preferencial do pneu da invenção, proporciona-se a presença de uma primeira faixa de tela 7 e de uma segunda faixa de tela 8, faixas estas que estão dispostas numa relação de mútua de sobreposição e têm as respectivas cordas 7b, 8a, 8b orientadas em sentidos simetricamente inclinados para o sentido circunferencial do pneu.

Para as finalidades da presente invenção, o ângulo α formado por cada uma das cordas 7a, 7b, 8a, 8b com o sentido longitudinal do pneu é proporcionado para estar incluído entre 15° e 45°, de preferência entre 18° e 25°.

Determina-se também que a primeira faixa da tela 7 disposta directamente em contacto com a tela da carcaça 2 deve projectar-se simetricamente a partir das arestas laterais opostas da segunda faixa da tela 8, numa quantidade "S" incluída entre 5 mm e 10 mm. Ainda de acordo com uma solução preferencial da invenção, a banda de tela compreende pelo menos uma faixa da tela auxiliar 9 que compreende cordas de material termo-retráctil tal como por exemplo nylon, dispostas de acordo com uma inclinação incluída entre 0o e 10o em relação ao sentido circunferencial do pneu 1.

Na forma de realização mostrada na fig.1, esta faixa da tela auxiliar 9 prolonga-se sobre toda a largura das faixas da tela 7, 8 subjacente e projecta-se simetricamente a partir das arestas laterais opostas da primeira faixa de tela 7, de preferência numa quantidade "S"' incluída entre 5 e 10 mm.

Na forma de realização mostrada na Fig. 3, a faixa de tela auxiliar 9 é constituída por duas partes semelhantes a fitas, sobrepondo-se cada uma às arestas laterais correspondentes 7 da primeira e da segunda faixas de tela 7, 8. Como se mostra claramente na Fig. 3, cada parte semelhante a fitas da faixa de tela auxiliar 9 projecta-se lateralmente a partir da aresta da primeira faixa 7 numa quantidade "S"' incluída entre 5 e 10 mm, e sobrepõe-se à segunda faixa da tela 8 numa quantidade "S"" incluída entre 10% e 30% da largura da referida segunda faixa 8.

Tanto a faixa 9 como as duas partes semelhantes a fitas que formam a faixa podem ser convenientemente feitas pelo enrolamento helicoidal de uma corda individual ou de uma fita que compreende uma pluralidade de cordas (de preferência 3 a 5 cordas) do referido material termo-retráctil nas faixas subjacentes 7 e 8 de acordo com uma pluralidade de bobinas dispostas lado a lado.

Vantajosamente, as cordas 7a, 8a, 8b, dispostas em cada uma das faixas de tela 7, 8 são pelo menos de dois tipos diferentes. Mais particularmente, determina-se que na camada de material elastomérico que forma cada uma das faixas de tela 7, 8 deve ser incorporada uma primeira série de cordas resistentes 7a, 8a e uma segunda série feita de material diferente das cordas da primeira série, e que é alternada com a última seguindo uma sequência pré-estabelecida. Além disso, as cordas 7a, 8a que pertencem pelo menos a uma das referidas primeira e segunda séries são proporcionadas para ter um esforço de tensão superior à sua resistência ao esforço de compressão. Numa solução preferencial, as cordas 7a, 8a da primeira série são feitas de aço e as cordas 7b, 8b da segunda série, alternadas com as da primeira série, são feitas de uma fibra têxtil de elevado módulo, de preferência de aramida ou fibra de vidro.

As cordas de aço 7a, 8a que pertencem à primeira série desempenham a dupla função de suportar os esforços de tracção produzidos na banda de tela 5 por efeito da pressão de enchimento do pneu e das forças centrífugas geradas pela rotação do pneu, e de contrariar as forças de compressão produzidas por efeito das cargas verticais aplicadas à roda na qual está montado cada pneu. Por sua vez, as cordas 7b, 8b que pertencem à segunda série, colaboram com as cordas da primeira série em termos de resistência aos esforços de tracção, mas não oferecem qualquer resistência significativa às tensões de compressão.

Por conseguinte, é conferida à banda de tela 5 e ao pneu 1 como um todo uma excelente resistência estrutural, acima de tudo com referência aos esforços centrífugos que resultam 8 da deslocação a elevada velocidade, sendo também aumentado o conforto da condução do pneu e reduzido o seu peso.

Nas formas de realização acima descritas, considera-se que os melhores resultados são obtidos através da utilização, com referência à primeira série, de cordas 7a, 8a feitas de fios metálicos elementares com um diâmetro incluído entre 0,10 e 0, 40 mm, de acordo com configurações formadas por fios enrolados uns nos outros. Por exemplo, na configuração 2+2 cada um dos dois fios é formado por dois arames elementares, na configuração 2+7, são enrolados sete fios metálicos adicionais em tomo de um fio central feito de dois fios metálicos; em todos os casos, uma pessoa conhecedora da técnica será capaz de escolher rapidamente, caso a caso, a configuração mais apropriada para as referidas cordas da primeira série, de acordo com os requisitos específicos.

Por sua vez, as cordas 7b, 8b que pertencem à segunda série têm um dTex incluído entre 1000 e 4000 se forem feitas de aramida e entre 1000 e 5000 no caso da fibra de vidro, e a relação entre o seu diâmetro e o das cordas metálicas (7a, 8b) é incluído entre 0.8 e 1.2. Os valores da relação entre os diâmetros e os módulos da elasticidade das cordas 7a, 8a, 7b, 8b são decisivos para a obtenção de uma óptima distribuição da carga entre os dois tipos de cordas, de forma que as cordas metálicas 7a, 8a não sofram uma fadiga excessiva comparadas com as cordas têxteis 7b, 8b ou vice-versa. De facto, a condição necessária para a obtenção de um bom funcionamento das faixas de tela 7, 8 reside no facto de todas as cordas 7a, 8a, 7b, 8b deverem ter simultaneamente o mesmo comportamento à tracção. Neste sentido, também a sequência alternada das cordas pode variar dentro de limites amplos; embora a sequência 1:1 seja a preferida, a relação entre a quantidade têxtil e a quantidade metálica na faixa de tela é convenientemente incluída entre 0.20 e 0.80.

Além disso, uma selecção estudada dos diâmetros e dos módulos de elasticidade das cordas têxteis e metálicos facilita o processo de produção para o fabrico das faixas de tela e assegura uma boa penetração do material elastomérico entre as faixas individuais e uma boa cobertura geral com borracha do produto semi-acabado, juntamente com uma excelente homogeneidade na distribuição das cordas na secção transversal da respectiva faixa de tela 7, 8. 9

Deve igualmente notar-se que a optimização dos referidos parâmetros permite uma limitação vantajosa na espessura da faixa de tela, com referência ao diâmetro das cordas metálicas 7a, 8a, de forma a conferir à banda de tela uma rigidez à curvatura razoável, que melhora o conforto da condução, e uma rigidez ao escorregamento transversal que melhora o comportamento do pneu na estrada, com referência partícularmente aos impulsos de patinagem.

Além disso, determina-se também, de preferência, que as cordas 7a, 7b, 8a, 8b que pertencem à primeira e à segunda série devem ser distribuídas de acordo com uma espessura ou densidade incluída entre 50 e 150 fios por dm, de forma que nas respectivas faixas da tela 7, 8, tenham um volume incluído entre 20% e 80% do volume total das referidas faixas de tela.

Obviamente, o material usado para fabricar as cordas e as características de fabrico destas podem variar consoante as necessidades e o uso específico a que se destina o pneu.

Por exemplo, como referido, as cordas 7b, 8b, da segunda série combinadas com as cordas de aço 7a, 8a da primeira série podem ser constituídas por fibras de vidro e ter um dTex incluído entre 1000 e 5000 por exemplo.

Em alternativa, as cordas 7a, 8a que pertencem à primeira série podem ser feitas de aramida e as cordas 7b, 8b da segunda série podem ser feitas de fibra de vidro.

Em princípio é, no entanto, desejável que a selecção dos materiais e as características dimensionais de construção das cordas individuais 7a, 7b, 8a, 8b deva ocorrer de forma que, sob um alongamento imposto, as cordas menos esforçadas, por exemplo as que pertencem à segunda série, suportem pelo menos 30% da carga de tracção para a faixa de tela correspondente, paralelamente à extensão longitudinal da cordas.

Além disso e vantajosamente, o módulo de alongamento sob tensão das cordas da segunda série deve ser pelo menos igual a 50% do módulo de alongamento sob tensão das cordas da primeira série.

De acordo com a invenção, o Requerente sentiu por intuição e depois verificou que, na presença das cordas têxteis 7b, 8b que têm uma baixa resistência à compressão, as 10 cordas metálicas 7a, 8a de cada faixa de tela 7, 8, nas quais o diâmetro é significativamente reduzido em relação às faixas de tela tradicionais feitas exclusivamente de cordas metálicas, sentem de uma forma particularmente acentuada os efeitos das cargas de deformação devido às tensões de compressão. De facto, embora nas faixas de tela tradicionais as cordas metálicas dispostas consecutivamente numa relação de lado a lado colaborem umas com as outras assegurando a estabilização estrutural mútua, no pneu da invenção a consistência reduzida das cordas têxteis, com uma significativa resistência em relação às tensões de tracção isoladas, parece ser inadequada para confinar ou suportar eficazmente as cordas metálicas 7a, 8a.

Os aspectos referidos em cima são confirmados pelo facto de os pneus feitos de acordo com a técnica conhecida anteriormente descrita, para além de diversos problemas de comportamento resultantes de um conforto de condução insuficiente, reduzida estabilidade da direcção e um insuficiente impulso de patinagem, revelarem também diversos problemas de fadiga mostrados pela separação do material elastomérico das cordas de reforço, juntamente com problemas associados à duração, devido à ruptura permanente das referidas cordas de reforço. O Requerente partiu, portanto, do princípio que a causa real dos problemas acima referidos relacionados com a fadiga e a ruptura prematura era a ruptura das cordas metálicas, visto que estas cordas metálicas sentiam geralmente de deformação que pesava sobre elas, devido ao facto de se tornarem menos espessas nas faixas. Como consequência, a instabilidade estrutural das cordas metálicas causou também danos e rupturas nas cordas têxteis, ocultando por isso a causa real dos danos encontrados nos pneus conhecidos submetidos às condições de teste e durante a utilização.

De acordo com a invenção, o Requerente considerou o enchimento do elastómero que está incorporado nas cordas 7 a, 8a, 7b, 8b com um meio fibrosos de reforço, capaz de conferir ao material elastomérico um módulo de elasticidade incluído entre 15 e 50 MPa, e descobriu que desta forma é surpreendentemente obtida uma estabilização estrutural eficaz das cordas metálicas 7a, 8a, resultado este que parecia inconcebível à priori. dado que o módulo destas cordas, na ordem dos 200 GPa como conhecido, é bastante superior ao módulo que pode ser conferido ao material elastomérico com um enchimento fibroso de reforço. 11

De acordo com a presente invenção, este meio fibroso de reforço é constituído por fibras de aramida de reforço e preferencialmente por fibras curtas de aramida fibriliformes, disponíveis no mercado com a designação "polpa de aramida", mais conhecida como "Kevlar-Pulp” ou "Twaron-Pul" (em que Kevlar é uma marca registada de Du Pont e Twaron é uma marca registada de Akzo), incorporada na mistura de acordo com uma quantidade incluída entre 1 e 10 phr.

Estas fibras conferem vantajosamente ao material elastomérico um coeficiente de perda por histerese, tecnicamente identificado como "tg δ", incluído entre 0.06 e 0.2.

Consoante os requisitos, as fibras de reforço podem ser distribuídas na mistura de acordo com uma orientação aleatória ou podem tomar uma orientação preferencial, de acordo com um ângulo de um valor incluído entre 0° e 90° relativamente à extensão longitudinal das cordas 7a, 8a, 7b, 8b, na sequência do processo de alongamento plástico por exemplo efectuado na mistura durante o passo da produção. A escolha do valor deste ângulo afecta o valor da relação entre os módulos de elasticidade detectáveis em cada uma das faixas de tela 7, 8 no sentido da extensão longitudinal das cordas e num sentido em ângulos rectos em relação a estas. É por isso possível conferir características de comportamento adequadas ao pneu por meio da selecção adequada da orientação das fibras de reforço para as cordas 7a, 8a, 7b, 8b.

Determinou-se também que o material elastomérico das faixas de tela individuais 7, 8 devem conter enxofre numa quantidade incluída entre 2 e 6 phr. O elevado teor de enxofre é importante para assegurar um bom espessamento da mistura para as cordas metálicas, acima de tudo se forem revestidas com metal.

Contudo, a presença de enxofre afecta adversamente as características de espessamento do elastómero para as cordas têxteis. Para resolver este problema, o material elastomérico deve conter também uma resina espessante e aditivos adequados, conhecidos per se, tal como dadores de metileno.

Numa solução preferencial, a resina espessante é constituída por resorcinol numa quantidade incluída entre 0.5 e 3 phr na ordem de 1 phr, enquanto os aditivos dadores de metileno compreendem hexametilenotetramina numa quantidade incluída entre 1 e 8 phr, de preferência na ordem de 1.4 phr. 12

Vantajosamente, a montagem numa relação de lado a lado das cordas 7a, 8a, 7b, 8b pertencentes a uma faixa de tela individual 7, 8 ocorre por meio dos conhecidos processos de calandragem que têm a vantagem de evitar a utilização de fios de trama para obter a estabilização mútua das cordas, uma vez que, quando um pneu é acabado, cada um dos referidos fios representa um trajecto preferencial indesejado de propagação de humidade dentro da banda de tela e consequentemente um risco potencial desenvolvimento de corrosão nas cordas metálicas 7a, 8a.

Apenas como indicação, as características de construção da banda de tela de um pneu feito de acordo com a presente invenção, medida 195/65 R15, estão diagramaticamente indicadas em baixo na presente descrição. Com referência à Fig. 1: - o reforço da banda 5 tem duas faixas de tela 7, 8 cada uma com uma espessura de 1,15 mm; - cada faixa de tela 7, 8 tem cordas metálicos 7a, 8a cada uma inserida entre duas cordas têxteis 7b, 8b e vice-versa; - as cordas 7a, 8a, 7b, 8b de cada uma das faixas de tela individuais 7, 8 têm orientações transversais simétricas, que formam os ângulos "a" de 23° em relação ao plano equatorial do pneu; - as cordas têxteis 7b, 8b, de aramida, têm um dTex de 1670/2; - cada uma das cordas metálicas (2x4) 7a, 8a é formada por dois fios cada um constituído por quatro fios metálicos com um diâmetro de 0,22 mm. - a espessura das cordas no material elastomérico de cada faixa de tela (7, 8) é de 98, razoavelmente distribuída entre as cordas têxteis 7b, 8b e as cordas metálicas 7a, 8a; - o material elastomérico contém uma resina espessante constituída por resorcinol e tem um módulo de elasticidade de 26 com um "tg δ" de 0.12.

Salienta-se que a invenção alcança vantagens inesperadas em relação à técnica conhecida.

Deve notar-se de facto que o comportamento selectivo em relação aos esforços de tensão e compressão conferidos às faixas de tela 7, 8 de acordo com a invenção, produzem um aperfeiçoamento importante no comportamento de funcionamento, acima de tudo com referência a pneus que se destinam a automóveis de elevada performance.

Neste sentido, será reconhecido que nos pneus tradicionais previstos para este tipo de utilização, a necessidade de suportar forças centrífugas muito elevadas envolve um 13 sobre-dimensionamento da estrutura do pneu que resulta numa rigidez excessiva do pneu em relação aos esforços de compressão.

Esta situação causa uma restrição excessiva da área do pneu de contacto com o solo originando problemas à estabilidade da condução a elevadas velocidades.

No pneu da invenção, pelo contrário, a redução da rigidez sob compressão obtida através da introdução das cordas têxteis 7b, 8b permite igualmente que os pneus particularmente concebidos para veículos de desporto tenham uma área de contacto com o solo apropriada que envolve vantagens tanto em termos de estabilidade da condução e da segurança como em termos de conforto.

Além disso, as cordas metálicas e têxteis estão razoavelmente distribuídas entre duas faixas de tela e orientadas de acordo com sentidos simetricamente opostos, de forma que qualquer assimetria de funcionamento em relação à patinagem e/ou aos ângulos de viragem é eliminada. As cordas têxteis individuais, confinadas entre cordas metálicas adjacentes, estão convenientemente protegidas contra todos os riscos de deformação anómala por efeito de tensões de compressão provocadas durante a utilização do pneu e durante a produção dos mesmos, devido por exemplo à contracção à qual as faixas de tela termo-retrácteis são submetidas durante o passo de vulcanização.

As cordas metálicas, por sua vez, estão eficazmente protegidas contra riscos de deformação e/ou curvatura sob o efeito de cargas de deformação durante a utilização do pneu, devido à presença de fibras de reforço dispersas no material elastomérico que forma as faixas de tela. Na prática, as fibras de aramida incorporadas no elastómero que envolve as cordas metálicas 7a, 8a destinam-se a constituir uma espécie de bainha protectora ou camisa de retenção para as próprios cordas, capaz de reduzir o coeficiente de adelgaçamento dos mesmos e permitindo-lhes trabalhar também sob carga de deformação sem originar instabilidades.

Por PIRELLI PNEUMATICI S.p.A.

L REIRA

Agente Oficial da Propriedade Industrial

Arco dâ Conceição, 12 - 11Θ0 US8QA- 14

Claims (20)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Pneu que tem uma banda de tela que compreende: - pelo menos uma tela da carcaça (2) que tem arestas circunferenciais opostas voltadas para cima em torno das armaduras dos talões correspondentes (3); - pelo menos uma faixa de tela (7, 8) circunferencialmente enrolada em torno da tela da carcaça (2) e compreendendo uma camada de material elastomérico que inclui uma primeira série de cordas resistentes (7a, 8a) e uma segunda série de cordas resistentes alternadas (7b, 8b) com as cordas (7a, 8a) da primeira série de acordo com uma sequência pré-determinada, pertencendo as cordas pelo menos a uma das referidas primeira e segunda série que tem uma resistência ao esforço de tensão maior do que a sua resistência ao esforço de compressão; - uma banda do piso (6) circunferênciaI enrolada em torno da referida faixa de tela (7, 8), caracterizada por a referida camada de material elastomérico ser cheia com um meio fibroso de reforço para conferir ao material elastomérico um módulo de elasticidade incluído entre 15 e 50 MPa.
2. 2. Pneu de acordo com a reivindicação!, caracterizado por o referido meio fibroso de reforço ser constituído por fibras de aramida.
3. 3. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as referidas fibras de reforço estarem orientadas num sentido preferencial formando um ângulo com um valor incluído entre 0o e 90° em relação à extensão longitudinal das cordas (7a, 8a, 7b, 8b), de forma a conferir à faixa de tela o valor desejado da relação entre os módulos de elasticidade detectável no sentido da extensão longitudinal das cordas (7a, 8a, 7b, 8b) e num sentido perpendicular a estas, respectivamente.
4. 4. Pneu de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as referidas fibras de reforço serem incorporadas no material elastomérico numa quantidade incluída entre 1 e 10 phr.
5. 5. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido material elastomérico cheio com o meio fibroso de reforço ter um coeficiente de perda por histerese incluído entre 0.06 e 0.2.
6. 6. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido material elastomérico conter enxofre numa quantidade incluída entre 2 e 6 phr. 1
7. 7. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido material elastomérico conter uma resina espessante numa quantidade incluída entre 0.5 e 3 phr.
8. 8. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido material compreender um dador de metileno numa quantidade incluída entre 1 e 8 phr.
9. 9. Pneu de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma primeira faixa de tela (7) enrolada em torno da tela da carcaça (2) e uma segunda faixa de tela (8) enrolada em torno da primeira faixa de tela (7), compreendendo cada uma das referidas faixas de tela (7, 8) uma primeira série e uma segunda série de cordas (7a, 7b, 8a, 8b) de diferentes materiais.
10. 10. Pneu de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por as cordas (7a, 8a) da primeira série serem feitas de aço e as cordas (7b, 8b) da segunda série serem feitas de aramida.
11. 11. Pneu de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por as cordas (7b, 8b) que pertencem à segunda série terem um dTex incluído entre 1000 e 4000.
12. 12. Pneu de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por cada corda (7b, 8b) que pertence à segunda série estar disposta entre duas cordas (7a, 8a) que pertencem à primeira série.
13. 13. Pneu de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por cada corda (7a, 8a) que pertence à primeira série compreender dois fios enrolados em conjunto, sendo cada fio constituído por quatro arames elementares.
14. 14. Pneu de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por as cordas (7a, 8a, 7b, 8b) da primeira e da segunda série estarem distribuídos de acordo com uma espessura ou densidade incluída entre 50 e 150 fios/dm.
15. 15. Pneu de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por as cordas (7a, 8a, 7b, 8b) de cada primeira e segunda série tomarem um volume incluído entre 20% e 80% do volume total da faixa de tela correspondente. 2
16. 16. Pneu de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda pelo menos uma faixa de tela auxiliar (9) circunferencialmente enrolada em torno da segunda faixa de tela (8) e compreendendo cordas de material termo-retráctil disposto de acordo com uma inclinação incluída entre 0o e 10° em relação ao sentido circunferencial do pneu.
17. 17. Pneu de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a faixa de tela auxiliar (9) compreender pelo menos duas partes semelhantes a fitas sobrepondo-se cada uma às arestas laterais correspondentes da primeira e da segunda faixas de tela (7, 8), sobrepondo-se cada uma das referidas partes semelhantes a fitas à segunda faixa de tela (8) numa quantidade incluída entre 10% e 30% da largura desta segunda faixa (8).
18. 18. Pneu de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o módulo de alongamento sob tensão das cordas (7b, 8b) da segunda série ser pelo menos igual a 50% do módulo de alongamento sob tensão das cordas (7a, 8a) da primeira série.
19. 19. Pneu de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a relação entre as quantidades de cordas que pertencem à referida primeira e segunda séries respectivamente ser incluída entre 0.2 e 0.8.
20. 20. Pneu de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por as cordas (7a, 8a) que pertencem à primeira série serem feitas de aço e as cordas (7b, 8b) que pertencem à segunda série serem feitas de fibra de vidro. Lisboa, 13 JAN. 2000 Por PIRELLI PNEUMATICI, S.p.A.

    Agente Oficial da Propriedade Industriai Arco fia Conceição, 3,1?- 1100 LISBOA 3 RESUMO PNEU COM UMA BANDA DE TELA REFORÇADA O pneu descrito, particularmente adaptado para automóveis, é munido com faixas de tela (7, 8) sendo cada uma constituída por uma primeira e uma segunda série de cordas (7a, 7b, 8a, 8b) feitas de diferentes materiais, alternadas entre si de acordo com uma sequência pré-determinada. As cordas (7b, 8b) da segunda série, feitas por exemplo de aramida, interagem com as da primeira série (7a, 8a), feitas de aço, para suportar os esforços de tracção no sentido longitudinal. Contrariamente, as cordas (7b, 8b) de aramida têm maior maleabilidade do que as cordas de aço (7a, 8a) no sentido das tensões de compressão. O elastómero incluído nas cordas (7a, 7b, 8a, 8b) é cheio com fibras reforçadas, por exemplo fibras curtas de aramida ou polpa de aramida, e tem um módulo de elasticidade incluído entre 15 e 50 MPa, para evitar rupturas das cordas metálicas (7a, 7b) por meio do efeito de cargas de deformação.