BRPI0611446A2 - pneu não pneumático para veìculo - Google Patents

Abstract

PNEU NãO PNEUMáTICO PARA VEìCULO A presente invenção refere-se a um pneu não pneumático para veículo apresentado um corpo de material elástico e tendo uma porção de coroa que se estende circunferencialmente caracterizando uma superfície de deslocamento e paredes laterais que se estendem circunferencialmente ligadas à porção de coroa. As paredes laterais terminam em boleados se estendendo circunferencialmente que são adaptados para se engatar ao anel de uma roda de veículo. Um número de molas compostas de curva que se estendem radialmente e espaçadas circunferencialmente feitas de um material compósito são pelo menos parcialmente embutidas dentro da porção de coroa e das paredes laterais. As molas curvadas têm extremidades que terminam dentro dos boleados do corpo do pneu. Uma correia que se estende circunferencialmente, construída de um material de alta resistência e baixo estiramento é posicionada radialmente do lado de fora das molas compostas de curva.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PNEU NÃOPNEUMÁTICO PARA VEÍCULO".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Esse pedido é uma continuação em parte do Pedido de PatenteUS 10/532.553, depositado em 22 de abril de 2005, atualmente pendendo, oqual reivindica prioridade ao Pedido Internacional PCT N0PCT/HU2003/000083, na data de depósito internacional, 21 de outubro de2003.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção geralmente refere-se a pneus para veícu-los, mais especialmente, a um pneu não pneumático para veículo.

Os pneus atualmente usados em veículos são geralmente pneuspneumáticos. Com tais pneus, é necessária pressão de ar interno para car-regar a carga que está atuando nos pneus. Os pneus dos veículos que tra-balham com pressão de ar interno funcionam bem na prática, no entanto,sofrem de significantes inconvenientes. Tais desvantagens incluem dese-nhos estruturais complexos bem como questões de segurança no evento deuma perfuração durante seu uso em rodovias públicas.

Existem desenhos de pneu sem ar ou não pneumático na técnica an-terior. Por exemplo, a Patente US 1.610.238, para Benson, descreve umpneu para veículo sem ar em que molas arqueadas ou conformadas em Csão dispostas radialmente em torno do pneu. Uma mola de arame confor-mada em anel correndo em torno da circunferência do pneu é rosqueadaatravés de laços nas porções das molas conformadas em C situadas na por-ção da coroa do pneu. As extremidades das molas conformadas em C sãorecurvadas em anéis nas porções de boleados no pneu. Um par de molasconformadas em anel, cada um diâmetro idêntico de modo que do boleadodo pneu, são rosqueados cada um através dos anéis nas extremidades dasmolas conformadas em C.

Molas de folha similares radialmente situadas são descritas na Paten-te US 1.113.036 para Mitchell. As molas de folha conformadas em C nessasolução, no entanto, não contêm um laço na porção da coroa do pneu.De acordo com a Patente US 1.471.580, para Walton, as molaspreparadas de arames de seção transversal circular são formadas em doissemicírculos simetricamente situados e dispostos radialmente dentro dopneu de modo que um arranjo semelhante a um túnel seja formado. Ambasas extremidades de cada mola são fornecidas dobradas na forma de um cír-culo. Os arames de aço, que desempenham um papel dos anéis boleados,são rosqueados através das extremidades dobradas conformada em círculo.

Na direção circunferencial, as molas radiais são amarradas em pares por umreforço na porção da coroa do pneu. Nessa solução, o pneu é pressurizadopara assegurar a capacidade de carga necessária.

A desvantagem dos pneus da técnica anterior acima é que cadainadequado para carregar cargas além de aproximadamente 204 kg (450Ibs) conforme as porções da coroa das molas de cada se tornam chatas, e,devido à grande deformação, as molas fadigam e rompem. Um outro incon-veniente dos pneus para veículo de tal construção é que eles podem ser u-sados somente em veículos com velocidades de viagem desenvolvidas bai-xas 11-16 km/h (no máximo 25-35 mph). No caso de maior carga ou veloci-dade, a temperatura dos pneus do veículo excede significantemente o limitede temperatura aceitável de 79,44-90,55°C (175-195°F) devido a grandesdeformações da mola. Como uma conseqüência, o material de borracha en-velhece muito rapidamente se tornando dessa maneira inadequado para usoadicional. Uma desvantagem adicional dos pneus da técnica anterior acimaé a característica de pouca estabilidade lateral para seus altos perfis. Issotorna impossível sua operação segura em veículos de alta velocidade nosdias de hoje.

O objetivo da Patente US 6.374.887, comumente designada pa-ra Subotics é um pneu não pneumático para veículo, reforçado por molas defolha conformadas em arco, preferivelmente feitas de um material tal comoaço, que são radialmente dispostas dentro do pneu. O pneu caracteriza umaporção da coroa que contém uma superfície de deslocamento e duas pare-des laterais ligadas à porção da coroa por meio de porções de ressalto. Asduas paredes laterais terminam em boleados que são grampeados em umanel da roda. A porção da coroa, as paredes laterais e os boleados são man-tidos juntos através de nervuras feitas de um material elástico, que são su-portados pelas molas de folha arqueada. As extremidades das molas de fo-lha são embutidas flexivelmente nos boleados, e todo o pneu do veículo émontado no anel da roda em um estado pré-tensionado.

Uma desvantagem do pneu não pneumático da patente 887 deSubotics, no entanto, é que as nervuras de reforço escorregam nas molas defolha durante o funcionamento, já que as molas de folha não são embutidasno corpo de borracha do pneu. A fricção, por conseguinte, gerada resulta emgeração de calor. Uma conseqüência disso é um aquecimento significantedo pneu durante o uso. Além do mais, devido ao embutimento flexível dasextremidades da mola de folha nos boleados, os boleados do pneu tambémaquecem significantemente devido à grande deformação dos pneus. Alémdisso, sob uma alta carga dos pneus, as extremidades da mola são pressio-nadas no material de borracha dos boleados. Como resultado, as extremida-des de boleado das molas se movem para longe umas das outras e defor-mações na crista semelhante a uma dobra são geradas na porção da coroadas molas. Essas deformações da crista resultam em rupturas das molasdepois de somente um curto tempo de operação.

Dessa maneira, é um objetivo da presente invenção fornecer umpneu não pneumático para veículo de alta resistência ao desgaste, capaci-dade de carga, estabilidade de velocidade e lateral, eliminação, ou pelo me-nos redução, das desvantagens acima de pneus de veículos conhecidos.

Esses e outros objetivos e vantagens tornar-se-ão aparentes apartir do relatório descritivo a seguir.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção é dirigida a um pneu não pneumático paraveículo. A invenção é baseada no reconhecimento de que as desvantagensde pneus para veículos com molas conhecidos se originam principalmenteda conformação, material e disposição das molas de folha e do modo da sualigação com o corpo de borracha dos pneus.

O pneu para veículo da presente invenção caracteriza um corpofeito de um material elástico, preferivelmente borracha ou poliuretano. Ocorpo tem uma porção de coroa contendo a superfície de deslocamento eduas paredes laterais ligadas à porção da coroa por meio de porções deressalto e terminando em boleados. Molas curvadas radialmente colocadasestão situadas de modo a serem espaçadas circunferencialmente em distân-cias específicas umas das outras e se estendem de um boleado ao outro. Osboleados do pneu são presos dentro do flange de um anel de uma roda deveículo convencional por tensão conforme os boleados são estirados paradominar o flange do anel durante a instalação do pneu no anel. De acordocom a invenção, as molas curvadas são embutidas no corpo do pneu pelomenos ao longo da porção da coroa.

Em uma modalidade do pneu não pneumático para veículo dapresente invenção, a conformação das molas curvadas na faixa angular de 0< t < π de um boleado para o outro pode ser descrita em um sistema coorde-nado ortogonal com eixos XeY pelas equações χ = a . cos t e y = b . sin t.

Essa conformação é semi-elíptica, onde a semi-elípse cai dentro da faixadeterminada pelas elipses:

(7/8)a > b > (1/2)a

onde:

a é a metade do eixo grande da elipse, e

b é a metade do eixo pequeno da elipse.

No caso ideal:

B = (2/3)a

O ângulo entre as extremidades dobradas para dentro das molascurvadas e o eixo X do sistema coordenado ortogonal, a, é preferivelmenteum mínimo de aproximadamente 8o, ou preferivelmente é igual ao ânguloentre o ajuste da porção de anel da roda ao boleado do pneu e o eixo girató-rio do anel da roda.

As molas curvadas na porção da coroa são circundadas por doisencaixes de correia de alta resistência, baixo estiramento com boas proprie-dades dinâmicas. As correias são construídas completamente na borracha esão posicionadas radialmente na parte externa das molas.Uma segunda modalidade do pneu não pneumático da presenteinvenção, adequado para uso em anéis de roda de duas peças e desmontá-veis caracteriza uma construção idêntica à primeira modalidade exceto queas correias são omitidas e as extremidades das molas curvadas caracteri-zam, em vista lateral, uma conformação em G horizontalmente orientada,onde, no ninho formado pela conformação em C, um anel boleado é embuti-do no corpo de borracha dos boleados. O anel boleado circular é preferivel-mente feito de aço de alta resistência, circularmente dobrado, arames de açode mola em trança embutidos em borracha ou KEVLAR reforçados possi-velmente por fibras de grafite ou de vidro.

Em uma terceira modalidade do pneu não pneumático da pre-sente invenção, uma pluralidade de molas compostas de curva se estenden-do radial e circunferencialmente espaçadas são pelo menos parcialmenteembutidas dentro da porção da coroa e a primeira e a segunda paredes Iate-rais do corpo do pneu, com cada das molas compostas de curva tendo umaprimeira extremidade terminando dentro do primeiro boleado do corpo dopneu e uma segunda extremidade terminando dentro do segundo boleadodo corpo do pneu. Uma correia se estendendo circunferencialmente constru-ída de um material de alta resistência e baixo estiramento, é posicionadaradialmente do lado de fora da pluralidade de molas curvadas de modo acircundá-las.

As molas são construídas de um material compósito e cada molainclui uma primeira parede lateral que é geralmente conformada em S e umasegunda parede lateral que é geralmente conformada em S invertido. Maisespecificamente, cada parede lateral de cada mola inclui porções de paredelateral superior e inferior com as porções da parede lateral superior conve-xas com respeito a um plano radial do pneu e as porções da parede lateralinferior côncavas com respeito ao plano radial do pneu. Cada mola tambéminclui uma porção de topo que é convexa com respeito ao anel da roda doveículo e porções de extremidade que são chatas de modo a geralmentesituarem-se ao longo de um eixo horizontal. Um tambor de freio se esten-dendo circunferencialmente é feito de um material elástico e é adaptado paraengatar o anel à roda do veículo de modo a ser envolto pelo corpo do pneu.

É preferível que as superfícies das molas curvadas sejam trata-das com algum material que facilite adesão, preferivelmente com á soluçãode dois componentes CHEMOSIL, ou uma cobertura de cobre pode ser apli-cada às superfícies da mola curvada. Além do mais, é preferível cobrir asmolas curvadas sob a superfície de deslocamento com um material de resis-tência coberto de borracha, tal como correame de aço ou pano KEVLAR.

O pneu para veículo de acordo com a invenção pode ser usadovantajosamente com todo veículo que tem pneus incluindo caminhões, veí-culos militares, carros, etc.

A seguinte descrição detalhada de modalidades da invenção,tomada em conjunção com as reivindicações e desenhos em anexo, forneceum mais completo entendimento da natureza e escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em corte transversal de uma primeiramodalidade do pneu para veículo da presente invenção montado em um a-nel de roda de uma peça;

A Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma segundamodalidade do pneu para veículo da presente invenção montado em um a-nel de roda de uma peça;

A Figura 3 é um diagrama mostrando a conformação das molascurvadas do pneu da Figura 1;

A Figura 4 é uma vista em corte transversal tomada ao torno dacircunferência do pneu da Figura 1;

A Figura 5 é um diagrama mostrando a conformação das molascurvadas do pneu da Figura 2;

A Figura 6 é uma vista em corte em perspectiva do pneu da Figura 1

A Figura 7 é uma vista em corte transversal de uma terceira mo-dalidade do pneu para veículo da presente invenção montado em um anelde roda de uma peça;

A Figura 8 é uma vista em corte em perspectiva do pneu da Fi-gura 7 com um material adesivo e resistente aplicado às molas.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

A primeira modalidade do pneu para veículo da presente inven-ção é ilustrada em seção transversal na Figura 1. O corpo, indicado em geralem 1, é preferivelmente feito de um material elástico tal como borracha oupoliuretano (tal como por fundição sob pressão, moldagem por transferênciaou moldagem por injeção). Embora o restante do relatório descritivo irá as-sumir que o material do corpo de pneu é borracha, é para ser entendido quemateriais alternativos podem ser usados. O corpo do pneu 1 tem uma por-ção de coroa que se estende circunferencialmente 1.1 fornecida com a su-perfície de deslocamento e duas paredes laterais adjacentes que se esten-dem circunferencialmente 1.3 ligadas à porção de coroa por meio de por-ções de ressalto 1.2 e terminando em boleados que se estendem circunfe-rencialmente 1.4. Os boleados do pneu para veículo são grampeados em umanel da roda de uma peça 5.

Como ilustrado nas Figs. 1, 4 e 6, o corpo de pneu para veículo1 contém molas curvadas que se estendem radialmente 2. O material demolas curvadas 2 é preferivelmente um compósito de reforço de matriz ter-moplástica e fibra de vidro, comumente conhecido como plástico reforçadocom fibra ou fibra de vidro. A matriz é preferivelmente poli(tereftalato de eti-leno) (PET), também conhecido como MYLAR, ou poliéster. Outros termo-plásticos, epóxi, éster de vinila, ou outros termoendurecíveis podem usadoscomo um material de matriz. Como uma alternativa para a fibra de vidro, afibra ZYLON ou fibra KEVLAR podem ser usadas. Como uma alternativa àconstrução do compósito, as molas curvadas podem ser feitas de aço emmola de camada única ou de camada dupla, grafite ou KEVLAR com refor-ços de grafite ou de fibra de vidro.

Como ilustrado nas Figs. 1 e 6, um par de encaixes de correia 3é embutido na porção de coroa 1.1 acima de molas curvadas 2. Anel da rodaA porção da coroa acima das correias, indicada em 8 na Figura 1, é forneci-da com o padrão de bitola do pneu. As correias 3 devem ser construídas deum material de alta resistência e baixo estiramento. O material das correias3 é preferivelmente aço mas pode alternativamente ser algum pano embor-rachado de alta resistência. As correias 3 podem também ser, alternativa-mente construídas de um pano contendo KEVLAR ou cordas de aço situa-das em um ângulo mínimo de 10° para o eixo circunferencial da porção decoroa 1.1. O pano KEVLAR permite a montagem pré-estressada do pneupara veículo 1 no anel da roda 5. Isso retarda o escorregamento de boleados1.4 no anel da roda 5 em velocidades de viagens maiores protegendo contraexpansão devido a um maior momento angular e durante frenagem. Umacamada de borracha de uma espessura de pelo menos 1 mm deve estarentre o encaixe da correia e as molas curvadas.

Como ilustrado nas Figs. 1 e 6, as extremidades 4 de molas cur-vadas 2 são dobradas para trás. As extremidades 4 de molas curvadas do-bradas para trás se apoiam contra o anel da roda 5. São fornecidas ranhurasno anel da roda 5 para esse propósito.

As molas curvadas 2 preferivelmente são cobertas por borrachanos boleados 1.4 e nas laterais internas de paredes laterais 1.3, e na seçãointerna 6 da porção de coroa 1.1. De modo a assegurar melhor condutivida-de de calor, as molas curvadas 2 podem permanecer descobertas debaixona seção interna 7 da porção de ressalto 1.2. Como será descrito em maio-res detalhes abaixo, com respeito à Figura 6, as molas curvadas 2 são prefe-rivelmente também cobertas com um material que assegure uma melhor a-desão de metal-borracha (ou adesão de compósito ou de fibra de vidro-borracha se as folhas forem assim feitas) de modo a facilitar uma construçãoapropriada na borracha.

Uma segunda modalidade do pneu para veículo da presente in-venção é ilustrada em seção transversal e indicada em geral em 1.5 na Figu-ra 2. A segunda modalidade pode ser montada em um anel da roda paraveículo de uma peça ou de duas peças, ilustrados em 12 e 13. Como ilustra-do na Figura 2, as extremidades de molas curvadas 2.1 são dobradas seestendendo em uma conformação em C (orientação horizontal). Os anéisboleados 9 são posicionados dentro tanto nos boleados de pneu 1.6 quantono ninho formado pelas extremidades de mola conformadas em C. Os anéisboleados devem ser construídos de um material de alta resistência e de bai-xo estiramento, preferivelmente de arame de aço. A parte de pé 10 de molascurvadas dobradas para trás 2.1 se apoiam contra o anel do aro e as pontasde mola viradas para cima 11 impedem que os anéis boleados 9 deslizempara fora dos boleados 1.6. Os anéis boleados 9 e as molas curvadas 2.1são todos inteiramente embutidos na borracha do pneu. No interior do pneupara veículo 1.5, as molas curvadas 2.1 são cobertas por uma camada deborracha 14 de modo que elas sejam impedidas de contatar umidade do ar.Isso impede a oxidação das molas curvadas 2.1.

A Figura 3 mostra a conformação de molas curvadas 2 da Figura1 situada na seção transversal do pneu para veículo 1 em um sistema coor-denado ortogonal com os eixos X e Y. Os seguintes comentários para asmolas curvadas 2 da Figura 1 também se aplicam às molas curvadas 2.1 daFigura 2. É visto na Figura 3 que o ponto b definido como eixo Y pela semi-elipse 15, que descreve a conformação de mola curvada 2, cai no caso idealentre os pontos b' e b" onde:

O ponto b' é definido no eixo Y pela semi-elipse 17 satisfazendoa condição (b' = 1/2 . a), e

O ponto b" é definido no eixo Y pela semi-elipse 16 satisfazendoa condição (b" = 7/8 . a).

As semi-elipses 15, 16 e 17 interceptam o eixo X no ponto a,onde 2a é o eixo grande das elipses e 2b, 2b' e 2b" são os eixos pequenosdas elipses.

Por conseguinte, o contorno da mola curvada 2 na faixa angularde O < t < π (0-180°) corresponde a uma elipse definida em um sistema co-ordenado ortogonal com eixo XeY pelas equações χ = a . cos t e y = b . sint e satisfazendo as seguintes condições:7/8 . a > b > 1/2. a

onde:

onde:

a é a metade do eixo grande da elipse, e

b é a metade do eixo pequeno da elipse.No caso ideal:

B = (2/3)a

Tanto na primeira quanto na segunda modalidades do pneu paraveículo da presente invenção, como ilustrado para a primeira modalidade naFigura 3, a porção de ressalto 1.2 do pneu para veículo 1 pode ser mais lar-ga do que o boleado 1.4 do pneu para veículo 1 por um fator de k = 2a/100 .mm, onde a distância entre os boleados 1.4 iguala duas vezes a espessurada camada de borracha que cobre um boleado simples mais 2a.

As extremidades das molas curvadas 2 (e pé 10 de mola 2.1 naFigura 2) são produzidas com um mínimo de α = 8° de frenagem, como ilus-trado na Figura 3. Como resultado, o ângulo entre as extremidades de molacurvada 4 e eixo X (de pé 10 de mola 2.1 na Figura 2) é pelo menos 8o.

A absorção de choque dos pneus para veículo da primeira e dasegunda modalidade ocorre devido à mudança de conformação de molascurvadas 2 ou 2.1. Devido aos seus perfis semi-elípticos, a mudança de con-formação das molas durante a carga é distribuída uniformemente ao longode todo o comprimento da mola curvada 2 ou 2.1. Em outras palavras, nãoocorre nenhum pico de estresse que levaria ao rompimento. Como resulta-do, um tempo de vida dinâmico similar ou superior àquele de pneus paraveículo convencionais de estrutura de corda radial ou diagonal, pode ser as-segurado.

As camadas de borracha delgadas que cobrem as porções deboleado 1.4 e 1.6 fornecem adesão de modo a retardar ou impedir desliza-mento dos boleados 1.4 e 1.6 dos pneus para veículo 1e 1.5 nos anéis daroda 5 e 12, 13, respectivamente. As camadas de borracha não desempe-nham nenhum papel na absorção de choque dos pneus para veículo.

A Figura 4 ilustra o arranjo de molas curvadas 2 no pneu paraveículo 1. Os seguintes comentários para as molas 2 e pneu 1 da Figura 1também se aplicam às molas 2.1 e pneu 1.5 da Figura 2. A espessura dasmolas curvadas 2, sua largura A e distância de espaçamento circunferencialC medido na porção de coroa 1.1 e a distância B medidas no boleado 1.4dependem de uma grande extensão na dimensão do pneu para veículo 1,bem como nas propriedades esperadas do pneu para veículo 1. Conside-rando as propriedades dinâmicas da borracha, a distância Cea dimensão Adevem ser um mínimo de 10 mm cada, considerando que a distância B devaser um mínimo de 2 mm. Como um exemplo, se a velocidade de um pneupara veículo de 38 cm (15") de diâmetro é aproximadamente 153 km/h (95mph) e sua carga é aproximadamente 400 kg (880 Ibs.), para mola de mate-rial de aço com uma espessura de 2 mm, a dimensão A da molas curvadas 2deve ser um mínimo de 20 mm e a distância entre as molas curvadas C de-ve ser um mínimo de 15 mm.

A Figura 5 mostra a deformação do corpo de borracha e das mo-las curvadas 2.1 no pneu para veículo 1.5 sob carga. Os seguintes comentá-rios das molas curvadas 2.1 e do pneu 1.5 da Figura 2 também se aplicamàs molas 2 e ao pneu 1 da Figura 1. Pode ser visto na Figura 5 que sob car-ga, a dimensão b da mola curvada semi-elíptica 2.1 é deformada na curvatu-ra 19 de modo que sua altura na porção da coroa é reduzida para a dimen-são b", considerando que a posição do boleado 1.6 da mola curvada 2.1permanece inalterada. Como resultado a superfície convexa 18 da superfíciede deslocamento é deformada para plana 20.

Como ilustradas na Figura 6, as superfícies das molas curvadas2 (da Figura 1) preferivelmente são tratadas com uma solução de dois com-ponentes 21 CHEMOSIL de modo a assegurar melhor aderência à borrachado corpo do pneu. Além disso, nas porções abaixo da superfície de deslo-camento, 2 molas são preferivelmente cobertas por um material de resistên-cia tal como pano emborrachado KEVLAR 22. O mesmo pode ser dito dasmolas curvadas 2.1 da Figura 2. Acima ou radialmente fora das molas cur-vadas 2, como descrito previamente, encaixes de correia 3 são situados as-segurando a adesão do pneu para veículo 1 ao anel da roda 5 durante umaviagem em alta velocidade.

Uma terceira modalidade do pneu para veículo da presente in-venção é ilustrada nas Figs. 7 e 8. Como com a primeira e segunda modali-dades, o corpo, indicado em geral em 30, é preferivelmente feito de um ma-terial elástico tal como borracha ou poliuretano (tal como fundição sob pres-são, moldagem por transferência ou moldagem por injeção). O corpo dopneu 30 tem uma porção de coroa que se estende circunferencialmente 30.1fornecido com uma superfície de deslocamento e duas paredes laterais ad-jacentes se estendendo circunferencialmente 30.3 ligadas à porção da coroapor meio de porções de ressalto 30.2 e terminando em boleados se esten-dendo circunferencialmente 30.4. Os boleados 30.4 do pneu para veículosão grampeados em um anel de roda de uma peça 35. Enquanto o anel deuma peça é ilustrado, a terceira modalidade do pneu da presente invençãopode ser montada em um anel de roda de duas peças.

Como indicado em geral em 32 nas Figs. 7 e 8, o corpo do pneupara veículo 30 contém molas compostas de curvas se estendendo radial-mente 32. Cada mola inclui uma porção de coroa ou de topo 32.1, porçõesde ressalto ou de parede lateral superior 32.2, porções de parede lateral in-ferior 32.3 e porções de extremidade 32.4. Como ilustrado nas Figs. 7 e 8, aporção de topo da mola 32.1 é ligeiramente convexa com respeito ao anel daroda do veículo 35. As porções da parede lateral superior da mola 32.2 sãoconvexas para fora com respeito ao plano radial do pneu, indicado em 39 naFigura 7. As porções da parede lateral inferior da mola 32.3 são côncavaspara dentro com respeito ao plano radial 39. Como resultado, as molas ca-racterizam as paredes laterais conformadas em S e paredes laterais confor-madas em S invertido. As extremidades da mola 34 são geralmente chatasde modo a se situarem ao longo de um eixo horizontal e suportarem na se-ção chata do anel 35 para distribuir circunferencialmente a carga nos pneuspara veículo. As molas 32 são formadas como curvas contínuas, sem se-ções circulares ou retas exceto na extremidade chata, para evitar concentra-ções de estresse para promover uma vida longa de fadiga. A espessura e alargura das molas podem muito, mas podem ser, somente como um exem-plo, 4 mm de espessura e 10 mm de largura.

Os boleados do pneu 30.4 podem opcionalmente ser fornecidoscom anéis boleados de aço ou compósito, da maneira ilustrada em anéisboleados 9 na Figura 2. As extremidades 34 das molas 32 engatam os anéisboleados em tal modalidade.O material das molas compostas de curvas 32 é preferivelmenteum compósito de reforço de matriz termoplástica e de fibra de vidro, comu-mente conhecido como plástico reforçado de fibra ou fibra de vidro. A matrizé preferivelmente poli(tereftalato de etileno) (PET)1 também conhecido comoMYLAR, ou poliéster. Outros termoplásticos, epóxi, éster de vinila, ou outrostermoendurecíveis podem também ser usados como um material de matriz.Como uma alternativa para a fibra de vidro, a fibra ZYLON ou fibra KEVLARpodem ser usadas. Como uma alternativa à construção do compósito, asmolas compostas de curva 32 podem ser feitas de aço em mola de camadaúnica ou de camada dupla, grafite ou KEVLAR com reforços de grafite ou defibra de vidro.

As molas compostas de curva são preferivelmente fabricadaspor pultrusão com subseqüente termoconformação. Um filme texturizado depeel ply (uma espécie de filme de náilon) é preferivelmente aplicado ao mol-de de mola antes da termoconformação da mola. Durante a termoconforma-ção, o material da matriz termoplástica flui nos vazios, fissuras e cavidadesdo peel ply (uma espécie de filme de náilon) para evitar uma superfície Ius-trosa e aumentar a aspereza da superfície para promover aglutinação commateriais aplicados mais tarde à superfície da mola.

O pneu é preferivelmente produzido através de moldagem portransferência. Como ilustrado na Figura 8, um adesivo 44 CHEMLOK é pre-ferivelmente aplicado à superfície da mola antes da moldagem por transfe-rência e permite que a borracha vulcanize diretamente na superfície da molapara fornecer uma maior resistência de ligação do que resistência do rasgoda borracha para evitar falha adesiva. Além disso, nas porções abaixo dasuperfície de deslocamento, as molas 32 são preferivelmente cobertas pormaterial resistente tal como correame de aço ou pano emborrachado 42 KEVLAR.

Como ilustrado nas Figs. 7 e 8, o pneu preferivelmente inclui umtambor de freio conformado em anel 41 que é posicionado no anel 35 demodo a limitá-lo circunferencialmente. O tambor de freio pode ser construídode qualquer elastômero ou borracha mas preferencialmente é construído deuma espuma termoplástica, tal como espuma de polietileno. O tambor defreio protege as molas 32 de deformar além do seu limite elástico no eventoem que o veículo encontra um perigo na estrada ou se torna sobrecarrega-do.

Como com a primeira modalidade, a terceira modalidade dopneu da presente invenção preferivelmente inclui um par de encaixes de cor-reia 33 embutidos na porção de coroa 30.1 do pneu acima das molas com-postas de curva 32. A porção da coroa acima das correias, indicada em 38na Figura 7, é fornecida com o padrão de bitola do pneu. As correias 33 de-vem ser construídas de um material de alta resistência e baixo estiramento.O material das correias 33 é preferivelmente aço mas pode alternativamenteser algum pano emborrachado de alta resistência. As correias 33 podemtambém ser alternativamente construídas de um pano contendo KEVLAR oucordas de aço situadas em um ângulo mínimo de 10° para o eixo circunfe-rencial da porção de coroa 30.1. Uma camada de borracha de uma espessu-ra de pelo menos 2 mm deve estar entre o encaixe de correia e as molascurvadas. As correias 33 ajudam a assegurar a adesão do pneu do veículo30 ao anel da roda 35 durante uma viagem em alta velocidade.

O arranjo das molas curvadas no pneu para veículo 30 da tercei-ra modalidade pode também ser descrito com referência à Figura 4. A es-pessura das molas compostas de curva 32, sua largura A e distância de es-paçamento circunferencial C medidos na porção da coroa 30.1 e distância Bmedida em boleado 30.4 depende de uma grande extensão na dimensão dopneu para veículo 30, bem como das propriedades esperadas do pneu paraveículo 30. Considerando as propriedades dinâmicas da borracha, a distân-cia C e a dimensão A devem estar a um mínimo de 10 mm cada, visto que adistância B deve ser de um mínimo de 2 mm.

Vantagens significantes dos pneus para veículos de acordo coma invenção incluem:

segurança total no evento de perfurações, já que o pneu paraveículo não tem pressão interna, por conseguinte, nenhum ar pode escaparo que poderia deteriorar propriedades de viagem;o processo de fabricação pode ser bem automatizado e a quali-dade de produção é confiável;

nenhum monitoramento/controle da pressão de ar do pneu é ne-cessário e não existe a necessidade por um pneu sobressalente;

a exigência por energia da fabricação do pneu para veículo deacordo com a invenção é geralmente inferior se comparada aos pneus con-vencionais. Como resultado, é causado menos prejuízo ambiental;

menor resistência rolante e superior eficiência de combustível doque de um pneu pneumático.

Embora as modalidades preferidas da invenção tenham sidomostradas e descritas, será aparente para aqueles versados na técnica quealterações e modificações podem ser feitas aí sem se afastar do espírito dainvenção, cujo escopo é definido pelas reivindicações em anexo.

Claims (20)

1. Pneu não pneumático para um veículo compreendendo:a. um corpo feito de um material elástico e tendo uma por-ção de coroa que se estende circunferencialmente apresentando uma super-fície de deslocamento e primeira e segunda paredes laterais se estendendocircunferencialmente ligadas à dita porção de coroa, a dita primeira e segun-da paredes laterais se estendendo circunferencialmente terminando em pri-meiro e segundo boleados se estendendo circunferencialmente, respectiva-mente, o dito primeiro e segundo boleados adaptados para se engatarem aum anel de uma roda de veículo; eb. uma pluralidade de molas compostas de curva se esten-dendo radialmente e espaçadas circunferencialmente pelo menos parcial-mente embutidas dentro da dita porção de coroa e a dita primeira e segundaparedes laterais do corpo de pneu, cada uma das ditas molas compostas decurva tendo uma primeira extremidade terminando dentro do primeiro bolea-do do corpo do pneu e uma segunda extremidade terminando dentro do se-gundo boleado do corpo do pneu.

2. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 1, com-preendendo adicionalmente uma correia se estendendo circunferencialmenteconstruída de um material de alta resistência e baixo estiramento posiciona-da radialmente do lado de fora da pluralidade de molas curvadas de modo acircundá-las.

3. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 2, emque a dita correia é construída de aço.

4. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 2, emque a dita correia é construída de pano reforçado com fibra.

5. Pneu não pneumático de acordo com â reivindicação 1, emque as molas são construídas de um material compósito.

6. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 5, emque o material compósito das molas é um compósito de reforço de matriztermoplástica e fibra de vidro.

7. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 5, emque o material compósito é camadas de aço.

8. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 1, emque cada mola inclui uma primeira parede lateral que é geralmente confor-mada em S e uma segunda parede lateral que é geralmente conformada em S invertido.

9. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 8, emque cada mola inclui uma porção de topo que é convexa com respeito aoanel da roda do veículo.

10. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 8, emque cada uma das paredes laterais de cada mola inclui porções de paredelateral superior e inferior com as porções da parede lateral superior conve-xas com respeito a um plano radial do pneu e as porções da parede lateralinferior côncavas com respeito ao plano radial do pneu.

11. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 8, emque a primeira e a segunda extremidades de cada mola são chatas de modoa geralmente se situarem ao longo de um eixo horizontal.

12. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 1, com-preendendo adicionalmente um tambor de freio se estendendo circunferen-cialmènte feito de um material elástico adaptado para engatar o anel à rodado veículo de modo a ser envolto pelo corpo do pneu.

13. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 1, emque superfícies das molas compostas de curva são tratadas para intensificara adesão das molas ao corpo do pneu.

14. Pneu não pneumático para um veículo compreendendo:a. um corpo feito de um material elástico e tendo uma por-ção de coroa que se estende circunferencialmente caracterizando uma su-perfície de deslocamento e primeira e segunda paredes laterais se esten-dendo circunferencialmente ligadas à dita porção de coroa, a dita primeira esegunda paredes laterais se estendendo circunferencialmente terminandoem primeiro e segundo boleados se estendendo circunferencialmente, res-pectivamente, o dito primeiro e segundo boleados adaptados para se enga-tarem a um anel de uma roda de veículo; eb. uma pluralidade de molas se estendendo radialmente eespaçadas circunferencialmente construídas de um material compósito pelomenos parcialmente embutidas dentro da dita porção de coroa e a dita pri-meira e segunda paredes laterais do corpo de pneu, cada uma das ditas mo-las de compósito tendo uma primeira extremidade terminando dentro do pri-meiro boleado do corpo do pneu e uma segunda extremidade terminandodentro do segundo boleado do corpo do pneu.

15. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 14,compreendendo adicionalmente uma correia se estendendo circunferencial-mente construída de um material de alta resistência e baixo estiramento,posicionada radialmente do lado de fora da pluralidade de molas curvadasde modo a circundá-las.

16. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 15, emque a dita correia é construída de aço.

17. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 15, emque a dita correia é construída de pano reforçado com fibra.

18. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 14, emque o material compósito das molas é um compósito de reforço de matriztermoplástica e fibra de vidro.

19. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 14, emque o material compósito é uma matriz termoendurecível com um materialde reforço selecionado de um grupo que consiste em vidro, fibra de carbonoKEVLAR/TWARON, ZYLON ou SPECTRA/DYNEEMA ou quartzo fundido.

20. Pneu não pneumático de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente um tambor de freio se estendendo circunfe-rencialmente feito de um material elástico adaptado para se engatar ao anelda roda do veículo de modo a ser envolto pelo corpo do pneu.