BRPI0709811A2 - dispositivo de fixaÇço de um màdulo sobre a parede interna de um pneumÁtico - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE FIXAÇçO DE UM MàDULO SOBRE A PAREDE INTERNA DE UM PNEUMÁTICO A invenção se refere a um dispositivo de fixação de um módulo sobre a parede interna de um pneumático. De acordo com a invenção, esse dispositivo é constituído por uma base solidária do pneumático e por uma tira flexível, a base compreendendo meios de fixação da dita tira, as extremidades da tira compreendendo pelo menos dois meios independentes de engate do módulo e a tira compreendendo meios de bloqueio do módulo.

Description

"DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO DE UM MÓDULO SOBRE A PAREDEINTERNA DE UM PNEUMÁTICO"

A invenção é relativa a um dispositivo de fixação de ummódulo sobre a parede interna de um pneumático e mais especificamente aum dispositivo de fixação de um módulo eletrônico.

A utilização de módulos eletrônicos nos pneumáticos podepermitir um grande numero de aplicações que consistem em adquirir, estocare/ou transmitir informações com o objetivo de acompanhar a utilização dopneumático, e notadamente de informar sobre a evolução dos desempenhosdo pneumático durante sua duração de vida.

Tais módulos eletrônicos podem compreender componentespassivos tais como chips de identificação ou RFID, e/ou componentes ativosligados a um sistema autônomo de alimentação em energia elétrica tal comobaterias ou ainda um sistema de acoplamento indutivo. Esses módulos eletrônicos podem ser projetados para trocar informações com módulosexternos, que servem por exemplo de interface com o usuário, por intermédiode ondas de rádio das quais a freqüência e a potência são cuidadosamenteajustadas e de acordo com protocolos de transmissão específicos. Eles podemainda ser previstos para estocar informações para ser interrogadosulteriormente, por exemplo para analisar o uso do pneumático. Os móduloseletrônicos são geralmente dispostos no interior de caixas de proteçãoflexíveis ou rígidas, destinadas a preservar os componentes eletrônicos dasagressões ligadas aos choques, e ao ambiente que existe dentro dopneumático, notadamente devido à presença de fluido, por exemplo devocações antioxidante ou antifuro, e a seu ambiente.

Um tal módulo eletrônico, pode notadamente ser fixado nointerior da cavidade formada pelo pneumático uma vez que ele está montadona roda; para isso ele pode ser disposto sobre um grande número de suportes.Assim ele pode ser fixado à válvula, fixado sobre o aro, fixado ou coladosobre a parede interior do pneumático ou ainda ser integrado aos componentesdo pneumático. A escolha de uma dessas soluções depende da natureza dopneumático, das solicitações que ele pode suportar, da natureza e da fonte deenergia do módulo eletrônico, das informações que se deseja acompanhar e daacessibilidade desejada em caso de manutenção. A invenção é relativa ao casode um módulo eletrônico fixado sobre a parede interna do pneumático.

Quando o módulo eletrônico é assim associado ao pneumático,o modo de fixação escolhido deve assegurar a retenção em posição do móduloquaisquer que sejam a velocidade de rotação e as condições de uso do invólucro.

Soluções de fixação que permitem responder a essasexigências já foram descritas por exemplo nas publicações EP 0 936 089, US6 255 940, US 6 462 650 ou ainda WO 2005044600, que descrevem sistemade fixação de um módulo sobre a parede interior de um pneumático. Essesdispositivos são compostos por uma sapata flexível da qual uma face serve deligação com a parede interior do pneumático e da qual a outra facecompreende um meio de fixação que opera junto com os meios de ligaçãodispostos no módulo.

Ainda que não limitada a esse tipo de aplicação, a invençãoserá mais especialmente descrita em referência a módulos eletrônicos cujaespessura é superior ou igual a 2 cm e que apresentam uma base decomprimento pelo menos igual a 4 cm e de largura pelo menos igual a 2 cm eque são destinados a ser inseridos em pneumáticos para veículo de tipobasculante e que apresentam uma largura axial superior a 37 polegadas.

No caso desse tipo de veículos, notadamente destinados a usosem minas ou pedreiras para o transporte de cargas, as dimensões dospneumáticos associadas às cargas que eles sustentam em rodagem levam aflechas dos pneumáticos da ordem de 30 %; eles podem notadamente sersubmetidos a aumentos de carga superiores a 50 % devido a sobrecargasdinâmicas ligadas por exemplo a frenagens para veículos de tipo máquinas decarregamento ou então por exemplo a deformações das pistas de circulação nocaso dos veículos de tipo basculante.

A flecha de um pneumático é definida pela deformação radialdo pneumático, ou variação da altura radial, quando esse último passa de umestado não carregado para um estado carregado em modo estático, emcondições de carga e de pressão nominais.

Ela é expressa sob a forma de uma flecha relativa, definidapela relação dessa variação da altura radial do pneumático sobre a metade dadiferença entre o diâmetro exterior do pneumático e o diâmetro máximo doaro medido no gancho. O diâmetro exterior do pneumático é medido emmodo estático em um estado não carregado na pressão nominal.

O pneumático sofre assim nessa zona pressões radiais. Essasúltimas são combinadas com pressões longitudinais devido notadamente àdesradialização do pneumático na zona da área de contato. A combinaçãodessas pressões se traduz notadamente por deformações das paredes dopneumático.

Essas deformações combinadas por exemplo com móduloseletrônicos tais como aqueles precitados cuja espessura é relativamentegrande necessitam de meios de fixação mais adaptados para garantir aperenidade da fixação. De fato, os dispositivos precitados apresentamfraquezas devido a solicitações especialmente grandes ligadas ao tipo demódulo e ao tipo de pneumático.

Os inventores se deram assim como missão definir umdispositivo de fixação de um módulo eletrônico que permite garantir aperenidade da dita fixação inclusive no caso de um módulo tal como aqueledescrito precedentemente e que apresenta uma espessura pelo menos igual a 2cm, esse último sendo fixado em um pneumático que pode suportar flechas daordem de 30 %.Esse objetivo foi atingido de acordo com a invenção por umdispositivo de fixação de um módulo sobre a parede interna de umpneumático, o dito dispositivo sendo constituído por uma base solidária dopneumático e por uma tira flexível, a base compreendendo meios de fixaçãoda dita tira, as extremidades da tira compreendendo pelo menos dois meiosindependentes de engate dó módulo e a tira compreendendo meios debloqueio do módulo.

Foi revelado que o dispositivo assim descrito de acordo com ainvenção permite efetivamente conservar o módulo em seu lugar inclusive porocasião de grandes solicitações devido à utilização do pneumático. Parece defato que a natureza flexível da tira que permite notadamente absorver certassolicitações associadas a um engate por meios independentes que permitemdividir pelo menos localmente as pressões devidas às solicitações permitemgarantir a perenidade do engate do módulo no pneumático. Aparece por outrolado que esse tipo de engate é especialmente bem adaptado a um módulorelativamente espesso tanto do ponto de vista de sua colocação no lugarquanto de sua retenção.

De acordo com um modo de realização preferido, a tiraflexível é amovível. Isso apresenta uma vantagem em termo de realização; éde fato assim possível preparar ou realizar o dispositivo em dois tempos:colocação no lugar da base que é tornada solidária do pneumático e depoiscolocação no lugar da tira. Por outro lado, isso pode ainda permitir substituir atira por qualquer tipo de razão, a base sendo conservada.

De acordo com um modo de realização vantajoso da invenção,os meios de fixação da tira na base são obtidos por duas aberturas na base queformam um passador e que permitem a passagem da tira. Esse modo derealização é especialmente vantajoso devido a sua simplicidade de realizaçãoe devido a sua utilização. As aberturas na base podem por exemplo serrealizadas no momento da fabricação da dita base. Quando essa última érealizada em um material polimérico tal como borracha, no momento de suareticulação, ou vulcanização, é previsto por exemplo um elemento de inserçãono qual a borracha não adere, que é em seguida retirado para deixar aparecerduas aberturas que formam o dito passador.

De preferência de acordo com a invenção, os meios de engatede cada uma das extremidades da tira flexível são meios complementares demeios previstos no módulo. Uma tal realização permite notadamentesimplificar a fase de engate do módulo.

De preferência ainda, os meios de engate de cada uma dasextremidades da tira são aberturas. Essa realização preferida da tira flexívelpermite engatar uma extremidade da dita banda em uma protuberância do módulo.

Uma realização vantajosa da invenção prevê que os meios debloqueio do módulo são esforços exercidos pela dita tira.

De acordo com um primeiro modo de realização, os esforçosexercidos pela dita tira são esforços de solicitação elásticos. De acordo comessa realização, o bloqueio do módulo é obtido desde que o engate do ditomódulo é realizado.

De acordo com um segundo modo de realização, os esforçosexercidos pela dita tira são obtidos por termo-retração da tira. Para isso, a tiraé vantajosamente realizada em um material adaptado e a tira é aquecida desdeque o engate do módulo é efetuado.

Uma variante preferida de realização da invenção prevê aindaque a base é realizada em um material polimérico reticulado no pneumático.Vantajosamente ainda, a reticulação da base é obtida simultaneamente àreticulação, notadamente vulcanização, do pneumático. De acordo com essavariante de realização da invenção, a fabricação do pneumático quecompreende uma base é realizada mais rapidamente e a fixação da base éperfeitamente solidária da parede interna do pneumático.Vantajosamente ainda, a tira flexível é constituída por ummaterial polimérico. Vantajosamente esse material não é reforçado paragarantir a flexibilidade e as forças de bloqueio de acordo com a invenção.Outros detalhes e características vantajosas da invenção sedestacarão abaixo da descrição de exemplos de realização da invenção emreferência às figuras 1 a 3 que representam:

- figura 1, uma representação esquemática de um dispositivode acordo com a invenção,

- figuras 2a a 2c, uma representação esquemática de acordocom um primeiro modo de realização de um dispositivo de acordo com ainvenção,

- figuras 3 a a 3 c, uma representação esquemática de acordocom um segundo modo de realização de um dispositivo de acordo com ainvenção.

As figuras não estão representadas na escala para simplificar acompreensão das mesmas.

A Figura 1 representa um módulo eletrônico 1 fixado sobre aparede interna 2 de um pneumático com o auxílio de um dispositivo defixação 3. O dispositivo de fixação 3 é ele próprio composto por uma base 4solidária do pneumático prevista com duas aberturas 5 nas quais passa umatira flexível 6.

A base 4 pode por exemplo ser realizada por ocasião daconfecção do pneumático, uma ou várias camadas de borracha que aconstituem sendo colocadas no lugar e depois cozidas simultaneamente aocozimento do pneumático. A formação das duas aberturas 5 pode ser obtidapela presença de um elemento colocado no lugar por ocasião do cozimento.Um tal elemento é realizado em qualquer material conhecido pelo profissionalno qual a borracha não adere que é inserido entre duas camadas de borracha edo qual as extremidades são posicionadas para obter as duas aberturasprocuradas.

De acordo com um outro modo de realização, a base 4 podeser realizada em borracha por moldagem previamente e adaptada nopneumático e adaptada no pneumático antes do cozimento desse último. Abase 4 está então já cozida e a ligação é obtida por interposição de umainterface entre a base 4 é o pneumático que vai permitir obter uma ligaçãoentre base e pneumático por ocasião do cozimento desse último.

De acordo com um último modo de realização, a base 4 podeser realizada em borracha por moldagem previamente só sendo submetida aum cozimento parcial que permite conservar a base, quer dizer a parte da basedestinada a entrar em contato com o pneumático, não reticulada. A base assimobtida é colocada no lugar no pneumático antes do cozimento desse último e aligação entre base e pneumático é assim obtida por ocasião do cozimento dopneumático. De acordo com esse modo de realização, é no entanto prudentelimitar os tempos de conservação das bases pré-fabricadas e parcialmentereticuladas.

A base 4 é vantajosamente realizada em borracha nãoreforçada para melhor suportar todas as deformações do pneumático. Se apresença de elementos de reforço é no entanto exigida, esses últimos sãovantajosamente elementos de reforço elásticos.

A tira flexível 6 é também realizada em borracha nãoreforçada e compreende em cada uma de suas extremidades meios de engatedo módulo eletrônico 1. A tira flexível 6 é fabricada independentemente eadaptada por ocasião da colocação no lugar do módulo eletrônico 1. Ela édeslizada por uma das aberturas 5 para sair pela outra de modo que a partesuperior da base 4 situada entre as duas aberturas 5 forma um passador queretém a tira flexível 6 que vem formar um laço fechado pelo topo do móduloeletrônico 1.

O módulo eletrônico 1 compreende uma cabeça de medição 7,por exemplo de medição de pressão, em seu topo. Para garantir medições nãoperturbadas, é preferível que a cabeça de medição 7 não seja recoberta pelosmeios de engate ligados à tira flexível 6. Cada uma das extremidades da tiraflexível 6 compreendendo meios de engate, é possível fixar o módulo semrecobrir a cabeça de medição 7 do módulo eletrônico 1.

As figuras 2 e 3 ilustram dois exemplos de realização dainvenção.

Nas figuras 2a e 2b, o módulo eletrônico 21 e as extremidadesda tira flexível 26 são representados de acordo com respectivamente umavista de lado e uma vista de cima. Cada uma das extremidades da tira 26 vemse dispor sobre o módulo 21 por engate ao nível da cabeça de medição 27 semcobrir essa última. Como mostrado na figura 2c, as extremidades da tira 26compreendem cada uma delas uma abertura 28 substancialmente da dimensãoda cabeça de medição 27. No caso em questão da figura 2, a cabeça demedição é circular e as aberturas 28 também são circulares e apresentam umdiâmetro substancialmente equivalente ao diâmetro da cabeça de medição.

Os ensaios mostraram que um tal dispositivo permite um bomengate do módulo. A tira 26 realizada em borracha não reforçada apresentavantajosamente propriedades elásticas, que associadas ao sistema de engate,são suficientes para bloquear o módulo eletrônico 21. Os ensaios de rodagemmostraram efetivamente que, o pneumático sendo submetido a solicitaçõesgrandes devido a deformação por ocasião de passagem sobre solospedregosos, o módulo eletrônico permanece no lugar e que o dispositivo defixação não foi danificado.

De acordo com esça primeira variante de realização dainvenção, a tira flexível 26 pode opcionalmente compreender zonas recobertasde um material de tipo tecido velcro para permitir um engate de umaextremidade da tira 26 sobre a outra nas zonas de recobrimento dessas duasextremidades. Esse engate por velcro pode se encontrar notadamente de umlado e de outro da cabeça de medição. Essa opção pode apresentar a vantagemde não deixar livre uma extremidade e assim melhor retê-la e evitar que ela sesolte da cabeça de medição 27 por ocasião das deformações do pneumático.Ela pode ainda permitir uma melhor repartição das pressões que são exercidaspara bloquear o módulo 21. De acordo com uma outra opção a tira flexível 26é realizada em um material de tipo tecido velcro para permitir o engate entresi das extremidades nas zonas de recobrimento dessas duas extremidades.

As figuras 3a, 3b, 3c mostram uma variante de realização de um dispositivo de fixação de acordo com a invenção previsto para fixar ummódulo eletrônico 31 que compreende apêndices 39 que permitem o engatedas extremidades da tira flexível 36 por intermédio das aberturas 38.

De acordo com essa variante de realização, os ensaiosmostraram resultados absolutamente similares ao caso precedente. Essasolução pode apresentar a vantagem de nunca tocar ou mesmo roçar a cabeçade medição 37 por ocasião do engate da tira 36.

Ensaios foram realizados em um pneumático de dimensão40.00R57 montado em um veículo de tipo CAT 793 no qual foi fixado ummódulo de tipo sensor de pressão cujas dimensões exteriores são 9 cm decomprimento, 5 cm de largura e 3 cm de espessura.

Esse módulo foi fixado com um dispositivo tal como descritonas figuras 2, a base sendo fixada sobre a parede interna do pneumático nodecorrer da fabricação desse último. A base sendo feita de borracha, ela foivulcanizada simultaneamente ao pneumático. O módulo é em seguida fixadocom o auxílio de uma tira feita de borracha da qual as duas extremidades vêmse engatar na cabeça de medição. As extremidades são por outro lado fixadasuma na outra por um tecido velcro presente em cada uma delas.

Rodagens foram efetuadas em um terreno que compreendepedras e trilhos que reproduzem o solo que os pneumáticos que equipamveículos que circulam em minas podem encontrar. As flechas observadasdurante a rodagem puderam atingir 50% em sobrecarga dinâmica.

Os resultados obtidos permitiram validar a eficácia dodispositivo de fixação de acordo com a invenção, notadamente em termo deresistência no tempo por ocasião de rodagens.

Claims (10)

1. Dispositivo de fixação de um módulo sobre a parede internade um pneumático, caracterizado pelo fato de que ele é constituído por umabase solidária do pneumático e por uma tira flexível, pelo fato de que a basecompreende meios de fixação da dita tira, pelo fato de que as extremidades datira compreendem pelo menos dois meios independentes de engate do móduloe pelo fato de que a tira compreende meios de bloqueio do módulo.

2. Dispositivo de fixação de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a tira flexível é amo vivei.

3. Dispositivo de fixação de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que os meios de fixação da tira na base sãoobtidos por duas aberturas na base que permitem a passagem da tira.

4. Dispositivo de fixação de acordo com uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os meios de engate decada uma das extremidades da tira são meios complementares de meiosprevistos no módulo.

5. Dispositivo de fixação de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que os meios de engate de cada uma dasextremidades da tira são aberturas.

6. Dispositivo de fixação de acordo com uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os meios debloqueio do módulo são esforços exercidos pela dita tira.

7. Dispositivo de fixação de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que os esforços exercidos pela dita tira são esforçosde solicitação elásticos.

8. Dispositivo de fixação de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que os esforços exercidos pela dita tira são obtidospor termo-retração da tira.

9. Dispositivo de fixação de acordo com uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a base é realizadaem um material polimérico reticulado no pneumático.

10. Dispositivo de fixação de acordo com uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a tira flexível éconstituída por um material polimérico.