BRPI0901729A2 - pneumático de desempenho com inserto de costado - Google Patents

Abstract

PNEUMáTICO DE DESEMPENHO COM INSERTO DE COSTADO. Um pneumático é proporcionado tendo uma carcaça com pelo menos uma lona de carcaça, um pano-forro intermediário, um costado, um talão compreendendo um núcleo de talão e um enchimento de talão, e uma banda de rodagem disposta radialmente externa à carcaça. O costado tem apenas um único inserto de borracha de forma crescente, localizado entre o pano-forro intermediário e a pelo menos uma lona de carcaça. A borracha do pelo menos um inserto de borracha de forma crescente tem uma dureza (Shore A, 100°C) em uma faixa de cerca de 68 a cerca de 90, e a espessura máxima do pelo menos um inserto de borracha de forma crescente, medida paralela ao eixo de rotação do pneumático, é inferior a 30% da espessura do costado do pneumático, medida paralela ao eixo de rotação do pneumático, da superfície axialmente interna do pano-forro interno para a superfície axialmente externa do costado, no local de espessura máxima do inserto de borracha.

Description

"PNEUMÁTICO DE DESEMPENHO COM INSERTO DE COSTADO"

CAMPO TÉCNICO

Esta invenção se refere a pneumáticos e, mais particularmente, a pneumáticos paracarros de passeio de alto desempenho, que não rodam vazios.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Para pneumáticos para carros de passeio de alto desempenho modernos, é alta-mente desejável que se tenha condução superior, especialmente, estabilidade de açambar-camento. É conhecido na técnica de pneumáticos que rodam vazios a utilização de projetosde costados que são mais espessos e/ou mais rígidos, de modo que a carga do pneumáticopode ser conduzida por um pneumático vazio, sem, de outro modo, comprometer a condu-ção do veículo, por um tempo razoável até que o pneumático possa ser reparado ou substi-tuído. Os métodos usados para reforçar o costado incluem a incorporação de insertos oucargas tendo, em uma vista em seção transversal, uma forma crescente. Esses insertos oucargas são localizados na superfície periférica interna da parte costado da carcaça, que é aregião no pneumático tendo, usualmente, a menor rigidez. Nesses projetos de pneumáticosque rodam vazios, todo o costado tem uma seção transversal de forma crescente, de modoa proporcionar rigidez. Os costados desses pneumáticos, quando operados na condiçãovazia, experimentam uma carga compressiva líquida, embora com as partes externas doscostados estando, necessariamente, em tensão, devido à deformação por encurvamento,especialmente, nas regiões do costado adjacentes à parte de contato com o solo da bandade rodagem. Devido às grandes quantidades de borracha necessárias para reforçar os ele-mentos do costado, o acúmulo de calor é um fator importante na falha do pneumático, espe-cialmente quando pneumático vazio é operado por longos períodos a altas velocidades. Es-ses insertos são tipicamente localizados entre as lonas da carcaça.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A estrutura, a operação e as vantagens da modalidade atualmente preferida da in-venção vão ficar mais evidentes mediante consideração da descrição apresentada a seguir,feita em conjunto com os desenhos em anexo, em que a Figura 1 é uma vista em seçãotransversal de um pneumático da presente invenção.

DEFINIÇÕES

"Razão de aparência" significa a razão da altura da seção de um pneumático para asua largura da seção.

"Axial" e "axialmente" significam as linhas ou direções que são paralelas ao eixo derotação do pneumático.

"Banda de rodagem" ou "núcleo da banda de rodagem" significa, de uma maneirageral, aquela parte do pneumático, que compreende um elemento de tensão anular de ta-lões radialmente interno, que são associados com a retenção do pneumático no aro; os ta-lões sendo envolvidos por cordões de lonas e moldado, com ou sem outros elementos dereforço, tais como, cobre-talões, reforços de arame, enchimentos, protetores de unhas deborracha e agentes antiatrito.

"Estrutura de correia" ou "correias de reforço" significam pelo menos duas camadasou lonas anulares de cordões paralelos, tecidas ou não, subjacentes à banda de rodagem,desancorados ao talão, e tendo ambos os ângulos dos cordões direito e esquerdo na faixade 17 a 27°, com relação ao plano equatorial do pneumático.

"Carcaça" significa a estrutura do pneumático à parte da estrutura de correia, bandade rodagem, sub-banda de rodagem sobre as lonas, mas incluindo os talões.

"Invólucro" significa a carcaça, a estrutura de correia, os talões, os costados e todosos outros componentes do pneumático, exceto a banda de rodagem e a sub-banda de roda-gem.

"Circunferencial" significa linhas ou direções se estendendo ao longo do perímetroda superfície da banda de rodagem anular, perpendicular à direção axial.

"Cordão" significa um dos fios de reforço, dos quais as lonas no pneumático sãocompreendidas.

"Plano equatorial" significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneumáticoe passando pelo centro da sua banda de rodagem.

"Pano-forro intermediário" significa a ou as camadas de elastômero, ou de outromaterial, que formam a superfície interna de um pneumático sem câmara e que contêm ogás de inflação dentro do pneumático.

"Lateral" significa uma direção paralela à direção axial.

"Pressão de inflação normal" significa a pressão de inflação normal e a carga atri-buídas pela organização de padrões adequada para a condição de uso para o pneumático.

"Lona" significa uma camada de cordões paralelos revestidos com borracha.

"Radial" e "radialmente" significam direções radialmente no sentido ou para longedo eixo de rotação do pneumático.

"Estrutura de lonas radiais" significa que uma ou mais lonas da carcaça, das quaispelo menos uma lona tem cordões de reforço orientados a um ângulo entre 65 e 90 graus,com relação ao plano equatorial do pneumático.

"Pneumático de lonas radiais" significa um pneumático limitado circunferencialmen-te ou cintado, no qual pelo menos uma lona tem cordões que se estendem de talão em talãoe são dispostos a ângulos de cordões entre 65 e 90°, com relação ao plano equatorial dopneumático.

"Altura da seção" significa a distância radial do diâmetro nominal do aro ao diâmetroexterno do pneumático, no seu plano equatorial.

"Largura da seção" significa a distância linear máxima paralela ao eixo do pneumá-tico e entre a parte externa dos seus costados, quando e depois de ter sido inflado a umapressão de inflação normal por 24 horas, mas sem carga, excluindo as elevações dos cos-tados, devido à marcação, decoração ou faixas protetoras.

"Ombro" significa a parte superior do costado, logo abaixo da borda da banda derodagem.

"Costado" significa aquela parte de um pneumatico entre a banda de rodagem e otalão.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA

Com referência à Figura 1, uma seção transversal de um pneumatico radial 100,para uso em veículos de passeio, é ilustrada. O pneumatico 100 é um pneumatico para car-ros de passeio, de preferência, um pneumatico de alto desempenho. O pneumatico pode serou não um pneumatico que roda vazio. O pneumatico 100 tem uma parte banda de rodagemde contato com o solo 102, que termina nas partes ombro 103, nas bordas laterais da partebanda de rodagem. O pneumatico inclui ainda partes costado 106, que se estendem dasbordas laterais da parte banda de rodagem e terminam nas respectivas regiões dos talões108, todas tendo um núcleo de talão inextensível anular 110. O pneumatico 100 é dotadoainda com uma estrutura de reforço de carcaça 112, que se estende por toda a estrutura dopneumatico, da região do talão por uma parte costado 106, parte banda de rodagem, partecostado oposta para a região da banda de rodagem. A estrutura de reforço da carcaça é, depreferência, radial e compreende uma ou mais lonas, de preferência, duas lonas 114 e 116.As extremidades de redobra 118 ou 120 de pelo menos uma camada 114 ou 116 da estrutu-ra de lonas radiais são enroladas em torno dos núcleos dos talões 110, em cada lado dopneumatico. De preferência, as lonas 114, 116 são não metálicas.

De preferência, pelo menos uma extremidade de redobra 120 e, particularmente, asextremidades de redobra 120 e 122 são enroladas em torno dos núcleos dos talões. Opneumatico 10 pode incluir um pano-forro intermediário convencional 124, formando a su-perfície periférica interna do pneumatico 100, se o pneumatico tiver que ser do tipo sem câ-mara.

Colocada circunferencialmente em torno da superfície radialmente externa da estru-tura de reforço da carcaça e abaixo da parte banda de rodagem fica uma estrutura de cor-reia de reforço de banda de rodagem 140. Na modalidade particular ilustrada, a estrutura decorreia 140 compreende duas lonas de correia cortadas 142, 144. Os cordões das lonas decorreia 142, 144 são orientados a um ângulo de cerca de 15 a cerca de 35 graus, e, de pre-ferência, cerca de 20 a cerca de 28 graus com relação à linha central circunferencial inter-mediaria (C/L) do pneumatico. No entanto, a estrutura de correia 140 pode compreenderqualquer número de lonas de correia, de qualquer configuração desejada e de uma orienta-ção dentro de uma faixa de cerca de 0 a cerca de 90 graus. A estrutura de correia 140 pro-porciona rigidez lateral pela largura da correia, de modo a minimizar o levantamento da ban-da de rodagem da superfície de rodagem, durante operação do pneumatico na condiçãovazia. Nas modalidades ilustradas, a rigidez lateral é obtida fazendo-se os cordões das lo-nas de correia de fibra de vidro, aramida e/ou de metal, e, de preferência, de aço, e, particu-larmente, de uma construção de cabo de aço.

As primeira e segunda estruturas de lonas de reforço compreendem ambas uma ú-nica camada de lona. Está, no entanto, dentro dos termos da presente invenção incluir qual-quer número de estruturas de lonas de reforço nesses locais, de modo que sejam axialmen-te externas à estrutura de lonas de reforço de aço.

INSERTO DE COSTADO

O pneumatico inclui ainda apenas um único inserto 42, localizado axialmente inter-namente a uma ou mais lonas, entre o pano-forro intermediário e as lonas, e na área de fle-xão de cada costado. Cada inserto 42 se estende de cada região de talão 108, que inclui ostalões 110 e o enchimento 48, radialmente abaixo das estruturas de correias de reforço 140em cada costado. De preferência, a extremidade do inserto se sobrepõe radialmente com aextremidade radialmente externa do enchimento. O inserto 42 é localizado entre o pano-forro interno e as lonas.

O único inserto em cada costado é feito, de preferência, de material elastomérico. Omaterial elastomérico de inserto pode ser selecionado de uma ampla gama de elastômeros,tendo durezas Shore A de uma Shore A relativamente macia de cerca de 60 a muito dura90. Particularmente, a dureza Shore A (100°C) varia de cerca de 70 a cerca de 90, e, parti-cularmente, de cerca de 75 a 90, e, especialmente, de cerca de 80 a cerca de 90. A formado inserto, que é ilustrada como tendo um perfil de seção transversal de forma crescente,pode ser modificada para garantir bom desempenho de condução e uma taxa de elasticida-de do costado aceitável. O composto elastomérico tem um delta de tangente na faixa deentre cerca de 0,02 e 0,06 e tem um módulo G entre cerca de 2 MPa e cerca de 8 MPa(medido em Metravib a 90°C, 0,2%).

Um aspecto importante na seleção do material elastomérico para inserto 42 é a his-terese. A histerese do material elastomérico é uma medida da sua tendência para gerar ca-lor interno, sob condições de uso em flexão. A histerese é um termo para energia térmicaem um material (por exemplo, composição de borracha vulcanizada) por trabalho aplicado, ebaixa histerese de uma composição de borracha é indicada por uma recuperação elásticarelativamente alta, um atrito interno relativamente baixo e valores de propriedades de perdade módulo relativamente baixos. De uma maneira relativa, uma borracha ou material elas-tomérico, tendo uma histerese mais baixa, gera menos calor interno, sob condições de uso,do que um outro material elastomérico ou borracha comparável com uma histerese substan-cialmente mais alta. Desse modo, uma histerese relativamente baixa é desejada para acomposição de borracha para o inserto 42 e o ou os revestimentos de lonas das lonas 38 e40.

Em particular, para os fins desta invenção, o inserto de costado 42 mencionado a-cima tem, de preferência, um alto grau de rigidez, tendo ainda uma histerese relativamentebaixa. Isso reduz ainda mais os efeitos de geração de calor da flexão do inserto 42, especi-almente quando o pneumático é operado sob condições vazias ou rodando achatado. A vidaútil do pneumático, especialmente durante a operação em vazio, é, desse modo, aperfeiço-ada em relação aos pneumáticos que rodam vazios da técnica anterior.

Geralmente, a rigidez da composição de borracha para o inserto 42 é desejável pa-ra resistência mecânica e estabilidade dimensional do costado do pneumático. Consequen-temente, é importante que as composições de borracha ou elastoméricas para os insertos42 e os revestimentos de lonas das lonas 38 e 40 tenham as propriedades de tanto umarigidez relativamente alta e uma baixa histerese.

Ainda que a invenção tenha sido descrita em combinação com as suas modalida-des, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações vão ser evidentes paraaqueles versados na técnica, à luz dos ensinamentos apresentados acima. Consequente-mente, a invenção é intencionada para abranger todas essas alternativas, modificações evariações como estando dentro dos espíritos e âmbito das reivindicações em anexo.

Claims (10)

1. Pneumático, CARACTERIZADO por uma carcaça tendo pelo menos uma lonade carcaça, um pano-forro intermediário, um costado, um talão compreendendo um núcleode talão e um enchimento de talão, e uma banda de rodagem disposta radialmente externaà carcaça, em que o costado compreende apenas um único inserto de borracha de formacrescente, localizado entre o pano-forro intermediário e a pelo menos uma lona de carcaça,em que a borracha do pelo menos um inserto de borracha de forma crescente tem uma du-reza (Shore A, 100°C) em uma faixa de cerca de 68 a cerca de 90, e em que a espessuramáxima do pelo menos um inserto de borracha de forma crescente, medida paralela ao eixo de rotação do pneumático, é inferior a 30% da espessura do costado do pneumático, medi-da paralela ao eixo de rotação do pneumático, da superfície axialmente interna do pano-forro interno para a superfície axialmente externa do costado, no local de espessura máximado inserto de borracha.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por apenasum único inserto de borracha de forma crescente.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a espessura máxima é inferior a 20% da espessura do costado do pneumático.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a espessura máxima é cerca de 15 a cerca de 25% da espessura do costado do pneu-mático.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a espessura máxima de um ou mais insertos de borracha de forma crescente é inferiora 3 mm.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a espessura máxima do um ou mais insertos de borracha de forma crescente é de 1,5 a-2,5 mm.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por duas lo-nas de carcaça, ambas estendendo-se de um talão do pneumático para o outro talão dopneumático, e que são ambas envolvidas em torno de um respectivo núcleo de talão, dolado axialmente interno para o lado axialmente externo do dito núcleo de talão, em que aextremidade da redobra de lona de carcaça axialmente interna é localizada a uma alturaradial de 10 a 30 mm, alternativamente, 15 a 25 mm, medida radialmente para cima de umalinha paralela ao lado radialmente mais baixo do núcleo de talão, e em que a extremidadeda redobra de lona de carcaça axialmente externa é localizada a uma altura radial de 35 a-65, alternativamente, 45 a 55 mm, medida radialmente para cima de uma linha paralela aolado radialmente mais baixo do núcleo de talão.

8. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque uma ponta radialmente superior do enchimento de talão é localizada a uma altura radialde 20 a 35 mm, alternativamente, 25 a 30 mm, medida radialmente para cima de uma linhaparalela ao lado radialmente mais baixo do núcleo de talão.

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a dureza (Shore A, 100°C) está em uma faixa de 74 a 80.

10. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a dureza (Shore A, 100°C) está em uma faixa de 76 a 78.