BRPI0903342A2 - uma estrutura de reforço para pneumáticos - Google Patents

Abstract

Um pneumático inclui uma banda de rodagem, duas porções de talão anulares, uma lona de carcaça tendo duas porções de extremidade da redobra, uma primeira estrutura de reforço disposta em uma das porções de talão, e uma primeira estrutura de cobertura anular abrangendo uma primeira porção de extremidade da primeira estrutura de reforço. Cada porção de extremidade de redobra é enrolada ao redor de uma das porções de talão anulares. A primeira estrutura de reforço é disposta em uma das porções de talão. A primeira estrutura de cobertura abrange a primeira porção de extremidade da primeira estrutura de reforço. A primeira estrutura de cobertura tem um corte transversal em forma de U para circundar a primeira porção de extremidade. A primeira estrutura de cobertura é construída de tecido reforçado com fibras orientadas na faixa de -45<198> a +45<198> com respeito a uma direção radial do pneumático.

Description

"ESTRUTURA DE REFORÇO PARA PNEUMÁTICOS"

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a pneumáticos e, mais particularmente, a meios deimpedir rachadura nas extremidades das estruturas de reforço de um pneumático.

Antecedentes da Invenção

Um pneumático de veículo tipicamente inclui um par de talões inextensíveis axial-mente separados. Um enchimento de talão circunferencialmente disposto se estende radi-almente para fora de cada respectivo talão. Pelo menos uma lona de carcaça se estendeentre os dois talões. A lona de carcaça tem porções de extremidade axialmente opostas,cada uma destas é redobrada ao redor de um respectivo talão e prendida a este. Cinturasde reforço ficam localizadas radialmente para fora da lona de carcaça. Borracha dos filetes eborracha da parede lateral ficam localizadas axial e radialmente para fora da lona de carca-ça.

A área de talão é uma parte do pneu que contribui uma quantidade substancial paraa resistência de rolamento do pneu, devido à flexão cíclica que também leva ao acúmulo decalor. Sob condições de operação severas, como com pneus de caminhão, a flexão e aque-cimento na região do talão podem ser especialmente problemáticos, levando à rachadura daborracha circunvizinha. Em particular, as extremidades de redobra da lona são propensas àseparação dos elementos estruturais adjacentes do pneu. A lona é reforçada com materiaistais como náilon, poliéster, raiom, e metal que têm dureza muito maior (isto é, módulo deelasticidade) que o composto de borracha adjacente do qual maior parte do pneu é feito. Adiferença no módulo elástico dos elementos de pneu mutuamente adjacentes leva à racha-dura e separação quando o pneu é submetido ao esforço e deformado durante o uso.

Uma variedade de abordagens de projetos estruturais convencionais foi usada paragerenciar a rachadura e separação dos elementos de pneu nas regiões de talão dos pneus.

Por exemplo, um método foi fornecer um "cobretalão" circundando o talão e um enchedor detalão. O cobretalão trabalha como um espaçador que impede a lona de estabelecer contatodireto com os talões inextensíveis, permitindo algum grau de movimento relativo entre a lo-na, onde a mesma se dobra sobre o talão, e os respectivos talões. Neste papel como umespaçador, o cobretalão reduz as desigualdades inevitáveis de tensão na lona e nos com-ponentes de borracha adjacentes do pneu (por exemplo, borracha do enchimento e da pa-rede lateral na região do talão e nas porções elastoméricas da própria lona).

Antes do uso da construção de lona radial reforçada com aço, lonas convencionaiseram reforçadas com materiais tendo módulos de elasticidade substancialmente inferioresque os de aço. Consequentemente, os esforços associados ao uso de pneu de serviço pe-sado eram mais facilmente acomodados pelos componentes respectivamente adjacentes,tais como os materiais de reforço da lona e os materiais poliméricos de borracha adjacentes.Tais pneus eram menos duráveis que os tendo lonas reforçadas com metal. Ainda, desi-gualdades dos respectivos módulos de elasticidade levaram à rachadura e separação dalona sob condições severas, começando nas extremidades de redobra da lona.

Além do uso de cobretalões como um meio para reduzir a tendência de uma lonaseparar-se, outro método convencional envolve a colocação de "reforços de arame na áreado talão". Um reforço de arame na área do talão é uma camada metal ou de tecido circunfe-rencialmente desenvolvida disposta dentro da região do talão na porção do pneu onde otalão encaixa-se sobre a jante da roda. Mais especificamente, o reforço de arame na áreado talão fica dentro da jante da roda (isto é, em direção ao talão) e para fora (isto é, radial-mente para fora com relação ao talão, visto na seção transversal) da porção da lona que sedobra para cima ao redor do talão. Reforços de arame na área do talão enrijecem e aumen-tam a resistência à flexão do material de borracha adjacente, que fica tipicamente adjacenteàs extremidades de redobra.

Também, dado que a lona é, em cada lateral do pneu, prendida ao redor, ou atra-cada, ou "redobrada" sobre, o respectivo talão, há uma "extremidade de redobra" (como vis-ta na seção transversal de um pneu) que se estende radialmente para fora dentro, e circun-ferencialmente sobre, cada parede lateral. Limites no comprimento das extremidades deredobra da lona são feitos a fim de localizar as extremidades da lona nas posições ondedeformações radiais do pneu são relativamente pequenas.

Esforços que resultam na deposição de energia (isto é, a geração de calor) na regi-ão do talão, na região das extremidades de redobra, e/ou na região da borda de cintura sãofreqüentemente acompanhados por tensões que contribuem para a rachadura e falhas deseparação nas extremidades de redobra, do cobretalão, do reforço de arame na área dotalão, e da cintura. Um projeto equilibrado para um conjunto de talão reforçado de um pneutem características de esforço que leva à geração de energia flexionai reduzida (acúmulo decalor) e às características de tensão que podem ser carregadas uniformemente pelos com-ponentes de pneu mutuamente adjacentes na região do talão, incluindo as extremidades deredobra, do cobretalão, e do reforço de arame na área do talão.

Pneus de caminhão de lona radial convencionais em que a uma ou mais lonas ecinturas são reforçadas com cabos ou cordames de aço, são propensos à rachadura e sepa-ração quando expostos a serviço severo. Parte da causa da rachadura e separação estárelacionada aos esforços descritos acima e aos módulos distintos de elasticidade dos res-pectivos compostos metálicos e de borracha polimérica adjacentes. Como o pneu sofre fle-xão durante o uso de serviço pesado, flexão das paredes laterais na região perto e imedia-tamente radialmente para fora dos talões e das cinturas sofrem deformações flexionais repe-tidas em uma ou mais direções, tais como as direções radiais e axiais. Também, rachadurae separação da lona são especialmente problemáticas se o pneu estiver insuflado em ex-cesso ou subinsuflado.

Como declarado acima, uma região de concentração de esforço/tensão alta existena lona, cobretalão, reforço de arame na área do talão, e extremidades da cintura. Alémdisso, ligação entre a extremidade aguçada e estreita dos fios de reforço e compostos adja-centes pode ser inadequada, devido à falta de adesivos de latão nas pontas dos fios corta-dos. Portanto, borracha é propensa para craquear iniciação e propagação adjacente para asextremidades de fio.

Seria desejável fornecer um projeto da região do talão e região da borda da cinturaque pudesse reduzir a iniciação e propagação de rachadura e de separação dentro dospneus radiais expostos a condições de serviço severas. Particularmente, seria desejávelreduzir a formação de calor flexionai associada às esforços cíclicos de cisalhamento e ten-sões cíclicas de cisalhamento concomitantes nas regiões de pneus de caminhão expostas acondições operacionais severas.

Abordagens convencionais para reduzir rachadura adicionaram um composto do ti-po tira de goma adjacente à redobra da lona e às extremidades da cintura. Estas aborda-gens convencionais não alteraram significativamente a geometria ou quantidade da iniciaçãoe propagação de rachaduras. Rachaduras ainda iniciam-se e propagam-se através do com-posto do tipo de tira de goma não-reforçado.

Sumário da Invenção

Um pneumático para o uso com a presente invenção inclui uma banda de rodagem,duas porções de talão anulares, uma lona de carcaça tendo duas porções de extremidadeda redobra, cada enrolada em volta de uma das porções de talão anulares, uma primeiraestrutura de reforço disposta em uma das porções de talão, a primeira estrutura de reforçotendo uma primeira porção de extremidade e uma segunda porção de extremidade, e umaprimeira estrutura de cobertura anular abrangendo a primeira porção de extremidade daprimeira estrutura de reforço. A primeira estrutura de cobertura tem um corte transversal emforma de U para circundar a primeira porção de extremidade. De acordo com a presenteinvenção, a primeira estrutura de cobertura é construída de tecido reforçado com fibras ori-entadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direção radial do pneumático.

De acordo com um aspecto da presente invenção, as fibras da primeira estrutura decobertura são fibras de aramida.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, as fibras da primeira estruturade cobertura são fibras de náilon.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a primeira estrutura dereforço é um cobretalão para absorver a tensão entre as porções de talão anulares e a lonade carcaça.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a primeira estrutura dereforço é um reforço de arame na área do talão de cordame de aço para absorver tensãoentre as extremidades de redobra e uma jante da roda no qual o pneumático é montado.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, as fibras da primeira es-trutura de cobertura são fibras de aramida.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, as fibras da primeira es-trutura de cobertura são fibras de náilon.

De acordo com ainda mais outro aspecto da presente invenção, porções axialmentemais externas das porções de extremidade da redobra da lona de carcaça se estendem ra-dialmente para fora além do topo de um flange da jante da roda da jante da roda e além daprimeira estrutura de reforço.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, uma segunda estruturade cobertura anular abrange a segunda porção de extremidade da primeira estrutura de re-forço. A segunda estrutura de cobertura tem um corte transversal em forma de U para cir-cundar a segunda porção de extremidade. A segunda estrutura de cobertura é construída detecido reforçado com fibras orientadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direçãoradial do pneumático.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a primeira estrutura dereforço é um cobretalão para absorver tensão entre as porções de talão anulares e a lona decarcaça.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, uma segunda estruturade reforço é disposta em uma das porções de talão. A segunda estrutura de reforço temuma primeira porção de extremidade e uma segunda porção de extremidade.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a segunda estrutura dereforço é um reforço de arame na área do talão para absorver tensão entre as extremidadesde redobra e uma jante da roda no qual o pneumático é montado.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, uma terceira estruturade cobertura anular abrange a primeira porção de extremidade da segunda estrutura de re-forço. A terceira estrutura de cobertura tem um corte transversal em forma de U para circun-dar a primeira porção de extremidade. A terceira estrutura de cobertura é construída de teci-do reforçado com fibras orientadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direção radi-al do pneumático.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, uma quarta estrutura decobertura anular abrange a segunda porção de extremidade da segunda estrutura de refor-ço. A quarta estrutura de cobertura tem um corte transversal em forma de U para circundar asegunda porção de extremidade. A quarta estrutura é construída de tecido reforçado comfibras orientadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direção radial do pneumático.

Um pneumático para o uso com a presente invenção inclui uma banda de rodagem,duas porções de talão anulares, uma lona de carcaça tendo duas porções de extremidadeda redobra, cada um enrolada ao redor de uma das porções de talão anulares, uma estrutu-ra de reforço da cintura radialmente disposta entre a banda de rodagem e a lona de carcaça,a estrutura de reforço da cintura tendo uma primeira cintura e uma segunda cintura, e umaprimeira estrutura de cobertura anular abrangendo uma primeira porção de extremidade axi-al da primeira cintura e da segunda cintura. A primeira estrutura de cobertura tem um cortetransversal em forma de U para circundar a primeira porção de extremidade axial das pri-meira e segunda cinturas. A primeira estrutura de cobertura é construída de tecido reforçadocom fibras orientadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direção radial do pneumático.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, uma segunda estruturade cobertura anular abrange uma segunda porção de extremidade axial oposta tanto da pri-meira cintura como da segunda cintura.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a segunda estrutura decobertura tem um corte transversal em forma de U para circundar a segunda porção de ex-tremidade axial das primeira e segunda cinturas.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, a segunda estrutura decobertura é construída de tecido reforçado com fibras orientadas na faixa de -45° a +45°com respeito a uma direção radial do pneumático.

Breve Descrição dos Desenhos

A estrutura, operação, e vantagens da invenção ficarão mais evidentes sob con-templação da descrição a seguir considerada junto com os desenhos em anexo, em que:

FIG. 1 mostra uma vista de corte transversal esquemática de um pneumático deexemplo para o uso com a presente invenção; e

FIG. 2 mostram uma vista detalhada esquemática da região do talão do pneu da FIG. 1.

Definições

"Enchimento" ou "enchimento de talão" significa um enchedor elastomérico locali-zado radialmente acima do núcleo do talão e entre as lonas e as lonas redobradas.

"Axial" e "Axialmente" significam as linhas ou direções que são paralelas ao eixogeométrico de rotação do pneu.

"Talão" ou "Núcleo do talão" em geral significa que parte do pneu compreendendoum membro elástico anular de talões radialmente internos que estão associados com reten-ção do pneu à jante; os talões sendo enrolados por cordames de lona e configurados, comou sem outros elementos de reforço tais como cobretalões, reforços de arame na área dotalão, enchimentos ou enchedores, protetores da unha e telas antifricção.

"Carcaça" significa a estrutura de pneu além da estrutura de cintura, banda de ro-dagem, banda de rodagem inferior nas lonas, mas incluindo os talões.

"Invólucro" significa a carcaça, estrutura de cintura, talões, paredes laterais e todosos outros componentes do pneu com exceção da banda de rodagem e banda de rodageminferior, isto é, o pneu inteiro.

"Reforço de arame na área do talão" refere-se a uma banda estreita de tecido oucordames de aço localizada na área de talão cuja função é reforçar a área de talão e estabi-lizar a parte radialmente mais interna da parede lateral.

"Circunferencial" mais freqüentemente significa linhas ou direções circulares que seestendem ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular àdireção axial; pode também se referir à direção dos conjuntos das curvas circulares adjacen-tes cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, como visto em seção trans-versal.

"Cordame" significa um dos filamentos de reforço, incluindo fibras, com os quais aslonas e cinturas são reforçadas.

"Plano equatorial" significa o plano perpendicular ao eixo geométrico do pneu de ro-tação e atravessando o centro de sua banda de rodagem; ou o plano contendo a linha cen-tral circunferencial da banda de rodagem.

"Cobretalão" refere-se a um tecido de reforço ao redor do fio de talão para resistên-cia e para amarrar o fio de talão no corpo do pneu.

"Calibre" se refere em geral a uma medição e especificamente à espessura.

"Revestimento interno" significa a camada ou camadas de elastômero ou outro ma-terial que forma a superfície interior de um pneu sem câmera e que contém o fluido insufla-dor dentro do pneu.

"Lateral" significa uma direção paralela à direção axial.

"Carga normal" significa a pressão e carga de insuflação de projeto específicas atri-buídas pela organização de padrões apropriados para a condição de serviço para o pneu.

"Lona" significa uma camada reforçada com cordame de cordames desenvolvidosou do contrário paralelos radialmente revestidos de borracha.

"Radial" e "radialmente" significam direções radialmente para frente ou para longedo eixo geométrico de rotação do pneu.

"Estrutura de lona radial" significa uma ou mais lonas de carcaça das quais pelomenos uma lona tem cordames de reforço orientados em um ângulo de entre 65° e 90° comrespeito ao plano equatorial do pneu.

"Pneu de lona radial" significa um pneumático com cintura ou circunferencialmenterestringido em que pelo menos uma lona tem cordames que se estendem de talão a talãosão postos em ângulos de cordame entre 65 ° e 90° com respeito ao plano equatorial dopneu."Altura de seção" significa a distância radial do diâmetro da jante nominal para o di-âmetro externo do pneu em seu plano equatorial.

"Largura de seção" significa a distância linear máxima paralela ao eixo geométricodo pneu e entre o exterior de suas paredes laterais quando e após ter sido insuflado a pres-são normal durante 24 horas, mas descarregado, excluindo elevações das paredes lateraisdevido às bandas de marcação, decoração ou protetoras.

"Parede lateral" significa aquela porção de um pneu entre a banda de rodagem e o talão.

"Protetor de unha" refere-se à porção de contato da jante elastomérica circunferen-cialmente desenvolvida do pneu axialmente para dentro de cada talão.

"Largura da banda de rodagem" significa que o comprimento do arco da superfícieda banda de rodagem no plano inclui o eixo geométrico de rotação do pneu.

"Extremidade de redobra" significa a porção de uma lona de carcaça que vira-se pa-ra cima (isto é, radialmente para fora) dos talões ao redor dos quais a lona é enrolada.

Descrição Detalhada da Modalidade de Exemplo

FIG. 1 mostra uma vista de corte transversal esquemática de um pneumático deexemplo 10 para o uso com a presente invenção. O pneumático 10 tem uma banda de ro-dagem 12, uma lona de carcaça simples 14, um revestimento interno 23, uma estrutura decintura 16 compreendendo duas cinturas 18, 20, uma estrutura de carcaça 22, duas paredeslaterais 15, 17, e regiões do talão 24a, 24b compreendendo enchimentos do talão 26a, 26be talões inextensíveis 28a, 28b. O pneu de exemplo 10 é adequado para se montar em umajante de um veículo, tal como um caminhão. A lona de carcaça 14 inclui um par de porçõesde extremidade de redobra axialmente opostas 30a, 30b, cada uma destas é prendida a umdos respectivos talões 28a, 28b. Cada porção de extremidade de redobra 30a ou 30b dalona de carcaça 14 é enrolada ao redor do respectivo talão (28b, na FIG. 2) para uma posi-ção suficiente para atracar cada porção de extremidade axial 30a, 30b.

A lona de carcaça 14 pode ser uma lona emborrachada tendo uma pluralidade demembros de reforço de carcaça se estendendo substancialmente paralelos feitos de tal ma-terial como poliéster, raiom, ou compostos poliméricos orgânicos similares. Porções axial-mente mais externas das porções de extremidades de redobra 30a, 30b da lona de carcaça14 podem se estender radialmente para fora por uma distância de entre cerca de 15 milíme-tros e cerca de 30 milímetros além de um topo de um flange da jante da roda de uma janteda roda.

As porções de extremidades de redobra 30a, 30b da lona de carcaça 14 podem en-gastar as superfícies externas axiais dos cobretalões 32a, 32b e as superfícies internas axi-ais dos reforços de arame na área do talão 34a, 34b. Os reforços de arame na área do talão34a, 34b podem consistir em bandas estreitas de tecido de aço localizadas na área de talãopara o propósito de reforçar a área do talão e estabilizar a parte axialmente mais interna dasparedes laterais 15, 17.

Os cobretalões 32a, 32b envolvem-se ao redor dos talões 28a, 28b e se estendemradialmente para fora nas regiões da parede lateral do pneu 10. A porção axialmente paradentro dos cobretalões 32a, 32b termina dentro dos enchimentos do talão 26a, 26b. As por-ções axialmente para fora dos cobretalões 32a, 32b ficam radialmente para dentro das por-ções de extremidades de redobra 30a, 30b, que ficam também localizadas radialmente alémdo alcance radialmente mais externo dos reforços de arame na área do talão 34a, 34b. Umaporção axialmente mais externa de cada cobretalão 32a, 32b pode se estender radialmentepara dentro entre cerca de 7 mm e cerca de 15 mm do alcance radialmente mais externodas porções de extremidades de redobra 30a, 30b da lona de carcaça 14.

Os cobretalões 32a, 32b podem ser feitos de tecido de náilon ou outros polímerostermoplásticos adequados capazes de extensão quando tecidos em tecidos, folhas, etc. dedureza, resistência e elasticidade extremas. O tecido de náilon pode ser tecido, ou pode serde um material do tipo monofilamento ou multifilamentos nos quais os cordames correm namesma direção. O tecido de náilon dos cobretalões 32a, 32b pode ter um passo de rosca deentre cerca de 5 e cerca de 2-12 terminações/cm (cerca de 30 terminações por polegada) euma espessura geral na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,2 mm, preferivelmente cerca de4-8 terminações/cm (cerca de 10 a cerca de 20 terminações por polegada) e 0,5 a cerca de1,0 mm de calibre. Os cordames de náilon dos cobretalões 32a, 32b podem ser orientados aum ângulo de entre cerca de 20 graus e cerca de 50 graus com respeito à direção radial,preferivelmente a um ângulo de entre 25 graus e 35 graus. Os cobretalões 32a, 32b podemser denominados "ativos" porque eles absorvem ativamente (isto é, durante o desvio dopneu) a tensão diferencial entre os talões muito rígidos 28a, 28b e a lona de carcaça refor-cada com metal menos rígida 14.

Os reforços de arame na área do talão 34a, 34b podem ser feitos de cordames deaço. Cada reforço de arame na área do talão 34a, 34b pode ser disposto adjacente à porçãoda lona de carcaça 14 que é enrolada ao redor dos talões 28a, 28b. Também, os reforços dearame na área do talão 34a, 34b podem ser dispostos em lados opostos da porção da lonade carcaça 14 dos cobretalões 32a, 32b. A porção axialmente mais interna dos reforços dearame na área do talão 34a, 34b pode ser disposta em uma porção das regiões do talão24a, 24b que, quando o pneu 10 fosse montado em uma roda, estaria mais próxima a umaparte circularmente cilíndrica da roda. A porção axial e radialmente mais externa dos refor-ços de arame na área do talão 34a, 34b pode ser disposta em uma porção das regiões dotalão 24a, 24b que, quando o pneu 10 fosse montado em uma roda, estaria para dentro deuma porção circular de um flange da jante da roda, ao mesmo tempo estando separado daporção circular do flange da jante da roda pela borracha do pneu. Em outras palavras, osreforços de arame na área do talão 34a, 34b são circunferencialmente dispostos em volta daporção radialmente mais interna da lona de carcaça 14 onde viram para cima ao redor dostalões 28a, 28b. Os reforços de arame na área do talão 34a, 34b podem se estender radial-mente para fora, sendo mais ou menos paralelos às extremidades de redobra 30a, 30b dalona de carcaça 14. A disposição dos reforços de arame na área do talão 34a, 34b pode sersimétrica com respeito às regiões do talão 24a, 24b.

Os reforços de arame na área do talão 34a, 34b protegem a porção da lona de car-caça 14 que envolve ao redor dos talões 28a, 28b das tensões na borracha que separa osreforços de arame na área do talão de uma jante da roda. Os reforços de arame na área dotalão 24a, 24b reforçam as regiões do talão 24a, 24b e estabilizam a parte radialmente maisinterna das paredes laterais 15, 17. Em outras palavras, os reforços de arame na área dotalão 34a, 34b, sendo construídos de cordames de aço relativamente flexíveis abrangidoscom um material elastomérico, podem absorver a deformação de certo modo que minimiza atransmissão das tensões de cisalhamento induzidas por esforço que surgem para dentro deuma jante da roda, através da porção de borracha para as extremidades de redobra 30a,30b da lona de carcaça 14 onde os reforços de arame na área do talão são imediatamenteadjacentes aos talões rígidas 28a, 28b.

De acordo com a presente invenção, o pneu 10 pode também incluir estruturas detampa 100 que abrangem, ou envolvem ao redor, as extremidades dos cobretalões 32a,32b, reforços de arame na área do talão 34a, 34b, e estrutura de cintura 16. A estrutura decobertura 100 demonstrou vantagem superior para melhorar a vida de fadiga nas extremi-dades dos cobretalões 32a, 32b, reforços de arame na área do talão 34a, 34b, e estruturade cintura 16. A estrutura de cobertura 100 pode ser em forma de U em corte transversal(Figs. 1-2) e construída de tecido reforçado com fibras orientadas na faixa de -45° a +45°com respeito a uma direção radial do pneu 10. A estrutura de cobertura 100 circunda as ex-tremidades dos cobretalões 32a, 32b, reforços de arame na área do talão 34a, 34b, e estru-tura de cintura 16 encurvando-se ao redor das extremidades pelo menos 180° quando vistaem corte transversal (Figs. 1-2). As extremidades dos cobretalões 32a, 32b, reforços de a-rame na área do talão 34a, 34b, e estrutura de cintura 16 pode assim ser protegidas poruma estrutura de cobertura toroidal 100 adjacente às extremidades dos cobretalões, refor-ços de arame na área do talão, e estrutura de cintura e assim conter qualquer rachadura naborracha que possa propagar das extremidades dos cobretalões, reforços de arame na áreado talão, e estrutura de cintura para a borracha fora da estrutura de cobertura.

Desse modo, a estrutura de cobertura 100 foi mostrada desempenhar duas metas:

1) a estrutura de cobertura contém rachaduras existentes adjacentes às extremidades doscobretalões 32a, 32b, reforços de arame na área do talão 34a, 34b, e estrutura de cintura 16dentro da estrutura de cobertura em forma de U; e 2) a estrutura de cobertura localiza denovo as rachaduras. A estrutura de cobertura 100 substitui a área de interface aguçada eestreita nas extremidades dos cobretalões 32a, 32b, reforços de arame na área do talão34a, 34b, e estrutura de cintura 16 com a estrutura de cobertura em U arredondada e maiorassim suavizando a transição, ou interface, tanto em termos de material como de geometria.

A estrutura de cobertura em U reforçada 100 desse modo aumenta grandemente acapacidade de resistência a rachaduras e, de fato, para a propagação das rachaduras atra-vés da estrutura de cobertura em U. Também, forças motrizes de rachadura no exterior daestrutura de cobertura em U 100 são grandemente contidas e substancialmente reduzidaspela estrutura de cobertura em U, assim tardando significativamente, se não eliminando porcompleto, a iniciação de rachadura no exterior da estrutura de cobertura em U para a vidado pneu. Em outras palavras, a estrutura de cobertura em U reforçada 100 altera e grande-mente retarda a iniciação de rachadura das extremidades dos cobretalões 32a, 32b, refor-ços de arame na área do talão 34a, 34b, e estrutura de cintura 16 para o exterior liso da es-trutura de cobertura em U.

Fig. 2 detalha uma configuração esquemática de uma área de talão 24b caracteri-zando a estruturas de cobertura em U 100 e seu reforço ao redor das extremidades dos co-bretalões 32a, 32b e reforços de arame na área do talão 34a, 34b. Neste exemplo, as estru-turas de cobertura em U 100 podem ter um comprimento U de corte transversal total de 25mm. O reforço de cobertura em U pode ser, por exemplo, Aramida (Kevlar).

Desse modo, a estrutura de cobertura 100 pode ser aplicada às extremidades doscobretalões 32a, 32b e reforços de arame na área do talão 34a, 34b para melhorar a durabi-lidade da área do talão. Náilon, PET, PEN, raiom, ou qualquer material adequado, ou qual-quer combinação adequada dos materiais (isto é, híbrido) podem ser usados para reforçar aestrutura de cobertura 100. Materiais menos caros podem obviamente reduzir o custo dopneu.

Um pneu convencional tem utilizado uma tira de borracha reforçada enrolada ao re-dor das bordas de cintura simples para aumentar a durabilidade em velocidade alta. Porém,esta abordagem convencional não forneceu uma barreira de rachaduras na região entre ascinturas. De acordo com outro aspecto da presente invenção, como mostrado na Fig. 1, opneu 10 inclui estruturas de cobertura 100 que abrangem, ou embrulham ao redor, as ex-tremidades de todas as cinturas múltiplas (neste exemplo duas cinturas 18, 20). A estruturade cobertura 100 demonstrou vantagem superior para melhorar a vida de fadiga nas extre-midades das cinturas múltiplas 18, 20. A estrutura de cobertura 100, similar à acima, podeser em forma de U em corte transversal (Figs. 1) e construída de tecido reforçado com fibrasorientadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direção radial do pneu 10. A estrutu-ra de cobertura 100 circunda as extremidades das cinturas múltiplas 18, 20 encurvando-seao redor das extremidades pelo menos 180° quando vista em corte transversal (Figs. 1). Asextremidades das cinturas múltiplas 18, 20 podem assim ser protegidas por uma estruturade cobertura toroidal 100 adjacente às extremidades das cinturas múltiplas 18, 20 e assimconter qualquer rachadura na borracha que possa propagar de entre as cinturas múltiplase/ou as extremidades das cinturas múltiplas para a borracha fora da estrutura de cobertura.

Desse modo, a estrutura de cobertura 100 foi mostrada desempenhar duas metas:

1) a estrutura de cobertura contém rachaduras existentes, originando tanto fora das cinturasmúltiplas 18, 20 como entre as cinturas múltiplas, adjacentes às extremidades das cinturasmúltiplas dentro da estrutura de cobertura em forma de U; e 2) a estrutura de cobertura loca-liza de novo as rachaduras. A estrutura de cobertura 100 substitui a área de interface agu-cada e estreita nas extremidades das cinturas múltiplas 18, 20 com a estrutura de coberturaem U arredondada e maior ao redor das cinturas múltiplas assim suavizando a transição, ouinterface, tanto em termos de material como de geometria.

A estrutura de cobertura em U reforçada 100 desse modo aumenta grandemente acapacidade de resistência a rachaduras e, de fato, para a propagação de rachaduras atra-vés da estrutura de cobertura em U. Também, forças motrizes de rachadura no exterior daestrutura de cobertura em U 100 são grandemente contidas e substancialmente reduzidaspela estrutura de cobertura em U, assim tardando significativamente, se não eliminando porcompleto, a iniciação de rachadura no exterior da estrutura de cobertura em U para a vidado pneu. Em outras palavras, a estrutura de cobertura em U reforçada 100 altera e retardagrandemente a iniciação de rachaduras das extremidades das cinturas múltiplas 18, 20 parao exterior liso da estrutura de cobertura em U.

Neste exemplo, a estruturas de cobertura em U 100 nas cinturas múltiplas 18, 20podem ter um comprimento U de corte transversal total de 25 mm. O reforço de coberturaem U pode ser, por exemplo, Aramida (Kevlar). Desse modo, a estrutura de cobertura 100pode ser aplicada nas extremidades das cinturas múltiplas 18, 20 para melhorar a durabili-dade da cintura e da área de banda de rodagem. Náilon, PET, PEN, raiom, ou qualquer ma-terial adequado, ou qualquer combinação adequada de materiais (isto é, híbrido) podem serusados para reforçar a estrutura de cobertura 100. Material menos caro obviamente podereduzir o custo do pneu.

Como declarado acima, cobretalão, reforço de arame na área do talão e extremida-des de cintura convencionais têm transições aguçadas, estreitas, e desprotegidas entre asextremidades da lona de metal e os compostos de polímero adjacentes. Desse modo, ma-crorrachaduras aparecem e se propagam dos compostos de polímero adjacentes, tipica-mente borracha circunvizinha. A estrutura de cobertura única, reforçada 100 pode protegerou conter as rachaduras dentro do interior da tampa em forma de U, e também introduziruma transição de interface relativamente grande e suave entre o tecido da estrutura de co-bertura e os compostos de polímero adjacentes, desse modo melhorando grandemente adurabilidade do talão e do pneu geral.

Embora a invenção tenha sido descrita em combinação com modalidades desta, éevidente que muitas alternativas, modificações, e variações serão evidentes àqueles versa-dos na técnica levando em consideração os ensinamentos anteriores. Por exemplo, a estru-tura de cobertura reforçada descrita acima pode ser também usada nas porções de extremi-dade dos cobretalões, reforços de arame na área do talão, estruturas de cintura, qualqueroutra localização de interface do pneu, ou qualquer combinação dos mesmos. Consequen-temente, a invenção é intencionada abranger todas tais alternativas, modificações e varia-ções uma vez enquadradas no espírito e escopo das reivindicações em anexo.

Claims (10)

1. Pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:uma banda de rodagem;duas porções de talão anulares;uma lona de carcaça tendo duas porções de extremidade da redobra, cada uma en-rolada ao redor de uma das porções de talão anulares;uma primeira estrutura de reforço disposta em uma das porções de talão, a primeiraestrutura de reforço tendo uma primeira porção de extremidade e uma segunda porção deextremidade; euma primeira estrutura de cobertura anular abrangendo a primeira porção de ex-tremidade da primeira estrutura de reforço, a primeira estrutura de cobertura tendo um cortetransversal em forma de U para circundar a primeira porção de extremidade, a primeira es-trutura de cobertura sendo construída de tecido reforçado com fibras orientadas na faixa de --45° a +45° com respeito a uma direção radial do pneumático.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque as fibras da primeira estrutura de cobertura são fibras de aramida.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque as fibras da primeira estrutura de cobertura são fibras de náilon.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a primeira estrutura de reforço é um cobretalão para absorver a tensão entre as porçõesde talão anulares e a lona de carcaça.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a primeira estrutura de reforço é um reforço de arame na área do talão de cordame deaço para absorver a tensão entre as extremidades de redobra e uma jante da roda na qual opneumático é montado.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato deque as fibras da primeira estrutura de cobertura são fibras de aramida.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato deque as fibras da primeira estrutura de cobertura são fibras de náilon.

8. Pneumático, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato deque as porções axialmente mais externas das porções de extremidade da redobra da lonade carcaça se estendem radialmente para fora além do topo de um flange da jante da rodada jante da roda e além da primeira estrutura de reforço.

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque adicionalmente inclui uma segunda estrutura de cobertura anular que abrange a segun-da porção de extremidade da primeira estrutura de reforço, a segunda estrutura de cobertu-ra tendo um corte transversal em forma de U para circundar a segunda porção de extremi-dade, a segunda estrutura de cobertura sendo construída de tecido reforçado com fibrasorientadas na faixa de -45° a +45° com respeito a uma direção radial do pneumático.

10. Pneumático, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato deque a primeira estrutura de reforço é um cobretalão para absorver a tensão entre as porçõesde talão anulares e a lona de carcaça.