BRPI0918956B1 - Órgão formando suporte para um dispositivo, e, pneumático - Google Patents

Órgão formando suporte para um dispositivo, e, pneumático Download PDF

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Abstract

órgão formando suporte para um dispositivo, e, pneumático. a invenção refere-se a um órgão (12) formando suporte para um dispositivo (26), comportando: uma superficie inferior (16), sensivelmente plana de ligação com um pneumático, delimitada por um contorno (20), uma superficie superior (24) de suporte do dispositivo (26), delimitada por um contorno (30), uma superficie periférica (34) formando saia de ligação do contorno (20) da superficie inferior (16) ao contorno (30) da superficie superior (24), no qual o contorno (30) da superficie superior (24) apresenta uma curvatura variável e a variação continua ao longo do contorno.

Description

“ÓRGÃO FORMANDO SUPORTE PARA UM DISPOSITIVO, E, PNEUMÁTICO”
A invenção refere-se ao domínio técnico dos pneumáticos para veículo automotivo.
Conhece-se no estado da técnica, notadamente de acordo com o documento EP 1.544.001 A9, um órgão de borracha aderido à superfície interna de um pneumático e formando suporte para um dispositivo eletrônico como um sensor de pressão ou de temperatura. O órgão de borracha é às vezes designado sob o termo inglês “patch”.
O papel deste órgão é notadamente assegurar desengate mecânico entre o dispositivo eletrônico, geralmente de grande rigidez, e a superfície do pneumático, geralmente flexível pelo fato de ser realizada de borracha. Seria com efeito impossível fixar firmemente o dispositivo eletrônico diretamente na superfície do pneumático porque isto produziría zonas de concentração de esforços devido às grandes diferenças de rigidez entre o dispositivo e o pneumático. Com efeito, as zonas de concentração de esforços correm o risco de deteriorar prematuramente a superfície do pneumático ou do órgão e assim romper prematuramente a fixação do dispositivo ao pneumático.
Apesar da utilização de tal órgão de borracha e pelo fato do pneumático sofrer acelerações e deformações que fragilizam a fixação do órgão ao pneumático, constata-se geralmente o aparecimento de fissuras na superfície do órgão que podem propagar-se até a por em risco a fixação do dispositivo eletrônico.
A invenção tem notadamente por objetivo propor um órgão formando suporte do qual a resistência mecânica é melhorada ao longo de toda a vida do pneumático.
Para esse efeito, a invenção tem por objeto um órgão formando suporte para um dispositivo, comportando:
- uma superfície inferior, sensivelmente plana, de ligação com um pneumático, delimitada por um contorno,
- uma superfície superior de suporte do dispositivo, delimitada por um contorno,
- uma superfície periférica formando saia de ligação do contorno da superfície inferior ao contorno da superfície superior, em que um pelo menos dos parâmetros do conjunto constituído por:
- a curvatura do contorno da superfície superior, e
- a curvatura do perfil da superfície periférica, em seção ao longo de qualquer plano normal à superfície inferior e ortogonal à tangente ao contorno da superfície inferior ao ponto de interseção do plano com o contorno, é variável e de variação continua ao longo respectivamente do contorno e do perfil.
Lembra-se que a curvatura de um contorno em um ponto do contorno é definida como sendo inversa do raio do círculo osculador no contorno neste ponto, ou seja, do círculo vindo casar com o contorno o mais perto possível na proximidade do ponto. Fala-se igualmente às vezes do raio de curvatura do contorno em um ponto para designar o raio do círculo osculador neste ponto.
Geralmente, os dispositivos eletrônicos destinados a serem integrados em um pneumático são de forma paralelepipédica. Isto é devido notadamente ao fato que estes dispositivos eletrônicos compreendem frequentemente circuitos impressos realizados sobre plaquetas quadradas ou retangulares. O órgão formando suporte do dispositivo é conformado de modo que a sua superfície plana superior apresente sensivelmente a mesma forma que o dispositivo, ou seja, uma forma geral retangular. Os ângulos da superfície superior são eventualmente arredondados. Tal exemplo de realização é representado na figura 8 do documento EP 1.544.001 A9 que mostra um órgão cujo contorno da superfície superior compreende um conjunto de retas reunidas por curvas.
As zonas do contorno da superfície superior do órgão situadas na interface entre as porções retas e as porções curvas formam zonas de concentração de esforços que são uma das causas da ruptura prematura do órgão fixado na superfície do pneumático. Além disso, quanto menor o raio de curvatura, mais os esforços transmitidos pelo pneumático ficam localizados e assim se tomam prejudiciais.
A invenção propõe, portanto, reduzir tanto quanto possível estas zonas de concentração de esforços suprimindo as rupturas de raios de curvatura do contorno da superfície superior. Para isto, o contorno da superfície superior do órgão de acordo com a invenção apresenta uma curvatura variável e a variação continua ao longo do contorno. Em outros termos, o raio de curvatura, ao longo do contorno da superfície superior, evolui desde um raio infinito no nível das porções retas do contorno, se existentes, a um raio acabado da ordem de alguns milímetros no nível das porções curvas. A evolução deste raio de curvatura é contínua e não apresenta variações bruscas.
Graças à invenção, as tensões são regularmente distribuídas em tomo do contorno da superfície superior e a sua intensidade é, portanto, menor. Com efeito, propondo uma evolução contínua do raio de curvatura do contorno da superfície superior, é possível maximizar o raio de curvatura mínimo atingido pelo contorno no nível das suas porções curvas.
Outra característica identificada pelos inventores para otimizar o comportamento do órgão sobre a superfície do pneumático consiste em conformar o órgão de modo que a superfície periférica apresente em seção ao longo de qualquer plano normal na superfície superior e ortogonal à tangente ao contorno da superfície superior no ponto de interseção do plano com o contorno, um perfil ligando a superfície superior à superfície inferior cuja curvatura é variável e a variação contínua. Isso significa que a evolução do contorno do órgão, em um plano vertical, é igualmente contínua, o que permite limitar as zonas angulosas.
As duas características definidas acima são procedentes de um mesmo conceito inventivo: dar ao órgão uma forma cujas curvaturas evoluem continuamente, limitando assim as zonas angulosas que podem ser a origem de uma concentração de esforços que limita a duração de vida do órgão fixado na superfície do pneumático.
Como evidente, estas duas características podem ser realizadas sobre um órgão sozinhas ou em combinação uma com a outra.
Um órgão de acordo com a invenção pode, além disso, compreender uma ou várias das características seguintes.
- A superfície superior é sensivelmente plana.
- A superfície superior é de forma geral alongada.
- O contorno da superfície superior compreende pelo menos duas porções opostas retilíneas e sensivelmente paralelas.
- O contorno da superfície superior compreende pelo menos duas porções curvas opostas ligando as porções retilíneas.
- O raio de curvatura do contorno varia entre um raio mínimo e um raio máximo, ambos terminados.
- O contorno da superfície superior é definido por uma spline, preferivelmente de grau 3 ou 5. Lembra-se que uma spline é uma função definida por segmentos polinomiais. Esta definição do contorno da superfície superior é particularmente interessante dado que sendo a spline uma curva polinomial, a variação do seu raio de curvatura é contínua. Por outro lado, uma spline é uma curva polinomial cuja definição é relativamente simples o que permite defini-la de modo que o seu raio de curvatura mínimo seja maximizado.
- O perfil em seção da superfície periférica é uma spline, preferivelmente de grau 3 ou 5.
- O perfil em seção da superfície periférica se junta na superfície inferior ao longo de um ângulo compreendido entre 9 e 15°, preferivelmente entre 10° e 12°. O ângulo das bordas do órgão é um parâmetro importante a levar em consideração de modo que a fixação do órgão do pneumático seja durável. Com efeito, se este ângulo é inferior a 9o, uma ondulação das bordas aparece, provocando quando da sua colocação um risco de dobras da borda periférica do órgão que é difícil de nivelar corretamente. Se este ângulo for superior a 15°, a borda periférica do órgão é muito rígida e é susceptível de criar tensões muito fortes na superfície do pneumático e de provocar assim fraturas ou descolamentos durante a rodagem.
- O perfil em seção da superfície periférica se reúne com a superfície a superior ao longo de um ângulo dado em função da necessidade, este ângulo pode estar compreendido entre 0o e 25°, quando se quer que haja certa transmissão de esforços entre o pneumático e a eletrônica, ele pode ser negativo, por exemplo, entre -25° e 0o quando se deseja pelo contrário desacoplar a eletrônica dos esforços transmitidos pelo pneumático.
- As superfícies superiores e inferiores são paralelas.
- O órgão é feito de borracha, preferivelmente em um único suporte.
A invenção tem igualmente por objeto um pneumático que compreende um órgão tal como foi previamente definido.
A invenção será compreendida melhor na leitura da descrição seguinte, feita unicamente, a titulo de exemplo, com referência aos desenhos anexos nos quais:
- a figura 1 é uma vista em perspectiva de um órgão do estado da técnica,
- a figura 2 é um esquema do contorno da superfície superior do órgão da figura 1,
- a figura 3 é uma vista em perspectiva de um órgão de acordo com a invenção,
- a figura 4 é um esquema que sobrepõe os contornos das superfícies superiores do órgão da figura 1 e do órgão da figura 3,
- a figura 5 é um esquema em seção reta da superfície periférica do órgão da figura 3.
Representou-se nas figuras 1 e 3 dois órgãos respectivamente designados pelas referências 10 e 12 formando suportes para um dispositivo. O órgão 10 representado na figura 1 é um órgão de acordo com o estado da técnica enquanto o órgão 12 representado na figura 3 é um órgão de acordo com a invenção.
Na sequência da descrição, os órgãos 10 e 12 serão localizados em relação a uma referência ortonormal xyz cuja direção x estende-se seguindo uma direção principal do órgão 10 ou 12 e cuja direção z é orientada seguindo uma direção vertical.
Cada órgão 10 e 12 comporta respectivamente:
- uma superfície plana inferior 14 e 16 de ligação com um pneumático (não representado), delimitada por um contorno 18 e 20,
- uma superfície superior 22 e 24 de suporte de um dispositivo 26 esquematizado nas figuras 1 e 3 por uma curva em traço pontilhado, a superfície superior 22 e 24 sendo delimitada por um contorno 28 e 30, e sendo plana no exemplo representado,
- uma superfície periférica 32 e 34 formando uma saia de ligação do contorno 18 e 20 da superfície inferior 14 e 16 ao contorno 28 e 30 da superfície superior 22 e 24.
Sobre os dois órgãos 10 e 12, as superfícies inferiores 14 e 16 são respectivamente paralelas às superfícies superiores 22 e 24, estas superfícies sendo sensivelmente paralelas ao plano xy.
A forma geral das superfícies 22 e 24 é convexa e alongada ao longo da direção x, a superfície superior 22 do órgão 10 do estado da técnica sendo sensivelmente retangular enquanto a superfície superior 24 do órgão 12 da invenção é sensivelmente oval ou elipsoidal.
A forma das superfícies superiores 22 e 24 é adaptada para suportar os órgãos 26. O órgão 26 é representado nas figuras 1 e 3 por uma curva oval pontilhada. Esta representação não é, em nenhum caso, limitativa. Com efeito, o órgão 26 pode ser de todas as formas e de todas as dimensões. Geralmente, este órgão 26 é um chip eletrônico realizada sobre um circuito impresso de forma quadrada ou retangular. O dispositivo eletrônico 26 pode ser, por exemplo, um sensor de temperatura ou de pressão ou um dispositivo destinado a recolher informações relativas à fabricação do pneumático ou sua identidade.
Como representado na figura 2, o contorno 28 do órgão 10 do estado da técnica é de forma sensivelmente retangular e compreende dois grandes lados 40 e 42 sensivelmente lineares retilíneos e paralelos à direção x e dois pequenos lados 44 e 46 sensivelmente lineares retilíneos e ortogonais aos lados 40 e 42 e, portanto, sensivelmente paralelos à direção y. O contorno 42 compreende, portanto, uma sucessão de grandes lados e de pequenos lados. A transição entre um grande lado e pequeno lado é realizada por meio de linhas curvas 48 constituídas por segmentos de círculo, no caso presente por quartos de círculo.
A curvatura em um ponto dado do contorno 42 é simbolizada na figura 2 por um segmento 50 cujo comprimento é em função da curvatura do ponto desenhado. Como se pode constatar, no nível dos lados retilíneos 40, 42, 44 e 46, nenhum segmento 50 é representado porque, o raio de curvatura sendo infinito, a curvatura é nula. Por outro lado, no nível das porções curvas de ligação dos segmentos retilíneos, constata-se que os segmentos 50 simbolizando a curvatura do contorno 28 apresentam um comprimento l dado que é o mesmo ao longo da porção curva 48 do contorno 28. Esta curvatura é constante ao longo de toda a porção curva 48 porque esta porção curva é um arco de círculo.
Constata-se que a curvatura do contorno 28 varia brutalmente de 0 a l no nível da junção entre as porções curvas 48 e as porções retilíneas. Assim, a curvatura do contorno 28 é variável, mas a sua variação não é contínua.
A figura 4 representa superposição do contorno 28 do órgão 10, cuja forma acaba de ser descrita em referência à figura 2, com o contorno 30 da superfície superior 24 do órgão 12 de acordo com a invenção.
O contorno 30 pode ser analisado da mesma maneira que o contorno 28. O contorno 30 é de forma geral alongada ao longo da direção x. Ele compreende duas porções de reta 60 e 62 retilíneas e sensivelmente paralelas em relação à direção x. As porções de reta 60 e 62 são ligadas uma na outra por meio de porções curvas 64 e 66.
Da mesma maneira que na figura 2, representou-se na figura 4 um conjunto de segmentos 68 dispostos ortogonalmente ao contorno 30 para quantificar a curvatura deste contorno em todos os pontos.
Constata-se que no nível das porções retas 60 e 62, a curvatura do contorno é nula. Por outro lado, no nível das porções curvas 64 e 66, a curvatura do contorno 30 varia e não é nula. Como pode ser constatado, a variação da curvatura do contorno 30 é contínua e não compreende ruptura brusca. Nota-se, além disso, que a curvatura máxima atingida pelas porções curvas 64 e 66 é inferior à curvatura do contorno 28 do órgão 10 do estado da técnica no nível das suas porções curvas 48.
Em outros termos, o contorno 30 da superfície superior 24 do órgão 12 de acordo com a invenção apresenta uma curvatura variável e com variação contínua completamente ao longo do contorno 30.
Nota-se que, para um mesmo comprimento e uma mesma largura das superfícies superiores 22 e 24 dos órgãos respectivos 10 e 12, o raio de curvatura mínimo da superfície 24 do órgão da invenção é, por exemplo, de 6,2 mm, enquanto que o raio de curvatura mínimo da superfície 22 do órgão do estado da técnica é de 4,9 mm. Portanto, a invenção permite maximizar o raio de curvatura mínimo da superfície superior do órgão.
A forma do contorno 30 do órgão 12 da invenção é obtida de maneira matemática através de uma curva de tipa spline. Lembra-se que uma spline é uma curva polinomial definida por segmentos. Preferivelmente, a spline utilizado é de grau 3 ou 5.
De acordo com outro aspecto da invenção, interessa-se a forma em corte da superfície periférica 34 do órgão 12 da invenção. Para isto, define-se um plano 70 paralelo ao plano yz, ou seja, normal à superfície inferior 16 do órgão e ortogonal, em um ponto I de interseção do plano com o contorno 20 da superfície inferior 16, à tangente 72 ao contorno 20 ao ponto
1.
A figura 5 representa um corte da superfície periférica 34 ao longo do plano 70, por um lado do órgão 10 da figura 1 em traço contínuo, e por outro lado, o órgão 12 da figura 3 em traço descontínuo.
Constata-se nesta figura 5 que a superfície periférica 34 do órgão 12 de acordo com a invenção apresenta neste plano um perfil 74 ligando a superfície superior 24 à superfície inferior 16 e que este perfil 74 apresenta uma curvatura variável cuja variação é contínua. O perfil 74 não apresenta ruptura brusca de inclinação contrariamente ao perfil da superfície periférica do órgão 10 do estado da técnica que compreende uma porção reta ligada de maneira brutal a uma porção curva.
De acordo com a invenção, a superfície periférica 34 do órgão é tal que, independentemente do plano de corte 70 utilizado e verificando as características mencionadas acima, o perfil 74 da superfície periférica 34 apresenta uma curvatura variável cuja variação é contínua.
Por outro lado, o perfil 74 da superfície 34 se junta na superfície inferior ao longo de um ângulo α compreendido entre 9 e 15°.
Testes mostraram que projetando um órgão cujas curvaturas 5 são contínuas, aumenta-se consideravelmente a duração de vida da fixação do órgão sobre a superfície do pneumático.
Por último, nota-se que os exemplos de realização representados nas figuras são apenas a título ilustrativo. Com efeito, o órgão da invenção pode compreender uma superfície superior de forma assimétrica 10 que compreende, por exemplo, uma extremidade mais larga que a outra, a curvatura da superfície superior podendo ser localmente negativa ou positiva, as superfícies superiores e inferiores podendo ser paralelas ou não...

Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Órgão (12) formando suporte para um dispositivo (26), comprendendo:
    - uma superfície inferior (16), sensivelmente plana, de ligação com um pneumático, delimitada por um contorno (20),
    - uma superfície superior (24) de suporte do dispositivo (26), delimitada por um contorno (30),
    - uma superfície periférica (34) formando saia de ligação do contorno (20) da superfície inferior (16) ao contorno (30) da superfície superior (24), caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos parâmetros do conjunto constituído por:
    - a curvatura do contorno (30) da superfície superior (24), e
    - a curvatura do perfil (74) da superfície periférica (34), em seção ao longo de qualquer plano (70) normal à superfície inferior (16) e ortogonal à tangente (72) ao contorno (20) da superfície inferior (16) no ponto de interseção (I) do plano (70) com o contorno (20), é variável e com variação continua ao longo respectivamente do contorno (30) e do perfil (74).
  2. 2. Orgão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que superfície superior (24) é sensivelmente plana.
  3. 3. Orgão (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a superfície superior (24) é de forma geral alongada.
  4. 4. Orgão (12) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o contorno (30) da superfície superior (24)
    Petição 870190031134, de 01/04/2019, pág. 18/20
    2/3 compreende pelo menos duas porções (60,62) opostas retilíneas e sensivelmente paralelas.
  5. 5. Orgão (12) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o contorno (30) da superfície superior (24) compreende pelo menos duas porções curvas (64,66) opostas ligando as porções retilíneas (60,62).
  6. 6. Orgão (12) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o raio de curvatura do contorno (30) varia entre um raio mínimo e um raio máximo, ambos acabados.
  7. 7. Orgão (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o contorno (30) da superfície superior (24) é definido por uma spline, preferivelmente de grau três ou cinco.
  8. 8. Orgão (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o perfil (74) em seção da superfície periférica (34) é uma spline, preferivelmente de grau três ou cinco.
  9. 9. Orgão (12) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o perfil em seção da superfície periférica (34) se reúne com a superfície inferior (16) ao longo de um ângulo compreendido entre 9 e 15 graus.
  10. 10. Órgão (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de que o perfil (74) em seção da superfície periférica (34) se reúne com a superfície superior (24) ao longo de um ângulo compreendido entre -25 e 25 graus.
    Petição 870190031134, de 01/04/2019, pág. 19/20
    3/3
  11. 11. Orgão (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as superfícies superior (24) e inferior (16) são paralelas.
  12. 12. Orgão (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o órgão (12) é realizado de borracha.
  13. 13. Pneumático caracterizado pelo fato de que ele compreende um órgão (12) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
BRPI0918956-4A 2008-09-24 2009-09-21 Órgão formando suporte para um dispositivo, e, pneumático BRPI0918956B1 (pt)

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