BRPI1104909A2 - pneumÁticos com reforÇo de alta resistÊncia - Google Patents

Abstract

PNEUMÁTICOS COM REFORÇO DE ALTA RESISTÊNCIA. Um pneumático inclui uma carcaça, dois costados espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de cintas colocada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de cintas tem cordões de reforço de aço UT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,08 mm a 0,60 mm.

Description

"PNEUMÁTICOS COM REFORÇO DE ALTA RESISTÊNCIA" CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito a um pneumático, e mais particularmente a estru- turas de reforço para um pneumático.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Artigos elastomérico reforçados são bem conhecidos. Por exemplo, correias trans- portadoras ou tipo equivalente, pneumáticos, etc., são construídos com cordões de têxtil e/ou filamentos ou fios de aço finos. Em particular, correia usadas em pneumáticos são construídas de até oito camadas de lonas com o reforço de cordão de lonas adjacentes sendo predisposto com relação à direção de movimento do pneumático onde é desejado reforçar tanto na direção lateral quanto na direção de rotação do pneumático. Adicionalmen- te, cordões feitos de fios de múltiplos filamentos torcidos de arame fino com uma construção de fio simples tendo dois ou mais filamentos e um filamento enrolado nos mesmos para re- forçar a estrutura de cordão são conhecidos. Em alguns casos, o reforço inclui o uso de cordões de fio simples de múltiplos fila-

mentos que não são torcidos uns com os outros, mas em vez disto são torcidos totalmente como um feixe ou agrupamento (cordão agrupado) para simplificar a construção de cordão. Maiores exigências de vida em fadiga para compostos em pneumáticos têm resultado em cordões com menor diâmetro de filamento, exigindo mais filamentos no cordão para obter a resistência necessária.

Estruturas de correia de pneumático de duas lonas convencionais para passageiro e pneumáticos de caminhão leve podem ter cordões de 2 χ 0,255ST e 2+2 χ 0,32-0,40ST, respectivamente. Esta designação significa um cordão de dois filamentos de 0,255 mm de diâmetro e um cordão de quatro filamentos de 0,32-0,40 mm de diâmetro (com dois filamen- tos torcidos em um menor comprimento de passo do que os outros dois filamentos), respec- tivamente. Cordões de múltiplos filamentos tais como 2+2 χ 0,32-0,40ST têm sido descober- tos como necessários para satisfazer a maior demanda para resistência de compostos em correia de pneumáticos, tais como em aplicações de caminhão leve. Ambos destes cordões são feitos de aço de tensão superior (ST) tal como definido em seguida. Embora projetos de cordão incorporando aço de tensão superior (ST) tenham se comprovado efetivos, existe uma necessidade contínua de desenvolver construções de cordões mais leves com caracte- rísticas melhoradas, tais como maior resistência à propagação de corrosão e desempenho de pneumático melhorado, em relação às construções de alta tensão (HT) e tensão superior (ST) convencionais.

Estas construções de cordões convencionais de uma maneira geral não têm encon-

trado uso em pneumáticos maiores, tais como pneumáticos fora de estrada (OTR). Pneumá- ticos OTR grandes convencionalmente usam construções tais como 7 χ 7 χ 0,25+1 HT e 3 χ 7 χ 0,22ΗΤ compreendendo sete fios, cada um com sete filamentos de 0,25 mm de diâmetro de alta tensão (HT) que são torcidos conjuntamente e enrolados em espiral; e três fios, cada um com sete filamentos de 0,22 mm de diâmetro de alta tensão (HT) que são torcidos con- juntamente, respectivamente. Um cabo de cordões de aço convencional usado para reforço de lona em pneumáticos OTR para tamanhos 36R51 e maiores é cordão trançado de fila- mento de cordão de pneumático de alta tensão (HT) tal como cordão de 7 χ 19 χ 0,20+1 HT compreendendo sete fios, cada um com dezenove filamentos de 0,20 mm de diâmetro de alta tensão (HT) que são torcidos conjuntamente e enrolados em espiral.

Pneumáticos OTR também podem ser construídos de múltiplas correia ou de uma correia única com cordões de reforço tais como 27 χ 0,265ST ou 5+8+14 χ 0,265+1 ST. Ain- da, construções de cordões de aço convencionais têm limitações de carga de ruptura e de bitola de cabo impedindo que a resistência por polegada (2,54 centímetros) de projeto ne- cessária seja alcançada para pneumáticos maiores que os 40R57 usados em caminhões e escavadeiras pesando até e algumas vezes mais que 320 toneladas. Além do mais, existe uma necessidade de aumentar a área de prega na lona e correia, isto é, o espaço entre os cordões, para pneumáticos de tamanhos 36R51 e maiores, de maneira que mais borracha pode penetrar entre os cordões durante fabricação de pneumático para aprimorar a qualida- de de tratamento calandrado ao impedir "prega fraca" ou "revestimento solto" (que pode re- sultar em ar aprisionado em pneumáticos). As ligas de aço de maior resistência têm resultado em mudanças na resistência de

produto dando origem à possibilidade de ajustar os parâmetros de uma carga bruta de cor- reia de pneumático, a qual depende de três fatores assumindo cordão adequado para ade- rência de borracha. Os fatores são módulo de cordão, a razão de volume de cordão para volume de borracha (freqüentemente expressada como o número de extremidades de cor- dões por polegada (epi)), e o ângulo de reforço de cordão. Adicionalmente, à medida que o ângulo de reforço de cordão se aproxima da direção de rotação do pneumático, o suporte do reforço na direção lateral se desloca na direção de zero. Um aumento nos dois outros fato- res relacionados com cordão mencionados anteriormente, isto é, o módulo de cordão e a razão de volume de cordão para volume de borracha, de uma maneira geral resulta em um aumento de peso para a correia. Peso adicionado pode significar custo adicionado, maior resistência ao rolamento, e menor economia de combustível de um pneumático. Usar sim- plesmente cordões mais leves com um menor módulo não resolve o problema porque, mesmo que eles tenham menor peso, o módulo de cordão inferior deve ser deslocado ao aumentar a razão de cordão para volume de borracha. Este aumento em volume de cordão é limitado pelo tamanho físico do cordão e o espaçamento resultante entre os cordões, o qual governa a quantidade de prega, isto é, a capacidade da borracha para penetrar entre os cordões para boa aderência de cordão à borracha. DEFINIÇÕES

"Enchimento de talão" significa um enchimento elastomérico localizado radialmente acima do núcleo de talão e entre as lonas e a lona de redobra.

"Anular" significa formado tal como um anel.

"Relação de aspectos" significa a razão de sua altura de seção para sua largura de

seção.

"Axial" e "axialmente" são usados neste documento para se referir às linhas ou dire- ções que são paralelas ao eixo de rotação do pneumático.

"Talão" significa aquela parte do pneumático compreendendo um elemento de tra- ção anular envolto pelos cordões de lona e modelado, com ou sem outros elementos de reforço tais como cobre talões, reforços de arame na área do talão, enchimentos de talão, protetores de unha e telas antifricção, para encaixar com o aro de projeto.

"Estrutura de correia" significa pelo menos duas camadas ou lonas anulares de cor- dões paralelos, tecidas ou não tecidas, subjacentes à banda de rodagem, não ancoradas ao talão, e tendo cordões inclinados em relação ao plano equatorial do pneumático. A estrutura de correia também pode incluir lonas de cordões paralelos inclinados em ângulos relativa- mente baixos, agindo como camadas de restrição.

"Pneumático diagonal" (lona cruzada) significa um pneumático no qual os cordões de reforço na lona de carcaça se estendem diagonalmente através do pneumático de talão para talão em um ângulo de cerca de 25°-65° com relação ao plano equatorial do pneumáti- co. Se múltiplas lonas estiverem presentes, os cordões de lona se desenvolverão em ângu- los opostos em camadas alternantes.

"Amortecedores" significam pelo menos duas camadas ou lonas anulares de cor- dões de reforço paralelos tendo o mesmo ângulo com referência ao plano equatorial do pneumático que o dos cordões de reforço paralelos em lonas de carcaça. Amortecedores são usualmente associados com pneumáticos diagonais.

"Cabo" significa um cordão formado ao torcer conjuntamente dois ou mais fios do- brados.

"Carcaça" significa a estrutura de pneumático exceto a estrutura de correia, banda de rodagem, parte inferior de banda de rodagem e borracha de costado sobre as lonas, mas incluindo os talões.

"Armação" significa a carcaça, estrutura de correia, talões, costados e todos os ou- tros componentes do pneumático excetuando a banda de rodagem e parte inferior de banda de rodagem, isto é, o pneumático inteiro. "Reforço de arame na área do talão" se refere a uma faixa estreita de tecido ou cor-

dões de aço localizados na área de talão cuja função é reforçar a área de talão e estabilizar a parte mais interna radialmente do costado. "Circunferencial" significa linhas ou direções se estendendo ao longo do perímetro da superfície do pneumático anular paralelas ao Plano Equatorial (PE) e perpendiculares à direção axial; também pode se referir à direção dos conjuntos de curvas circulares adjacen- tes cujo raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, tal como visto em seção transversal.

"Cordão" significa um dos fios de reforço dos quais as estruturas de reforço do pneumático são compreendidas.

"Ângulo de cordão" significa o ângulo agudo, direito ou esquerdo em uma vista em planta do pneumático, formado por um cordão com relação ao plano equatorial. O "ângulo de cordão" é medido em um pneumático vulcanizado, mas não inflado.

"Abaulamento" significa aquela parte do pneumático dentro dos limites de largura da banda de rodagem de pneumático.

"Denier" significa o peso em gramas por 9.000 metros (unidade para expressar densidade linear). Dtex significa o peso em gramas por 10.000 metros. "Densidade" significa peso por unidade de comprimento.

"Elastômero" significa um material elástico capaz de recuperar tamanho e forma após deformação.

"Plano equatorial (PE)" significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu- mático e atravessando o centro de sua banda de rodagem; ou o plano contendo a linha de centro circunferencial da banda de rodagem.

"Tecido" significa uma rede de cordões se estendendo essencialmente de forma u- nidirecional, os quais podem ser torcidos, e que por sua vez são compostos de uma plurali- dade de uma multiplicidade de filamentos (que também podem ser torcidos) de um material de módulo alto.

"Fibra" é uma unidade de matéria, natural ou artificial que forma o elemento básico

de filamentos. Caracterizada por ter um comprimento pelo menos 100 vezes seu diâmetro ou largura.

"Contagem de filamento" significa o número de filamentos que constituem um fio. Exemplo: poliéster de 1.000 denier tem aproximadamente 190 filamentos. "Cobre talão" se refere a um tecido de reforço em volta do fio para talão para resis-

tência e para fixar o fio para talão ao corpo de pneumático.

"Bitola" se refere de uma maneira geral a uma medida, e especificamente a uma medida de espessura.

"Aço de alta tensão (HT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de pelo menos 3.400 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento.

"Interno" significa na direção do lado de dentro do pneumático e "externo" significa na direção de seu exterior. "Revestimento interno" significa a camada ou camadas de elastômero ou de outro material que formam a superfície interna de um pneumático sem câmara e que contêm o fluido de inflação dentro do pneumático.

"LASE" é carga em alongamento especificado.

"Lateral" significa uma direção axial.

"Comprimento de passo" significa a distância na qual um filamento ou fio torcido se desloca para completar uma rotação de 360 graus em volta de um outro filamento ou fio.

"Faixa de Cargas" significa limites de carga e inflação para um dado pneumático usado em um tipo específico de serviço tal como definido por tabelas na The Tire and Rim Association, Inc.

"Aço de Mega Tensão (MT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de pelo menos 4.500 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento.

"Carga normal" significa a pressão e carga de inflação de projeto específico desig- nadas pela organização de padrões apropriada para a condição de serviço para o pneumáti- co.

"Aço de Tensão Normal (NT)" significa um aço carbono com uma resistência à tra- ção de pelo menos 2.800 MPa @ 0,20 mm d diâmetro de filamento.

"Lona" significa uma camada reforçada com cordões de cordões implementados ra- dialmente ou paralelos de outro modo revestidos de borracha. "Radial" e "radialmente" são usados para significar direções radialmente na direção

ou para longe do eixo de rotação do pneumático.

"Estrutura de lona radial" significa a uma ou mais lonas de carcaça ou que pelo me- nos uma lona tem cordões de reforço orientados em um ângulo entre 65° e 90° com relação ao plano equatorial do pneumático. "Pneumático de lona radial" significa um pneumático cinturado ou restringido circun-

ferencialmente no qual pelo menos uma lona tem cordões que se estendem de talão para talão e são estendidos em ângulos de cordão entre 65° e 90° com relação ao plano equato- rial do pneumático.

"Prega" significa um espaço aberto entre cordões em uma camada. "Altura de seção" significa a distância radial do diâmetro de aro nominal para o diâ-

metro externo do pneumático no seu plano equatorial.

"Largura de seção" significa a distância linear máxima paralela ao eixo geométrico do pneumático e entre o exterior de seus costados quando e após ele ter sido inflado em pressão normal por 24 horas, mas sem carga, excluindo elevações dos costados por causa de marcação, decoração ou bandas de proteção.

"Costado" significa aquela parte de um pneumático entre a banda de rodagem e o

talão. "Razão de rigidez" significa o valor de uma rigidez de estrutura de correia de contro- le dividido pelo valor de uma outra rigidez de estrutura de correia quando os valores são determinados por meio de um ensaio de dobramento de três pontos fixados tendo ambas as extremidades do cordão suportadas e flexionadas por uma carga centralizada entre as ex- tremidades fixas.

"Aço de Tensão Superior (ST)" significa um aço carbono com uma resistência à tra- ção de pelo menos 3.650 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento.

"Tenacidade" é tensão expressada como força por unidade de densidade linear da amostra não esticada (gm/tex ou gm/denier). Usado em têxteis. "Tensão" é tensão expressada em forças/área seccional transversal. Resistência

em psi (6,89 kPa) = 12.800 vezes gravidade específica vezes tenacidade em gramas por denier.

"Protetor de unha" se refere à parte de contactar aro elastomérica posicionada cir- cunferencialmente do pneumático axialmente para dentro de cada talão. "Banda de rodagem" significa um componente de borracha moldado que, quando

unido a uma armação de pneumático, inclui aquela parte do pneumático que entra em con- tato com a estrada quando o pneumático está normalmente inflado e sob carga normal.

"Largura de banda de rodagem" significa o comprimento de arco da superfície de banda de rodagem em um plano incluindo o eixo de rotação do pneumático. "Extremidade de redobra" significa a parte de uma lona de carcaça que gira para

cima (isto é, radialmente para fora) dos talões em volta da qual a lona é enrolada.

"Aço de Ultra Tensão (UT)" significa um aço carbono com uma resistência à tração de pelo menos 4.000 MPa @ 0,20 mm de diâmetro de filamento.

"Fio" é um termo genérico para um fio contínuo de fibras ou filamentos têxteis. Fio ocorre nas seguintes formas: 1) diversas fibras torcidas conjuntamente; 2) diversos filamen- tos estendidos conjuntamente sem torção; 3) diversos filamentos estendidos juntamente com um grau de torção; 4) um único filamento com ou sem torção (monofilamento); 5) uma tira estreita de material com ou sem torção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Um pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costa-

dos espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia colocada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cordões de reforço de aço UT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,18 mm a 0,30 mm.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de reforço de aço UT são arranjados a fim de ter de 8 a 50 extremidades por polegada (2,54 centímetros). De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm uma construção 2x.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 2+1.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor-

ço de aço UT têm uma construção 2+2.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 5x.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm filamentos de 0,185 mm de diâmetro.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm filamentos de 0,210 mm de diâmetro.

Um outro pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costados espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem dis- posta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia co- locada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cor- dões de reforço de aço MT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,18 mm a 0,30 mm.

Um pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costa- dos espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia colocada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cordões de reforço de aço UT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,18 mm a 0,22 mm.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de reforço de

aço UT são arranjados a fim de ter de 8 a 20 extremidades por polegada (2,54 centímetros).

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm uma construção 3x7.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 3x6.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm uma construção 4x4.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 4x(3x2). De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor-

ço de aço UT têm filamentos de 0,185 mm de diâmetro.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm filamentos de 0,210 mm de diâmetro.

Um outro pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costados espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem dis- posta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia co- locada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cor- dões de reforço de aço MT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,18 mm a 0,22 mm.

Um pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costa- dos espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia colocada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cordões de reforço de aço UT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,21 mm a 0,60 mm.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de reforço de aço UT são arranjados a fim de ter de 8 a 20 extremidades por polegada (2,54 centímetros).

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm uma construção 3x4.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 3x6. De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor-

ço de aço UT têm uma construção 3x7.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 4x7.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm filamentos de 0,35 mm de diâmetro.

Um outro pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costados espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem dis- posta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia co- locada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cor- dões de reforço de aço MT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,21 mm a 0,60 mm.

Um pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costa- dos espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia colocada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cordões de reforço de aço UT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,08 mm a 0,21 mm. De acordo com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de reforço de aço UT são arranjados a fim de ter de 8 a 20 extremidades por polegada (2,54 centímetros).

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm uma construção 3x4.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re-

forço de aço UT têm uma construção 3x6.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm uma construção 3x7.

De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de re- forço de aço UT têm uma construção 4x7.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, os cordões de refor- ço de aço UT têm filamentos de 0,10 mm de diâmetro.

Um outro pneumático de acordo com a presente invenção inclui uma carcaça, dois costados espaçados lado a lado a uma distância, dois talões, uma banda de rodagem dis- posta radialmente para fora de um abaulamento da carcaça, e uma estrutura de correia co- locada radialmente entre a banda de rodagem e a carcaça. A estrutura de correia tem cor- dões de reforço de aço MT. Os cordões têm filamentos com diâmetros variando de 0,08 mm a 0,21 mm.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A figura 1 é uma representação esquemática de uma seção transversal de uma

modalidade de exemplo de um pneumático para uso com a presente invenção;

A figura 2 é uma representação esquemática de uma seção transversal parcial de uma segunda modalidade de exemplo de um pneumático para uso com a presente inven- ção;

A figura 3 é uma representação esquemática de uma seção transversal de um cor-

dão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 4 é uma representação esquemática de uma seção transversal de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 5 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 6 é uma representação esquemática de uma seção transversal também de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção.

A figura 7 é uma representação esquemática de uma seção transversal de um cor- dão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção; A figura 8 é uma representação esquemática de uma seção transversal de um outro

cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 9 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 10 é uma representação esquemática de uma seção transversal também de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 11 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 12 é uma representação esquemática de uma seção transversal também de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 13 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção; A figura 14 é uma representação esquemática de uma seção transversal também

de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 15 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção.

A figura 16 é uma representação esquemática de uma seção transversal de um cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 17 é uma representação esquemática de uma seção transversal de um ou- tro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 18 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção; A figura 19 é uma representação esquemática de uma seção transversal também

de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 20 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 21 é uma representação esquemática de uma seção transversal também de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 22 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção;

A figura 23 é uma representação esquemática de uma seção transversal também de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção; A figura 24 é uma representação esquemática de uma seção transversal ainda de

um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção; e

A figura 25 é uma representação esquemática de uma seção transversal também de um outro cordão de reforço de exemplo de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DE EXEMPLO DA PRESENTE INVENÇÃO

Referindo-se às figuras 1 e 2, as lonas 12, 14 estão mostradas em um pneumático de exemplo 10 com uma carcaça radial em que elementos iguais receberam números de referência iguais. O pneumático de exemplo 10 tem uma estrutura de carcaça de lonas radi- ais quando os cordões da lona de reforço de carcaça, ou as lonas 12, 14 são orientadas em ângulos na faixa de 75° a 90° em relação ao plano equatorial (PE) do pneumático de exem- plo.

Uma ou outra lona 12, 14 pode ser reforçada com os cordões metálicos, raiom, po-

liéster, náilon, ou qualquer outro reforço adequado. A lona de carcaça reforçada com cor- dões metálicos 12 ou 14 pode ter uma camada de cordões de aço arranjada a fim de ter de cerca de 8 a cerca de 20 extremidades por polegada (2,54 centímetros) (EPI) quando medi- da em uma direção circunferencial de pneumático em uma localização tendo uma largura máxima LM. Por exemplo, a camada de cordões de aço pode ser arranjada a fim de ter cer- ca de 12 a cerca de 16 extremidades por polegada (2,54 centímetros) (EPI) na localização tendo a largura máxima LM. Em termos de unidades métricas, os cordões de aço podem ser arranjados tal como para ter de 3 a 8 extremidades por cm (EPC) quando medidos em uma direção circunferencial de pneumático na localização tendo uma largura máxima de pneu- mático LM. Um número alto de extremidades por polegada (2,54 centímetros) pode incluir o uso de um fio de menor diâmetro para uma dada resistência versus um baixo número de extremidades por polegada (2,54 centímetros) para um fio de maior diâmetro para a mesma resistência.

O pneumático 10 pode ter um par dos talões anulares substancialmente inextensí- veis 16, 18, os quais são espaçados axialmente lado a lado um do outro. Cada um dos ta- lões 16, 18 pode ser localizado em uma parte de talão do pneumático 10, o qual tem super- fícies externas configuradas para ser complementares aos talões e reter flanges de um aro (não mostrado) no qual o pneumático é projetado para ser montado. As lonas 12, 14 podem ser de cordões de reforço lado a lado de poliéster, aço ou de outro material adequado e se estendem entre os talões 16, 18 com uma parte externa axialmente da estrutura de carcaça dobrada em volta de cada um dos talões. A estrutura de lonas de carcaça da figura 1 com- preende as duas lonas 12, 14 de material de reforço. Uma ou mais lonas de carcaça de qualquer material adequado podem ser empregadas.

Uma camada de um material de baixa permeabilidade 20 pode ser disposta inter- namente às lonas de carcaça 12, 14, e contíguas a uma câmara de inflação definida pelo pneumático 10 e aro. Os costados elastoméricos 22, 24 podem ser dispostos axialmente para fora da estrutura de carcaça 12, 14. Uma estrutura de correia se estendendo circunfe- rencialmente 26 das duas camadas de correia 28, 30 (figura 1), ou das quatro camadas de correia 28, 30, 32, 34 (figura 2), pode incluir os cordões de reforço de aço 36 tal como mos- trado na figura 3. A estrutura de correia 26 também pode incluir uma sobrecamada 38 inter- posta radialmente entre a correia 28, 30, 32, 34 e a banda de rodagem 15 (figura 2).

A estrutura de correia 26 das figuras 1 e 2, de acordo com a presente invenção, po- de ser caracterizada pelos cordões de exemplo 36 tendo filamentos de Aço de Ultra Tensão (UT) ou de Aço de Mega Tensão (MT) (tal como definido anteriormente) com diâmetros na faixa de 0,08 mm a 0,35 mm, ou mais especificamente 0,18 mm a 0,30 mm ou 0,21 mm a 0,60 mm, e comprimentos de passos apropriados. Por exemplo, o cordão 36 da figura 3 po- de ter uma construção de 2x filamentos 363. O cordão de exemplo 36 da figura 4 pode ter uma construção de 2+1 filamentos 364. O cordão de exemplo 36 da figura 5 pode ter uma construção de 2+2 filamentos 365. O cordão de exemplo 36 da figura 6 pode ter uma cons- trução de 5x filamentos 366.

A estrutura de correia 26 das figuras 1 e 2 pode ser caracterizada pelos cordões de exemplo 36 tendo filamentos de Aço de Ultra Tensão (UT) ou de Aço de Mega Tensão (MT) (tal como definido anteriormente) com diâmetros na faixa de 0,08 mm a 0,35 mm ou 0,21 mm a 0,60 mm, e comprimentos de passos apropriados. Por exemplo, o cordão 36 da figura 7 pode ter uma construção de 3x7, ou 3x1/6, filamentos 763. O cordão de exemplo 36 da figura 8 pode ter uma construção de 4x7, ou 4x1/6, filamentos 864. O cordão de exemplo 36 da figura 9 pode ter uma construção de 3x6, ou 3x1/5, filamentos 965. O cordão de exemplo 36 da figura 10 pode ter uma construção de 4x4 filamentos 1066. O cordão de exemplo 36 da figura 11 pode ter uma construção de 4x2 filamentos 1167. O cordão de exemplo 36 da figura 12 pode ter uma construção de 4x6, ou 4x1/5, filamentos 1268. O cordão de exemplo 36 da figura 13 pode ter uma construção de 4x(3x2) filamentos 1369. O cordão de exemplo 36 da figura 14 pode ter uma construção de 3x2 filamentos 1410. O cordão de exemplo 36 da figura 15 pode ter uma construção de 7x, ou 1/6, filamentos 1511.

A estrutura de correia 26 das figuras 1 e 2 pode ser caracterizada pelos cordões de exemplo 36 tendo filamentos de Aço de Ultra Tensão (UT) ou de Aço de Mega Tensão (MT) (tal como definido anteriormente) com diâmetros na faixa de 0,08 mm a 0,21 mm e compri- mentos de passos apropriados. Por exemplo, o cordão 36 da figura 16 pode ter uma cons- trução de 3x2 filamentos 1663. O cordão de exemplo 36 da figura 17 pode ter uma constru- ção de 3x3 filamentos 1764. O cordão de exemplo 36 da figura 18 pode ter uma construção de 3x4 filamentos 1865. O cordão de exemplo 36 da figura 19 pode ter uma construção de 3x6 filamentos 1966. O cordão de exemplo 36 da figura 20 pode ter uma construção de 3x7, ou 3x1/6, filamentos 2067. O cordão de exemplo 36 da figura 21 pode ter uma construção de 4x2 filamentos 2168. O cordão de exemplo 36 da figura 22 pode ter uma construção de 4x4 filamentos 2269. O cordão de exemplo 36 da figura 23 pode ter uma construção de 4x6, ou 4x1/5, filamentos 2310. O cordão de exemplo 36 da figura 24 pode ter uma construção de 4x7, ou 4x1/6, filamentos 2411. O cordão de exemplo 36 da figura 25 pode ter uma cons- trução de 7x, ou 1/6, filamentos 2512.

Um método de exemplo de alcançar resistência UT pode ser a fusão do processo tal como revelado na US 4.960.473, a qual está incorporada na sua totalidade neste docu- mento pela referência, com uma haste de carbono microligado com um ou mais dos seguin- tes elementos: Cr, Si, Mn, Ni, Cu, VeB. Uma construção de exemplo pode ser 0,88 a 1,00 de C, 0,30 a 0,50 de Mn, 0,10 a 0,30 de Si, 0,10 a 0,40 de Cr, 0 a 0,10 V, 0 a 0,50 de Cu, 0 a 0,50 Ni e 0,20 para 0,10 de Co com o balanço sendo Fe e resíduos. A haste resultante pode então ser extraída para uma resistência à tração equivalente a 4.000 Mpa @ 0,20 mm.

Estruturas de cordões de exemplo usando fio de aço UT de 0,30 mm a 0,35 mm de diâmetro podem ter uma resistência à ruptura de cordão de pelo menos 1.020 Newtons (N), mais ou menos 5%. Uma estrutura de exemplo pode ter dois filamentos torcidos juntamente com um comprimento de passo de 16,0 mm e estes dois filamentos são então torcidos com um comprimento de passo de 16,0 mm conjuntamente na mesma direção de torção com dois outros filamentos que não são torcidos e paralelos um ao outro quando torcidos junta- mente com os filamentos torcidos. Este cordão de exemplo, uma construção 2+2 (figura 5), pode ser designado como 2+2 χ 30 UT ou 2+2 χ 35 UT. A construção 2+2 pode exibir nudez e boa penetração de borracha resultante da nudez. O 0,30 e o 0,35 designam o diâmetro de filamento em milímetros e UT designa o material sendo Aço de Ultra Tensão.

Os exemplos anteriores de estrutura de cordão UT e MT podem atuar similares às construções de aço HT e ST de maior bitola. Assim, quando estas estruturas de cordões de exemplo incorporam filamentos tendo um menor diâmetro do que aqueles das estruturas de cordões HT e ST, a redução resultante em material de bitola quando comparada com as estruturas de cordões HT e ST resulta em pneumáticos mais leves e mais baratos.

Adicionalmente, para diâmetros de filamentos iguais, os cordões UT e MT têm mai- or resistência e de uma maneira geral maior vida em fadiga em relação aos cordões HT e ST predecessores. Estas vantagens resultam em produtos de elastômero que têm menos material de reforço e assim menos peso. Adicionalmente, a vida do produto pode ser au- mentada com o aumento em vida em fadiga de tais cordões 36 e dos filamentos 363, 364, 365, 366, 763, 863, 963, 1063, 1163, 1263, 1363, 1463, 1563, 1663, 1763, 1863, 1963, 2063, 2163, 2263, 2363, 2463 e 2563 tal como mostrado na US 7.082.978, a qual está in- corporado na sua totalidade neste documento pela referência.

Um parâmetro que pode ser variado em um composto reforçado de elastômero é a contagem de extremidades em extremidades por polegada (2,54 centímetros) (EPI), isto é, o número de cordões por unidade de comprimento na direção lateral à direção na qual o elas- tômero está sendo reforçado. A resistência aumentada das amostras UT e MT pode permitir uma redução em EPI para alcançar resistência comparável. Alternativamente, diâmetro de cordão pode ser reduzido e a contagem de extremidades mantida ou aumentada para al- cançar resistência comparável. A penetração pode ser aprimorada adicionalmente por meio de construções de cordões de diâmetros menores e mais simples (menos filamentos em um cordão) tornada alcançável pelos filamentos de aço UT e MT. Construções UT1 tais como essas das figuras 3-25, com diâmetros, por exemplo, de 0,185 mm ou 0,21 mm, fornecem um projeto alternativo mais leve e mais uniforme para construções de correia de pneumáticos leves e construções de lonas de carcaça de pneu- máticos pesados. Adicionalmente, o peso e custo reduzidos fornecem de igual a melhor pro- cessabilidade de instalação (calandragem), assim como desempenho de pneumático maior que o de construções convencionais.

Tal como exposto anteriormente, uma estrutura de correia 26 dos cordões de aço UT ou MT 36 de acordo com a presente invenção produz excelente desempenho à fadiga em um pneumático 10, assim como permite uso de menos material na correia e em outras partes do pneumático 10. Esta estrutura 24 aprimora assim o desempenho do pneumático 10, mesmo que as complexidades da estrutura e comportamento do pneumático sejam de tal maneira que nenhuma teoria completa e satisfatória tenha sido proposta. Temple, "Me- chanics of Pneumatic Tires" (2005). Embora os fundamentos de teoria composta clássica sejam facilmente vistos em mecânica de pneumáticos, a complexidade adicional introduzida pelos muitos componentes estruturais de pneumáticos prontamente complica o problema de predizer desempenho de pneumático. Mayni, "Composite Effects on Tire Mechanics" (2005). Adicionalmente, por causa dos comportamentos de tempo, freqüência e temperatura não lineares de polímeros e borracha, projeto analítico de pneumáticos é um dos desafios de engenharia mais provocadores e menos compreendidos na indústria atual. Mayni. Um pneumático tem certos elementos estruturais essenciais. Departamento de

Transporte dos Estados Unidos, "Mechanics of Pneumatic Tires", páginas 207-208 (1981). Um elemento estrutural importante é a estrutura de correia, tipicamente constituída de mui- tos cordões de aço de extração duros e finos ou de outro metal embutido e unido a uma ma- triz de material polimérico de módulo baixo, usualmente sintética natural ou borracha. Idem em 207 a 208.

Os cordões tipicamente são dispostos como uma camada única ou dupla. Idem em 208. Fabricantes de pneumáticos por toda a indústria não podem concordar ou predizer o efeito de diferentes torções de cordões da estrutura de correia sobre características de ruí- do, manuseio, durabilidade, conforto, etc. em pneumáticos, "Mechanics of Pneumatic Tires, páginas 80 a 85.

Estas complexidades são demonstradas pela tabela a seguir das inter-relações en- tre desempenho de pneumático e componentes de pneumático.

PANO LON ENCHIMEN CORREI SOBRECAMA BANDA MOLD FORR ADE TO DE TA- A DA DE E O CAR CA- LÃO RODAGE M ÇA DESGASTE DE BANDA DE RODAGEM X X X RUIDO X X X X X X MANUSEIO X X X X X X TRAÇAO X X DURABILIDA DE X X X X X X X RESISTÊN- CIA AO ROLAMENTO X X X X X CONFORTO DE DIREÇÃO X X X X ALTA VELOCIDAD E X X X X X X RETENÇÃO DEAR X MASSA X X X X X X X

Tal como visto na tabela, as características de cordão de estrutura de correia afe- tam os outros componentes de um pneumático (isto é, a estrutura de correia afeta enchi- mento de talão, lona de carcaça, sobrecamada, etc.), resultando em diversos componentes inter-relacionando e interagindo de uma maneira tal como para afetar um grupo de proprie- dades funcionais (ruído, manuseio, durabilidade, conforto, alta velocidade e massa), resul- tando em um composto completamente imprevisível e complexo. Assim, mudar mesmo um componente pode resultar em melhorar ou degradar diretamente tantas quantas as dez ca- racterísticas funcionais indicadas acima, assim como alterar a interação entre esse um com- ponente e tantos quantos seis outros componentes estruturais. Cada uma dessas seis inte- rações pode assim melhorar ou degradar indiretamente essas dez características funcionais. Se cada uma destas características funcionais é melhorada, degradada, ou não afetada, e por que quantidade, certamente teria sido imprevisível sem a experimentação e testes con- duzidos pelos inventores.

Assim, por exemplo, quando a estrutura (isto é, torção, construção de cordão, etc.) da estrutura de correia de um pneumático é modificada com a intenção de melhorar uma propriedade funcional do pneumatico, qualquer niimero de outras propriedades funcionais pode ser degradado inaceitavelmente. Alem disso, a interagao entre a estrutura de correia e ο enchimento de talao, Iona de carcaga, sobrecamada e banda de rodagem tambem pode afetar inaceitavelmente as propriedades funcionais do pneumatico. Uma modificagao da estrutura de correia pode nem mesmo melhorar essa uma propriedade funcional por causa destas inter-relagoes complexas.

Assim，tal como relatado anteriormente, a complexidade das inter-relag5es dos ηιύΙ- tiplos componentes torna ο resultado real da modificagao de uma estrutura de correia 26, de acordo com a presente invengao, impossivel de predizer ou prever a partir dos infinitos re- sultados possiveis. Somente por meio de experimentagao extensiva a estrutura de correia 26 e os cordoes 363’ 364, 365, 366, 763, 863, 963, 1063, 1163, 1263, 1363, 1463, 1563， 1663，1763, 1863，1963, 2063’ 2163，2263，2363, 2463 e 2563 da presente invengao tem sido revelados como uma excelente, inesperada e imprevisivel opgao para um pneumatico.

A Iinguagem descritiva anterior e do melhor modo ou modos atualmente considera- dos de executar a presente invengao. Esta descrigao e feita para ο proposito de ilustrar um exemplo de principios gerais da presente invengao e nao deve ser interpretada como Iimi- tando a presente invengSo. O escopo da invengao e mais bem determinado pela referencia as reivindicagoes anexas. Os nCimeros de referencia tais como representados nos desenhos esquematicos sao os mesmos que esses referidos no relatorio descritivo. Para os propositos deste pedido, os varios exemplos ilustraram nas figuras para cada uso um mesmo niimero de referencia para componentes similares. As estruturas de exemplos podem empregar componentes similares com variagSes em IocaIizagao ou quantidade dando assim origem a construgoes alternativas de acordo com a presente invengao.

Claims (10)

1. Pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma carcaça; dois costados espaçados entre si por uma distância; dois talões; uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da car- caça; e uma estrutura de correia interposta radialmente entre a banda de rodagem e a car- caça, a estrutura de correia tendo cordões de reforço de aço UT1 os cordões tendo filamen- tos com diâmetros variando de 0,08 mm a 0,60 mm.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os cordões de reforço de aço UT são dispostos a fim de ter de 8 a 50 extremidades por 2,54 cm (1 polegada).

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm uma construção 2 + 2.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm filamentos de 0,185 mm de diâmetro.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm filamentos de 0,210 mm de diâmetro.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm uma construção 2 + 1.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm filamentos de 0,185 mm de diâmetro.

8. Pneumático, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm filamentos de 0,210 mm de diâmetro.

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO que os cordões de reforço de aço UT têm uma construção 2x.

10. Pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma carcaça; dois costados espaçados entre si por uma distância; dois talões; uma banda de rodagem disposta radialmente para fora de um abaulamento da car- caça; e uma estrutura de correia interposta radialmente entre a banda de rodagem e a car- caça, a estrutura de correia tendo cordões de reforço de aço MT, os cordões tendo filamen- tos com diâmetros variando de 0,08 mm a 0,60 mm.