BRPI1107143A2 - pneumÁtico com um reforÇo tecido ou entrelaÇado - Google Patents

Abstract

PNEUMÁTICO COM UM REFORÇO TECIDO OU ENTRELAÇADO.Um pneu pneumático inclui um eixo de rotação, uma carcaça, uma banda de rodagem diposta radialmenre para fora da carcaça, uma estrutura dde correia disposta radialmente entre a carcaça e a banda de rodagem, e uma estrutura de reforço fornecendo um amortecedor para absorver tensão de cisalhamento. A estrutura de reforço inclui uma camada de um tecido de malha. A camada inclui primeiros fios e segundos fios.

Description

"PNEUMÁTICO COM UM REFORÇO TECIDO OU ENTRELAÇADO" CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um pneumático e, mais especificamente, a um pneumático fabricado de forma menos dispendiosa e mais rapidamente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Historicamente, o pneumático tem sido fabricado como uma estrutura laminada de formato geralmente toroidal tendo talões, uma banda de rodagem, um reforço de correia, e uma carcaça. O pneu é feito de borracha, tecido e aço. As tecnologias de fabricação empre- gadas na maior parte envolviam a montagem de muitos componentes de pneu a partir de tiras ou folhas planas de material. Cada componente é colocado sobre um tambor de cons- trução e cortado no comprimento exato de tal modo que as extremidades do componente se encontram ou se sobrepõem criando uma emenda.

No primeiro estágio de montagem, a carcaça da técnica anterior normalmente inclu- irá uma ou mais lonas, e um par de paredes laterais, um par de ápices, um forro interno (pa- ra um pneu sem câmara), um par de revestimentos antifricção e talvez um par de tiras de ombro de borracha. Núcleos de talão anelares podem ser adicionados durante esse primeiro estágio da construção do pneu e as lonas podem ser viradas em torno dos núcleos de talão para formar as redobras de lona. Componentes adicionais podem ser usados ou até mesmo substituir alguns daqueles mencionados acima. Esse artigo de fabricação intermediário seria formado de forma cilíndrica, a esta al-

tura, no primeiro estágio da montagem. A carcaça cilíndrica é então expandida em um for- mato toroidal após o término do primeiro estágio de construção do pneu. Correias de reforço sob a banda de rodagem são adicionadas a esse artigo intermediário durante um segundo estágio da fabricação do pneu, que pode ocorrer utilizando o mesmo tambor de construção ou estação de trabalho. Essa forma de fabricar um pneu a partir de componentes planos que são então formados de forma toroidal limita a capacidade do pneu em ser produzido de uma forma otimamente uniforme.

Convencionalmente, foi proposto colocar as lonas de carcaça em argolas ou arcos tendo as extremidades das lonas de carcaça se estendendo em uma direção circunferencial. Um pneu feito desse modo pode ser dispensado de qualquer núcleo de talão circular nos talões e a carcaça não teria quaisquer partes laterais viradas para cima radialmente com as bordas delimitadas por cabos cortados. Embora inicialmente esse processo não era comer- cialmente viável, desenvolvimentos adicionais ocorreram construindo uma lona utilizando argolas de arcos circulares de modo que as cordas de lona individuais são assentadas atra- vés de uma seção transversal toroidal convexa em um estágio prematuro de fabricação, ao contrário de ser feito na construção plana. Os cordões podem assim se estender em percur- sos lineares através da carcaça. Versões anteriores incluíam envolver os cordões de lona em torno dos núcleos de talão para efetuar uma mudança na direção dos cordões. Esses cordões de lona foram colocados em tensão em torno de um formato arqueado circular du- rante a fabricação. Versões mais recentes incluíram virar esses cordões linearmente esten- didos em direções opostas e encaixar os mesmos entre camadas de talão radialmente es- tendidas.

Um processo convencional similar produz simultaneamente múltiplos arcos utilizan- do múltiplos cordões no processo de fabricação da lona de carcaça em um esforço para acelerar a taxa de fabricação. Esse processo provê cada uma das porções circunferenciais sendo feitas a partir de um único cordão fino e a distância entre os cordões, ou o passo, sendo muito estreito. Assim, um arranjo de cordões aumentou o passo entre os cordões quando o arranjo é aplicado.

Nesses métodos convencionais de fabricar cordões de lona em uma superfície to- roidal, foi determinado que uma tensão nos cordões é ótima e que os cordões devem ser assentados em uma linha reta sob uma superfície convexa de reviravolta para reviravolta. Em outras palavras, um ângulo de cordão pode ser arranjado outro do que 90°. Contudo, 90° é uma orientação preferida para o percurso de cordão porque 90° alivia a probabilidade de deslizamento para fora do ângulo porque 90° é o percurso de lona mais curto. Conven- cionalmente, esses ângulos não poderiam ser ajustados de qualquer forma outra do que para prover um percurso linear porque a tensão colocada sobre o cordão durante a fabrica- ção é exigida quando o cordão está sendo aplicado sobre a superfície arredondada ou con- vexa. Em cada etapa convencional, uma lona de carcaça utiliza uma técnica denominada "enrolamento" em que as reviravoltas aplicam tensão através do percurso de cordão inteiro. Tal etapa de enrolamento de pneu para aplicar cordões de lona pode funcionar apenas em uma superfície convexa e não permite a "colocação" sobre um formato toroidal côncavo, conforme ocorre nas regiões de parede lateral, próxima aos talões do pneu.

Outro método convencional fabrica cordões de lona que permitem a colocação em superfícies côncavas e convexas, similar ao formato de um pneu acabado. Esse método não requer tensão de reviravolta para reviravolta quando o percurso de cordão está sendo esta- belecido, desse modo permitindo percursos de cordão não lineares. Adicionalmente, as ex- tremidades de laços de cordão, ou reviravoltas, podem ocorrer em diferentes diâmetros e a colocação dos cordões de lona pode ser tal que cordões de lona de formato toroidal podem incluir a formação de redobras e permitir a fixação da lona utilizando os núcleos de talão. Adicionalmente, o passo entre os cordões pode aumentar uniformemente à medida que au- menta o diâmetro ao longo do percurso de cordão. O passo de cordão aumenta uniforme- mente à medida que aumenta o diâmetro ao longo do percurso de lona devido a um movi- mento diferencial coordenado entre a aplicação do cordão e o movimento da superfície to- roidal. A estrutura de um pneumático convencional inclui tipicamente um par de talões não extensíveis axialmente separados. Um ápice de enchimento de talão circunferencialmente disposto se estende radialmente no sentido para fora a partir de cada talão respectivo. Ao menos uma lona de carcaça se estende entre os dois talões. A lona de carcaça tem porções de extremidade axialmente opostas, cada uma das quais é virada para cima em torno de um talão respectivo e fixada ao mesmo. A borracha de banda de rodagem e a borracha de pa- rede lateral estão localizadas axialmente e radialmente no sentido para fora, respectivamen- te, da lona de carcaça.

A área de talão é uma parte do pneu que contribui com uma quantidade substancial para a resistência ao rolamento do pneu, devido à flexão cíclica que também leva ao desen- volvimento de calor. Sob condições de operação severa, como com pneus de alto desem- penho e rodando vazios, a flexão e o aquecimento na região de talão podem ser especial- mente problemáticos, levando à separação de componentes mutuamente adjacentes que têm propriedades diferentes, tais como os módulos de elasticidade respectivos. Particular- mente, as extremidades de redobra de lona podem entender à separação a partir de ele- mentos estruturais adjacentes do pneu.

Uma lona convencional pode ser reforçada com materiais tais como náilon, poliés- ter, raiom, e/ou metal, os quais têm rigidez muito maior (isto é, módulo de elasticidade) do que os componentes de borracha adjacentes dos quais é feita a maior parte do pneu. A dife- rença no módulo de elasticidade de elementos de pneu mutuamente adjacentes pode levar à separação quando o pneu é submetido à tensão e deformado durante uso.

Diversas abordagens de projetos convencionais foram usadas para controlar a se- paração dos elementos de pneu nas regiões de talão de um pneu. Por exemplo, um método foi o de prover um "cobre-talão" circundando o talão e o enchimento de talão. O cobre-talão funciona como um espaçador que impede que a lona faça contato direto com os talões não extensíveis, permitindo certo grau de movimento relativo entre a lona, onde ela vira para cima sob o talão, e os talões respectivos. Nessa função como um espaçador, um cobre- talão pode reduzir as disparidades de tensão sobre a lona e sobre os componentes adjacen- tes de borracha do pneu (por exemplo, o ápice de enchimento, a borracha de parede lateral, na região de talão, e as porções elastoméricas da própria lona).

O cobre-talão pode ser feito de um pano tecido quadrado que é um têxtil no qual cada fibra, fio, ou cordão tem seção transversal geralmente redonda. Quando o cobre-talão é curado com um pneu, a rigidez das fibras/cordões se torna essencialmente idêntica em qualquer direção dentro do plano do cobre-talão têxtil. Em adição ao uso de cobre-talões como um meio através do qual se reduz a ten-

dência de separação de uma lona, ou como uma alternativa, outro método que foi usado envolve a colocação de "reforços de arame". Um reforço de arame é uma camada de metal ou tecido circunferencialmente empregada que é disposta dentro da região de talão na por- ção do pneu onde o talão se ajusta sobre o aro de roda. Mais especificamente, o reforço de arame está situado dentro do aro de roda (isto é, em direção ao talão) e no sentido para fora (isto é, radialmente no sentido para fora, em relação ao talão visto em seção transversal) da porção da lona que vira para cima em torno do talão. Reforços de arame servem para enri- jecer, e aumentar a resistência à flexão do material de borracha adjacente, o qual ele próprio está tipicamente adjacente às extremidades de lona de redobra.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, um pneumático tem um eixo de rotação. O pneumático inclui uma lona reforçada colocada em um local predeterminado em uma super- fície toroidal, uma banda de rodagem disposta radialmente no sentido para fora da lona re- forçada, e uma estrutura de correia disposta radialmente entre a lona reforçada e a banda de rodagem. A lona reforçada inclui pelo menos uma camada de um tecido ou de tecido en- trelaçado de construção aberta tendo fios de urdidura que se estendem em uma direção circunferencial e fios de trama que se estendem em uma direção radial.

Em um aspecto da presente invenção, o tecido tem uma construção de pares de urdidura de EPI 5 a EPI 18 e uma construção de trama de EPI 5 a EPI 35.

Em um aspecto da invenção, os fios de urdidura são fios de raiom 1220/1 Dtex e os fios de trama são raiom 1840/2 Dtex ou poliéster 2200/2 Dtex. Outros exemplos de constru- ções de trama podem ser: poliéster 1100/2, 1440/2, 1670/2, 2200/2 ou raiom 1220/2, 1840/2, 1840/3, 2440/2 Dtex.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, os fios de urdidura têm uma densi- dade de EP118 e os fios de trama têm uma densidade de EPI 12.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, o tecido tem um LENO 2T ou confi- guração entrelaçada com uma construção de pares de urdidura de EPI 5 a EPI 18 e uma construção de trama de EPI 5 a EPI 35.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, os fios de urdidura têm uma densi- dade de EP114 e os fios de trama têm uma densidade de EPI 26.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, o pneumático é um pneu de alto de- sempenho.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, o tecido compreende ainda um pro- motor de adesão disposto no mesmo.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, a estrutura de reforço da carcaça tem uma ou mais camadas de tecido. Em ainda outro aspecto da presente invenção, os fios de urdidura compreendem

duas fibras de diferentes materiais de fibra.

Em ainda outro aspecto da presente invenção, o tecido ou tecido entrelaçado da Io- na de reforço é construído mediante colocação de uma série de tiras adjacentes umas às outras.

DEFINIÇÕES

"Ápice" significa um enchimento elastomérico localizado radialmente acima do nú-

cleo de talão e entre as lonas e a lona de redobra.

"Anular" significa formado como um anel.

"Relação de aspecto" significa a relação de sua altura de seção/sua largura de se- ção.

"Axial" e "Axialmente" são usados aqui se referindo às linhas ou direções que são

paralelas ao eixo de rotação do pneu.

"Talão" significa aquela parte do pneu compreendendo um membro de tração anu- lar envolto por cordões de lona e moldado com ou sem outros elementos de reforço tais co- mo cobre-talões, reforços de arame, ápices, protetores de unha e revestimentos antifricção,

para ajuste ao aro de projeto.

"Estrutura de correia" significa ao menos duas camadas ou lonas anulares de cor-

dões paralelos, tecidos ou não tecidos, sob a banda de rodagem, fixadas ao talão, e tendo cordões inclinados com relação ao plano equatorial do pneu. A estrutura de correia pode incluir também lonas de cordões paralelos inclinados em ângulos relativamente baixos, atu- ando como camadas limitadoras.

"Pneu diagonal" (lona transversal) significa um pneu no qual os cordões de reforço

na lona de carcaça se estendem diagonalmente através do pneu de talão a talão em um ângulo de aproximadamente 25°-65° com relação ao plano equatorial do pneu. Se múltiplas lonas estiverem presentes, os cordões de lona se estendem em ângulos opostos em cama- das alternadas.

"Amortecedores" significa pelo menos duas camadas anulares ou lonas de cordões

de reforço paralelos tendo o mesmo ângulo com referência ao plano equatorial do pneu que os cordões de reforço paralelos nas lonas de carcaça. Os amortecedores geralmente são associados com os pneus diagonais.

"Cabo" significa um cordão formado mediante torção em conjunto de dois ou mais

fios torcidos.

"Carcaça" significa a estrutura de pneu exceto a estrutura de correia, banda de ro- dagem, banda de rodagem inferior, e borracha de parede lateral sobre as lonas, mas inclu- indo os talões.

"Invólucro externo" significa a carcaça, estrutura de correia, talões, paredes laterais

e todos os outros componentes do pneu exceto a banda de rodagem e a banda de rodagem

inferior, isto é, o pneu inteiro.

"Reforço de arame" se refere a uma banda estreita de tecido ou cordões de aço Io- calizados na área de talão cuja função é a de reforçar a área de talão e estabilizar a parte radialmente mais interna da parede lateral.

"Circunferencial" significa linhas ou direções que se estendem ao longo do períme- tro da superfície do pneu anular paralelo ao Plano Equatorial (EP) e perpendicular à direção axial; também pode se referir à direção dos conjuntos de curvas circulares adjacentes cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, como visto em seção transversal.

"Cordão" significa uma das pernas de reforço das quais as estruturas de reforço do pneu são compreendidas.

"Ângulo de cordão" significa o ângulo agudo, esquerdo ou direito em uma vista pla- na do pneu, formato por um cordão com relação ao plano equatorial. O "ângulo de cordão" é medido em um pneu curado, porém não inflado.

"Denier" significa o peso em gramas de 9.000 metros (unidade para expressar den- sidade linear). Dtex significa o peso em gramas por 10.000 metros.

"Elastômero" significa um material resiliente capaz de recuperar o tamanho e forma- to após deformação.

"Plano equatorial (EP)" significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu e passando através do centro de sua banda de rodagem; ou o plano contendo a linha central circunferencial da banda de rodagem.

"Tecido" significa uma rede de cordões estendidos essencialmente de forma unidi- recional, que podem ser torcidos, e os quais por sua vez são compostos de uma pluralidade de uma multiplicidade de filamentos (os quais também podem ser torcidos) de um material de elevado módulo.

"Fibra" é uma unidade de matéria, quer seja natural ou artificial que forma o ele- mento básico dos filamentos, caracterizada por ter um comprimento de pelo menos 100 ve- zes o seu diâmetro ou largura.

"Contagem de filamentos" significa o número de filamentos que compõe um fio. E- xemplo: poliéster de denier 1.000 tem aproximadamente 190 filamentos.

"Cobre-talão" se refere a um tecido de reforço em torno do arame de talão para re- sistência e para ligar o arame de talão no corpo de pneu. "Calibre" se refere geralmente a uma medição, e especificamente a uma medição

de espessura.

"Aço de Elevada Tração (HT)" significa um aço carbono com uma resistência à tra- ção de pelo menos 3.400 MPa @ diâmetro de filamento de 0,20 mm.

"Interno" significa em direção ao interior do pneu e "externo" significa em direção ao seu exterior.

"Forro interno" significa a camada ou camadas de elastômero ou outro material que forma a superfície interna de um pneu sem câmara e que contém o fluido de enchimento dentro do pneu.

"Entrelaçado" significa entrelaçamento de fios em uma série de laços conectados. Por exemplo, entrelaçado pode definir um método através do qual filamento ou fio é trans- formado em um tecido de laços consecutivos, denominados pontos. À medida que cada filei- ra de pontos progride, um novo laço pode ser puxado através de um laço existente.

"LASE" é carga em alongamento especificado.

"Lateral" significa uma direção axial.

"Comprimento de torcedura" significa uma distância na qual um filamento ou perna torcida se desloca para fazer uma rotação de 360 graus em torno de outro filamento ou per- na.

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

"Carga Normal" significa a pressão de enchimento de projeto específico e carga de- signados pela organização de padrões apropriada para a condição de serviço para o pneu. "Aço de Tração Normal (NT)" significa um aço carbono com uma resistência à tra-

ção de ao menos 2.800 MPa @ diâmetro de filamento de 0,20 mm.

"Lona" significa uma camada reforçada com cordões de cordões revestidos com borracha radialmente instalados ou de outro modo paralelos.

"Radial" e "radialmente" são usados significando direções radialmente no sentido de ou no sentido contrário do eixo de rotação do pneu.

"Estrutura de Lona Radial" significa uma ou mais lonas de carcaça ou pelo menos uma lona tendo cordões de reforço orientados em um ângulo de entre 65° e 90° com relação ao plano equatorial do pneu.

"Pneu de Lona Radial" significa um pneumático cinturado ou circunferencialmente limitado no qual ao menos uma lona tem cordões que se estendem de talão a talão assen- tados em ângulos de cordão entre 65° e 90° com relação ao plano equatorial do pneu.

"Altura de Seção" significa a distância radial a partir do diâmetro de aro nominal até o diâmetro externo do pneu em seu plano equatorial.

"Largura de Seção" significa a distância linear máxima paralela ao eixo do pneu e entre o exterior de suas paredes laterais quando e após ele ter sido enchido em pressão normal por 24 horas, porém não carregado, excluindo elevações das paredes laterais devido a faixas de rotulagem, decoração ou de proteção.

"Parede Lateral" significa aquela porção do pneu entre a banda de rodagem e o ta- lão.

"Aço de Super Tração (ST)" significa um aço carbono com uma resistência à tração

de ao menos 3.650 MPa @ diâmetro de filamento de 0,20 mm.

"Tenacidade" é a tensão expressa como força por densidade linear unitária do es- pécime não tencionado (gm/tex ou gm/denier). Usado em têxteis.

"Tração" é a tensão expressa em forças/área em seção transversal. Força em psi=12.800 vezes a gravidade específica vezes a tenacidade em gramas por denier.

"Protetor de unha" se refere à porção de contato de aro elastomérica instalada de forma circunferencial do pneu axialmente no sentido para dentro de cada talão.

"Banda de rodagem" significa um componente de borracha moldado o qual, quando ligado um invólucro externo de pneu, inclui aquela porção do pneu que entra em contato com a rodovia quando o pneu está normalmente cheio 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 pneu.

"Extremidade de Redobra" significa a porção de uma lona de carcaça que vira para cima (isto é, radialmente no sentido para fora) a partir dos talões em torno dos quais a lona é enrolada.

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

"Tecido" significa entrelaçar fios longitudinalmente (urdidura) com fios de enchimen- to (trama). Os fios entrelaçados podem ser dois ou mais conjuntos de fios em ângulos retos uns em relação aos outros.

"Fio" é um termo genérico para uma perna contínua de fibras têxteis ou filamentos. Fio ocorre nas seguintes formas: 1) um número de fibras torcidas juntas; 2) um número de filamentos assentados juntos sem torção; 3) um número de filamentos assentados juntos com um grau de torção; 4) um único filamento com ou sem torção (monofilamento); 5) uma tira estreita de material com ou sem torção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A estrutura, operação, e vantagens da presente invenção se tornarão mais eviden-

tes a partir de consideração da descrição seguinte quando vista em conjunto com os dese- nhos anexos, em que:

A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva do aparelho para uso com a presente invenção;

As Figuras 2 e 3 ilustram vistas em seção transversal de um mandril toroidal do a-

parelho da Figura 1;

As Figuras 4 a 9 mostram vistas esquemáticas de um único cordão sendo colocado em um percurso de cordão predeterminado em uma vista plana;

As Figuras 10 a 15 mostram uma vista esquemática dos cordões sendo aplicados no mandril toroidal.

A Figura 16 mostra uma vista esquemática da dispensa de uma pluralidade de cor- dões simultaneamente; A Figura 17 mostra uma vista lateral parcial de um percurso de cordão exemplar; A Figura 18 é uma vista plana parcial do percurso de cordão exemplar da Figura 14 mostrando ambos os lados do percurso de lona;

As Figuras 19 a 25 mostram uma variedade de desenhos de percurso de lona e- xemplares;

A Figura 26 ilustra vistas em seção transversal do mandril toroidal da presente in- venção tendo colocação de percurso de cordão alternativa no mesmo;

A Figura 27 representa uma vista em seção transversal esquemática de um pneu exemplar para uso com a presente invenção;

A Figura 28 representa uma vista detalhada esquemática da região de talão do pneu exemplar mostrado na Figura 27;

A Figura 29 representa um detalhe esquemático de uma estrutura de tecido exem- plar de acordo com a presente invenção; e

A Figura 30 representa um detalhe esquemático de outra estrutura de tecido exem- plar de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

Com referência à Figura 1, é ilustrada uma vista em perspectiva de um aparelho 100 para uso com a presente invenção. O aparelho 100 tem um meio de guia o qual tem, além de um mecanismo de lona 70, um sistema controlado por computador robótico 110 para colocar um cordão de lona 2 sobre uma superfície toroidal 50. Um meio para aplicar uma camada elastomérica 4 sobre um mandril 52 é provido o qual pode incluir um meca- nismo servidor (não mostrado) para alimentar tiras de camada elastomérica 4 para o mandril 52.

O sistema controlado por computador robótico 110 tem um computador 120 e soft- ware pré-programado que determina um percurso de lona 10 a ser usado para um tamanho de pneu específico. Cada movimento do sistema 110 pode ser articulado com exatidão. O robô 150, o qual é montado em um pedestal 151, tem um braço robótico 152 que pode ser movido em seis eixos. O braço robótico manipulado 152 é preso ao mecanismo de lona 70 conforme mostrado.

Mecanismos de formação de extremidade de laço 60 são posicionados em cada la- do 56 do mandril toroidal 52. O braço robótico 152 alimenta o cordão de lona 2 em percur- sos predeterminados 10 e o mecanismo de formação de extremidade de laço 70 segura o cordão de lona 2 no lugar quando uma extremidade enlaçada 12 é formada. Toda vez que uma extremidade enlaçada 12 é formada, o mandril toroidal 52 é girado para indexar para um próximo passo P e um percurso de lona adjacente 10 em torno do mandril toroidal 52.

O movimento do mecanismo de lona 70 permite que curvaturas convexas sejam acopladas às curvaturas côncavas próximo às áreas de talão, imitando assim o formato final conforme moldado do pneumático. Um meio 63 para girar o mandril 52 em torno do eixo 64 pode ser montado em uma armação rígida 65 conforme mostrado.

Com referência às Figuras 2 e 3, é mostrada uma vista em seção transversal do mandril toroidal 52 para uso com a presente invenção. Porções radialmente internas 54 em cada lado 56 do mandril toroidal 52 tem uma curvatura côncava que se estende radialmente no sentido para fora em direção a uma área de abaulamento 55 do mandril toroidal 52. À medida que a seção transversal côncava se estende radialmente no sentido para fora em direção a uma porção de parede lateral superior 57, a curvatura muda para uma curvatura convexa a qual é de outro modo conhecida como a área de abaulamento 55 do mandril to- roidal 52. Essa seção transversal suplica muito aproximadamente a seção transversal final conforme moldada de um pneu.

Com referência às Figuras 4 a 9, o meio para guiar os cordões dispensados tem um mecanismo de lona 70 conforme mostrado em uma forma esquemática que ilustra como o cordão de lona 2 é assentado sobre a superfície elastomérica 4 no percurso de lona prede- terminado 10. As vistas esquemáticas ilustram os componentes de trabalho básicos do me- canismo de lona 70 e como o mecanismo de lona 70 opera para colocar os cordões de lona 2 em um local preciso.

Para avançar os cordões de lona 2 no percurso de lona predeterminado 10, o me- canismo de lona 70, o qual contém dois pares de pinos paralelos ou rolos 40, 42 com o se- gundo par 42 colocado em 90° em relação ao primeiro par 40 e em um espaço físico de a- proximadamente 2,54 cm acima do primeiro par 40 que forma uma abertura central 30 entre os dois pares de rolo, que permite que o percurso de lona predeterminado 10 seja centrado. Conforme ilustrado, os cordões de lona 2 são mantidos no lugar por uma combinação de incrustação do cordão na superfície elastomérica 4 previamente colocada sobre a superfície toroidal 50 e a pegajosidade de superfície da superfície não curada. Quando os cordões de lona 2 são aplicados adequadamente em torno da circunferência total da superfície toroidal 50, uma laminação subsequente do composto de revestimento superior elastomérico (não mostrado) pode ser usada para completar a construção da carcaça 200.

Conforme ilustrado na Figura 4, um par inferior de rolos 40 utiliza um primeiro rolo 40A para embutir o cordão de lona 2 em uma direção transversal para frente através da su- perfície toroidal 50. Na Figura 5, quando o percurso de cordão predeterminado 10 tiver sido transferido através da superfície toroidal 50, o aparelho 100 para e um mecanismo de chapa de formação de laço e retenção 60 avança sobre o cordão de lona 2 e pressiona o cordão de lona contra a superfície toroidal 50, conforme ilustrado na Figura 6. O aparelho 100 então inverte o percurso de lona predeterminado 10 formando um laço 12 no percurso de lona predeterminado 10. Nesse ponto, um segundo rolo 40B do primeiro par 40 puxa o cordão de lona 2 de volta através da superfície toroidal 50. O segundo par superior 42 posiciona o cor- 15

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dão de lona 2 em um percurso de lona predeterminado paralelo 10 e cria espaçamento entre os cordões de lona 2, em seguida referido como o passo, quando o mandril toroidal 52 e a superfície toroidal 50 coberta pela camada elastomérica de revestimento inferior 4 avançam para um percurso de retorno. Em outras palavras, e conforme mostrado na Figura 7, a su- perfície toroidal 50 é indexada, ou avançada ligeiramente, permitindo que ocorra um'espa- çamento circunferencial ou passo P entre o primeiro percurso de lona descendentemente no segundo percurso de lona de retorno. Conforme ilustrado na Figura 7, o laço 12 que é for- mado no deslocamento reverso é ligeiramente deslocado e, portanto, pode ser puxado con- tra o mecanismo de formação de laço 60 quando o cordão de lona 2 revira contra o pino para criar a posição de laço desejada.

Conforme mostrado na Figura 8, uma extremidade enlaçada 12 é formada de o se- gundo percurso de lona 10 é assentado na superfície toroidal 50 paralelo ao primeiro per- curso de lona 10. Conforme mostrado na Figura 9, o mecanismo de laço 60 então retrai e o segundo percurso de lona 10 é concluído. Esse processo é repetido para formar uma série de cordões de lona 2 que são contínuos e paralelos dentro de pelo menos certas porções do percurso de lona 10. Isso é realizado pelo fato de ter o mandril toroidal 52 com a superfície toroidal 50 com uma camada elastomérica 40 laminada sobre a superfície toroidal para in- dexar ou avançar uniformemente em torno de seu eixo com cada deslocamento do par de pinos de rolo 40, 42 para criar um percurso de lona linearmente paralelo 10 distribuído uni- formemente em torno da superfície toroidal 50. Mediante variação do avanço do cordão de lona 2 à medida que o aparelho 100 se desloca, percursos de cordão paralelos não lineares podem ser formados para regular a rigidez do pneu e para variar a flexão com a carga.

Preferivelmente, o cordão de lona 2 é enrolado em torno de um mecanismo de ten- são ou lona 70 para ajustar e manter a tensão exigida no cordão de lona. Se a tensão for muito alta, o cordão de lona 2 levantará da camada elastomérica 4 quando os pinos de rolo 40, 42 invertem a direção. Se a tensão for muito baixa, o cordão de lona 2 não formará um laço em uma extensão correta em torno do mecanismo de pino de laço 60. Como um exem- plo, a tensão no cordão de lona 2 é criada quando o cordão de lona passa entre uma série de rolos 72 capazes de ajustar e manter a tensão, conforme necessário para o processo e o rolo 40, 42. A quantidade de tensão aplicada deve ser suficientemente pequena de modo que os cordões de lona 2 não levantem da posição colocada sobre a superfície toroidal 50. Em outras palavras, o cordão de lona 2 se apoia sobre a superfície toroidal 50 posicionada e costurada em uma camada elastomérica 40 de tal modo que a fixação entre o cordão de lona e a camada elastomérica seja maior do que a tensão aplicada pelo mecanismo de lona 70. Isso permite que os cordões de lona 2 estejam assentados livremente na superfície to- roidal 50 sem se mover ou separar durante a etapa de construção de lona. Isso é significati- vamente diferente dos outros mecanismos convencionais, que requerem percursos lineares

20 e uma grande quantidade de tensão para manter os percursos 10 quando o equipamento está se deslocando sobre uma superfície convexa para criar uma lona laminada.

Com referência às Figuras 10-15, a vista tridimensional de um cilindro representa como o percurso de lona predeterminado 10 é iniciado ao longo do que seria geralmente considerada como a região de talão 22 de uma carcaça 20 ao longo de uma parede lateral de pneu 24 em direção a uma região de ombro 25 da superfície toroidal 50 e então se des- loca através da superfície toroidal 50 em uma área comumente referida como o abaulamen- to 26. Na Figura 11, o percurso de lona 10 é assentado em um ligeiro ângulo. Embora o per- curso de lona 10 possa estarem qualquer ângulo, incluindo radialmente em 90° ou menos, o percurso de lona também pode ser aplicado de uma forma não linear 50 e pelo lado oposto, o laço 12 é formado como previamente discutido e o cordão de lona é trazido de volta atra- vés do abaulamento 26. Na Figura 13, o cordão de lona 12 então prossegue pela parede lateral de pneu 24 em direção à região de talão 22 onde o cordão de lona é virado e forma um laço 12, como previamente discutido, e então se desloca de volta através da superfície toroidal 50 em um percurso linear 10 paralelo ao primeiro e segundo percurso de cordão de lona 10. Esse processo é repetido nas Figuras 14 e 15 quando a superfície toroidal 50 é indexada, criando um percurso de cordão de lona muito uniforme e igualmente espaçado 10.

Com referência à Figura 16, o mecanismo de lona 70 pode ser provido com rolos adicionais 40 de tal modo que múltiplos percursos de lona 10 podem ser percorridos em torno da superfície toroidal 50. Três carretéis de dispensa 74 percorrem três rolos 42A, 42B, 42C que são espaçados em uma seqüência escalonada, permitindo que aberturas entre cada par de rolos continuem a guiar os cordões de lona 2 enquanto o par mais baixo ou infe- rior dos rolos 40A, 40B proporciona a postura dos cordões de lona na superfície toroidal 50. Outra vez, o mesmo mecanismo de laço 60 pode ser usado para fixar os cordões de lona 2 em cada extremidade de laço 12 (apenas um mecanismo de laço 60 é mostrado). Contudo, há tipicamente um par de mecanismos de laço, um em cada lado da superfície toroidal 50.

Com referência à Figura 17, é mostrado um percurso de lona 10 pelo que as extre- midades de laço 12B podem ser ajustadas radialmente no sentido para fora. O laço 12, en- quanto sendo parte de uma perna contínua do cordão de lona 2, é mostrado apenas parcial subindo a parede lateral 26 e terminando nesse lugar. Essa perna contínua de cordão de lona 2 pode criar um percurso de lona 10 pelo que as extremidades de laço 12B do primeiro conjunto de pares adjacentes de percursos de lona 10 têm extremidades de laço 12B em um diâmetro ligeiramente superior ao do segundo par de extremidades de laço 12A. Isso pode ser repetido de uma forma alternada. Esse percurso de cordão específico 10 cria um percur- so de cordão conforme ilustrado na Figura 18, mostrado em uma orientação plana. Assim, um número menor de extremidades de cordão 12A podem ser espaçadas na área de fixa- ção de talão 22 enquanto que na área de abaulamento 26, percursos de cordão de lona adi- 10

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cionais 10 podem ser acrescentados. Dependendo do diâmetro do cordão de lona, as ex- tremidades por polegada são fisicamente limitadas pelo diâmetro do cordão de lona 2. Por exemplo, pneus para veículos de passageiro tipicamente não podem exceder 30 extremida- des por polegada com rebite mínimo ou borracha espaçada entre os cordões de lona 2. Pa- ra obter um maior número de extremidades por polegada, cordões de lona mais finos 2 po- dem ser usados e há um limite para a resistência de tais cordões de lona finos. Contudo, quando uma carcaça de pneu com uma lona formada plana se expande para uma configu- ração toroidal, o espaçamento de cordão de lona, ou passo (P), é esticado de tal modo que os cordões por polegada próximo à área de abaulamento 26 do pneu normalmente são de pelo menos metade do número na área de talão. Essa limitação física pode ser corrigida por intermédio de uso criterioso das extremidades de lona 12 em diferentes diâmetros, conforme ilustrado nas Figuras 18-21. Na Figura 18, um espaçamento de cordão de 30 extremidades por polegada obteria um espaçamento de cordão de abaulamento de 30 extremidades por polegada. A razão é a duplicação dos cordões de lona 2 na área de abaulamento 26 obtida mediante deslocamento da extremidade enlaçada 12B ligeiramente acima da área de talão 22. Assim, no percurso de lona de formato toroidal 10 é possível manter um percurso de lona uniforme por todo o caminho através da estrutura de carcaça. Isso possibilita que um projetista de pneu utilize cordões finos ou um número menor de cordões e ainda assim ob- tenha a mesma resistência de outros pneus convencionais.

Com referência à Figura 19, um percurso de cordão de lona longo 10A pode ser usado através do pneu, então os dois percursos de cordão de lona curtos 10B podem ser aplicados, e então um percurso de lona de cordão longo 10A no lado oposto. Os percursos de cordão de lona longos 10A são deslocados de forma circunferencial em um padrão de dois percursos curtos 10B estando entre cada um dos percursos longos de cordão de lona deslocados de forma circunferencial 10A. Assim, quatro de tais extremidades curtas de per- curso de cordão de lona 12B estão em cada lado entre as extremidades longas 12A.

A Figura 20 mostra uma construção de percurso de lona pelo que apenas um tal percurso de cordão de lona curto 10B está entre percursos longos deslocados de forma cir- cunferencial 10A. Na Figura 21, cada percurso de cordão de lona 10 cria um percurso de lona longo deslocado de forma circunferencial 10A. Assim, em cada metade do percurso de cordão de lona conforme mostrado na Figura 21 há um percurso longo 10A, então um per- curso longo 10B, então um percurso longo de cordão de lona 10A formado pelas extremida- des de laço 12A, 12B e 12C.

Com referência à Figura 22, dois percursos de cordão de lona 10A, 10B são mos- trados os quais se estendem de extremidade a extremidade de uma forma repetitiva. Os percursos de cordão de lona 10A, 10B mostram a possibilidade de criar duas camadas. Uma primeira camada de percursos de cordão de lona paralelos 10A é mostrada com uma curva- tura em uma direção. 0 segundo percurso de cordão de lona 10B da Figura 22 poderia ser uma segunda camada de percursos de cordão de lona que poderiam ser aplicados continu- amente sobre o topo do primeiro percurso do cordão de lona 10A. Ambos os percursos de cordão de lona 10A, 10B demonstram a capacidade de fazer percursos de cordão não Iinea- res de uma forma uniforme. Essa técnica pode facilitar muito a construção de pneus de per- curso de cordão de lona geodésicos verdadeiros como um pneu viável e de fabricação prati- cável. Quase todos os percursos de cordão de lona do tipo geodésico ou não linear 10 são simplesmente aproximações devido ao fato de que os cordões de lona 2 não são assenta- dos de uma forma que seja verdadeiramente representativa do formato interno do pneu ou do formato inflado quando curado. Conforme Purdy, em seu livro, Mathematics Underlvina the Desiqn of Pneumatic Tires, assinalou na página 84, "é virtualmente impossível, mediante qualquer meio aceitável, produzir talões de pneu mediante o processo de enrolamento que sejam uniformes em tamanho, formato, ou em tensão nos cordões na região de talão. Am- plamente por essas razões é que as máquinas de enrolamento de cordão têm sido de valor limitado na formação de percursos de cordões geodésicos". O aparelho 100 permite que os percursos de cordão de lona sejam colocados quase que exatamente nas mesmas posições conforme eles estarão no pneu inflado e curado, desse modo tornando exeqüível tais pneus com lonas não lineares.

Com referência à Figura 23, a lona de carcaça 20 mostra como um pneu padrão, convencionalmente fabricado, poderia ser construído onde as extremidades de lona 12 es- tão no mesmo local. Com referência às Figuras 24 e 25, percursos de lona predeterminados são projetados de tal modo que a parede lateral terá um número aumentado de cordões se estendendo para cima em direção à área de abaulamento 26, porém terminam antes de cruzar a área de abaulamento na extremidade de laço 12B e retornam mediante desloca- mento de volta e então criam uma lona contínua através da superfície toroidal inteira 50. Esses percursos de lona 10 proporcionam apenas uma porção dos cordões de lona 12 atu- almente cruzando a linha central do pneu sob a área de abaulamento 26. Na maioria dos pneus de caminhão e de veículos de passageiros de peso leve, os cordões de lona 12 cru- zando a linha central são de pouco valor estrutural com base em parte na estrutura de refor- ço de correia do pneu, o qual discutivelmente transmite todas as cargas através da área de abaulamento de pneu 26. Consequentemente, o uso de um grande número de cordões de lona 12 através da área de abaulamento 26 é uma redundância que não acrescenta grande valor estrutural. Os percursos de cordão de lona 10 das Figuras 24 e 25 proporcionam um conceito de lona dividida, mas com a vantagem de que ao menos cada segundo ou cada terceiro percurso de cordão de lona 10 cruza o abaulamento 26 criando valor estrutural a- perfeiçoado. Em outras palavras, em vez de simplesmente se basear nos percursos de lona divididos 10B, esses têm um percurso de lona contínuo alternado 10A através da área de abaulamento 26 que proporciona segurança e confiabilidade adicionais ao pneu.

Conforme demonstrado pelas Figuras 17 e 26, a superfície toroidal 50 acompanha a curvatura de um pneu em configuração e dimensão substancialmente acabadas. Confor- me explicado, o mandril 52 tem múltiplas curvaturas côncavas formando a superfície toroidal 50. Uma superfície côncava 120 em cada lado do mandril começa radialmente no sentido para fora a partir da área de fixação de talão 22. Uma segunda curvatura de parede lateral no sentido para fora 122 se estende radialmente no sentido para fora a partir de cada pri- meira curvatura côncava no sentido para fora em direção à área de abaulamento 55 do mandril 52. Quando a seção transversal do mandril se estende radialmente no sentido para fora em direção à porção de parede lateral superior 57, a curvatura das paredes laterais 122 muda para uma curvatura convexa no que é de outro modo conhecido como a área de a- baulamento 55 do mandril 52. A seção transversal duplica estreitamente a seção transversal acabada, conforme moldada de um pneu. Conforme mostrado nas Figuras 15-17 e como previamente explicado, um ou mais cordões em comprimentos contínuos são embutidos na camada elastomérica 4 na superfície toroidal 50. Percursos de cordão mais longos 124 po- dem ser iniciados radialmente opostos a uma primeira curvatura côncava 120 em um lado do mandril 52 e se estendendo a partir daí através da curvatura de parede lateral e sobre a área de abaulamento 55. O percurso de cordão mais longo 124 pode se estender ainda mais até a primeira curvatura côncava 120 no lado de mandril oposto adjacente à área de fixação de talão 22.

Alternativamente ou em conjunto com os percursos de cordão mais longos 124, um ou mais percursos de cordão mais curtos 126 podem ser formados. Os percursos de cordão mais curtos 126 podem iniciar opostos a uma primeira curvatura côncava 120 em um lado do mandril 52 adjacente à área de fixação de talão 22. O percurso de cordão mais curto 126 pode a partir daí se estender através da curvatura de parede lateral 122 e sobre a área de abaulamento 55, ou terminar dentro da curvatura de parede lateral 122. O percurso de cor- dão mais curto 126, estendido sobre a área de abaulamento 55, pode ter uma extremidade enlaçada localizada na parede lateral superior do lado de mandril oposto. Tal percurso de cordão mais curto 126, por terminar em um local mais alto na parede lateral oposta do man- dril 52, pode reduzir a concentração dos percursos de cordão na área de talão do pneu. Os percursos de cordão mais curtos 126 conservam ainda o material de cordão no pneu acaba- do e reduzem o custo de fabricação. Consequentemente, os percursos de cordão formando uma camada de lona podem ser projetados sob medida tais como os percursos de cordão que têm diferentes extensões de percurso e comprimentos. Os percursos mais curtos po- dem terminar antes de cruzar o plano equatorial do mandril (pneu) ou cruzar sobre a área de abaulamento para a parede lateral no lado oposto. Os percursos mais longos podem se es- tender a partir da região de fixação de talão 22 até a região de fixação de talão 22 no lado oposto, cruzando a região de abaulamento 26 do pneu. Como resultado, uma camada de cordão pode ser construída tendo um número menor de percursos de cordão presentes (densidade de percursos de cordão inferior) na área de fixação de talão 22 e uma densidade superior de percursos de cordão de lona na região de abaulamento 26 do pneu.

A Figura 17 representa uma configuração de lona de cordão tendo percursos de

cordão de diferentes comprimentos. Existe um percurso de lona 10 pelo que as extremida- des de laço 12B de um percurso de cordão mais curto são colocadas e localizadas radial- mente no sentido para fora da curvatura de parede lateral 122 da superfície toroidal 50. As extremidades de laço 12A de percursos de cordão mais longos são colocadas e localizadas radialmente no sentido para dentro da superfície toroidal 50 oposta à primeira curvatura côncava 120 na área de fixação de talão 22. As extremidades de laço 12B do primeiro con- junto de pares adjacentes de percursos de cordão 10 e as extremidades de laço 12A do conjunto adjacente de percursos de cordão estão assim localizadas em diferentes locais radiais respectivos em relação à primeira e à segunda curvatura 120, 122 da superfície ιο- ί 5 roidal 50. As extremidades 12A se estendem através da primeira e segunda curvatura côn- cava 120, 122 da superfície toroidal 50 até a área de fixação de talão 22, enquanto que as extremidades 12B terminam radialmente no sentido para fora da primeira curvatura côncava 120 oposta à parede lateral da superfície toroidal. Consequentemente, menos extremidades de cordão 12A são espaçadas radialmente abaixo da primeira curvatura côncava 120 na área de fixação de talão 22 do que na área de abaulamento 26 onde existe uma densidade de percurso de cordão superior.

Consequentemente um pneu pode ser construído tendo percursos de cordão de lo- na de diferentes comprimentos. Um número semelhante de percursos de cordão mais lon- gos e mais curtos, ou um número diferente de percursos mais longos e mais curtos, pode ser empregado dependendo das características desejadas de desempenho do pneu. Os percursos de cordão mais longos podem ser construídos de modo a se estender sobre a região de abaulamento 26 da superfície toroidal 50 até as áreas de fixação de talão 22. Os percursos de cordão mais curtos podem ser construídos para ter extremidades de laço que terminam ou na região de abaulamento 26, ou na região de parede lateral 24. Os percursos de cordão podem ser construídos vantajosamente através da colocação e incrustação de um ou mais cordões em extensões contínuas sobre a camada elastomérica 4 em percursos de cordão predeterminados relativamente mais longos e mais curtos, os percursos de cor- dão mais longos se estendendo a partir de um lado respectivo da superfície toroidal 50 so- bre a região de abaulamento convexa 26 da superfície toroidal e um ou mais percursos de cordão relativamente mais curtos tendo extremidades de percurso opostas localizadas den- tro de uma parede lateral ou região de abaulamento (Figura 18) ou região de abaulamento convexa da superfície toroidal. Assim, pelo fato de ter um ou mais percursos de cordão se estendendo entre extremidades opostas de percurso localizadas radialmente no sentido pa- ra fora da primeira ou segunda curvatura côncava 120, 122, enquanto outros percursos de cordão se estendem radialmente para a área de fixação de talão 22, o resultado desejado de uma densidade de cordão superior (extremidades de cordão por polegada) na área de abaulamento e uma densidade de cordão inferior na área de fixação de talão 22 podem ser obtidas.

A Figura 27 mostra um pneu exemplar 210 para uso com a presente invenção. O pneu exemplar 210 pode ser construído utilizando o aparelho e método descritos acima 100. O pneu exemplar 210 tem uma banda de rodagem 212, um forro interno 223, uma estrutura de correia 216 compreendendo correias 218, 220, uma carcaça 222 com uma única lona de carcaça 214, uma forração 219 entre a banda de rodagem e a estrutura de correia, duas paredes laterais 215, 217, e duas regiões de talão 224a, 224b compreendendo ápices de enchimento de talão 226a, 226b e talões 228a, 228b. O pneu exemplar 210 é adequado, por exemplo, para montagem em um aro de um veículo de passageiros. A lona de carcaça 214 inclui um par de porções de extremidade axialmente opostas 230a, 230b, cada uma das quais é fixada a um talão respectivo dos talões 228a, 228b. Cada porção de extremidade axial 230a ou 230b da lona de carcaça 214 é virada para cima e em torno do talão respecti- vo 228a, 228b para uma posição suficiente para fixar cada porção de extremidade axial 230a, 230b, conforme visto em detalhe na Figura 28. A lona de carcaça 214 e/ou forração 219 pode ser uma lona coberta de borracha

convencional tendo uma pluralidade de membros de reforço de carcaça substancialmente paralelos feito de tal material como poliéster, raiom, ou compostos poliméricos orgânicos adequados similares. A lona de carcaça 214 pode engatar as superfícies externas axiais de dois cobre-talões 232a, 232b e dois reforços de arame 234a, 24b. Se o pneu exemplar 210 for construído utilizando o método e aparelho 100 descri-

tos acima, a lona de carcaça 214 e a forração 219 provavelmente compreenderão cordões Imergidos de Extremidade Única (SED). Para eficiência de produção, os cordões SED serão cordões de diâmetro grande. De acordo com a presente invenção, o uso de tecido quadrado feito de fios de filamento de diferentes características de esforço-tensão para urdidura e trama aperfeiçoarão o custo e o tempo de produção. O tecido pode ser construído com a técnica de tecelagem LENO (padrão ou 2T). Os seguintes materiais podem ser utilizados para urdidura e/ou trama: PEN, PET, PK, PBO, PVA, Raiom, Náilon 6 e 6,6, aramide, fibra de carbono, e fibra de vidro. O fio de urdidura pode ser de diferente módulo do que o fio de trama. Adicionalmente, os fios de urdidura dentro do mesmo tecido também podem variar, tal como fio de urdidura de aramide combinado com fio de trama de náilon. A utilização de tal tecido para a lona de carcaça inteira 214 e forração inteira 219 pode encurtar o processo de enrolamento em comparação com o uso dos cordões Imergidos de Extremidade Única descritos acima para a lona de carcaça e forração. O tecido pode ser imergido, tornado pe- gajoso, e tecido na largura especificada (isto é, pré-fabricado). Vantajosamente, o tecido não precisa ser calandrado (não são mais necessárias bombas de engrenagem ou extrusora) e pode ser aplicado diretamente em uma máquina de fabricação de pneu, conforme descrito acima.

De acordo com a presente invenção, a lona de carcaça exemplar 214 e/ou forração 219 pode ser reforçada com uma estrutura de reforço tecida ou entrelaçada 141. A estrutura de reforço tecida 141 pode compreender membros de reforço de carcaça paralelos (trama) 312, 512 da lona de carcaça 214 e membros de suporte adicionais (urdidura) 311, 511 para sustentar os cordões durante o processo de fabricação do pneu. O tecido ou tecido entrela- çado da lona reforçada 214 e/ou forração 219 pode ser construído mediante colocação de uma série de tiras adjacentes umas às outras no mecanismo de lona 70.

Uma estrutura de reforço tecida exemplar 141 para a lona de carcaça 214 e/ou for- ração 219 pode definir uma camada de tecido de tecelagem LENO. Conforme ilustrado nos exemplos das Figuras 28 e 29, uma estrutura de reforço tecida 141 pode compreender uma camada ou camadas 300 de tecido LENO 310 com pares de fio de urdidura 311 se esten- dendo geralmente em uma direção circunferencial do pneumático 10 e fios de trama 312 se estendendo geralmente em uma direção radial do pneumático. Cada par de fios de urdidura 311 pode ter fios de urdidura 311a e 311b torcidos em torno uns dos outros entre fios de trama de enchimento 312.

Conforme ilustrado alternativamente no exemplo das Figuras 28 e 30, outra estrutu- ra de reforço tecida exemplar 141 para a lona de carcaça 214 e/ou forração 219 pode definir uma estrutura de reforço tecida 141 tendo uma camada ou camadas 500 de tecido LENO 2T com fios de urdidura 511 se estendendo geralmente em uma direção circunferencial do pneumático 10 e fios de trama 512 se estendendo geralmente na direção radial do pneumá- tico. Cada fio de urdidura 511 pode ter um primeiro conjunto de pares torcidos de fios de urdidura de enchimento 511a se estendendo em um lado do, e perpendicular aos fios de trama de enchimento 512 e um segundo conjunto de fios de urdidura 511b se estendendo geralmente paralelos aos e abaixo dos fios de urdidura de enchimento 511a e se alternando acima/abaixo dos fios de trama 512.

Conforme visto nas Figuras 28 e 29, os pares de fios de urdidura 311 se estendem circunferencialmente ao longo do tecido LENO 310. São os fios de urdidura 311a e 311b que proporcionam a manutenção do espaçamento apropriado e orientação relativa durante o processo de fabricação do pneu, conforme descrito acima. Os fios de urdidura 311, 315 po- dem ser fios curtos fiados, um fio de múltiplos filamentos, e/ou um fio de monofilamento for- mado de um material adequado.

Conforme declarado acima, e exemplos de materiais adequados para fios de urdi- dura 311, 511 incluem poliamida, aramide (incluindo as formas meta e para), poliéster, ace- tato de polivinil, náilon (incluindo náilon 6, náilon 6,6, e náilon 4,6), naftalato de polietileno (PEN), raiom, policetona, fibra de carbono, PBO, e fibra de vidro.

Os fios de trama 312, 512 podem ser fios de múltiplos filamentos, e/ou um fio de monofilamento formado de um material adequado. Exemplos de materiais adequados para os fios de trama 312, 512 incluem poliamida, aramide (incluindo as formas meta e para), poliéster, acetato de polivinil, náilon (incluindo náilon 6, náilon 6,6 e náilon 4,6), naftalato de polietileno (PEN), algodão, raiom, policetona, fibra de carbono, PBO, e fibra de vidro.

Os fios de urdidura e/ou trama 311, 312, 511, 512 também podem ser fios híbridos. Os fios híbridos podem ser múltiplos fios, feitos de pelo menos duas fibras de material dife- rente (por exemplo, aramide e náilon). Esses materiais de fibras diferentes podem produzir fios híbridos com várias propriedades químicas e físicas. Os fios híbridos podem ser capa- zes de mudar as propriedades físicas do produto final no qual eles são usados. Exemplos de fios híbridos podem ser uma fibra de aramide com uma fibra de náilon, uma fibra de aramide co uma fibra de raiom, e uma fibra de aramide com uma fibra de poliéster.

Conforme aqui usado, resiliência mecânica de um fio é a capacidade do fio em se deslocar longitudinalmente sem uma deformação elástica do material. A resiliência mecâni- ca permite que o tecido LENO 310, 510 tenha uma quantidade menor de alongamento resi- Iiente para compatibilidade com o pneu exemplar 10, mas utilize fios mais fortes na lona de carcaça 214 ou forração 219.

A estrutura de reforço tecida 141 é um tecido de construção aberta que permite o impacto através da borracha em um pneu 10 para uma melhor construção de ligação. A a- bertura do tecido usada para a estrutura de reforço tecida 141 pode ser determinada pelo espaçamento e tipo dos fios de urdidura 311 ou 511. Os fios de trama 312 são tipicamente espaçados conforme necessário para manter a posição dos fios de urdidura 311 ou 511 proporcionando resistência adequada à lona de carcaça 214 e/ou forração 219.

A estrutura de reforço tecida 141 pode ser tratada com um promotor de adesão. O exemplo de promotores de adesão inclui látex de resorcinol formaldeído (RFL), material à base de isocianato, material de epóxi, e materiais à base de resina de melamina formaldeí- do. A estrutura de reforço tecida 141 pode ter também um acabamento com pegajosídade, ou aglutinante cru, aplicado para facilitar a adesão durante o processo de fabricação de um pneu cru. A seleção de materiais para o acabamento com pegajosídade pode depender dos materiais selecionados para uso no pneu 10. Os acabamentos com pegajosídade podem ser obtidos por intermédio de vários métodos tais como revestimento do tecido em uma mistura aquosa de breu e treliças de borracha, ou com uma solução de solvente de um composto de borracha não vulcanizado.

Adicionalmente, a estrutura de reforço tecida ou entrelaçada 141 pode compreen- 10

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der múltiplas camadas, por exemplo, duas, três ou até mesmo mais camadas, do tecido

LENO 310, 510 para prover resistência extra para a carcaça e/ou forração. Quando mais do

que uma camada de fita LENO 310, 510 é usada para a lona de carcaça 214 e/ou forração

219, uma camada de borracha não vulcanizada pode ser colocada entre as camadas de fita LENO para garantir uma ligação efetiva.

A formação da estrutura de reforço tecida 141 pode começar com a aquisição de fi- os básicos para o tecido. Subseqüentemente, os fios podem ser torcidos para prover resili- ência mecânica adicional. Após a torção, os fios de urdidura 311,511 podem ser colocados sobre um suporte largo para a formação da estrutura de reforço tecida 141. A estrutura de reforço tecida 141 pode ser formada mediante tecelagem LENO com espaçamento apropri- ado dos pares de fios de urdidura 311, 511. Após a formação da estrutura de reforço tecida 141, a estrutura pode ser acabada com promotor de adesão, tal como um tratamento RLF Se um acabamento com pegajosidade for desejado, isso é provido após o acabamento com promotor de adesão. A camada final pode ser cortada nas larguras específicas.

A estrutura de reforço tecida 141 de acordo com a presente invenção pode reduzir o custo e a complexidade do processo de fabricação de pneu sem diminuir a resistência ao rolamento, capacidade de alta velocidade, e características de manejo. Adicionalmente a estrutura de reforço tecida 141 pode reduzir o ruído devido ao amortecimento de vibração (isto é, reforço circunferencial provido pelos fios de urdidura 311 ou 511).

Uma construção exemplar para a estrutura de reforço tecida 141 pode compreender fios de urdidura de raiom de EPI 14 1220/1 Dtex (extremidades por polegada) e fios de tra- ma de poliéster de EPI 26 2200/2 Dtex. Em geral, os pares de urdidura 311, 511 podem ter

uma densidade de EPI 10 a EPI 18 e os fios de trama 312, 512 podem ter uma densidade de EPI 5 a EPI 35.

A estrutura de reforço tecida 141 do tecido quadrado pode ser feita de fios de fila- mento de diferentes características de esforço-tensão para urdidura e trama. O tecido 300 500 pode ser produzido com a técnica de tecelagem LENO (padrão ou 2T) ou entrelaçado

Os fios de urdidura 311, 511 podem ser de módulo diferente do que os fios de trama 312 512 ou idênticos.

O tecido 310, 510 pode ser usado como reforço de carcaça e/ou reforço de forra- ção. O tecido 310, 510 pode ser imergido, tratado com agente de aglutinação, e teci- do/entrelaçado até uma largura de lona especificada.

O tecido 300, 500 não requer calandragem e assim pode ser aplicado diretamente em uma máquina de fabricação de pneu, conforme descrito acima.

Adicionalmente, não há agora exigência para calandrar o tecido 310, 510 ou cortar o material antes da aplicação em um pneu cru. Rolos de tiras de tecido produzidas na largu- ra especificada podem ser fornecidos a uma instalação de pneu e aplicadas diretamente em 10

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uma máquina de fabricação de pneu.

O fio de urdidura pode prover um reforço circunferencial ao passo que uma carcaça convencional proporciona apenas um reforço radial. A estrutura de reforço tecida ou entrela- çada 141 proporciona rigidez circunferencial adicional a um pacote de carcaça, reduzindo assim a resistência ao rolamento.

Conforme declarado acima, a lona de carcaça 214 ou forração 219 com uma estru- tura de reforço 141 de acordo com a presente invenção produz um pneumático fabricado mais eficientemente e menos dispendioso e excelente 10. A lona de carcaça 214 e/ou forra- ção pode assim melhorar a produção do pneu, embora as complexidades da estrutura e comportamento do pneumático sejam tais que nenhuma teoria completa e satisfatória tenha sido apresentada. Temple, Mechanics of Pneumatic Tires (2005). Embora os fundamentos da teoria clássica de compósito seja facilmente vista em mecânica de pneumático, a com- plexidade adicional introduzida por muitos componentes estruturais dos pneumáticos pron- tamente complica o problema de prever o desempenho do pneu. Mayni, Composite Effents on Tire Mechanics (2005). Adicionalmente, devido aos comportamentos de tempo não line- ar, freqüência e temperatura dos polímeros e borracha, projeto analítico de pneumáticos é

um dos mais desafiadores e mal considerados desafios de engenharia na indústria atual. Mayni.

Um pneumático tem certos elementos estruturais essenciais. O Departamento de Transporte dos Estados Unidos, Meehanics of Pneumatic Tires páginas 207-208 (1981). Elementos estruturais importantes são a lona de carcaça e forração, feitas tipicamente de muitos cordões flexíveis, de elevado módulo de material têxtil natural, polímero sintético, fibra de vidro, ou aço estirado duro fino embutido em, e ligado a uma matriz de material po- limérico de baixo módulo, borracha normalmente natural ou sintética. Idem em 207 a 208.

Os cordões de elevado módulo, flexíveis são normalmente dispostos como uma Cí- nica camada. Idem em 208. Os fabricantes de pneu por toda a indústria não podem concor- dar ou prever o efeito de diferentes torções de cordões de lona de carcaça ou cordões de forração em relação às características de ruído, manejo, durabilidade, conforto etc., nos pneumáticos. Mechanics of Pneumatie Tires páginas 80 a 85.

Essas complexidades são demonstradas pela tabela abaixo das relações mútuas entre desempenho do pneu e componentes do pneu.

forro lona de carca- ápice correia cobertura banda de molde ça & forracão rodaqem desgaste de banda de rodagem X X X ruído X X X X X X manejo X X X X X X tração X X durabilidade X X X X X X X resistência ao rola- mento X X X X X conforto de deslo- camento X X X X alta velocidade X X X X X X retenção de ar X massa X X X X X X X

Conforme visto na tabela, as características de cordão de forração e lona de carca- ça afetam os outros componentes de um pneumático (isto é, lona de carcaça/forração afeta o ap.ce, correias, cobertura, etc.), levando a um número de componentes relacionados mu- tuamente e interagindo de tal modo a afetar um grupo de propriedades funcionais (ruído manejo, durabilidade, conforto, alta velocidade, e massa), resultando em um compósito completamente imprevisível e complexo. Assim, a mudança de até mesmo um componente pode levar diretamente ao aperfeiçoamento ou degradação de muitas das dez característi- cas funcionais mencionadas acima, assim como alterar a interação entre aquele componen- te e tantos quantos seis outros componentes estruturais. Cada um dessas seis interações pode assim melhorar ou degradar indiretamente àquelas dez características funcionais Se cada uma dessas características funcionais é aperfeiçoada, degradada, ou não afetada e

em que grau, certamente seria imprevisível sem o experimento e teste conduzido pelos in- ventores.

Assim, por exemplo, quando a estrutura (isto é, torção, construção de corda etc ) da lona de carcaça ou cordões de forração de um pneumático é modificada com a intenção de aperfeiçoar uma propriedade funciona, do pneumático, qualquer número de outras pro- pnedades funcionais pode ser degradado inaceitavelmente. Além disso, a interação entre a lona de carcaça/cordões de forração e o ápice, correia, carcaça, e banda de rodagem tam- bém pode afetar inaceitavelmente as propriedades funcionais do pneumático. Uma modifi- cação da lona de carcaça ou cordões de forração pode até mesmo não aperfeiçoar aquela propriedade funcional devido a essas relações mútuas complexas.

Assim, conforme declarado acima, a complexidade das relações mútuas dos múlti- plos componentes torna o resultado efetivo da modificação de uma lona de carcaça ou for- ração, de acordo com a presente invenção, impossível de se prever ou predizer a partir dos -nfimtos resultados possíveis. Apenas através de experimentação extensiva é que a .ona de carcaça 214, forração 219, e estrutura de reforço tecida 141 da presente invenção foram reveladas como uma opção excelente, inesperada e imprevisível para uma carcaça de pneu 10

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Variações na presente invenção são possíveis em virtude da descrição da mesma aqui provida. Embora certas modalidades representativas e detalhes tenham sido mostrados com a finalidade de ilustrar a invenção e estudo, será evidente para aqueles versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas na mesma sem se afastar do escopo da presente invenção. Portanto, deve-se entender que mudanças podem ser feitas nas modalidades específicas descritas as quais estarão dentro do escopo pretendido com- pleto da invenção conforme definido pelas reivindicações anexas a seguir.

Embora a presente invenção tenha sido ilustrada por uma descrição das várias mo- dalidades ilustrativas e embora essas modalidades tenham sido descritas em certo detalhe, não é a intenção dos requerentes restringir ou de qualquer forma limitar o escopo das rei- vindicações anexas a tal detalhe. Vantagens e modificações adicionais aparecerão pronta- mente para aqueles versados na técnica. As várias características da invenção podem ser usadas isoladamente ou em diversas combinações dependendo das necessidades e prefe- rências do usuário. Isso foi uma descrição da presente invenção, junto com os métodos pre- feridos de praticar a presente invenção conforme atualmente conhecido. Contudo, a própria invenção deve ser definida apenas pelas reivindicações anexas, em que o que se reivindica

e:

Claims (10)

1. Pneumático tendo um eixo de rotação, o pneumático CARACTERIZADO por compreender: uma lona reforçada colocada em um local predeterminado em uma superfície toroi- dal; uma banda de rodagem disposta radialmente para fora da lona reforçada; e uma estrutura de correia disposta radialmente entre a lona reforçada e a banda de rodagem, a lona reforçada compreendendo ao menos uma camada de um tecido de cons- trução aberta tecido ou entrelaçado tendo fios de urdidura que se estendem em uma direção circunferencial e fios de trama que se estendem em uma direção radial.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tecido tem uma construção de pares de urdidura de 5 EPI a 18 EPI e uma construção de trama de 5 EPI a 35 EPI.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que os fios de urdidura são raiom 1220/1 Dtex e os fios de trama são poliéster 2200/2 Dtex.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que os fios de urdidura têm uma densidade de 14 EPI e os fios de trama têm uma densidade de 26 EPI.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tecido tem uma configuração LENO 2T com uma construção de pares de urdidura de EPI a 18 EPI e uma construção de trama de 5 EPI a 35 EPI.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tecido tem uma configuração entrelaçada.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneumático é um pneu de alto desempenho.

8. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tecido compreende ainda um promotor de adesão disposto sobre o mesmo.

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a lona reforçada tem duas ou mais camadas de tecido ou de tecido entrelaçado.

10. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os fios de urdidura compreendem ao menos duas fibras de diferentes materiais de fibra.