BR112012022942B1

BR112012022942B1 - Roda não pneumática, estruturalmente suportada, com conjunto de reforço de loop contínuo

Info

Publication number: BR112012022942B1
Application number: BR112012022942-7A
Authority: BR
Inventors: Michael Edward Dotson; Patrick A. Petri; Kirkland W. Vogt
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2020-05-12
Also published as: KR101433700B1; BR112012022942A2; WO2011112920A1; EP2544905A1; RU2012143551A; JP5588062B2; KR20120109658A; CN102791496B; US20120318417A1; US9272576B2; EP2544905B1; CN102791496A; EP2544905A4; JP2013522110A; RU2519576C2

Abstract

roda não pneumática, estruturalmente suportada, com conjunto de loop de reforço contínuo. a presente invenção refere-se a uma roda não pneumática tendo um conjunto de loop de reforço contínuo que pode suportar uma carga e tem um desempenho similar aos pneus pneumáticos. são providas diversas configurações de uma roda não pneumática, incluindo variações do conjunto de loop de reforço contínuo. um ou mais espaçadores resilientes podem ser posicionados com o conjunto de loop de reforço contínuo e podem ser configurados para o recebimento de um material de matriz.

Description

“RODA NÃO PNEUMÁTICA, ESTRUTURALMENTE SUPORTADA, COM CONJUNTO DE REFORÇO DE LOOP CONTÍNUO”

PRIORIDADE REIVINDICADA [0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente U.S. N° 12/661.196, depositado em 12 de Março, 2010 e Pedido de Patente Provisório U.S. N° 61/428.074, depositado em 29 de Dezembro, 2010, que são incorporados neste documento por referência para todas as finalidades.

CAMPO DA INVENÇÃO [0002] A presente invenção refere-se a uma roda não pneumática. Mais particularmente, a presente invenção refere-se à roda não pneumática tendo um conjunto de reforço de loop contínuo que pode suportar uma carga e tem desempenho similar aos pneus pneumáticos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0003] O pneu pneumático é uma solução conhecida para conformidade, conforto, massa e resistência à rotação; no entanto, o pneu pneumático tem desvantagens em termos de complexidade, necessidade de manutenção e suscetibilidade a danos. Um dispositivo que melhora o desempenho do pneu pneumático poderia, por exemplo, fornecer mais conformidade, melhor controle de rigidez, reduzir os requisitos de manutenção e resistência a danos.

[0004] Pneus sólidos convencionais, pneus de mola e pneus de amortecedor, embora sem a necessidade de manutenção e a susceptibilidade a danos dos pneus, infelizmente faltam suas vantagens de desempenho. Em particular, pneus convencionais e de amortecedor normalmente incluem um aro sólido, cercado por uma camada de material resiliente. Esses pneus contam com compressão da porção entrando em contato com o chão da camada resiliente diretamente sob a carga para suporte de carga. Estes tipos de pneus podem ser pesados e rígidos e não têm a capacidade de absorção dos pneus pneumáticos.

[0005] Pneus de mola normalmente têm um anel de madeira, metal ou plástico rígido, com molas ou mola como elementos conectando o mesmo a um eixo. Embora o eixo seja, assim, suspenso por molas, o anel inflexível tem apenas uma

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2/27 pequena área de contato com a estrada, que não oferece essencialmente nenhuma conformidade, e provê pouca tração e controle de direção.

[0006] Consequentemente, uma roda não pneumática com características de desempenho similares à roda pneumática seria útil. Mais particularmente, uma roda não pneumática que não exija uma pressão de ar para fornecer características de desempenho de um pneu pneumático seria benéfica. Tal uma roda não pneumática que pode ser construída com um eixo ou conectada a um eixo para montagem em um veículo ou outro dispositivo de transporte também seria muito útil.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0007] Aspectos e vantagens da invenção serão constantes em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[0008] Em uma modalidade exemplar, a presente invenção provê uma roda não pneumática que define direções radiais, circunferenciais e transversais. A roda inclui uma banda anular que suporta uma porção da banda de rodagem entrando em contato com o chão e estendendo-se sobre a direção circunferencial. Um conjunto de reforço de loop contínuo é posicionado dentro da banda anular. Uma banda de montagem é posicionada radialmente dentro da banda anular. Uma pluralidade de raios de roda é ligada a e estendendo-se radialmente entre, a banda anular e a banda de montagem.

[0009] O conjunto de reforço de loop contínuo pode incluir uma primeira banda cilíndrica flexível e uma segunda banda cilíndrica flexível posicionada fora e radialmente fora da, primeira banda cilíndrica flexível. Uma ou ambas a primeira banda cilíndrica flexível e a segunda banda cilíndrica flexível podem incluir uma bobina que inclui um ou mais materiais enrolados em uma hélice e pelo menos um retentor conectado à bobina e configurado para manter a integridade da bobina. Um ou mais materiais da bobina podem incluir materiais selecionados a partir do grupo compreendendo metal, aço, carbono, aramida e vidro.

[0010] O pelo menos um retentor pode incluir um material de temperatura de fusão mais alta e um material de temperatura de fusão mais baixa. O material de

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3/27 temperatura de fusão mais alta e o material de temperatura de fusão mais baixa podem ser configurados em um arranjo de núcleo/invólucro. O pelo menos um retentor pode incluir um ou mais do grupo compreendendo um fio de monofilamento, fios de multifilamentos, e fios de fibra descontínua. O pelo menos um retentor pode incluir um fio de reforço de corrente e um fio de reforço estrutural tendo uma rigidez maior do que o fio de reforço de corrente. O fio de reforço de corrente pode incluir um material com uma temperatura de fusão mais baixa do que a temperatura de fusão dos fios de reforço estrutural. O fio de reforço estrutural pode ter uma baixa contração quando aquecido à temperatura de fusão mais baixa do fio de reforço de corrente. O fio de reforço de corrente pode incluir um polímero de temperatura de fusão mais baixa e um polímero de temperatura de fusão mais alta, em que o polímero de temperatura de fusão mais alta apresenta contração quando aquecido à temperatura de fusão do polímero de temperatura de fusão mais baixa. O pelo menos um retentor pode incluir uma pluralidade de fios de reforço entrelaçados em uma bobina em uma trama de leno com ligações de fios entre um ou mais materiais da bobina. O pelo menos um retentor pode incluir uma pluralidade de fios de reforço amarrados na bobina em um padrão de costura tricotada do tipo Malimo.

[0011] O conjunto de reforço de loop contínuo pode incluir um espaçador posicionado entre a primeira banda cilíndrica flexível e a segunda banda cilíndrica flexível. O espaçador pode incluir um material poroso, o que pode ser, por exemplo, uma espuma reticulada. A banda anular pode incluir um material de matriz que é recebido no material poroso do espaçador. O material da matriz pode compreendendo a partir de, por exemplo, um poliuretano.

[0012] O conjunto de reforço de loop contínuo pode incluir uma pluralidade de espaçadores posicionada entre a primeira banda cilíndrica flexível e a segunda banda cilíndrica flexível. O conjunto de reforço de loop contínuo pode incluir uma pluralidade de bandas cilíndricas flexíveis que são espaçadas umas das outras ao longo da direção radial.

[0013] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão melhor compreendidas tendo como referência a seguinte

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4/27 descrição e reivindicações em anexo. Os desenhos em anexo, que são incorporados em e constituem parte deste Relatório Descritivo, ilustram modalidades da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] Uma divulgação permissiva e completa da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, direcionada a uma pessoa versada na técnica, estabelecida no Relatório Descritivo, que faz referência às figuras em anexo, em que:

[0015] A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade exemplar de um conjunto de reforço de loop contínuo 10 da presente invenção, tendo a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100, um espaçador resiliente intermediário 200 e uma segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300.

[0016] A figura 2 é uma vista em perspectiva da primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 da figura 1.

[0017] As figuras 3A e 3B são uma vista parcial de duas modalidades da primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 da figura 2.

[0018] A figura 4 é uma vista em perspectiva da segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 da figura 1.

[0019] As figuras 5A e 5B são uma vista parcial de duas modalidades da segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 da figura 4.

[0020] A figura 6 é uma vista em perspectiva do espaçador resiliente intermediário 200 da figura 1.

[0021] A figura 7 é uma vista em perspectiva do conjunto de reforço de loop contínuo 10 com uma pausa para ilustrar outra modalidade do espaçador resiliente intermediário 200.

[0022] A figura 8 é uma vista em perspectiva do conjunto de reforço de loop contínuo 10 com uma pausa ilustrando mais uma modalidade do espaçador resiliente intermediário 200.

[0023] A figura 9 é uma vista em perspectiva de outra modalidade do conjunto de reforço de loop contínuo 10 com a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100, o

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5/27 espaçador resiliente intermediário 200 e a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 e adicionalmente, incluindo um segundo espaçador resiliente intermediário 400 e uma terceira banda de reforço cilíndrica flexível 500.

[0024] A figura 10 é uma vista em perspectiva de uma modalidade exemplar de uma roda de não pneumática 401 da presente invenção.

[0025] A figura 11 é uma vista parcial, transversal da modalidade exemplar da figura 10, tomada ao longo da linha 11-11.

[0026] As figuras 12 a 14 são vistas parciais em corte transversal de modalidades exemplares adicionais de uma banda anular 405 quando pode ser usada com a modalidade exemplar de um pneu pneumático 400 mostrado na figura

10.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0027] A presente invenção provê uma roda não pneumática, tendo um conjunto de reforço de loop contínuo que pode suportar uma carga e tem desempenho similar aos pneus pneumáticos. São fornecidas diversas configurações de uma roda não pneumática, incluindo variações do conjunto de reforço de loop contínuo. Um ou mais espaçadores resilientes podem ser posicionados com o conjunto de reforço de loop contínuo e podem ser configurados para o recebimento de um material de matriz.

[0028] Com a finalidade de descrever a invenção, agora será feita referência em detalhes às modalidades e/ou métodos da invenção, um ou mais exemplos que são ilustrados nos ou com os desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não de limitação da invenção. Na verdade, é evidente para aqueles versados na técnica que diversas modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou espírito da invenção. Por exemplo, recursos ou etapas ilustrados ou descritos como parte de uma modalidade, podem ser usados com outra modalidade ou etapas para produzir ainda mais modalidades ou métodos. Desse modo, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações como vêm no escopo das reivindicações em anexo e seus equivalentes.

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6/27 [0029] Referindo-se agora à figura 1, é mostrada uma modalidade exemplar de um conjunto de reforço de loop contínuo 10 da presente invenção. O conjunto de reforço de loop contínuo 10 fornece reforço para um material de matriz, tais como epóxi, poliuretano ou outros elastômeros. O conjunto 10 pode ser incorporado em uma roda não pneumática para fornecer reforço estrutural, compatível, como será adicionalmente descrito. O conjunto de reforço de loop contínuo 10 é poroso para receber o material de matriz e ser incorporado na roda não pneumática. O conjunto de reforço de loop contínuo 10 na presente invenção é flexível na direção radial para fornecer para a distribuição de forças radiais aplicadas à roda não pneumática que é reforçada pelo conjunto de reforço de loop contínuo 10. Como usado neste documento, o conjunto de reforço de loop contínuo significa a inclusão ou um ou mais fios ou cabos que são enrolados em uma hélice que inclui pelo menos três rotações. Mais especificamente, os um ou mais fios ou cabos continuam em torno da mesma sem o uso de uma costura em toda a banda.

[0030] Conforme ilustrado na figura 1 a 4 e 6, o conjunto de reforço de loop contínuo 10 inclui uma primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100, uma segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300, e um espaçador resiliente intermediário 200 disposto entre a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 e a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300. A primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 tem uma primeira banda de superfície interna 101 e uma primeira banda de superfície externa 102. A segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 tem uma segunda banda de superfície interna 301 e uma segunda banda de superfície externa 302. O espaçador resiliente intermediário 200 (figura 6) tem uma superfície interna do espaçador 201 que envolve a primeira banda de superfície externa 102 e uma superfície externa do espaçador 202 que envolve a segunda banda de superfície interna 301.

[0031] A primeira banda cilíndrica flexível 100 (figura 2) é um elemento cilíndrico com flexibilidade na direção radial. Em uma modalidade pdita, a primeira banda cilíndrica flexível 100 tem uma flexibilidade em que a primeira banda cilíndrica flexível 100 pode ser submetida a um raio de curvatura que é um décimo ou menos

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7/27 de seu diâmetro interno normal no conjunto de reforço de loop contínuo 10 sem experimentar uma configuração permanente para o material. Devido à primeira banda cilíndrica flexível 100 ser um componente de reforço do conjunto de reforço de loop contínuo 10, o módulo de Young do material na primeira banda cilíndrica flexível 100 ao longo de sua direção tangencial será maior do que o módulo de Young da matriz reforçada pela primeira banda cilíndrica 100. Em uma modalidade pdita, o módulo de Young da primeira banda cilíndrica flexível 100 é pelo menos 1.000 vezes maior do que o módulo de Young da matriz reforçada pela primeira banda cilíndrica flexível 100.

[0032] Para a modalidade ilustrada na figura 2, a primeira banda cilíndrica flexível 100 compreende uma banda corrida de uma bobina 110 (figuras 3A e 3B), como uma bobina formada de um ou mais fios ou cabos 111 enrolados em uma hélice, cada cabo 111 fazendo pelo menos três voltas em torno da primeira banda cilíndrica flexível 100. Como usado neste documento, uma banda corrida é uma banda que continua em torno da mesma sem o uso de uma costura em toda a banda. Os cabos 111 têm alta tração longitudinal e rigidez de compressão, e flexibilidade na direção tangencial. Os materiais pditos para os cabos 111 incluem materiais de alto módulo, tais como metal, aço, carbono, aramida ou fibras de vidro.

[0033] Diversos retentores 112 podem ser acoplados ao cabo 111 para manter a integridade da bobina 110. Os retentores 112 podem ser de um material polimérico entrelaçado nos cabos 111, uma tira de metal engatada aos cabos 111, ou similar. Os retentores 112 fornecem uma rigidez axial para a primeira banda cilíndrica flexível 100 antes da incorporação do material de matriz com o conjunto de reforço de loop contínuo 10.

[0034] Referindo-se agora às figuras 3A e 3B, são mostradas duas modalidades da primeira banda cilíndrica flexível 100 com os retentores 112 compreendendo os fios de reforço 112a e 112b. Os fios de reforço 112a e 112b podem ser diferentes extremidades de um único fio ou dois fios diferentes. Os fios de reforço 112a e 112b são tecidos ou costurados longitudinalmente na bobina 110 entre os cabos 111. Os fios de reforço 112a e 112b precisam ser flexíveis o suficiente para incorporar a

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8/27 bobina 110, mas fornecer a rigidez axial para a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100.

[0035] Ainda referindo-se às figuras 3A e 3B, em uma modalidade pdita pelo menos um dos fios de reforço 112a e 112b compreende fio polimérico com um material de temperatura de fusão mais alta e um material de temperatura de fusão mais baixa. Em uma modalidade pdita, ambos os fios de reforço 112a e 112b compreendem fios poliméricos com um material de temperatura de fusão mais alta e um material de temperatura de fusão mais baixa. Antes de qualquer ligação de fusão dos dois materiais de temperatura de fusão, os fios de reforço 112a e 112b são incorporados na bobina 110. Desse modo, os fios de reforço 112a e 112b são flexíveis o suficiente para serem incorporados à bobina 110 com dificuldade mínima. Depois que os fios de reforço são incorporados à bobina 110, o subconjunto é submetido a uma temperatura acima da temperatura de fusão do material de temperatura de fusão mais baixa, e abaixo da temperatura de fusão do material de temperatura de fusão mais alta. Após o material de temperatura de fusão mais baixa ser fundido, a temperatura é reduzida abaixo de sua temperatura de fusão, ligação de fusão do material de temperatura de fusão mais baixa ao material de temperatura de fusão mais alta, criando assim um fio de espaçamento de reforço fundido. Fundindo os fios de reforço 112a e 112b, o retentor 112 formado por fios torna-se mais rígido. Esta rigidez extra fornece a primeira banda cilíndrica flexível com uma maior rigidez axial. A fim de ajudar a manter a estabilidade axial da primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 através do processo de incorporação da matriz com o conjunto de reforço de loop contínuo 10, é preferível que o material de temperatura de mais baixa dos fios de reforço tenha uma temperatura de fusão acima da temperatura de formação ou cura da matriz.

[0036] Referindo-se ainda às figuras 3A e 3B, os fios de reforço 112a e 112b usando materiais de temperatura de fusão diferentes podem ser formados de uma fibra ou fibras, tendo os materiais com diferentes pontos de fusão, tais como fibras de núcleo/invólucro, ou podem ser formados a partir de uma combinação de fibras com diferentes pontos de fusão. Os fios de reforço 112a e 112b podem ser fios de

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9/27 monofilamento, fios de multifilamentos, ou fios de fibra contínua. Ao selecionar fios de fios de reforço 112a e 112b, deveria ser dada atenção para selecionar os fios que suportarão as forças de atrito do conjunto e qualquer processamento do conjunto de reforço de loop contínuo 10 antes da incorporação com a matriz, tal lavagem. É preferível que o material de temperatura de fusão mais alta de tais fios de reforço seja selecionado para ter a elasticidade suficiente para reduzir a probabilidade de problemas de montagem. Também é preferível que o material de temperatura de mais alta de tais fios de reforço seja selecionado para ter características de baixa contração, particularmente quando submetido ao calor de fusão dos fios de reforço e incorporação do material de matriz no conjunto de reforço de loop contínuo. Em uma modalidade o filamento ou as fibras são uma configuração de núcleo e invólucro com o polímero de temperatura de fusão mais alta, sendo o núcleo e o polímero de temperatura de fusão mais baixa, sendo o invólucro. Em outra modalidade, o fio compreende filamentos ou fibras do polímero de temperatura de fusão mais alta e filamentos ou fibras separados do polímero de temperatura de fusão mais baixa.

[0037] Ainda referindo-se às figuras 3A e 3B, o fio de reforço 112a é ilustrado como um fio estrutural, e o fio de reforço 112b é ilustrado como um fio de corrente. O fio de reforço estrutural é mais rígido e mais pesado do que o fio de reforço de corrente 112b. O fio de reforço estrutural 112a fornece rigidez axial da bobina 110. O fio de reforço 112a pode ser protegido da parte externa ou interna da bobina 110. Em uma modalidade, o fio de reforço estrutural 112a é um fio de monofilamento. O fio de reforço de corrente 112b protege os cabos 111 da bobina adjacente para o fio de reforço estrutural 112a. Em uma modalidade, o fio de reforço de corrente 112b inclui um material de polímero de temperatura de fusão mais baixa conforme descrito acima e pode incluir um material de temperatura de fusão mais alta conforme descrito acima. A temperatura de fusão do material de polímero de temperatura de fusão mais baixa no fio de corrente é uma temperatura mais baixa do que a temperatura de fusão dos principais materiais no fio de reforço estrutural 112a. Desse modo, o fio de reforço de corrente 112b pode ser usado para proteger melhor os cabos 111 da bobina 110 para o fio de reforço estrutural.

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10/27 [0038] Quando usando um fio de reforço de corrente 112b tendo um polímero com uma temperatura de fusão mais baixa, é preferível que o fio de reforço estrutural 112a tenha baixa contração quando sujeito à temperatura de fusão do polímero de temperatura de fusão mais baixa no fio de reforço de corrente 112b, tal como com um fio de polímero termo-endurecido. Em uma modalidade, o fio de reforço de corrente 112b inclui filamentos ou fibras descontínuas com temperatura de fusão mais baixa e filamentos ou fibras descontínuas de temperatura de fusão mais alta. Quando o fio de reforço de corrente 112b inclui filamentos ou fibras descontínuas de ambos os polímero de temperatura de fusão mais baixa e polímero de temperatura de fusão mais alta, é também pdito o filamento com polímero de temperatura de fusão mais alta tenha alguma contração durante a fusão do polímero de temperatura de fusão mais baixa, tal como com um fio que não é termoendurecido, assim aproximando a conexão entre o fio de reforço estrutural 112a e o pelo menos um cabo 111 da bobina 110.

[0039] Referindo-se ainda às figuras 3A e 3B, são mostrados dois padrões diferentes para os fios de reforço 112a e 112b. Na figura 3A, os fios de reforço 112a e 112b protegem os cabos 111 da bobina 110 com um padrão de tecelagem. Conforme ilustrado na figura 3A, os fios de reforço 112a e 112b são entrelaçados na bobina 110 em uma trama leno, com ligações dos fios que ocorrem entre os cabos. No entanto, os fios de reforço 112a e 112b poderiam ser incorporados na bobina 110 com outros padrões de tecelagem. Na figura 3B, os fios de reforço 112a e 112b protegem os cabos 111 da bobina 110 com um padrão de costura tricotada do tipo Malimo. No entanto, os fios de reforço 112a e 112b poderiam ser incorporados à bobina 110 com outros padrões de costura. Embora as figuras 3A e 3B ilustrem os fios de reforço 112a e 112b como sendo incorporados na bobina 110, com um padrão de tecelagem ou costura, uma série de fios de reforço simples 112 também poderia ser enrolada em toda bobina 110.

[0040] Referindo-se agora à figura 4, a segunda banda cilíndrica flexível 300 é um elemento cilíndrico com flexibilidade na direção radial. Em uma modalidade pdita, a segunda banda cilíndrica flexível 300 tem uma flexibilidade em que a segunda

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11/27 banda cilíndrica flexível 300 pode ser submetida a um raio de curvatura que é um décimo ou menos de seu diâmetro interno normal no conjunto de reforço de loop contínuo 10 sem experimentar uma configuração permanente para o material. Devido à segunda banda cilíndrica flexível 300 ser um componente do conjunto de reforço de loop contínuo 10, o módulo de Young do material da segunda banda cilíndrica flexível 300 na direção tangencial será maior do que o módulo de Young da matriz reforçada pela segunda banda cilíndrica flexível 300. Em uma modalidade pdita, o módulo de Young da segunda banda cilíndrica flexível 300 é pelo menos 1.000 vezes maior do que o módulo de Young da matriz reforçada pela segunda banda cilíndrica flexível 300.

[0041] Na modalidade ilustrada na figura 4, a segunda banda cilíndrica flexível 300 compreende uma banda corrida de uma bobina 310, tal como uma bobina formada de um ou mais cabos 311 enrolados em uma hélice, cada cabo 311 fazendo pelo menos três voltas em torno da segunda banda cilíndrica flexível 300. Os cabos 311 têm elevada tração longitudinal e rigidez de compressão e, e flexibilidade na direção tangencial. Os materiais pditos para os cabos 311 incluem materiais de alto módulo, tais como metal, aço, carbono, aramida ou fibras de vidro. Diversos retentores 312 podem ser acoplados ao cabo 311 para manter a integridade da bobina 310. Os retentores 312 podem ser de um material polimérico entrelaçado nos cabos 311, uma tira de metal engatada aos cabos 311, ou similar. Os retentores 312 fornecem uma rigidez axial à segunda banda cilíndrica flexível 300 antes da incorporação do material de matriz com o conjunto de reforço de loop contínuo 10.

[0042] Referindo-se agora às figuras 5A e 5B, são mostradas duas modalidades da segunda banda cilíndrica flexível 300 com os retentores 312 com os fios de reforço 312a e 312b. Os fios de reforço 312a e 312b podem ser diferentes extremidades de um único fio ou dois fios diferentes. Os fios de reforço 312a e 312b são entrelaçados longitudinalmente na bobina 310 entre os cabos 311. Os fios de reforço 312a e 312b precisam ser flexíveis o suficiente para serem incorporados à bobina 310, mas fornecer a rigidez axial para a segunda banda cilíndrica flexível 300.

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12/27 [0043] Ainda referindo-se às figuras 5A e 5B, em uma modalidade pdita pelo menos um dos fios de reforço 312a e 312b compreendem fios poliméricos com um material de temperatura de fusão mais alta e um material de temperatura de fusão mais baixa. Em uma modalidade pdita, ambos os fios de reforço 312a e 312b compreendem fios poliméricos com um material de temperatura de fusão mais alta e um material de temperatura de fusão mais baixa. Antes de qualquer ligação de fusão dos dois materiais de temperatura de fusão, os fios de reforço 312a e 312b são incorporados na bobina 310. Desse modo, os fios de 312a e 312b são flexíveis o suficiente para serem incorporados na bobina 310 com dificuldade mínima. Depois que os fios de reforço são incorporados à bobina 310, o subconjunto é submetido a uma temperatura acima da temperatura de fusão do material de temperatura de fusão mais baixa, e abaixo da temperatura de fusão do material de temperatura de fusão mais alta. Após o material de temperatura de fusão mais baixa ser fundido, a temperatura é reduzida abaixo de sua temperatura de fusão, ligação de fusão do material de temperatura de fusão mais baixa ao material de temperatura de fusão mais alta, criando assim um fio de espaçamento de reforço fundido. Fundindo os fios de reforço 312a e 312b, o retentor 312 formado por fios torna-se mais rígido. Esta rigidez extra fornece a primeira banda cilíndrica flexível com uma maior rigidez axial. A fim de ajudar a manter a estabilidade axial da segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 através do processo de incorporação da matriz com o conjunto de reforço de loop contínuo 10, é preferível que o material de temperatura de fusão mais baixa dos fios de reforço tem uma temperatura de fusão acima da temperatura de formação ou cura da matriz.

[0044] Referindo-se ainda às figuras 5B e 5A, os fios de reforço 312a e 312b usando diferentes materiais de temperatura de fusão podem ser formados de uma fibra ou fibras, tendo os materiais com diferentes pontos de fusão, tais como fibras de núcleo/invólucro, ou podem ser formados a partir de uma combinação de fibras com diferentes pontos de fusão. Os fios de reforço 312a e 312b podem ser fios de monofilamento, fios de multifilamentos, ou fios descontínuos. Ao selecionar os fios de reforço de fios 312a e 312b, deveria ser dada atenção para selecionar os fios que

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13/27 suportarão as forças de atrito do conjunto e qualquer processamento do conjunto de reforço de loop contínuo 10 antes da incorporação com a matriz, tal como lavagem. É preferível que o material de temperatura de fusão mais alta de tais fios de reforço de serem selecionados para ter a elasticidade suficiente para reduzir a probabilidade de problemas de montagem. Também é preferível que o material de temperatura de fusão mais alta de tais fios de reforço de serem selecionados para ter características de baixa contração, particularmente quando submetidos ao calor de fusão dos fios de reforço e incorporação do material de matriz no conjunto de reforço de loop contínuo. Em uma modalidade o filamento ou fibras são uma configuração de núcleo e invólucro com polímero de temperatura de fusão mais alta, sendo o núcleo e o polímero de temperatura de fusão mais baixa, sendo o invólucro. Em outra modalidade, o fio compreende filamentos ou fibras do polímero de temperatura de fusão mais alta e filamentos ou fibras separados.

[0045] Ainda referindo-se às figuras 5A e 5B, o fio de reforço 312a é ilustrado como um fio estrutural e fio de reforço 312b é ilustrado como um fio de corrente. O fio de reforço estrutural 312a é mais rígido e mais pesado do que o fio de reforço de corrente 312b. O fio de reforço estrutural 312a fornece rigidez axial da bobina 310. O fio de reforço 312a pode ser protegido da parte externa ou interna da bobina 310. Em uma modalidade, o fio de reforço estrutural 312a é um fio de monofilamento. O fio de reforço de corrente 312b protege os cabos 311 da bobina adjacente ao fio de reforço estrutural 312a. Em uma modalidade, o fio de reforço de corrente 312b inclui um material de polímero de temperatura de fusão mais baixa conforme descrito acima, e pode incluir um material de polímero de temperatura mais alta conforme descrito acima. A temperatura de fusão do material de polímero de temperatura de fusão mais baixa no fio de corrente é uma temperatura mais baixa do que os principais materiais no fio de reforço estrutural 312a. Desse modo, o fio de reforço 312b pode ser usado para proteger melhor os cabos 311 da bobina 310 para o fio de reforço estrutural.

[0046] Quando usando um fio de reforço de corrente 312b tendo um polímero com uma temperatura de fusão mais baixa, é preferível que o fio de reforço

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14/27 estrutural 312a tenha baixa contração quando sujeito à temperatura de fusão do polímero de temperatura de fusão mais baixa no fio de reforço de corrente 312b, tal como com um fio de polímero termo-endurecido. Em uma modalidade, o fio de reforço de corrente 312b inclui filamentos ou fibras descontínuas com temperatura de fusão mais baixa e filamentos ou fibras de temperatura de fusão mais alta. Quando o fio de reforço de corrente 312b inclui filamentos ou fibras descontínuas de ambos o polímero de temperatura de fusão mais baixa e o polímero de temperatura de fusão mais alta, é também pdito que o filamento com polímero de temperatura de fusão mais alta tenha alguma contração durante a fusão do polímero de temperatura de fusão mais baixa, tal como com um fio que é termo-endurecido, assim aproximando a conexão entre o fio de reforço estrutural 312a e pelo menos um cabo 311 da bobina 310.

[0047] Referindo-se ainda às figuras 5B e 5A, são mostrados dois padrões diferentes para os fios de reforço 312a e 312b. Na figura 5A, os fios de reforço 312a e 312b protegem os cabos 311 da bobina 310 com um padrão de tecelagem. Conforme ilustrado na figura 5A, os fios de reforço 312a e 312b são entrelaçados na bobina 310 em uma trama de leno, com ligações dos fios que ocorrem entre os cabos. No entanto, os fios de reforço 312a e 312b poderiam ser incorporados à bobina 310 com outros padrões de tecelagem. Na figura 5B, os fios de reforço 312a e 312b protegem os cabos 311 da bobina 310 com um padrão de costura tricotada do tipo Malimo. No entanto, os fios de reforço 312a e 312b poderiam ser incorporados à bobina 310 com outros padrões de costura. Embora as figuras 5B e 5A ilustrem os fios de reforço 312a e 312b como sendo incorporados na bobina 310, com um padrão de tecelagem ou costura, uma série de fios de reforço simples 312 também poderia ser enrolada em toda a bobina 310.

[0048] Referindo-se agora às figuras 1 a 6, o espaçador resiliente intermediário 200 é um material resistente que se aplica uma pressão constante à primeira banda de superfície externa 102 e à segunda banda de superfície interna 301. O que se entende por resiliente é que o espaçador flexível gera força de reação crescente com uma quantidade crescente de compressão. A espessura do espaçador resiliente

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15/27 intermediário 200 na direção radial é maior do que o espaço criado entre a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 e a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 na direção radial. Desse modo, o espaçador resiliente intermediário 200 exerce uma pressão constante entre as duas bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300, em torno do conjunto de reforço de loop contínuo 10. Para ajudar a criar uma pressão uniforme em todo o conjunto de reforço de loop contínuo 10, o espaçador resiliente intermediário 200 preferencialmente tem uma espessura substancialmente uniforme e é substancialmente uniforme na composição. Esta constante pressão mantém a relação espacial entre a primeira banda cilíndrica flexível 100 e a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300. A pressão entre a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 e a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 cria um equilíbrio de força que manterá a centralização das duas bandas, mesmo que haja variações no diâmetro das primeira ou segunda bandas cilíndricas flexíveis 100, 300. Ao projetar o espaçador resiliente intermediário 200, deve ser exercido cuidado para evitar pressão excessiva sobre a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100. Quando o espaçador resiliente intermediário 200 exerce uma pressão excessiva sobre a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100, a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 tenderá a deformar o formato. Em uma modalidade, o espaçador resiliente intermediário 200 pode elasticamente recuperar a partir de pelo menos compressão de 30%. Em outra modalidade, os materiais formando o espaçador resiliente intermediário 200 elasticamente podem recuperar mais do que uma compressão de 80%.

[0049] Preferencialmente, o espaçador resiliente intermediário 200 mantém-se e as duas bandas de reforço 100, 300, no lugar sem fixação adicional. Normalmente, a pressão normal e atrito resultante entre o espaçador resiliente intermediário 200 e as duas bandas de reforço 100, 300, são suficientes para estabilizar o conjunto de reforço de loop contínuo 10, mesmo durante a incorporação do material de matriz quando formando um elemento cilíndrico. Quando o espaçador resiliente intermediário 200 exerce uma pressão entre as duas bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300, este também cria uma protuberância do material do espaçador

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16/27 entre os cabos 111, 311. Esta protuberância entre os cabos 111, 311, resulta em estabilização adicional do conjunto de reforço de loop contínuo 10 e ajuda a estabilizar a posição dos cabos individuais 111, 311, dentro das bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300, respectivamente. Em outras modalidades, o espaçador resiliente intermediário 200 pode usar um material com muito pequenas protuberâncias ou braços que mantém os cabos 111, 311, assim, estabilizando a posição dos cabos individuais 111, 311, dentro das bandas de reforço cilíndricas 100, 300, respectivamente. A estabilização das bandas de reforço 100, 300, e do espaçador resiliente intermediário 200 pode ser aprimorada com geometria do material e adesivos que proporciona um efeito de aderência entre o espaçador resiliente intermediário 200 e bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300. Atrito, adesão, ou aderência aprimorada entre o espaçador resiliente intermediário 200 e a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 também aumentará a pressão que pode ser exercida pelo espaçador resiliente intermediário 200 à primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 antes do início da flambagem da primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100.

[0050] Além de fornecer uma mola como pressão constante entre as duas bandas de reforço 200, 300, o espaçador resiliente intermediário 200 também é poroso para receber o material de matriz que é reforçado. Preferencialmente, o espaçador resiliente intermediário 200 é poroso sem cavidades fechadas ou percursos de fluxo tortuosos que invertem a direção do fluxo ou criam fluxos de extremidade sem saída. Um material poroso incluirá espaços vazios, reduzindo o volume da massa que compõem o material poroso. É preferível aumentar a área vazia em um material poroso, reduzindo o volume da massa de um material poroso para a quantidade prática mínima. Por exemplo, o volume da massa formando o material poroso pode ter um volume máximo de quarenta por cento (40%). Alternativamente, o volume da massa formando o material poroso pode ter um volume máximo de quinze por cento (15%). Em uma modalidade pdita, o volume da massa formando o material poroso tem um volume máximo de cinco por cento (5%). Além disso, em uma modalidade pdita, o espaçador resiliente intermediário 200

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17/27 compreende o mesmo material como na matriz, tal como poliuretano.

[0051] Em uma modalidade pdita da presente invenção, o espaçador resiliente intermediário 200 é um elemento flexível. Flexionar o espaçador resiliente intermediário 200 facilita a montagem do conjunto de reforço de loop contínuo 10, e permite que o elemento de matriz reforçado final para flexionar sem danos funcionais aos componentes do conjunto de reforço de loop contínuo 10 ou matriz. Similar à primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 e à segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 é preferível que o espaçador resiliente intermediário 200 tenha uma flexibilidade em que o intermediário espaçador resiliente 200 possa ser submetido a um raio de curvatura que seja um décimo ou menos de seu diâmetro interno normal no conjunto de reforço de loop contínuo 10 sem experimentar uma configuração permanente para o material. Em outra modalidade pdita, o espaçador intermediário 200 tem uma flexibilidade maior do que as bandas de reforço cilíndricas que este engata.

[0052] Em uma modalidade, o espaçador resiliente intermediário 200 pode ser uma tira de material que é cortado para o comprimento, largura e espessura desejados e, em seguida, inserido entre a primeira banda de reforço 100 e a segunda banda de reforço 300. Em uma modalidade, as extremidades da tira de material são conectadas para formar o espaçador resiliente intermediário 200. Em outra modalidade, a tira de material colocada entre a primeira banda de reforço 100 e a segunda banda de reforço 300 como o espaçador resiliente intermediário 200, é uma tira de material que não está conectada de forma frouxa nas extremidades com as extremidades adjacentes umas às outras. Em alguns casos, pode ser aceitável ter um pequeno espaço entre as extremidades de um material, formando o espaçador resiliente intermediário 200. Além disso, a largura axial do espaçador resiliente intermediário 200 nem sempre precisa ser igual a toda a largura das bandas de reforço 100 ou 300.

[0053] Em uma modalidade, o espaçador resiliente intermediário 200 é um material de espuma. A fim de fornecer um espaçador com características porosas, o material de espuma pode ser um material de espuma de célula aberta. Em particular,

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18/27 um material de espuma reticulada fornece um material poroso e resistente para o espaçador resiliente intermediário 200. Na espuma reticulada, paredes celulares são removidas por métodos tais como passando uma chama controlada ou fluido de produto químico através do meio. O restante do material da espuma reticulada também pode fornecer braços que protegem os cabos 111, 311, dentro das bandas de reforço cilíndricas 100, 300. Além disso, o material de espuma pode ser o mesmo material que a matriz a ser reforçada. Por exemplo, espuma de poliuretano pode ser usada como o espaçador resiliente intermediário 200 em um elemento de reforço cilíndrico 10 para reforçar uma matriz de poliuretano.

[0054] Em ainda outra modalidade, o espaçador resiliente intermediário 200 é um material não tecido. Um tipo de material não tecido que poderia ser usado como o espaçador é um material não tecido com filamentos espessos que são formados em um formato tridimensional, tal como uma configuração ondulada bi ou tri dimensionais. Não tecidos com fibras de espessura orientada, ou orientada em z, podem fornecer propriedades resilientes para o não tecido.

[0055] Em ainda outra modalidade, o espaçador resiliente intermediário 200 é um tecido do espaçador. Um tecido do espaçador é um tecido de costura ou tecelagem que tem duas camadas de face, separadas por fibras ou fios, estendendo-se entre as duas camadas. As fibras entre as duas camadas fornecem uma força tipo mola que é oposta à compressão do tecido do espaçador. As considerações sobre o tecido seria abertura, formato dos poros, tamanho dos poros, rigidez, direção da separação de fibras ou fios, capacidade do material de aderir o material da matriz, e similares.

[0056] Referindo-se agora à figura 7, é mostrada uma modalidade da presente invenção com o espaçador resiliente intermediário 200, tendo uma largura menor do que a largura da primeira banda de reforço cilíndrica 100 ou a segunda banda de reforço cilíndrica 300. Na presente modalidade, o espaçador resiliente intermediário 200 é centrado em direção à largura do conjunto de reforço de loop contínuo 10. As bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300, são projetadas para manter uma constante relação espacial entre si em larguras além do espaçador resiliente

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19/27 intermediário 200.

[0057] Referindo-se agora à figura 8, é mostrada uma modalidade da presente invenção com a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 e a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 sendo espaçadas por dois espaçadores resilientes intermediários 200a, 200b. Nesta modalidade, os espaçadores resilientes intermediários 200a e 200b são mais estreitos do que as bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300 e são dispostos em direção oposta às bordas externas das bandas de reforço cilíndricas flexíveis 100, 300. Dividindo-se o espaçador resiliente intermediário em duas bandas dispostas nas bordas externas dos elementos de reforço cilíndricos flexíveis 100, 300, o conjunto de reforço de loop contínuo 10 terá melhor resistência para sair de distúrbios rotacionais planos.

[0058] Referindo-se agora à figura 9, é mostrada uma modalidade da presente invenção, em que uma terceira banda de reforço cilíndrica flexível 500 é disposta fora da segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 e um segundo espaçador resiliente intermediário 400 é disposto entre a segunda banda de reforço cilíndrica flexível 300 e a terceira banda de reforço cilíndrica 500. A terceira banda de reforço cilíndrica flexível 500 tem as mesmas propriedades e características como a primeira banda de reforço cilíndrica flexível 100 ou a segunda banda de reforço flexível 300. O segundo espaçador resiliente intermediário 400 também tem as mesmas propriedades e características como o espaçador resiliente intermediário 200. É previsto que o conjunto de reforço cilíndrico da presente invenção poderia ter diversas camadas de bandas de reforço cilíndricas separadas por uma ou mais camadas resilientes, intermediárias.

[0059] Em outra modalidade exemplar, deve ser entendido que o conjunto de reforço de loop contínuo pode ser fabricado sem espaçador resiliente também. Mais especificamente, referindo-se à figura 1, o conjunto de reforço de loop contínuo 10 pode ser criado sem espaçador resiliente 200. Neste caso, deve-se ter cuidado para manter o espaçamento adequado das bandas de reforço 100 e 300, enquanto conjunto de fabricação 10. Por exemplo, entre as bandas de reforço adequadamente espaçadas 100 e 300, um material poderia ser pingado ou regado para não perturbar

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20/27 o dito espaçamento. Esse material deve ter uma viscosidade relativamente alta e deve solidificar enquanto tocando as bandas de reforço 100 e 300, a fim de manter o espaçamento adequado. De preferência, esse material também terá uma temperatura de fusão mais elevada do que o material utilizado para construção de bandas de reforço 100 e 300. Também, podem ser utilizados outros métodos para a fabricação de um conjunto de reforço de loop contínuo sem espaçador resiliente. [0060] A figura 10 provê uma vista em perspectiva de uma modalidade exemplar de uma roda estruturalmente suportada 401 em conformidade com a presente invenção. Como usado neste documento, estruturalmente suportado significa que o pneu exerce uma carga por seus componentes estruturais sem o apoio da pressão de preenchimento de gás. A figura 11 provê uma vista parcial, transversal da roda 401 tomadas ao longo da linha 11-11, conforme mostrado na figura 10. A seta C indica direção circunferencial. A seta R indica a direção radial. As setas A denotam a direção axial, sendo também denominada por vezes a direção transversal ou lateral. [0061] Referindo-se agora mais particularmente à figura 11, o conjunto de reforço de loop contínuo 10 está posicionado dentro de uma banda 405 se estendendo sobre a direção circunferencial C. Para esta modalidade exemplar, o conjunto 10 inclui a primeira banda cilíndrica flexível 100 e a segunda banda cilíndrica flexível 300 separada pelo espaçador resiliente 200 como anteriormente descrito. As bandas 100 e 300, por exemplo, fornecem a rigidez vertical para roda 401 enquanto o espaçador resiliente 200 auxilia no fornecimento de uma camada de cisalhamento para roda 401 como será adicionalmente descrito.

[0062] De acordo com a invenção, a roda 401 é útil em aplicações onde a tração, direção ou qualidades de suspensão de um pneu pneumático sejam vantajosas ou na necessidade de melhoria. Uma roda estruturalmente suportada 401 construídos em conformidade com a presente invenção, conforme descrito mais abaixo pode oferecer maior conformidade e características de rigidez, em uma roda que exige menos manutenção do que um pneu pneumático. Além da utilização dos veículos a motor, tal uma roda poderia também ser vantajosamente usada, por exemplo, em uma cadeira de rodas, uma maca, uma cama de hospital, um carrinho para

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21/27 equipamentos sensíveis, ou outros veículos ou meios de transporte em que a sensibilidade ao choque é importante. Além disso, a roda pode ser usada no lugar de rodízios de cadeiras ou outros móveis, ou como rodas para carrinhos de bebê, tábuas de skate, patins in-line, etc. A roda 401 da invenção poderia ser usada em máquinas ou aparelhos onde a carga de rolamento ou carga de rodas aplicando são usadas. O termo veículo é usado abaixo para fins de descrição; no entanto, qualquer dispositivo no qual rodas compatíveis poderiam ser montadas é incluído na seguinte descrição e veículo deve ser entendido incluir o mesmo.

[0063] A roda 401como mostrado nas figuras 10 e 11 tem uma banda anular 405 e uma pluralidade de elementos de transmissão de tração, ilustrada como raios de roda 420, estendendo-se transversalmente através de e para dentro da banda 405, uma banda de montagem 425 no final radialmente interno de raios da roda 420. A banda de montagem 425 fixa a roda 401 a um eixo 430. Uma porção da banda de rodagem 410 é formada na extremidade da banda 405. A porção da banda de rodagem 410 pode ser uma camada adicional acoplada na banda 405, por exemplo, para fornecer tração diferente e usar propriedades do que o material usado para construir a banda 405. Alternativamente, a banda de rodagem 410 pode ser formada como parte da superfície externa da banda compatível, como mostrada na figura 10. Recursos da banda de rodagem podem ser formados na porção da banda de rodagem 410 e podem incluir blocos 415 e ranhuras 440.

[0064] Como mencionado, raios de roda 420 na modalidade exemplar das figuras 10 e 11 estendem-se transversalmente em toda a roda 401, que como usado neste documento significa que os raios de roda 420 estendem-se para ambos os lados da roda 401 e podem ser alinhados com o eixo de rotação, ou podem ser oblíquos ao eixo da roda. Além disso, estendendo-se para dentro significa que os raios de roda 420 estendem-se entre a banda 405 e banda de montagem 425 e podem estar em um plano radial ao eixo de roda ou podem ser oblíquos ao plano radial. Além disso, como mostrado na figura 10, os raios de roda 420 realmente podem incluir raios em ângulos diferentes ao plano radial. Diversas formas e padrões podem ser usados como mostrado, por exemplo, na Patente U.S. N°

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7.013.939.

[0065] A banda 405 suporta a carga na roda 401 e deforma-se de forma resiliente acordo com a estrada (ou outra superfície de suporte) para fornecer tração e manipulação de recursos. Mais particularmente, conforme descrito na Patente U.S. N° 7.013.939, quando uma carga é colocada na roda 401 através do eixo 430, a banda 405 atua de forma compatível em que esta se inclina e de outra forma deforma para entrar em contato com o chão e forma um trecho de contato, que é a porção da roda 401 que está em contato com o chão sob tal carga. A porção da banda 405 que não está mais em contato com o chão atua de forma similar a um arco e fornece uma rigidez circunferencial de compressão e uma rigidez de flexão longitudinal no plano equatorial suficientemente elevado para agir como um elemento de suporte de carga. Como usado neste documento, o plano equatorial, um plano que passa perpendicular ao eixo de rotação de roda e corta a estrutura da roda.

[0066] A carga na roda 401, transmitida do veículo (não mostrado) ao eixo 430 essencialmente trava por raios de roda 420 acoplados à porção que suporta a carga da banda 405. Raios de roda 420 na região em contato com o chão não experimentam a carga de tração devido à carga. Quando a roda 401 gira, claro que, a parte específica da banda compatível 405 agindo como um arco muda continuamente, no entanto, o conceito de um arco é útil para entender o mecanismo de suporte de carga. A quantidade de inclinações da banda 405 e consequentemente, o tamanho do trecho do contato é proporcional à carga. A capacidade da banda 405 para inclinar-se de forma resiliente sob a carga fornece uma área de contato com o chão compatível que a atua de forma similar à de um pneu pneumático, com resultados vantajosos similares.

[0067] Por exemplo, a banda 405 pode envolver obstáculos para fornecer um trajeto mais liso. Além disso, a banda 405 é capaz de transmitir forças para o chão ou estrada para tração, curvas e direção. Por outro lado, nos pneus de amortecimento e sólidos típicos, a carga é suportada por compressão da estrutura do pneu na área de contato, que inclui a compactação do material de amortecimento

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23/27 sob o eixo rígido. A tendência do material de amortecimento é limitada pelas propriedades de compactação do material e a espessura do material sobre a roda ou eixo rígido.

[0068] Ainda referindo-se às figuras 10 e 11, raios de roda 420 são substancialmente elementos tipo chapa de comprimento L na direção radial, largura W na direção axial correspondente geralmente à largura axial da banda compatível 405, embora outras larguras W podem ser usadas inclusive larguras W que variam ao longo da direção radial, como mostrado na figura 11. Raios de roda 420 também têm uma espessura (ou seja, uma dimensão perpendicular ao comprimento L e largura W) que é geralmente muito menor do que qualquer comprimento L ou largura W, que permite que um eixo de roda seja deformado ou inclinado quando sob compressão. Raios de roda diluentes inclinarão ao passar através da área de contato com resistência substancialmente sem compressão, ou seja, fornecendo nenhuma ou apenas insignificante força de compressão de carga. Quando a espessura de raios 420 é aumentada, os raios de roda podem fornecer alguma força de rolamento da carga compressiva na área de contato com o chão. A carga predominante, transmitindo a ação de raios de roda 420 como um todo, no entanto, é na tração. A espessura dos eixos de roda em particular pode ser selecionada para os requisitos específicos do veículo ou do pedido.

[0069] Como visto na figura 11, de preferência, raios de roda 420 são direcionados em relação à banda compatível 405 na direção axial A. A tensão nos raios de roda 420 é, portanto, distribuída na banda 405 para suportar a carga. A título de exemplo, os raios de roda 420 podem ser formados de um material elastomérico, tendo um módulo de tração de cerca de 10 a 100 MPa. Os raios de roda 420 podem ser reforçados se desejado. O material usado para construir o material de raios de roda 420 também deve apresentar comportamento elástico para voltar ao comprimento original após ser esticado para, por exemplo, 30%, e exibir tração constante, quando o material de raios de roda é tensionado para, por exemplo, 4%. Além disso, é desejável ter um material com uma tangente δ de não mais de 0,1 nas condições operacionais relevantes. Por exemplo, materiais de

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24/27 borracha ou poliuretano comercialmente disponíveis podem ser identificados por atender a esses requisitos. Em outro exemplo adicional, marca de uretano Vibratano B836 de Chemtura Corporation of Middlebury, Conn. tem sido adequada para construção de raios de roda 420.

[0070] Para a modalidade exemplar das figuras 10 e 11, os raios de roda 420 são interconectados pela banda de montagem radial interna 425, que cerca o eixo 430 para montar a roda 401 para o eixo 430. Dependendo dos materiais de construção e processo de fabricação, o eixo 430, a banda montagem 425, a banda anular 405 e raios de roda 420 podem ser moldados como unidade única. Alternativamente, um ou mais desses componentes podem ser formados separadamente e então conectados uns aos outros através de, por exemplo, adesivos ou moldagem. Além disso, outros componentes podem ser incluídos também. Por exemplo, uma banda de interface pode ser usada para conectar a raios de roda 420 em suas extremidades radialmente, e, em seguida, a banda de interface seria acoplada à banda 405.

[0071] De acordo com uma nova modalidade, raios de roda 420 poderiam ser mecanicamente conectados ao eixo 430, por exemplo, fornecendo uma porção ampliada do lado interno de cada eixo de roda 420 que envolve um dispositivo de ranhura no eixo 430, ou acoplando raios de roda adjacentes 420 para formar um loop em um gancho ou uma barra formada no eixo 430.

[0072] Suporte de carga de tração substancialmente pura de tração é obtido por ter um raio de roda 420 que tenha alta rigidez eficaz em tensão, mas muito baixa rigidez na compressão. Para facilitar a inclinação em uma direção específica, raios de roda 420 podem ser curvados. Como alternativa, os raios de roda 420 podem ser moldados com uma curvatura e endireitado por contração térmica durante o arrefecimento para fornecer uma predisposição à flexão em uma determinada direção.

[0073] Raios de roda 420 devem resistir à torsão entre a banda anular 405 e eixo 430, por exemplo, quando o torque é aplicado à roda 401. Além disso, raios de roda 420 devem resistir à deflexão lateral quando, por exemplo, giram ou fazem curvas.

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Como será entendido, os raios de roda 420 que se encontram no plano axial-radial, isto é, estão alinhados com ambas as direções radiais e axiais, têm alta resistência a forças axialmente dirigidas, mas, particularmente se alongados na direção radial R, podem ter relativamente baixa resistência ao torque na direção circunferencial C. Para determinados veículos e aplicações, por exemplo, que produzem o torque relativamente baixo, um pacote de raios de roda tendo relativamente raios curtos 420 alinhados com a direção radial R será adequado. Para aplicações onde se espera torque elevado, um dos arranjos, tais como mostrados na figura 5 a 8 da Patente U.S. 7.013.939 pode ser adicionalmente adequado. Nas variações mostradas neste documento, arranjos de raios de roda são fornecidos que incluem um componente de resistência à força radial e direções circunferenciais, adicionando assim resistência ao torque, mantendo-se componentes de resistência às forças radiais e laterais. O ângulo de orientação pode ser selecionado dependendo do número de raios de roda utilizado e o espaçamento entre os raios de roda adjacentes. Outros arranjos alternativos também podem ser usados.

[0074] Uma vantagem da roda compatível da invenção é que a seleção do tamanho e do arranjo da banda 405 e raios de roda 420 permitem a rigidez torcional vertical e lateral da roda a ser ajustada independentemente da pressão de contato e um do outro. Os parâmetros de operação da banda 405, transporte e tendência da carga, são determinados em parte pela seleção de materiais com a rigidez de compressão circunferencial e longitudinal de rigidez de flexão no plano equatorial para satisfazer os requisitos de carga do projeto. Estes parâmetros são analisados tendo em conta o diâmetro da roda 401, largura de banda anular 405 na direção axial A, espessura da banda 405 na direção radial R, e o comprimento e o espaçamento dos raios de roda 420. O número de raios de roda é selecionado para manter a circularidade da banda 405, e dependerá também do espaçamento entre os raios de roda adjacentes 420.

[0075] Continuando com a figura 11, como indicado anteriormente, a banda 405 inclui conjunto de reforço de loop contínuo 10, que pode ser, por exemplo, moldado integralmente como parte da roda não pneumática 401 ou construído

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26/27 separadamente e então acoplado com os outros elementos da roda 401. Onde resiliente espaçador 200 é poroso, o material de matriz usado para construir a banda 405 também pode ser usado para impregnar o espaçador 200 passando em e através de seu material poroso. Por exemplo, o espaçador resiliente 200 pode ser construído como uma espuma celular aberta, em que um polímero tal como um poliuretano é recebido. Um poliuretano adequado para tal construção inclui, por exemplo, marca de uretano Vibratano B836 de Chemtura Corporation of Middlebury, Conn.

[0076] A figura 11 fornece apenas uma modalidade exemplar de uma banda 405 quando pode ser usada com a presente invenção. Por exemplo, a figura 12 fornece outro exemplo de uma banda 405 quando pode ser usada em rodas 401 (raios de roda 420 são omitidos por essa vista transversal, bem como os modos de exibição das figuras 13 e 14). Desse modo, o conjunto de reforço de loop contínuo 10 da figura 7 é mostrado incorporado na banda 405. Como mostrado, o espaçador resiliente 200 é mais estreito do que a primeira banda de cilíndrica flexível 100 ou a segunda banda cilíndrica flexível 300. O espaçador resiliente 200 pode ser construído conforme descrito anteriormente.

[0077] A figura 13 fornece outro exemplo de uma banda 405 quando pode ser usada em rodas 401, em que a banda 405 inclui o conjunto de reforço de loop contínuo 10 da figura 8. Como mostrado, o espaçador resiliente 200 é construído a partir de dois espaçadores resilientes intermediários 200a e 200b. Um espaço 435 é mostrado entre os espaçadores 200a e 200b. O espaço 435 pode ser aberto ou pode ser preenchido com material de matriz. Os espaçadores resilientes 200a e 200b podem ser construídos conforme descrito anteriormente para espaçador 200.

[0078] A figura 14 fornece ainda outro exemplo de uma banda 405 quando pode ser utilizada em rodas 401, em que a banda 405 inclui o conjunto de reforço de loop contínuo 10 da figura 9. Como mostrado, o espaçador resiliente 200 é construído a partir de dois espaçadores resilientes, 200 e 400 e inclui uma terceira banda de reforço cilíndrica flexível 500. A figura 14 é fornecida a título de exemplo somente, diversos espaçadores adicionais e bandas cilíndricas flexíveis podem ser

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27/27 adicionados também dependendo da aplicação.

[0079] Embora o presente assunto da divulgação tenha sido descrito em detalhes no que diz respeito às modalidades exemplares específicas e métodos da mesma, será apreciado que aqueles versados na técnica, após alcançar uma compreensão do acima exposto podem facilmente produzir alterações a, variações de e equivalentes para tais modalidades. Desse modo, o escopo da presente divulgação é a título de exemplo, em vez de por meio de limitação, e o assunto da divulgação não prejudica a inclusão de tais modificações, variações e/ou adições para o presente assunto da divulgação como seria facilmente perceptível por uma pessoa versada na técnica.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Roda não pneumática, a roda definindo direções radiais, circunferenciais, e transversais, a roda caracterizada pelo fato de que compreende:

uma banda anular que suporta uma porção da banda de rodagem em contato com o chão, a dita banda anular estendendo em torno da direção circunferencial;

um conjunto de reforço de loop contínuo posicionado dentro da dita banda anular, o reforço de loop contínuo compreendendo um ou mais materiais enrolados em pelo menos uma hélice que inclui uma pluralidade de revoluções na direção circunferencial;

uma banda de montagem posicionada radialmente dentro da dita banda anular; e uma pluralidade de raios de roda conectados e estendendo-se radialmente entre a dita banda anular e a dita banda montagem.
2. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito conjunto de reforço de loop contínuo compreende:

uma primeira banda cilíndrica flexível e, uma segunda banda cilíndrica flexível posicionada além e radialmente fora da dita primeira banda cilíndrica flexível.
3. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que uma ou ambas dita primeira banda cilíndrica flexível e dita segunda banda cilíndrica flexível compreendem:

uma bobina compreendendo um ou mais materiais enrolados em uma hélice; e pelo menos um retentor acoplado à dita bobina e configurado para manter a integridade da dita bobina.
4. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito pelo menos um retentor compreende:

um material de temperatura de fusão mais alta; e, um material de temperatura de fusão mais baixa.

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5. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o dito material de temperatura de fusão mais alta e o dito material de temperatura de fusão mais baixa são configurados em um arranjo de núcleo/invólucro.
6. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito pelo menos um retentor compreende um ou mais do grupo compreendendo um fio de monofilamento, fios de multifilamentos, e fios de fibras descontínuas.
7. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito pelo menos um retentor compreende:

um fio de reforço de corrente; e um fio de reforço estrutural tendo uma maior rigidez do que o dito fio de reforço de corrente.
8. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o dito fio de reforço de corrente compreende um material tendo uma temperatura de fusão mais baixa do que a temperatura de fusão do dito fio de reforço estrutural.
9. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o dito fio de reforço de corrente compreende:

um polímero de temperatura de fusão mais baixa; e um polímero de temperatura de fusão mais alta, o dito polímero de temperatura de fusão mais alta exibindo contração quando aquecido à temperatura de fusão do dito polímero de temperatura de fusão mais baixa.
10. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito pelo menos um retentor compreende uma pluralidade de fios de reforço entrelaçados na dita bobina em uma trama leno com ligações dos fios ocorrendo entre um ou mais materiais da dita bobina.
11. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito conjunto de reforço de loop contínuo adicionalmente compreende um espaçador posicionado entre a dita primeira banda cilíndrica flexível

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3/3 e a dita segunda banda cilíndrica flexível.
12. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o dito espaçador compreende um material poroso.
13. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a dita banda anular compreende um material de matriz que é recebido no material poroso do dito espaçador.
14. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito conjunto de reforço de loop contínuo adicionalmente compreende uma pluralidade de espaçadores posicionados entre a dita primeira banda cilíndrica flexível e a dita segunda banda cilíndrica flexível.
15. Roda não pneumática, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito conjunto de reforço de loop contínuo compreende uma pluralidade de bandas cilíndricas flexíveis, as ditas bandas cilíndricas flexíveis espaçadas umas das outras ao longo da direção radial.