BR112015014100B1

BR112015014100B1 - pneu com coroa assimétrica

Info

Publication number: BR112015014100B1
Application number: BR112015014100-5A
Authority: BR
Inventors: Pascal Pirotte; Christophe Egerszegi
Original assignee: Compagnie Générale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2020-07-21
Also published as: EP2934914A1; CN104870215B; US10286731B2; CN104870215A; FR2999983B1; US20150336427A1; BR112015014100A2; EP2934914B1; KR20150097525A; JP6280563B2; RU2015129476A; JP2016504235A; WO2014095505A1; FR2999983A1

Abstract

resumo pneu com coroa assimétrica trata-se de um pneu formado por duas metades separadas por um plano médio que compreende uma coroa, que compreende um reforço de coroa, que compreende uma primeira lona de reforço (80), e uma segunda lona de reforço (90) que tem duas extremidades axiais que são situadas radialmente na parte externa da primeira lona de reforço e circundadas por um reforço de cinta (100) composto de elementos de reforço orientados circunferencialmente, em tal pneu, o valor absoluto da diferença d entre a distância d1 da primeira extremidade axial (92) do plano médio e a distância d2 da segunda extremidade axial (93) do plano médio é maior ou igual a 4 mm e é menor ou igual a 10 mm (4 mm ? |d|=|d1-d2| ? 10 mm); e em que, em qualquer seção radial, na fórmula em que k é maior ou igual a 1,15 e menor ou igual a 1,50, n1 é o número de elementos de reforço de cinta situados na primeira metade do pneu, e ma1i denota o módulo a 2% de alongamento de um elemento de reforço individual situado na primeira metade do pneu, em que n2 é o número de elementos de reforço de cinta situados na segunda metade do pneu, e em que ma2j denota o módulo a 2% de alongamento de um elemento de reforço individual situado na segunda metade do pneu. 1/1

Description

PNEU COM COROA ASSIMÉTRICA

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a pneus de veículos de passageiros e às montagens de pneu-roda que compreendem pneus de veículos de passageiros.

ANTECEDENTE

[002] A maneira em que um veículo equipado com pneus de veículos de passageiros funciona é dependente de uma série de parâmetros e se refere tanto ao veículo quanto às montagens de pneu-roda. Alguns desses parâmetros incluem o deslocamento das rodas em relação ao veículo. Mudando-se esse deslocamento é possível ter uma influência significativa referente a como veículo funciona e ao retorno que o motorista experimenta. É possível mudar o deslocamento mudando-se o projeto da roda ou usando-se espaçadores posicionados entre a roda e o cubo.

[003] Quando um pneu é desenvolvido para um dado veículo, mudar o projeto da roda ou usar espaçadores nem sempre é concebível. Isso acontece porque, via de regra, pneus de diferentes projetos ou marcas podem ser montados no veículo, e o deslocamento da roda requerido para alcançar o funcionamento desejado pode diferir de acordo com a marca ou projeto do pneu.

[004] Uma solução para esse problema foi apresentada pela empresa requerente no pedido de patente n⍛ WO 2012/065939. Nesse pedido, o desvio lateral é obtido usando-se talões assimétricos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Um dos objetivos da presente invenção é permitir o deslocamento de uma montagem de pneu-roda com relação ao veículo para que seja modificado sem mudar a roda ou usar espaçadores e sem implicar modificações no talão do pneu.

[006] Esse objetivo é alcançado modificando-se a coroa dos pneus usados em tais montagens de modo a desviar lateralmente o centro de massa das forças verticais que agem entre o pneu e a estrada.

[007] Mais especificamente, o objetivo é alcançado usando-se um pneu que tem um eixo geométrico de rotação e que compreende:
dois talões projetados para entrar em contato com um aro de montagem, em que cada talão compreende pelo menos uma estrutura de reforço anular para definir um plano médio do pneu que separa uma primeira metade do pneu e uma segunda metade do pneu, em que esse plano médio é definido como o plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação que se encontra equidistante das estruturas de reforço dos dois talões; e
duas paredes laterais que estendem os talões radialmente para o exterior, em que as duas paredes laterais se encontram em uma coroa que compreende um reforço de coroa, que compreende uma primeira lona de reforço e uma segunda lona de reforço, em que a segunda lona de reforço está posicionada radialmente na parte exterior da primeira lona de reforço, em que o reforço da coroa é circundado por um reforço de cinta composto por elementos de reforço orientados circunferencialmente, de preferência enrolados em uma espiral, em que o próprio reforço de cinta é circundado por uma banda de rodagem;
em que a segunda lona de reforço tem, em qualquer seção radial, uma primeira extremidade axial situada na primeira metade do pneu, e uma segunda extremidade axial, situada na segunda metade do pneu, em que o valor absoluto da diferença D entre a distância D1 da primeira extremidade axial do plano médio e a distância D2 da segunda extremidade axial do plano médio é maior ou igual a 4 mm e menor ou igual a 10 mm (4 mm ≤ |D|=|D1 -D2| ≤ 10 mm);
e em que, em qualquer seção radial,

em que K é maior ou igual a 1,15 e é menor ou igual a 1,50, N1 é o número de elementos de reforço de cinta situados na primeira metade do pneu, e MA1i denota o módulo a 2% de alongamento de um elemento de reforço individual situado na primeira metade do pneu, N2 é o número de elementos de reforço de cinta situados na segunda metade do pneu, e MA2j denota o módulo a 2% de alongamento de um elemento de reforço individual situado na segunda metade do pneu.

[008] A empresa requerente verificou que, através do uso de tais pneus, é possível obter desvios laterais a partir do centro da massa das forças verticais que agem entre o pneu e a estrada que são equivalentes àqueles obtidos na montagem de pneu-roda usando-se espaçadores que têm de 1 a 5 milímetros de espessura.

[009] É possível facilitar a fabricação do pneu tornando não só a segunda, mas também a primeira lona de reforço assimétricas. De acordo com essa modalidade preferida, a primeira lona de reforço tem, em qualquer seção radial, uma primeira extremidade axial situada na primeira metade do pneu, e uma segunda extremidade axial situada na segunda metade do pneu, em que o valor absoluto da diferença D' entre a distância D1’ da primeira extremidade axial do plano médio e a distância D2' da segunda extremidade axial do plano médio é não zero que é menor ou igual a D, em que as diferenças D e D' têm o mesmo sinal (D-D'>0).

[010] De preferência, é usado somente um tipo de elemento de reforço de modo que todos os elementos de reforço que compõem o reforço de cinta tenham o mesmo módulo a 2% de alongamento. O efeito reivindicado é alcançado, então, variando-se o número de elementos de reforço de cinta situado na primeira e na segunda metades do pneu.

[011] De preferência, os elementos de reforço que compõem o reforço de cinta são produzidos a partir de materiais têxteis, tais como PET, náilon, raiom, aramida, por exemplo.

[012] É possível aperfeiçoar os resultados obtidos ainda mais e, em particular, evitar impulso de conicidade excessivo limitando-se a faixa de valores adotada pelas quantidades D e K. De preferência, os valores de D e K também satisfazem a seguinte desigualdade:

e, ainda mais preferivelmente, a seguinte desigualdade:

[013] O "empuxo de conicidade” corresponde a uma força transversal FyC gerada pelo pneu quando executado em um ângulo de viragem zero e um ângulo de arqueamento zero. A característica particular dessa força FyC é que a mesma muda de sinal quando a direção na qual o pneu é montado na roda é invertida, diferentemente do "empuxo de direção da lona" (FyP), em que o sinal do mesmo permanece inalterado por essa mesma reversão. Os fabricantes precisam obter controle sobre os impulsos FyC e FyP a fim de evitar danos à estabilidade do veículo quando o veículo está se deslocando em uma linha reta (pull de direção).

[014] Naturalmente, é possível, e pode até mesmo ser vantajoso, combinar a invenção com os ensinos do documento n⍛ WO 2012/065939 e fornecer um pneu que compreende uma coroa assimétrica e talões assimétricos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] A Figura 1 ilustra um pneu de acordo com a técnica anterior.

[016] A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva parcial de um pneu de acordo com a técnica anterior.

[017] A Figura 3 ilustra, em corte transversal radial, uma porção de uma montagem de pneu-roda que compreende um pneu de referência que tem talões simétricos.

[018] A Figura 4 ilustra, em corte transversal, uma porção do pneu de acordo com uma modalidade da invenção.

[019] A Figura 5 mostra a faixa de valores preferida para as quantidades D e K.

[020] A Figura 6 ilustra os efeitos obtidos com um pneu de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[021] Ao utilizar o termo "radial", é apropriado fazer uma distinção entre os vários usos feitos dessa palavra para os elementos versados na técnica. Primeiramente, a expressão se refere ao raio do pneu. É nesse sentido que se diz que um ponto P1 está "radialmente dentro" de um ponto P2 (ou "radialmente na parte interna” do ponto P2) se estiver mais próximo do eixo geométrico de rotação do pneu que o ponto P2. Por outro lado, se diz que um ponto P3 está "radialmente fora" de um ponto P4 (ou "radialmente na parte externa do" ponto P4) se estiver mais distante do eixo geométrico de rotação do pneu do que o ponto P4. Diz-se que o progresso está "radialmente para dentro (ou para fora)" quando estiver na direção dos raios pequenos (ou maiores). Esse é o sentido do termo que se aplica também quando assuntos de distâncias radiais estão sendo discutidos.

[022] Em contrapartida, se diz que um fio ou reforço é "radial" quando o fio ou os elementos de reforço do reforço fazem um ângulo maior ou igual a 80° e menor ou igual a 90° com a direção circunferencial. Deve-se especificar que, neste documento, o termo “fio” deve ser entendido em um sentido bastante geral e que compreende fios na forma de monofilamentos, fibras, filamentos dobrados ou montagens equivalentes, independentemente do material que o fio é feito ou da superfície de tratamento que o mesmo tenha recebido para fazer com que o mesmo se ligue à borracha.

[023] Finalmente, aqui uma "seção radial" ou "seção transversal radial" significa uma seção ou seção transversal em um plano que contém o eixo geométrico de rotação do pneu.

[024] Uma direção "axial" é uma direção paralela ao eixo geométrico de rotação do pneu. Diz-se que um ponto P5 está "axialmente dentro" de um ponto P6 (ou "axialmente na parte interna” do ponto P6) se estiver mais próximo do plano médio do pneu do que o ponto P6. Por outro lado, se diz que um ponto P7 está "axialmente fora" de um ponto P8 (ou "axialmente na parte externa" do ponto P8) se estiver mais distante do plano médio do pneu do que o ponto P8. O "plano médio" do pneu é o plano que é perpendicular ao eixo geométrico de rotação do pneu e que se encontra equidistante das estruturas de reforço anulares de cada talão. Quando se diz que o plano médio separa, em qualquer seção radial, o pneu em duas “metades” de pneu, isso não significa que o plano médio constitui, necessariamente, um plano de simetria do pneu. Aqui, a expressão "metade de pneu", tem um significado mais amplo e denota uma porção do pneu que tem uma largura axial próximo da metade da largura axial do pneu.

[025] Uma direção "circunferencial" é uma direção que é perpendicular tanto a um raio do pneu quanto à direção axial.

[026] No contexto deste documento, a expressão "composição de borracha" denota uma composição de borracha que contém pelo menos um elastômero e um enchimento.

[027] Onde o "módulo a 2% de alongamento” for mencionado aqui, esses são os valores que os elementos de reforço têm antes de serem incorporados no pneu.

[028] Os elementos de reforço usados nos reforços de cinta dos pneus de veículos de passageiros são, preferencialmente, de natureza têxtil. Antes que o módulo a 2% de alongamento dos mesmos seja medido, esses elementos de reforço têm que ser submetidos a um condicionamento anterior; o que se entende por "condicionamento anterior" é que os elementos de reforço (depois de secarem) são armazenados por pelo menos 24 horas, antes da medição, em uma atmosfera padrão de acordo com a norma Europeia DIN EN 20139 (temperatura de 20 ± 2 °C; umidade relativa de 65 ± 2%).

[029] Em seguida, a curva de força-alongamento é medida de maneira bastante conhecida por elementos versados na técnica com o uso de uma máquina de ensaio de tração "INSTRON" (ver também norma ASTM D 885-06). Os espécimes de teste testados foram submetidos a uma tensão sobre um comprimento inicial L0 (mm) a uma faixa nominal de L0 mm/min, sob uma pré-tensão padrão de 0,5 cN/tex (pelo menos 10 medições, em média). O módulo a 2% de alongamento é, então, determinado a partir da curva de força-alongamento.

[030] No caso de elementos de reforço de metal, o módulo de alongamento é determinado de acordo com o padrão ISO 6892.

[031] A Figura 1 ilustra esquematicamente um pneu 10 de acordo com a técnica anterior. O pneu 10 compreende uma coroa que compreende um reforço de coroa (não visível na Figura 1) circundado por uma banda de rodagem 40, duas paredes laterais 30 que estendem a coroa radialmente para dentro, e dois talões 20 radialmente na parte interna das paredes laterais 30.

[032] A Figura 2 ilustra, esquematicamente, uma vista em perspectiva parcial de outro pneu 10 de acordo com a técnica anterior e ilustra os vários componentes do pneu. O pneu 10 compreende um reforço de carcaça 60 composto por fios 61 revestido com uma composição de borracha e dois talões 20, em que cada um compreende reforços circunferenciais 70 (nesse caso, arames de talão) que prendem o pneu 10 no aro (não ilustrado). O reforço de carcaça 60 é fixado em cada um dos talões 20. O pneu 10 compreende adicionalmente um reforço de coroa que compreende duas lonas 80 e 90. Cada uma das lonas 80 e 90 é reforçada com elementos de reforço similares a fio 81 e 91 e que são paralelos dentro de cada camada e cruzados de uma camada a outra, formando ângulos entre 10° e 70° com a direção circunferencial. O pneu compreende adicionalmente um reforço de cinta 100, posicionado radialmente na parte externa do reforço de coroa, em que tal reforço de cinta é formado de elementos de reforço orientados circunferencialmente 101 enrolados em uma espiral. Uma faixa de rolagem 40 é colocada sobre o reforço de cinta e é por meio dessa faixa de rolagem 40 que o pneu 10 estabelece contato com a estrada. O pneu 10 descrito é um pneu "sem câmara": o mesmo compreende um "forro interno" 50 produzido a partir de composição de borracha impenetrável pelo gás de enchimento que cobre a superfície interior do pneu.

[033] A Figura 3 ilustra, em uma seção transversal radial, uma porção da montagem de pneu-roda que compreende um pneu de referência 10 de dimensão 245/45 R 18. Esse pneu 10 tem um eixo geométrico de rotação que não foi ilustrado. O pneu 10 é montado sobre um aro de montagem oco 6 que cumpre as normas do ETRTO (Organização Técnica Europeia de Pneus e Aros).

[034] O pneu 10 compreende dois talões 20 projetados para entrar em contato com um aro de montagem 6. Cada talão compreende pelo menos uma estrutura de reforço anular (nesse caso, um fio de talão 70). Os dois arames de talão definem um plano médio 200 do pneu que separa uma primeira metade I do pneu 10 e uma segunda metade II do pneu 10 - o plano médio 200 é definido como plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação e que fica equidistante dos arames de talão 70 dos dois talões 20.

[035] O pneu 10 também compreende duas paredes laterais 30 que estendem os talões 20 radialmente para fora, em que as duas paredes laterais 30 se encontram em uma coroa que compreende um reforço de coroa que compreende uma primeira lona de reforço 80 e uma segunda lona de reforço 90, em que a segunda lona de reforço é posicionada radialmente na parte externa da primeira lona de reforço 80. A segunda lona de reforço 90 tem, em qualquer seção radial, uma primeira extremidade axial 92 situada na primeira metade I do pneu, e uma segunda extremidade axial 93 situada na segunda metade II do pneu. A segunda lona de reforço 90 é simétrica em relação ao plano médio 200: a distância D1 da primeira extremidade axial 92 a partir do plano médio 200 é igual à distância D2 da segunda extremidade axial 93 a partir do plano médio 200.

[036] O reforço de coroa é circundado por um reforço de cinta 100 composto por elementos de reforço orientados circunferencialmente enrolados em uma espiral de uma forma conhecida por elementos versados na técnica. O próprio reforço de cinta é circundado por uma faixa de rolagem 40. Nesse caso em particular, todos os elementos de reforço são idênticos em termos de diâmetro e natureza química dos mesmos. Existe o mesmo número de elementos de reforço em cada lado do plano médio 200.

[037] O pneu também compreende um reforço de carcaça 60 que se estende a partir dos talões 20 através das paredes laterais 40 até a coroa. O reforço de carcaça 60 é fixado nos dois talões ao ser virado de volta ao redor da estrutura de reforço anular 70, de modo a formar dentro de cada talão uma porção principal 62 e uma porção envolta 63. Nesse caso em particular, o reforço de carcaça 60 compreende adicionalmente uma segunda camada 64 que se estende da mesma forma a partir dos talões 20 através das paredes laterais 30 até a coroa, mas não fixada à estrutura de reforço anular 70 por uma porção de retorno.

[038] A Figura 4 ilustra, em uma seção transversal radial, uma porção de um pneu 10 de acordo com uma modalidade da invenção, igualmente da dimensão 245/45 R 18. Esse pneu é, em todos os aspectos, semelhante ao pneu ilustrado na Figura 3 exceto pelas lonas de reforço 80 e 90 do reforço de coroa e do reforço de cinta 100.

[039] O valor absoluto da diferença D entre a distância D1 da primeira extremidade axial 92 da lona de reforço 90 a partir do plano médio 200 e a distância D2 da segunda extremidade axial 93 da lona de reforço 90 a partir do plano médio 200 (que, nesse caso em particular, é menor que D1) é, aqui, igual a 6,5 mm.

[040] Da mesma maneira, o valor absoluto da diferença D' entre uma distância D1' da primeira extremidade axial 82 da lona de reforço 80 a partir do plano médio 200 e uma distância D2' da segunda extremidade axial 83 da lona de reforço 80 a partir do plano médio 200 é igual a 2 mm. D e D' que têm o mesmo sinal.

[041] Além disso, em qualquer seção radial,

[042] Nesse caso em particular, todos os elementos de reforço são idênticos em relação ao diâmetro e à natureza química do mesmo (eles são fios de náilon tex 140x2), o que significa que MA1i, = MA2j independentemente de i e j. Portanto, a equação acima, nesse caso em particular, pode ser reduzida a N2 = 1,4 x N1. Nesse caso em particular, N2 = 163 e N1 = 117. Em outras palavras, a média do passo de colocação do reforço de cinta 100 na primeira metade I do pneu é maior que a média de colocação do reforço de cinta 100 na segunda metade II do pneu.

[043] Visto que na Figura 4 os valores D e K do pneu, de acordo com uma modalidade da invenção, são 6,5 mm e 1,4, respectivamente, é obtido um valor de (K-1) /D [mm] = 0,4/6,5 = 0,0615, o que significa que o pneu encontra as condições preferidas estabelecidas acima, a saber

e

[044] A Figura 5 ilustra o que essas desigualdades representam. As desigualdades caracterizam, especificamente, as modalidades preferidas que delimitam as zonas preferidas dentro das faixas reivindicadas por D (maior ou igual a 4 é menor ou igual a 10) e K (maior ou igual a 1,15 é menor ou igual a 1,5). A condição

limita os valores de D e K ao espaço definido entre as linhas retas LS1 e L11, a condição

ao espaço delimitado entre as linhas retas LS2 e LI2.

[045] Usando-se o pneu, de acordo com uma modalidade da invenção (Figura 4), no lugar do pneu de referência, o centro de massa das forças verticais atua entre o pneu e a estrada que foram desviadas lateralmente. A Figura 6 ilustra o resultado comparando-se a marca de contato do pneu de referência da Figura 3 (hachura vertical) com aquele do pneu de acordo com uma modalidade da invenção da Figura 4 (hachura horizontal). Aqui, o pneu é inflado a uma pressão de 0,21 MPa (2,1 bar) e carregado a 80% do índice de Carga ETRTO; é conduzido a uma velocidade de 80 km/h. Pode-se verificar que o centro da massa B' da marca de contato do pneu de acordo com uma modalidade da invenção foi desviado em 4 mm em comparação com o centro da massa B da marca de contato do pneu de referência. O mesmo desvio poderia ser obtido alterando-se o deslocamento da roda em 4 mm.

Claims

Pneu tendo um eixo geométrico de rotação que compreende:
dois talões (20) projetados para entrar em contato com um aro de montagem (6), em que cada talão compreende pelo menos uma estrutura de reforço anular (70), para definir um plano médio (200) do pneu que separa uma primeira metade (I) do pneu e uma segunda metade (II) do pneu, em que esse plano médio é definido como o plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação que se encontra equidistante das estruturas de reforço anulares dos dois talões; e
duas paredes laterais (30) que estendem os talões radialmente para fora, em que as duas paredes laterais se encontram em uma coroa que compreende um reforço de coroa que compreende uma primeira lona de reforço (80) e uma segunda lona de reforço (90), em que a segunda lona de reforço está posicionada radialmente do lado de fora da primeira lona de reforço, em que o reforço da coroa é circundado por um reforço de cinta (100) composto por elementos de reforço orientados circunferencialmente, de preferência enrolados em uma espiral, em que o próprio reforço de cinta é circundado por uma banda de rodagem (40);
caracterizado pelo fato de que uma segunda lona de reforço (90) tem, em qualquer seção radial, uma primeira extremidade axial (92) situada na primeira metade do pneu, e uma segunda extremidade axial (93) situada na segunda metade do pneu, em que o valor absoluto da diferença D entre a distância D1 da primeira extremidade axial do plano médio e uma distância D2 da segunda extremidade axial do plano médio é maior ou igual a 4 mm e menor ou igual a 10 mm (4 mm ≤ |D|=|D1 -D2| ≤10 mm);
e em que, em qualquer seção radial,
em que Ké maior ou igual a 1,15 e é menor ou igual a 1,50, N1 é o número de elementos de reforço de cinta situados na primeira metade do pneu, e MA1 i denota o módulo a 2% de alongamento de um elemento de reforço individual situado na primeira metade do pneu, N2 é o número de elementos de reforço de cinta situados na segunda metade do pneu, e MA2j denota o módulo a 2% de alongamento de um elemento de reforço individual situado na segunda metade do pneu.
Pneu, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira lona de reforço (80) tem, em qualquer seção radial, uma primeira extremidade axial (81) situada na primeira metade do pneu, e uma segunda extremidade axial (82), situada na segunda metade do pneu, em que o valor absoluto da diferença D' entre a distância D1' da primeira extremidade axial a partir do plano médio e uma distância D2' da segunda extremidade axial a partir do plano médio que é não zero e menor ou igual à dita diferença D (0 ≤ |D'|=|D1 '-D2'| ≤ D), em que as diferenças D e D' têm o mesmo sinal (D-D'>0).
Pneu, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que todos os elementos de reforço que compõem o reforço de cinta (100) têm o mesmo módulo a 2% de alongamento.
Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os elementos de reforço que compõem o reforço de cinta (100) são produzidos a partir de materiais têxteis.
Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os valores de D e K também satisfazem a seguinte desigualdade:
Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os valores de D e K também satisfazem a seguinte desigualdade: