BR0211536B1 - processo para fabricar um pneu e suporte toroidal para fabricar um pneu cru sobre o mesmo. - Google Patents

Description

"PROCESSO PARA FABRICAR UM PNEU E SUPORTE TOROIDALPARA FABRICAR UM PNEU CRU SOBRE O MESMO"

A presente invenção é relativa a um processo para fabricar umpneu. Em particular, a presente invenção é relativa a um processo parafabricar um pneu que compreende as etapas de produzir e montar oselementos estruturais do pneu sobre um suporte toroidal e pré-curar asuperfície interna do pneu cru aquecendo a superfície externa de dito suportetoroidal.

Além disto, a presente invenção é relativa a um suportetoroidal a ser utilizado em um processo para fabricar um pneu, a superfícieexterna de dito suporte toroidal sendo aquecida durante a etapa de pré-cura dedito processo de fabricação.

Na presente descrição, a expressão "pneu cru" é utilizada paraindicar o produto que é obtido quando da montagem dos elementos estruturaisdo pneu que incluem um material elastomérico em um estado não curado.

Além disto, na presente descrição, a expressão "materialelastomérico" é utilizada para indicar uma composição que compreende, pelomenos, um polímero elastomérico e, pelo menos, um enchimento de reforço.Dita composição preferivelmente também inclui aditivos, tais como agentesde ligação cruzada e/ou plastificantes.

Além disto, na presente descrição, a expressão "superfícieinterna do pneu" é utilizada para indicar a superfície a mais interna do pneu, aqual, quando o pneu é curado e montado operacionalmente sobre um aro deroda, entra em contato com o fluido de enchimento do pneu.

O processo de fabricação de acordo com a presente invençãocompreende a etapa de fabricar um pneu cru, produzindo e montando juntosconsecutivamente sobre um suporte toroidal, os elementos estruturais dopneu, como descrito por exemplo no Pedido de Patente Europeu número928.680 no nome do mesmo Requerente.O processo de fabricação ainda compreende as etapassucessivas de moldar o pneu cru de modo a conferir a este último um desenhode banda de rodagem desejado, e curar o pneu cru de modo a conferir a esteúltimo uma conformação geométrica desejada, a qual é obtida curando omaterial elastomérico que forma o próprio pneu.

As etapas de moldagem e cura do pneu cru são realizadasintroduzindo o pneu cru para o interior de uma cavidade de moldagemdefinida dentro de um molde de vulcanização, cuja forma corresponde àforma da superfície externa do pneu a ser obtido, e admitindo um fluido sobpressão para o interior de um espaço intermediário de difusão, criado entre asuperfície interna de dito pneu cru e dito suporte toroidal.

Tal processo de fabricação está descrito, por exemplo, noPedido de Patente Europeu número 976.533 no nome do mesmo Requerente,de acordo com o qual, durante a compressão do material elastomérico brutocontra as paredes da cavidade de molde, uma expansão radial é imposta aopneu pelo efeito da admissão do fluido pressurizado. A admissão do fluidopressurizado é preferivelmente realizada por meio de canais de alimentaçãoformados no suporte toroidal e que terminam na superfície externa desteúltimo. Durante a admissão de fluido pressurizado, o pneu é engatado emvedação em suas arestas internas circunferenciais entre as paredes da cavidadede moldagem e a superfície externa do suporte toroidal, de modo a delimitar oespaço intermediário de difusão nas arestas internas circunferenciais dopróprio pneu. Vantajosamente, a quantidade de calor que é necessária paracurar o pneu cru é fornecida a este último através das paredes da cavidade demoldagem e por meio de um fluido de aquecimento que é introduzido para ointerior do espaço intermediário de difusão. Preferivelmente dito fluido deaquecimento é um fluido sob pressão, utilizado para realizar a etapa decompressão, ou é pelo menos parte de dito fluido sob pressão.

Portanto, de acordo com tal processo, a fabricação de um pneué realizada na ausência de uma bexiga de vulcanização que é empregadacomumente em processos convencionais. A bexiga é genericamente feita deborracha, e é inflada com vapor e/ou um fluido aquecido a alta pressão einserida para o interior do pneu cru encerrado na cavidade de moldagem, paracomprimir de maneira conveniente o pneu contra as paredes da cavidade demoldagem e para dotar o pneu da conformação geométrica desejada, comoum resultado do processo de ligação cruzada, ao qual é submetido o materialelastomérico que forma o próprio pneu.

Contudo, em processos sem uma bexiga de vulcanização comodescrito acima, o fluido sob pressão entra em contato diretamente com asuperfície interna do pneu cru, provocando uma pluralidade de inconvenientesdevido à permeação do próprio fluido para o interior da estrutura do pneuainda não vulcanizado. Por exemplo, separações entre camadas elastoméricasadjacentes, ou entre o material elastomérico e as estruturas de reforçometálicas ou têxteis podem ocorrer, ou mesmo fenômenos de corrosão nosmateriais metálicos de reforço podem ser promovidos de maneiradesvantajosa.

Para evitar os inconvenientes mencionados acima, o Pedido dePatente Europeu número 976.534, em nome do Requerente, descreve umprocesso de fabricação de pneu que compreende a etapa de associar pelomenos uma camada de material elastomérico pré-curado com a superfícieinterna do pneu cru para impedir a permeação do fluido sob pressão para ointerior do próprio pneu cru. Dita camada pré-curada é adequada para obteruma resistência mecânica suficiente para a difusão e penetração do fluido sobpressão e, ao mesmo tempo, uma resistência elevada à fadiga, em particulardurante a etapa de moldagem do pneu, para evitar a formação de fissuras erachaduras. Portanto, de acordo com dito Pedido de Patente Europeu, oprocesso de fabricação compreende as etapas de formar pelo menos umacamada de material elastomérico bruto sobre a superfície externa do suportetoroidal, de modo que fabricação sucessiva do pneu cru é realizada sobre osuporte toroidal que carrega dita camada de material elastomérico cru, e depré-curar dita camada antes de introduzir o pneu cru para o interior do moldede vulcanização. Dita etapa de pré-cura é realizada fornecendo calor para dita camada através do suporte toroidal. Preferivelmente o aquecimento do suportetoroidal é conseguido graças ao fato que o suporte toroidal vem de um cicloprecedente de moldagem e vulcanização, ou por meio de raios infravermelhosou dispositivo equivalente, tal como resistores elétricos arranjados no própriosuporte toroidal.

O Pedido de Patente Europeu número 1.075.929 divulga umprocesso para fabricar um pneu, de acordo com o qual um suporte toroidalrígido é utilizado como suporte sobre o qual o pneu cru é fabricado, e como odispositivo de moldagem para moldar a superfície radial interna do pneu. DitoPedido de Patente Europeu é concentrado no problema de fornecer um suporte toroidal que seja mecanicamente resistente sem comprometer afacilidade de montar/desmontar as diferentes partes de dito suporte, bomcondutor térmico para fornecer calor para o pneu cru para sua cura, eadequadamente leve para ser facilmente transferido ao longo da planta deprodução. De acordo com dito documento, o suporte toroidal consiste de uma pluralidade de setores, cada setor sendo formado por duas porções distintas:uma porção principal cuja região superficial radialmente externa forma asuperfície circunferencial interna do pneu, e uma porção acoplamento,posicionada radialmente interna à dita porção principal e integral com ela, aqual é associada a um dispositivo de acoplamento que monta junta pluralidade de setores para formar o suporte toroidal. Além disto, de acordo com ditodocumento, a parte principal de cada setor é moldada em um materialtermicamente condutor (a saber, uma liga de alumínio), e incorpora umaresistência elétrica para fornecer calor para o pneu cru durante a etapa de cura.Em uma outra configuração, dita resistência elétrica pode ser colocada emuma carcaça furada dentro de dita parte principal, ou pode ser fixada àsuperfície radialmente interna de dita parte principal.

O documento JP 11-320.567 divulga um suporte toroidal sobreo qual um pneu cru é fabricado, cada setor de dito suporte sendo contatado,em correspondência com sua superfície circunferencial interna, com umsegmento circular dotado de aquecedores resistores, de modo que umaquantidade de calor é fornecida para a superfície circunferencial externa dosuporte toroidal a partir de sua superfície circunferencial interna para curar opneu cru. A pluralidade de segmento circulares é arranjada ao longo do furovazado de um came do suporte toroidal, de modo que os segmento circulares,e assim os respectivos aquecedores resistores, são colocados na posição detrabalho e podem ser retraídos ao final da etapa de cura.

Em um processo para fabricar um pneu em que o pneu cru émontado sobre um suporte toroidal, e a etapa de cura é realizada na ausênciade uma bexiga de vulcanização, uma pluralidade de desvantagens ocorremdevido ao fluido sob pressão que contata a superfície interna do pneu cru.

A solução técnica divulgada no Pedido de Patente EuropeuNo. 976.534, isto é, a pré-cura da camada de material elastomérico bruto queforma a superfície circunferencial interna do pneu, evita de maneira vantajosaa ocorrência de ditas desvantagens. Além disto, pré-curar dita camadaelastomérica, referida comumente como "revestimento", isto é, a camadaelastomérica que é adequada para assegurar a retenção do fluido deenchimento do pneu, é também particularmente vantajoso durante aconformação do pneu, uma vez que o revestimento pré-curado é dotado deresistência mecânica elevada. Ao contrário, no caso de uma camadaelastomérica não curada estar presente, sua resistência mecânica não ésubstancialmente a mesma em cada ponto de dita camada, de modo que,durante a admissão de fluido sob pressão, a superfície de dita camada podereagir de maneira diferente de ponto para ponto e uma conformação uniformedo pneu é impedida. Dito aspecto é particularmente verdadeiro no caso de acamada elastomérica não curada ser obtida montando juntas uma pluralidadede tiras elastoméricas, como descrito por exemplo no Pedido de PatenteEuropeu No. 928.680.

Além disto, uma vez que o fluido sob pressão que sai doscanais de alimentação fornecidos dentro do suporte toroidal não impacta demaneira uniforme sobre a superfície de revestimento, no caso deste último sernão curado, dito fluido cria a formação de não uniformidade sobre asuperfície circunferencial interna do pneu, bem como áreas de coloridosdiferentes, fatos que fazem com que o pneu não seja aceito de um ponto devista estético. De acordo com o Pedido de Patente Europeu No. 976.534, apré-cura da superfície circunferencial interna de um pneu cru é realizadafornecendo calor a ela através de um suporte toroidal que é aquecido em todasas suas partes constituintes ativas, graças à sua utilização em um cicloprecedente de moldagem e vulcanização, ou por meio de raios infravermelhosou qualquer dispositivo equivalente, tal como resistores elétricos.

De acordo com o Pedido de Patente Europeu No. 1.075.929,todo o corpo do suporte toroidal é aquecido, e este último é utilizado comoum difusor de calor. Para conseguir tal resultado a parte principal de cadasetor do suporte toroidal é dotada de uma resistência elétrica incorporadadentro de dita parte principal, que é feita de material termicamente condutor,de modo que uma quantidade de calor é fornecida para o pneu cru durante avulcanização através do suporte toroidal. De acordo com dito documento, aresistência elétrica provoca o aquecimento da parte principal de cada setor,bem como da parte de ancoragem de cada setor, a qual é integrada com ditaparte principal, de modo que todo o corpo do suporte toroidal é aquecido.

Além disto, o documento JP 11-320.567 divulga uma soluçãotécnica, de acordo com a qual todo o corpo do suporte toroidal é aquecido.

Portanto, todas as soluções técnicas descritas nos documentosda técnica precedente citados acima são orientados para um aquecimentocompleto de todo o corpo do suporte toroidal, para transmitir uma quantidadede calor para um componente estrutural do pneu cru.

O Requerente percebeu que para pré-curar a superfíciecircunferencial interna de um pneu cru não é necessário aquecer todo o corpodo suporte toroidal. O Requerente observou, de fato, que aquecer todo o corpodo suporte toroidal é consumidor de energia e de tempo, e diminui a vidamédia do material do suporte toroidal que é submetido a danos de fadigatérmica.

Portanto, o Requerente descobriu que para realizar dita etapade pré-cura, um aquecimento local da superfície externa do suporte toroidalpode é realizada.

Em outras palavras, o Requerente descobriu que o suportetoroidal pode ser dotado de pelo menos um elemento de aquecimento que écapaz de transmitir uma quantidade de calor adequada à superfíciecircunferencial interna do pneu cru a ser pré-curado, e para assegurar quenenhuma quantidade substancial de calor é transmitida para dentro do suportetoroidal, isto é, longe de dita superfície circunferencial interna do pneu cru aser pré-acurado.

Para alcançar tal resultado, o Requerente descobriu que osuporte toroidal pode ser dotado de um elemento de aquecimento quecompreende, em uma direção radial a partir do interior no sentido do exteriorde dito elemento de aquecimento, uma camada termicamente isolante e umcircuito eletricamente resistivo, de modo que uma quantidade principal docalor produzido por meio de dito circuito quando uma corrente é feita escoarnele, é transmitida para a camada elastomérica a ser pré-curada. De fato, apresença de dita camada termicamente isolante limita o calor produzido pormeio de dito circuito, a ser dissipado no interior do suporte toroidal.

Além disto, o requerente descobriu que um elemento deaquecimento que compreende pelo menos uma camada termicamente isolantee um circuito eletricamente resistivo, permite um aquecimento uniforme dasuperfície externa do suporte toroidal, de modo que a pré-cura da camadaelastomérica interna de um pneu é realizada de maneira homogênea.

Em um primeiro aspecto, a presente invenção é relativa a umprocesso para fabricar um pneu que compreende as etapas de:

• fornecer uma camada elastomérica sobre uma superfícieexterna de um suporte toroidal que tem uma forma que correspondesubstancialmente à forma da superfície interna de dito pneu, dita camada elastomérica formando a superfície circunferencial interna de um pneu cru;

• fabricar dito pneu cru sobre dito suporte toroidal dotado dedita camada elastomérica;

• introduzir dito pneu cru, suportado sobre dito suportetoroidal, para o interior de uma cavidade de moldagem que tem paredes cujaforma corresponde à forma de uma superfície externa do pneu;

• introduzir um fluido sob pressão para o interior do espaçodefinido entre a superfície interna de dito pneu cru e dito suporte toroidal,para comprimir a superfície externa de dito pneu cru contra as paredes de ditacavidade de moldagem, e

· curar dito pneu cru,no qual dito processo ainda compreende a etapa de fazer comque uma corrente elétrica escoe em pelo menos um elemento de aquecimentofornecido à superfície externa de dito suporte toroidal, de modo a obter umapré-cura, pelo menos parcial, de dita camada elastomérica.

De acordo com uma configuração preferencial, a etapa defazer com que uma corrente elétrica escoe em pelo menos um elemento deaquecimento fornecido à superfície externa de dito suporte toroidal é realizadaantes da etapa de introduzir o fluido sob pressão.

O Requerente observou que aquecer localmente a superfícieexterna do suporte toroidal é particularmente vantajoso em termos de: a)economia de energia, uma vez que somente uma porção limitada do suportetoroidal é aquecida; b) aumento da vida útil do material do suporte toroidal,uma vez que este último não é submetido a danos de fadiga térmica, e, c)economia de tempo, uma vez que a temperatura de pré-cura desejada pode seralcançada rapidamente devido à área limitada a ser aquecida do suportetoroidal. Além disto, nos processos recentes de fabricação de pneu de acordocom os quais um pneu é formado diretamente sobre um suporte toroidalsuperpondo axialmente voltas axialmente adjacentes e/ou radialmentesuperpostas de pelo menos um produto elementar semi-acabado de dimensõesapropriadas enroladas sobre dito suporte, a etapa de pré-cura da superfíciecircunferencial interna de um pneu cru deve é realizada em um tempocompatível com o tempo de fabricação do pneu.

Além disto, de acordo com a presente invenção, o suportetoroidal é aquecido de maneira efetiva, de modo que a sua superfície externaalcance rapidamente a temperatura desejada, e dita temperatura é distribuídade maneira tão uniformemente possível sobre dita superfície externa.

De acordo com uma primeira configuração, o aquecimento dosuporte toroidal é realizado quando a camada elastomérica é completada esuportada sobre a superfície externa de dito suporte. Dita camadaelastomérica pode ser fornecida ao suporte toroidal na forma de uma folha, deacordo com técnicas convencionais de fabricação de pneu, onde cadacomponente elastomérico é extrudado em sua forma final, e armazenadopronto para ser utilizado sobre as máquinas de fabricação, ou na forma deuma tira perfilada de material elastomérico de acordo com processos maisrecentes de fabricação de pneu como, por exemplo, mostrado no Pedido dePatente Europeu EP 928.680.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,o aquecimento do suporte toroidal é realizado ao final da etapa de fabricar opneu cru sobre o suporte toroidal. Em outras palavras, de acordo com ditaconfiguração, o processo de fabricação de pneu compreende a etapa deproduzir o pneu cru formando e/ou montando juntos os elementos estruturaisdo pneu e, em seguida, pré-curando a superfície circunferencial interna dopneu antes de introduzir este último para o interior da cavidade de moldagemdentro da qual são realizadas moldagem e cura. Um exemplo de um processode fabricação de pneu está descrito no Pedido de Patente Europeu No. EP928.680 acima mencionado, de acordo com o qual um número limitado deprodutos elementares semi-acabados são alimentado sobre um suportetoroidal que é transportado, preferivelmente por meio de um sistemarobotizado, entre uma pluralidade de estações, em cada uma das quais érealizada uma etapa predeterminada de fabricação de pneu em seqüênciasautomatizadas. Superpondo ditos produtos elementares semi-acabado sobredito suporte toroidal em voltas adjacentes, toda a estrutura do pneu cru podeser obtida.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,o aquecimento do suporte toroidal é realizado antes da etapa de fornecer acamada elastomérica sobre a superfície externa do suporte toroidal. Em outraspalavras, no início de um ciclo de fabricação de um pneu, o suporte toroidal éaquecido de maneira adequada até uma temperatura predeterminada por meiodo elemento de aquecimento de acordo com a presente invenção e, emseguida, uma camada elastomérica (a saber, o revestimento) é fornecida àsuperfície externa do suporte toroidal. De tal maneira, a pré-cura de ditacamada elastomérica começa durante a sua deposição sobre o suporte toroidalaquecido. Além disto, de acordo com dita configuração adicional, pré-aquecendo o suporte toroidal antes de fabricar o pneu, qualquer umidadepossivelmente presente sobre a superfície externa do suporte e devida, porexemplo, a um ciclo de fabricação de pneu precedente, pode ser evitada.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,o aquecimento do suporte toroidal é realizado também durante a etapa decura, em adição ao calor que é fornecido por meio do fluido de vulcanização epor meio das paredes da cavidade de moldagem. De fato, genericamente, umavez que o pneu a ser vulcanizado é posicionado dentro da cavidade demoldagem com suas paredes laterais substancialmente paralelas à base dovulcanizador, o condensado que se forma durante a etapa de cura se acumulaem correspondência com a parede lateral inferior do pneu, de modo que ditaparede lateral inferior alcança uma temperatura, e assim um grau de curainferior àquele da parede lateral superior. Para evitar tal desvantagem, deacordo com a presente invenção, uma distribuição térmica de forma local dosuporte toroidal pode é realizada, de modo que a parede lateral inferior podeser mais aquecida do que a superior.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,pelo menos uma porção da superfície externa do suporte toroidal é aquecidade maneira, seletiva.

Em um outro aspecto, a presente invenção é relativa a umsuporte toroidal para fabricar um pneu cru sobre o mesmo, dito suportecompreendendo uma pluralidade de segmento circunferenciais que definem asuperfície externa de dito suporte toroidal, dita superfície externa tendo umaforma que corresponde substancialmente à forma da superfície interna de ditopneu cru, em que dito suporte toroidal ainda compreende pelo menos umelemento de aquecimento que cobre pelo menos uma porção da superfícieexterna de dito suporte toroidal, dito elemento de aquecimentocompreendendo em uma direção radial a partir do interior, no sentido doexterior de dito elemento de aquecimento, uma camada termicamente isolantee um circuito eletricamente resistivo.

De acordo com uma configuração preferencial da presenteinvenção, o elemento de aquecimento ainda compreende uma camadaprotetora posicionada radialmente externa ao circuito eletricamente resistivo.Dita camada protetora, que entra em contato com o material elastomérico aser pré-curado, é feita de material eletricamente isolante. Inicialmente ditacamada protetora tem a função de impedir que a equipe técnica que opera nosuporte toroidal toque de maneira inadvertida o circuito eletricamenteresistivo. Além disto, dita camada protetora é solicitada a ser suficientementeaglutinante para permitir uma fabricação correta dos elementos estruturais dopneu sobre ela, bem como ser dotada de propriedades suficientemente anti-pegajosas, de modo que dito material elastomérico seja facilmente destacáveldo suporte toroidal.

De acordo com uma configuração preferencial, o suportetoroidal compreende uma pluralidade de segmentos circunferenciais quedefinem a superfície externa do suporte toroidal, cada segmentocircunferencial sendo dotado de um elemento de aquecimento.

Alternativamente, um número de segmentos circunferenciaissão fornecidos com um elemento de aquecimento, enquanto os segmentoscircunferenciais restantes são desprovidos de elemento de aquecimento, demodo que um aquecimento distribuído de maneira local pode ser realizado.

De acordo com uma outra configuração, cada segmentocircunferencial é obtido montando juntos pelo menos dois elementos distintos.

Por exemplo, um elemento pode corresponder à parede lateral do pneu e umoutro pode corresponder à banda de rodagem, ou uma porção dela. Portanto,de acordo com dita configuração, alguns dos elementos que formam cadasegmento circunferencial são dotados do elemento de aquecimento, de modoque porções específicas do pneu podem ser aquecidas de maneira seletiva.

De acordo com uma outra configuração, a pluralidade desegmentos circunferenciais é dotada de um elemento de aquecimento, porémsomente alguns deles são aquecidos de maneira seletiva. Em outras palavras,fazendo a corrente elétrica escoar dentro de circuitos eletricamente resistivosselecionados dos elementos de aquecimento, segmentos circunferenciaispredeterminados são feitos aquecer, de modo que pode ser realizadoaquecimento distribuído de forma local da superfície externa do suportetoroidal.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,pelo menos um número dos segmento circunferenciais do suporte toroidal édotado de um elemento de aquecimento que tem pelo menos dois circuitoseletricamente resistivos. Em outras palavras, de acordo com ditaconfiguração, cada segmento circunferencial é dividido em pelo menos duasporções distintas, cada uma dotada de um circuito eletricamente resistivoconectado a um gerador de corrente. Em tal maneira, é possível fazer acorrente elétrica escoar para o interior de pelo menos um de ditos circuitoseletricamente resistivos de modo que cada segmento circunferencial pode serdotado de porções suas diferentemente aquecidas, e pode ser realizado umaquecimento distribuído de maneira local da superfície externa do suportetoroidal.

De acordo com uma outra configuração, os segmentocircunferenciais de um suporte toroidal são dotados de circuitos eletricamenteresistivos que têm configuração geométrica diferente, de modo que umaquecimento distribuído de maneira local da superfície externa do suportetoroidal pode ser realizado. Por exemplo, ditos segmentos circunferenciaispodem ser dotados de circuitos eletricamente resistivos que têmdesenvolvimento longitudinal diferente, bem como densidade ou larguradiferentes dos ramais de aquecimento de dito circuito.

De acordo com uma outra configuração, para obter umaquecimento distribuído de maneira local da superfície externa do suportetoroidal, no caso de cada segmento circunferencial ser dotado com pelomenos dois circuitos eletricamente resistivos distintos, este último apresenta amesma densidade de ramais de aquecimento, porém uma intensidade diferentede corrente elétrica é feita escoar dentro de ditos pelo menos dois circuitoseletricamente resistivos distintos.

De acordo com uma outra configuração, para obter umaquecimento distribuído de maneira local da superfície externa do suportetoroidal, o circuito eletricamente resistivo apresenta uma variação dadensidade dos ramais de aquecimento, de modo que a mesma intensidade decorrente elétrica cria duas zonas do segmento circunferencial que sãoaquecidas de maneira diferente.

De acordo com uma outra configuração, para obter umaquecimento distribuído de maneira local da superfície externa do suportetoroidal, no caso de cada segmento circunferencial ser dotado de pelo menosdois circuitos eletricamente resistivos distintos, este último apresenta umadensidade diferente de ramais de aquecimento, porém a mesma intensidade decorrente elétrica é feita escoar dentro de ditos pelo menos dois circuitosdistintos eletricamente resistivos.

Além disto, condições de corrente elétrica adequadas podemser selecionadas tal como, por exemplo, corrente contínua, corrente alternada,corrente pulsante, corrente com forma de onda (a saber, onda quadrada).

Além disto, a intensidade de corrente elétrica pode sercontrolada de maneira vantajosa e, se necessário, modificada por meio de umretificador controlador que atua sobre o gerador de corrente no caso de aintensidade de dita corrente elétrica desviar de um valor ajustado, ou de umacurva predeterminada de dita intensidade de corrente elétrica.

Outras características e vantagens da presente invenção serãoilustradas pela descrição a seguir de algumas configurações preferenciais.

A descrição a seguir faz referência aos desenhos queacompanham, nos quais:

• A Figura 1 mostra de maneira esquemática uma seçãodiametral de um aparelho para fabricar um pneu de acordo com a invenção,durante a etapa de carregar um pneu para o interior de um molde mostrado emuma condição aberta;

• A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um elementode aquecimento associado a um substrato metálico na forma de uma placa, deacordo com uma configuração da presente invenção;

· As Figuras 4 até 6 mostram as etapas de diferentes processospara fornecer os segmento circunferenciais de um suporte toroidal com umelemento de aquecimento de acordo com a presente invenção; e

• A Figura 7 mostra uma representação gráfica do aumento detemperatura contra tempo, para um elemento de aquecimento de acordo com ainvenção.

Um pneu compreende usualmente uma estrutura de carcaçaque tem pelo menos uma lona de carcaça de forma toroidal associada pormeio de suas arestas circunferenciais a um par de estruturas de reforçoanelares ou "núcleos de talão", cada estrutura de reforço sendo posicionada nopneu acabado em uma área usualmente conhecida como "talão", que assegurao ajuste do pneu para o interior do respectivo aro de ajustamento. Em umaposição radialmente externa à lona de carcaça acima mencionada, é fornecidauma estrutura de cinta que compreende uma ou mais tiras de cinta colocadasuma em cima da outra, e uma banda de rodagem é colocada radialmenteexterna à estrutura de cinta acima mencionada. No pneu vulcanizado ditabanda de rodagem é dotada de um desenho de banda de rodagem adequadomoldado sobre ela durante o processo de vulcanização. Além disto, duasparedes laterais são colocadas lateralmente sobre lados opostos da estrutura decarcaça acima mencionada. A estrutura de carcaça é preferivelmente cobertaradialmente do lado de dentro por meio de uma camada de materialelastomérico conhecida como "revestimento", para assegurar que o pneu éestanque a ar sob condições de operação.

Com referência à Figura 1, um aparelho para fabricar um pneué identificado genericamente por meio do sinal de referência 1.O aparelho 1 compreende um molde de vulcanização 2associado com uma prensa de vulcanização 3, mostrada apenas de maneiradiagramática quanto a ela pode ser feita de qualquer maneira convenientecomo concebida por uma pessoa versada na técnica. O molde de vulcanização 2 é dotado de metades de molde inferior 2a e superior 2b que são móveis umaem relação à outra entre uma condição aberta (na qual elas sãoreciprocamente espaçadas separadas como mostrado na Figura 1), e umaposição fechada (na qual elas são colocadas reciprocamente próximas uma daoutra para a finalidade de formar uma cavidade de moldagem). As metades demolde inferior 2a e superior 2b são dotadas de flancos inferior 4a e superior4b respectivamente, e uma coroa de setor inferior 5a e superior 5b parareproduzir a conformação geométrica da superfície externa 7a de um pneu 7 aser obtido. Em mais detalhe, os flancos 4a, 4b são projetadas para formar assuperfícies externas das paredes laterais opostas 8 do pneu 7, enquanto setores 5a, 5b são projetados para formar a assim chamada banda de rodagem 9 dopróprio pneu, criando uma série de recortes e sulcos longitudinais e outransversais nele, colocados de maneira adequada de acordo com um desenhode banda de rodagem desejado.

O aparelho 1 é ainda dotado de pelo menos um suportetoroidal 10 que tem uma superfície externa que reproduz substancialmente aforma de uma superfície interna do pneu 7. O suporte toroidal 10 é constituídode maneira conveniente de um tambor dobrável que compreende segmentoscircunferenciais móveis de maneira centrípeta, para desmontar o própriosuporte toroidal e possibilitar fácil remoção do mesmo do pneu 7, ao final do processo de fabricação. Um pneu cru é colocado sobre o suporte toroidal 10antes que este último seja ajustado, juntamente com o próprio pneu, para ointerior do molde de vulcanização 2 arranjado em uma condição aberta. Emparticular, o engatamento do pneu 7 sobre o suporte toroidal 10 pode serobtido de maneira conveniente fabricando diretamente o pneu sobre o própriosuporte. Nesta maneira, o suporte toroidal 10 é utilizado vantajosamente comoum perfil rígido para formação e/ou deposição dos diferentes elementosestruturais tais como lonas de carcaça, estruturas de reforço de talão, tiras decinta, paredes laterais e banda de rodagem, por exemplo, cujos elementosestruturais operam em conjunto na formação do próprio pneu.

O suporte toroidal 10 é dotado preferivelmente de pelo menosuma espiga de centralização 11 a ser engatada em um assento de centralização12 arranjado no molde 2, para estabelecer um posicionamento preciso dopróprio suporte toroidal e do pneu 7 carregado sobre o mesmo dentro dacavidade de moldagem. Na configuração mostrada na Figura 1, duas espigasde centralização 11 são fornecidas ao suporte toroidal 10 se estendendo apartir de lados opostos dele.

No momento em que o molde 2 é fechado, as paredes dacavidade de moldagem permanecem a uma certa distância da superfícieexterna do pneu 7, em particular na banda de rodagem 9 deste último. Duranteesta etapa, a banda de rodagem 9 pode, em qualquer caso, ser penetradaparcialmente pelas porções elevadas arranjadas sob os setores 5a, 5b, de modoa definir dito desenho de banda de rodagem. Além disto, no momento em queo molde 2 é fechado, cada uma das arestas circunferenciais internas 8a dopneu 7 é engatada em vedação entre as porções circunferenciais internas dosuporte toroidal IOe porções circunferenciais internas dos flancos inferior 4ae superior 4b. O pneu 7 irá permanecer engatado em vedação no molde namaneira descrita acima até o momento em que, ao final do ciclo de moldageme cura, o próprio molde será trazido novamente para sua condição aberta.Quando o fechamento do molde tenha sido completado, o pneu 7 é submetidoa uma etapa de compressão com sua superfície externa 7a contra as paredesda cavidade de moldagem, ao mesmo tempo com o fornecimento de calor demodo a provocar ligação cruzada molecular do material elastomérico queforma o próprio pneu e conseqüente estabilização geométrica e estruturaldeste último. Para estas finalidades o aparelho 1 é dotado de dispositivo decompressão que compreende pelo menos um duto primário 13 que abre para ointerior de um dos assentos de centralização 12, para enviar um fluido sobpressão para, pelo menos, um conduto de conexão 14 formado ao longo depelo menos uma das espigas de centralização 11, preferivelmente de maneiracoaxial com ela. O duto de conexão 14 termina, por exemplo, através deramais apropriados 15, formados radialmente no suporte toroidal 10 em umacâmara anelar 16 fornecida internamente do próprio suporte toroidal.

Estendendo-se a partir da câmara anelar 16 através do suporte toroidal 10existe uma pluralidade de canais 17 para alimentar dito fluido sob pressão,que abrem para o interior da superfície externa IOa do próprio suporte toroidale são distribuídos de maneira adequada sobre a extensão circunferencial dedito suporte. A alimentação de fluido pressurizado a partir do duto primário13 alcança os canais de alimentação 17 através do duto de conexão 14, dosramais radiais 15 da câmara anelar 16, abrindo então sobre a superfícieexterna IOa do suporte toroidal 10. O fluido pressurizado é admitido assimpara um espaço intermediário de difusão, criado entre a superfície externa 10ado suporte toroidal 10 e a superfície interna 7b do pneu 7, dito espaçointermediário de difusão sendo criado diretamente em seguida a umaexpansão de pneu 7 provocada pelo efeito do empuxo exercido por meio dofluido pressurizado.

Com referência à Figura 2, um elemento de aquecimento 20 émostrado associado a um substrato metálico 21 na forma de uma placa. Deacordo com a configuração mostrada na Figura 2, o elemento de aquecimento20 compreende uma camada termicamente isolante 22 que cobre a superfícieexterna do substrato metálico 21, e um circuito eletricamente resistivo 23associado à dita camada termicamente isolante 22.

A Figura 2 mostra uma pluralidade de ramais de aquecimento23a que formam dito circuito eletricamente resistivo 23, que são percorridospor uma corrente elétrica alimentada por meio de um gerador de corrente (nãomostrado). De acordo com a configuração da Figura 2, a maior parte da áreasuperficial do substrato metálico 21 é coberta por ditos ramais deaquecimento 23a, de modo que uma distribuição rápida e uniforme do calor produzido por meio do escoamento da corrente elétrica dentro do circuitoeletricamente resistivo 23 pode ser obtida sobre a superfície externa de ditosubstrato 21. Portanto, a configuração da Figura 2 mostra um circuitoeletricamente resistivo 23 que tem uma densidade muito elevada de ramais deaquecimento 23a. Não obstante, elementos de aquecimento 20 (não mostrado)fornecidos com uma densidade dos ramais de aquecimento 23a mais baixa doque aquela da Figura 2, podem ser fornecidos se necessário, bem comoelementos de aquecimento 20 (não mostrado) que apresentam pelo menosduas porções dotadas de diferentes densidades de ditos ramais de aquecimento23a (a saber, uma primeira porção com alta densidade e uma segunda porção com baixa densidade de ditos ramais de aquecimento). Pode ser apontado quesob a mesma corrente elétrica fornecida por meio do gerador de corrente,variando a densidade dos ramais de aquecimento de dito circuitoeletricamente resistivo, isto é, o projeto deles, uma variação da taxa deaquecimento pode ser obtida.

Como mencionado acima, a camada termicamente isolante 22do elemento de aquecimento 20 é fornecida de modo que o substrato metálico21, isto é, os segmentos circunferenciais do suporte toroidal sejam isoladostermicamente.

Preferivelmente dita camada termicamente isolante 22 é feita de um material cerâmico. Preferivelmente dito material cerâmico éselecionado no grupo que compreende: uma mistura de dióxido de zircônio ede óxido de magnésio (ZrO2-MgO), óxido de alumínio (Al2O3), uma misturade óxido de alumínio e dióxido de titânio (Al2O3-TiO2), uma mistura dedióxido de zircônio e bióxido de titânio (ZrO2-TiO2).Preferivelmente dita camada termicamente isolante 22 éaplicada utilizando técnica de borrifamento por plasma. De acordo com ditatécnica, as partículas de material são aplicados utilizando um portador gasosoque é inflamado por meio de um arco elétrico, isto é, um plasma de gasesionizados é formado fazendo um gás inerte (tal como argônio ou nitrogênio)atravessar um arco elétrico de alta energia. Dito plasma é utilizado paraderreter rápida e eficientemente o material a ser aplicado, o qual, no estadoderretido é então acelerado rapidamente até a superfície a ser revestida. Astemperaturas elevadas que podem ser alcançadas utilizando tal técnicapermitem que materiais que têm altos pontos de fusão, a saber, cerâmicas,possam ser processados. Além disto, dita técnica é muito vantajosa, uma vezque camadas muito finas podem ser produzidas.

Preferivelmente a espessura de dita camada termicamenteisolante 22 é compreendida entre 0,02 mm e 1 mm.

Entre as características do circuito eletricamente resistivo 23,cuidado particular deve ser dado ao material a ser utilizado bem como àespessura e ao projeto do circuito eletricamente resistivo.

Com relação ao material, pode ser apontado que o circuitoeletricamente resistivo 23 precisa ser feito de um material eletricamentecondutor, de modo que ele possa ser aquecido por meio do escoamento deuma corrente elétrica nele. Preferivelmente dito circuito eletricamenteresistivo é feito de um metal ou uma liga metálica. Preferivelmente ditomaterial é escolhido no grupo que compreende cobre, tungstênio, liga dealumínio. Preferivelmente dito material é escolhido para ter uma resistividadeelétrica na faixa desde 1,7 χ 10"6 Ω χ cm até 1,1 χ 10"4 Ω χ cm.

Com relação à espessura, pode ser apontado que o circuitoeletricamente resistivo precisa ser tão fino quanto possível, para maximizar ataxa de aquecimento a ser produzida. Ao mesmo tempo, também é necessárioque o circuito eletricamente resistivo tenha espessura suficiente para sermecanicamente resistente aos ciclos térmicos. Portanto, deve ser alcançadoum compromisso entre ditos dois requisitos diferentes. Preferivelmente aespessura de dito circuito eletricamente resistivo 23 está compreendida entre0,01 mm e 0,5 mm.

Com relação ao projeto como mencionado acima, o circuitoeletricamente resistivo pode apresentar uma densidade muito elevada deramais de aquecimento estreitos 23a, ou uma densidade limitada de ramais deaquecimento largos 23 a. No primeiro caso, a resistividade do circuito elétricoaumenta, e assim é possível operar a valores mais baixos de intensidade decorrente elétrica; ao contrário, no segundo caso, o circuito eletricamenteresistivo pode ser facilmente fornecido ao segmento circunferencial dosuporte toroidal, isto é, é mais fácil ser processado do que o circuitoeletricamente resistivo do primeiro caso.

Condições de corrente elétrica adequadas podem serselecionadas, tais como, por exemplo, corrente contínua, corrente alternada,corrente pulsante, corrente com forma de onda (a saber, onda quadrada).

No caso em que a mesma intensidade de corrente elétrica éutilizada, pode ser apontado que o melhor desempenho elétrico, isto é, a taxade aquecimento a mais elevada, pode ser obtido quando é fornecida umadensidade muito elevada de ramais de aquecimento estreitos 23a.

Preferivelmente o circuito eletricamente resistivo é aplicadoutilizando uma técnica de borrifamento por plasma.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,o elemento de aquecimento 30 compreende uma camada protetora 24 (Figuras3 a 6) que cobre o circuito eletricamente resistivo 23 e adequada para entrarem contato com a superfície circunferencial interna de um pneu cru a serfabricado sobre a superfície externa de um suporte toroidal.

Preferivelmente dita camada protetora é particularmente lisa,de modo que a superfície circunferencial interna do pneu cru fabricado sobreela é tão uniforme e regular quanto possível.

Além disto, dita camada protetora precisa ser adequadamentefina para transferir de maneira eficiente a quantidade de calor produzida pormeio do circuito eletricamente resistivo no sentido da superfície externa dosuporte toroidal, e assim no sentido da superfície circunferencial interna dopneu cru.

Preferivelmente dita camada protetora é feita de um materialcerâmico. Preferivelmente dito material cerâmico é aplicado utilizando umatécnica de borrifamento por plasma.

De acordo com uma outra configuração, a camada protetora éum revestimento feito de teflon que apresenta de maneira vantajosapropriedades anti-aderentes, auto-lubrificantes e de resistência à corrosão.

De acordo com uma outra configuração, a camada protetoracompreende em uma direção radial a partir do interior no sentido de seuexterior, uma primeira camada feita de um material cerâmico, e uma segundacamada feita de teflon.

Além disto, as extremidades do circuito eletricamente resistivo23 revestidas com a camada protetora 24, são dotadas de placas respectivasfeitas do mesmo material do circuito eletricamente resistivo, ditas placastendo a função de permitir uma conexão elétrica simples e rápida do elementode aquecimento com o gerador de corrente, ou com elementos de aquecimentoadjacentes.

De acordo com uma configuração da presente invenção, cadasegmento circunferencial é conectado eletricamente com os adjacentes, demodo que apenas dois de ditos segmentos são conectados eletricamentediretamente com um gerador de corrente. A conexão elétrica recíproca deditos segmentos pode ser obtida, por exemplo, dotando o elemento deaquecimento com pinos de conexão preferivelmente localizados emcorrespondência com as placas presentes nas extremidades do circuitoeletricamente resistivo.

De acordo com uma outra configuração da presente invenção,cada segmento circunferencial é conectado eletricamente a um circuitoelétrico posicionado dentro da cavidade toroidal do suporte toroidal. Porexemplo, um elemento de acoplamento (a saber, um parafuso) feito do mesmomaterial do circuito resistivo é associado com os flancos presentes nasextremidades do circuito eletricamente resistivo de cada segmentocircunferencial, e é conectado eletricamente (a saber, fixando um caboelétrico a dito parafuso) a dito circuito elétrico alimentado por meio dogerador de corrente. Preferivelmente dito circuito elétrico é destacável dosuporte toroidal, a saber, por meio de um dispositivo automático (tal como umbraço robotizado), antes da introdução de dito suporte dentro da cavidade demoldagem.

Para obter um suporte toroidal para fabricar sobre o mesmoum pneu cru, que compreende uma pluralidade de segmentos circunferenciaisque são fornecidos com um elemento de aquecimento que compreende, emuma direção radial a partir do interior no sentido do exterior de dito elementode aquecimento, uma camada protetora, uma camada termicamente isolante eum circuito eletricamente resistivo de acordo com a presente invenção, umapluralidade de técnicas de produção pode ser utilizada.

A Figura 3 mostra as etapas principais (a) a (c) de um processode produção de um segmento circunferencial de um suporte toroidal deacordo com a invenção.

De acordo com dito processo, uma camada termicamenteisolante 22 é aplicada (etapa (a)) sobre a superfície externa do substrato 21,isto é, do segmento circunferencial do suporte toroidal.

Em seguida (etapa (b)), um circuito eletricamente resistivo 23é formado sobre a camada termicamente isolante 22 utilizando a técnica deborrifamento por plasma.Uma técnica de borrifamento de plasma é utilizadavantajosamente pelas razões a seguir. Inicialmente, uma vez que a resistênciaelétrica de um metal borrifado por plasma é mais elevada do que aquela deum metal laminado da mesma espessura devido à presença de vazios no metalaplicado por meio da técnica de borrifamento por plasma, a resistênciaelétrica do circuito eletricamente resistivo 23 obtida com tal processo deprodução é, com a mesma espessura de dito circuito, mais elevada do queaquela de um circuito obtido a partir de uma técnica de laminação. Alémdisto, a técnica de borrifamento por plasma permite obter camadas condutorasmuito finas, mesmo de cerca de 10 micra, e assim altamente resistivas.Circuitos eletricamente resistivos muito finos permitem reduzir a espessuradas camadas protetoras, fato que aprimora de maneira favorável a taxa deaquecimento fornecida na superfície externa do suporte toroidal. Além disto, atécnica de borrifamento por plasma permite que partículas de metal puro (asaber, cobre ou tungstênio) possam ser misturadas com um materialeletricamente resistivo (a saber, material cerâmico) de modo a aumentar aresistência elétrica do circuito.

Voltando para o processo descrito com referência à Figura 3,para obter dito circuito eletricamente resistivo, uma máscara é colocada sobrea camada termicamente isolante, dita máscara reproduzindo o circuitoeletricamente resistivo que se deseja obter, de modo que ao final do processode borrifamento por plasma do material eletricamente resistivo, a máscara éremovida e dito circuito 23 é formado.

Em seguida (etapa (c)), a camada protetora 24 é aplicadafinalmente sobre o circuito eletricamente resistivo 23 como descrito acima.

De acordo com uma outra configuração do processo deprodução descrito com referência à Figura 3, ao invés de utilizar uma máscaraborrifar por plasma o material do circuito eletricamente resistivo sobre acamada termicamente isolante coberta com dita máscara, o desenho de ditocircuito é realizado por meio de um canhão, cujos movimentos sãocontrolados por um computador, de modo que uma produção precisa dosramais de aquecimento de dito circuito pode é realizada.

A Figura 4 mostra as etapas principais (a) a (c) de um outroprocesso de produção de um segmento circunferencial de um suporte toroidalde acordo com a invenção.

De acordo com dito processo, uma camada termicamenteisolante 22 é aplicada (etapa (a)) sobre a superfície externa do substrato 21,isto é do segmento circunferencial do suporte toroidal.

Em seguida, (etapa (b)), um circuito eletricamente resistivodotado dos ramais de aquecimento 23a e previamente produzido na forma deuma folha, é associado à camada termicamente isolante 22. O circuitoeletricamente resistivo é preparado começando a partir de uma folha (porexemplo, de cerca de 50 micra de espessura) que sofre uma assim chamadagravação química para obter a espessura e grau de refinamento desejados.

Em seguida (etapa (c)), dito circuito eletricamente resistivo 23é revestido com uma camada protetora que consiste de duas camadasdiferentes. Em detalhes, a primeira camada protetora 27 é uma camadatermicamente isolante que é muito fina em correspondência com o circuitoeletricamente resistivo 23. Dita primeira camada protetora pode ser feita domesmo material da camada termicamente isolante 22 ou pode ser feita de ummaterial diferente, por exemplo, de um material cerâmico diferente.

Em seguida (etapa (d)), a segunda camada protetora 24 éfinalmente aplicada como descrito acima com referência à Figura 4.

A Figura 5 mostra as etapas principais (a) a (d) de um outroprocesso de produção de um segmento circunferencial de um suporte toroidalde acordo com a invenção.

De acordo com dito processo, uma camada termicamenteisolante 22 é aplicada (etapa (a)), sobre a superfície externa do substrato 21,isto é, do segmento circunferencial do suporte toroidal.

Em seguida (etapa (b)), uma camada 27 feita de materialeletricamente resistivo é formada sobre a camada termicamente isolante 22,dita camada 27 sendo em seguida cortada (etapa (c)) para obter o perfildesejado do circuito resistivo 23 dotado dos ramais de aquecimento 23a.

Em seguida (etapa (d)), a camada protetora 24 é aplicada comodescrito acima.

A Figura 6 mostra as etapas principais (a) a (e) de um outroprocesso de produção de um segmento circunferencial de um suporte toroidal de acordo com a invenção. De acordo com dito processo, a superfície externado substrato 21, isto é, do segmento circunferencial, é cortada previamente(etapa (a)) para obter um perfil desejado 50, adequado para embutir o circuitoeletricamente resistivo 23. Na seção transversal direita, a forma de dito perfil50 é preferivelmente semi-oval ou semi-circular; alternativamente ela pode ser retangular.

Em seguida (etapa (b)), a camada termicamente isolante 22 éaplicada dentro de dito perfil 50. Preferivelmente dita camada termicamenteisolante é aplicada utilizando uma técnica de borrifamento por plasma.

Em seguida (etapa (c)), o circuito eletricamente resistivo 23 é aplicado sobre a camada termicamente isolante 22.

Em seguida (etapa (d)), a superfície externa do elemento deaquecimento obtido até aquele ponto, é retificada, de modo que o material docircuito eletricamente resistivo 23 é feito ser contido dentro de dito perfil 50,de modo que os ramais de aquecimento de dito circuito são obtidos.

Em seguida (etapa (e)), a camada protetora 24 é aplicada comodescrito acima.

Para descrição adicional da invenção, alguns exemplosilustrativos são fornecidos abaixo.

Exemplo 1Uma placa de alumínio, tendo dimensões de 110 mm por 100mm por 10 mm foi fornecida com o elemento de aquecimento de acordo coma invenção, utilizando o processo de produção descrito anteriormente comreferência à Figura 3.

Dita placa de alumínio, isto é, o substrato metálico, foifornecida com uma primeira camada termicamente isolante 22 feita domaterial cerâmico ZrO2-MgO é aplicada por meio de borrifamento porplasma. Dita primeira camada termicamente isolante foi dotada de umacamada intermediária (não mostrado nas Figuras), isto é, uma camada deZrO2-MgO misturada com metal (em dito caso, alumínio), de modo que umgradiente de concentração de dito metal é fornecido na interface entre a placametálica e a camada termicamente isolante, isto é, a camada cerâmica, paraaumentar a compatibilidade térmica entre dita placa metálica e dita camadatermicamente isolante. Dita primeira camada termicamente isolante de cercade 250 micra em espessura foi testada eletricamente utilizando umequipamento Unilap MIC160 e uma resistência elétrica de cerca de 30 GQ foimedida, dito valor mostrando que dita camada era eletricamente altamenteresistiva, e assim isolante.

Em seguida, foram fornecidos um circuito eletricamenteresistivo produzido previamente a partir de uma folha fina, bem como umacamada protetora.

As dimensões de dito circuito eletricamente resistivo eram 109mm em largura e 90 mm em altura e compreendia 37 ramais verticais deaquecimento 23 a tendo uma largura de 1,8 mm e sendo espaçados um dooutro de cerca de 1 mm. Três circuitos resistivos diferentes foram fornecidosde acordo com o projeto mencionado acima: (a) um circuito resistivo feito decobre (densidade de cobre igual a 2,7 g/cm3; resistividade elétrica de cobreigual a 2,8 χ IO"6 Ω χ cm; calor específico de cobre igual a 0,88 J/(g/°K)),tendo uma espessura de cerca de 100 micra e um peso de cerca de 5,37 g; (b)um circuito resistivo feito de cobre e tendo uma espessura de cerca de 50micra e um peso de cerca de 2,56 g; (c) um circuito resistivo feito de latão(densidade de latão igual a 8,55 g/cm3; resistividade elétrica de latão igual a 6χ IO-6 Ω χ cm; calor específico de latão igual a 0,38 J/(g/°K)), tendo umaespessura de cerca de 30 micra e um peso de cerca de 1,34 g.

Em seguida, uma camada protetora feita de Clear Silicon(silício limpo) (produzida por RS) foi aplicada borrifando para cobrir ocircuito resistivo. Dita camada protetora tinha uma espessura menor do quecerca de 100 micra.

Em seguida, para cada um dos três elementos de aquecimentomencionados acima (indicados com A, B, C na Tabela 1 aqui abaixo), aquantidade de energia absorvida pelo circuito elétrico resistivo foi calculada(considerando uma corrente elétrica continua de 5,3 A e 24 V) para aquecer asuperfície externa da placa de alumínio dotada do elemento de aquecimento,desde uma temperatura de 20°C até uma temperatura de 140°C. Os valores dequantidade de energia obtidos correspondentes a ditos elementos deaquecimento A a C, foram comparados com a quantidade de energiaabsorvida pela placa de alumínio para aquecimento de sua superfície externa,isto é, não dotada do elemento de aquecimento de acordo com a invençãodesde uma temperatura de 20°C até uma temperatura de 140°C (densidade dealumínio igual a 8,93 g/cm3; resistividade elétrica de alumínio igual a 1,75 χIO-6Q χ cm; calor específico de alumínio igual a 0,39 J/(g/°K)).

Tabela 1

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Os dados relatados na Tabela 1 mostram que uma economianotável de energia pode ser obtida dotando o suporte toroidal com o sistemade aquecimento de acordo com a presente invenção, quando comparado comaquecimento tradicional de todo o corpo do suporte toroidal.

Além disto, a Figura 7 mostra que conectando eletricamenteum gerador de corrente de 5,3 A e 24 V ao elemento de aquecimento C, asuperfície externa do suporte metálico (placa de alumínio) alcança umatemperatura de 166°C partindo de uma temperatura ambiente de 23,2°C emcerca de 5 minutos, isto é, em um período de tempo muito curto, enquanto oselementos de aquecimento AeB requerem um período de tempo que é quaseduas vezes aquele de C.

Exemplo 2

Cinco amostras foram obtidas como indicado na Tabela 2 aquiabaixo, aplicando cinco elementos de aquecimento diferentes a uma placa dealumínio tendo dimensões de 100 mm χ 100 mm χ 10 mm.

Tabela 2

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A espessura da camada termicamente isolante indicada na

Tabela 2 é uma espessura total, isto é, ela inclui a espessura da camadaintermediária.

As dimensões do circuito eletricamente resistivo foram asmesmas para todas as amostras como descrito no Exemplo 1, exceto para aamostra 2 que apresentou um projeto de circuito muito simples,compreendendo apenas cinco ramais de aquecimento verticais 23 a tendo umalargura de cerca de 18 mm e sendo espaçados um do outro de cerca de 4 mm.

Ditas amostras 1 a 5 foram inicialmente submetidas a trêsciclos térmicos aquecendo-as até 200°C introduzindo-as para o interior de umforno a ar. Todas as amostras passaram com sucesso o teste, permanecendosem dano.

Em seguida, ditas amostras foram conectadas a um gerador decorrente, e a medição a seguir foi realizada como indicado nas Tabelas 3 e 4.

Tabela 3

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Tabela 4

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A expressão "área superficial de circuito resistivo" indica aárea superficial da amostra dentro da qual o circuito resistivo está contido.

A relação "área superficial do circuito resistivo/área superficialtotal" indica a percentagem da área superficial do circuito resistivo que érealmente ocupada pelo circuito resistivo.

A taxa de aquecimento foi medida utilizando um termopar quecontata a superfície externa do elemento de aquecimento.

A taxa de aquecimento normalizada indica a taxa deaquecimento com relação à energia fornecida por meio do gerador (ditaenergia varia de amostra para amostra uma vez que ela depende da resistênciaelétrica do circuito resistivo e da área superficial do circuito resistivo.Portanto, quanto mais elevado é o valor da taxa de aquecimento normalizada,mais eficiente é o elemento de aquecimento em termos de quantidade de calortransferida para a superfície externa da amostra.

O valor da relação entre área superficial do circuito resistivo ea área superficial total, indica como a quantidade de calor obtida estádistribuída sobre a superfície externa do elemento de aquecimento. Portanto,quanto mais alto é o valor de dita relação, mais uniforme é a distribuição daquantidade de calor obtida.

A partir dos dados mostrados nas Tabelas 3 e 4 pode serapontado que para o desempenho superior da Amostra 1 contribui a espessuramuito baixa da camada protetora a mais externa.

Também pode ser apontado que a amostra 2, a despeito de seuprojeto de circuito muito simples, produz resultados notáveis em termos dequantidade de aquecimento transferida para a superfície externa da amostra.

Exemplo 3

O elemento de aquecimento C descrito no Exemplo 1 foiutilizado para avaliar a pré-cura de uma amostra de folha de borracha.

Dita folha de borracha, tendo uma espessura de 2 mm, foiposicionada para cobrir o elemento de aquecimento C, e um peso de cerca de600 g foi posicionado sobre dita folha de borracha para assegurar um bomcontato entre esta última e a superfície externa do elemento de aquecimento.

Uma corrente elétrica de 5,3 A e 24 V foi feita escoar para ointerior do circuito eletricamente resistivo do elemento de aquecimento, atéque um termopar compactando dito elemento de aquecimento alcançou umatemperatura de 200°C.

Em seguida, a folha de borracha foi removida do elemento deaquecimento e resinado até a temperatura ambiente.

Para avaliar se a pré-cura da folha de borracha ocorreu, estaúltima e a folha de borracha crua foram submetidas a testes de ruptura àtração, alongamento de ruptura e tensão na ruptura a alongamento de 100 %(CAI) de acordo com o padrão ISO UNI 9026. Os resultados estão resumidosna Tabela 5.

Tabela 5

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Como indicado na Tabela 5, o aumento de CAI, bem como adiminuição da tensão de tração de ruptura e do alongamento de rupturaindicam que a folha de borracha foi pré-curada.

Além disto, a folha de borracha depois de resfriar foi cortadalongitudinalmente em duas peças, cada uma tendo uma espessura de 1 mm, demodo a formar uma folha de borracha inferior que contatou o elemento deaquecimento durante o processo de aquecimento, e uma folha de borrachasuperior (não em contato com o elemento de aquecimento durante ditoprocesso de aquecimento). Os testes mencionados acima foram realizados emditas duas folhas de borracha e os resultados estão resumidos na Tabela 6.

Tabela 6

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Os dados da Tabela 6 indicam que um gradiente de cura estavapresente na folha de borracha e, em mais detalhes, que a folha de borrachainferior foi mais curada do que a folha de borracha superior.

A presente invenção apresenta uma pluralidade de vantagens.

Inicialmente, o suporte toroidal de acordo com a presenteinvenção, sendo aquecido apenas em correspondência com sua superfícieexterna graças ao elemento de aquecimento descrito acima, permite que todoo corpo do suporte toroidal não tenha que suportar ciclos térmicos repetidos,os quais inevitavelmente submetem o material do suporte à fadiga térmica.

Portanto, a vida do suporte toroidal é vantajosamente aumentada e, ao mesmotempo, uma economia notável de energia é obtida, uma vez que oaquecimento de todo o corpo do suporte toroidal é reduzido de maneiranotável.

Além disto, o suporte toroidal de acordo com a presenteinvenção, permite um aquecimento muito rápido da superfície circunferencialinterna do pneu cru, bem como uma distribuição homogênea de calor sobre asuperfície externa do suporte toroidal, uma vez que uma sua área superficialmuito grande é coberta pelo circuito resistivo.

Além disto, o elemento de aquecimento fornecido ao suportetoroidal permite, se necessário, uma distribuição local da quantidade de calor,de modo que porções do suporte toroidal podem ser aquecidas de maneiradiferente uma da outra. Dito aspecto é particularmente vantajoso, porexemplo, no caso de o elemento de aquecimento fornecido ao suporte toroidalser utilizado não apenas para pré-curar o revestimento do pneu, mas tambémdurante a etapa de vulcanização, em combinação com a quantidade de calortradicional fornecida pelo fluido de vulcanização, bem como através dasparedes da cavidade de moldagem. Genericamente, uma vez que o pneu a servulcanizado é posicionado dentro da cavidade de moldagem com suas paredeslaterais substancialmente paralelas à base do vulcanizador, o condensado quese forma durante a etapa de cura se acumula em correspondência com aparede lateral inferior do pneu, de modo que dita parede lateral inferioralcança uma temperatura e assim um grau de cura inferior àquele da paredelateral superior. Para evitar tal desvantagem de acordo com a presenteinvenção, uma distribuição de calor de forma local do suporte toroidal pode érealizada, de modo que a parede lateral inferior pode ser mais aquecida do quea superior.

Além disto, o suporte toroidal de acordo com a presenteinvenção é simples de ser obtido, o elemento de aquecimento fornecido aosuporte sendo de volume reduzido e preferivelmente fácil de ser reparado.

Claims (33)

1. Processo para fabricar um pneu que compreende as etapas de:• fornecer uma camada elastomérica sobre uma superfícieexterna (IOa) de um suporte toroidal (10) que tem uma forma que correspondesubstancialmente à forma da superfície interna de dito pneu (7), dita camadaelastomérica formando a superfície circunferencial interna de um pneu cru;• fabricar dito pneu cru sobre dito suporte toroidal (10) dotadode dita camada elastomérica;• introduzir dito pneu cru, suportado sobre dito suportetoroidal (10), para o interior de uma cavidade de moldagem que tem paredescuja forma corresponde à forma de uma superfície externa do pneu;• introduzir um fluido sob pressão para o interior do espaçodefinido entre a superfície interna de dito pneu cru e dito suporte toroidal(10), para comprimir a superfície externa de dito pneu cru contra as paredesde dita cavidade de moldagem, e• curar dito pneu cru,caracterizado pelo fato de que dito processo ainda compreende a etapa defazer com que uma corrente elétrica corra em pelo menos um elemento deaquecimento (20) fornecido à superfície externa (10a) de dito suporte toroidal(10), de modo a obter uma pré-cura, pelo menos parcial, de dita camadaelastomérica.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dita etapa de fazer uma corrente elétrica escoar em pelomenos um elemento de aquecimento (20) fornecido à superfície externa (10a)de dito suporte toroidal (10) é realizada antes da etapa de introduzir o fluidosob pressão.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dita etapa de fazer uma corrente elétrica correr em pelomenos um elemento de aquecimento (20) fornecido à superfície externa (10a)de dito suporte toroidal (10) é realizada depois de dita etapa de fornecer ditacamada elastomérica sobre a superfície externa (10a) de dito suporte toroidal(10).

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dita etapa de fazer uma corrente elétrica correr em pelomenos um elemento de aquecimento (20) fornecido à superfície externa (10a)de dito suporte toroidal (10) é realizada depois de dita etapa de fabricar opneu cru sobre dito suporte toroidal (10).

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que dita etapa de fazer uma corrente elétrica correr em pelo menos umelemento de aquecimento (20) fornecido à superfície externa (10a) de ditosuporte toroidal (10) é realizada antes de dita etapa de fornecer dita camadaelastomérica sobre a superfície externa (10a) de dito suporte toroidal (10).

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que dita etapa de fazer uma corrente elétrica correr em pelo menos umelemento de aquecimento (20) fornecido à superfície externa (10a) de ditosuporte toroidal (10) é realizada durante dita etapa de curar dito pneu cru.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção de dita superfícieexterna (10a) do suporte toroidal (10) é aquecida de maneira seletiva.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, caracterizado pelo fato de que dita corrente elétrica é selecionada dentrecorrente contínua, corrente alternada, corrente pulsante, corrente com formade onda.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a intensidade de dita corrente elétrica é controlada.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de dotar dito suportetoroidal (10) com um elemento de aquecimento (20) que compreende umacamada termicamente isolante (22) e um circuito eletricamente resistivo (23).

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que dita camada termicamente isolante (22) é obtida utilizandouma técnica de borrifamento por plasma.

12. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que dito circuito eletricamente resistivo (23) é obtido utilizandouma técnica de borrifamento por plasma.

13. Suporte toroidal para fabricar um pneu cru sobre o mesmo,dito suporte (10) compreendendo uma pluralidade de segmentoscircunferenciais que definem a superfície externa (IOa) de dito suportetoroidal (10), dita superfície externa (10a) tendo uma forma que correspondesubstancialmente à forma da superfície interna de dito pneu cru, caracterizadopelo fato de que dito suporte toroidal (10) ainda compreende pelo menos umelemento de aquecimento (20) que cobre pelo menos uma porção dasuperfície externa (10a) de dito suporte toroidal (10), dito elemento deaquecimento (20) compreendendo em uma direção radial a partir do interior,no sentido do exterior de dito elemento de aquecimento (20), uma camadatermicamente isolante (22) e um circuito eletricamente resistivo (23).

14. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que dita camada termicamente isolante (22) é feitade um material cerâmico.

15. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que dito material cerâmico é selecionado dentre:uma mistura de dióxido de zircônio e de óxido de magnésio (ZrO2-MgO),óxido de alumínio (AI2O3), uma mistura de óxido de alumínio e dióxido detitânio (AI2O3-T1O2), uma mistura de dióxido de zircônio e dióxido de titânio(ZrO2-TiO2).

16. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que dita camada termicamente isolante (22) temuma espessura compreendida entre 0,02 mm e 1 mm.

17. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que dito circuito eletricamente resistivo (23)compreende uma pluralidade de ramais de aquecimento (23a).

18. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que dito circuito eletricamente resistivo (23) é feitode um material eletricamente condutor.

19. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que dito material eletricamente condutor é metal ouliga metálica.

20. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que dito material eletricamente condutor éselecionado dentre cobre, tungstênio e liga de alumínio.

21. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que dito material eletricamente condutor tem umaresistividade elétrica na faixa desde 1,7 χ 10"6 Ω χ cm até 1,1 χ 10"4 Ω χ cm.

22. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que dito circuito eletricamente resistivo (23) temuma espessura compreendida entre 0,01 mm e 0,5 mm.

23. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que dito elemento de aquecimento (20) aindacompreende uma camada protetora (24) radialmente externa ao dito circuitoeletricamente resistivo (23).

24. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que dita camada protetora (24) é feita de ummaterial cerâmico.

25. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que dita camada protetora (24) é feita de Teflon®.

26. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato de que dita camada protetora (24) compreende pelomenos duas camadas protetoras.

27. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 26,caracterizado pelo fato de que uma de ditas pelo menos duas camadasprotetoras é uma camada termicamente isolante.

28. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que pelo menos um de ditos segmentoscircunferenciais é dotado de dito elemento de aquecimento (20).

29. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que pelo menos um de ditos segmentoscircunferenciais é dotado de um elemento de aquecimento (20) que tem pelomenos dois circuitos eletricamente resistivos (23).

30. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 29,caracterizado pelo fato de que ditos pelo menos dois circuitos eletricamenteresistivos (23) são aquecidos de maneira seletiva.

31. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 29,caracterizado pelo fato de que ditos pelo menos dois circuitos eletricamenteresistivos (23) têm configuração geométrica diferente.

32. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 29,caracterizado pelo fato de que ditos pelo menos dois circuitos eletricamenteresistivos (23) têm diferentes densidades de ditos ramais de aquecimento (23a).

33. Suporte toroidal de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato de que dito circuito resistivo (23) apresenta umavariação da densidade dos ramais de aquecimento (23a).