BRPI0400211B1 - Processo de fabricação de lona reforçada com cordão moldada toroidalmente anular para um pneu - Google Patents
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Description
"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE LONA REFORÇADA COM CORDÃO MOLDADA TOROIDALMENTE ANULAR PARA UM PNEU" CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um processo e um aparelho para fabricação de uma lona de carcaça toroidal pa- ra um pneu.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Historicamente, o pneumático tem sido fabricado como uma estrutura laminada de uma forma genericamente to- roidal tendo talões, uma banda de rodagem, um reforço de correia e uma carcaça. 0 pneu é feito de borracha, tecido e aço. As tecnologias de fabricação empregadas em grande parte envolviam a montagem de muitos dos componentes do pneu de tiras ou folhas planas de material. Cada componente é colo- cado em um tambor de construção e cortado em um comprimento tal que as extremidades do componente se encontrem ou se so- breponham, criando uma emenda.
No primeiro estágio de montagem, a carcaça da téc- nica anterior vai incluir, normalmente, uma ou mais lonas e um par de costados, um par de enchimentos, um pano-forro in- terno (para um pneu sem câmara) , um par de elementos antia- trito e talvez um par de tiras de ombro de borracha. Os nú- cleos dos talões anulares podem ser incorporados durante es- te primeiro estágio de construção do pneu e as lonas podem ser enroladas em torno dos núcleos dos talões para formar as redobras das lonas. Podem ser usados componentes adicionais ou mesmo a substituição de alguns daqueles mencionados aci- ma .
Este artigo manufaturado intermediário seria for- mado cilindricamente neste ponto no primeiro estágio de mon- tagem. A carcaça cilíndrica é depois expandida em uma forma toroidal, após a conclusão do primeiro estágio de construção do pneu. Correias de reforço na banda de rodagem são incor- poradas neste artigo intermediário durante um segundo está- gio de fabricação do pneu, que pode ocorrer usando o mesmo tambor de construção ou estação de trabalho.
Esta forma de fabricação de um pneu a partir de componentes planos, que são depois conformados toroidalmen- te, limita a capacidade do pneu de ser produzido em um modo mais uniforme.
Na patente U.S. 3.935.894, emitida em 3 de feve- reiro de 1976, Jacques Pouilloux indicou que as lonas da carcaça poderíam ser dispostas em aros ou arcos possuindo as extremidades das lonas dos cordões da carcaça estendendo-se em uma direção circunferencial. 0 objetivo da patente foi de que um pneu produzido desse modo pudesse ser colocado de qualquer núcleo de talão circular nos talões e a carcaça não teria quaisquer partes laterais enroladas radialmente com as bordas delimitadas pelos cabos cortados. Ainda que este pneu não fosse comercialmente viável naquela ocasião, novas in- venções também foram descritas da construção da lona usando aros de arcos circulares, de modo que os cordões das lonas individuais sejam dispostos pela seção transversal toroidal convexa no seu estágio inicial de manufatura, diferentemente daquele produzido na construção plana. Este conceito é usado pela Michelin em um processo chamado C3M, no qual os cordões se estendem em caminhos lineares pela carcaça. As primeiras versões do processo C3M incluíam o enrolamento dos cordões das lonas em torno dos núcleos dos talões, para promover uma variação na direção do cordão. Estes cordões das lonas eram sempre colocados em tensão em torno de uma forma arqueada circular durante a fabricação. As versões posteriores do processo C3M incluíam o enrolamento desses cordões se esten- dendo linearmente em uma direção oposta e o intercalamento destes cordões entre as camadas dos talões se estendendo ra- dialmente. Por interposição da extremidade enlaçada dos cor- dões das lonas entre os cordões dos talões se estendendo ra- dialmente, a fabricação da carcaça parece ser de algum modo simplificada.
Um processo similar é descrito no pedido de paten- te EP0897813 A2, que foi cedido à Bridgestone Corporation.
No pedido de patente EP0897813, um dos objetivos básicos é produzir, simultaneamente, arcos múltiplos usando cordões múltiplos no processo de fabricação da lona da carcaça nos aros de aceleração da velocidade de fabricação. Os pneus da técnica anterior eram produzidos até então por um processo no qual cada uma das partes circunferenciais é feita de um único cordão fino, e a distância entre os cordões ou o passo C é muito estreito. Portanto, foi um objetivo desta patente européia ensinar um processo de fabricação de um pneumático no qual um conjunto de cordões seja usado de modo que o pas- so entre os cordões possa ser aumentado à medida que o con- junto está sendo aplicado.
Em todos estes processos de fabricação de cordSé^ de lonas em uma superfície toroidal, determinou-se que uma tensão era necessária e que os cordões devem ser dispostos em uma linha reta em uma superfície convexa de virada ao contrário em virada ao contrário. Em outras palavras, o ân- gulo do cordão deve ser disposto diferente de 90embora 90° seja a forma preferida na técnica anterior de orientação do caminho do cordão, porque 90° impede qualquer probabili- dade de deslizamento fora do ângulo, já que 90° é o caminho da lona mais curto. Estes ângulos não podem ser ajustados de qualquer outro modo diferente do que para proporcionar um caminho linear. Isto é verdade porque a tensão imposta ao cordão durante a fabricação era necessária, na medida em que o cordão é aplicado na superfície redonda ou convexa. Em cada etapa, os processos de fabricação da técnica anterior desta lona da carcaça usa uma técnica chamada "enrolamento", na qual as viradas ao contrário aplicam tensão por todo o caminho da lona. Este procedimento de enrolamento do pneu para aplicar cordões de lonas pode apenas funcionar em uma superfície convexa e não propicia a "colocação" em uma forma toroidal tendo uma concavidade, como é comum na fabricação de pneu do pneu moldado nas regiões do costado próximas aos talões. Ξ um objetivo da presente invenção proporcionar um processo de fabricação de cordões de lonas que pode permitir a colocação em superfícies côncavas e convexas mais simila- res ao pneu acabado. É um outro objetivo da presente inven- ção não haver necessidade de tensão de virada ao contrário em virada ao contrário à medida que o caminho do cordão está sendo estabelecido, permitindo, desse modo, que caminhos de cordões não lineares sejam obtidos. É um outro objetivo da presente invenção permitir que as terminações ou viradas ao contrário ocorram em diferentes diâmetros. Há ainda um outro objetivo da presente invenção de que a colocação dos cordões de lonas possa ser tal que os cordões das lonas moldados to- roidalmente possam ser colocados para que incluam adicional- mente formações de redobras e permitam a ancoragem da lona usando os núcleos dos talões. Além do mais, outro objetivo da presente invenção é ter o passo entre os cordões aumen- tando uniformemente à medida que o diâmetro aumenta ao longo do caminho do cordão. De preferência, o passo do cordão au- menta uniformemente à medida que o diâmetro aumenta ao longo do caminho da lona, devido a um movimento diferencial coor- denado entre a aplicação do cordão e o movimento da superfí- cie toroidal.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um processo de fabricação de uma lona reforçada por cordão em forma toroidalmente anular para um pneu é des- crito. 0 processo envolve a aplicação de uma camada elas- tomérica em uma superfície toroidal e colocação e costura de um ou mais cordões em comprimentos contínuos na camada elas- tomérica em caminhos de cordões predeterminados. 0 processo inclui adicionalmente a dispensa de um ou mais cordões de carreteis e orientação do cordão em um caminho predetermina- do à medida que o cordão está sendo dispensado. De preferên- cia, cada cordão é sustentado contra a camada elastomérica após o cordão ser colocado e costurado e depois da indexação do caminho do cordão para uma localização circunferencial seguinte, formando uma extremidade de laço por reversão da direção do cordão e liberação do cordão retido após a extre- midade do laço, é formado e a direção do caminho do cordão ê revertida. Este processo propicia a ocorrência da etapa de formação das extremidades do laço em mais que um diâmetro na superfície toroidal. Em uma modalidade, a superfície toroi- dal tem uma primeira curvatura côncava, uma primeira corda convexa e uma segunda curvatura côncava, e a etapa de colo- cação e costura de cada cordão inclui o atravessamento do cordão por um caminho, incluindo pelo menos uma das primeira e segunda curvaturas côncavas e pelo menos uma parte da cor- da convexa.
De preferência, a indexação da superfície toroidal estabelece uniformemente o passo dos cordões em um espaça- mento angular discreto em diâmetros específicos. 0 processo descrito acima propicia a formação de redobras de lonas por extensão dos laços e das extremidades dos laços elastoméricos em cada lado da superfície toroidal. 0 processo descrito acima propicia um número inco- mum de caminhos de cordões de lonas que podem ser adotados em vez de modelos únicos. Em uma modalidade, a formação de extremidades dos laços inclui a localização de uma extremi- dade do laço em um diâmetro radialmente interno, uma ou mais extremidades dos laços adjacentes em diâmetros radialmente externos em um modelo repetitivo em cada lado da superfície elastomérica moldada toroidalmente. As extremidades dos la- ços podem ser variadas em localização, de modo que uma plu- ralidade de extremidades dos laços pode ocorrer em um pri- meiro diâmetro radialmente interno di e uma pluralidade de outras extremidades dos laços em um ou mais diâmetros maio- res radialmente externos d0, dc sendo maior do que di, for- mando desse modo caminhos de lonas tendo graus variáveis de passo de cordões em diferentes locais na superfície toroi- dal. 0 processo mencionado acima é melhor conduzido usando um aparelho para a formação de uma lona reforçada com cordões moldada toroidalmente anular que tem um mandril to- roidal, um dispositivo para dispensar um ou mais cordões, um dispositivo para guiar os cordões dispensados ao longo de caminhos predeterminados, um dispositivo para colocar uma camada elastomérica no mandril toroidal, um dispositivo para colocar uma camada elastomérica no mandril toroidal, um dis- positivo para costurar os cordões na camada elastomérica, e um dispositivo para reter os cordões enquanto as extremida- des dos laços são formadas. 0 mandril toroidal é preferivelmente rotativo em torno do seu eixo, e proporciona-se um dispositivo que per- mite que o mandril indexe circunferencialmente à medida que o cordão é colocado em um caminho de cordão predeterminado. 0 dispositivo de guia inclui preferivelmente um sistema ro- bótico controlado por computador de eixos múltiplos e um me- canismo de lona, para permitir que o caminho do cordão siga o contorno do mandril, incluindo os perfis côncavo e con- vexo.
DEFINIÇÕES "Relação de aspecto" significa a relação da altura da seção do pneu para a sua largura da seção. "Axial" e "axialmente" significam as linhas ou di- reções que são paralelas ao eixo de rotação do pneu. "Talão" ou "núcleo do talão" significa geralmente aquela parte do pneu que compreende um elemento de tensão anular, os talões radialmente internos sendo associados com a retenção do pneu no aro sendo envolvido por cordões de lo- nas e moldado, com ou sem outros elementos de reforço, tais como cobre-talões, reforços, enchimentos ou cargas, proteto- res de unhas de borracha e agentes antiatrito. "Estrutura de correia" ou "correias de reforço" significa pelo menos duas camadas anulares ou lonas de cor- dões paralelos, tecidas ou não tecidas, subjacentes à banda de rodagem, não ancoradas no talão, e tendo ambas ângulos dos cordões direito e esquerdo na faixa de 17° a 27° em re- lação ao plano equatorial do pneu. "Circunferencial" significa as linhas ou direções se estendendo ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial. "Carcaça" significa a estrutura de pneu à parte da estrutura da correia, banda de rodagem, sub-banda de roda- gem, sobre as lonas, mas incluindo os talões, se usados, em qualquer fixação de aro alternativa. "Invólucro" significa a carcaça, estrutura da cor- reia, talões, costados e todos os outros componentes do pneu, exceto as banda de rodagem e sub-banda de rodagem. "Agentes antiatrito" se referem a tiras estreitas de material colocadas em torno da parte externa do talão, para proteger as lonas dos cordões do aro, distribuir flexão acima do aro. "Cordão" significa um dos fios de reforço dos quais as lonas no pneu são compreendidas. "Plano equatorial (EP)" significa o plano perpen- dicular ao eixo geométrico de rotação do pneu e passando pelo centro da sua banda de rodagem. "Impressão do desenho de rodagem" significa o re- mendo de contato ou área de contato da banda de rodagem do pneu com uma superfície plana, a uma velocidade zero e sob carga e pressão normais. "Pano-forro interno" significa a camada ou camadas de elastõmero ou outro material, que formam a superfície in- terna de um pneu sem câmara e que contêm o fluido de infla- ção dentro do pneu. "Pressão de inflação normal" significa a pressão de inflação de projeto específica e a carga atribuída pela organização de padrões internacional para a condição de uso para o pneu. "Carga normal" significa a pressão de inflação e carga de projeto específicas atribuídas pela organização de padrões internacional apropriada para a condição de uso para o pneu. "Colocação" significa posicionar um cordão em uma superfície por meio de aplicação de pressão, para aderir o cordão no local de colocação ao longo do caminho da lona de- sejado. "Lona" significa uma camada de cordões paralelos revestidos com borracha. "Radial" e "radialmente" significam direções radi- almente no sentido ou para longe do eixo geométrico de rota- ção do pneu. "Pneu de lonas radiais" significa um pneumático limitado circunferencialmente ou cintado, em que pelo menos uma lona tem cordões, que se estendem de talão para talão, que são dispostos em ângulos de cordões entre 65° e 90° com relação ao plano equatorial do pneu. "Altura da seção" significa a distância radial do diâmetro do aro nominal para o diâmetro externo do pneu no seu plano equatorial. "Largura da seção" significa a distância linear máxima paralela ao eixo geométrico do pneu e entre a parte externa dos seus costados, quando e depois do pneu ter sido inflado a uma pressão normal por 24 horas, mas sem carga, excluindo as elevações dos costados devido à marcação, deco- ração ou bandas protetoras. "Ombro" significa a parte superior do costado logo abaixo da borda da banda de rodagem. "Costado" significa aquela parte de um pneu entre a banda de rodagem e o talão. "Largura da banda" significa o comprimento do arco da superfície da banda de rodagem na direção axial, isto é, em um plano paralelo ao eixo geométrico de rotação do pneu. "Enrolamento" significa um envolvimento de um cor- dão sob tensão em uma superfície convexa, ao longo de um ca- minho linear.
DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS A presente invenção vai ser descrita por meio de exemplo e com referência aos desenhos em anexo, em que: a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva do aparelho da presente invenção; as Figuras 2 e 3 ilustram vistas em corte trans- versal do mandril toroidal da presente invenção; as Figuras 4 a 9 ilustram uma vista esquemática simplificada de um cordão único sendo colocado em um caminho de cordão predeterminado em uma vista plana para facilidade de entendimento; as Figuras 10 a 15 ilustram uma vista simplificada dos cordões à medida que são aplicados no mandril toroidal; a Figura 16 ilustra uma representação esquemática simplificada para dispensação simultânea de uma pluralidade de cordões; a Figura 17 ilustra uma vista lateral parcial de um caminho de cordão exemplificativo; a Figura 18 ilustra uma vista plana parcial do ca- minho de cordão exemplificativo da Figura 14, mostrando am- bos os lados do caminho da lona; e as Figuras 19 a 25 ilustram uma variedade de dese- nhos de caminhos de lonas exemplificativos.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Com referência à Figura 1, uma vista em perspecti- va 100 da presente invenção é ilustrada. Como ilustrado, o aparelho 100 tem um dispositivo de guia que tem, além do me- canismo de lona 70, um sistema robótico controlado por com- putador 110 para colocação do cordão 2 na superfície toroi- dal 50. Um dispositivo para aplicar uma camada elastomérica 4 no mandril 52 é proporcionado, que pode incluir um meca- nismo servidor para alimentar tiras da camada 4 no mandril 52. 0 sistema robótico controlado por computador 110 tem um computador 120 e um software pré-programado, que dita o caminho da lona 10 a ser usado para um tamanho de pneu particular. Cada movimento do sistema 110 pode ser articula- do com movimentos muito precisos. O robô 150, que é montado em um pedestal 151, tem um braço robótico 152, que pode ser movimentado preferível- mente em seis eixos. 0 braço manipulador 152 tem o mecanismo de lona 70 fixado como ilustrado.
Os mecanismos formadores de extremidades de laços 60 são posicionados em cada lado 56 do mandril toroidal 52. O braço robótico 152 alimenta o cordão da lona 2 em caminhos predeterminados 10 e o mecanismo formador de extremidades de laços 60 mantém o cordão 2 no lugar, à medida que uma extre- midade enlaçada 12 é formada. Cada vez que uma extremidade 12 é formada, o mandril toroidal 52 é girado, para indexar o passo seguinte P e o caminho da lona adjacente 10 em torno do mandril toroidal 52. 0 movimento do mecanismo de lona 70 permite que curvaturas convexas sejam acopladas a curvaturas côncavas próximas às áreas dos talões, imitando desse modo a forma como moldada do pneu. Um dispositivo 63 para girar o mandril 52 em torno do seu eixo 64 é inteiramente montado em um qua- dro rígido 65, como ilustrado.
Com referência às Figuras 2 e 3, uma vista em cor- te transversal do mandril toroidal 52 da presente invenção é ilustrado. Como ilustrado, as partes radialmente internas 54 em cada lado 56 do mandril toroidal 52 têm uma curvatura côncava que se estende radialmente para fora no sentido da área de enchimento 55 do mandril toroidal 52. À medida que a seção transversal côncava se estende radialmente para fora da parte de costado superior 57, a curvatura transaciona para uma curvatura convexa no que é conhecida, sob outras circunstâncias, como a área de enchimento 55 do mandril to- roidal 52. Esta seção transversal duplica muito rigorosamen- te a seção transversal como moldada de um pneu.
Com referência às Figuras 4 a 9, o dispositivo para guia dos cordões dispensados tem um mecanismo de lona 70, como ilustrado em uma forma esquemática que ilustra como o cordão da lona 2 é disposto em uma superfície elastomérica 4 em um caminho de lona 10 predeterminado. As vistas esque- máticas ilustram simplesmente os componentes operacionais básicos do mecanismo de lona 70 e propiciam uma ilustração muito boa de como o mecanismo 70 funciona para colocar os cordões 2 em uma localização muito precisa.
Para avançar os cordões 2 em um caminho específico 10, o mecanismo 70, que contém dois pares de pinos ou rolos paralelos 40, 42, com o segundo par 42 colocado a 90° em re- lação ao primeiro par 40 e em espaço físico de cerca de 2,54 centímetros (1 polegada) acima do primeiro par 40 e forma uma abertura central 30 entre os dois pares de rolos, o que permite que o caminho do cordão 10 seja mantido neste cen- tro. Como ilustrado, os cordões 2 são mantidos no lugar por uma combinação de embutimento do cordão no composto elas- tomérico 4 colocado previamente na superfície toroidal 50 e da pegajosidade superficial do composto não curado. Uma vez que os cordões 2 são aplicados adequadamente em torno de toda a circunferência da superfície toroidal 50, uma lamina- ção subseqüente do composto de revestimento de topo elas- tomérico (não ilustrado) pode ser usada para completar a construção da lona 20. Como ilustrado, o par de fundo dos rolos 40 usa um primeiro rolo 40A para embutir o cordão 2 em um percurso dianteiro pela superfície toroidal 50, como ilustrado na Figura 4. Na Figura 5, uma vez que o caminho do cordão 10 tenha sido transferido pela superfície toroidal 50, o mecanismo 100 pára e o mecanismo de retenção e o meca- nismo de placa de formação de laço 60 avançam no cordão 2 e comprimem o cordão 2 contra a superfície toroidal 50, como ilustrado na Figura 6. 0 mecanismo 100 então reverte o seu caminho 10, formando um laço 12 no caminho do cordão da lona 10. Neste ponto, o segundo rolo 40B do primeiro par 40 puxa o cordão 2 de volta pela superfície toroidal 50. 0 segundo par de topo 42 posiciona o cordão 2 em um caminho paralelo 10 e cria o espaçamento entre os cordões 2, referido a se- guir como o passo, quando o mandril 52, tendo a superfície toroidal 50 coberta pelo laminado do composto de revestimen- to de fundo 4, avança para o caminho de retorno. Em outras palavras, como ilustrado na Figura 7 da modalidade preferi- da, a superfície toroidal 50 é indexada ou avançada ligeira- mente, propiciando a ocorrência de um espaçamento ou passo (P) circunferencial entre o primeiro caminho da lona abaixo no segundo caminho de retorno da lona. Como ilustrado na Fi- gura 7, o laço 12 que é formado no percurso reverso é ligei- ramente deslocado e portanto deixado ser puxado contra o me- canismo formador de laço 60 à medida que o cordão 2 enlaça o pino, para criar a posição do laço desejada. Como ilustrado na Figura 8, uma extremidade enlaçada 12 é formada e o se- gundo caminho de lona 10 é disposto na superfície toroidal 50 paralela ao primeiro caminho de lona 10. Como ilustrado na Figura 9, o mecanismo de laço 60 se retrai depois e o se- gundo caminho de lona 10 é terminado. Este processo é repe- tido para formar uma série de cordões 2, que são contínuos e paralelos dentro de pelo menos determinadas partes do cami- nho de lona 10. Isto é feito por se ter o mandril toroidal 52 com a superfície toroidal 50 com um composto elastomérico 4 laminado no mesmo, para indexar ou avançar uniformemente em torno do seu eixo geométrico, com cada percurso do par de pinos dos rolos 40, 42, para criar um caminho linearmente paralelo 10, distribuído uniformemente em torno da superfí- cie toroidal 50. Por variação do avanço do cordão 2 à medida que o mecanismo 100 atravessa, é possível criar caminhos de cordões paralelos não lineares 10 para ajustar a rigidez do pneu e variar a flexão com a carga.
De preferência, o cordão 2 é enrolado em torno de um mecanismo de tensão ou lona 70, para ajustar e manter a tensão requerida no cordão 2. Se estiver muito firme, vai levantar o cordão do laminado de revestimento, quando os pi- nos dos rolos 40, 42 revertem a direção. Se estiver muito folgado, não vai criar um laço no comprimento correto em torno do mecanismo de pino de laço 60. Como um exemplo, ten- são no cordão 2 é criada à medida que passa entre uma série de rolos 72, capazes de ajustar e manter a tensão necessária para o processo e o rolo 40, 42. O que é diferente sobre a presente técnica é que o grau de tensão aplicada tem que ser suficientemente pequeno para não levantar os cordões 2 das suas posições colocadas na superfície toroidal 50. Em outras palavras, o cordão 2 fica se apoiando na superfície toroidal 50, posicionado e costurado em uma camada elastomérica 4, de modo que a pegajosidade entre o cordão 2 e a camada elas- tomérica 4 é maior do que a tensão aplicada pelo mecanismo de lona 70. Isto permite que os cordões 2 se estendam livre- mente na superfície toroidal 50, sem movimentar ou separar durante o período de construção da lona. Isto é significati- vamente diferente dos mecanismos da técnica anterior, que necessitavam de caminhos lineares e necessitavam de um gran- de grau de tensão para reter os caminhos dos cordões, à me- dida que o equipamento está atravessando uma superfície con- vexa para criar uma lona laminada.
Com referência às Figuras 10 - 15, deve-se dar atenção à vista tridimensional de um cilindro representando como o caminho da lona 10 é iniciado ao longo do que seria genericamente considerada a região do talão 22 da carcaça 20, ao longo do costado do pneu 24 no sentido da região do ombro 25 da superfície toroidal 50, e depois atravessa a su- perfície toroidal 50 em uma área referida comumente como o abaulamento 26, como ilustrado na Figura 11. Na Figura 11, nota-se que o caminho do cordão da lona 10 é disposto a um ângulo ligeiro. Enquanto o caminho da lona 10 pode estar a qualquer ângulo, incluindo a 90° ou menos, o caminho da lona 10 pode ser também aplicado em um modo não linear. Como ilustrado na Figura 12, uma vez que o cordão da lona 2 é atravessado completamente pela superfície toroidal 50 e abaixo do lado oposto, o laço 12 é formado como discutido acima e o cordão 12 é posto de volta pelo abaulamento 26, como ilustrado na Figura 12. Na Figura 13, o cordão 2 então segue abaixo do costado do pneu 24 no sentido da região do talão 2, na qual é girado formando um laço 12, como discuti- do acima, e depois atravessa de volta pela superfície toroi- dal 50 em um caminho linear 10, como ilustrado, que é para- lelo aos primeiro e segundo caminhos dos cordões da lona 10.
Este processo é repetido nas Figuras 14 e 15 à medida que a superfície toroidal 50 é indexada, criando um caminho de cordão de lona muito uniforme e espaçado uniformemente 10.
Com referência à Figura 16, o mecanismo de lona 70 pode ser proporcionado com rolos adicionais 40, de modo que múltiplos caminhos 10 podem ser atravessados em torno da su- perfície toroidal 50. Como ilustrado, três carreteis de dis- pensação 74 são ilustrados atravessando três rolos 42A, 42B, 42C, que são espaçados em uma sequência escalonada, propici- ando aberturas entre cada par de rolos, para continuar a guiar os cordões 2, enquanto o par inferior ou de fundo dos rolos 40A, 40B proporcionam a costura dos cordões 2 na su- perfície toroidal 50. De novo, o mesmo mecanismo de laço 60 pode ser usado para prender os cordões 2 em cada extremidade de laço 12. Como ilustrado, apenas um mecanismo de laço 60 é ilustrado. No entanto, deve-se entender que há um par de me- canismos de laço, cada um deles estando em cada lado da su- perfície toroidal 50.
Com referência â Figura 17, um caminho de lona 10 é ilustrado, com o qual as extremidades dos laços 12B podem ser ajustadas radialmente para fora. Como ilustrado, o laço 12, enquanto sendo parte de um fio contínuo de cordão 2, vai apenas parcialmente para o costado 26 e termina nele. Este fio contínuo de cordão 2 vai criar um caminho 10, por meio do qual as extremidades dos laços 12B do primeiro conjunto de pares adjacentes dos caminhos dos cordões 10 têm extremi- dades de laços 12B a um diâmetro ligeiramente maior do que do segundo par de extremidades de laços 12A. Isto é repetido alternadamente. Este caminho do cordão particular 10 cria o caminho do cordão 10, como ilustrado na Figura 18, ilustrado em uma posição de disposição plana. A vantagem deste tipo de caminho de cordão 10 é que menos extremidades de cordões 12A são espaçadas na área de fixação do talão 22, enquanto na área de enchimento 26 caminhos de cordões de lonas 10 adici- onais são incorporados. Este é um aspecto tremendamente im- portante do presente mecanismo 100, pelo fato de que, depen- dendo do diâmetro do cordão da lona, as extremidades por centímetro (polegada) são fisicamente limitadas pelo diâme- tro do cordão. Por exemplo, os pneus de carros de passeio não podem exceder, tipicamente, 11,8 extremidades por centí- metro (30 extremidades por polegada), com um mínimo de rebi- te ou borracha espaçada entre os cordões 2. Para obter mais extremidades por centímetro (polegada), cordões finos 2 de- vem ser usados e há um limite para a resistência mecânica destes cordões finos 2. No entanto, à medida que a carcaça do pneu, com uma lona formada plana, se expande na configu- ração toroidal, o espaçamento ou passo dos cordões da lona é esticado de tal modo que os cordões por centímetro (polega- da) próximos à área de abaulamento 26 do pneu são freqüente- mente pelo menos metade do número na área do talão. Esta li- mitação física pode ser corrigida pelo uso judicioso das terminações das lonas 12 em diferentes diâmetros, como ilus- trado nas Figuras 18 a 21. Na Figura 18, um espaçamento de cordões de 11,8 extremidades por centímetro (30 extremidades por polegada) pode obter um espaçamento de cordões de abau- lamento de 11,8 extremidades por centímetro (30 extremidades por polegada), a razão sendo que se obtém a duplicação dos cordões na área de abaulamento por deslocamento da extremi- dade enlaçada 12B ligeiramente acima da área do talão 22.
Desse modo, no caminho da lona de forma toroidal 10, é pos- sível manter um caminho de lona uniforme por todo o caminho pela estrutura da carcaça. Isto permite que o projetista de pneu use, possivelmente, cordões mais finos ou menos cordões e obtenha ainda a mesma resistência mecânica dos pneus atu- ais .
Com referência à Figura 19, ilustra-se que um ca- minho de cordão de lona longo 10A pode ser usado pelo pneu e depois podem ser aplicados dois caminhos de cordões de lonas curtos 10B, depois um caminho de lona de cordão longo 10A no lado oposto. Os caminhos de cordões de lonas longos 10A são deslocados circunferencialmente em um modelo de dois cami- nhos curtos 10B, estando entre cada um dos caminhos de cor- dões de lonas longos deslocados circunferencialmente 10A; desse modo, quatro destas extremidades curtas de caminho de cordão de lona 12B ficam em cada lado entre as extremidades longas 12A, como ilustrado na Figura 19. A Figura 20 ilustra uma construção de caminho de lona na qual um desses caminhos de cordão de lona curto 10B fica entre os caminhos longos deslocados circunferencialmen- te 10A. Na Figura 21, cada caminho de cordão de lona 10 cria um caminho de lona longo deslocado circunferencialmente 10A
Desse modo, em cada metade do caminho de cordão de lona, como ilustrado na Figura 21, há um longo 10A, depois um cur- to 10B, depois um caminho de cordão de lona longo 10A forma- do pelas extremidades de laços 12A, 12B e 12C, como ilustra- do.
Com referência à Figura 22, dois caminhos de cor- dões de lonas 10A, 10B são ilustrados, que se estendem de extremidade em extremidade em um modo repetido. Os caminhos de cordões de lonas 10A, 10B, como ilustrados, mostram a possibilidade de criação de duas camadas. Uma primeira cama- da de caminhos de cordões de lonas paralelos 10A é mostrada com uma curvatura em uma direção. 0 segundo caminho de cor- dão de lona 10B da Figura 22 pode ser uma segunda camada de caminhos de cordões de lona que podem ser aplicados continu- amente na parte de topo do primeiro caminho de cordão de lona 10A. Ambos estes caminhos de cordões de lonas 10A, 10B, como ilustrados na Figura 22, ilustram a capacidade de pro- duzir caminhos de cordões não lineares em um modo uniforme.
Esta técnica facilita bastante a construção de autênticos pneus de cordões de caminhos de lonas geodésicos, como um pneu viável e de fabricação prática. Quase todos os caminhos de cordões de lonas do tipo não linear ou geodésico 10 são simplesmente aproximações, devido ao fato de que os cordões 2 não são dispostos em um modo que é verdadeiramente repre- sentativo da forma interna do pneu ou da forma inflada como vulcanizado. Como Purdy, em seu livro Mathematics Underlying the Design of Pneumatic Tires, verificou na página 84, "É virtualmente impossível, por qualquer meio aceitável, produ- zir talões de pneus pelo processo de enrolamento que sejam uniformes em tamanho, forma ou em tensão nos cordões na re- gião do talão. É devido em grande parte a estas razões que as máquinas de enrolamento de cordões têm um valor limitado na formação de caminhos de cordões geodésicos". A presente invenção propicia que os caminhos dos cordões de lonas sejam colocados quase que exatamente na mesma posição que o pneu vulcanizado, tornando estes pneus pregueados não lineares exequíveis.
Com referência à Figura 23, a lona 20 mostra como um pneu padrão atualmente manufaturado pode ser construído, onde todas as terminações de lonas 12 estão no mesmo local.
Com referência âs Figuras 24 e 25, os caminhos de lonas predeterminados 10 são projetados de modo que o costa- do vai ter um maior número de cordões se estendendo até no sentido da área de abaulamento 26, mas vão parar logo de atravessar o abaulamento 26 na extremidade do laço 12B e vai retornar atravessando novamente e depois criar uma lona con- tínua por toda a superfície toroidal 50. Estes caminhos de lonas 10, com os quais apenas uma parte dos cordões das lo- nas 2 atravessa de fato a linha central do pneu sob a área de abaulamento 26, pode ser usada vantajosamente. Na maior parte dos pneus de carros de passeio leves e de caminhões, os cordões 2 atravessando a linha central são de pouco valor estrutural, com base em parte à estrutura de reforço da cor- reia do pneu, que transmite demonstrativamente todas as car- gas pela área de enchimento do pneu 26. Consequentemente, o uso de um grande número de cordões de lonas 2 pela área de abaulamento 26 é uma redundância que não incorpora um grande valor estrutural. 0 que é interessante sobre os caminhos dos cordões das lonas 10 das Figuras 24 e 25 é que tiram vanta- gem de o que podería, sob outras circunstâncias, ser intitu- lado um conceito de lona dividida, mas com a vantagem de que pelo menos cada segundo ou cada terceiro caminho de cordão de lona 10 atravesse o abaulamento 26, criando um valor es- trutural otimizado. Em outras palavras, em vez de se basear, simplesmente, nos caminhos de lonas divididas 10B, estas têm um caminho de lona contínua alternativo 10A pelo abaulamento 26, que proporciona fatores de segurança e confiabilidade adicionais.
Claims (4)
1. Processo de fabricação de uma lona reforçada com cordão moldada toroidalmente anular para um pneu compre- endendo as etapas de: aplicar uma camada elastomérica (4) em uma super- fície toroidal (50); colocar e costurar um ou mais cordões (2) em com- primentos contínuos na camada elastomérica (4) em caminhos de cordões predeterminados; reter cada cordão (2) contra a camada elastomérica (4), após o cordão (2) ser colocado e costurado; indexar o caminho do cordão para uma próxima loca- lização circunferencial; formar uma extremidade de laço (12) por reversão da direção do cordão (2); e liberar o cordão (2) retido, após a extremidade do laço (12) ser formada e a direção do caminho do cordão ser revertida; em que a superfície toroidal (50) tem uma parte radialmente interna (54) em cada lado (56) tendo uma curva- tura côncava e uma área abaulada (55) tendo uma curvatura convexa, em que a curvatura côncava se estende radialmente para fora na direção da área abaulada (55), e em que a etapa de colocação e costura de cada cordão (2) inclui o atravessamento do cordão (2) através de um caminho incluindo pelo menos uma das ditas curvaturas côncavas e pe- lo menos uma parte da área abaulada convexa (55), CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de formar as extremi- dades de laço (12) inclui colocar uma ou mais extremidades de laço em um diâmetro radialmente interno e uma ou mais ex- tremidades de laço adjacentes em um diâmetro radialmente ex- terno em um padrão repetitivo em cada lado da superfície elastomérica moldada toroidalmente.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: dispensar o um ou mais cordões a partir de carre- téis (74); e/ou guiar o cordão (2) em caminhos predeterminados à medida que o cordão (2) é dispensado.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente formar redobras na lona ao estender os laços elastoméricos e as extremidades de laço em cada lado da superfície toroidal.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de formar as extremi- dades de laço inclui colocar uma pluralidade de extremidades de laço em um primeiro diâmetro radialmente interno e uma pluralidade de outras extremidades de laço em um ou mais di- âmetros radialmente externos formando assim caminhos de lona tendo quantidades variantes de cordões por centímetro em di- ferentes localizações da superfície toroidal.
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