BRPI0415892B1 - Câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneu, método de fabricar uma câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneu, e, processo para fabricar pneus - Google Patents

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“CÂMARA EXPANSÍVEL PARA APARELHOS PARA FABRICAÇÃO DE PNEU, MÉTODO DE FABRICAR UMA CÂMARA EXPANSÍVEL PARA APARELHOS PARA FABRICAÇÃO DE PNEU, E, PROCESSO PARA FABRICAR PNEUS” Descrição A presente invenção é relativa a uma câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneu, constituída de dois ou mais materiais elastomérícüs que tem composições diferentes colocados em diversas camadas reciprocamente acopladas, por exemplo.

Também é um objetivo da invenção fornecer um método de fabricar dita câmara, Nas configurações que serão divulgadas na presente descrição, a invenção é concebida para ser utilizada dentro do escopo de processos de fabricação de pneu e, mais particularmente, nas etapas de construção de pneus verdes. A construção de pneus para rodas de veículos geralmente envolve que uma luva de carcaça seja formada em um tambor de construção, cuja luva de carcaça compreende uma ou mais lonas de carcaça enroladas em uma conformação cilíndrica e duas estruturas de reforço anelar ajustadas nas abas extremas axialmente opostas da lona de carcaça em relação coaxial, de tal maneira que ditas abas se projetam axialmente a partir das próprias estruturas de reforço anelar.

Também aplicado ao tambor de construção existe um par de costados de material elastomérico que se estendem, cada uma, na extensão axial de uma das abas extremas da lona de carcaça, Uma estrutura de cinta anelar é feita em uma estação de trabalho separada, e uma banda de rodagem pode ser em seguida associada a ela em uma posição radialmente externa. A estrutura de cinta anelar, juntamente com a banda de rodagem possivelmente já aplicada a ela, são apanhadas por um demento de transferência anelar para serem colocadas em relação coaxial com a luva de carcaça colocada em um tambor de construção, ou possivelmente, enquanto isto, transferida sobre um tambor de conformação. Em seguida à aproximação axial das duas metades do tambor de construção ou de conformação, e injeção simultânea de fluido na luva de carcaça, a lona de carcaça recebe uma configuração toroidal de modo que se expanda radialmente até que seja trazida em contato com a superfície interna da estrutura de cinta.

Antes ou depois da etapa de conformação descrita acima, os costados e/ou as abas extremas da lona de carcaça devem ser enrolados ao redor das estruturas de reforço anelar para serem aplicados contra a lona de carcaça. Para este objetivo, é usualmente fornecido que, associado com o tambor de construção ou de conformação, exista no mínimo um par de câmaras que são expansíveis entre uma condição de repouso, na qual elas estão substancialmentc achatadas contra uma superfície cilíndrica do próprio tambor, e uma condição de trabalho, na qual elas estão infladas até alcançar uma conformação substancial mente toroidal.

Na condição de repouso as câmaras fornecem um assento de apoio ao qual os costados e/ou as abas extremas da lona de carcaça são aplicados. Durante o enchimento as câmaras levantam os costados e/ou a lona de carcaça de modo a girá-las ao redor das estruturas de reforço anelar e aplicá-las contra a lona de carcaça. Em aplicações particulares, tal como fabricação de pneus para motocicletas, a utilização de câmaras expansíveis pode também ser fornecida para facilitar uma aplicação correta da estrutura de cinta e da possível banda de rodagem à estrutura de carcaça. Mais particularmente, para esta finalidade é fornecido que no mínimo duas câmaras expansíveis sejam associadas com o dispositivo de transferência anelar utilizado para suportar a estrutura de cinta em relação coaxial com a luva de carcaça; ditas câmaras são localizadas em posições axialmente opostas e podem ser ativadas para trazer as bordas axialmente opostas da estrutura de cinta e a possível banda de rodagem no sentido da lona de carcaça conformada em uma conformação toroidal. Assim, aplicação correta da estrutura de cinta é assegurada sobre toda a largura, mesmo sobre estruturas de carcaça que têm um perfil de seção transversal com uma forte curvatura.

As câmaras expansíveis do tipo mencionado, usualmente feitas de tal material elastomérico selecionado para promover os aspectos de duração e os custos de fabricação reduzidos das próprias câmaras, podem pedir a presença de insertos de reforço usualmente do tipo têxtil ou metálico, para controlar as deformações geométricas de ditas câmaras durante o enchimento. Em adição, expedientes particulares são requeridos para serem adotados, de modo que a natureza pegajosa do material elastomérico bruto que constitui os diferentes elementos de construção do pneu, não escondam uma separação uma regular da câmara do pneu em trabalho, quando a própria câmara é trazida de volta para a condição de repouso.

Para enfrentar este requisito a recorrência a tratamentos superficiais é conhecida, os ditos tratamentos essencialmente consistindo em vulcanizar substâncias adequadas de prevenção de adesividade ou agentes de reticulação usualmente aplicados por borrifamento sobre as superfícies da câmara externa.

Estes tratamentos envolvem, contudo, diferentes problemas que se originam do material usado como agente de reticulação ou de prevenção de adesividade, do equipamento necessário e do tempo requerido para realizar o tratamento. O tratamento de superfície também pode conferir origem a problemas em termos de impacto ambiental, uma vez que os materiais utilizados como agentes de reticulação ou de prevenção/liberação de adesividade podem ser perigosos.

Verificou-se ainda, que a utilização desta substâncias, mesmo quando manipuladas com grande precaução, podem provocar uma poluição indesejável dos materiais elastoméricos brutos que constituem os componentes do pneu, prejudicando com isto os aspectos físicos e de resistência mecânica do produto acabado.

Também é conhecido associar insertos de material butílico ou de espuma de látex com a câmara nas partes projetadas para entrar em contato com os componentes do pneu; contudo, estes materiais nem sempre oferecem seguranças suficientes com relação à sua permanência firmemente ligados à própria câmara. O estado da técnica propõe soluções diferentes para reduzir adesão de uma câmara às superfícies de pneu. Por exemplo, o documento JP 63.125.311 propõe fabricação de uma câmara expansível a ser utilizada para vulcanização de pneu, por meio de uma composição elastomérica que compreende uma borracha orgânica é um siloxano poli-orgânico que contém um elastômero modificado com silicone especifico como o agente de solubilização.

No documento JP 5.031.724 a utilização de uma câmara com camadas expansíveis é proposta para vulcanização do pneu, a qual tem uma camada elastomérica interna que consiste de borracha butüica e uma camada elastomérica externa que consiste de borracha de silicone. A camada interna de borracha butüica assegura uma vedação hermética ao vapor sob pressão enquanto a camada externa de borracha de silicone facilita o deslizamento da câmara sobre as superfícies internas do pneu e a libera dele quando a vulcanização está terminada.

Verificou-se, contudo, que nas fabricação de câmaras deste tipo diversas dificuldades são encontradas para obter uma união eficiente e confiável entre as camadas interna e externa, uma vez que elas são feitas de diferentes materiais elastoméricos. Em particular, as bases poliméricas butüicas e de silicone não são muito compatíveis uma com a outra, uma vez que elas não são capazes de realizar reticulação juntas, isto é, formar ligações moleculares estáveis uma com a outra, o que prejudica a confiabilidade e duração das câmaras com camadas feitas de acordo com a técnica conhecida.

Percebeu-se que para obter um processo utilizando de maneira vantajosa uma câmara com camadas, é necessário fornecer um dispositivo de ligação eficiente entre misturas não compatíveis como aquela butílica e aquela de silicone, para evitar os problemas acima mencionados.

Verificou-se que fabricar as diferentes camadas de dita câmara de tal maneira a obter um engatamento mecânico entre as superfícies de contato, toma possível obter câmaras feitas de misturas não compatíveis, que são muito confiáveis e de longa duração para utilização em combinação com um aparelho para fabricação de pneus, uma vez que as forças que tendem a separar as diferentes camadas como resultado de ambos, da pressão de enchimento e das forças transmitidas para a peça em elaboração, são equilibradas pelas reações de constrição geradas entre as superfícies de contato das diferentes camadas como um resultado de dito engatamento mecânico.

Mais especificamente, de acordo com a presente invenção, os diferentes materiais requeridos na fabricação de uma câmara com camadas são arranjados na forma de um elemento contínuo alongado e reciprocamente acoplados antes ou durante o enrolamento do mesmo em um suporte de conformação, de modo a obter um revestimento em camadas, no qual os materiais são reciprocamente unidos de acordo com um perfil de interface ondulado que define elementos complementares de engatamento mecânico entre os próprios materiais. Selecionando de maneira adequada a forma e arranjo recíproco dos elementos alongados, a conformação do perfil da interface ondulada pode ser controlado com uma ampla margem, por exemplo, com relação à largura e passo de onda de modo a aumentar a superfície de acoplamento entre os materiais. É portanto um objetivo da invenção fornecer uma câmara expansível para os aparelhos para fabricação de pneu, compreendendo: - no mínimo uma primeira camada de um primeiro material elastomérico, - e uma segunda camada de um segundo material elastomérico diferente de dito primeiro material elastomérico; - na qual dita segunda camada está em uma posição radialmente externa à dita primeira camada; - na qual ditas primeira e segunda camadas têm um perfil de interface ondulado; - na qual dito perfil da interface define elementos de engatamento mecânico entre os primeiro e segundo materiais elastoméricos. É outro objetivo da invenção fornecer um método de fabricar dita câmara, compreendendo as etapas de: - preparar no mínimo um primeiro elemento alongado que inclui uma primeira fileira de material elastomérico e no mínimo um segundo elemento alongado que inclui uma segunda fileira de material elastomérico que tem uma composição diferente daquela do primeiro material elastomérico; - colocar dito primeiro elemento alongado em um suporte de conformação na forma de espiras enroladas ao redor de um eixo geométrico de dito suporte de conformação de modo a formar uma primeira camada de dito primeiro material elastomérico; - colocar dito segundo elemento alongado sobre o suporte de conformação, na forma de espiras enroladas ao redor do eixo geométrico de dito suporte de conformação de modo a formar uma segunda camada de dito segundo material elastomérico em uma posição radialmente externa à dita primeira camada; - ditas primeira e segunda camadas tendo um perfil de interface ondulado no qual dito perfil da interface define elementos de engatamento mecânico entre os primeiro e segundo materiais elastoméricos; - vulcanizar dita câmara. A invenção também propõe novos processos e aparelhos para fabricação de pneus.

Outros aspectos e vantagens se tomarão mais evidentes da descrição detalhada de uma configuração preferencial, porém não exclusiva, de uma câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneus do método de fabricação relacionado, bem como dos processos e aparelhos para fabricar pneus para rodas de veículo de acordo com a presente invenção.

Esta descrição será feita daqui em diante com referência aos desenhos que acompanham fornecidos à guisa de exemplo não limitativo, nos quais: A Figura 1 mostra de maneira diagramática, em uma seção diametral fragmentada, um aparelho de fabricação que incorpora câmaras expansíveis de acordo com a invenção durante a etapa de enchimento; A Figura 2 é uma vista em seção transversal fragmentada da câmara na Figura 1, em uma escala ampliada; A Figura 3 mostra lateralmente um diagrama da colocação simultânea de um primeiro e de um segundo elemento alongado sobre um suporte de conformação para a finalidade de fabricar a câmara expansível em referência; A Figura 3a mostra lateralmente um diagrama da colocação simultânea de um primeiro e de um segundo elemento alongado sobre um suporte de conformação de acordo com uma configuração alternativa possível; A Figura 3b mostra lateralmente um diagrama da colocação simultânea de um primeiro e de um segundo elemento alongado sobre um suporte de conformação de acordo com uma outra configuração alternativa; A Figura 4 mostra, de maneira diagramática, um elemento contínuo semelhante a tira em seção transversal a ser obtido de acoplamento recíproco entre os primeiro e segundo elementos alongados, junto ao plano ao longo da linha IV- IV na Figura 3, por exemplo; A Figura 5 mostra, à guisa de exemplo, um diagrama de deposição do elemento contínuo semelhante a tira na forma de espiras colocadas juntas uma da outra para obter uma câmara expansível, como mostrado na Figura 2; A Figura 6 mostra, de maneira diagramática, um elemento contínuo semelhante a tira em seção transversal a ser obtido acoplando um primeiro e um segundo elemento alongado em uma conformação triangular, de acordo com uma configuração alternativa possível da invenção; A Figura 7 é uma vista em corte fragmentado de um diagrama de deposição do elemento contínuo semelhante a tira mostrado na Figura 6, na forma de espiras colocadas juntas uma da outra.

Com referência aos desenhos, uma câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneus de acordo com a presente invenção foi identificado genericamente pelo numeral de referencia 1.

Na configuração mostrada na Figura 1, no mínimo um par de câmaras 1 é utilizado em combinação com um aparelho de fabricação genericamente identificado com 2, que compreende um tambor de construção ou de conformação 3. sobre o qual uma estrutura de carcaça 4 é formada, a qual compreende, no mínimo, uma lona de carcaça 5, um par de estruturas de reforço anelar 6 em engatamento com as abas extremas opostas 5a da própria lona, nas áreas de pneu usualmente identificadas como “talões”, e um par de costados 7 de material elastomérico que se estendem para longe a partir das estruturas de reforço anelar 6. O tambor de construção ou de conformação 3 consiste de duas metades 3a, 3b que podem ser aproximadas reciprocamente para fazer com que a estrutura de carcaça 4, inicialmente colocada na forma de uma luva cilíndrica sobre o próprio tambor, seja conformada em uma conformação toroidal para aplicar uma porção radialmente externa da lona 5 contra a superfície interna de uma estrutura de cinta 28, possivelmente acoplada com uma banda de rodagem 29 e retida em uma posição coaxial com a luva de carcaça por meio de um dispositivo de transferência anelar 30.

No exemplo na Figura 1 um primeiro par de câmaras 1 está em engatamento, cada uma por meio de apêndices de ancoragem respectivas la formadas junto a suas bordas circunferenciais com as respectivas metades do tambor de construção ou de conformação 3. Dispositivos de admissão de fluido (não mostrado) usualmente associados com o tambor 3 fornecem ar ou outro fluido sob pressão para o interior de cada câmara 1 para provocar enchimento desta última, começando de uma condição de repouso, ou esvaziada, mostrada na linha cheia, para uma condição de trabalho mostrada em linha interrompida. Na condição de repouso a câmara 1 está substancialmente achatada contra o tambor 3, para fornecer uma superfície de suporte cilíndrica para o respectivo costado 7 e/ou a aba extrema 5a da lona de carcaça 5. Na condição de trabalho a câmara 1, ao contrário, assume uma conformação substancialmente toroidal para provocar giro da aba externa 5a ao redor da respectiva estrutura de ancoragem anelar 6 e/ou aplicação do costado 7 contra a superfície lateral da lona de carcaça 5 depois que esta última tenha sido conformada em uma configuração toroidal.

No exemplo mostrado na Figura 1 o aparelho de fabricação 1 é particularmente adaptado para a fabricação de pneus do perfil que tem uma curvatura elevada, como no caso de pneus para veículos de duas rodas e é dotado, em adição a ou em lugar das câmaras descritas acima com referência ao tambor de construção ou de conformação 3, com um segundo par de câmaras expansíveis 1 carregadas pelo dispositivo de transferência anelar 30, cada um deles estando próximo de uma das bordas axialmente opostas do próprio dispositivo. Na condição de repouso cada uma das câmaras 1 está achatada contra uma superfície cilíndrica interna do dispositivo de transferência anelar 10 como mostrado na linha interrompida, enquanto que na condição de trabalho, cada câmara está radialmente expandida no sentido do interior do próprio dispositivo, assumindo uma conformação substancialmente toroidal. Na condição de trabalho cada câmara 1 atua próximo às bordas axialmente opostas da estrutura de cinta 28 e da possível banda de rodagem 29, de modo a provocar a aplicação desta última contra a estrutura de carcaça 4 que já tem uma conformação toroidal para possibilitar acoplar com a própria estrutura de cinta.

Quando a fabricação foi completada, o pneu é usualmente submetido a uma etapa de moldagem e vulcanização.

Cada câmara expansível 1 é constituída vantajosamente de no mínimo uma primeira camada 8 de um primeiro material elastomérico e de uma segunda camada 9 de um segundo material elastomérico diferente do primeiro material elastomérico, e colocado em uma posição radialmente externa com relação à primeira camada 8. As primeira e segunda camadas 8 e 9 são vantajosamente acopladas a um perfil de interface ondulado 10 que define elementos de engatamento mecânico 10a entre as primeira e segunda camadas 8, 9.

Em uma configuração preferencial o primeiro material elastomérico, que forma a primeira camada 8 colocada em uma posição radialmente interna, consiste de uma mistura baseada em borracha natural ou sintética (uma mistura baseada em butil, por exemplo) ou misturas delas, de modo a fornecer seguramente à câmara expansível 1 boas características de duração, resistência a tensões e custos de fabricação reduzidos. O segundo material elastomérico que forma a segunda camada 9, por sua vez, consiste preferivelmente de uma mistura baseada em silicone ou uma mistura de outro material que é pouco compatível com as misturas utilizadas para fabricação de pneu, de modo a promover liberação da câmara 1 do costado 7 ou de um outro componente estrutural de pneu submetido à ação da própria câmara, quando esta última é trazida da condição operacional de volta para a operação de repouso.

Como mostrado na Figura 1, a primeira camada 8 pode se estender vantajosamente sobre toda a extensão da respectiva câmara 1, enquanto a segunda camada 9 preferivelmente se estende seguindo uma porção superficial da primeira camada 8 localizada na vizinhança de uma das bordas circunferenciais da própria câmara, de maneira limitada às áreas projetadas para entrar em contato com os costados 7 ou outros componentes do pneu.

Como mostrado na Figura 2 um passo de onda P e uma altura de onda H podem ser identificados no perfil de interface ondulado 10. Na presente especificação e nas reivindicações a seguir, por “passo” de onda do perfil de interface quer-se significar a distância P medida em uma direção axial em seção reta entre os pontos medianos de duas ondas consecutivas. No contexto da presente definição o ponto mediano de cada onda é o ponto médio do segmento “n” que une as extremidades internas radialmente opostas de dita onda. Na Figura 2 a linha Z, sobre a qual o valor P está indicado, é paralela ao eixo geométrico da câmara 1 e, portanto, representa a direção axial. A direção radial E está indicada aqui e no que segue da especificação e das reivindicações anexas em ângulos retos com a linha Z.

Finalmente, na presente descrição e nas reivindicações a seguir, por “altura” de cada onda de dito perfil de interface quer-se significar a projeção H sobre um plano paralelo ao plano equatorial da câmara 1 (que, no exemplo mostrado, é coincidente com a direção radial E), de um segmento “m” que se estende em um plano em seção reta perpendicularmente ao segmento “n” que une ditas extremidades de onda radialmente internas ou a extensão do próprio segmento entre dito segmento ou o segmento extensão e o ponto o mais externo radialmente da onda.

Para possibilitar um engatamento mecânico eficiente entre camadas 8 e 9, a altura de onda H é preferivelmente igual a ou mais alta do que um décimo de, e preferivelmente mais alta que metade de o passo da onda P, de modo a obter elementos de engatamento mecânico efetivos 10a também na ausência de recortes.

Na configuração mostrada na Figura 2 a altura de onda H é tão alta como cerca de duas vezes o valor do passo de onda P.

Em adição, e de maneira vantajosa, as ondas que definem o perfil ondulado 10 podem ser fornecidas para ter uma extensão, identificada pela linha bissetriz K do vértice de cada onda, inclinada com uma direção Q normal a uma linha mediana L da extensão do próprio perfil ondulado, mesmo em uma extensão maior do que mostrado na Figura 2. Mais especificamente, de acordo com uma configuração preferencial, para fornecer um engatamento mecânico particular, o ângulo de inchnação α incluído entre dita linha bissetriz K e a perpendicular Q à linha mediana L está incluído entre cerca de 45° e cerca de 88° e, mais preferivelmente, entre cerca de 60° e cerca de 85°.

Um valor adequado do ângulo de inchnação a, entre outras coisas, permite que um acoplamento eficiente entre as primeira e segunda camadas seja assegurado mesmo quando o componente em camadas do qual elas fazem parte é muito restrito.

Em adição ou como uma alternativa à descrição acima, os elementos de engatamento mecânico complementares 10a definidos pelo perfil da interface 10 podem ser fornecidos para terem porções 10b de constrição de recorte recíproco como mostrado na Figura 7.

Como visto das Figuras 5 e 7, uma terceira camada de material elastomérico 11 pode ser ainda fornecida, dita camada sendo colocada em uma posição radialmente interna à primeira camada 8 e sendo de reticulação com o material elastomérico que forma a primeira camada.

Se requerido, uma quarta camada de material elastomérico 12 também pode ser arranjada em uma posição radialmente externa à segunda camada 9, dita quarta camada tendo reticulação com o material elastomérico que pertence no mínimo à própria segunda camada.

Em uma solução técnica preferencial, a câmara tem uma espessura global S incluída à guisa de indicação entre 1 e 8 mm, igual a cerca de 2 mm, por exemplo. A porção radialmente interna da câmara 1 formada da primeira camada 8 e a possível terceira camada 11 preferivelmente têm uma espessura medida com referência à dita linha mediana L do perfil de interface ondulado 10 maior do que 1/2 e preferivelmente correspondente a no mínimo 3/5 da espessura global S da câmara. A espessura da porção radialmente externa da câmara 1, constituída da segunda camada 9 e a da quarta camada 11, se alguma, será vantajosamente reduzida para não mais do que metade da espessura global S, para o benefício dos custos de fabricação da câmara, uma vez que a mistura de borracha natural ou sintética ou misturas delas, é menos cara do que a mistura com base em silicone, que é também mais durável devido à sua maior resistência mecânica. A fabricação da câmara expansível 1 descrita acima considera a preparação de um primeiro elemento alongado 13, um segundo elemento alongado 14 feito dos primeiros e segundo materiais elastoméricos brutos respectivamente. Os primeiro e segundo elementos alongados obtidos por meio de extrusão e alimentados a partir de uma primeira 15 e uma segunda 16 extrusora, respectivamente, são guiados para no mínimo um rolete 17 ou outro elemento de alimentação que os coloca sobre uma superfície de deposição 18a de um suporte de conformação 18 de uma forma cilíndrica ou outra forma adequada, dependendo dos aspectos geométricos da câmara expansível a ser obtida. O suporte de conformação 18 é preferivelmente suportado por um braço robotizado 19, apenas parcialmente mostrado, uma vez que ele já é conhecido do documento WO 00/35.666 Al em nome do mesmo Requerente. O braço robotizado 19 fornece ao suporte de conformação 18 um movimento rotativo de distribuição circunferencial ao redor do seu eixo de rotação geométrico X, por efeito do que é provocada uma distribuição circunferencial dos elementos alongados 13, 14 colocados pelo rolete de alimentação 17 sobre a superfície de deposição 18a.

De maneira simultânea, o braço robotizado 19 move o suporte de conformação 18 na frente do rolete de alimentação 17 através de deslocamentos relativos controlados de distribuição transversal, de modo que os primeiro e segundo elementos alongados 13, 14 colocados sobre a superfície de deposição 18a são formados em espiras enroladas ao redor do eixo geométrico X do suporte de conformação 18.

Ao sair das respectivas extrusoras 15, 16, os primeiro e segundo elementos alongados 13, 14 são guiados em direções reciprocamente convergentes no sentido de um ponto de acoplamento recíproco no qual os próprios elementos alongados se encontram e aderem um ao outro formando um elemento contínuo semelhante a tira 20 que é colocado ou distribuído sobre o suporte de conformação 18, como descrito acima.

No exemplo na Figura 3 o ponto de acoplamento dos elementos alongados 13, 14 é coincidente com a aplicação dos mesmos ao suporte de conformação 18 por meio do rolete de alimentação 17. Contudo, os ditos elementos alongados 13, 14 também podem ser guiados de tal maneira a provocar acoplamento do último em um ponto a montante do suporte de conformação 18. Também pode acontecer que o elemento contínuo semelhante a tira 20 deva vir de um carretei de suprimento utilizado em uma etapa de armazenagem do próprio elemento semelhante a tira, depois de realizar acoplamento recíproco dos elementos alongados 13,14.

Em uma outra configuração alternativa, os elementos alongados 13, 14 podem ser co-extrudados e acoplados diretamente no cabeçote de extrusão de uma única extrusora 26 (Figura 3a) de modo que o elemento semelhante a tira 20 é gerado diretamente na saída da extrusora.

Finalmente, em uma configuração diferente mostrada à guisa de exemplo na Figura 3b, os elementos alongados 13, 14 podem ser colocados simultaneamente no suporte de conformação 18 em pontos A, B que são reciprocamente espaçados, separados em uma direção circunferencial. Neste caso o ponto de acoplamento entre os elementos alongados é coincidente com o ponto de aplicação do segundo elemento alongado 14 sobre o suporte de conformação 18.

Como pode ser visto das Figuras 4 e 6, os elementos alongados 13, 14 são reciprocamente acoplados, de tal maneira que quando o acoplamento tenha ocorrido, cada um deles tem uma porção base 21, 22 em contato com a porção base do outro elemento alongado. Em adição, no mínimo um dos elementos alongados 13, 14 pode ter um vértice 23, 24 que se projeta da porção base 21, 22 em uma direção transversal à direção de alinhamento recíproco das próprias porções base, indicador em D em ditas Figuras.

Em mais detalhe, em uma configuração preferencial os elementos alongados 13, 14 que podem ter uma conformação substancialmente idêntica um com o outro, são acoplados em posições reciprocamente deslocadas em um plano transversal à direção de alinhamento recíproco D das porções base 21, 22 de modo que cada um deles tem um respectivo vértice 23, 24 que se projeta na direção oposta com relação ao vértice do outro elemento alongado.

Durante a colocação sobre o suporte de conformação 18, o posicionamento recíproco dos elementos alongados 13, 14 e/ou orientação do elemento contínuo semelhante a tira 20 formado por eles, é controlado de tal maneira que ao chegar próximo à superfície de deposição 18, o vértice 23 no primeiro elemento alongado 13 é virado no sentido do suporte de conformação 18.

Como pode ser claramente visto olhando nas Figuras 5 e 7, o vértice 23 do primeiro elemento alongado 13 de material butílico durante aplicação é deformado e, conseqüentemente, dobra no sentido da porção base 22 do segundo elemento alongado 14, assumindo uma posição interposta entre o segundo elemento alongado 14 e o suporte de conformação 18, de modo a evitar um contato direto do segundo material elastomérico contra a superfície de deposição 18a. Na superfície de deposição 18a as espiras colocadas de maneira consecutiva em relação lado a lado e formadas pelo primeiro elemento alongado 13, por meio do efeito de dobramento do vértice 23 como descrito acima, dão origem a uma camada contínua de material butílico que se estender sobre toda a superfície de deposição 18a. O vértice 24 do segundo elemento alongado 14, por sua vez, é orientado radialmente para longe da superfície de deposição 18a apresentada pelo suporte de conformação 18a e pode ser virado contra a porção base 21 do primeiro elemento alongado 13, de modo que as espiras em relação lado a lado formadas pelo segundo elemento alongado 14 provocam a formação de uma camada contínua de material silicone.

Se requerido, o giro do vértice 24 do segundo elemento alongado 14 pode ser auxiliado por um rolete ou outro elemento aplicador auxiliar 25 que opera a jusante do rolete de alimentação 17.

Em seguida à deposição na forma de espiras em relação lado a lado, em adição, as porções base 21, 22 dos primeiro e segundo elementos alongados 13, 14 geram o perfil de interface 10 entre as primeira e segunda camadas.

Se requerido, a aplicação dos primeiro e segundo elementos alongados 13, 14 pode ser precedida por aplicação da terceira camada 11 de uma mistura que consiste de borracha natural ou sintética ou uma mistura delas, em qualquer caso suscetível de reticulação com o primeiro material elastomérico que forma o primeiro elemento alongado 13. A formação desta terceira camada pode ocorrer na mesma maneira como descrito anteriormente com referência à colocação do elemento contínuo semelhante a tira 20, isto é, através da aplicação de um elemento contínuo alongado de material elastomérico que vem de uma extrusora, por exemplo, e é formado em espiras colocadas de maneira consecutiva em relação lado a lado para cobrir a superfície de deposição 18a do suporte de conformação 18.

Em seguida à colocação dos primeiro e segundo elementos alongados 13, 14, a aplicação da quarta camada acima mencionada 12 também pode ser realizada, dita camada sendo feito de um material silicone ou em todos os casos, um material adequado para reticulação com o segundo material elastomérico que forma o segundo elemento alongado 14. A formação da quarta camada 12 pode também ser realizada aplicando sobre o suporte de conformação 18 um quarto elemento alongado de material elastomérico que vem de uma extrusora e é formado em espiras colocadas consecutivamente em relação lado a lado. Os terceiro e quarto elementos alongados 11, 12 podem ser produzidos de maneira vantajosa, seja pelas mesmas extrusoras 15, 16 utilizadas para a formação dos primeiro e segundo elementos alongados 13, 14 ou por meio de extrusoras específicas dedicadas a eles.

Na presença das terceira e/ou quarta camadas elastoméricas 11, 12 o arranjo de vértices 23, 24 que se projetam a partir dos primeiro e segundo elementos alongados 13, 14, respectivamente, pode parecer ser supérfluo uma vez que ditas terceira e quarta camadas podem ter reticulação com material que forma as porções base 21, 22 dos elementos alongados 13, 14, respectivamente.

Como mostrado na Figura 5, os elementos alongados 13, 14 podem ter uma conformação com uma seção transversal substancialmente achatada. Neste caso, um perfil de interface 10 como mostrado na Figura 2 é preferivelmente obtido, no qual a altura de onda H é bastante maior do que o passo de onda, de modo que as colinas e vales do perfil ondulado irão provocar a formação dos elementos de engatamento mecânico. Altemativamente, como exemplificado nas Figuras 6 e 7, os elementos alongados 13, 14 podem ter, vantajosamente, um perfil de seção transversal de conformação triangular. Neste caso as porções base 21, 22 dos elementos alongados acoplados 13, 14 dão origem à formação de porções 10b com uma restrição de recorte nos elementos de engatamento mecânico 10a. O mesmo efeito é conseguido utilizando elementos alongados 13, 14 que tem um perfil de seção transversal trapezoidal.

Quando a formação de camadas 8, 9, 11, 12 no suporte de conformação 18 tenha sido completada, a câmara expansível 1 se deixa ser introduzida em um molde para ser submetida a uma etapa de moldagem e vulcanização que pode ser realizada em qualquer maneira conveniente. Durante esta etapa, no mesmo molde como utilizado para moldagem e vulcanização da câmara, é possível injetar material elastomérico para provocar a formação de ditas terceira e/ou quarta camadas 11, 12 e/ou de qualquer outra camada de revestimento adicional. A presente invenção consegue vantagens importantes.

De fato, qualquer problema resultante da dificuldade de unir uma mistura de silicone a uma mistura baseada em borracha natural ou sintética, ou uma mistura delas, em uma maneira constante e confiável, pode ser superada de maneira brilhante de modo a fabricar uma câmara expansível muito durável e confiável que elimina necessidade de realizar tratamentos superficiais para promover liberação ou separação de dita câmara dos componentes de pneu.

Em adição, a câmara em referência se deixa fazer em uma maneira simples e econômica que utiliza maquinário e equipamento já fornecido em ciclos de produção modernos de pneu, nos quais os componentes elastoméricos são obtidos enrolando elementos alongados de material elastomérico bruto na forma de espiras colocadas em relação lado a lado em um suporte de conformação como descrito no documento WO 00/35.666 Al em nome do mesmo Requerente.

Claims (42)

1. Câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneu, compreendendo: - no mínimo uma primeira camada (8) de um primeiro material elastomérieo, - e uma segunda camada (9) de um segundo material elastomérieo diferente de dito primeiro material elastomérieo: - na qual dita segunda camada (9) está em uma posição radialmente externa à dita primeira camada (8); caracterizada pelo fato de que ditas primeira e segunda camadas (8, 9) têm um perfil de interface ondulado (10) e dito perfil da interface (10) define elementos de engatamento mecânico (10a) entre os primeiro e segundo materiais elastoméricos.

2. Câmara de acordo com a reivindicação l, caracterizada pelo fato de ter uma conformação toroidal.

3. Câmara de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de ter no mínimo uma borda circunferencial que carrega no mínimo um apêndice de ancoragem circunferencial (la).

4. Câmara de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o perfil da interface (10) ter uma altura de onda (H) e um passo de onda (P) no qual a altura de onda (H) é mais alta do que ou tão alta quanto um décimo do passo de onda (P).

5. Câmara de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de a altura de onda (H) ser mais alta do que metade do passo de onda (P).

6. Câmara de acordo com a reivindicação l ou 2, caracterizada pelo fato de o perfil ondulado (1) ter uma pluralidade de ondas com uma extensão inclinada em relação a uma direção que é normal a uma linha de extensão mediana (L) do próprio perfil ondulado.

7. Câmara de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de cada onda ter um ângulo de inclinação (a) entre uma linha bissetriz (K) de um vértice de dita onda e dita direção (Q) normal à linha mediana (L), incluída entre 45° e 88°.

8. Câmara de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de dito ângulo de inclinação (a) estará incluído entre 60° e 85°.

9. Câmara de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de ditos elementos de engatamento mecânico (10a) terem porções (10b) de restrição de recorte recíproco.

10. Câmara de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de em uma posição radialmente interna à dita primeira camada (8) ser colocada uma terceira camada (11) de material elastomérico reticulado com no mínimo dito primeiro material elastomérico.

11. Câmara de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de em uma posição radialmente externa à dita segunda camada (9), ser colocada uma quarta camada (12) de material elastomérico reticulado com no mínimo um de ditos primeiro e segundo materiais elastoméricos.

12. Câmara de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de dita segunda camada (9) se estender ao longo de no mínimo uma porção superficial da primeira camada (8).

13. Câmara de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de dita no mínimo uma porção superficial da primeira camada (8) ser próxima a uma borda circunferencial da câmara (1).

14. Método de fabricar uma câmara expansível para aparelhos para fabricação de pneu, como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - preparar no mínimo um primeiro elemento alongado (13) que inclui uma primeira fileira de material elastomérico e no mínimo um segundo elemento alongado (14) que inclui uma segunda fileira de material elastomérico que tem uma composição diferente daquela do primeiro material elastomérico; - colocar dito primeiro elemento alongado (13) em um suporte de conformação (18) na forma de espiras enroladas ao redor de um eixo geométrico (X) de dito suporte de conformação (18) de modo a formar uma primeira camada (8) de dito primeiro material elastomérico; - colocar dito segundo elemento alongado (14) sobre o suporte de conformação (18), na forma de espiras enroladas ao redor do eixo geométrico (X) de dito suporte de conformação (18) de modo a formar uma segunda camada (9) de dito segundo material elastomérico em uma posição radialmente externa à dita primeira camada (8); - ditas primeira e segunda camadas (8, 9) tendo um perfil de interface ondulado (10) no qual dito perfil da interface (10) define elementos de engatamento mecânico (10a) entre os primeiro e segundo materiais elastoméricos; - vulcanizar dita câmara.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de dito perfil de interface (10) ter uma altura de onda (H) e um passo de onda (P) no qual a altura de onda (H) é no mínimo tão alto quanto um décimo do passo de onda (P).

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a altura de onda (H) ser mais alta do que metade do passo de onda (P).

17. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o perfil ondulado (10) ter uma pluralidade de ondas com uma extensão inclinada em relação a uma direção (Q) normal a uma linha de extensão mediana (L) do próprio perfil ondulado.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de cada onda ter um ângulo de inclinação (a) entre uma linha bissetriz (K) de um vértice de dita onda e uma direção que é normal à linha mediana (L) incluído entre 45° e 88°.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de dito ângulo de inclinação (a) estar incluído entre 60° e 85°.

20. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ditos elementos de engatamento mecânico (10) terem porções (10b) de restrição de recorte recíproco.

21. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de no mínimo um de ditos primeiro e segundo elementos alongados (13, 14) ter uma conformação de seção transversal achatada.

22. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de no mínimo um de ditos primeiro e segundo elementos alongados (13, 14) ter uma conformação de seção transversal substancialmente triangular.

23. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de no mínimo um de ditos primeiro e segundo elementos alongados ((13, 14)) ter uma conformação de seção transversal substancialmente trapezoidal.

24. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma etapa de acoplar reciprocamente os primeiro e segundo elementos alongados ((13, 14)) na extensão longitudinal dos mesmos para preparar um elemento contínuo semelhante a tira (20) que é enrolado ao redor do eixo geométrico (X) de dito suporte de conformação (18) durante a etapa de colocação.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a etapa de acoplar ser realizada antes das etapas de colocação.

26. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a preparação do elemento contínuo semelhante a tira (20) compreender as etapas de: - alimentar o primeiro elemento alongado (13) através de um primeiro elemento de alimentação (15); - alimentar o segundo elemento alongado (14) através de um segundo elemento de alimentação (16) simultaneamente com a alimentação do primeiro elemento alongado (13); - guiar os primeiro e segundo elementos alongados ((13, 14)) em direção convergente um com relação ao outro, no sentido de um ponto de acoplamento recíproco.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de a alimentação dos primeiro e segundo elementos alongados ((13, 14)) ocorrer por meio de extrusão através de uma primeira e uma segunda extrusora (15, 16), respectivamente, as quais fazem parte de ditos primeiro e segundo elementos de alimentação.

28. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de o elemento contínuo semelhante a tira (20) ser feito por meio de co-extrusão dos primeiro e segundo elementos alongados ((13, 14)) através da mesma extrusora (26).

29. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a etapa de acoplar ser realizada simultaneamente com o enrolamento do elemento semelhante a tira (20) no suporte de conformação (18), em um ponto de acoplamento recíproco entre os elementos alongados ((13, 14)) localizados no suporte de conformação (18).

30. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a etapa de acoplar ser realizada simultaneamente com o enrolamento do elemento semelhante a tira (20) no suporte de conformação (18) em um ponto de acoplamento recíproco entre os elementos alongados ((13, 14)) localizado a montante do suporte de conformação (18).

31. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de os primeiro e segundo elementos alongados ((13, 14)) serem colocados simultaneamente no suporte de conformação (18) em pontos (A, B) reciprocamente espaçados separados em uma direção circunferencial.

32. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de em seguida à etapa de acoplar, cada um de ditos elementos alongados ((13, 14)) ter uma porção base (21, 22) integrada com uma porção base do outro elemento alongado, e no mínimo um de ditos elementos alongados ((13, 14)) ter um vértice (23, 24) que se projeta transversalmente a partir da porção base (21, 22) em relação a uma direção de alinhamento recíproco (D) das porções base (21, 22).

33. Método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de os primeiro e segundo elementos alongados (13, 14) serem acoplados em posições reciprocamente deslocadas transversalmente de uma direção (D) de alinhamento recíproco das porções base (21, 22) de modo que cada elemento alongado (13, 14) tem dito vértices (23, 24) se projetando na direção oposta com relação ao vértice do outro elemento alongado.

34. Método de acordo com a reivindicação 32 ou 33, caracterizado pelo fato de o vértice (23, 24) de um elemento alongado (13, 14) ser girado contra uma porção base (21, 22) do outro elemento alongado.

35. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a colocação de cada um de ditos primeiro e segundo elementos alongados (13, 14) compreender as etapas de: - alimentar o elemento alongado (13, 14) a partir de um elemento de alimentação (15, 16, 17) colocado junto ao suporte de conformação (18) para aplicar dito elemento alongado (13, 14) sobre o próprio suporte; - conferir ao suporte de conformação (18) um movimento rotativo para distribuição circunferencial ao redor do eixo de rotação geométrico (X) de modo que o elemento alongado (13, 14) seja distribuído circunferencialmente sobre o suporte de conformação (18); - realizar deslocamentos controlados relativos à distribuição transversal entre o suporte de conformação (18) e o elemento de alimentação (15,16,17) para formar ditas espiras.

36. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de aplicar no mínimo uma terceira camada (11) radialmente interna à dita primeira camada (8) sobre o suporte de conformação (18) cuja terceira camada (11) é de um material elastomérico que pode ter reticulação com dito primeiro material elastomérico.

37. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de aplicar uma quarta camada (12) à dita segunda camada (9) em uma posição radialmente externa, dita quarta camada (12) sendo de um material elastomérico que pode ter reticulação com no mínimo dito segundo material elastomérico.

38. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de durante a etapa de vulcanizar a câmara (1) no mínimo uma etapa de injetar material elastomérico em dito molde ser realizada para formar, no mínimo, uma camada de revestimento adicional sobre a câmara (1).

39. Processo para fabricar pneus, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - formar sobre um tambor (3) uma estrutura de carcaça (4) que compreende no mínimo uma lona de carcaça (5) que tem abas extremas opostas (5 a) em engatamento com respectivas estruturas de reforço anelar (6); - inflar no mínimo uma câmara expansível (1) na vizinhança de cada uma de ditas estruturas de reforço anelar (6); - conformar a estrutura de carcaça (4) em uma conformação toroidal para aplicar uma estrutura de cinta anelar (28) e uma banda de rodagem (29) à lona de carcaça (5); - vulcanizar o pneu; - no qual cada uma de ditas câmaras expansíveis (1) consiste de uma câmara inflável, como definida na reivindicação 1.

40. Processo para fabricar pneus de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de associadas com a estrutura de carcaça (4) existirem costados (7) que se estendem, cada um, para longe de uma das estruturas de reforço anelar (6), no qual a etapa de encher ditas câmaras expansíveis (1) é no mínimo parcialmente realizada depois da etapa de conformar para aplicar cada costado contra a lona de carcaça.

41. Processo de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de - inflar no mínimo uma câmara expansível (1) na vizinhança de cada uma das bordas axialmente opostas de dita estrutura de cinta anelar (28) para aplicá-la contra a lona de carcaça (5).

42. Processo de fabricar pneus como reivindicado em uma ou mais das reivindicações 39 a 41, caracterizado pelo fato de cada uma de ditas câmaras expansíveis (1) ser como definida em qualquer uma das reivindicações 2 a 13.