BRPI0520073B1 - Method and apparatus for extruding a polymeric material in the manufacture of a tire, and method for manufacturing a tire - Google Patents

Abstract

método e aparelho para extrudar um material polimérico e método para fabricar um pneu. a presente invenção refere-se a um método de extrusão de um material polimérico. o método compreendendo as etapas de: a) alimentar o material polimérico a um aparelho de extrusão incluindo uma cabeça de extrusão (1), a cabeça de extrusão (1) consistindo de uma matriz macho (12), de uma matriz fêmea (13) coaxialmente disposta com respeito à matriz macho (12); um canal condutor (20), pelo menos uma parte do qual sendo definida entre a matriz macho (12) e a matriz fêmea (13); e b) ajustar uma área em seção transversal da dita pelo menos uma parte do canal condutor (20) pelo reciprocamente deslocar a matriz fêmea (13) com respeito à matriz macho (12) em resposta a uma variação da velocidade de extrusão do material polimérico. a presente invenção trata adicionalmente de um aparelho de extrusão e em um método para fabricar um pneu fazendo uso do aparelho de extrusão.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA EXTRUDAR UM MATERIAL POLIMÉRICO NA FABRICAÇÃO DE UM PNEU, E, MÉTODO PARA FABRICAR UM PNEU” A presente invenção refere-se a um método para a extrusão de um material polimérico.

Mais especificamente, a presente invenção trata de um método para a extrusão de um material elastomérico a ser usado em métodos de fabricação de pneus. A invenção trata ainda de uma cabeça de extrusão para extrudar um material polimérico e um aparelho de extrusão que compreende a dita cabeça de extrusão.

Um campo preferencial de aplicação da presente invenção é um método para fabricar um pneu em que folhas de material elastomérico ou elementos em forma de tiras, possivelmente reforçados com elementos filiformes sintéticos, são usados para produzir elementos constitutivos de pneus tal como, por exemplo, uma camada de carcaça, uma camada de cinta, um costado, um núcleo de talão.

Um pneu genericamente compreende: uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma camada de carcaça, as extremidades da qual são reviradas ou fixadas a dois elementos de reforço anulares, isto é, os denominados “núcleos de talão”; uma banda de rodagem; uma estrutura de cinta interposta entre a estrutura de carcaça e a banda de rodagem; e um par de costados aplicados à estrutura de carcaça em posições axialmente opostas. A parte de pneu que compreende o núcleo de talão é conhecida como “talão” e desempenha a função de fixar o pneu sobre um respectivo aro de montagem.

Genericamente, em uma posição radialmente externa ao núcleo de talão, o talão compreende uma tira de borracha, convencionalmente designada de “enchimento de talão” ou “ápice de talão”, que tem uma seção transversal substancialmente triangular e se estende radialmente para o exterior do respectivo núcleo de talão.

Nos métodos dc fabricação convencionais, os elementos constitutivos de pneu são produzidos pela utilização de produtos semi-acabados, isto é, folhas contínuas de material elastomérico - possivelmente em combinação com elementos de reforço tais como cordonéis de aço ou têxteis - que são preparados separadamente e em grandes quantidades previamente às operações de montagem de pneu.

De acordo com os métodos convencionais, para cada elemento constitutivo de pneu, o método de fabricação compreende as etapas de enrolar uma folha elastomérica predeterminada sobre um tambor para confecção de pneus, cortar (ou em alguns casos pré-cortar) a dita folha em um comprimento aproximadamente igual à circunferência do tambor, e efetuar a junção das extremidades circunferentemente opostas do comprimento de folha diretamente sobre o tambor.

Mais recentemente atenção específica tem sido dedicada aos métodos de produção que eliminam ou pelo menos reduzem notavelmente a produção preliminar dos ditos produtos semi-acabados. Por exemplo, a patente EP 928 680 em nome da mesma requerente apresenta a manufatura de um pneu não vulcanizado por produzir consecutivamente e montar conjuntamente sobre um suporte toroidal os elementos constitutivos de pneu. Em detalhe, o pneu é fabricado por axialmente superpor e/ou radialmente superpor voltas (espiras) de um elemento em forma de tira sobre o suporte toroidal, o elemento em forma de tira sendo uma tira de somente material elastomérico, ou uma tira de material elastomérico embutindo elementos de reforço no seu interior, tipicamente cordonéis têxteis ou de aço, ou um arame ou cordonel de metal encauchado.

De acordo com o dito outro método, o suporte toroidal é movido, de preferência por um sistema robotizado, entre uma pluralidade de estações, em cada uma das quais, através de seqüências automatizadas, uma etapa de construção específica do pneu é realizada. O método de fabricação adicionalmente compreende a sucessiva etapa de moldar o pneu não vulcanizado, de modo a conferir ao último um padrão de banda de rodagem desejado, e a etapa de vulcanizar o pneu por vulcanizar, de maneira a conferir ao último uma conformação geométrica desejada que seja obtida pelo vulcanizar o material elastomérico formador do pneu.

As etapas de moldagem e vulcanização do pneu não vulcanizado são conduzidas pelo introduzir o pneu não vulcanizado em uma cavidade de moldagem definida no interior de um molde de vulcanização, a configuração da qual corresponde ao perfil da superfície externa do pneu a ser obtido, e pelo introduzir um fluido sob pressão no interior de um espaço intermediário de difusão (ou intervalo de difusão) previsto entre superfície circunferente interna do pneu não vulcanizado e o suporte toroidal. Um método de fabricação de pneu deste tipo é descrito, por exemplo, na patente Européia EP 976 533 em nome da mesma requerente.

Na descrição que se segue, o termo “elemento extrudado” é usado para indicar quer um elemento em forma de tira quer uma folha. Mais especificamente, o termo “elemento extrudado” é usado para indicar um elemento em forma de tira ou uma folha que é produzida de um material polimérico ou que é reforçado com pelo menos um elemento filiforme. O termo “elemento filiforme” é usado para indicar um elemento cuja dimensão longitudinal é substancialmente maior que a sua dimensão transversal, o elemento filiforme compreendendo um ou mais elementos de reforço consistindo de um filamento têxtil ou filamento metálico ou cordonel. No caso do elemento em forma de tira ou a folha ser produzido de um material polimérico, o elemento em forma de tira ou a folha de preferência é obtido por extrusão. No caso do elemento em forma de tira ou da folha ser reforçado com pelo menos um elemento filiforme, o elemento em forma de tira ou a folha de preferência é obtido pela extrusão de um elemento polimérico sobre pelo menos um elemento filiforme avançando através de um aparelho de extrusão.

Genericamente, um aparelho de extrusão compreende uma cabeça de extrusão que inclui: um trefilador macho; um trefilador fêmea, coaxialmente disposto com respeito ao trefilador macho; e um elemento distribuidor, para uniformemente distribuir o material extrudado no interior de um canal condutor que é previsto entre o trefilador macho e o trefilador fêmea.

No caso do elemento extrudado ser reforçado com pelo menos um elemento filiforme, o trefilador macho é usualmente munido de uma cavidade interna coaxialmente disposta com respeito a um eixo geométrico longitudinal da cabeça de extrusão, a dita cavidade sendo apropriada para receber o elemento filiforme em avanço ao longo de uma direção substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal. O material polimérico fluindo para o interior do canal condutor é assim depositado sobre o pelo menos um elemento filiforme em avanço através do aparelho de extrusão. O documento US 3 752 614 apresenta uma cabeça de extrusão para formar o fio isolado que inclui um mandril oco rosqueado fixo e um pino oco rosqueado disposto no interior de e, em relação entrosada com o mandril para suportar um membro trefilador macho em alinhamento axial com um membro trefilador fêmea montado no interior da cabeça. As partes rosqueadas do mandril e do pino são de tal forma entrosadas que a rotação do pino no interior do mandril avança ou retrai o membro trefilador macho com respeito ao membro trefilador fêmea enquanto mantendo o alinhamento entre eles. Este dispositivo permite compensar variações no material plástico extrudado, espessura do isolante, ou na pressão da temperatura do sistema enquanto a cabeça de extrusão está em operação. 0 deslocamento recíproco entre o membro trefilador macho e o membro trefilador fêmea é efetuado por um operador por controle manual. O documento ÜS 3 583 033 apresenta uma matriz para a extrusão em - linha de materiais termoplásticos visco elásticos e viscosos compreendendo um membro de válvula macho cônico que é avançado ou recuado com respeito a uma sede cônica para variar o grau de cisalhamento e contrapressão ao qual o material é exposto ao passar através de passagem cônica anular. O deslocamento do membro de válvula macho cônico é realizado pelo girar uma porca anular e é manualmente efetuado e controlado por um operador. O documento G-2.060473 descreve uma cabeça para extrudar tubos para moldagem por sopro, incluindo um mandril suportado por uma parte, a outra parte compreendendo pelo menos uma porção de parede cônica que, com uma porção de parede de mandril correspondente, forma uma seção de espaço de escoamento cônica cuja seção transversal de fluxo passante pode ser variada pelo deslocamento relativo das duas partes que se engatam telescopicamente. O deslocamento relativo é efetuado manualmente pelo operador por meio de um parafuso de ajuste associado com uma parte do mandril e engatado com um filete de rosca apropriado formado na outra parte do mandril. E descrito que vários servo dispositivos controlados remotamente podem ser usados de maneira concebível em lugar do parafuso de ajuste. O documento US 3 402 427 apresenta um aparelho de corpo de matriz de cabeça transversal incluindo uma matriz modeladora para extrudar e moldar material termoplástico constituído de resina de polifluoreto de vinilideno, no qual o corpo de matriz de cabeça transversal tem pelo menos dois dispositivos valvulados tronco-cônicos extemamente ajustáveis intemamente axíalmente posicionados e pelo menos uma parte de orifício anular de largura anular uniforme fixa e de extensão substancialmente fixa, porém, ajustavelmente variável localizada axialmente entre os ditos dispositivos valvulados, com isto a queda de pressão e a tensão de cisalhamento entre a saída da extrusora e a matriz modeladora pode ser progressivamente e precisamente controlada. Durante a iniciação do método de revestimento, as características de superfície e corpo do extrudado são observadas pelo operador da máquina e são modificadas pela manipulação dos dispositivos valvulados até a característica do extrudado ideal ser obtida. A seguir, pela continuada observação e manipulação dos dispositivos valvulados, quer por controle manual ou automático, as características ideais podem ser mantidas pelo operador através da totalidade da operação de extrusão e modelagem sem atingir ou exceder o ponto de escoamento da resina. A requerente observou que no caso da etapa de extrusão de um material polimérico para obter um elemento extrudado ser parte de um método complexo, tal como um método de manufatura de pneu, genericamente a velocidade de extrusão do material necessita ser regulada na base da etapa de método subseqüente à etapa de extrusão, enquanto o aparelho de extrusão é continuamente alimentado com o material polimérico a se extrudado.

Particularmente, nos métodos de manufatura de pneus mais recentes - expostos, por exemplo, na patente européia n° 928 680 mencionada acima - na qual os elementos constitutivos do pneu são produzidos e consecutivamente montados sobre um suporte toroidal enquanto o pneu está sendo manufaturado de forma que o armazenamento de partes semi-acabadas seja substancialmente evitado, a requerente observou que a velocidade de extrusão necessita ser aumentada quando os elementos extrudados - que são usados para a formação de um componente de pneu específico - têm de ser obtidos e aplicados sobre o pneu sendo manufaturado, e, pelo contrário, a velocidade de extrusão necessita ser decrescida quando os elementos extrudados não têm de ser depositados para que o desperdício de matérias primas seja evitado ou pelo menos notavelmente reduzido. A requerente observou que a regulação da velocidade de extrusão tem de ser realizada enquanto assegurando que os elementos extrudados mantenham a qualidade desejada.

Na realidade, a requerente observou que a qualidade dos elementos extrudados influencia notavelmente a qualidade das estruturas de reforço de pneu, inclusive dos elementos extrudados. Por conseguinte, grande atenção e cuidados tem de ser prestados à produção dos elementos extrudados no caso dos últimos serem reforçados com elementos filiformes.

Particularmente, a uniformidade e a homogeneidade do material extrudado na produção dos elementos extrudados têm de ser cuidadosamente controladas e uma espessura substancialmente constante dos mesmos tem de ser assegurada para que a uniformidade do pneu seja garantida. Outrossim, no caso dos elementos extrudados ser reforçados com elementos filiformes, grande atenção e cuidados tem de ser dedicada de forma a obter elementos extrudados nos quais a camada de revestimento polimérico adira uniformemente aos elementos filiformes para que a espessura da camada de revestimento seja substancialmente constante ao longo da extensão longitudinal dos elementos extrudados. A requerente observou que a qualidade dos elementos extrudados depende da geometria da cabeça de extrusão e, a uma geometria predeterminada da mesma, sobre as características fisico-químicas do material extrudado assim como dos parâmetros de método do método de extrusão.

Por exemplo, cuidado específico é exigido quando são usados materiais poliméricos que são sensíveis à temperatura. Na realidade, prevulcanização às altas temperaturas e/ou a formação de grumos às baixas temperaturas pode se apresentar, principalmente se longos períodos de sua permanência são causados a ocorrer na cabeça de extrusão. A ocorrência de prevulcanização e grumos necessita ser evitada uma vez que eles influenciam negativamente a uniformidade e homogeneidade dos elementos extrudados, e assim das estruturas de reforço de pneus. Outrossim, os ditos defeitos podem causar a interrupção do método de extrusão para permitir a remoção dos grumos e/ou do material queimado.

Outrossim, a requerente observou que zonas de estagnação do material polimérico podem se originar na cabeça de extrusão, particularmente quando ocorrem pequenos valores de taxa de vazão do material polimérico, por exemplo, quando a saída do método de extrusão é decrescida. Em consequência, o período de permanência do material polimérico na cabeça de extrusão aumenta e, como mencionado acima, vulcanização prematura ou superaquecimentos do material podem ocorrer.

Além disso, a requerente observou que, a uma velocidade de extrusão predeterminada e constante dos elementos extrudados, um decréscimo notável da taxa de vazão do material polimérico fluindo através da cabeça de extrusão também pode causar a formação de elementos extrudados muito delgados e, às vezes, pode até causar a sua ruptura. No caso dos elementos extrudados serem reforçados com elementos filiformes, áreas de sua superfície externa podem mesmo ser desprovidas do material extrudado. Pelo contrário, a uma velocidade de extrusão predeterminada e constante dos elementos extrudados, um aumento notável da taxa de vazão do material polimérico fluindo através da cabeça de extrusão pode causar a formação de elementos extrudados demasiadamente espessos. A requerente observou que uma variação da velocidade de extrusão, que é selecionada em resposta à etapa de método subseqüente à etapa de extrusão, causa uma variação da taxa de vazão do material polimérico extrudado e, conseqüentemente, uma variação da pressão no interior da cabeça de extrusão.

Na presente descrição e nas reivindicações que se seguem o termo “velocidade de extrusão” é usado para indicar a velocidade linear do elemento extrudado polimérico que sai da cabeça de extrusão. No caso do elemento extrudado consistir somente do material polimérico (isto é, o elemento extrudado não incorpora qualquer elemento de reforço) a velocidade de extrusão pode ser variada pelo modificar a velocidade de rotação do parafuso de extrusão. No caso do elemento extrudado compreender pelo menos um elemento fíliforme embutido no material polimérico, a velocidade de extrusão pode ser genericamente variada pelo modificar a velocidade linear do pelo menos um elemento fíliforme.

Particularmente, a requerente observou que um aumento da velocidade de extrusão requer um aumento da taxa de vazão do material polimérico extrudado e assim causa um aumento da pressão no interior da cabeça de extrusão. Por conseguinte, de maneira a não forçar mecanicamente a cabeça de extrusão e evitar a vulcanização prematura do material polimérico, a taxa de vazão do material polimérico necessita ser mantida abaixo de um valor máximo predeterminado, fato que inevitavelmente limita o valor máximo de velocidade de extrusão. Por outro lado, um decréscimo da velocidade de extrusão requer um decréscimo da taxa de vazão do material polimérico extrudado e assim causa um decréscimo da pressão no interior da cabeça de extrusão. Em conseqüência, o período de permanência do material polimérico na cabeça de extrusão aumenta e, como mencionado acima, pré-vulcanização do material polimérico assim como a formação de zonas de estagnação pode ocorrer. Por conseguinte, a taxa de vazão do material polimérico necessita ser mantida acima de um valor mínimo predeterminado, fato que inevitavelmente limita o valor de velocidade de extrusão mínimo. A requerente percebeu a necessidade de aumentar a gama operativa da taxa de vazão do material polimérico a ser extrudado para que a taxa de variação da velocidade de extrusão possa ser notavelmente aumentada e possa ser apropriadamente ajustada às condições operacionais da etapa de método subsequente à etapa de extrusão.

Particularmente, a requerente percebeu que o alvo acima pode ser alcançado pelo modificar a geometria da cabeça de extrusão durante o método de extrusão, a variação de geometria da cabeça de extrusão sendo realizada em resposta às condições operacionais da etapa de método subseqüente à etapa de extrusão.

Em detalhe, a requerente verificou que, uma vez que o limite de variação desejado da velocidade de extrusão tenha sido selecionado na base das condições operacionais da etapa de método subseqüente à etapa de extrusão, a cabeça de extrusão pode operar à correspondente faixa operativa da taxa de vazão do material polimérico a ser extrudado pelo ajustar a área em seção transversal do canal condutor em resposta à efetiva taxa de vazão fluindo através da cabeça de extrusão, e assim em resposta à velocidade de extrusão efetiva que é requerida na fase específica do método de extrusão.

Sob um primeiro aspecto a presente invenção trata de um método para a extrusão de um material polimérico, o dito método compreendendo as etapas de: - alimentar o material polimérico a um aparelho de extrusão incluindo uma cabeça de extrusão, a cabeça de extrusão compreendendo: - uma matriz macho; - uma matriz fêmea, coaxialmente disposta com respeito à matriz macho; e - um canal condutor, pelo menos uma parte do qual sendo definida entre a matriz macho e a matriz fêmea; - ajustar uma área em seção transversal da dita pelo menos uma parte do canal condutor pelo reciprocamente deslocar a matriz fêmea com respeito à matriz macho em resposta a uma variação em velocidade de extrusão do material polimérico.

De acordo com a presente invenção, uma vez que a área em seção transversal do canal condutor é ajustada em resposta à variação da velocidade de extrusão, condições de vazão críticas podem ser evitadas e assim a pré-vulcanização ou superaquecimento do material polimérico assim como a formação de zonas de estagnação na cabeça de extrusão ou danos mecânicos da mesma podem ser evitados ou pelo menos substancialmente reduzidos.

Em outras palavras, de acordo com a presente invenção a geometria (isto é, a área em seção transversal) do canal condutor pode ser automaticamente adaptada a diferentes condições de vazão do material polimérico por intermédio de um deslocamento recíproco da matriz fêmea com respeito à matriz macho.

Na realidade, de acordo com a presente invenção, um aumento da velocidade de extrusão requer um correspondente aumento da taxa de vazão do material polimérico a ser extrudado e assim causa um correspondente aumento da pressão na cabeça de extrusão. O aumento de pressão resultante tem o efeito de axialmente deslocar a matriz fêmea da matriz macho de forma que a área em seção transversal do canal condutor aumenta e as perdas de pressão no canal condutor decrescem. Como um resultado da variação em seção transversal do canal condutor, o aumento de pressão na cabeça de extrusão pode ser limitado e valor de taxa de vazão desejado do material polimérico pode ser garantido. Pelo contrário, um decréscimo da velocidade de extrusão requer um correspondente decréscimo da taxa de vazão do material polimérico a ser extrudado e assim causa um correspondente decréscimo de pressão e um aumento do período de permanência do material polimérico na cabeça de extrusão. O decréscimo de pressão resultante tem o efeito de axialmente deslocar a matriz fêmea no sentido da matriz macho de forma que a área em seção transversal do canal condutor decresce e as perdas de pressão no material condutor aumentam. Como um resultado da variação em seção transversal do canal condutor, o período de permanência do material polimérico na cabeça de extrusão pode ser convenientemente controlado e o valor da taxa de vazão desejado do material polimerico pode ser garantido.

De acordo com o método da presente invenção, a etapa de ajustar a área em seção transversal de pelo menos uma parte do canal condutor pelo reciprocamente regular a posição da matriz fêmea com respeito à matriz macho compreende a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre pelo menos uma matriz pelo material polimérico fluindo no canal condutor.

De preferência, a etapa de ajuste compreende a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre a matriz fêmea pelo material polimérico fluindo no canal condutor.

De preferência, a força anuladora é substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal da cabeça de extrusão.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre pelo menos uma matriz é realizada por intermédio de um elemento resiliente atuando sobre a dita pelo menos uma matriz ao longo do eixo geométrico longitudinal.

De preferência, o elemento resiliente é associado com pelo menos uma matriz que é permitida a ser axialmente deslocada.

De preferência, o elemento resiliente é constituído por uma mola, a constante elástica K da qual é selecionada em resposta a uma gama predeterminada da velocidade de extrusão. O método da presente invenção adicionalmente compreende a etapa de efetuar a extrusão do material polimérico. O método da presente invenção ainda compreende a etapa de selecionar a variação da velocidade de extrusão do material polimérico em resposta às condições operacionais de uma etapa de método subseqüente à etapa de extrusão.

De acordo com uma modalidade adicional, o método da presente invenção adicionalmente compreende as etapas de: - detectar uma variação de pelo menos um parâmetro indicativo das condições de vazão do material polimérico, a variação do pelo menos um parâmetro sendo associada com a variação da velocidade de extrusão do material polimérico; e - ajustar a área em seção transversal de pelo menos uma parte do canal condutor em resposta à variação detectada do dito pelo menos um parâmetro.

De preferência, o dito pelo menos um parâmetro indicativo das condições de vazão do material polimérico é a pressão. De preferência, a pressão é detectada na cabeça de extrusão.

De preferência, o dito pelo menos um parâmetro indicativo da condições de vazão do material polimérico é detectado com um valor de freqüência predeterminado. Altemativamente, o dito pelo menos um parâmetro é continuamente detectado.

De preferência, a etapa de detectar a variação de pelo menos um parâmetro indicativo das condições de vazão do material polimérico compreende a etapa de gerar um sinal representativo da dita variação por intermédio de um sensor atuando sobre o material polimérico fluindo através da cabeça de extrusão.

De preferência, a etapa de ajustar a área em seção transversal do canal condutor compreende as etapas de: - calcular uma segunda posição de pelo menos uma matriz em resposta a uma variação da velocidade de extrusão ocorrendo em uma primeira posição; e - deslocar a pelo menos uma matriz para a segunda posição.

De preferência, a etapa de calcular compreende a etapa de calcular a segunda posição da matriz fêmea e a etapa de deslocar compreende a etapa de deslocar a matriz fêmea para a segunda posição.

De preferência a etapa de deslocar a dita pelo menos uma matriz para a dita nova posição é realizada por intermédio de um dispositivo atuador. De preferência, o dispositivo amador c associado com a pelo menos uma matriz e o sensor.

De preferência, o método da presente invenção é apropriado para efetuar a extrusão de um material suscetível de reticulação, o último sendo particularmente sensível às variações de temperatura.

Sob um seu segundo aspecto, a presente invenção trata de um aparelho para a extrusão de um material polimérico, o aparelho incluindo uma cabeça de extrusão que compreende: - uma matriz macho; - uma matriz fêmea, coaxialmente disposta com respeito à matriz macho; - um canal condutor, pelo menos uma parte do qual sendo definida entre a matriz macho e a matriz fêmea; e - um dispositivo para ajustar uma área em seção transversal da pelo menos uma parte do canal condutor por reciprocamente deslocar a matriz fêmea com respeito à matriz macho em resposta a uma variação na velocidade de extrusão do material polimérico.

De preferência, a matriz macho é dotada de uma cavidade interna se estendendo coaxialmente com respeito a um eixo geométrico longitudinal da cabeça de extrusão, a cavidade sendo apropriada para receber pelo menos um elemento fíliforme que é usado para reforçar um elemento extrudado.

Em uma primeira modalidade do aparelho de extrusão da presente invenção, o dispositivo para ajuste da área em seção transversal do canal condutor compreende um elemento resiliente que atua sobre pelo menos uma matriz e parcialmente anula a força exercida sobre a pelo menos uma matriz pelo material polimérico fluindo no canal condutor.

De preferência, o elemento resiliente é associado com a matriz fêmea.

De preferência, o elemento resiliente é uma mola a constante elástica K da qual é selecionada em resposta ao alcance desejado de variação da velocidade de extrusão.

De acordo com outra modalidade do aparelho de extrusão da presente invenção, o dispositivo para ajustar a área em seção transversal do canal condutor é um servo dispositivo para detectar a variação de pelo menos um parâmetro indicativo das condições de fluxo do material polimérico (a variação do dito pelo menos um parâmetro estando associada com a variação da velocidade de extrusão do material polimérico) e para ajustar a área em seção transversal na base da variação detectada do dito pelo menos um parâmetro.

De preferência, o servo dispositivo compreende um sensor atuando sobre o material polimérico e gerando um sinal representativo da variação do pelo menos um parâmetro.

De preferência, o sensor detecta uma variação de pressão do material polimérico fluindo através da cabeça de extrusão.

De preferência, o servo dispositivo adicionalmente compreende um dispositivo para calcular uma nova posição de pelo menos uma matriz e um dispositivo para mover a pelo menos uma matriz para a nova posição.

De preferência, o dispositivo para mover a pelo menos uma matriz para a nova posição é um dispositivo atuador. De preferência, o dispositivo atuador está associado com pelo menos uma matriz e um sensor de posição. O sensor de posição tem a função de detectar a posição da pelo menos uma matriz.

De acordo com uma modalidade preferencial, o dispositivo atuador consiste em um dispositivo hidráulico.

De acordo com outra modalidade, o dispositivo atuador consiste em um dispositivo pneumático.

De acordo com uma modalidade adicional o dispositivo atuador compreende um dispositivo eletromecânico de engrenagem.

De acordo com outra modalidade, o dispositivo atuador consiste em um atuador linear.

Sob um seu terceiro aspecto, a presente invenção refere-se a um método para manufaturar um pneu, o método compreendendo as etapas de: - formação de um pneu de borracha bruta sobre um dispositivo de suporte; - moldagem do pneu bruto; e - vulcanização do pneu bruto no qual a etapa de formação do pneu bruto compreende a etapa de extrudar pelo menos um material elastomérico, a etapa de extrusão compreendendo as etapas de: - alimentar o material elastomérico a um aparelho de extrusão incluindo uma cabeça de extrusão, a cabeça de extrusão compreendendo: - uma matriz macho (12); - uma matriz fêmea, coaxialmente disposta com relação à matriz macho; e - um canal condutor, pelo menos uma parte do qual sendo definida entre a matriz macho e a matriz fêmea; - ajustar uma área em seção transversal de dita pelo menos uma parte do canal condutor pelo reciprocamente deslocar a matriz fêmea com respeito à matriz macho em resposta a uma variação da velocidade de extrusão do material elastomérico.

De preferência, a etapa de formação do pneu bruto compreende a etapa de extrudar pelo menos um material elastomérico na forma de um elemento em tira a ser depositado sobre o pneu bruto sendo manufaturado. Neste caso, de preferência o dispositivo de suporte é um suporte toroidal.

Altemativamente, a etapa de formação do pneu bruto compreende a etapa de extrudar pelo menos o material elastomérico na forma de uma folha a ser depositada sobre o pneu bruto sendo manufaturado. Neste caso, de preferência o dispositivo de suporte é um tambor para confecção de pneus.

Através da totalidade da presente descrição e das reivindicações que se seguem, o termo “material elastomérico” é usado para indicar uma composição que compreende pelo menos um polímero elastomérico e pelo menos uma carga reforçadora. De preferência, a composição adicionalmente compreende aditivos, tal como um agente de reticulação e/ou um plastíficante. O método da presente invenção pode ser vantajosamente usado quer para a extrusão de um produto semi-acabado (na forma de uma folha) a ser usado em métodos de fabricação de pneus convencionais ou para ser usado na extrusão de elementos em forma de tira que são empregados em métodos de fabricação de pneus mais recentes como descrito acima.

Todavia, a presente invenção também pode ser aplicado em campo diferentes de um método de fabricação de pneus. Particularmente, a presente invenção pode ser aplicada a qualquer campo técnico no qual a extrusão de um material polimérico - para obter um elemento extrudado é requerida.

Demais características e vantagens da presente invenção se evidenciarão da descrição que se segue com referência aos desenhos apensos nos quais, para fms ilustrativos e não limitativos, quatro modalidades de uma cabeça de extrusão para a realização do método da presente invenção são ilustradas. De acordo com os desenhos: A figura 1 é uma vista em seção transversal esquemática de uma primeira modalidade de uma cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção; A figura 2 é uma vista em seção transversal esquemática de uma segunda modalidade de uma cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção; A figura 3 é uma vista em seção transversal esquemática de uma terceira modalidade de um cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção; A figura 4 é uma vista em seção transversal esquemática de uma quarta modalidade de uma cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção; A figura 5 é um gráfico mostrando a variação em pressão do material polimérico em função da sua taxa de vazão através de uma cabeça de extrusão em comparação com uma cabeça de extrusão dotada de uma geometria fixa do canal de condução; A figura 6 é um gráfico mostrando a variação de temperatura do material polimérico em função da sua taxa de vazão através de uma cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção em comparação com uma cabeça de extrusão convencional munida de uma geometria fixa do canal de condução; A figura 7 é um gráfico mostrando o período de permanência do material polimérico em função da sua taxa de vazão através de uma cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção em comparação com uma cabeça de extrusão convencional dotada de uma geometria fixa do canal de condução. A figura 1 mostra esquematicamente uma cabeça de extrusão, indicada com o numeral de referência 1, para extrudar uma camada de revestimento 100 - produzida de material polimérico 2 - em uma superfície radialmente externa de um elemento alongado 3 em avanço através da cabeça de extrusão 1 ao longo de uma direção indicada pela flecha A. A cabeça de extrusão 1 tem um eixo geométrico longitudinal X-X e faz parte de um aparelho de extrusão que não é ilustrado em detalhe, pois sendo convencional em si próprio.

Como mencionado acima, a cabeça de extrusão 1 da presente invenção pode ser usada em um método para fabricação de um pneu. Nesse caso. o elemento alongado 3 pode ser um elemento filiforme metálico ou sintético que é revestido por extrusão com um material elastomérico para formar um elemento extrudado a ser usado na fabricação de estruturas de reforço de pneu, tal como, por exemplo, a estrutura de carcaça, a estrutura de cinta, os “núcleos de talão”.

De acordo com uma modalidade mostrada na figura 1, a cabeça de extrusão 1 compreende um elemento distribuidor 11, uma matriz macho 12, uma matriz fêmea 12 e um corpo anularlO. O corpo anular 10 é coaxialmente disposto com respeito ao elemento distribuidor 11, a matriz macho 12 e a matriz fêmea 13 posicionadas radialmente no seu exterior.

Mais especificamente, o corpo anular 10 é munido de uma cavidade interna 14 coaxialmente disposta com respeito ao eixo geométrico longitudinal X-X e apropriada para alojar o elemento distribuidor 11, a matriz macho 12 e a matriz fêmea 13. A cabeça de extrusão 1 é adicionalmente munida de um duto de admissão 15 para alimentar o material polimérico 2. O duto de admissão 15 é associado com o corpo anular 10 em um duto de alimentação 16 que é formado no corpo anular 10 e que se estende, na modalidade ilustrada, em uma direção substancialmente perpendicular ao eixo geométrico X-X.

De uma maneira em si conhecida, por exemplo, através de tubos não ilustrados, o duto de admissão 15 e o duto de alimentação 16 estão em comunicação fluídica com um corpo de extrusão munido de pelo menos um parafuso de extrusâo (não ilustrado uma vez que é de natureza convencional em si próprio). O elemento distribuidor 11 compreende um corpo tubular !7 na superfície externa do qual são previstos pelo menos um par de canais de distribuição 18, somente um dos quais sendo indicado por uma linha tracejada na figura 1. O corpo tubular 17 do elemento distribuidor 11 é munido, de maneira similar ao corpo anular 10, de uma cavidade interna 19 se estendendo coaxialmente com o eixo geométrico longitudinal X-X e proposta para receber o elemento alongado 3 avançando ao longo da direção A.

Em operação, de preferência a direção de avanço A d elemento alongado 3 é substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal X-X da cabeça de extrusâo 1. A cabeça de extrusâo 1 adicionalmente compreende um canal condutor anular 20. Uma primeira parte 20’ do dito canal condutor (isto é, a parte do canal condutor posicionada em proximidade do duto alimentador 16) é coaxialmente definido entre uma superfície radialmente interna de o corpo anular 10 e uma superfície radialmente externa do corpo tubular 17 do elemento distribuidor 11. Uma segunda parte 20” do canal condutor posicionada em proximidade da saída da cabeça de extrusâo) é definida entre a matriz macho 11 e a matriz fêmea 12. O canal condutor 20 é usado para conduzir o material polimérico 2 a ser depositado sobre a superfície externa do elemento alongado 3. Para esta finalidade, o canal condutor 2 define uma passagem substancialmente anular e contínua que é coaxial com o eixo geométrico longitudinal X-X.

Os canais de distribuição 18 são formados sobre a superfície externa do corpo tubular 17 e cada canal está em comunicação fluídica com o duto alimentador 16.

Na modalidade ilustrada na figura 1, os canais de distribuição 18 tèm um desenvolvimento de um tipo curvilíneo, de preferência de um tipo helicoidal, e se estendem sobre lados radialmente opostos com respeito ao eixo geométrico longitudinal X-X. Cada canal de distribuição 18 desempenha a função de distribuir o material polímero que ingressa no duto de admissão 15 tão homogeneamente quanto possível no canal condutor 20 de modo a permitir uma produção uniforme da camada de revestimento desejada 100.

De maneira similar ao corpo anular 10 e ao corpo tubular 17 do elemento distribuidor 11, a matriz macho 12 e a matriz fêmea 13 são munidas de uma cavidade interna 21 para permitir a travessia do elemento alongado 3, enquanto o material polimérico 2 - que flui no canal condutor 20 - é depositado sobre a superfície externa do elemento alongado 3.

De acordo com a presente invenção, a matriz fêmea 13 é deslizantemente associada com o corpo anular 10 de modo a ser axialmente deslocável com respeito à matriz macho 12.

De acordo com a presente invenção, a previsão de uma matriz fêmea 13 que pode ser deslocada com respeito à matriz macho 12 permite que a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor 20 seja modificada durante a operação na base da variação da velocidade de extrusão do material polimérico 2.

Para esta finalidade, a cabeça de extrusão 1 compreende um dispositivo para ajustar a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor 20 na base da variação da velocidade de extrusão. Particularmente, o dito dispositivo atua sobre a matriz fêmea 13 para ajustar a sua posição com respeito à matriz machol3 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X em resposta à variação da velocidade de extrusão.

De acordo com uma modalidade alternativa (não ilustrada), um resultado similar pode ser obtido pelo fornecimento de um dispositivo para ajustar a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor 20 que atua sobre uma matriz macho que é deslocável ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X com respeito a uma matriz fêmea estacionária, isto é, a uma matriz fêmea que está em uma posição fixa.

Na modalidade ilustrada na figura 1, o dispositivo para ajustar a posição da matriz fêmea 13 com respeito à matriz macho 12 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X compreende um elemento resiliente 22 que é interposto entre a matriz fêmea 13 e um elemento de suporte 23 pelo menos parcialmente montado sobre o corpo anular 10 por quaisquer dispositivos fixadores convencionais (não mostrados). O elemento resiliente 22 ilustrado na figura 1 é uma mola. O elemento de suporte 23 aloja a mola 22 e é munido, em uma extremidade livre, de uma passagem 24 para permitir o elemento alongado 3, revestido com o material polimérico 2, a avançar ao longo da direção A e a sair da cabeça de extrusão 1. O valor da constante elástica K do elemento resiliente 22 é calculado de tal maneira que a sua rigidez pode pelo menos parcialmente anular a força exercida sobre a matriz fêmea 13 pelo material polimérico 2 fluindo através do canal condutor 20 qualquer que seja a velocidade de extrusão (e assim a taxa de vazão) do dito material, a velocidade de extrusão sendo compreendida na variação da velocidade de extrusão desejada.

Com referência à modalidade de realização da cabeça de extrusão descrita acima e ilustrada na figura 1, o método de acordo com a presente invenção para depositar por extrusão um material polimérico 2 sobre um elemento alongado 3 em avanço na cabeça de extrusão 1 ao longo de uma direção A para obter a camada de revestimento 100 compreende as seguintes etapas.

Em uma primeira etapa, após ter conduzido o elemento alongado 3 no interior da cavidade longitudinal 19 da cabeça de extrusão 1, o material polimérico 2 é alimentado ao interior do duto de alimentação 16 da cabeça de extrusão através do duto de admissão 15. O material polimérico 2 é levado a fluir para o interior do canal condutor 20 através dos canais de distribuição 18.

Em uma segunda etapa, a força exercida pelo material polimérico 2 sobre a matriz fêmea 13 é pelo menos parcialmente anulada pela força elástica exercida pela mola 22 que permite um ajuste da área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor 20. Por conseguinte, de acordo com a presente invenção, a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor 20 é automaticamente regulada pelo ajuste da posição da matriz fêmea 13 com respeito à matriz macho 12 na base do valor efetivo da velocidade de extrusão desejada (e assim da taxa de vazão resultante do material polimérico 2 fluindo através do canal condutor 20).

Por conseguinte, em operação, é vantajosamente possível aumentar a taxa de vazão do material polimérico 2 fluindo na cabeça de extrusão 3, por exemplo, de maneira a aumentar o rendimento de produção do elemento extrudado, enquanto assegurando ao mesmo tempo em que os valores de pressão, temperatura e período de permanência não causem danos mecânicos à cabeça de extrusão 1 assim como vulcanização prematura ou superaquecimento do material polimérico.

Este aspecto é indicado em detalhe nos gráficos reportados nas figuras 5 e 6, nas quais a variação de pressão e temperatura, respectivamente, do material polimérico em função da taxa de vazão do mesmo através da cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção em comparação com uma cabeça de extrusão convencional provida de uma geometria fixa do canal condutor é indicada.

Com referência ao gráfico mostrado na figura 5, as três posições diferentes (Xl5 X2, X3) da matriz fêmea 13 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X são mostradas. Em detalhe, o valor da posição Xj é menor que o valor da posição X2eo valor da posição X2 é menor que o valor da posição X3 (isto é, X|<X2<X3) enquanto considerando a matriz fêmea se deslocando de acordo com a direção A, isto é, se afastando axialmente da matriz macho, de forma que a área em seção transversal da segunda parte 20” do cana! condutor é levada a aumentar Para cada posição da matriz fêmea, a variação de pressão em função da taxa de vazão (isto é, as curvas de pressão/taxa de vazão indicadas com as referências a, b, c, respectivamente) é obtida pelo variar o valor de taxa de vazão do material polimérico e medir o correspondente valor de pressão no duto de entrada da cabeça de extrusão por intermédio de um sensor de pressão. No caso uma cabeça de extrusão convencional (que é provida de uma geometria fixa do canal condutor, isto é, a matriz fêmea e a matriz macho não são reciprocamente deslocáveis) ser considerada, a matriz fêmea estacionária da qual sendo localizada na posição Xj, um aumento da taxa de vazão do material polimérico de Qi para Q2 ocasiona um correspondente aumento da pressão de Pi para P2. Na realidade, uma vez que a matriz fêmea é estacionária na posição X], o único trajeto possível para passar de Qi para Q2 é ao longo da curva a.

Pelo contrário, na cabeça de extrusão da presente invenção, um aumento da taxa de vazão Qi para Q2 causa um deslocamento da posição da matriz fêmea de Xj para X2, para que seja possível obter a taxa de vazão Q2 a um valor de pressão P’2 que é menor que P2 (o valor de pressão P2 corresponde ao valor da taxa vazão Q2 enquanto se deslocando ao longo da curva a, isto é, a presença de uma cabeça de extrusão convencional), uma vez que, de acordo com a presente invenção, o trajeto para passar de Qj para Q2 é ao longo da curva S. Os extremos da curva S são usados para calcular a constante elástica K do elemento resiliente 22.

De maneira similar, com referência ao gráfico mostrado na figura 6, a variação de temperatura em função da taxa de vazão em três posições diferentes (Xi, X2, X3) da matriz fêmea 13 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X é mostrada. A matriz fêmea se desloca axialmente de acordo com a direção A, isto é, se afasta axialmente da matriz macho, de forma que a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor é causada a aumentar.

Para cada posição da matriz fêmea, a variação de temperatura, por exemplo, em função da taxa de vazão (isto é, as curvas de temperatura/taxa de vazão indicadas com as referências d, e, f respectivamente) é obtida pelo variar o valor da taxa de vazão do material polimérico e medir o correspondente valor de temperatura no duto de entrada da cabeça de extrusão por intermédio de um sensor de temperatura. No caso de uma cabeça de extrusão convencional (que é provida de uma geometria fixa do canal condutor, isto é, a matriz fêmea e a matriz macho não são reciprocamente deslocáveis) ser considerada, a matriz fêmea estacionária da qual sendo localizada na posição X], um aumento da taxa de vazão do material polimérico de Qi para Q2 causa um correspondente aumento da temperatura de Tj para T2. Na verdade, uma vez que a matriz fêmea está estacionária na posição Xi, o único trajeto possível para passar de Q] para Q2 é ao longo da curva d.

Pelo contrário, na cabeça de extrusão da presente invenção, um aumento da taxa de vazão de Q] para Q2 causa um deslocamento da posição da matriz fêmea de X! para X3 de forma que é possível obter a taxa de vazão Q2 a um valor de temperatura T’2 que é menor que T2 (o valor de temperatura T2 corresponde ao valor da taxa de vazão Q2 enquanto se deslocando ao longo da curva d, isto é, na presença de uma cabeça de extrusão convencional) uma vez que, de acordo com a presente invenção, o trajeto para passar de Q] para Q2 é ao longo da curva S. Os extremos da curva S são usados para calcular a constante elástica K do elemento resiliente 22.

De maneira similar, com referência ao gráfico mostrado na figura 6, a variação da temperatura em função da taxa de vazão em três posições diferentes (X]5 X2, X3) da matriz fêmea 13 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X é mostrada. A matriz fêmea se desloca axialmente de acordo com a direção A, isto é, se afasta axialmente de acordo com a direção A. isto é. se afasta axialmente da matriz macho, de forma que a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor é causada a aumentar.

Para cada posição da matriz fêmea, a variação de temperatura p.ex. em função da taxa de vazão (isto é, as curvas de temperatura/taxa de vazão indicadas com as referências d, e, f respectivamente) é obtida pelo variar o valor da taxa de vazão do material polimérico e medir o correspondente valor de temperatura no duto de entrada da cabeça de extrusão por intermédio de um sensor de temperatura. No caso de uma cabeça de extrusão convencional (que é dotada de uma geometria fixa do canal de condução, isto é, a matriz fêmea e a matriz macho não são reciprocamente deslocáveis) ser considerado, a matriz fêmea estacionária da qual sendo localizada na posição X1? um aumento da taxa de vazão do material polimérico de Qj para Q2 ocasiona um correspondente aumento da temperatura de Ti para T2. Na realidade, uma vez que a matriz fêmea é estacionária na posição X5, o único trajeto possível para passar de Qi para Q2 é ao longo da curva d.

Pelo contrário, na cabeça de extrusão da presente invenção, um aumento da taxa de vazão de Qi para Q2 ocasiona um deslocamento da posição da matriz fêmea de Xi para X2 de forma que é possível obter a taxa de vazão Q2 a um valor de temperatura T’2 que é menor que T2 (o valor de temperatura T2 corresponde ao valor da taxa de vazão Q2 enquanto se deslocando ao longo da curva d, isto é, na presença de uma cabeça de extrusão convencional) uma vez que, de acordo com a presente invenção, o trajeto para passar de Qi para Q2 é ao longo da curva S”. Os extremos da curva S” são usados para calcular a constante elástica K do elemento resiliente 22.

Assim, com referência às modalidades da cabeça de extrusão 1 descriias acima, a presente invenção permite aumentar a taxa de vazão do material polimérico 2 fluindo através da cabeça de extrusão 1 enquanto assegurando ao mesmo tempo em que os valores de pressão e temperatura permaneçam dentro de uma faixa aceitável de valores, de modo a evitar que condições de vazão críticas na cabeça de extrusão possam ocorrer.

Por outro lado, a presente invenção também vantajosamente possibilita decrescer a taxa de vazão do material polimérico na cabeça de extrusão enquanto assegurando, ao mesmo tempo, que os valores de pressão e período de permanência do material polimérico permaneçam dentro da respectiva faixa de valor aceitável, de modo a evitar a formação de zonas de estagnação assim como a vulcanização incipiente ou super aquecimento do material sendo extrudado.

Este aspecto é mostrado no gráfico ilustrado na figura 7, no qual o período de permanência do material polimérico p.ex. em função da taxa de vazão em três posições diferentes (-X|, -X2, -X3) da matriz fêmea 13 ao longo do eixo geométrico X-X é mostrado. As três posições diferentes são indicada com valores negativos uma vez que neste caso o deslocamento da matriz fêmea com respeito à matriz macho ocorre em uma direção oposta àquela da seta A; na realidade, a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal condutor é causada a decrescer.

Para cada posição da matriz fêmea, a variação do período de permanência em função da taxa de vazão (isto é, as curvas de período de permanência/taxa de vazão indicadas com as referências g, h, í respectivamente) é obtida pelo variar o valor da taxa de vazão do material polimérico e calcular o correspondente período de permanência na cabeça de extrusão. No caso uma cabeça de extrusão convencional (que é munida de uma geometria fixa do canal condutor, isto é, a matriz fêmea e a matriz macho não são reciprocamente deslocáveis) é considerada, a matriz fêmea estacionária da qual sendo localizada na posição -X], uma redução da taxa de vazão do material polimérico de Qi para Q2 causa um correspondente aumento do período de permanência de t; para t2 Todavia, o valor t: está bem próximo do valor crítico tscorch.2 que representa o período de permanência no qual vulcanização incipiente do material polimérico ocorre (indicado pela curva tsa,rdl). Na realidade, uma vez que a matriz fêmea está estacionária na posição -X], o único trajeto possível para passar de Qi para Q2 é ao longo da curva g.

Pelo contrário, na cabeça de extrusão da presente invenção, uma redução da taxa de vazão de Qi para Q2 causa um deslocamento da posição da matriz fêmea de -X] para -X3 de forma que é possível obter a taxa de vazão Q2 em um período de permanência t’2 que é menor que t2 (o período de permanência t2 corresponde ao valor de taxa de vazão Q2 enquanto se deslocando ao longo da curva g, isto é, na presença de uma cabeça de extrusão convencional) uma vez que, de acordo com a presente invenção, o trajeto para passar de Qi para Q2 é ao longo da curva S”. Os extremos da curva S” são usados para calcular a constante elástica K do elemento resiliente 22. Por conseguinte, de acordo com a presente invenção, o período de permanência aumenta de t( para t’2, o último sendo menor que t2 e afastado do valor crítico tscorch,2.

Nas figuras 2 a 4 são ilustradas modalidades adicionais da cabeça de extrusão de acordo com a presente invenção.

Os elementos da cabeça de extrusão que são estruturalmente e/ou fúncionalmente equivalentes aqueles previamente ilustrados com referência à figura 1 são indicados com os mesmos numerais de referência.

As modalidades ilustradas nas figuras 2 a 4 diferem daquela reportada na figura 1 pelo fato do dispositivo para ajustar a posição da matriz fêmea 13 com respeito à matriz macho 12 ao longo do eixo geométrico longitudinal X~X compreender, em lugar do elemento resiliente 22, um servo dispositivo 32 que detecta as variações em velocidade de extrusão (e assim as variações em taxa de vazào e pressão de material polimérico) e ajusta a posição da matriz fêmea 13 com respeito à matriz macho 1 3 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X na base das variações detectadas.

Particularmente, nas modalidades ilustradas nas figuras 2 a 4, o servo dispositivo 32 compreende um sensor de pressão 33 associado com a cabeça de extrusão 1 no duto de admissão 15. O servo dispositivo 32 adicionalmente compreende um dispositivo de processamento 34 operativamente associado com o sensor de pressão 33. O dispositivo de processamento 34 calcula as novas posições da matriz fêmea 13 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X em resposta às variações detectadas pelo sensor de pressão 33. O servo dispositivo 32 adicionalmente compreende um dispositivo 35 para deslocar a matriz fêmea 13 para as novas posições calculadas, o dito dispositivo 35 sendo operativamente associado com o dispositivo de processamento 34.

Na modalidade ilustrada na figura 2, o dispositivo 35 para mover a matriz fêmea 13 para as novas posições calculadas elo dispositivo de processamento 34 compreende um atuador hidráulico que inclui uma bomba 40 e um cilindro hidráulico 45 reciprocamente conectado por intermédio de um duto de conexão 41. A bomba 40 é operativamente associada com o dispositivo de processamento 34, enquanto o cilindro hidráulico 45 compreende uma haste 46 que é conectada com a matriz fêmea pela interposição de um mecanismo de manivela 47.

De acordo com a presente modalidade, um sensor de posição 48 é associado com a haste 46 do cilindro hidráulico 45 e com o dispositivo de processamento 34 para detectar a posição da haste 46 (esta posição correspondendo a uma respectiva posição da matriz fêmea 13) e transmitir um correspondente sinal elétrico para o dispositivo de processamento 34 para permitir que o último calcule uma nova posição possível para a haste 46.

De acordo com outra modalidade dn presente invenção (não mostrada), o atuador hidráulico é substituído por um atuador pneumático. Especifícamente, a bomba 40 é substituída por um recipiente de fluido pressurizado, enquanto o cilindro hidráulico 45 é substituído por um cilindro pneumático. A figura 3 mostra uma modalidade adicional da cabeça de extrusão 1 da presente invenção.

Os elementos da cabeça de extrusão que são estruturalmente e/ou funcionalmente equivalentes aqueles previamente ilustrados com referência às figuras 1 e 2 são indicados com os mesmos numerais de referência. A modalidade mostrada na figura 3 difere daquela da figura 2 pelo fato do dispositivo 35 para mover a matriz fêmea 13 para a nova posição calculada pelo dispositivo processador 34 compreende um atuador linear 55, o atuador linear 55 é munido de um dispositivo acíonador (não mostrado) que é operado e regulado por um processador 50.

De acordo com a presente modalidade, um sensor de posição 58 é associado com o atuador linear 55 e com o dispositivo processador 34 para detectar a posição da matriz fêmea 13 e transmitir um correspondente sinal elétrico para o dispositivo processador 34 para permitir que o último calcule qualquer nova posição possível para a matriz fêmea 13. A figura 4 mostra uma modalidade adicional da cabeça de extrusão 1 da presente invenção.

Os elementos da cabeça de extrusão que são estruturalmente e/ou funcionalmente equivalentes aqueles previamente ilustrados com referência às figuras 1, 2 e 3 são indicados com os mesmos numerais de referência. A modalidade da figura 4 difere daquela das figuras 2 e 3 pelo fato do dispositivo 35 para mover a matriz fêmea 13 para a nova posição calculada pelo dispositivo processador 34 compreende um dispositivo eletromecânico incluindo um mecanismo de engrenagens 65 acionado por um motor elétrico 66 e acoplado com a matriz fêmea 13. O mecanismo de engrenagens 65 que é acoplado com a matriz fêmea 13 é alojado em um elemento de suporte 23 do tipo ilustrado e exposto com respeito à figura 1. O dispositivo eletromecânico adicionalmente compreende um processador 67 que opera e regula o motor elétrico 66. O processador 67 é associado com o motor elétrico 66 e com o dispositivo de processamento 34.

De acordo com a presente modalidade, um sensor de posição 68 é associado com o motor elétrico 66 e com o dispositivo de processamento 34 para detectar a posição da matriz fêmea 13e e transmitir um correspondente sinal elétrico para o dispositivo de processamento 34 para permitir o último a calcular uma nova posição possível da matriz fêmea 13.

Com referência às modalidades preferenciais da cabeça de extrusão 1 descrita acima e ilustrada nas figuras 2 a 4, o método da presente invenção para depositar por extrusão um material polimérico 2 sobre um elemento alongado 3 em avanço no interior da cabeça de extrusão 1 ao longo de uma direção A compreende as seguintes etapas: Em uma primeira etapa, de modo similar ao método descrito acima com respeito à cabeça de extrusão 1 ilustrada na figura 1, após ter conduzido o elemento alongado 3 no interior da cavidade longitudinal 19 da cabeça de extrusão 1, o material polimérico 2 é alimentado ao duto alimentador 16 da cabeça de extrusão através do duto de admissão 15 por um ou mais parafusos de extrusão (em si conhecidos e não mostrados nas figuras). O material polimérico 2 é levado a fluir para o interior do canal transportador 26 através dos canais de distribuição 18.

Em uma segunda etapa, o sensor de pressão 33 detecta - de preferência a um valor de freqüência predeterminado a pressão no duto de enirada da cabeça de extrusào (o dito valor de pressão sendo correlacionado com o valor da taxa de vazão e o último por sua vez. sendo correlacionado com o valor da velocidade de extrusào) e gera um correspondente sinal elétrico que é transmitido para o dispositivo de processamento 34.

Uma vez que uma variação de pressão seja detectada, em uma terceira etapa do método da presente invenção o dispositivo de processamento 34 calcula uma nova posição da matriz fêmea 13 ao longo do eixo geométrico longitudinal X-X na base da variação detectada e transmite um correspondente sinal para o dispositivo atuador 35 que move a matriz fêmea 13 para a ova posição calculada, assim ajustando a área em seção transversal da segunda parte 20” do canal transportador 20. Como mencionado acima, uma vez que esta área em seção transversal é correlacionada com a pressão (e assim a taxa de vazão) do material polimérico fluindo através da cabeça de extrusào, a possibilidade de ajuste desta área permite estender o campo de trabalho da cabeça de extrusão. Em outras palavras, de acordo com a presente invenção é possível aumentar a gama de variação da taxa de vazão do material polimérico fluindo através da cabeça de extrusão enquanto assegurando que os outros parâmetros de método (particularmente, a temperatura e período de permanência) permaneçam dentro de fixas de valores aceitáveis para que as condições de vazão criticas (e assim vulcanizações incipientes, superaquecimento, estagnações do material polimérico assim como danos mecânicos da cabeça de extrusão) substancialmente não ocorram.

As considerações dadas aqui acima com respeito aos gráficos reportados nas figuras 5, 6 e 7, aplicam-se também às modalidades ilustradas nas figuras 2 a 4, com as únicas exceções de que os extremos das curvas S’ e S”, ao longo das quais a matriz fêmea 13 se desloca da posição I Xj | para a posição | X3 | são usadas para calcular a calibração do dispositivo atuador 35 em vez da constante elástica K do elemento resiliente 22 da figura 1.

REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. Método para extrudar um material polimérico (2) na fabricação de um pneu, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - alimentar o dito material polimérico a um aparelho de extrusão que inclui uma cabeça de extrusão (1), dita cabeça de extrusão compreendendo: - uma matriz macho (12); - uma matriz fêmea (13), coaxialmente disposta com respeito à matriz macho; e - um canal condutor (20) pelo menos uma patfe (20”) do qual sendo definida entre dita matriz macho e dita matriz fêmea; - ajustar uma área em seção transversal da dita pelo menos uma parte do canal condutor pelo recíproca mente deslocar dita matriz fêmea com respeito à dita matriz macho em resposta a uma variação da velocidade de extrusão do dito material polimérico; em que a etapa de ajustar a área em seção transversal da pelo menos uma parte do canal condutor compreende a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre pelo menos uma matriz pelo material polimérico fluindo no canal condutor; em que a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre pelo menos uma matriz é realizada por intermédio de um elemento resiliente (22) atuante sobre a dita pelo menos uma matriz em direção oposta com respeito à direção de fluxo do material polimérico,

2. Método dc acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita força é exercida pelo material polimérico atuando sobre a matriz fêmea.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita força é substancial mente paralela ao eixo geométrico longitudinal (X-X) de uma cabeça de extrusão.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento resiliente é associado com a pelo menos uma matriz que é permitida a ser axialmente deslocada.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de extrudar o dito material polimérico.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de selecionar a variação da velocidade de extrusão do material polimérico em resposta às condições operacionais de uma etapa de método subseqüente à etapa de extrusão.

7. Aparelho para extrudar um material polimérico para fabricar um pneu, o aparelho caracterizado pelo fato de que inclui uma cabeça de extrusão (1) que compreende: - uma matriz macho (12); - uma matriz fêmea (13) coaxialmente disposta com respeito à dita matriz macho; - um canal condutor (20) pelo menos uma parte (20”) do qual sendo definida entre a dita matriz macho e a dita matriz fêmea; e - um dispositivo (22; 32) para ajustar uma área em seção transversal da dita pelo menos uma parte do dito canal condutor pelo reciprocamente deslocar dita matriz fêmea com respeito à dita matriz macho em resposta a uma variação da velocidade de extrusão do material polimérico; em que o dispositivo para ajustar a área em seção transversal da pelo menos uma parte (20”) do canal condutor compreende um elemento resiliente (22) atuante sobre a dita pelo menos uma matriz em direção oposta com respeito à direção de fluxo do material polimérico.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a matriz macho é munida de uma cavidade interna (21) coaxialmente disposta com respeito a um eixo geométrico longitudinal (X-X) da cabeça de extrusão.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento resiliente é associado com a matriz fêmea.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento resiliente é uma mola, a constante elástica K da qual é selecionada em resposta à faixa de variação de velocidade de extrusão.

11. Método para fabricar um pneu, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - formar de um pneu bruto sobre um dispositivo de suporte; - moldar o dito pneu bruto; - curar o dito pneu bruto; em que a etapa de formar o pneu bruto compreende a etapa de efetuar a extrusão de pelo menos um material elastomérico, a etapa de extrusão compreendendo as etapas de: - alimentar o dito material polimérico a um aparelho de extrusão que inclui uma cabeça de extrusão (1), dita cabeça de extrusão compreendendo: - uma matriz macho (12); - uma matriz fêmea (13), coaxialmente disposta com respeito à matriz macho; e - um canal condutor (20) pelo menos uma parte (20”) do qual sendo definida entre dita matriz macho e dita matriz fêmea; - ajustar uma área em seção transversal da dita pelo menos uma parte do canal condutor pelo reciprocamente deslocar dita matriz fêmea com respeito à dita matriz macho em resposta a uma variação da velocidade de extrusão do dito material polimérico; em que a etapa de ajustar a área em seção transversal da pelo menos uma parte do canal condutor compreende a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre pelo menos uma matriz pelo material polimérico fluindo no canal condutor; em que a etapa de parcialmente anular a força exercida sobre pelo menos uma matriz é realizada por intermédio de um elemento resiliente (22) atuante sobre a dita pelo menos uma matriz em direção oposta com respeito à direção de fluxo do material polimérico.