BRPI0520581B1 - método e aparelho para vulcanizar pneus pneumáticos - Google Patents

Abstract

método e aparelho para vulcanizar pneus pneumáticos. um pneu encerrado em um molde de vulcanização (3) é suprido de calor para provocar vulcanização do mesmo. por meio de sondas de detecção térmica (14, 15, 18) introduzidas no pneu (2), monitoramento do grau de reticulação alcançado em no mínimo uma primeira de região de detecção (1 4a) e uma segunda região de detecção (1 5a) colocadas dentro do pneu (2) é realizado. fornecimento de calor é interrompido na ocorrência das seguintes condições: (i) o grau de reticulação medido em no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a) alcança um primeiro valor de referência mais elevado do que 90% de toda a reticulação; (ii) o grau de reticulação medido em cada região de detecção (14a, 1 5a) superou um segundo valor de referência pré-estabelecido que não excede aproximadamente 50% de toda a reticulação.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA VULCANIZAR PNEUS PNEUMÁTICOS” [0001] A presente invenção é relativa a um método e um aparelho para vulcanizar pneus pneumáticos.

[0002] Genericamente, na fabricação de pneus pneumáticos para rodas de veículo é previsto que um tratamento de moldagem e vulcanização seja realizado em seguida a uma etapa de construir o pneu verde por meio de montagem dos respectivos componentes, cada um dos quais tem sua própria composição elastomérica, e alguns dos quais são equipados com estruturas de reforço adequadas; dito tratamento visa determinar a estabilização estrutural do pneu por meio de reticulação de ditas composições elastoméricas e, ao mesmo tempo, como genericamente requerido, possibilitar a formação de um desenho de banda de rodagem desejado sobre ele, bem como de possíveis marcações gráficas indicativas nas paredes laterais do pneu.

[0003] Com esta intenção, o pneu verde é introduzido em um molde de vulcanização aquecido de maneira adequada, que tem uma cavidade de moldagem de uma forma que se conforma à forma final a ser fornecida ao próprio pneu.

[0004] Depois que o fechamento do molde tenha ocorrido, o pneu verde é prensado contra as paredes de sustentação da cavidade de moldagem enquanto, ao mesmo tempo, calor necessário para realizar vulcanização do próprio pneu é fornecido. Para esta finalidade, uma bexiga de conformação toroidal, por exemplo, é feita expandir dentro do pneu por meio de admissão de vapor sob pressão para o interior de dita bexiga, de modo a trazer esta última para contato com a superfície interna do pneu e comprimir dito pneu contra as paredes de sustentação da cavidade de moldagem.

[0005] O vapor sob pressão admitido para a bexiga expandida dentro do pneu também é utilizado para fornecer parte do calor necessário para vulcanização. Uma outra porção de calor é suprida através do molde a partir do exterior do pneu, aquecido de maneira adequada por meio de tubulações para circulação de vapor ou um outro fluido de aquecimento, que são arranjadas no aparelho de vulcanização.

[0006] Usualmente a temperatura e pressão dos suprimentos de vapor e o tempo de residência do pneu no molde de vulcanização são administrados seguindo um programa preestabelecido obtido com base em dados experimentais, de modo a trazer os componentes do pneu que têm diferentes composições elastoméricas para um grau de reticulação desejado.

[0007] Quando a vulcanização tenha sido completada, o suprimento de calor é interrompido e o molde é aberto para possibilitar a remoção do pneu e preparar o molde para um novo ciclo de moldagem/vulcanização.

[0008] Fazendo assim, contudo, fenômenos de super-vulcanização e/ou vulcanização insuficiente do pneu, ou de partes dele, podem facilmente ocorrer. Estes fenômenos podem, por exemplo, ter lugar em seguida a variações na temperatura do vapor utilizado para aquecer os moldes. Em adição, variações na temperatura do molde podem também ocorrer devido a variações na temperatura ambiente, por exemplo, na temperatura de fluidos de aquecimento, e a quantidade de calor dissipada pelo molde na unidade de tempo e/ou nos períodos de abertura do mesmo entre um final de uma etapa de vulcanização e o início de vulcanização em um pneu subseqüente.

[0009] Em uma tentativa para eliminar os problemas acima descritos, a Patente U.S. 3.718.721 propõe um método de controlar o estado de vulcanização de no mínimo uma porção de um pneu durante fornecimento de calor para o mesmo, de acordo com o qual uma sonda para detecção de temperatura é introduzida em uma região predeterminada do pneu.

[00010] Durante o suprimento de calor para o pneu, detecção da temperatura do material elastomérico em relação ao tempo é realizada junto à sonda, para calcular um verdadeiro estado de vulcanização alcançado pela porção do pneu onde a sonda está inserida. Ao alcançar um grau predeterminado de reticulação, o fornecimento de calor é interrompido.

[00011] De acordo com os ensinamentos da U.S. 3.718.721, a sonda para medição da temperatura a ser detectada é colocada em uma região do pneu onde transmissão de calor tem lugar com grande dificuldade, ou, em qualquer caso, o grau mínimo de reticulação seja esperado ser alcançado ao final do processo. Caso a presença de diversas sondas em diferentes regiões do pneu seja fornecida, interrupção de fornecimento de calor será realizada com base nos dados enviados pela sonda que detecta o grau mínimo de reticulação. Trazer esta região do pneu para o grau correto de reticulação irá garantir uma vulcanização suficiente também das porções remanescentes do pneu.

[00012] O Requerente observou, contudo, que também o método divulgado na U.S. 3.718.721 é incapaz de assegurar um controle otimizado processo de vulcanização.

[00013] O Requerente podería de fato observar que uma influência no tempo global de vulcanização é produzida pelo grande número de fatores dificilmente previsíveis e incontroláveis que podem, dependendo da temperatura, afetar de maneira significativa a dinâmica de acordo com a qual aquecimento nas diferentes regiões do pneu tem lugar. Por exemplo, o Requerente observou que a temperatura dos componentes elastoméricos no pneu verde, no início da etapa de vulcanização, pode afetar de maneira significativa a dinâmica de acordo com a qual aquecimento tem lugar nas diferentes regiões do pneu.

[00014] Um outro fator importante é a temperatura do ambiente externo, uma vez que a temperatura do pneu verde introduzido no molde pode depender dela, bem como, como resultado, os gradientes de temperatura nas diferentes regiões do pneu, acima de tudo nas etapas iniciais do processo de vulcanização.

[00015] Em adição, de acordo com a percepção do Requerente, o método divulgado na U.S. 3.718.721 podería parecer ser desvantajoso também em termos de produtividade e custos, devido à vulcanização de cada pneu requerer basicamente tempos muito mais longos do que necessário.

[00016] Um outro fator dificilmente controlável, acima de tudo nos processos de produção que não envolvem armazenagem de itens semi-acabados durante a produção de pneu (ver documento WO 01/32.409 no nome do Requerente, por exemplo) é o tempo que decorre entre produção de cada um dos componentes do pneu e a introdução do pneu verde no molde. Durante esta etapa temporária, de fato os componentes elastoméricos são submetidos a resfriamento cujo grau depende da temperatura exterior e exatamente no espaço de tempo descrito acima.

[00017] A temperatura exterior pode também afetar dissipação de calor a partir do molde no período que decorre entre a abertura do próprio molde para a remoção do pneu acabado e a introdução de um novo pneu verde.

[00018] O Requerente sentiu que o controle de um processo de vulcanização realizado seguindo os ensinamentos da U.S. 3.718.721 podería determinar produção de pneus que em algumas regiões têm um grau de reticulação suficiente para assegurar a integridade estrutural do pneu para finalidades da segurança em operação, porém não são otimizados em termos de desempenho. Por exemplo, pode acontecer de o componente elastomérico ter um grau de reticulação nas porções radialmente externas da banda de rodagem ou no talão, dependendo das circunstâncias, que é mais elevado do que, ou ao contrário mais baixo do que, o grau de reticulação ótimo requerido para melhor desempenho.

[00019] Esta circunstância representa um problema de grande importância, acima de tudo na fabricação de pneus para carros e/ou motocicletas de alto e muito alto desempenho, e/ou a ser utilizado para competições onde é requerido um nível qualitativo excelente também do ponto de vista de desempenho.

[00020] O Requerente sentiu que é possível melhorar de maneira significativa os presentes métodos de vulcanização monitorando o grau de reticulação alcançado, no mínimo em duas regiões do pneu.

[00021] Monitoramento possibilita que o fornecimento de calor seja interrompido no momento no qual em uma primeira região do pneu um grau de reticulação desejado tenha sido alcançado, o qual é adaptado para assegurar as características de desempenho do pneu, e em uma segunda região do pneu um grau de reticulação mais elevado do que um valor mínimo predeterminado, capaz de assegurar as características de integridade estrutural do pneu, foi alcançado.

[00022] Em particular, esta primeira região é preferivelmente parte da banda de rodagem, enquanto a segunda região pode, preferivelmente, ser parte também da banda de rodagem ou de qualquer outra porção do pneu, tal como a região de talão.

[00023] Em mais detalhe, em um primeiro aspecto, a presente invenção é relativa a um método para vulcanizar pneus pneumáticos que compreende as etapas de: fechar um pneu verde em um molde de vulcanização; fornecer calor para o pneu, para provocar vulcanização do mesmo; monitorar durante o fornecimento de calor um primeiro valor do grau de reticulação alcançado em uma primeira região de detecção, e um segundo valor do grau de reticulação alcançado em uma segunda região de detecção, ditas primeira e segunda regiões de detecção sendo colocadas dentro do pneu; interromper o fornecimento de calor quando da ocorrência de ambas as seguintes condições: (i) o primeiro valor do grau de reticulação alcança um primeiro valor de referência mais elevado do que aproximadamente 90%; e (ii) o segundo valor do grau de reticulação superou um segundo valor de referência pré-estabelecido que é mais baixo do que aproximadamente 50%, e é capaz de garantir integridade estrutural do pneu.

[00024] Em um outro aspecto, a presente invenção é relativa a um aparelho para vulcanizar pneus pneumáticos que compreende: um molde de vulcanização que tem uma cavidade de moldagem para no mínimo um pneu verde; dispositivos para fornecimento de calor para o pneu verde fechado no molde de vulcanização, para determinar vulcanização do mesmo; dispositivos para monitoramento de um primeiro valor do grau de reticulação alcançado em uma primeira região de detecção e de um segundo valor do grau de reticulação alcançado em uma segunda região de detecção, ditas primeira e segunda regiões de detecção sendo colocadas dentro do pneu; dispositivos de controle que operam em conjunto com os dispositivos de monitoramento, para interromper fornecimento de calor quando da ocorrência de ambas as seguintes condições: (i) o primeiro valor do grau de reticulação alcança um primeiro valor de referência mais elevado do que aproximadamente 90%; e (ii) o segundo valor do grau de reticulação superou um segundo valor de referência pré-estabelecido que é mais baixo do que aproximadamente 50%, e é capaz de garantir integridade estrutural do pneu.

[00025] Outros aspectos e vantagens se tomarão mais evidentes a partir da descrição detalhada de uma configuração preferencial, porém não exclusiva, de um método e um aparelho para vulcanizar pneus pneumáticos de acordo com a presente invenção.

[00026] Esta descrição será estabelecida daqui em diante com referência aos desenhos que acompanham, fornecidos a guisa de exemplo não limitativo, nos quais: [00027] A Figura 1 mostra, de maneira diagramática, uma metade em seção diametral de um molde de vulcanização que é parte de um aparelho para fabricar pneus para rodas de veículos de acordo com a presente invenção;

[00028] A Figura 2 mostra um detalhe ampliado da Figura 1, que destaca o posicionamento das sondas de detecção térmica dentro do molde;

[00029] A Figura 3 é um gráfico que pode ser obtido a partir de um teste de laboratório que visa detectar o grau de reticulação contra o tempo de uma amostra para uma temperatura de referência predeterminada;

[00030] A Figura 4 é um gráfico que mostra a variação no grau de reticulação em diferentes regiões de detecção de um pneu submetido a um processo de vulcanização de acordo com a invenção.

[00031] Com referência à Figura 1, um aparelho para vulcanizar pneus pneumáticos de rodas de veículo de acordo com a presente invenção foi identificado genericamente com o numeral de referencia 1.

[00032] O aparelho 1 compreende, genericamente, um molde de vulcanização 3 que define uma cavidade de moldagem 3a adaptada para acomodar um pneu verde 2 a ser submetido a um processo de moldagem e vulcanização.

[00033] Como mostrado na Figura 1, o molde de vulcanização 3 tem um par de placas axialmente opostas 4 e uma pluralidade de setores circunferenciais 5 móveis em uma direção que se aproxima de maneira recíproca ao mesmo tempo em que o fechamento do molde 3. No fechamento do molde, as placas 4 e os setores 5 definem uma superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3a, cuja forma corresponde à conformação final a ser fornecida ao pneu 2. Em mais detalhe, as placas 4 são ajustadas para operar nos assim chamados talões 7 e paredes laterais 8 do pneu 2 que está sendo processado, enquanto setores 5 são adaptados para operar em uma banda de rodagem 9 do próprio pneu. O pneu verde 2 uma vez fechado no molde 1 é prensado contra a superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3 a por meio de um dispositivo adequado. Em seguida, ou simultaneamente com a etapa de prensagem, calor é fornecido para o pneu verde 2 prensado contra dita superfície interna 6.

[00034] Pelo efeito de prensagem, cristas adequadas arranjadas nos setores 5 e placas 4 provocam a formação de um desenho desejado sobre a banda de rodagem 9 do pneu 2, bem como de uma pluralidade de marcas gráficas indicativas sobre as paredes laterais 6.

[00035] O calor fornecido provoca a reticulação das diferentes composições elastoméricas das quais o pneu é constituído. Quando o ciclo foi completado, o pneu acabado, isto é, o pneu moldado e curado, é retirado do molde 3 depois da abertura deste último.

[00036] Mostrado na Figura 1 a guisa de exemplo, existe um dispositivo de prensagem que compreende uma bexiga 10 de conformação substancialmente toroidal, que tem duas arestas circunferenciais que carregam respectivas peças traseiras de ancoragem 10a a serem engatadas em vedação no molde 3. Um duto 11 formado no molde 3s para admitir vapor ou outro fluido operacional, converge no interior da bexiga 10 de modo a possibilitar expansão desta última em seguida à admissão de fluido sob pressão, comprimindo com isto o pneu verde 2 contra as placas 4 e setores 5. Também associados operacionalmente com o molde 3 nas placas 4 e/ou setores 5, existem dispositivos 12 para fornecer calor para o pneu verde 2 a ser vulcanizado, cujos dispositivos preferivelmente operam em conjunto com o vapor admitido o para a bexiga expansível 10.

[00037] O molde de vulcanização 3 preferivelmente compreende ainda uma pluralidade de válvulas de descarga 13 montadas em regiões do molde 3 próximas aos ombros do pneu e à área da coroa, por exemplo. As válvulas de descarga 13 montadas em respectivos assentos vazados 13a arranjados nas paredes de molde, realizam a função de, ao mesmo tempo em que a etapa de prensagem, evacuar bolsões de ar ou outros fluidos possivelmente utilizados no processo de vulcanização, e presentes entre o pneu verde 2 e a superfície interna 6.

[00038] Também associados operacionalmente com o molde 3, existem dispositivos (14, 15, 18) para monitorar o valor do grau de reticulação alcançado pelo pneu 2, cujos dispositivos são conectados operacionalmente com uma unidade de controle eletrônico 17 ou outros dispositivos de controle adequados, para interromper fornecimento de calor para o pneu quando um valor desejado do grau de reticulação, a ser mais bem definido no que segue, tenha sido alcançado.

[00039] Em mais detalhes, os dispositivos de monitoramento 14, 15, 18 compreendem, no mínimo, uma primeira sonda de detecção térmica 14 e uma segunda sonda de detecção térmica 15 que a operam em uma primeira região de detecção 14a e uma segunda região de detecção 15a, respectivamente, definidas no pneu que está sendo processado.

[00040] Cada uma das sondas de detecção térmica 14, 15 se projeta por uma quantidade predeterminada a partir da superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3a, de modo que ela é incluída no material que tem uma composição elastomérica específica e que forma o pneu 2 na respectiva região de detecção 14a, 15a. Como melhor observado da Figura 2, as sondas de detecção térmica 14, 15 preferivelmente se projetam a partir da superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3a por quantidades respectivamente diferentes, de modo que as primeira e segunda regiões de detecção 14a, 15a são localizadas no pneu 2 em profundidades respectivamente diferentes, isto é, uma em uma posição radialmente mais para dentro do que a outra.

[00041] Preferivelmente as sondas de detecção térmica 14, 15 ou no mínimo uma delas, são associadas com um dos setores 5 de modo que elas se projetam na cavidade de moldagem 3a junto a uma região estabelecida, para operar contra a banda de rodagem 9 do pneu 2.

[00042] A guisa de exemplo, a primeira sonda de detecção térmica 14 pode se projetar a partir da cavidade de moldagem 3a por uma quantidade que se situa entre aproximadamente 0,5 e aproximadamente 3 mm, preferivelmente aproximadamente 1 mm, de modo que a primeira região de detecção 14 é localizada na superfície externa da banda de rodagem 9 até uma distância que, a guisa de indicação, está incluída entre aproximadamente 10% e aproximadamente 30% da espessura da banda de rodagem, onde o controle do grau de reticulação é particularmente crítico em relação às características de desempenho do pneu 2 durante utilização.

[00043] A segunda sonda de detecção térmica 15, por sua vez, pode se projetar a partir da superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3a por uma quantidade que, a guisa de indicação, está incluída entre aproximadamente 1,5 e aproximadamente 10 mm, preferivelmente aproximadamente 8 mm, de modo que a segunda região de detecção 15a está localizada a uma distância incluída, a guisa de indicação, entre aproximadamente 70% e aproximadamente 90% da espessura da banda de rodagem, próxima a uma estrutura de cinta 16, ou outra estrutura de reforço têxtil ou metálica, usualmente integrada no pneu 2. Para evitar danos à estrutura de cinta 16 e/ou à segunda sonda de detecção térmica 15, a própria sonda pode ser prevista para se projetar a partir da superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3a por uma quantidade que, em qualquer caso, não excede a quantidade de projeção das cristas 5a usualmente arranjadas em setores 5 para formar o desenho acima mencionado sobre a banda de rodagem 9. Desta maneira, a segunda sonda 15 e a respectiva região de detecção 15a mantém uma distância que se situa, a guisa de indicação, entre aproximadamente 0,5 e aproximadamente 3 mm a partir da estrutura de cinta 16 ou outra estrutura de reforço têxtil ou metálica integrada no pneu 2.

[00044] Preferivelmente, as primeira e/ou segunda sondas de detecção térmica 14, 15 se projetam a partir da superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3 a em paralelo à direção de movimento do respectivo setor 5, placa 4, ou outra porção móvel, durante as etapas de abertura e fechamento do molde 3.

[00045] Cada sonda 14, 15, portanto, se projeta a partir da superfície interna 6 do molde 3 em uma direção substancialmente paralela à direção dessa aproximação recíproca entre a superfície interna 6 do molde 3 e a superfície externa do pneu 2 durante o fechamento do molde 3. Desta maneira, transmissão de tensões de dobramento indesejadas para as sondas 14, 15 é evitada nas etapas de abertura e fechamento do molde 3. Portanto, é possível de maneira vantajosa utilizar sondas particularmente finas 14, 15 a serem abrigadas nos assentos vazados 13a em lugar das válvulas de descarga 13, e que têm dimensões adaptadas para não causar mudanças nos aspectos geométricos e estruturais do pneu 2, nem produzir marcações nítidas no produto acabado.

[00046] Durante esse fornecimento de calor para o pneu 3 encerrado no molde 3, as sondas 14, 15 enviam sinais para a unidade de controle eletrônico 17 que representam a temperatura alcançada pelo pneu 2 nas primeira e segunda regiões de detecção 14a, 15a, respectivamente. Detecção de temperatura através de sondas 14, 15 é realizada de maneira cíclica e a intervalos de tempo relativamente próximos, da ordem de aproximadamente 1 segundo por exemplo, e preferivelmente na faixa entre 0,1 e 60 segundos, de modo a realizar de maneira substancial um monitoramento contínuo do curso da temperatura durante todo o ciclo de vulcanização.

[00047] Todos os dados representativos de temperaturas são processados pela unidade de controle eletrônico 17 de acordo com um algoritmo adequado preestabelecido, que segue a lei de Arrhenius, por exemplo, para monitorar o grau de reticulação deduzido a partir do tempo equivalente correspondente (como daqui em diante definido), que é gradualmente alcançado pelas composições elastoméricas presentes nas primeira e segunda regiões de detecção 14a, 15 a. Preferivelmente o grau de reticulação é determinado com base na seguinte equação de Arrhenius: tl/t2 = exp [-E/R (1/T2 - 1/T1)] na qual R = constante universal dos gases; E = energia de ativação da reação de reticulação, característica típica da composição elastomérica reticulável o utilizada; tl = tempo requerido para obter o grau de reticulação desejado a uma temperatura de referência constante Tl; t2 = tempo requerido para obter o grau de reticulação desejado a uma temperatura constante T2.

[00048] Conseqüentemente, sendo conhecido o tempo t2 para alcançar um estado de reticulação desejado a uma temperatura especificada constante T2, é possível calcular o tempo tl requerido para alcançar o mesmo estado de reticulação na temperatura de referência Tl. O tempo Tl é comumente referido como o tempo equivalente para reticulação.

[00049] Introduzidos anteriormente em uma unidade de armazenagem associada com a unidade de controle eletrônico 17, em relação com a composição elastomérica presente nas primeira e/ou segunda regiões de detecção 14a, 15a, existem dados representativos do tempo equivalente requerido, de modo que o grau de reticulação pode alcançar um primeiro valor de referência que se situa, à guisa de indicação, entre 95% e 100% e preferivelmente mais elevado do que aproximadamente 90% da reticulação completa. Também introduzidos na unidade de armazenagem 17 em relação à composição elastomérica presente nas primeira e/ou segunda regiões de detecção 14a, 15a, existem dados representativos do tempo equivalente requerido, de modo que em dita temperatura de referência o grau de reticulação pode alcançar um segundo valor de referência pré-estabelecido menor do que o primeiro valor de referência. O segundo valor de referência é preferivelmente incluído entre 25% e 35% e, apenas como uma indicação, ele não deve exceder aproximadamente 50% da reticulação completa.

[00050] Ditos dados representativos de tempo equivalente armazenados na unidade de controle 17 são estabelecidos previamente com base em um teste de laboratório realizado seguindo o padrão ISO 6502 por exemplo, em uma amostra da composição elastomérica presente na própria região de detecção e não reticulada.

[00051] A Figura 3 é um gráfico que pode ser obtido de um teste de laboratório típico no qual a curva K representa a reação elástica F oposta pela amostra no tempo t. Como pode ser visto, em uma etapa inicial A do teste, a reação elástica F sofre uma ligeira redução pelo efeito da viscosidade reduzida do material em seguida a aquecimento, até que um valor mínimo Fmin é alcançado, o que é convencionalmente considerado como uma referência que represente um grau de reticulação igual a zero. Depois que a etapa inicial A tenha sido superada, a reação elástica F aumenta progressivamente até que um valor máximo Fmax é alcançado, ao qual é convencionalmente alocado um grau de reticulação percentual igual a 100.

[00052] Em cada ponto Pl, P2 do comprimento da curva K que subtende a etapa B, o valor percentual do grau de reticulação alcançado pelo material no instante correspondente tl, t2 é expresso por: 100 x (F1 - Fmin)/(Fmax - Fmin) 100 x (F2 - Fmin)/(Fmax - Fmin), respectivamente, onde F1 ou F2 representam o valor da reação elástica da amostra no instante tl ou t2.

[00053] Os dados experimentais adquiridos durante testes de laboratório realizados em amostras da composição elastomérica utilizada na região de detecção do pneu 2 são armazenados na unidade de controle eletrônico 17, de modo que esta última pode calcular o grau de reticulação alcançado nas regiões de detecção 14a, 15a com base nos dados relacionados às temperaturas medidas de maneira cíclica no tempo por meio das primeira e segunda sondas de detecção térmica 14, 15.

[00054] Em particular, utilizando os valores de tempo equivalente calculados em cada ciclo de leitura realizado por meio da sondas 14, 15, a unidade de controle eletrônico 17 é capaz de calcular o grau de reticulação alcançado em cada instante por dita composição elastomérica nas primeira e segunda regiões de detecção 14a, 15a.

[00055] Em cada ciclo de leitura das sondas de detecção térmica 14, 15 a unidade de controle eletrônico 17 compara o grau de reticulação calculado para cada uma destas regiões de detecção 14a, 15a com os respectivos primeiro e segundo valores de referência para operar interrupção do fornecimento de calor, preferivelmente ao mesmo tempo em que a abertura do molde 3 na ocorrência das seguintes condições: (i) o valor do grau de reticulação medido no mínimo em uma de ditas regiões de detecção 14a, 15 a, preferivelmente na primeira região de detecção 14a uma vez que esta última é próxima da superfície da banda de rodagem 9, alcança um primeiro valor de referência mais elevado do que aproximadamente 90%; (ii) o grau de reticulação medido em cada uma das regiões de detecção 14a, 15a superou um segundo valor de referência que é mais baixo do que aproximadamente 50%.

[00056] Preferivelmente, o primeiro valor de referência está incluído entre aproximadamente 95 e aproximadamente 100%. Preferivelmente o segundo valor de referência está incluído entre aproximadamente 25 e aproximadamente 35%.

[00057] Desta maneira, existe uma garantia que em uma dada região do pneu 2 junto à superfície externa da banda de rodagem 9, por exemplo, onde a primeira região de detecção 14a é medida, um grau de reticulação ótimo quanto às características de desempenho desejadas do pneu 2 é alcançado. Enquanto isto, o controle realizado na segunda região de detecção 15a e/ou em outras possíveis regiões de detecção relativas a partes internas do pneu 2, por exemplo, tais que podem ser alcançadas por calor com mais dificuldade, assegura que o fornecimento de calor não será interrompido antes que o grau de reticulação em ditas partes tenha alcançado um valor que, embora ainda mais baixo do que o grau de reticulação ótimo requerido na primeira região de detecção 14a é adequado para preservar a integridade estrutural do pneu 2 em utilização.

[00058] A Figura 4 é um gráfico que ilustra a variação no grau de reticulação medido seguindo as descrições acima em diferentes regiões de detecção 14a, 15a de um pneu 2 em um ciclo de vulcanização realizado de acordo com a invenção.

[00059] Curvas SI e S2 representam o grau de reticulação contra tempo, respectivamente, medidas na primeira região de detecção 14a localizada junto à superfície externa da banda de rodagem 9, e na segunda região de detecção 15a colocada em uma posição mais para dentro junto à estrutura de cinta 16.

[00060] É possível observar que junto à primeira região de detecção 14a, colocada em proximidade junto à superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3a e, portanto, muito próximo da fonte de suprimento de calor, o grau de reticulação (curva Sl) aumenta mais rapidamente do que na segunda região de detecção 14a. Conseqüentemente, o grau de reticulação na primeira região de detecção 14a supera o segundo valor de referência V2 no instante tl, quando o grau de reticulação na segunda região de detecção 15a (curva S2) está ainda abaixo do segundo valor. Quando o ciclo de vulcanização avança, o grau de reticulação supera o segundo valor de referência V2 na segunda região de detecção 15a também no instante t2 quando o grau de reticulação na primeira região de detecção 14a está ainda abaixo do primeiro valor de referência VI. Conseqüentemente, fornecimento de calor prossegue, até um instante t4 no qual o grau de reticulação na primeira região de detecção 14a alcança o primeiro valor de referência VI. Tão logo este valor seja superado, a unidade de controle eletrônico 17 opera a interrupção do fornecimento de calor e a abertura do molde 3 para permitir remoção do pneu 2.

[00061] O processo de reticulação no pneu 2 pode prosseguir por um certo período de tempo depois da extração do próprio pneu do molde 3, pelo efeito de calor armazenado no pneu 2.

[00062] O posicionamento das primeira e segunda sondas de detecção térmica 14 e 15 pode ser diferente daquele descrito anteriormente, dependendo do tipo e/ou destino de utilização do pneu 2 que está sendo processado. O exemplo descrito anteriormente é particularmente adequado, à guisa de indicação, para pneus de alto desempenho para utilizações esportivas onde a pega oferecida pela banda de rodagem 9 tem um papel particularmente importante com relação à avaliação qualitativa do pneu 2.

[00063] Em outras situações, um controle do grau de reticulação nos talões 7 do pneu 2 pode ser desejado. Neste caso, as primeira e/ou segunda sondas de detecção térmica 14 e/ou 15 podem ser colocadas de tal maneira a se projetarem na cavidade de moldagem 3a em uma região radialmente interna estabelecida para operar contra o talão do pneu 7, onde as primeira e/ou segunda regiões de detecção térmica 14a, 15a serão definidas.

[00064] Como exemplificado nos desenhos que acompanham, o grau de reticulação junto ao talão 7, ou qualquer outra terceira região de detecção desejada 18a do pneu 2, podem também ser monitoradas por meio de no mínimo uma terceira sonda de detecção térmica 18 intertravada com a unidade de controle eletrônico 17. A unidade de controle eletrônico 17 inibe a interrupção de fornecimento de calor quando o grau de reticulação medido pela terceira sonda 18 é mais baixo do que um terceiro o valor de referência V3, que é mais baixo do que o primeiro valor de referência VI. O terceiro valor de referência V3 pode igualar ou ser diferente do segundo valor de referência V2; no exemplo mostrado na Figura (ver na Figura 4) V3 é mais elevado do que V2.

[00065] Na dita Figura 4 a curva S2 relativa à terceira sonda de detecção térmica 18 esta desenhada, ela alcança o terceiro valor de referência V3 no instante t3 em seguida à superação do segundo valor de referência V2 na segunda região de detecção 15a. Contudo, ao alcançar o terceiro valor de referência V3 na terceira região de detecção 18a, o grau de reticulação na primeira região de detecção 14a ainda não alcançou o primeiro valor de referência V1. Conseqüentemente, o fornecimento de calor prossegue até que o primeiro valor de referência VI seja alcançado na primeira região de detecção 14a.

[00066] De acordo com um outro aspecto preferencial da presente invenção, a presença de sondas 14, 15, 18 pode também ser vantajosamente explorada para monitoramento da homogeneidade da distribuição de calor dentro do pneu 2 que está sendo processado. Com esta intenção, associado com a unidade de controle eletrônico 17 pode existir, no mínimo um comparador 19 interconectado operacionalmente com as sondas de detecção térmica 14, 15, 18 para comparar dados relacionados às temperaturas medidas por cada sonda uma com a outra, simultaneamente com cada um dos ciclos de detecção realizados por elas. O comparador 19 calcula a diferença entre as temperaturas medidas pela sondas 14, 15, 18 em cada ciclo de detecção e compara o resultado obtido com o valor limiar anteriormente introduzido para uma unidade de armazenagem. Uma diferença excessiva entre as temperaturas medidas pelas sondas individuais 14, 15, 18 é uma indicação de o provável mau funcionamento de uma ou mais de ditas sondas. De maneira vantajosa, quando a diferença entre as temperaturas medidas pelas sondas individuais 14, 15, 18 supera o valor limiar introduzido anteriormente, a unidade de controle eletrônico 17 pode desabilitar o controle do processo de vulcanização com base nos dados medidos pelas sondas 14, 15, 18, para possibilitar fornecimento de calor com base em um primeiro programa alternativo anteriormente introduzido que assegura fornecimento de calor por um período de tempo adaptado para garantir que um grau de reticulação suficiente seja alcançado em toda a estrutura do pneu 2. Uma vez que este primeiro programa alternativo deve ser administrado na ausência dos dados medidos pelas sondas 14, 15, 18 ele irá necessariamente envolver tempos de vulcanização diferentes daqueles que podem ser obtidos realizando o controle através de dita sondas 14, 15, 18, porém, em todos os casos, ele irá possibilitar que o processo de vulcanização seja realizado. Também é previsto que pode ser utilizada no mínimo uma sonda de detecção térmica auxiliar 20, colocada operacionalmente no molde 3 para detectar a temperatura dentro do próprio molde. Preferivelmente, a sonda auxiliar 20 opera a uma distância que se situa entre aproximadamente 2 mm e aproximadamente 35 mm da superfície interna 6 da cavidade de moldagem 3 a. Preferivelmente, dita distância está incluída entre aproximadamente 2 mm e aproximadamente 10 mm.

[00067] A sonda auxiliar 20 é conectada operacionalmente ao comparador 19 intertravado com ditas primeira, segunda e/ou terceira sondas de detecção 14, 15, 18 ou outro comparador distinto, que realiza uma comparação entre a temperatura medida pela sonda auxiliar 20 e um valor limite pré-estabelecido armazenado na memória. Durante a etapa de aquecimento do aparelho de vulcanização 1, a sonda de detecção auxiliar 20 pode ser explorada para garantir que o molde 3 alcançou uma temperatura operacional ótima antes de iniciar o processo de vulcanização. Com esta intenção, a unidade de controle eletrônico 17 é adaptada para possibilitar introdução do pneu 2 no molde 3 e/ou fechamento de dito molde 3 quando a diferença entre a temperatura medida pela sonda auxiliar 20 e o valor limite pré-ajustado estabelecido é mais baixo do que um limiar de aceitabilidade predeterminado. Durante a realização do processo de vulcanização, um desvio excessivo da temperatura do molde 3 da temperatura operacional ótima, é uma indicação de um provável mau funcionamento das sondas de detecção térmica 14, 15, 18 que operam no pneu 2. Portanto, a unidade de controle eletrônico 17 pode, vantajosamente, interagir com o comparador 19 para possibilitar fornecimento de calor com base em um segundo programa alternativo preestabelecido, quando o percentual de diferença entre a temperatura do molde de vulcanização 3 e a temperatura medida pela sondas 14, 15, 18 que operam dentro do pneu 2 supera um valor preestabelecido, incluído à guisa de indicação, entre aproximadamente 3% e aproximadamente 10%. Com base no segundo programa alternativo, ajustamento do tempo de vulcanização, isto é, interrupção do fornecimento de calor quando a vulcanização tenha sido completada, pode ser controlado com base na temperatura medida pela sonda auxiliar 20 que opera diretamente dentro do molde 3. Também neste caso o tempo de vulcanização será regulado de tal maneira a assegurar um grau de reticulação suficiente dentro do pneu 2 e, basicamente será diferente daquele que pode ser obtido pelo controle realizado pelas primeira, segunda e/ou terceira sondas de detecção térmica que operam no pneu 2.

REIVINDICAÇÕES

Claims (37)

1. Método para vulcanízar pneus pneumáticos, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: fechar um pneu verde (2) em um molde de vulcanização (3); fornecer calor para o pneu (2), para provocar vulcanização do mesmo; monitorar, durante fornecimento de calor, um primeiro valor do grau de reticulação alcançado em uma primeira região de detecção (14a) e um segundo valor do grau de reticulação alcançado em uma segunda região de detecção (15a), ditas primeira (14a) e segunda (15a) regiões de detecção sendo colocadas dentro do pneu (2); interromper o suprimento de calor quando da ocorrência de ambas as seguintes condições: (i) o primeiro valor do grau de reticulação alcança um primeiro valor de referencia mais elevado do que 90%·; e (íi) o segundo valor do grau de reticulação superou um segundo valor de referência pré-estabelecido que é mais baixo do que 50%, e é capaz de garantir integridade estrutural do pneu (2).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de monitorar ser realizada calculando de maneira cíclica o valor do grau de reticulação alcançado em ditas regiões de detecção (14a, 15a) em intervalos de tempo predeterminados.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o monitoramento do valor do grau de reticulação em cada uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a) compreender as etapas de: medir de maneira cíclica a temperatura em cada região de detecção (14a, 15a) em intervalos de tempo predeterminados; calcular o valor do grau de reticulação alcançado em cada região de detecção (14a, 15a) com base nos valores de temperatura medidos.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o cálculo cíclico do valor do grau de reticulação ser realizado a intervalos de tempo incluídos entre 0,1 e 60 segundos.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de uma das no mínimo primeira e segunda regiões de detecção (14a, 15a) estar em uma posição radialmente mais para dentro do que a outra.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15 a) estar a uma distância incluída entre 0,5 e 3 mm de uma superfície externa do pneu (2).

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a) estar a uma distância incluída entre 1,5 e 10 mm de uma superfície externa do pneu (2).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a) estar colocada a uma distância incluída entre 0,5 e 3 mm de uma estrutura de reforço têxtil ou metálica (6) integrada no pneu (2).

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a) estar colocada junto a uma banda de rodagem (9) do pneu (2).

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de dita região de detecção (14a, 15a) na banda de rodagem (9) estar colocada em uma posição radialmente interna em relação a uma posição radialmente externa da banda de rodagem (9), a uma distância incluída entre 10% e 30% da espessura da banda de rodagem.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de dita região de detecção (14a, 15a) na banda de rodagem (9) estar colocada em uma posição radialmente interna em relação a uma posição radialmente externa da banda de rodagem (9), a uma distância incluída entre 70% e 90% da espessura da banda de rodagem.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a, 18a) estar colocada junto a um talão (7) do pneu (2).

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de monitorar o valor do grau de reticulação em no mínimo uma terceira região de detecção (18a) no pneu (2) durante fornecimento de calor.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de interrupção de suprimento de calor ser inibida quando o valor do grau de reticulação medido na terceira região de detecção (18a) é mais baixo do que um terceiro valor de referência que é mais baixo do que dito primeiro valor de referência.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de: comparar uma com a outra as temperaturas respectivamente medidas em ditas regiões de detecção (14a, 15a, 18a); possibilitar suprimento de calor com base em um primeiro programa alternativo quando a diferença entre as temperaturas medidas superar um limiar predeterminado.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de: medir a temperatura do molde de vulcanização (3) antes de fechar o pneu (2) no molde (3); comparar a temperatura medida no molde (3) com um valor limite introduzido anteriormente; possibilitar o fechamento do pneu (2) no molde (3) quando a diferença entre a temperatura medida no molde (3) e o valor limite introduzido anteriormente é menor do que um limiar de aceitabilidade predeterminado.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 16, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de : medir a temperatura do molde de vulcanização (3); comparar a temperatura do molde de vulcanização (3) com a temperatura medida em no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a, 18a); possibilitar fornecimento de calor com base em um segundo programa alternativo quando a diferença entre a temperatura do molde de vulcanização (3) e a temperatura medida em no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a, 18a) superar um valor predeterminado.

18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 e 17, caracterizado pelo fato de a temperatura do molde (3) ser medida a uma distância incluída entre 2 mm e 10 mm de uma superfície interna (6) do molde (3) ajustada para atuar contra o pneu (2).

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 18, caracterizado pelo fato de a medição de temperatura em no mínimo uma de ditas regiões de detecção (14a, 15a, 18a) ser realizada por uma sonda que se projeta a partir de uma superfície interna (6) do molde (3) em uma direção paralela a uma direção dessa aproximação recíproca entre a superfície interna (6) do molde (3) e a superfície externa do pneu (2) durante o fechamento do pneu (2) no molde (3).

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de o primeiro valor de referência estar incluído entre 95% e 100%.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de o segundo valor de referência estar incluído entre 25% e 35%.

22. Aparelho para realização do método de vulcanizar pneus pneumáticos como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um molde de vulcanização (3) que tem uma cavidade de moldagem (3 a) para no mínimo um pneu verde (2); dispositivos para fornecimento de calor para o pneu verde (2) fechado no molde de vulcanização (3), para determinar vulcanização do mesmo; dispositivos para monitoramento (14, 15) para monitorar um primeiro valor do grau de reticulação alcançado em uma primeira região de detecção (14a) e um segundo valor do grau de reticulação alcançado em uma segunda região de detecção (15a), ditas primeira e segunda regiões de detecção (14a, 15a) sendo colocadas dentro do pneu (2); dispositivos de controle (17) que operam em conjunto com os dispositivos de monitoramento (14, 15) para interromper suprimento de calor quando da ocorrência de ambas as seguintes condições: (i) o primeiro valor do grau de reticulação alcança um primeiro valor de referência mais elevado do que 90%; e (ii) o segundo valor do grau de reticulação superou um segundo valor de referência pré-estabelecido que é mais baixo do que 50%, e é capaz de garantir integridade estrutural do pneu (2).

23. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de cada um de ditos dispositivos de monitoramento (14, 15) de maneira cíclica, em intervalos de tempo predeterminados, calcular o grau de reticulação alcançado em ditas regiões de detecção (14a, 15a).

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de ditos dispositivos de monitoramento (14, 15) compreenderem: no mínimo uma primeira sonda de detecção térmica (14); no mínimo uma segunda sonda de detecção térmica (15); uma unidade de controle eletrônico (17) conectada operacionalmente às ditas primeira e segunda sondas de detecção térmica (14, 15) para detectar a temperatura em cada região de detecção (14a, 15a) de maneira cíclica a intervalos de tempo predeterminados e calcular o grau de reticulação alcançado em cada região de detecção (14a, 15a) com base nos valores de temperatura medidos.

25. Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de cada uma de ditas sondas de detecção térmica (14, 15) se projetar a partir da uma superfície interna (6) da cavidade de moldagem (3a).

26. Aparelho de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de as sondas de detecção térmica (14, 15) se projetarem por diferentes quantidades, respectivamente, a partir da superfície interna (6) da cavidade de moldagem (3a).

27. Aparelho de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas sondas de detecção térmica (14, 15) se projetar na cavidade de moldagem (3a) por uma quantidade incluída entre 0,5 mm e 3 mm.

28. Aparelho de acordo com uma ou mais das reivindicações 25 até 27, caracterizado pelo fato de no mínimo uma de ditas sondas de detecção térmica (14, 15) se projetar na cavidade de moldagem (3a) por uma quantidade incluída entre 1,5 e 10 mm.

29. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, caracterizado pelo fato no mínimo uma de ditas primeira e segunda sondas de detecção térmica (14, 15) se projetar na cavidade de moldagem (3a) em uma região estabelecida para operar contra uma banda de rodagem (9) do pneu (2).

30. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 29, caracterizado pelo fato de ditas sondas de detecção térmica (14, 15) se projetarem na cavidade de moldagem (3a) em um a uma região radialmente interna estabelecida para operar contra um talão (7) do pneu (2).

31. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 30, caracterizado pelo fato ditos dispositivos de monitoramento (14, 15, 18) compreenderem no mínimo uma terceira sonda de detecção térmica (18) para monitorar o grau de reticulação alcançado em no mínimo uma terceira região de detecção (18a).

32. Aparelho de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de ditos dispositivos de controle (17) inibirem interrupção de fornecimento de calor quando o valor do grau de reticulação medido na terceira região de detecção (18a) é mais baixo do que um terceiro valor de referência que é mais baixo do que dito primeiro valor de referência.

33. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 32 caracterizado pelo fato de ainda compreender no mínimo um comparador (19) para comparar uma com a outra as temperaturas respectivamente medidas por ditas sondas de detecção térmica (14, 15, 18) no qual ditos dispositivos de controle (17) são interconectados operacionalmente com dito comparador (19) para possibilitar fornecimento de calor com base em um primeiro programa alternativo quando a diferença entre as temperaturas medidas superam um limiar predeterminado.

34. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 33, caracterizado pelo fato de ainda compreender: no mínimo uma sonda de detecção térmica auxiliar (20) colocada operacionalmente no molde (3) para detectar uma temperatura do molde de vulcanização (3); um comparador (19) para comparar a temperatura medida no molde (3) com um valor limite introduzido anteriormente, no qual ditos dispositivos de controle (17) são interconectados operacionalmente com dito comparador (19) para possibilitar o fechamento do pneu (2) no molde (3) quando a diferença entre a temperatura medida no molde (3) é um valor limite introduzido anteriormente e é mais baixo do que um limiar de aceitabilidade predeterminado.

35. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 34, caracterizado pelo fato de ainda compreender: pelo menos uma sonda de detecção térmica (20) operacionalmente disposta no molde (3) para detectar a temperatura de molde de vulcanização (3) um comparador (19) para comparar a temperatura do molde de vulcanização (3) com a temperatura medida pela no mínimo uma sonda das sondas de detecção térmica (14, 15, 18); no qual ditos dispositivos de controle (17) são interconectados operacionalmente com dito comparador (19) para possibilitar fornecimento de calor com base em um segundo programa alternativo quando a diferença entre a temperatura do molde de vulcanização (3) e a temperatura medida por no mínimo uma das ditas sondas de detecção térmica (14, 15, 18) superar um valor predeterminado.

36. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 35, caracterizado pelo fato de a sonda de detecção térmica auxiliar (20) operar a uma distância que se situa desde 2 mm até 10 mm de uma superfície interna (6) de dita cavidade de moldagem (3a).

37. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 36, caracterizado pelo fato de: o molde (3) compreender uma pluralidade de porções (4, 5) móveis em uma direção dessa aproximação recíproca para fechar o pneu (2) na cavidade de moldagem (3 a); cada uma de ditas sondas de detecção térmica (14, 15, 18) ser carregada por uma de ditas porções móveis (4, 5); e no mínimo uma de ditas sondas de detecção térmica (14, 15, 18) se projetar a partir da uma superfície interna (6) da cavidade de moldagem (3a) em uma direção de movimento da respectiva porção móvel durante fechamento do molde (3).