BRPI0520726B1 - processo e aparelho para construção de pneus - Google Patents

Abstract

método e aparelho para construção de pneus. um pneu cru (2) é construído sobre um suporte toroidal rígido (10) externamente dotado de uma superficie modeladora (1 oa) de uma conformação correspondente à conformação interna do pneu. o pneu construído (2) é removido do suporte toroidal rígido (10) e engatado sobre um suporte toroidal expansível (23) compreendendo uma câmara (24). o pneu cru (2) engatado sobre o suporte toroidal expansível (23) é introduzido no interior de um molde de vulcanização (30) e submetido a um ciclo de vulcanização.

Description

“PROCESSO E APARELHO PARA CONSTRUÇÃO DE PNEUS” A presente invenção trata de um processo e aparelho para construção de pneus.

Um pneu para rodas de veículos genericamente compreende uma estrutura de carcaça incluindo pelo menos uma camada de carcaça tendo abas extremas opostas em engate com respectivas estruturas de ancoragem anulares, integradas nas regiões usualmente identificadas como talões.

Associada com a estrutura de carcaça existe uma estrutura de cinta compreendendo uma ou mais camadas de cinta, dispostas em relação superposta radial com relação entre si e com a camada de carcaça e tendo cordonéis de reforço têxtil ou metálico com uma orientação cruzada e/ou substancialmente paralela com a direção de extensão circunferente do pneu. Aplicada à estrutura de cinta em uma posição radialmente externa existe uma banda de rodagem também produzida de material elastomérico como outros produtos semiacabados que constituem o pneu.

Deve ser enfatizado quanto aos alvos da presente descrição, que pelo termo “material elastomérico” pretende-se definir uma composição que compreenda pelo menos um polímero elastomérico e pelo menos uma carga de reforço. De preferência, esta composição adicionalmente encerra aditivos tais como agentes reticuladores e/ou plastificantes, por exemplo. Devido à presença dos agentes reticuladores, este material pode ser reticulado através calor de modo a formar o artigo manufaturado final.

Respectivos costados de material elastomérico são também aplicados às superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada um se estendendo de uma das bordas laterais da banda de rodagem até próximo à respectiva estrutura de ancoragem anular dos talões. Nos pneus do tipo isento de câmara, uma camada de revestimento hermética, usualmente conhecida como “camisa” cobre as superfícies do pneu.

Genericamente, na manufatura de pneus para rodas de veículos é previsto que subseqüentemente à construção do pneu cru através da montagem dos respectivos componentes, um tratamento de moldagem e vulcanização é executado que visa determinar a estabilização estrutural do pneu através de reticulação das composições elastoméricas e também na formação de uma configuração de banda de rodagem desejada sobre o mesmo, assim como possíveis marcas distintivas gráficas possíveis.

Respectivos costados de material elastomérico são também aplicados às superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada uma se estendendo de uma das bordas laterais das bandas de rodagem até próximo à respectiva estrutura de ancoragem anular para as bordas. Em pneus do tipo sem câmara, uma camada de revestimento hermética, usualmente designada de “camisa” cobre as superfícies internas do pneu.

Genericamente, na manufatura de pneus para rodas veiculares é previsto que subseqüentemente à construção do pneu cru através da montagem dos respectivos componentes, um tratamento de moldagem e vulcanização é executado que visa determinar a estabilização estrutural do pneu através de reticulação das composições elastoméricas e também na formação de uma configuração da banda de rodagem sobre o mesmo, assim como possíveis marcas distintivas gráficas nos costados do pneu.

Processo de manufatura de recente concepção são conhecidos nos quais a construção do pneu cru é realizada fabricando os seus diferentes componentes sobre um suporte toroidal rígido, a conformação do qual é coincidente com a conformação interna do pneu acabado, para realizar o tratamento de moldagem e vulcanização, o pneu cru é encerrado na cavidade de moldagem de um molde de vulcanização de um perfil coincidente com a conformação exterior a ser conferida ao pneu acabado, juntamente com o suporte toroidal sobre o qual o pneu propriamente dito foi construído. O documento US 6 203 641 fornece um processo de fabricação de pneu em que um pneu verde envolvido no suporte toroidal expansível é introduzido em um molde de vulcanização e curado. O documento EP 1 541 325 A revela uma estação de cura de pneu tendo um molde do pneu para curar os componentes montados de pneus enquanto montado sobre um tambor de construção de pneu expansível. O documento WO 51/00395, em nome da mesma requerente, apresenta a aplicação de um suporte toroidal dotado de um diâmetro externo ligeiramente menor que o diâmetro interno do pneu acabado. A parte da coroa do pneu é moldada contra a superfície interna da cavidade de moldagem após uma expansão radial induzida por vapor sob pressão introduzido em uma interface de difusão definida entre o suporte toroidal e a superfície interna do pneu propriamente dito. O documento US 5 853 526 apresenta a construção de um pneu realizada através da formação dos diferentes componentes sobre um suporte toroidal expansível compreendendo uma câmara reforçada, as abas extremas internas da qual são hermeticamente fixadas aos flanges de ancoragem mutuamente coaxiais que são integrados com dois semi-eixos telescopicamente engatados entre si. A câmara reforçada, inflada a uma pressão predeterminada, mantém uma estrutura geométrica predeterminada correspondente à conformação interna do pneu a ser construído, de modo que se presta a suportar os componentes do pneu sendo processado. Completada a construção, o pneu é encerrado no molde de vulcanização conjuntamente com o suporte toroidal expansível. A câmara reforçada é adaptada para receber áreas ou outro fluido operacional sob pressão, para causar a prensagem do pneu contra as superfícies internas da cavidade de moldagem e simultânea administração de calor ao pneu propriamente dito para realizar a vulcanização.

Na implementação prática dos processos em causa, a requerente podería observar algumas dificuldades correlacionadas com o tratamento de moldagem e vulcanização do pneu.

Em um processo de vulcanização e moldagem de pneus, conforme aquele apresentado no documento WO 01/00395, uma moldagem de “volume imposta” é solicitado na regiões amplas do pneu, a título de indicação se entenda dos talões do pneu ao longo dos costados, até os rebordos. A requerente podería observar que no “texto inscrito” a moldagem das diferentes partes do pneu tem de determinar uma geometria substancialmente idêntica àquela dos espaços, quando o molde é fechado, são confinados entre o suporte toroidal e as superfícies internas da cavidade de moldagem, inferir do mesmo que em um processo dessa natureza tolerância de trabalho exatas são exigidas na formação dos componentes individuais durante a construção do pneu propriamente dito. A requerente também podería determinar a necessidade da adoção de recursos específicos para prevenir que o vapor introduzido no pneu cru se infiltre para o interior da estrutura de camisa revestindo as superfícies de pneu internas, dessa maneira prejudicando a integridade de pneu estrutural.

Além disso, a requerente determinaria que um suporte toroidal expansível do pneu exposto na requerente US 5 853 526 tem uma grande complexidade de manufatura e mecanismos sofisticados para controle da pressão de inflação da câmara são requeridos para assegurar a estabilidade geométrica e dimensional da câmara durante o inteiro processo de construção do pneu. Além disso, a manufatura da câmara reforçada propriamente dita é muito complicada e a dita câmara é submetida a tais tensões térmicas e mecânicas tão decisivas que a troca da mesma é exigida após alguns ciclos de vulcanização. É também determinado pela requerente que o alto número de suportes toroidais expansíveis requerido para operação de uma fábrica de construção sob condições de trabalho normais envolvería pesados investimentos e altos custos de administração e prestação de serviços.

De acordo com a presente invenção, a requerente reivindica a possibilidade de aperfeiçoar a qualidade do produto final enquanto ao mesmo tempo alcançando uma importante simplificação das instalações e dos processos de produção através da construção do pneu sobre um suporte toroidal rígido para sua transferência então para o pneu cru sobre um suporte toroidal munido de uma câmara modeladora expansível a ser introduzida no interior do molde juntamente com o pneu propriamente dito para execução do tratamento de moldagem e vulcanização sobre o mesmo.

Em maior detalhe, sob um primeiro aspecto, a presente invenção trata de um processo de fabricação de pneus que compreende as etapas de: construção de um pneu cru sobre um suporte toroidal rígido extemamente dotado de uma superfície modeladora de uma conformação coincidente à conformação interna do pneu cru construído; remoção do pneu cru construído do suporte toroidal rígido que compreende pelo menos uma câmara; introduzir o pneu cru engatado sobre o suporte toroidal expansível no interior de um molde de vulcanização; vulcanizar o pneu encerrado no molde de vulcanização.

Para habilitar a fácil remoção do suporte toroidal rígido do pneu cru sem prejudicar a integridade geométrica e estrutural do pneu, o suporte toroidal rígido de preferência é previsto para ser produzido de uma pluralidade de setores circunferentes em mútuo engate de uma maneira amovível, em relação de alinhamento mútuo circunferente.

Pela mesma razão, a dita superfície formadora de preferência é prevista para ser substancialmente isenta de concavidades ou rebaixos.

Em maior detalhe, para este objetivo o suporte toroidal rígido pode vantajosamente ser adaptado para atuar sobre os talões de pneu nos denominados “talões de pneu” axialmente espaçados por uma distância mais alta que 95% da máxima distância axial mensurável sobre a superfície modeladora.

Na realidade, realizando a construção do pneu sobre um suporte toroidal rígido, uma grande exatidão estrutural e dimensional do pneu construído é assegurada sem recorrer aos sofisticados expedientes requeridos para manufatura das câmaras reforçadas da técnica conhecida e para controlar os aspectos característicos geométricos e dimensionais do mesmo através de uma administração constante da pressão infladora. A execução da etapa de moldagem e vulcanização através de uma câmara expansível habilita um produto de alta qualidade ser obtido com uma importante simplificação dos processos de produção e uma redução na sucata de fábrica.

Além disso, a execução da prensagem por intermédio da câmara permite tolerâncias menos estreitas ser adotadas durante a formação dos componentes do pneu para construção do pneu propriamente dito. Na realidade a câmara ode adaptar-se à conformação do pneu e compensar possíveis inexatidões geométricas e dimensionais próximas aos costados, sem enfrentar os problemas correlacionados com uma moldagem de “volume imposto”, decorrente quando um suporte toroidal rígido é usado no tratamento de moldagem e vulcanização.

Outrossim, a câmara é adaptada para habilitar uma ação distribuidora eliminando possíveis descontinuidades superficiais sobre as superfícies de pneu internas. A câmara associada com o suporte toroidal expansível não somente tem de suportar o pneu durante o processo de construção e, por conseguinte, uma estrutura reforçada ou particularmente sofisticada não é requerida. Em conseqüência uma câmara de baixo custo pode ser associada com o suporte toroidal expansível para que a troca periódica da câmara não envolva despesas elevadas.

Em uma fábrica construída de acordo com a presente invenção, um número reduzido de suportes toroidais expansíveis é requerido, isto é, o número estritamente necessário para suportar os pneus submetidos ao método de moldagem e vulcanização, uma vez que os pneus ao longo da linha de construção são sustentados por suportes toroidais rígidos.

Vantajosamente, o suporte toroidal expansível também se presta a ser submetido a tratamentos lubrificantes visando aumentar uniformidade da superfície entre a câmara e as superfícies internas do pneu. A possibilidade de execução dos tratamentos acima diretamente sobre o suporte toroidal expansível no exterior do molde de vulcanização, em vez de sua execução sobre as superfícies internas do pneu ou no interior do molde de vulcanização reduz grandemente os riscos de contaminação do pneu e do molde com os materiais lubrificantes usados na execução do dito tratamento.

Sob outro aspecto a invenção trata de um aparelho para a manufatura de pneus, que compreende: pelo menos um suporte toroidal rígido extemamente dotado de uma superfície modeladora de uma conformação correspondente à conformação interna do pneu cru construído; dispositivos para construir um pneu cru sobre o suporte toroidal rígido; pelo menos um suporte toroidal expansível compreendendo pelo menos uma câmara; dispositivos para remover um pneu cru construído do suporte toroidal rígido; dispositivos para engatar o pneu cru construído sobre o suporte toroidal expansível; dispositivos para introduzir o pneu cru construído engatado sobre o suporte toroidal expansível em um molde de vulcanização; dispositivos para vulcanizar o pneu encerrado no molde de vulcanização.

Demais aspectos característicos e vantagens se evidenciarão melhor da descrição de uma modalidade preferencial, porém, não exclusiva de um processo e de um aparelho para a fabricação de pneus de acordo com a presente invenção. A presente descrição será apresentada doravante com referência aos desenhos apensos, fornecidos a título de exemplo não limitativo, de acordo com os quais: A fig. 1 ilustra esquematicamente uma vista superior de um aparelho para a fabricação de pneus em conformidade com a presente invenção; A fig. 2 é uma vista seccional diametral de um pneu disposto sobre um suporte toroidal rígido, no final do ciclo de construção do pneu; A fig. 3 ilustra uma etapa de introdução de um suporte toroidal expansível no interior do pneu desengatado do suporte toroidal rígido; A fig. 4 mostra uma etapa de expandir o suporte toroidal expansível no interior do pneu cru. A fig. 5 mostra o pneu encerrado em um molde de vulcanização juntamente com o suporte toroidal expansível; A fig. 6 é uma vista expondo um detalhe mostrado na fig. 5 em uma escala ampliada.

Com referência aos desenhos, um aparelho para manufaturar pneus de acordo com a presente invenção é genericamente identificado pelo numeral de referência 1. O aparelho 1 é projetado para manufaturar pneus 2 (fig. 2) essencialmente compreendendo pelo menos uma camada de carcaça 3 intemamente revestida de uma camada de um material elastomérico hermético, um denominado tecido intercalado 4, duas estruturas de ancoragem anulares 5a em engate com as bordas circunferentes da camada de carcaça na vizinhança das regiões usualmente identificadas como talões 5, uma estrutura de cinta 6 circunferentemente aplicada à camada de carcaça 3, uma banda de rodagem 7 circunferentemente superposta sobre a estrutura de cinta 6, e dois costados 8 aplicados à camada de carcaça 3 em posições lateralmente opostas e cada uma se estendendo do correspondente talão 5 para a correspondente borda lateral da banda de rodagem 7. O aparelho 1 essencialmente compreende dispositivos para construção de pneus 2 operando ao longo de uma linha de construção conjuntamente identificados por 9, e dispositivos para a vulcanização de pneus produzidos ao longo da linha de construção 9. A linha de construção 9 pode, por exemplo, compreender uma pluralidade de estações de construção 11, 12, 13, 14, 15 distribuídas ao longo da linha de construção 9 e cada uma projetada para formar um componente do pneu 2 sendo processado diretamente sobre um suporte toroidal rígido 10 tendo uma superfície modeladora 10a com uma conformação correspondente à conformação interna do pneu cru 2 quando a construção tiver sido completada. Em maior detalhe, a título de exemplo, uma primeira estação 11 pode ser prevista na qual a camisa 4 é formada através do enrolamento de um elemento alongado contínuo de material elastomérico no qual espiras são dispostas em relação estreita recíproca e distribuídas ao longo da superfície modeladora 10a do suporte toroidal 10. Em pelo menos uma segunda estação de construção 12 uma ou mais camadas de carcaça 3 podem ser formadas e são obtidas através de elementos em forma de tira cortados de uma tira contínua de material elastomérico compreendendo cordonéis têxteis ou metálicos dispostos em relação lado a lado paralela. Uma terceira estação de construção 13 pode ser dedicada à manufatura das estruturas de ancoragem anulares 5a integradas aos talões de pneu 5 através do assentamento de pelo menos um elemento alongado contínuo compreendendo pelo menos um cordonel metálico cauchutado, na forma de espiras radialmente superpostas. Pelo menos uma quarta estação de construção 14 pode ser dedicada à manufatura da estrutura de cinta anular 6 obtida pelo assentamento de elementos em forma de tira em relação circunferentemente abordada, secionadas de uma tira contínua de material elastomérico, compreendendo de preferência cordonéis metálicos mutuamente paralelos e/ou através do enrolamento de pelo menos um cordonel metálico reforçado cauchutado em espiras dispostas em relação lado a lado axial, na parte da coroa do pneu 2. Pelo menos uma quinta estação de construção 15 pode ser estabelecida para a manufatura da banda de rodagem 7 e dos costados 8. A banda de rodagem 7 e os costados 8 de preferência são obtidos através do enrolamento de pelo menos um elemento alongado contínuo de material elastornérico em espiras dispostas em relação lado a lado recíproca.

As estações de construção 11, 12, 13, 14, 15 distribuídas ao longo da linha de construção 9 podem individualmente operar simultaneamente sobre um respectivo pneu 2 sendo processado, conduzido por um respectivo suporte toroidal rígido 10, sucessivamente transferido de unia estação de construção para a seguinte, através de braços robotizados 16 outros recursos apropriados, Quando a construção tiver sido completada, o pneu 2 sendo processado atinge uma estação de transferência 17 equipada com dispositivos apropriados para remover o suporte toroidal rígido 10 do pneu, o pneu 2 de preferência sendo posicionado sobre uma base de apoio apropriada 18, como mostrada na fig. 2, Para habilitar o desprendimento do pneu 2, o suporte toroidal rígido 10 de preferência é previsto para contar com uma estrutura desmontãvel, constituída de uma pluralidade de setores circunferentes 19 dispostos em alinhamento circunferente recíproco. Os setores circunferentes 19 são interligados por um ílange de interligação amovível 20 portador de pelo menos uma mão francesa 21 a ser utilizada de maneira a habilitar o manuseio do suporte toroidal 10 entre as diferentes estações de construção I 1, 12, 13, 14, 15. Os dispositivos de remoção 22 podem, por exemplo, consistir em um conjunto de braço robotízado para remover o ílange de interligação 20 c a seguir individualmente recolher os setores circunferentes 19 em sucessão para sua extração do interior do pneu 2 com um movimento combinado de oscilação e translação substancíalmente dirigido radialmente ao eixo geométrico de rotação do pneu 2 propriamente dito, conforme descrito na patente US 6 757 755 em nome da mesma requerente, por exemplo.

Para facilitar a remoção do suporte toroidal 10 sem qualquer risco de prejudicar a integridade geométrica e estrutural do pneu cru 2, a superfície modeladora 10a do suporte toroidal 10 e, por conseguinte, a superfície interna do pneu construído 2 de preferência são providas para serem substancialmente isentas de concavidades ou rebaixos que posam dificulta a extração dos setores circunferentes 10 do interior do pneu 2. Em maior detalhe, para este objetivo é assegurado que as sedes de talão 10b distribuídas sobre o suporte toroidal sejam axialmente mutuamente espaçadas por uma distância “L” de preferência maior que ou igual ao valor da corda máxima “C” da superfície modeladora 10a, isto é, a máxima distância axial mensurável entre partes axialmente opostas da superfície modeladora 10a, em paralelo ao eixo geométrico X-X do suporte toroidal 10 propriamente dito. Uma distância áxil L entre as sedes de talão 10b que é ligeiramente menor que a corda máxima C, como mostrado na fig. 2, por exemplo, é também aceitável. Todavia, de preferência, a extensão da distância axial L entre as sedes de talão 10b tem de ser mais elevada que 95% da distância axial máxima acima especificada.

Desta maneira é vantajosamente possível remover o suporte toroidal rígido 10 do pneu construído sem qualquer risco de prejudicar a integridade geométrica e estrutura do pneu 2 a despeito do fato de que o último, estando ainda em um estado cru, tem uma estrutura muito delicada e facilmente deformável quando submetido a tensões mesmo de pequeno valor. O mesmo braço robotizado 22 conforme usado para a remoção do suporte toroidal rígido 10, ou outro dispositivo apropriado operando na estação de transferência 17 ou outra estação de trabalho adjacente executa o engate do pneu cru construído 2 previamente removido do suporte toroidal rígido 10, ou de um suporte toroidal expansível 23. O suporte toroidal expansível 23 essencialmente compreende uma câmara de ar elasticamente deformável 24 tendo uma parte principal 24a na forma de uma camada, constituída de material elastomérico substancialmente isenta de camadas interpostas de reforço têxtil ou metálico e portador de bordas circunferentes opostas 24b integrando possíveis elementos postiços de ancoragem circunferentes hermeticamente engatados com respectivos flanges 26 mutuamente confrontantes em relação coaxial.

Os flanges 25 são mutuamente interligados por um membro de centragem de preferência compreendendo pelo menos um fuste 26 se estendendo em direções axialmente opostas dos ditos flanges 25. Longitudinalmente formado na haste de centragem 26, de preferência partindo de uma extremidade da mesma, existe um duto de afluxo 27 se abrindo radialmente entre os flanges 25, no interior da câmara de ar 24.

Pela introdução de um fluido sob pressão através do duto de fluxo 27, a câmara 24 se presta para ser deformada de uma condição de repouso, na qual tem uma conformação substancialmente cilíndrica como mostrada na fig. 3, para uma condição de trabalho na qual é elasticamente expandida até atuar contra a superfície interna do pneu 2 sendo processado, conforme visualizado pelas figuras. 4 e 5.

Também perifericamente associado com cada um dos flanges 25 existe um anel contador 28 compreendendo uma pluralidade de setores contadores 29 giravelmente articulados na vizinhança da borda circunferente do flange 25 propriamente dito, cada um de acordo com um eixo geométrico de rotação Y substancialmente tangente a uma linha circunferente concêntrica como eixo geométrico X-X do suporte toroidal expansível 23 e passando através do ponto de articulação. Os setores contadores 29 são simultaneamente deslocáveis entre uma posição de repouso e uma posição operacional, de acordo com a deformação da câmara de ar 24 da posição de repouso para a condição operacional. Na condição operacional, os setores contadores 29 são orientados substancialmente em ângulos retos ao eixo geométrico X-X do suporte toroidal expansível 23, como mostrado na fig 4, e têm respectivas bordas extremas 29a consecutivamente dispostas ao longo de uma direção de alinhamento circunferente radialmente externa ao respectivo flange 25. Na posição de repouso, os setores contadores 29 são orientados substancialmente paralelos ao eixo geométrico X-X do suporte toroidal expansível 23, como mostrado na fig. 3, com as respectivas bordas extremas 29a posicionadas em posição radialmente interna com respeito à dita direção de alinhamento circunferente, para habilitar a câmara 24 a assumir uma conformação substancialmente cilíndrica em uma condição de repouso.

Para fins que se evidenciarão melhor a seguir, cada setor contador 29 tem uma peça terminal de encontro 29b se estendendo do eixo geométrico de rotação Y do setor contador 29 propriamente dito, no lado contrário à borda extrema 29a.

Na modalidade ilustrada, os anéis de contagem 28 são posicionados no exterior da câmara 24 e os setores contadores 29 são impelidos da posição de repouso para a posição operacional após a expansão da câmara 24. Quando a câmara 24 é reconduzida à condição de trabalho à condição de repouso, cada setor contador 29 é livre para girar à respectiva posição de repouso, possivelmente impelidos por molas de torção ou outros dispositivos elásticos associados com os anéis de contagem 28.

Altemativamente, os anéis de contagem 28 podem operar no interior da câmara 24. Neste caso, retração da câmara 24 à condição de repouso causa a orientação dos setores contadores 29 à posição de repouso. Após a deformação da câmara 24 na condição de trabalho, os setores contadores 29 são livres para girar para a posição operacional, possivelmente compelido por molas de torção ou outros recursos elásticos associados com os anéis de contagem 28. Para obter o engate do pneu recém construído 2, o suporte toroidal expansível 23 com a câmara na posição de trabalho é coaxialmente introduzido no interior do pneu 2 de preferência posicionado sobre a mesma base de apoio 18 conforme usado durante a etapa de remoção do suporte toroidal rígido do mesmo, como mostrado na fig. 3. Mais especificamente, o suporte toroidal expansível 23 é axialmente posicionado de tal maneira que a câmara 24 seja substancialmente centrada em uma direção axial em relação ao eixo geométrico de rotação do pneu 2. Subseqüentemente, a introdução de nitrogênio ou de outro fluido de trabalho no interior da câmara 24 é habilitada, para causar a expansão elástica da câmara 24 concorrentemente com uma possível abordagem mútua de flanges 25, deslizáveis ao longo da haste de centragem 26. Quando a câmara 24 entra em contato com a superfície interna do pneu 2, a admissão do fluido de trabalho é descontinuada. O material formador da câmara 24 e a espessura do mesmo são de tal maneira selecionados de modo a obter um engate suficientemente estável entre o pneu 2 e a câmara 24 ao atingir uma pressão interna que, apenas como indicação, não excede cerca de 1 bar, e de preferência é da ordem de 100 kPa (1 bar), e preferencialmente de 50 kPa (0,5 bar) (os valores de pressão citados na presente descrição não são propostos como valores de pressão manométrica com respeito à pressão atmosférica), de modo a evitar tensões suscetíveis de causar deformações indesejáveis no pneu cru 2. Deve observar-se que uma vez ocorrido o engate os costados e talões 5 do pneu 2, devido à conformação que receberam durante a construção, podem manter uma orientação larga aberta em relação ao suporte toroidal expansível 23, o perfil do qual em uma condição operacional é substancialmente amoldável à configuração interna do pneu acabado 2, pelo menos próxima aos talões.

Através do mesmo dispositivo de transferência 22 conforme usado para engate entre o suporte toroidal expansível 23 e o pneu 2, ou outro equipamento, o suporte toroidal expansível 23 e o pneu cru 2, engatado sobre o mesmo são introduzidos no interior de um molde de vulcanização 30 sendo parte dos dispositivos de vulcanização acima mencionados.

Na modalidade ilustrada na fig. 1, uma pluralidade de moldes de vulcanização 30 é prevista, cujos moldes são dispostos em uma estrutura girante 31 de tal maneira a serem sucessivamente conduzidos para uma posição de carga/descarga 32 onde a remoção do pneu vulcanizado 2 é realizada, sucedida pela introduzida de um novo pneu cru 2 proveniente da linha de construção 9.

Cada molde de vulcanização 30 essencialmente tem um par de placas axialmente opostas 33 dispostas para operar sobre os talões 5 e costados 8 do pneu 2, e uma pluralidade de setores de moldagem 24 posicionada para operar contra a banda de rodagem e definir, juntamente com as placas 33, uma cavidade de moldagem 30aa de uma conformação correspondente à conformação externa a ser conferida ao pneu vulcanizado 2. De preferência, a cavidade de moldagem 30a tem dimensões diametrais ligeiramente maiores que as dimensões diametrais do pneu cru 2.

Durante a introdução do pneu 2 no interior do molde 30, a haste de centragem 26 conduzida pelo suporte toroidal expansível 23 é inserida em pelo menos uma sede de centragem 26a prevista no molde de vulcanização 36 para assegurar um posicionamento centrado do pneu 2 no interior do molde 30 propriamente dito. A seguir se processa o início de um ciclo de vulcanização sobre o pneu 2. Para este objetivo, o molde de vulcanização 30 é fechado através da abordagem axial das placas axialmente opostas 33 e simultânea abordagem radial dos setores de moldagem 34. Após o fechamento do molde 30, os costados 8 e talões 5 do pneu 2, previamente dispostos em uma orientação ampla aberta, são avançados axialmente em relação estreita entre si em relação ao suporte toroidal rígido 10.

Com o fechamento do molde 30, as sedes de controle 36 distribuídas de forma circunferente sobre as placas 33 atuam contra as peças de cauda 29b dos setores contadores 29 correspondentes aos anéis de contagem 28. Em conseqüência, o deslocamento dos setores contadores 29 para a posição de repouso é inibido. Sob tais circunstâncias, os anéis de contagem 28 prestam-se eficientemente a atuar contra a superfícies internas do pneu 2, particularmente nos talões 5 e a parte radialmente interna dos costados 8, para anular o empuxo axial exercido pelas placas 33 durante a etapa final de fechamento do molde 30. Os talões de pneu e a parte radialmente interna dos costados são, por conseguinte, comprimidas entre as placas 33 de molde 30 e os anéis de contagem 28, e consequentemente submetida a uma ação de moldagem de volume imposto eficiente de acordo com uma configuração geométrica bem definida suscetível de eliminar possíveis irregularidades superfícies conferidas aos talões 5 e costados 8 durante a etapa de construção, devido, por exemplo, ao assentamento acima descrito de elementos alongados de material elastomérico na forma de espiras dispostas em estreita relação recíproca.

Quando o fechamento do molde 30 tiver sido completado, um fluido de vulcanização é alimentado ao interior da câmara 24 através de um circuito alimentador 37 se abrindo para o interior do molde de vulcanização 30 e adaptado para ser operativamente acoplado com o fluxo de afluxo 27 formado no suporte toroidal expansível 23.

Dispositivos de controle não descritos ou mostrados, pois, podem ser realizados de qualquer maneira conveniente, operam sobre o circuito alimentador 37 para administrar a alimentação do fluido de vulcanização de acordo com dois estágios de vulcanização em sucessão. Um primeiro estágio de vulcanização visa obter a consolidação dos talões de pneu 2, ao passo que um segundo estágio de vulcanização visa determinar a vulcanização completa do pneu 2.

Para este objetivo, no primeiro estágio de vulcanização, o fluido de vulcanização, tal como vapor d’água, nitrogênio, uma mistura do mesmo ou de outro fluido apropriado, de preferência vapor d’água, de preferência é previsto para ser alimentado a uma pressão compreendida, a título de indicação, de entre cerca de 100 kPa (1 bária) e cerca de 250 kPa (2,5 bárias), igual a cerca de 200 kPa (2 bárias), por um período de tempo incluído, apenas a título de indicação, entre cerca de 2 e cerca de 6 minutos, igual à cerca de 3 minutos, por exemplo. A pressão da fonte de alimentação do fluido de vulcanização durante o primeiro estágio de vulcanização é apropriada para habilitar uma conveniente transmissão de calor para os talões do pneu através dos anéis contadores 28, cuja pressão, todavia não é bastante elevada para causar a prensagem do pneu 2 contra as superfícies de parede interna do molde 30, particularmente nas regiões radialmente externas do mesmo. Devido à quantidade de calor transmitida através das placas 33 de molde 30 e dos anéis contadores 28, pelo efeito do fluido de vulcanização admitido no interior da câmara expansível, uma reticulação localizada nos talões 5 é assim obtida e possivelmente nas partes radialmente internas dos costados 8, de tal natureza a causar uma consolidação suficiente dos talões sem dar origem a uma reticulação decisiva das partes radialmente externas de pneu 2 se estendendo, apenas como uma indicação, da banda de rodagem 7 e sobre a parte radialmente externa dos costados 8.

Subseqüentemente, iniciação do segundo estágio de vulcanização é causada admitindo fluido de vulcanização na câmara 24, tal como vapor d "água, nitrogênio, uma mistura dos mesmos ou qualquer outro fluido apropriado, de preferência vapor d’água e nitrogênio, a um segundo valor de pressão compreendendo, apenas como uma indicação, entre cerca de 1,8 MPa (18 bárias) e cerca de 3 MPa (30 bárias), igual à cerca de 2,7 MPa (27 bárias), por exemplo, que é também consideravelmente mais elevado que o primeiro valor de pressão usado durante a execução do primeiro estágio de vulcanização. A alta pressão criada no interior da câmara 24 ocasiona a prensagem do pneu 2 contra a superfície interna do molde 30, transmitindo para o inteiro pneu, o calor exigido para plena reticulação do mesmo, isto é, uma reticulação suficiente para assegurar a estabilidade geométrica e estrutural do pneu 2 de acordo com as especificações da construção. A alta pressão no interior da câmara expansível 24 durante o segundo estágio de vulcanização também dá origem a uma prensagem adiciona dos talões contra as placas do molde 33, por efeito do empuxo axial transmitido pela câmara 24 aos anéis contadores 28. Deve ser enfatizado a este respeito que mesmo após o fechamento do molde 30, os setores contadores 29 de preferência são deslocáveis da posição de trabalho (em linha descontínua na fig. 6) para uma posição ampla aberta máxima, ao longo de um curso incluído a título de indicação entre cerca de 0,2 mm e cerca de 1 mm, medido nas bordas extremas 29a. A mobilidade dos setores contadores 29 para a posição ampla máxima aberta (em linha cheia na fig. 6) habilita uma adicional prensagem dos talões 5 e das partes radialmente internas dos costados 8 a ser executada a um grau tal a eliminar possíveis irregularidades de superfície residuais. A prensagem adicional ainda habilita os componentes de pneu 2 a serem retidos de uma maneira mais eficiente nos talões 5, anulando as tensões induzidas pela expansão radial conferida ao pneu 2. Batentes limitadores apropriados 38 (fig. 6) associados com as placas 33 do molde de vulcanização 30 se prestam a atuar contra os setores contadores 29 de maneira a descontinuar a abertura ampla dos mesmos à posição ampla aberta máxima. Assim é evitada uma excessiva compressão e deformação dos talões 5 e das partes radialmente internas dos costados 8.

Além disso, a alta pressão criada na câmara 24 durante a etapa de prensagem, concorrentemente com a deformabilidade elástica da câmara propriamente dita, assegura uma eficiente distribuição do material elastomérico constituindo as superfícies internas de pneu 2, assim eliminando possíveis falhas causadas pelo assentamento do dito material na forma de espiras dispostas em relação estreita recíproca, também nas regiões radialmente externas de pneu 2. O ajuste da câmara 24 à conformação interna do pneu 2 e subseqüente separação ao término de vulcanização pode ser vantajosamente assistida por um possível tratamento lubrificante ser realizado sobre o suporte toroidal expansível 23 anterior ao engate do último no interior do pneu construído 2. Este tratamento lubrificante pode ser vantajosamente obtido por dispositivos apropriados operando sobre o suporte toroidal expansível 23 posicionado no exterior do molde de vulcanização 30, de maneira a não revestir as superfícies do molde 30 propriamente dito com o material lubrificante de uma maneira indesejável.

Claims (45)

1. Processo para construção de pneus, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - construir um pneu cru (2) sobre um suporte toroidal rígido externamente munido de uma superfície modeladora (10a) de uma conformação correspondente à conformação interna do pneu cru construído (2); - remover o pneu cru construído (2) do suporte toroidal rígido; - engatar o pneu cru construído (2) sobre um suporte toroidal expansível (23) compreendendo pelo menos pelo menos uma câmara de ar (24); - introduzir o pneu cru (2) engatado sobre o suporte toroidal expansível (23) no interior de um molde de vulcanização (30); vulcanizar o pneu (2) encerrado no molde de vulcanização (30).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal rígido (10) ser constituído de uma pluralidade de setores circunferentes amovivel mente engatados (19) dispostos em relação de alinhamento circunferente recíproco.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a superfície modeladora (10a) é substancialmente isenta de concavidades ou rebaixos.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal rígido (10) tem sedes para talão (10b) axialmente mutuamente espaçadas por uma distância superior a 95% de uma máxima distância superior a 95% de uma máxima distância axial mensurável entre partes axial mente opostas da superfície modeladora (10a), em paralelo a um eixo geométrico dado (X-X) do suporte toroidal (10) propriamente dito.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o engate do pneu (2) sobre o suporte toroidal expansível (23) compreende as etapas de: - introduzir coaxialmente o suporte toroidal expansível (23) no interior do pneu (2) com a câmara (24) em uma condição de repouso; - expandir elasticamente a câmara (24) do suporte toroidal expansível (23) até levar a mesma a aluar contra uma superfície interna do pneu (2),

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a expansão da câmara (24) é realizada pela admissão de um fluido operacional a uma pressão compreendida entre cerca de 50 kPa (0,5 bãria) e cerca de 100 kPa (1 bária).

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de vulcanização do pneu (2 compreende a etapa dc fechamento do molde de vulcanização (30) para engatar cada talão do pneu (2) entre um anel contador (28) conduzido pelo suporte toroidal expansível (23) e uma superfície interna do molde de vulcanização (30).

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de vulcanização do pneu (2) compreende a etapa de consolidar os talões (5) do pneu (2), causar um a reticulação localizada nos talões propriamente ditos.

9. Processo de acordo com qualquer urna das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de vulcanização do pneu (2) compreende a etapa dc prensagem do pneu (2) contra uma superfície interna do molde de vulcanização (30), causar a reticulação completa do pneu (2).

10. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de admitir um fluido de vulcanização no interior da câmara (24) a um primeiro valor de pressão durante a etapa de consolidação dos talões (5).

11. Processo de acordo com as reivindicações 9 e 10, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de admitir vapor no interior da câmara (24) sob um segundo valor de pressão superior ao primeiro valor de pressão, durante as etapas de prensagem e completa reticulação do pneu (2).

12. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro valor de pressão está compreendido entre cerca de 100 kPa (1 bária) e cerca de 250 kPa (2 bárias).

13. Processo de acordo com a reivindicação 8, 10 ou 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de consolidação dos talões (5) tem uma duração compreendida entre cerca de dois minutos e cerca de 6 minutos.1

14. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo valor de pressão está compreendido entre cerca de 1,8 Mpa (18 bárias) e cerca de 3 Mpa (30 bárias).

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 14, caracterizado pelo fato de que os talões (5) do pneu (2) são compelidos contra os anéis contadores (28) durante o fechamento do molde (30).

16. Processo de acordo com as reivindicações 9 e 15, caracterizado pelo fato de que os talões (5) do pneu são subseqüentemente pressionados contra o molde (30) pelo fato de que um empuxo axial ser transmitido pelos anéis contadores (28) durante a etapa de prensagem.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal expansível (23) é submetido a um tratamento lubrificante anterior à etapa de engatar o pneu (2) sobre o suporte toroidal expansível (23).

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que enquanto o tratamento lubrificante está sendo realizado o suporte toroidal expansível (23) é posicionado no sentido exterior do molde de vulcanização (30).

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de construção se processa pela formação de pelo menos um componente do pneu (2) através do enrolamento de um elemento alongado de material elastomérico em espiras dispostas em relação estreita recíproca e distribuídas ao longo da superfície modeladora (10a) do suporte toroidal rígido (10).

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de construção se processa pela formação de pelo menos um componente do pneu (2) através do assentamento de elementos em forma de tira de material elastomérico em uma relação circunferente mutuamente abordados sobre o suporte toroidal rígido (10), os elementos em forma de tira compreendendo cordonéis dispostos em relação paralela lado a lado.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de construção se processa pela formação de pelo menos um componente do pneu (2) através do assentamento de pelo menos um elemento alongado contínuo sobre o suporte toroidal rígido (10), cujo elemento alongado compreende pelo menos um cordonel metálico cauchutado na forma de espiras radialmente superpostas.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de construção é realizada pela formação de pelo menos um componente do pneu (2) através do enrolamento sobre o suporte toroidal rígido (10), de pelo menos um cordonel de reforço na forma de espiras dispostas axialmente em relação estreita recíproca na parte de coroa do pneu (2).

23. Aparelho para realização do processo como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: - pelo menos um suporte toroidal rígido (10) extemamente dotado de uma superfície modeladora (10a) de uma conformação correspondente à conformação interna do pneu cru construído (2); - dispositivos para a construção de um pneu cru (2) sobre o suporte toroidal rígido (10); - pelo menos um suporte toroidal expansível (23) compreendendo pelo menos uma câmara (24); - dispositivos para remover um pneu cru construído (2) do suporte toroidal rígido (10); - dispositivos para engatar o pneu cru construído (2) sobre o suporte toroidal expansível (23); - dispositivos para introduzir o pneu cru construído (2) engatado sobre o suporte toroidal expansível (23) no interior de um molde de vulcanização (30); - dispositivos para vulcanizar o pneu (2) encerrado no molde de vulcanização (30).

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal rígido (10) é constituído de uma pluralidade de setores circunferentes (19) amovivelmente engatados dispostos em relação de alinhamento circunferente recíproco.

25. Aparelho de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que a superfície modeladora (10a) é substancialmente isenta de concavidades ou reentrâncias.

26. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, 24 ou 25, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal rígido (10) tem sedes de talão (10b) axial mente mutuamente espaçadas por uma distância superior a 95% da máxima distância axial mensurável entre partes axialmente opostas da superfície modeladora (10a) em paralelo a um eixo geométrico (X-X) do suporte toroidal (10) propriamente dito.

27. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo fato de que a câmara (24) tem uma parte principal (24aa) na forma de uma camada constituída de material elastomérico substancialmente isenta de elementos postiços de reforço.

28. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 27, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal expansível compreende: - um par de flanges (25) coaxialmente mutuamente confrontantes e se engatando hermeticamente com bordas circunferentes opostas (24); - um duto de afluxo (27) se abrindo radialmente entre os flanges (25) para o interior da câmara (24).

29. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que a câmara (24) é elasticamente deformável de uma condição de repouso na qual tem uma conformação substancialmente cilíndrica, para uma condição de trabalho na qual é radialmente expandida e atua contra o pneu (2) assumindo a forma da conformação interna do pneu (2).

30. Aparelho de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o suporte toroidal expansível (23) adicionalmente compreende um membro centralizador coaxialmente em engate com os flanges (25).

31. Aparelho de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o membro centralizador compreende pelo menos uma haste suscetível de inserção em uma sede de centrar disposta no molde de vulcanização (30).

32. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 31, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um par de anéis contadores (28), no qual cada anel contador (28) é perifericamente associado com um dos flanes (25) para comprimir um talão (5) do pneu (2) sendo processado contra uma superfície interna do molde de vulcanização (30).

33. Aparelho de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que cada um dos anéis contadores (28) compreende uma pluralidade de setores contadores (29) giravelmente engatados na vizinhança de uma borda periférica do respectivo flange (25) e deslocáveis entre uma posição de trabalho na qual têm as respectivas bordas extremas (29a) consecutivamente dispostas ao longo de uma direção de alinhamento circunferente radialmente externa ao flange (25), e uma posição de repouso na qual têm as respectivas bordas extremas (29a) em uma posição radialmente interna em relação à direção de alinhamento circunferente.

34. Aparelho de acordo com a reivindicação 33, caracterizada pelo fato de que cada setor contador (29) tem uma peça de cauda de encontro (29b) se estendendo de um eixo geométrico de rotação (Y) do setor contador no lado oposto à dita borda extrema (29a) e posicionada para atuar de encontro ao molde de vulcanização (30) para inibir a rotação dos setores contadores (29) no sentido da posição de repouso quando o pneu (2) está encerrado no molde de vulcanização (30).

35. Aparelho de acordo com a reivindicação 33 ou 34, caracterizado pelo fato de que os setores contadores (29) são deslocáveis da posição de trabalho para a posição ampla máxima aberta, para comprimir os talões (5) do pneu (2) encerrado no molde de vulcanização (30 contra o molde de vulcanização (30).

36. Aparelho de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o molde de vulcanização (3) adicionalmente compreende sedes de batente limitador (36) dispostas para atuarem contra os setores contadores na posição ampla aberta máxima.

37. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 36, caracterizado pelo fato de que os dispositivos para vulcanizar o pneu (2) compreendem um circuito alimentador (37) se abrindo para o interior do molde de vulcanização (30) e apropriado para ser operativamente acoplado com um duto de afluxo (27) formado no suporte toroidal expansível (23) para alimentar um fluido de vulcanização ao interior do suporte toroidal expansível (23).

38. Aparelho de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que dispositivos de controle atuam sobre o circuito alimentador (37) para admitir o fluido de vulcanização a um primeiro valor de pressão a um primeiro valor de pressão, por um tempo predeterminado.

39. Aparelho de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle atuam sobre o circuito alimentador (37) para subseqüentemente admitir fluido de vulcanização a um segundo valor de pressão superior ao primeiro valor de pressão.

40. Aparelho de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que o primeiro valor de pressão está compreendido entre cerca de 100 kPa (1 bária) e cerca de 250 kPa (2,5 bárias).

41. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 38 a 40, caracterizado pelo fato de que o segundo valor de pressa está compreendido entre cerca de 1,8 Mpa (18 bárias) e cerca de 3 Mpa (30 bárias).

42. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 41, caracterizado ainda pelo fato de que compreende dispositivos para a execução de um tratamento lubrificante sobre o suporte toroidal expansível (23).

43. Aparelho de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que os dispositivos para execução de um tratamento lubrificante operam sobre o suporte toroidal expansível (23) posicionado no exterior do molde de vulcanização (30).

44. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 43, caracterizado pelo fato de que os dispositivos pra a construção de um pneu cru (2) sobre o suporte toroidal rígido (10) compreendem uma pluralidade de estações de construção distribuídas ao longo de uma linha de construção (9), cada estação de construção (11, 12, 13, 14, 15) preparada para formar um componente do pneu cru (2) diretamente sobre o suporte toroidal rígido (10).

45. Aparelho de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que cada uma das estações de construção (11, 12, 13, 14, 15) distribuídas ao longo da linha de construção (9) opera sobre um respectivo pneu cru (2) sendo processado e conduzido por um respectivo suporte toroidal rígido (10), sendo transferido em seqüência de uma estação de construção (11, 12, 13, 14, 15) através de braços robotizados (16).