BRPI0901765A2 - dispositivo de medição de pressão, e, unidade que compreende um dispositivo de medição de pressão e um molde para vulcanizar uma borracha para pneus - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE MEDIçãO DE PRESSãO, E, UNIDADE QUE COMPREENDE UM DISPOSITIVO DE MEDIçãO DE PRESSãO E UM MOLDE PARA VULCANIZAR UMA BORRACHA PARA PNEUS. O dispositivo (20) compreende uma superficie de medição de pressão (28) funcionalmente acoplada a um corpo de prova (22) e a um componente rígido (30), funcionalmente acoplado ao corpo de prova (22), a superficie de medição (28) formando uma superficie do componente rígido (30). Adicionalmente o dispositivo compreende um suporte (38), funcionalmente separado do corpo de prova (22), de forma geralmente anular, alojando o componente rígido (30) e uma massa flexível (40) radialmente inserida entre o suporte (38) e o componente rígido (30), de modo que o contorno da superficie de medição (28) seja limitado pela massa flexível (40), esta massa flexivel (40) aderindo ao suporte (38) e ao componente rígido (30).
Description
"DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO, E, UNIDADE QUECOMPREENDE UM DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO E UMMOLDE PARA VULCANIZAR UMA BORRACHA PARA PNEUS"
Esta invenção refere-se ao campo técnico de pneus e, maisparticularmente, à fabricação desses pneus.
É sabido que pneus podem ser fabricados pelo aquecimento deuma matriz bruta baseada em borracha do pneu em um molde de formageralmente anular ao redor de um eixo de revolução. O aquecimento damatriz bruta leva à sua vulcanização.
Mais particularmente, durante a vulcanização, a pressãoexercida pela massa de borracha sobre uma parede interna do molde tem quese verificada, especialmente para determinar a transição do estado bruto parao estado curado da massa de borracha.
É sabido que esta pressão pode ser verificada pelo uso de umsensor de pressão compreendendo, por exemplo, uma caixa equipada comuma parede lateral e um lado terminal formando uma superfície de mediçãode pressão sobre a qual a pressão a ser medida é exercida. A caixa destina-setambém a alojar um corpo de prova funcionalmente acoplado à superfície demedição.
Tradicionalmente, a superfície de deformação se deforma sobo efeito de uma força de pressão e transmite esta deformação mecânica aocorpo de prova que converte esta deformação em uma quantidade físicadestinada a um detector sensível a esta quantidade.
De modo a medir a pressão exercida pela borracha sobre aparede interna do molde, o sensor de pressão é inserido em um alojamentoprovido para esta finalidade no interior do molde, de modo que sua superfíciede medição fique em contato com a borracha.
Quando a matriz está no estado bruto, entretanto, um resíduode borracha pode fluir no interior do alojamento de sensor, especialmente aolongo da parede externa de sua caixa. Durante a vulcanização, este resíduo deborracha pode se expandir e exercer uma pressão sobre a parede da caixa,deformando a parede, bem como, a superfície de medição do sensor.
Esta deformação indesejada da superfície de medição geramedições de pressão incorretas.
A finalidade principal da invenção é propor um dispositivo demedição de pressão que supere esta desvantagem sendo, ao mesmo tempo,fácil de construir.
A invenção, por conseguinte, se refere a um dispositivo demedição de pressão compreendendo um superfície de medição de pressãofuncionalmente acoplada a um corpo de prova, caracterizado pelo fato decompreender:
- um componente rígido, funcionalmente acoplado ao corpo deprova, a superfície de medição formando uma superfície do componente rígido,
- um suporte, funcionalmente separado do corpo de prova, deforma geralmente anular, alojando o componente rígido, e
- uma massa flexível inserida radialmente entre o suporte e ocomponente rígido, de modo que o contorno da superfície de medição sejalimitada pela massa flexível, a massa flexível aderindo ao suporte e aocomponente rígido.
Devido à presença da massa flexível limitar o contorno dasuperfície de medição e aderir ambos ao suporte e ao componente rígido, aborracha não pode fluir para dentro do alojamento do dispositivo de mediçãode pressão e, por conseguinte, causar distúrbio à medição de pressão.
Adicionalmente uma vez que o suporte é funcionalmenteseparado do corpo de prova, um resíduo de borracha pode fluir para os vãosformados entre uma parede externa do suporte e uma parede interna doalojamento, sem risco de causar distúrbio na medição da pressão exercidasobre a superfície de medição.
Um dispositivo de medição de pressão de acordo com apresente invenção pode compreender uma ou mais das características deacordo com as quais:
- pelo menos um dos elementos entre o suporte e ocomponente rígido compreende uma superfície de aderência anular do tiporanhura e colar,
- o componente rígido compreendendo primeiro e segundolados terminais opostos, o primeiro lado formando a superfície de medição e osegundo lado formando um lado em contato com uma superfície deformávelfuncionalmente acoplada ao corpo de prova,
- a área do lado terminal do componente ser igual à área dasuperfície deformável,
- a massa flexível ser sobremoldada ao componente rígido e aosuporte, o componente rígido ser feito de um material não-deformável, porexemplo, consistindo principalmente de polieteretercetona (PEEK).
- a massa flexível ser feita de um material consistindoprincipalmente de uma borracha baseada em silicone ou butil,
- o corpo de prova ser do tipo de medidor piezelétrico ou dedeformação,
- o suporte compreender uma superfície projetada para seajustar em um furo de um molde se abrindo para a cavidade que conterá ummaterial cuja pressão deve ser medida.
A invenção refere-se também a uma unidade que compreendeum dispositivo de medição de pressão e um molde para vulcanizar borrachapara pneus, compreendendo:
- uma parede interna formando uma cavidade para a borracha, e
- um furo abrindo-se para a cavidade e sendo destinado a alojaro dispositivo caracterizado pelo fato do dispositivo ser definido como acima.
A invenção será melhor entendida a partir da descrição aseguir, dada unicamente como exemplo e pela referência aos desenhos, nosquais:
- a fig. 1 representa uma seção transversal de um molde paravulcanizar uma massa de borracha de pneu compreendendo um dispositivo demedição de pressão de acordo com a presente invenção,
- a fig. 2 representa uma vista em perfil do dispositivomostrado na fig. 1,
- a fig. 3 representa uma vista de detalhe da parte marcada porcírculo na fig. 2.
A figura 1 mostra um molde para vulcanizar um molde brutode pneu de veículo automotivo, designado pela referência geral 10. Conformemostrado na seção transversal da figura. 1, o molde 10 tem uma formageralmente anular ao redor de um eixo de revolução X. Este molde 10compreende uma parede interna 12 formando uma cavidade interna aberta 14para conter material, neste caso, uma borracha 16 formando a matéria brutado pneu.
Este molde 10 compreende um furo 18 abrindo-se para ointerior da cavidade 14 para conter borracha 16 durante sua vulcanização.Este furo 18 é projetado para alojar um dispositivo 20 para medir uma pressãoexercida, em particular, pela borracha 16 durante sua vulcanização, sobre aparede interna 12 do molde 10 (figuras 2 e 3). O molde 10 e o dispositivo 20formam uma unidade.
O dispositivo 20 compreende um corpo de prova 22.Tradicionalmente, o corpo de prova 22 sujeito à pressão a ser medidaconverte-a em outra quantidade física, como uma deformação, deslocamentoetc. Adicionalmente o dispositivo 20 compreende um detector (não mostrado)que é sensível a esta quantidade física e que é projetada para converter estaquantidade detectada em, por exemplo, um sinal eletrônico para transmissãopara meios de exibição da pressão medida (não mostrado).
O dispositivo 20 compreende também uma superfíciedeformável 24 funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22. Depreferência, o corpo de prova 22 compreende elemento tipo piezelétrico capazde converter a deformação mecânica da superfície deformável 24 em um sinalelétrico destinado ao detector. Como uma variante, o corpo de provacompreende um elemento tipo medidor de deformação.
O dispositivo 20 compreende também uma caixa 26 para alojaro corpo de prova 22 e o detector, a caixa 26 compreendendo pelo menos umlado terminal formado pela superfície deformável 24 e uma parede lateral26A de forma geralmente cilíndrica. A superfície 24 é funcionalmenteacoplada ao corpo de prova 22, de modo que, quando uma pressão é exercidasobre a superfície 24, a deformação resultante desta superfície 24 sejatransmitida ao corpo de prova 22.
Adicionalmente, o dispositivo 20 compreende uma superfíciede medição de pressão 28 sobre a qual a pressão a ser medida é exercida. Estasuperfície de medição 28 é funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22. Odispositivo 20 compreende, portanto, um componente rígido 30 projetadopara transmitir a pressão exercida sobre a superfície de medição 28 àsuperfície deformável 24.
O componente rígido 30 compreende primeiro 32 e segundo34 lados terminais opostos, o primeiro lado 32 formando a superfície demedição 28 e o segundo lado 34 formando um lado em contato com asuperfície deformável 24 do dispositivo 20. Neste exemplo, o componenterígido 30 tem um corpo de forma geralmente cilíndrica compreendendo umaparede lateral 36 conectando seus dois lados terminais opostos 32 e 34 um aooutro.
De preferência, o componente rígido 30 é feito de um materialconsistindo principalmente de polietertercetona (PEEK) para evitar qualqueradesão entre a superfície de medição 28 e o material formando a borracha 16durante vulcanização.
Adicionalmente neste exemplo, a área do primeiro ladotermina 32 do componente 30 é igual à área da superfície deformável 24.Possivelmente, como uma variante, a área do primeiro lado termina 32 docomponente 30 pode ser diferente da área da superfície deformável 24 e, nestecaso, o dispositivo 20 compreende meios (não mostrados para aplicar umcoeficiente de correção à pressão medida, que depende principalmente darelação das duas áreas.
O dispositivo 20 compreende também um suporte 38funcionalmente separado do corpo de prova 22 de forma geralmente anular aoredor de um eixo de revolução Y e alojar o componente rígido 30.
No exemplo ilustrado na figura 2, por conseguinte, o suporte38 compreende uma superfície externa 42 de forma complementar à paredeinterna 44 do furo 18 e esta superfície externa 42 se destina a se ajustar nofuro 18. Como ilustrado em detalhe na figura 3, há um vão 45 entre asuperfície externa 42 do suporte 38 e a parede interna 44 do furo 18 paratornar mais fácil ajustar o dispositivo 20 no furo 18.
Adicionalmente no exemplo descrito, a superfície externa 42tem um ombro de posicionamento periférico anular 46 destinado a aflorarcontra um batente anular 48 de forma complementar formado na paredeinterna 44 do furo 18. Adicionalmente o suporte 38 é feito, por exemplo, deum material metálico.
O dispositivo 20 compreende ainda uma massa flexível 40inserida radialmente entre o suporte 38 e o componente rígido 30.
Mais particularmente, a massa flexível 40 é alojada no suporte38, de modo que o contorno do primeiro lado termina 32 do componente 30 e,por conseguinte, o contorno da superfície de medição 28, sela limitada pelamassa flexível 40.
Além disso, a massa flexível 40 adere ao suporte 38 eaproximadamente, componente rígido 30. A massa flexível 40, porconseguinte, tem uma forma geralmente anular circundando a parede lateral36 do componente rígido 30 e é limitada por uma superfície de aderênciainterna 50 aderindo à parede 36 do componente rígido 30 e uma superfície deaderência externa 52 aderindo a uma parede interna 54 do suporte 38. Assuperfícies externa e interna da massa flexível 40 são conectadas uma à outrapelos primeiro 56 e segundo 581ados terminais opostos. O primeiro ladotermina 56 limita o contorno da superfície de medição 28 e ao segundo ladoterminal 58 limita o contorno do lado do componente 30 em contato com asuperfície deformável 24.
Cada superfície de aderência 50 e 52, respectivamente, docomponente rígido 30 e do suporte 38 aderindo à massa flexível 40 é do tiporanhura 60 e colar 62.
Neste exemplo, a caixa 26 alojando o corpo de prova 22 éacoplada ao suporte 38 por uma porca 70, de modo a calibrar o dispositivo 20.De preferência, para obter aderência, a massa flexível 40 é sobremoldada, porexemplo, por injeção, sobre o componente rígido 30 e sobre o suporte 38. Ocomponente rígido 30 pode, vantajosamente, ser feito de aço virado. Porexemplo, a massa flexível 40 é feita de um material consistindoprincipalmente de silicone ou borracha baseada em butil.
Como pode se visto nas figuras 2 e 3, quando montada nointerior do furo 18, a superfície de medição 28 do dispositivo 20 fica rente àparede interna 12 do molde 10. Com este arranjo, o dispositivo 20 pode serinserido no molde 10 ao mesmo tempo em que evita a formação de relevossobre a parede interna 12 do molde 10 que poderiam marcar a matriz.
Serão descritos agora os principais aspectos operacionais dodispositivo de medição de pressão.Inicialmente, a borracha 16 formando a matriz bruta, alojadana cavidade interna 14 do molde 10 está em um estado que permite que elaescoe sobre a parede interna 12 e sobre a superfície de medição 28 rente a estaparede interna 12.
Uma vez que o contorno da superfície de medição 28 élimitada pela massa flexível 40 que adere primeiramente ao suporte 38 edepois ao componente rígido 40, a massa flexível 40 impede que a borracha16 escoe, em particular, ao longo da parede externa 26A da caixa 26 que éfuncionalmente acoplada ao corpo de prova 22 do dispositivo 20.
Durante sua vulcanização, a borracha 16 se expande com atemperatura, e a pressão exercida pela borracha 16 sobre a parede interna 12do molde 10 aumenta.
Uma vez que a superfície de medição 28 do dispositivo 20 érente à parede interna 12 do molde 10, ao se expandir a borracha 18 exerceuma pressão de idêntico valor sobre esta superfície 28 e sobre a parede 12.
A pressão exercida sobre a superfície de medição 28 por estaborracha 16 é transmitia, via o componente rígido 30, à superfície deformável24 funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22. Uma vez que a massa 40 éflexível, de fato, o componente rígido 30 pode se mover na massa e deformara superfície deformável 24 por seu segundo lado terminal 34 pressionandocontra esta superfície 24. A superfície deformável 24 funcionalmenteacoplada ao corpo de prova 22 transmite informação a respeito de suadeformação mecânica ao corpo de prova 22 que converte esta deformação emoutra quantidade, por exemplo, uma quantidade elétrica à qual o detector sejasensível. Tradicionalmente, o detector converte a quantidade física detectadaem sinais eletrônicos.
Um resíduo de borracha 16 pode, possivelmente, fluir para ovão 45 formado entre o suporte 38 e a parede interna do furo 18. Neste caso,entretanto, devido ao fato do suporte 38 ser funcionalmente separado do corpode prova 22, o resíduo de borracha exerce uma pressão sobre o suporte 38sem que a pressão seja transmitida aos elementos do dispositivo 20 que sãofuncionalmente acoplados ao corpo de prova 22.
Finalmente, uma vez que a superfície deformável 24 pode serrelativamente frágil, ele é protegida contra choques mecânicos e ataques deocorrência provável sobre a parede interna 12 do molde 10, por exemplo, aose remover a matriz de pneu curada, uma vez que a superfície 24 é separadada cavidade interna 14 do molde pelo componente rígido 38 e a massaflexível 40.
Claims (10)
1. Dispositivo de medição de pressão (20), compreendendouma superfície de medição de pressão (28) funcionalmente acoplada a umcorpo de prova (22), caracterizado pelo fato de compreender:- um componente rígido (30), funcionalmente acoplado aocorpo de prova (22), a superfície de medição (28) formando uma superfície docomponente rígido (30),- um suporte (38), funcionalmente separado do corpo de prova(22), de forma geralmente anular, alojando o componente rígido (30), e- uma massa flexível (40) inserida radialmente entre o suporte(38) e o componente rígido (30), de modo que o contorno da superfície demedição (28) seja limitada pela massa flexível (40), a massa flexível (40)aderindo ao suporte (38) e ao componente rígido (30).
2. Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de pelo menos um dos elementos entre o suporte (38)e o componente rígido (30) compreender uma superfície de aderência anular(50, 52) do tipo ranhura (60) e colar (62).
3. Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato do componente rígido (28) compreender primeiro (32)e segundo (34) lados terminais opostos, o primeiro lado (32) formando asuperfície de medição (26) e o segundo lado (34) formando um lado emcontato com uma superfície deformável (24) funcionalmente acoplada aocorpo de prova (22).
4. Dispositivo (20) de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato da área do primeiro lado termina (32) do componente(28) ser igual à área da superfície deformável (24).
5. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato da massa flexível (40) ser sobremoldada ao componente rígido (30) e ao suporte (38).
6. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações-1 a 5, caracterizado pelo fato do componente rígido (28) ser feito de ummaterial não-deformável, por exemplo, consistindo principalmente depolietertercetona (PEEK).
7. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações-1 a 6, caracterizado pelo fato da massa flexível (40) ser feita de um materialconsistindo principalmente de silicone ou borracha baseada em butil.
8. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações-1 a 7, caracterizado pelo fato do corpo de prova (22) ser do tipo de medidorpiezelétrico ou de deformação.
9. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações-1 a 8, caracterizado pelo fato do suporte (38) compreender uma superfícieexterna projetada para se ajustar em um furo (18) de um molde (10) abrindo-se para a cavidade (14) que conterá um material cuja pressão deve se medida.
10. Unidade que compreende um dispositivo de medição depressão e um molde (10) para vulcanizar uma borracha (16) para pneus,compreendendo:- uma parede interna (12) formando uma cavidade (14) para aborracha (16), e - um furo (18) abrindo-se para a cavidade (14) e sendodestinado a alojar o dispositivo (20),caracterizada pelo fato de que o dispositivo é como definidoem qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
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