BRPI0901765B1 - 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

(54) Título: DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO, E, UNIDADE QUE COMPREENDE UM DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO E UM MOLDE PARA VULCANIZAR UMA BORRACHA PARA PNEUS (51) Int.CI.: B29C 33/02 (30) Prioridade Unionista: 26/06/2008 FR 0854272 (73) Titular(es): COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN (72) Inventor(es): GÉRARD BUVAT; HENRI HINC; FRÉDÉRIC PIALOT (85) Data do Início da Fase Nacional: 25/06/2009 “DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO, E, UNIDADE QUE COMPREENDE UM DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO E UM MOLDE PARA VULCANIZAR UMA BORRACHA PARA PNEUS”
Esta invenção refere-se ao campo técnico de pneus e, mais particularmente, à fabricação desses pneus.
E sabido que pneus podem ser fabricados pelo aquecimento de uma matriz bruta baseada em borracha do pneu em um molde de forma geralmente anular ao redor de um eixo de revolução. O aquecimento da matriz bruta leva à sua vulcanização.
Mais particularmente, durante a vulcanização, a pressão exercida pela massa de borracha sobre uma parede interna do molde tem que se verificada, especialmente para determinar a transição do estado bruto para o estado curado da massa de borracha.
E sabido que esta pressão pode ser verificada pelo uso de um sensor de pressão compreendendo, por exemplo, uma caixa equipada com uma parede lateral e um lado terminal formando uma superfície de medição de pressão sobre a qual a pressão a ser medida é exercida. A caixa destina-se também a alojar um corpo de prova funcionalmente acoplado à superfície de medição.
Tradicionalmente, a superfície de deformação se deforma sob o efeito de uma força de pressão e transmite esta deformação mecânica ao corpo de prova que converte esta deformação em uma quantidade física destinada a um detector sensível a esta quantidade.
De modo a medir a pressão exercida pela borracha sobre a parede interna do molde, o sensor de pressão é inserido em um alojamento provido para esta finalidade no interior do molde, de modo que sua superfície de medição fique em contato com a borracha.
Quando a matriz está no estado bruto, entretanto, um resíduo de borracha pode fluir no interior do alojamento de sensor, especialmente ao longo da parede externa de sua caixa. Durante a vulcanização, este resíduo de borracha 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 gera medições de pressão incorretas.
A finalidade principal da invenção é propor um dispositivo de medição de pressão que supere esta desvantagem sendo, ao mesmo tempo, fácil de construir.
A invenção, por conseguinte, se refere a um dispositivo de 10 medição de pressão compreendendo um superfície de medição de pressão funcionalmente acoplada a um corpo de prova, caracterizado pelo fato de compreender:
- um componente rígido, funcionalmente acoplado ao corpo de prova, a superfície de medição formando uma superfície do componente rígido,
- um suporte, funcionalmente separado do corpo de prova, de forma geralmente anular, alojando o componente rígido, e
- uma massa flexível inserida radialmente entre o suporte e o componente rígido, de modo que o contorno da superfície de medição seja limitada pela massa flexível, a massa flexível aderindo ao suporte e ao componente rígido.
Devido à presença da massa flexível limitar o contorno da superfície de medição e aderir ambos ao suporte e ao componente rígido, a borracha não pode fluir para dentro do alojamento do dispositivo de medição de pressão e, por conseguinte, causar distúrbio à medição de pressão.
Adicionalmente uma vez que o suporte é funcionalmente separado do corpo de prova, um resíduo de borracha pode fluir para os vãos formados entre uma parede externa do suporte e uma parede interna do alojamento, sem risco de causar distúrbio na medição da pressão exercida sobre a superfície de medição.
Um dispositivo de medição de pressão de acordo com a presente invenção pode compreender uma ou mais das características de acordo com as quais:
- pelo menos um dos elementos entre o suporte e o componente rígido compreende uma superfície de aderência anular do tipo ranhura e colar,
- o componente rígido compreendendo primeiro e segundo lados terminais opostos, o primeiro lado formando a superfície de medição e o segundo lado formando um lado em contato com uma superfície deformável funcionalmente acoplada ao corpo de prova,
- a área do lado terminal do componente ser igual à área da superfície deformável,
- a massa flexível ser sobremoldada ao componente rígido e ao suporte, o componente rígido ser feito de um material não-deformável, por exemplo, consistindo principalmente de polieteretercetona (PEEK).
- a massa flexível ser feita de um material consistindo principalmente de uma borracha baseada em silicone ou butil,
- o corpo de prova ser do tipo de medidor piezelétrico ou de deformação,
- o suporte compreender uma superfície projetada para se ajustar em um furo de um molde se abrindo para a cavidade que conterá um material cuja pressão deve ser medida.
A invenção refere-se também a uma unidade que compreende um dispositivo de medição de pressão e um molde para vulcanizar borracha para pneus, compreendendo:
- uma parede interna formando uma cavidade para a borracha, e
- um furo abrindo-se para a cavidade e sendo destinado a alojar o dispositivo caracterizado pelo fato do dispositivo ser definido como acima.
A invenção será melhor entendida a partir da descrição a seguir, dada unicamente como exemplo e pela referência aos desenhos, nos quais:
- a fig. 1 representa uma seção transversal de um molde para vulcanizar uma massa de borracha de pneu compreendendo um dispositivo de medição de pressão de acordo com a presente invenção,
- a fig. 2 representa uma vista em perfil do dispositivo mostrado na fig. 1,
- a fig. 3 representa uma vista de detalhe da parte marcada por círculo na fig. 2.
A figura 1 mostra um molde para vulcanizar um molde bruto de pneu de veículo automotivo, designado pela referência geral 10. Conforme mostrado na seção transversal da figura. 1, o molde 10 tem uma forma geralmente anular ao redor de um eixo de revolução X. Este molde 10 compreende uma parede interna 12 formando uma cavidade interna aberta 14 para conter material, neste caso, uma borracha 16 formando a matéria bruta do pneu.
Este molde 10 compreende um furo 18 abrindo-se para o interior da cavidade 14 para conter borracha 16 durante sua vulcanização. Este furo 18 é projetado para alojar um dispositivo 20 para medir uma pressão exercida, em particular, pela borracha 16 durante sua vulcanização, sobre a parede interna 12 do molde 10 (figuras 2 e 3). O molde 10 e o dispositivo 20 formam uma unidade.
O dispositivo 20 compreende um corpo de prova 22. Tradicionalmente, o corpo de prova 22 sujeito à pressão a ser medida converte-a em outra quantidade física, como uma deformação, deslocamento etc. Adicionalmente o dispositivo 20 compreende um detector (não mostrado) que é sensível a esta quantidade física e que é projetada para converter esta quantidade detectada em, por exemplo, um sinal eletrônico para transmissão para meios de exibição da pressão medida (não mostrado).
O dispositivo 20 compreende também uma superfície deformável 24 funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22. De preferência, o corpo de prova 22 compreende elemento tipo piezelétrico capaz de converter a deformação mecânica da superfície deformável 24 em um sinal elétrico destinado ao detector. Como uma variante, o corpo de prova compreende um elemento tipo medidor de deformação.
O dispositivo 20 compreende também uma caixa 26 para alojar o corpo de prova 22 e o detector, a caixa 26 compreendendo pelo menos um lado terminal formado pela superfície deformável 24 e uma parede lateral 26A de forma geralmente cilíndrica. A superfície 24 é funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22, de modo que, quando uma pressão é exercida sobre a superfície 24, a deformação resultante desta superfície 24 seja transmitida ao corpo de prova 22.
Adicionalmente, o dispositivo 20 compreende uma superfície de medição de pressão 28 sobre a qual a pressão a ser medida é exercida. Esta superfície de medição 28 é funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22. O dispositivo 20 compreende, portanto, um componente rígido 30 projetado para transmitir a pressão exercida sobre a superfície de medição 28 à superfície deformável 24.
O componente rígido 30 compreende primeiro 32 e segundo 34 lados terminais opostos, o primeiro lado 32 formando a superfície de medição 28 e o segundo lado 34 formando um lado em contato com a superfície deformável 24 do dispositivo 20. Neste exemplo, o componente rígido 30 tem um corpo de forma geralmente cilíndrica compreendendo uma parede lateral 36 conectando seus dois lados terminais opostos 32 e 34 um ao outro.
De preferência, o componente rígido 30 é feito de um material consistindo principalmente de polietertercetona (PEEK) para evitar qualquer adesão entre a superfície de medição 28 e o material formando a borracha 16 durante vulcanização.
Adicionalmente neste exemplo, a área do primeiro lado termina 32 do componente 30 é igual à área da superfície deformável 24. Possivelmente, como uma variante, a área do primeiro lado termina 32 do componente 30 pode ser diferente da área da superfície deformável 24 e, neste caso, o dispositivo 20 compreende meios (não mostrados para aplicar um coeficiente de correção à pressão medida, que depende principalmente da relação das duas áreas.
O dispositivo 20 compreende também um suporte 38 funcionalmente separado do corpo de prova 22 de forma geralmente anular ao redor de um eixo de revolução Y e alojar o componente rígido 30.
No exemplo ilustrado na figura 2, por conseguinte, o suporte 38 compreende uma superfície externa 42 de forma complementar à parede interna 44 do furo 18 e esta superfície externa 42 se destina a se ajustar no furo 18. Como ilustrado em detalhe na figura 3, há um vão 45 entre a superfície externa 42 do suporte 38 e a parede interna 44 do furo 18 para tomar mais fácil ajustar o dispositivo 20 no furo 18.
Adicionalmente no exemplo descrito, a superfície externa 42 tem um ombro de posicionamento periférico anular 46 destinado a aflorar contra um batente anular 48 de forma complementar formado na parede interna 44 do furo 18. Adicionalmente o suporte 38 é feito, por exemplo, de um material metálico.
O dispositivo 20 compreende ainda uma massa flexível 40 inserida radialmente entre o suporte 38 e o componente rígido 30.
Mais particularmente, a massa flexível 40 é alojada no suporte 38, 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 pela massa flexível 40.
Além disso, a massa flexível 40 adere ao suporte 38 e aproximadamente, componente rígido 30. A massa flexível 40, por conseguinte, tem uma forma geralmente anular circundando a parede lateral 36 do componente rígido 30 e é limitada por uma superfície de aderência interna 50 aderindo à parede 36 do componente rígido 30 e uma superfície de aderência externa 52 aderindo a uma parede interna 54 do suporte 38. As superfícies externa e interna da massa flexível 40 são conectadas uma à outra pelos primeiro 56 e segundo 581ados terminais opostos. O primeiro lado termina 56 limita o contorno da superfície de medição 28 e ao segundo lado terminal 58 limita o contorno do lado do componente 30 em contato com a superfície deformável 24.
Cada superfície de aderência 50 e 52, respectivamente, do componente rígido 30 e do suporte 38 aderindo à massa flexível 40 é do tipo ranhura 60 e colar 62.
Neste exemplo, a caixa 26 alojando o corpo de prova 22 é acoplada 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, por exemplo, por injeção, sobre o componente rígido 30 e sobre o suporte 38. O componente rígido 30 pode, vantajosamente, ser feito de aço virado. Por exemplo, a massa flexível 40 é feita de um material consistindo principalmente de silicone ou borracha baseada em butil.
Como pode se visto nas figuras 2 e 3, quando montada no interior do furo 18, a superfície de medição 28 do dispositivo 20 fica rente à parede interna 12 do molde 10. Com este arranjo, o dispositivo 20 pode ser inserido no molde 10 ao mesmo tempo em que evita a formação de relevos sobre a parede interna 12 do molde 10 que poderíam marcar a matriz.
Serão descritos agora os principais aspectos operacionais do dispositivo de medição de pressão.
Inicialmente, a borracha 16 formando a matriz bruta, alojada na cavidade interna 14 do molde 10 está em um estado que permite que ela escoe sobre a parede interna 12 e sobre a superfície de medição 28 rente a esta parede interna 12.
Uma vez que o contorno da superfície de medição 28 é limitada pela massa flexível 40 que adere primeiramente ao suporte 38 e depois ao componente rígido 40, a massa flexível 40 impede que a borracha 16 escoe, em particular, ao longo da parede externa 26A da caixa 26 que é funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22 do dispositivo 20.
Durante sua vulcanização, a borracha 16 se expande com a temperatura, e a pressão exercida pela borracha 16 sobre a parede interna 12 do molde 10 aumenta.
Uma vez que a superfície de medição 28 do dispositivo 20 é rente à parede interna 12 do molde 10, ao se expandir a borracha 18 exerce uma pressão de idêntico valor sobre esta superfície 28 e sobre a parede 12.
A pressão exercida sobre a superfície de medição 28 por esta borracha 16 é transmitia, via o componente rígido 30, à superfície deformável 24 funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22. Uma vez que a massa 40 é flexível, de fato, o componente rígido 30 pode se mover na massa e deformar a superfície deformável 24 por seu segundo lado terminal 34 pressionando contra esta superfície 24. A superfície deformável 24 funcionalmente acoplada ao corpo de prova 22 transmite informação a respeito de sua deformação mecânica ao corpo de prova 22 que converte esta deformação em outra quantidade, por exemplo, uma quantidade elétrica à qual o detector seja sensível. Tradicionalmente, o detector converte a quantidade física detectada em sinais eletrônicos.
Um resíduo de borracha 16 pode, possivelmente, fluir para o vão 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 corpo de prova 22, o resíduo de borracha exerce uma pressão sobre o suporte 38 sem que a pressão seja transmitida aos elementos do dispositivo 20 que são funcionalmente acoplados ao corpo de prova 22.
Finalmente, uma vez que a superfície deformável 24 pode ser 5 relativamente frágil, ele é protegida contra choques mecânicos e ataques de ocorrência provável sobre a parede interna 12 do molde 10, por exemplo, ao se remover a matriz de pneu curada, uma vez que a superfície 24 é separada da cavidade interna 14 do molde pelo componente rígido 38 e a massa flexível 40.

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispositivo de medição de pressão (20), compreendendo uma superfície de medição de pressão (28) funcionalmente acoplada a um corpo de prova (22), caracterizado pelo fato de compreender:
    - um componente rígido (30), funcionalmente acoplado ao corpo de prova (22), a superfície de medição (28) formando uma superfície do componente 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 de medição (28) seja limitada pela massa flexível (40), a massa flexível (40) aderindo ao suporte (38) e ao componente rígido (30).
  2. 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. 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 a superfície de medição (26) e o segundo lado (34) formando um lado em contato com uma superfície deformável (24) fiincionalmente acoplada ao corpo de prova (22).
  4. 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. 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. 6. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do componente rígido (28) ser feito de um material não-deformável, por exemplo, consistindo principalmente de polietertercetona (PEEK).
  7. 7. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato da massa flexível (40) ser feita de um material consistindo principalmente de silicone ou borracha baseada em butil.
  8. 8. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato do corpo de prova (22) ser do tipo de medidor piezelétrico ou de deformação.
  9. 9. Dispositivo (20) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato do suporte (38) compreender uma superfície externa projetada para se ajustar em um furo (18) de um molde (10) abrindose para a cavidade (14) que conterá um material cuja pressão deve se medida.
  10. 10. Unidade que compreende um dispositivo de medição de pressão e um molde (10) para vulcanizar uma borracha (16) para pneus, compreendendo:
    - uma parede interna (12) formando uma cavidade (14) para a borracha (16), e
    - um furo (18) abrindo-se para a cavidade (14) e sendo destinado a alojar o dispositivo (20), caracterizada pelo fato de que o dispositivo é como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
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