ES2200230T3 - Procedimiento de extrusion y aparato para la fabricacion de bandas de rodadura para neumaticos de vehiculos. - Google Patents
Procedimiento de extrusion y aparato para la fabricacion de bandas de rodadura para neumaticos de vehiculos.Info
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Abstract
UNA BANDA DE RODAMIENTO PARA NEUMATICOS DE VEHICULOS SE FABRICA TRANSPORTANDO UN MATERIAL ELASTOMERICO PRIMARIO (4) A TRAVES DE UNA RUTA DE EXTRUSION (11, 15) DEFINIDA POR UN CANAL DE PRECONFORMACION (15) SEGUIDO DE UN ORIFICIO DE SALIDA DE EXTRUSION (11) FORMADO EN UNA MATRIZ (10). EL CANAL DE PRECONFORMACION (15) SE DEFINE EN UN DISPOSITIVO DE PRECONFORMACION (9) QUE COMPRENDE UN ESTIRADOR (12) QUE SE ACOPLA DE FORMA OPERATIVA A UN PRECONFORMADOR (13). EN EL ESTIRADOR (12) HAY FORMADO UN CANAL AUXILIAR (17) CUYO TRAMO FINAL (17B) SE ABRE EN ANGULOS RECTOS EN LA RUTA DE EXTRUSION (11, 15), POR LA PARTE CERCANA AL ORIFICIO DE SALIDA DE EXTRUSION (11). UN MATERIAL ELASTOMERICO AUXILIAR (5) TRANSPORTADO A UN CANAL DE ALIMENTACION AUXILIAR (17) ES DISTRIBUIDO DE MANERA HOMOGENEA MEDIANTE UN EFECTO DE REVESTIMIENTO BAJO LA SUPERFICIE INFERIOR DE LA BANDA DE RODAMIENTO (4A) QUE CRUZA EL ORIFICIO DE SALIDA DE EXTRUSION (11).
Description
Procedimiento de extrusión y aparato para la
fabricación de bandas de rodadura para neumáticos de vehículos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de extrusión para fabricar bandas de rodadura para
neumáticos para vehículos, así como un aparato de extrusión para
llevar a efecto dicho procedimiento, siendo dicho aparato del tipo
que comprende: por lo menos un cabezal primario de extrusión para
alimentar por lo menos un material elastomérico primario; por lo
menos un cabezal de extrusión auxiliar para alimentar por lo menos
un material elastomérico auxiliar; un dispositivo de preformación
que tiene por lo menos un canal primario de preformado conectado al
cabezal de extrusión primario; una matriz de extrusión
operativamente dispuesta hacia abajo del dispositivo de preformado
y que tiene una salida de extrusión ubicada en el extremo del canal
primario de preformado y que define una trayectoria de extrusión
con el mismo.
Es conocido que en el campo de la fabricación de
neumáticos para ruedas de vehículo, la banda de rodadura se obtiene
por medio de extrusión de una pieza de trabajo en la forma de una
banda continua que se corta subsecuentemente en longitudes de una
medida predeterminada, cada una de las cuales se adapta para ser
asociada con los otros componentes del neumático durante una etapa
de montaje previsto en el proceso de producción: durante esta etapa
todas las piezas de trabajo que forman el neumático se ajustan
juntas a temperatura ambiente, estando dichas piezas también frías,
dado que vienen de un depósito de almacenamiento.
Con mayor detalle, la extensión que forma la
banda de rodadura se aplica en forma de corona ya sea a la carcasa,
usualmente ya moldeado en forma toroidal, directamente sobre la
capa o capas de carcasa, o a la estructura de cintura previamente
envuelta sobre dicha carcasa, en una forma tal que los bordes de
los lados opuestos de la banda de rodadura se unen con las aletas
de extremo de las paredes laterales del neumático. Dependiendo en
las elecciones de proyecto, estas aletas de extremo se aplican
tanto a las capas de carcasa de forma de ser incluidas entre ésta
última y los bordes laterales opuestos de la banda de rodadura o de
aplican directamente en relación de superposición a los bordes
laterales opuestos de la misma banda de rodadura.
Usualmente, el tipo de mezcla utilizado para
fabricar la banda de rodadura depende del rendimiento requerido
(resistencia al desgaste y agarre sobre superficies de carreteras
secas y mojadas, por ejemplo), tiene tales características químicas
que parece difícil obtener una adhesión eficiente en frío para los
materiales elastoméricos empleados para hacer las estructuras de la
carcasa y de cintura y los flancos del neumático. Bajo esta
situación, para eliminar la necesidad de someter la banda de
rodadura a procesos que impliquen la aplicación de una solución de
petróleo para restablecer la adhesividad necesaria durante la etapa
de montaje del neumático, en muchos casos se hace uso del llamado
"revestimiento de acabado" que se aplica a la superficie
inferior de la banda de rodadura y destinado a entrar en contacto
con la capa de carcasa o estructura de cintura. Este revestimiento
de acabado esencialmente está hecho de una capa fina de una mezcla
basada en goma natural que, aplicada a la banda de rodadura cuando
todavía está caliente inmediatamente después de salir del cabezal
de extrusión, puede anclarse eficientemente a la mezcla de la
banda de rodadura y proporcionar un sustrato apropiado para la
adhesión en frío a la carcasa sin recurrir a procesos de superficie
que impliquen la aplicación de una solución de petróleo.
Asimismo, en el caso de superposición de flancos
en los bordes laterales opuestos de la banda de rodadura, los
bordes laterales de la banda de rodadura también están proyectados
para ser provistos de dos inserciones de borde, los llamados
"mini-flancos" también hechos de un material
elastomérico que tiene tales características que se asegura una
adhesión eficiente entre la banda de rodadura y los flancos durante
la etapa de montaje del neumático, usualmente por medio de la
adopción de la misma mezcla para los flancos y los
mini-flancos para facilitar la adhesión en frío.
La aplicación de mini-flancos a
la banda de rodadura tiene lugar por medio de un proceso de
coextrusión, por lo tanto un proceso caliente, que consiste en
emplear en la misma unidad de extrusión destinada a la formación de
la banda de rodadura, un segundo cabezal de extrusión que
proporciona la mezcla para los mini-flancos a lo
largo de dos canales de alimentación que convergen en las porciones
laterales opuestas de una salida de extrusión, en una dirección
sustancialmente paralela a la trayectoria del canal de alimentación
primario a través del cual se alimenta el material elastomérico
destinado a formar la verdadera banda de rodadura.
En el presente estado de la técnica, a diferencia
de los mini-flancos, el revestimiento de acabado se
produce en una unidad separada, generalmente una calandria, y se
enrolla en bobinas; cada bobina se monta entonces sobre un
dispositivo de desenrollado apropiado del cual se toma en
revestimiento de acabado para aplicarlo a la banda de rodadura ya
provista de los mini-flancos opcionales, mientras
que dicha banda de rodadura se aleja de la correspondiente unidad
de extrusión.
Usualmente, dado que el revestimiento de acabado
se aplica a la superficie inferior de la banda de rodadura, la
unidad que realiza el desenrollado del revestimiento de acabado se
dispone bajo la totalidad de la planta de extrusión de la banda de
rodadura que consecuentemente debe colocarse en una posición
elevada, que trae complicaciones en la estructura de la planta y
dificultades para acceder a todas las partes de la misma.
Para eliminar el requerimiento de usar dos
unidades separadas para la producción del revestimiento de acabado
y una unidad de desenrollado de bobina para entregar el
revestimiento de acabado a la unidad de extrusión de la banda de
rodadura, se han hecho intentos para extrusionar el revestimiento
de acabado junto con la banda de rodadura, en la misma forma que se
señaló con referencia a los mini-flancos, por medio
de la adopción de un procedimiento de coextrusión ya conocido y
usado con éxito para la producción de bandas de rodadura hechas de
dos mezclas, donde el grosor de la capa inferior de la mezcla tiene
alrededor de la mitad del grosor de toda la banda de rodadura.
El solicitante ha encontrado sin embargo que este
procedimiento de coextrusión tiene pobres resultados cuando, en un
intento de hacer el revestimiento de acabado, el grosor de la capa
de mezcla subyacente se reduce a valores tan bajos como dos
milímetros o menos. En realidad, para obtener un grosor muy
reducido por medio de la extrusión, por ejemplo de 2 mm, debido al
aumento de la mezcla al salir del dispositivo de extrusión, deben
adoptarse las matrices que tienen aberturas de aproximadamente 1 mm
y consecuentemente las posibles impurezas de la mezcla o el polvo
pueden quedar atrapados dentro de la matriz, creando así arañazos
longitudinales y por lo tanto irregularidades en el tamaño en el
producto extruido o extrusión.
Además, bajo tales condiciones de funcionamiento,
la comprobación de las tasas de flujo de la mezcla en diferentes
puntos de la sección de extrusión es muy difícil y, por lo tanto,
escasamente pueden darse suficientes seguridades en términos de un
grosor uniforme y preciso del revestimiento de acabado y de
repetitibilidad de resultados.
Se sabe que dichas dificultades no se hallan
presentes en las calandrias.
Según con la presente invención se ha encontrado
que realizar la banda de rodadura provista de un revestimiento de
acabado en un procedimiento de coextrusión en el cual el mismo
revestimiento de acabado tiene excelentes calidades en términos de
uniformidad de grosor y el control de grosor se hace posible si la
mezcla destinada a formar el revestimiento de acabado se inyecta en
el curso de trayectoria de la extrusión de la banda de rodadura en
una dirección perpendicular a, o en cualquier caso teniendo un
alto ángulo de incidencia con respecto al flujo de la mezcla que
forma la misma banda de rodadura.
En un primer aspecto, la presente invención se
refiere a un método de extrusión para realizar bandas de rodadura
para ruedas de vehículo según la reivindicación 1.
En una realización posible, el método en cuestión
comprende además la etapa de transportar por lo menos un
elastómero secundario a un par de canales de preformado secundario
que convergen en las dos porciones laterales opuestas
respectivamente de la salida de extrusión, en una forma tal que se
forman dos inserciones de borde sobre la banda de rodadura y se
extienden a lo largo de los bordes opuestos de la misma banda de
rodadura.
Ventajosamente, la capa fina se aplica a la
superficie inferior de la banda de rodadura que está colocada de
forma tal de entrar en contacto con una carcasa de neumático sobre
la cual dicha banda de rodadura se empleará.
Aún según la presente invención, el método
anterior se lleva a efecto por medio de un aparato de extrusión
para hacer bandas de rodadura para neumáticos de vehículos como se
define en la reivindicación 4.
Ventajosamente, dicho dispositivo de preformado
comprende un cajón de preformado-soporte y un
preformador funcionalmente alojado en dicho cajón, dicho canal
primario de preformado está formado entre dicho preformador y el
cajón de preformado-soporte, y siendo dicho canal
de alimentación auxiliar por lo menos parcialmente formado en el
cajón.
Según un segundo aspecto de la invención, que es
válido por sí mismo también independientemente de la presencia o no
del canal de alimentación, el preformador comprende dos porciones
de extremo dispuestas en relación de imagen especular y por lo
menos una inserción central enganchada de forma desmontable entre
dichas dos porciones de extremo, siendo dicha inserción central
intercambiable para adaptar el ancho del canal primario de
preformado al ancho de la salida de extrusión colocada en dicha
matriz.
Medios de centrado que por ejemplo comprenden una
ranura y una llave central llevada por dicha inserción central del
preformador y dicho cajón de preformado respectivamente, permiten
que el preformador se fije en una posición centrada relativa a
dicho cajón.
En una posible realización, el aparato en
cuestión comprende además por lo menos un tercer cabezal de
extrusión para alimentar por lo menos un material elastomérico
secundario, teniendo dicho dispositivo de preformado un par de
canales secundarios de preformado conectados a dicho tercer cabezal
de extrusión y que convergen en porciones laterales opuestos de
dicha salida de extrusión respectivamente, de modo de formar dos
inserciones de borde que se extienden a lo largo de los bordes
opuestos de la banda de rodadura así realizada.
En un tercer aspecto, la presente invención se
refiere a un procedimiento de extrusión para realizar bandas de
rodadura con una inserción de elastómero como se define en la
reivindicación 12.
Según otro aspecto, la presente invención se
refiere a un aparato de extrusión para fabricar bandas de rodadura
para neumáticos de vehículo que comprenden una inserción de
elastómero como se define en la reivindicación 14.
Características y ventajas adicionales serán más
evidentes a partir de la descripción detallada de una realización
preferida, pero no exclusiva, de un procedimiento de extrusión y
del aparato relacionado para fabricar bandas de rodadura para
neumáticos de vehículo según la presente invención, dados a partir
de ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- La Figura 1 es una vista en perspectiva en
despiece que muestra los componentes principales de un aparato de
extrusión para llevar a efecto un procedimiento según la
invención.
- La Figura 2 es una sección transversal media
del aparato de extrusión durante una etapa del funcionamiento.
- La Figura 3 muestra una línea exterior en
sección transversal de un producto extruido obtenido por medio del
procedimiento y del aparato en cuestión.
- La Figura 4 es una vista en perspectiva que
muestra los componentes principales del aparato mostrado en la
Figura 1 y que comprende un elemento de separación destinado a
realizar un procedimiento diferente según la invención.
- La Figura 5 muestra la línea exterior en
sección transversal de un producto extruido obtenido por medio del
procedimiento y del aparato representado en la Figura 4.
Con referencia a los dibujos, se ha identificado
en general un aparato de extrusión para fabricar bandas de
rodadura para neumáticos de vehículo según la presente invención
por medio de la referencia
\hbox{numérica 1.}
El aparato 1 comprende por lo menos un cabezal de
extrusión primario 2 y un cabezal de extrusión auxiliar subyacente
3 ambas mostradas sólo parcialmente al ser conocidas por sí mismas,
que están colocadas para alimentar un material elastomérico
primario 4 y un material elastomérico auxiliar 5 respectivamente a
través de una salida de alimentación primaria 2a y una salida de
alimentación auxiliar 3a.
En la realización mostrada, se proporciona otro
cabezal de extrusión secundario 6 y se coloca para alimentar con un
respectivo material elastomérico secundario 7 a través de un par de
salidas de alimentación secundarias 6a colocadas en una posición
inferior relativa a la salida de alimentación primaria 2a.
Con referencia en particular a la Figura 3 y como
mejor se aclara a continuación, los elastómeros de las respectivas
salidas de alimentación 2a, 3a, 6a se destinan a originar un
producto extruido individual generalmente señalado como 8 y hecho
de una porción principal exacta o banda de rodadura 4a formada del
elastómero primario, provisto en la parte inferior del mismo con un
llamado revestimiento de acabado 5a formado del elastómero auxiliar
5 distribuido en forma de una capa fina baje la superficie
inferior de la banda de rodadura, así como inserciones de borde o
llamados "mini-flancos" 7a cada uno hecho del
elastómero secundario 7 alimentado de una de las salidas
secundarias 6a.
Los tres materiales elastoméricos distintos 4, 5
y 7 se alimentan a las respectivas salidas de alimentación 2a, 3a
y 6a a través del correspondiente cabezal de extrusión, cada una de
un extrusor separado, no mostrados y técnicamente bien
conocidos.
El producto extruido 8, inicialmente hecho en
forma de una banda continua de longitud infinita, se destina para
ser usualmente cortada en extensiones de una longitud
predeterminada, cada una de las cuales se presta para aplicarse a
modo de corona a un neumático durante la etapa de fabricación, en
una forma tal que, cuando el neumático está terminado, la banda de
rodadura 4a representará el área de contacto con el suelo del
neumático. Por lo tanto, la composición del elastómero primario 4
tendrá, en el neumático vulcanizado, altas cualidades de agarre al
asfalto y resistencia al desgaste: esta composición, como ya se ha
visto, involucra una adhesividad pobre del elastómero primario en
estado crudo.
Las características de adhesividad se dan a la
banda 4a por medio del elastómero auxiliar 5 y el elastómero
secundario 7, si lo hay, que forman el revestimiento de acabado 5a
y los mini-flancos 7a respectivamente. En realidad,
durante la etapa de fabricación del neumático, el revestimiento de
acabado 5a se destina a suministrar una interfase de unión en frío
entre la banda de rodadura 4a y la carcasa subyacente o capas de
cintura, mientras que los mini-flancos 7a ofrecerán
una superficie válida de adhesión, aún en una condición de frío,
entre las aletas de extremo del neumático y la misma banda de
rodadura.
Para superar el problema restante que concierne a
una adhesión apropiada entre la banda de rodadura 4a, el
elastómero auxiliar 5 y el elastómero secundario 7, si lo hay, que
forma el revestimiento de acabado 5a y los
mini-flancos 7a respectivamente, estos elastómeros
se aplican calientes al elastómero primario. En realidad, los
mini-flancos 7a, el revestimiento de acabado 7 y la
banda de rodadura 4a directamente son coextruídos juntos.
Después de las afirmaciones anteriores, se señala
que en el aparato de extrusión 1 inmediatamente debajo de los
cabezales de extrusión 2, 3 y 6, se proporciona funcionalmente un
dispositivo de preformado 9, consecutivamente del cual se aplica
una matriz de extrusión 10 que tiene una abertura de extrusión 11
cuya forma sustancialmente corresponde con la sección transversal
requerida del producto extruido 8.
Con mayor detalle, el dispositivo de preformado 9
se compone esencialmente del llamado cajón 12 que tiene un
alojamiento frontal 12a para soportar la matriz 10, así como un
alojamiento interno 12b para soportar el llamado preformador
13.
El preformador 13, de una sección sustancialmente
triangular, está previsto en su parte inferior con un hueco
conformado primario 14 adaptado para definir, junto con una
superficie inferior del alojamiento interno 12b del cajón 12, un
conducto primario de preformado 15, conectado a la salida de
alimentación primaria 2a y que converge en la abertura 11. Bajo esta
situación, la salida de abertura 11 y el conducto primario de
preformado 15 definen una trayectoria de extrusión a lo largo de la
cual el elastómero primario 4 se guía para ser convenientemente
formado dependiendo de la conformación final a obtener sobre la
banda de rodadura 4a y el producto extruido 8 como una
totalidad.
En la realización mostrada, el preformador 13
también está provisto de un par de huecos conformados secundarios
16 formados sobre una superficie frontal del mismo y que cada uno
converge en uno de los bordes opuestos del hueco conformado
primario 14 a través del cual pasa el elastómero primario 4. Cuando
el preformador 13 se monta dentro del cajón 12, los huecos
secundarios 16 junto con una superficie superior del alojamiento
interno 12b del cajón 12, definen respectivos conductos secundarios
de preformado cada uno de los cuales está conectado a una de las
salidas de alimentación secundarias 6 y que convergen en un área de
extremo de la abertura de extrusión 11 para guiar adecuadamente al
elastómero secundario 7 en dicha abertura para dar origen a los
mini-flancos 7a.
El dispositivo de preformado 9 está provisto
además de por lo menos un canal auxiliar de alimentación 17
conectado al cabezal de extrusión auxiliar 3a y que se abre en la
trayectoria de extrusión seguida por el elastómero primario 4, en
una dirección transversal que intercepta la dirección de extensión
longitudinal de la misma trayectoria de extrusión.
Con mayor detalle, el canal auxiliar de
alimentación 7 está preferentemente provisto, como se observa mejor
en la Figura 2, de una primera longitud de conexión 17a,
oblicuamente formada en el cajón 12 y que termina en la salida 3a
del cabezal de extrusión auxiliar 3. Previsto consecutivamente de
la longitud de conexión 17a hay una segunda longitud de extremo 17b
formada entre el dispositivo de preformado 9 y la matriz de
extrusión 10. Más precisamente, la longitud de extremo 17b está
definida por medio de una superficie cóncava 18 formada en la
matriz de extrusión 10 que sustancialmente tiene el mismo ancho que
el del hueco conformado 14 y una profundidad comprendida, a modo
de ejemplo, entre 0,5 y 5 mm. La longitud de extremo 17b se abre
dentro de la trayectoria de extrusión preferentemente en la
abertura de extrusión 11 ó en cualquier caso en un punto
inmediatamente por encima de éste último, preferentemente en una
dirección que forma un ángulo "\alpha" comprendido entre 30º
y 160º relativos a la extensión longitudinal de la trayectoria de
extrusión y más preferentemente en una dirección sustancialmente
perpendicular a ésta última.
Durante el funcionamiento del aparato 1, el
elastómero auxiliar 3a que emerge del cabezal de extrusión auxiliar
3 se conduce dentro de la trayectoria de extrusión transversalmente
a la dirección de alimentación del elastómero 4, sobre la totalidad
del ancho del conducto primario de preformado 15 y se compenetra
con la superficie inferior del elastómero 4 con una fuerza de
empuje correlacionada con la velocidad de rotación del tornillo del
extrusor que alimenta el cabezal de extrusión auxiliar 3.
Se ha encontrado que, bajo estas condiciones,
tiene lugar una distribución homogénea del elastómero auxiliar 5
dando lugar a un efecto de revestimiento en la forma de una capa
delgada de un grosor estrictamente constante bajo la superficie
inferior de la banda de rodadura 4a que se forma en la salida de la
trayectoria de extrusión, aún cuando el grosor del revestimiento de
acabado 5a a obtener sea muy reducido, en el orden de algunas
décimas de milímetro.
Según una característica adicional del aparato en
cuestión, que puede utilizarse ventajosamente independientemente
de la colocación del canal auxiliar de alimentación 17 en el
dispositivo de preformado 9, el preformado 13 está previsto para
ser separable en por lo menos tres partes acopladas de forma
trasladable unas con otras.
Con mayor detalle, se prevén dos porciones de
extremo 13a dispuestos en relación de imagen especular, cada una
incorporando una porción lateral del hueco conformado primario 14 y
de los huecos conformados secundarios 16 destinados a formar los
mini-flancos 7a. Por lo menos hay una inserción
central 13b acoplada de forma que se puede retirar entre las dos
porciones de extremo 13a, por medio de una varilla de unión roscada
19 por ejemplo y en interposición de posibles manguitos de centrado
19a.
Los medios de centrado se proporcionan para
ajustar el preformador 13 en una posición centrada relativa al
cajón 12. En una solución preferencial, estos medios de centrado
esencialmente comprenden una ranura 20 transportada por medio de la
inserción central 13b del preformador 13 y adaptada para recibir
una ranura 20a colocada en el cajón 12. El mismo sistema de
centrado anterior, es decir que comprende una llave 21 y una ranura
22, se coloca entre la matriz 10 y el correspondiente alojamiento
frontal 12 formado en el dispositivo de preformado 9 del cajón.
Ventajosamente, la inserción frontal 13b es
intercambiable para adaptar el ancho del conducto primario de
preformado definido por el hueco 14 así como la distancia entre los
centros de los conductos secundarios de preformado definido por
medio de los huecos 16, al ancho de la abertura de extrusión 11
provista en la matriz 10 y, por ello, el ancho de la banda de
rodadura 4a o en cualquier caso del producto extruido 8 a obtener.
En otras palabras, para cada uno de los diferentes anchos de la
banda de rodadura de los neumáticos que se producen, habrá una
matriz 10 respectiva y una inserción central 13b respectiva, para
estar siempre conectados al mismo par de porciones de extremo 13a
para formar la banda de rodadura 4a del ancho deseado.
Ventajosamente, dado que la longitud de extremo
17b del canal auxiliar de alimentación 17 se define por medio del
hueco 18 colocado en la matriz 10, como resultado, cada matriz 10
tendrá un hueco 18 de un ancho apropiado de forma de adaptar el
ancho de la longitud de extremo 13b antes mencionada y
consecuentemente el ancho del revestimiento de acabado 5a obtenido,
al tamaño del ancho de la banda de rodadura 4a.
Según otra característica diferente del aparato
en cuestión, que puede utilizarse ventajosamente
independientemente de la disposición de los conductos secundarios
de preformado 16 en el dispositivo de preformado 9, se proporciona
un elemento de separación en forma de cuña 20, como se muestra en
la Figura 4, para ser ventajosamente aplicado a la matriz 10, cerca
de la abertura de extrusión.
El elemento en forma de cuña 30 está fijado de
forma desmontable a la matriz 10 preferentemente en una posición
central relativa a la abertura de extrusión 11, dispuesto de forma
tal que ocupa la totalidad de la altura de dicha abertura y está
convenientemente orientada de forma que su punta se extiende dentro
del conducto de preformado 15 en el cajón 12.
El elemento en forma de cuña 30 tiene además un
bisel 31 en su superficie que enfrenta la base de la abertura de
extrusión 11, para permitir que el elastómero auxiliar 5 que sale
del canal de alimentación 17 fluya más allá de la abertura de
extrusión y ocupe la región vacía creada en la extrusión por medio
de la presencia de dicho elemento en forma de cuña a través de la
abertura de extrusión 11.
En dicho bisel, la matriz 10 tiene la misma
superficie hueca 18 que ya se ha descrito, pero puede estar
provisto además de un hueco adicional 37 formado sobre la
superficie del hueco 18, preferentemente dirigido en ángulos rectos
a la dirección del flujo del elastómero primario 4, preferentemente
tan ancho como la base del elemento en forma de cuña, de manera de
crear un canal con una tasa de flujo mayor para el elastómero
auxiliar 5 en dicho elemento 30; alternativamente, la matriz 10
puede tener sólo este hueco adicional, en ausencia del hueco
18.
Con mayor detalle, el elemento en forma de cuña
30 realiza una función doble, es decir una primera función que
consiste en abrir una región vacía en el flujo del elastómero
primario 4, estando dicha región adaptada para ser subsecuentemente
rellenada con otro material. La segunda función de dicho elemento
30 es la de causar que una porción del flujo del elastómero
auxiliar se mueva hacia esta región y la rellene de manera de
formar un producto extruido homogéneo 38 provisto de una inserción
de un material elastomérico que se extiende sobre la totalidad de
su grosor.
Se entenderá fácilmente que, dependiendo en el
tipo de hueco presente en la superficie interna de la matriz 10,
se obtendrán diferentes tipos de extrusiones: en la presencia del
hueco 18, con la adición o no de un hueco adicional 37, el flujo
restante del elastómero auxiliar 5, que es la cantidad que no fluye
a dicha región vacía, se aplica homogéneamente, con un efecto de
revestimiento, bajo la superficie inferior del elastómero primario
4 que parcialmente fluye externamente del elemento en forma de cuña
30, obteniendo así una extrusión provista de un revestimiento de
acabado en la parte inferior del mismo y que comprende una
inserción longitudinalmente continua del mismo material
elastomérico del revestimiento de acabado.
En ausencia del hueco 18, reemplazado por un
hueco adicional 37, se obtendrá una ausencia de extrusión del
revestimiento de acabado, que comprenderá una inserción
longitudinalmente continua de un material elastomérico
diferente.
Será evidente que según con el procedimiento
antes descrito el revestimiento de acabado 5a y la inserción se
realizan utilizando el mismo material. Sin embargo, una persona
entendida en la técnica reconocerá que por medio del uso de un
canal adicional de alimentación para alimentar separadamente al
hueco adicional 37 dispuesto cerca del elemento a modo de cuña, la
inserción puede hacerse fácilmente de un material elastomérico
diferente de aquel adoptado para hacer el revestimiento de
acabado.
Con referencia a la Figura 5, es posible ver que
el elastómero auxiliar 5a se presenta tanto bajo la banda de
rodadura 38 y en la porción central de la misma.
La adopción del elemento a modo de cuña 30 es
particularmente ventajosa si se quiere realizar una banda de
rodadura que tenga una inserción de un material elastomérico
diferente, tal como en el caso de las bandas de rodadura que tienen
un relleno de silicio, que (como se sabe) tiene un carácter
aislante, al cual se aplica una inserción de un material
elastomérico conductivo, siendo dicho material por ejemplo el
adoptado para un revestimiento de acabado tradicional. Esta
solución permite que se logre la conductividad en neumáticos que
adopten este tipo de bandas de rodadura sin, por otro lado,
perjudicar las características particulares que poseen debido a la
presencia del sílice.
En una forma aún más ventajosa, la inserción
puede estar convenientemente formada en diferentes regiones
internamente de la banda de rodadura 4a, por medio del movimiento
del punto de ajuste del elemento en forma de cuña 30 a la matriz 10
en una dirección transversal.
Preferentemente, la inserción se forma en una
ranura de la banda de rodadura por medio de la colocación
conveniente del elemento en forma de cuña. De esta forma, la
porción de inserción en contacto con el suelo se reduce y
consecuentemente la posibilidad de desgaste no homogéneo debido a
la presencia de porciones de banda de rodadura formadas de
diferentes materiales se reduce.
Una persona entendida en la técnica reconocerá
que el elemento de separación 30 puede hacerse de diferentes
formas, previsto que estén adaptadas para realizar las funciones
descritas con anterioridad.
Esta invención logra muchas ventajas sobre la
técnica conocida.
Primero, se elimina el uso de una unidad de
producción independiente expresamente colocada para realizar el
revestimiento de acabado. Es decir, para llevar una clara
simplificación en plantas, involucra un importante ahorro en la
mano de obra requerida para la operación de comprobación de la
misma planta, siendo dicha mano de obra reducida por lo tanto si se
compara con la técnica conocida.
También se superan problemas que resultan en la
técnica conocida de la necesidad de obtener un funcionamiento
perfectamente sincronizado y simultáneo de las dos unidades, es
decir una para extrusionar la banda de rodadura y otra relativa al
revestimiento de acabado, donde cualquier variación en la velocidad
en los productos semiacabados que sale de las respectivas unidades
modifica la sincronización de depósito, centrado y estirado del
revestimiento de acabado que se aplica a la banda de rodadura.
También cabe señalar el hecho de que el
importante desperdicio de trabajo que se forma en la técnica
conocida durante el ajuste de la planta se reduce en gran medida.
De hecho, cada vez que la planta según la técnica conocida se
detiene, es necesario descartar diferentes metros de producto
semiacabado correspondiente a las longitudes que se extienden hacia
arriba del área donde tiene lugar el acoplamiento entre los mismos
productos semiacabados. De hecho, un acoplamiento mutuo correcto de
los productos semiacabados en un nuevo funcionamiento de la planta
se vería dañado debido a un mal ajuste al cual se someterían los
productos semiacabados durante la etapa de arranque de la máquina.
Este problema se supera por medio de la invención, según la cual el
revestimiento de acabado se extruye directamente junto con la
banda de rodadura.
La obtención del revestimiento de acabado
directamente por medio de la coextrusión del mismo con la banda de
rodadura también supera todos los problemas conectados con el logro
de una unión satisfactoria entre el revestimiento de acabado y la
banda de rodadura sin bolsas de aire, y además elimina la necesidad
de adoptar medidas particulares y cuidados para permitir que el
revestimiento de acabado se aplique en una posición perfectamente
centrada relativa a la banda de rodadura.
Otra ventaja lograda por el procedimiento y el
aparato de la invención consiste en evitar la formación de
discontinuidades en la superficie que en la técnica conocida tienen
lugar entre los extremos de los mini-flancos y del
revestimiento de acabado, debido al hecho de que este revestimiento
de acabado se aplicó consecuentemente a la extrusión de la banda de
rodadura y por ello proyecta la magnitud de la totalidad de su
grosor relativo a las superficies inferiores de los mismos
mini-flancos. Esta discontinuidad tiene una
tendencia a causar la formación de espacios vacíos que resultan en
bolsas de aire en el área comprendida entre los
mini-flancos y la carcasa del neumático. Como
resultado de lo anterior, para asegurar la adhesión de los
mini-flancos a la carcasa, se requerían en
particular operaciones de fuerte laminado, dichas operaciones,
sobre todo debido al hecho del uso de mezclas modernas que
contienen rellenos basados en sílice, tienen la tendencia de causar
una deformación irregular de la pieza de trabajo y/o de modificar
la estructura de la carcasa y/o de los pliegues de cintura en una
forma no deseada.
Además, la seguridad de una adhesión perfecta del
revestimiento de acabado bajo la banda de rodadura desde que la
operación es llevada a cabo bajo condiciones de calor, permite
utilizar mezclas de elastómero más baratas para realizar el
revestimiento de acabado, comparado con aquellos requeridos por el
estado de la técnica previsto para la aplicación de un
revestimiento de acabado en frío a una banda de rodadura
caliente.
Además, el procedimiento y el aparato en cuestión
permite preparar el ajuste del grosor del revestimiento de
acabado, que puede modificarse fácilmente solamente por medio del
cambio en la velocidad de rotación del tornillo del extrusor
auxiliar del cual depende la tasa de flujo del material
elastomérico que sale de la salida de alimentación auxiliar 3a, así
como el grado de compenetración del elastómero auxiliar con la
superficie del elastómero primario en la salida.
También debe reconocer que el hecho de que dichos
preformadores puede hacerse adecuados para trabajar sobre bandas
de rodadura de diferente tamaño por medio del simple desplazamiento
de la inserción central representa un importante ahorro en el coste
con respecto a la técnica conocida, donde para esta operación de
ajuste se requería el reemplazo de todo el preformador, el costo de
lo cual era obviamente mucho más alto que el de la inserción
solamente.
Se ha señalado que los términos "elastómero"
y "material elastomérico" usados como en la presente
descripción identifican la totalidad de la composición que
constituyen los productos extruídos semiacabados y no sólo el
componente polimérico de dichos materiales.
Finalmente será evidente que la presente
descripción se brinda sólo con propósitos ilustrativos y no en un
sentido limitado y por lo tanto una persona entendida en la
técnica, luego de entender la invención como se describe
anteriormente, será capaz de llevar fácilmente a cabo
modificaciones, variaciones y reemplazos de las variables asociadas
con la presente invención con el propósito de reunir requerimientos
específicos y fortuitos, dependiendo de las necesidades.
Claims (15)
1. Procedimiento de extrusión para realizar
bandas de rodadura para neumáticos de vehículos, comprendiendo la
banda de rodadura en la superficie inferior un revestimiento de
acabado de décimas de milímetro que comprende las etapas de:
- conducir un material elastomérico primario (4)
a lo largo de una trayectoria de extrusión (11, 15) que comprende
un canal primario de preformado (15) conectado entre un cabezal de
extrusión y una matriz de salida de extrusión (11) de una forma
sustancialmente correspondiente a la sección transversal requerida
del producto extruido (8);
- transportar por lo menos un material
elastomérico auxiliar (5) de un cabezal de extrusión auxiliar a la
trayectoria de extrusión (11, 15) que longitudinalmente atravesado
por el elastómero primario (4), siendo dicho transporte realizado
en una dirección transversal a la dirección de movimiento del
elastómero primario (4) cruzando longitudinalmente la trayectoria
de extrusión (11, 15) caracterizado por el hecho de que:
- se guía dicho material elastomérico desde dicho
cabezal de extrusión auxiliar a lo largo de un canal auxiliar
colocado debajo de dicho canal primario de preformado;
- dicho material elastomérico auxiliar converja
en la trayectoria de extrusión (11, 15) en una dirección
perpendicular al material elastomérico primario a lo largo de una
superficie hueca (18) dispuesta en la matriz, correspondiendo el
ancho de dicha superficie hueca (18) al tamaño del ancho de la
banda de rodadura;
- se forma un grosor estrictamente constante de
dicho revestimiento de acabado con una fuerza correlacionada con la
tasa de flujo del material elastomérico auxiliar que sale de dicha
superficie hueca.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende además la etapa
de transportar un material elastomérico secundario (7) a un par de
canales auxiliares preformadores (16, 12b) que converge en dos
porciones laterales opuestas respectivamente de la salida de
extrusión (11), en una forma tal que se forman dos inserciones de
borde (7a) en la banda de rodadura y se extienden a lo largo de los
bordes opuestos de la misma banda de rodadura.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha fina capa (5a) se
aplica a una superficie inferior de la banda de rodadura (4a) que
está colocada de una forma tal que entra en contacto con una
carcasa de un neumático sobre el cual se empleará dicha banda de
rodadura (4a).
4. Aparato de extrusión para fabricar bandas de
rodadura para neumáticos de vehículo, teniendo la banda en su
superficie inferior un revestimiento de acabado de grosor de
décimas de milímetro, que comprende:
- por lo menos un cabezal de extrusión primaria
(2) para alimentar un material elastomérico primario (4),
- por lo menos un cabezal de extrusión auxiliar
(3) para alimentar por lo menos un material elastomérico auxiliar
(5),
- un dispositivo preformador (9) que tiene por lo
menos un canal primario de preformado (15) conectado al cabezal de
extrusión primaria (2),
- una matriz de extrusión (10) dispuesta
funcionalmente después de dicho dispositivo de preformado (9) y que
tiene una salida de extrusión (11) de una forma sustancialmente
correspondiente a la sección transversal requerida de las bandas de
rodadura extruídas ubicadas en el extremo del canal primario de
preformado (15) y que definen una trayectoria de extrusión (11, 15)
con el mismo,
caracterizado por el hecho de que
comprende además:
- una matriz (10) para cada ancho diferente de
banda de rodadura de los neumáticos a producir;
- por lo menos un canal auxiliar de alimentación
(17) conectado al cabezal de extrusión auxiliar (3) y provisto de
una primera longitud de conexión (17a) que pasa a través de dicho
dispositivo de preformado y una segunda longitud de conexión (17b)
que converge en la trayectoria de extrusión (11, 15) en una
dirección sustancialmente perpendicular a la extensión longitudinal
de ésta última,
- una superficie hueca (18) dispuesta en dicha
matriz (10) que define dicha segunda longitud de conexión (17b),
correspondiendo el ancho de dicha superficie hueca (18) en tamaño
con el ancho de la banda de rodadura.
5. Aparato según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de
preformado (9) comprende un cajón de
preformado-soporte (12) y un preformador (13)
funcionalmente alojado en dicho cajón (12), estando dicho canal
primario de preformado (15) entre dicho performador (13) y el cajón
(12).
6. Aparato según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que dicho canal auxiliar de
alimentación (17) está por lo menos parcialmente formado en el
cajón (12).
7. Aparato según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que dicho preformador (13)
comprende dos porciones de extremo (13a) dispuestos en relación de
imagen especular y por lo menos una inserción central (13b)
acoplada de forma desmontable entre dichas dos porciones de extremo
(13a), siendo dicha inserción central (13b) intercambiable de forma
de adaptarse al ancho del canal primario de preformado (15) al
ancho de la salida de extrusión dispuesta en dicha matriz (10).
8. Aparato según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que comprende además medios de
centrado (20, 21) para ajustar el preformador (13) en una posición
centrada respecto a dicho cajón (12).
9. Aparato según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que dichos medios de centrado
(20, 21) comprenden una ranura (20a) y una llave de centrado (21)
transportada por dicha inserción central (13b) del preformador (13)
y dicho cajón de preformado (12) respectivamente.
10. Aparato según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que comprende además por lo
menos un tercer cabezal de extrusión (6) para alimentar por lo
menos un material elastomérico secundario (7), teniendo dicho
dispositivo de preformado (9) un par de canales de preformado
auxiliares (16, 12b) conectados a dicho tercer cabezal de extrusión
(6) y que convergen en porciones laterales opuestas de dicha salida
de extrusión (11) respectivamente, de modo de formar dos
inserciones de borde (7a) que se extienden a lo largo de bordes
opuestos de la banda de rodadura (4a) producida.
11. Aparato según la reivindicación 4, para
fabricar una banda de rodadura provista de una inserción de un
material diferente al adoptado para fabricar dicha banda de
rodadura, caracterizado por el hecho de que comprende
además:
- Un hueco adicional (37) formado sobre la
superficie del hueco (18);
- Un canal de alimentación adicional para
alimentar dicho otro material a dicho hueco adicional (37);
- Un elemento de separación en forma de cuña (30)
provisto de una punta, una base tan ancha como dicho hueco
adicional (37) y un bisel (31);
- estando dicho elemento en forma de cuña
ajustado de forma desmontable a la matriz (10) en una posición
central relativa a la salida de extrusión (11) para la altura total
de dicha salida de extrusión con dicha punta extendiéndose dentro
de dicho canal de preformado y con dicho bisel enfrentando la base
de la salida de extrusión (11),
formando dicho elemento en forma de cuña (30)
medios para abrir una región vacía adaptada para rellenarse con
dicho otro material, en el flujo del elastómero primario, y medios
para permitir que dicho otro material fluya más allá de la salida
de extrusión (11) y ocupe dicha región vacía.
12. Procedimiento de extrusión para fabricar
bandas de rodadura provistas de una inserción de un material
elastomérico diferente que comprende las etapas de:
- conducir un elastómero primario (4) que fluya a
lo largo de una trayectoria de extrusión (11, 15) que comprende un
canal primario de preformado (15) conectado a una salida de
extrusión (11) de una forma sustancialmente correspondiente a la
sección transversal requerida del producto extruido (8);
- transportar por lo menos un material
elastomérico auxiliar (5) a la trayectoria de extrusión (11, 15)
longitudinalmente atravesado por el elastómero primario (4),
realizando dicho transporte en una dirección transversal a la
dirección de movimiento del elastómero primario (4) que pasa
longitudinalmente a través de la trayectoria de extrusión (11, 15);
caracterizado por el hecho de que:
- dicho material elastomérico auxiliar se guía a
lo largo de un canal auxiliar colocado por debajo de dicho canal
primario de preformado;
- dicho material elastomérico auxiliar converge
en la trayectoria de extrusión (11, 15) en una dirección
sustancialmente perpendicular al material elastomérico primario a
lo largo de la superficie hueca (37) colocada en la matriz,
- abre una región vacía, adaptada para llenarse
con otro material, dentro del flujo del elastómero primario; en
una forma tal que el material auxiliar se distribuye en forma
homogénea en la región vacía abierta en el flujo del elastómero
primario.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado por el hecho de que el material auxiliar se
transporta de una forma tal que también se distribuye en forma de
una capa fina (5a) sobre por lo menos una porción de la superficie
de la banda de rodadura (4a) que se forma a lo largo de la
trayectoria de extrusión (11, 15).
14. Aparato de extrusión para fabricar bandas de
rodadura para neumáticos de vehículo provistos con una inserción de
un material elastomérico diferente, que comprende:
- por lo menos un cabezal de extrusión primario
(2) para alimentar por lo menos un material elastomérico primario
(4),
- por lo menos un cabezal de extrusión auxiliar
(3) para alimentar por lo menos un material elastomérico auxiliar
(5),
- un dispositivo de preformado (9) que tiene por
lo menos un canal primario de preformado (15) conectado al cabezal
de extrusión primario (2),
- una matriz de extrusión (10) funcionalmente
dispuesto después de dicho dispositivo de preformado (9) que tiene
una salida de extrusión (11) de una forma sustancialmente
correspondiente con la sección transversal requerida de las bandas
de rodadura extruídas dispuestas en el extremo del canal primario
de preformado (15) y definiendo una trayectoria de extrusión (11,
15) con el mismo,
- por lo menos un canal auxiliar de alimentación
(17) conectado al cabezal de extrusión auxiliar (3),
caracterizado por el hecho de que
comprende además:
- una matriz (10) para cada uno de los diferentes
anchos de banda de rodadura a producir;
- dicho por lo menos un canal auxiliar provisto
de una primera longitud de conexión (17a) que pasa a través de
dicho dispositivo de preformado y una segunda longitud de conexión
(17b) que converge en la trayectoria de extrusión (11, 15) en una
dirección sustancialmente perpendicular a la extensión longitudinal
de la última,
- una superficie hueca (18) dispuesta en dicha
matriz (10) que define dicha segunda longitud de conexión
(17b),
- un elemento en forma de cuña (30), estando
dicho elemento en forma de cuña fijado de forma desmontable a la
matriz (10),
formando dicho elemento en forma de cuña (30)
medios para abrir una región vacía adaptada para rellenarse con
dicho otro material, en el flujo del elastómero primario, y medios
para permitir que dicho otro material fluya más allá de la salida
de extrusión (11) y ocupe dicha región vacía.
15. Aparato según la reivindicación 14,
caracterizado por el hecho de que dichos medios para abrir
una región vacía comprenden por lo menos un elemento en forma de
cuña (30) aplicado a la matriz (10) en una forma tal de ocupar la
totalidad de la altura de dicha salida (11) y orientado de forma
tal que su punta se extiende internamente del canal primario de
preformado (15) y en que dichos medios adaptados para permitir que
dicho otro material fluya comprenden dicho elemento sustancialmente
en forma de cuña (30) provisto de un bisel (31) en su superficie
que enfrenta dicho canal auxiliar de alimentación (17).
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