ES2298567T3 - Procedimiento y planta para la fabricacion de un neumatico para ruedas de vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de neumáticos para ruedas de vehículo, que comprende las siguientes etapas: - montar un neumático en proceso sobre un soporte toroidal (10) que tiene una superficie exterior cuya forma coincide sustancialmente con la de la superficie interior del neumático en sí, construir por lo menos una estructura de carcasa (20) sobre dicho soporte (10), comprendiendo dicha estructura de carcasa (20) un revestimiento radialmente interno que contiene material elastomérico en contacto con la superficie exterior del soporte toroidal (10), por lo menos una tela de carcasa cuyos extremos están asociados con por lo menos una estructura de talón que comprende por lo menos una estructura anular de refuerzo y un relleno de elastómero; - encerrar el soporte toroidal (10) y el neumático en proceso montado sobre el mismo dentro de una cavidad herméticamente sellada (110); - introducir un fluido de trabajo en el interior de dicha cavidad (110) presionando la superficie interior de dicho neumático en proceso contra la superficie exterior de dicho soporte toroidal (10); - proporcionar calor a dicho neumático en proceso para iniciar la vulcanización de por lo menos un elemento elastomérico de la estructura de carcasa (20) seleccionado entre dicho relleno elastomérico y dicho revestimiento radialmente interno; - extraer dicho soporte toroidal (10) que transporta dicho neumático en proceso de dicha cavidad (110); - completar la construcción del neumático en proceso; - encerrar el neumático construido y el soporte toroidal (10) en el interior de la cavidad de moldeado definida en un molde de vulcanización, teniendo dicha cavidad de moldeado paredes conformadas en forma de una superficie exterior del neumático cuando la vulcanización se ha completado; - moldear el neumático presionándolo con su superficie exterior contra las paredes de la cavidad de moldeado; - proporcionar calor al neumático construido para vulcanizarse.
Description
Procedimiento y planta para la fabricación de un
neumático para ruedas de vehículos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a una planta para la fabricación de un neumático
para ruedas de vehículo.
En el ciclo de producción de un neumático se
prevé que después de una etapa de construcción en la cual los
diferentes componentes del neumático en sí se fabrican y/o se
montan, también debe llevarse a cabo un proceso de moldeado y
vulcanización, estando dirigido dicho proceso para definir la
estructura del neumático según una geometría deseada que usualmente
tiene un patrón de banda de rodadura particular.
Con este propósito, el neumático se encierra en
una cavidad de moldeado definida en el interior de un molde de
vulcanización y se forma según la configuración geométrica de las
superficies exteriores del neumático a obtener.
Un neumático generalmente comprende una carcasa
de conformación en forma de anillo toroidal, que incluye una o más
telas de carcasa reforzadas con cuerdas de refuerzo que yacen en
planos radiales, es decir, conteniendo el eje de rotación del
neumático. Cada tela de carcasa tiene sus extremos asociados de
manera solidaria con por lo menos una estructura de refuerzo anular
preferiblemente metálica, usualmente conocida como núcleo de talón,
que constituye el refuerzo en los talones, es decir, los extremos
radialmente internos de dicho neumático cuya función es permitir el
montaje del neumático con una correspondiente llanta de montaje. Una
banda de material elastomérico, conocida como banda de rodadura, se
aplica a modo de corona a dicha carcasa, y en dicha banda de
rodadura al final de las etapas de vulcanización y moldeado se forma
un diseño elevado para el contacto con el suelo. Una estructura de
refuerzo usualmente conocida como banda de cintura se coloca entre
la carcasa y la banda de rodadura. La estructura de cintura en el
caso de neumáticos para automóviles usualmente comprende por lo
menos dos bandas radialmente superpuestas de material de tejido
cauchutado provisto de cuerdas de refuerzo, usualmente de metal,
dispuestas paralelas entre sí en cada banda y atravesadas por las
cuerdas de la banda adyacente, preferentemente dispuesta
simétricamente relativa al plano ecuatorial del neumático.
Preferentemente dicha estructura de cintura, en una posición
radialmente externa, comprende además, por lo menos en los extremos
de las bandas subyacentes, una tercera capa de cuerdas textiles o
metálicas, están dispuestos circunferencialmente (a 0 grados).
Finalmente, en neumáticos de tipo sin cámara, es
decir carentes de un tubo de aire, está presente una capa
radialmente interna que es generalmente referida como
"revestimiento" y que tiene características de impermeabilidad
para asegurar la hermeticidad al aire del neumático.
Debe señalarse que en este punto que para los
propósitos de la presente invención mediante el término "material
elastomérico" se indica una composición que comprende por lo
menos un polímero elastomérico y por lo menos un relleno de
refuerzo. Preferentemente, esta composición comprende además
aditivos tales como agentes de reticulación y/o plastificantes, por
ejemplo. Debido a la presencia de los agentes de reticulación, este
material puede reticularse mediante calentamiento, para formar el
artículo elaborado final.
Existen procedimientos de moldeado y
vulcanización en los cuales un neumático en crudo colocado sobre un
soporte toroidal rígido se dispone dentro del molde. Dichos
procedimientos son preferentemente empleados para neumáticos que
son producidos, siguiendo procesos recientes de construcción,
comenzando a partir de un número limitado de productos elementales
semiacabados alimentados sobre un soporte toroidal cuyo perfil
exterior coincide con la superficie radialmente interna del
neumático el cual se desea producir. Dicho soporte toroidal se
manipula, preferentemente mediante un sistema robotizado, entre una
pluralidad de estaciones en cada una de las cuales, a través de
secuencias automatizadas, se lleva a cabo una etapa particular de
construcción del neumático (ver el documento EP 0 928 680 a nombre
del mismo solicitante, por ejemplo).
La solicitud de patente internacional Nº PCT/IB
02/04833 a nombre del solicitante describe un procedimiento de
moldeado y vulcanización de un neumático para ruedas de vehículo que
comprende las etapas de: construir un neumático en crudo sobre un
soporte toroidal, cuya superficie exterior sustancialmente coincide
con una superficie interior de dicho neumático en crudo; calentar
dicho soporte toroidal para transmitir calor a la superficie
interior del neumático en contacto con dicho soporte toroidal;
presionar dicha superficie interior de dicho neumático en crudo
contra dicha superficie exterior de dicho soporte toroidal mediante
por lo menos un fluido de trabajo secundario bajo presión;
presionar una superficie exterior de dicho neumático en crudo
contra las paredes de una cavidad de moldeado definida en un molde
de vulcanización, por medio de un fluido de trabajo primario bajo
presión que pasa a través de por lo menos un espacio de difusión
entre dicha superficie exterior de dicho soporte toroidal y dicha
superficie interior de dicho neumático en crudo; siendo dicho fluido
de trabajo primario bajo presión calentado de forma tal de
proporcionar calor ha dicho neumático en crudo para provocar la
vulcanización del mismo.
El solicitante puede verificar que a través de
un procedimiento del tipo ilustrado con anterioridad, por lo menos
se tiene una vulcanización parcial de la capa más interior del
neumático en sí y de la región del talón. De esta forma se evita
que se produzca el fluido relativo de los diferentes componentes del
neumático en crudo de material elastomérico debido a la presión
interna de vulcanización sobre todo en los primeros minutos de este
procedimiento, es decir, cuando las características plásticas del
material elastomérico son mayores. Se asegura de esta forma que
estos componentes sustancialmente mantendrán su disposición como se
establece en las especificaciones de diseño al final de las etapas
de moldeado y de vulcanización. En particular, la tela o telas de
carcasa mantendrán su posición en la región de talón determinando la
extensión de la tela o telas de carcasa de acuerdo con dichas
especificaciones.
Además, se evitan en la región de talón
fenómenos de falta o de acumulación despareja de material, que
puede resultar en la generación de escalones o discontinuidades en
el talón en sí.
Finalmente, dicha por lo menos vulcanización
parcial de la capa radialmente interna de la estructura de carcasa
permite lograr por lo menos dos ventajas importantes.
De hecho, en el revestimiento por lo menos
parcialmente vulcanizado se vuelve sustancialmente impermeable al
fluido de calentamiento empleado en la verdadera vulcanización del
neumático. De esta forma, el fluido que usualmente contiene vapor
es impedido de penetrar a través del revestimiento hasta alcanzar
las capas radialmente más exteriores del neumático, causando
defectos en el neumático acabado y la oxidación de las partes
metálicas presentes en el neumático en sí, por ejemplo las
cinturas.
Una ventaja adicional resultante de una
vulcanización por lo menos parcial del revestimiento antes de las
etapas de moldeado y vulcanización reside en una vulcanización
particularmente uniforme capaz de permitir una terminación óptima
del neumático tanto en la superficie radialmente interna como en las
superficies radial y axialmente externas. De hecho, el fluido de
trabajo en las condiciones de moldeado y vulcanización está
directamente en contacto con partes del neumático que ya han sido
parcialmente vulcanizadas y, por lo tanto, muestran un
comportamiento no plástico pero casi elástico del material. En este
caso, se produce una distribución uniforme contra el molde del
material elastomérico perteneciente a las capas más exteriores del
neumático.
El solicitante en un procedimiento de producción
de neumáticos en el cual la construcción del neumático se lleva a
cabo sobre un soporte toroidal, ha sentido la necesidad de reducir
los tiempos de producción de cada neumático para incrementar la
productividad de la planta de sí y, al mismo tiempo, asegurar una
geometría correcta del talón y la conexión de este último con la
tela/telas de carcasa las cuales deben conservar substancialmente
las provistas por las condiciones de diseño. Estos tiempos son
mayormente dependientes de los tiempos de moldeado y vulcanización
que son críticos en un sistema de producción moderno como el
descrito en el documento WO 01/39963 por ejemplo, a nombre del
mismo solicitante. Una reducción en el tiempo de moldeado y
vulcanización, por lo tanto, permitiría una reducción inmediata en
el tiempo de producción global.
El solicitante, por lo tanto, ha percibido que
mediante la introducción de por lo menos una etapa de vulcanización
parcial durante la construcción del neumático sobre un soporte
toroidal, es posible reducir el tiempo de producción global
disminuyendo el tiempo global de la etapa final de moldeado de
vulcanización, a la vez que manteniendo sustancialmente las
características de talón y de la tela/telas de carcasa unidas al
mismo inalterables respecto a las especificaciones de diseño.
Con mayor detalle, el solicitante ha encontrado
que mediante la construcción de por lo menos una estructura de
carcasa sobre un soporte toroidal y sometiendo este último a una
primera etapa de vulcanización ejerciendo una presión sobre la
estructura en sí desde el exterior hacia el interior, se obtiene una
estructura de carcasa por lo menos parcialmente vulcanizada que es
estable en su geometría y adecuada para completar la construcción
del neumático. A continuación, una segunda etapa de vulcanización
acompañada por el moldeado de la banda de rodadura y los flancos
permite que se obtenga un neumático acabado en un período de tiempo
global más reducido.
En un primer aspecto, la invención se refiere a
un procedimiento de fabricación de neumáticos para ruedas de
vehículos, que comprende las siguientes etapas:
- montar el neumático que se está procesando
sobre un soporte toroidal que tiene una superficie exterior cuya
forma sustancialmente coincide con la de la superficie interior del
neumático en sí, construir por lo menos una estructura de carcasa
sobre dicho soporte, comprendiendo dicha estructura de carcasa un
revestimiento radialmente interno que contiene material
elastomérico en contacto con la superficie exterior del soporte
toroidal, por lo menos una tela de carcasa cuyos extremos están
asociados con por lo menos una estructura de talón que comprende
por lo menos una estructura anular de refuerzo y un relleno
elastomérico;
- cerrar el soporte toroidal y el neumático bajo
procesamiento montado sobre el mismo en una cavidad herméticamente
sellada;
- introducir un fluido de trabajo dentro de
dicha cavidad presionando la superficie interior de dicho neumático
está procesando contra la superficie exterior de dicho soporte
toroidal;
- proporcionar calor a dicho neumático bajo
procesamiento para iniciar la vulcanización de por lo menos un
elemento elastomérico de la estructura de carcasa seleccionado entre
dicho relleno elastomérico y dicho revestimiento radialmente
interno;
- extraer dicho soporte toroidal que transporta
dicho neumático en proceso de dicha cavidad;
- completar la construcción del neumático en
proceso;
\global\parskip0.900000\baselineskip
- encerrar el neumático construido y el soporte
toroidal dentro de la cavidad de moldeado definida en un molde de
vulcanización, teniendo dicha cavidad de moldeado paredes
conformadas en forma de una superficie exterior del neumático
cuando la vulcanización se ha completado;
- moldear el neumático presionándolo con su
superficie exterior contra las paredes de la cavidad de
moldeado;
- proporcionar calor al neumático construido
para vulcanizarlo.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a
una planta para la fabricación de neumáticos, que comprende:
- por lo menos una estación de construcción que
comprende un aparato automatizado para manipular un soporte
toroidal sobre el cual se construye cada neumático en crudo,
teniendo dicha soporte toroidal una superficie exterior cuya forma
sustancialmente coincide con aquella de la superficie interior del
neumático en sí;
- por lo menos un aparato para llevar a cabo una
vulcanización parcial de dicho neumático en crudo en proceso,
comprendiendo dicho aparato: por lo menos una cavidad herméticamente
sellada ajustada para recibir en soporte toroidal que transporta el
neumático en proceso, por lo menos un dispositivo de calentamiento
para generar calor por lo menos sobre la superficie de soporte
toroidal, por lo menos un dispositivo para proporcionar fluido de
trabajo bajo presión, asociado con dicha cavidad para presionar la
superficie radialmente interna del neumático en proceso contra la
superficie radialmente externa de dicho soporte toroidal;
- por lo menos un aparato para vulcanizar y
moldear dicho neumático en crudo una vez que se ha construido.
En un tercer aspecto, la invención se refiere a
un aparato para llevar a cabo una vulcanización parcial de un
neumático en crudo en proceso, comprendiendo dicho aparato: por lo
menos una cavidad herméticamente sellada ajustada para recibir un
soporte toroidal que transporta el neumático en proceso, por lo
menos un dispositivo de calentamiento para generar calor por lo
menos sobre la superficie del soporte toroidal, por lo menos un
dispositivo para proporcionar un fluido de trabajo bajo presión y
asociado con dicha cavidad para presionar la superficie radialmente
interna del neumático en proceso contra la superficie radialmente
externa de dicho soporte toroidal.
Características y ventajas adicionales de la
invención serán más evidentes a partir de la descripción detallada
de algunas realizaciones preferidas pero no exclusivas de un
procedimiento y de una planta para fabricar un neumático para
ruedas de vehículo según la presente invención. Esta descripción se
establecerá a partir de ahora con referencia al dibujo adjunto,
dado a modo de ejemplo no limitativo, en el cual:
- la figura 1 es una vista de gramática vertical
parcialmente en sección de una realización preferida de un aparato
perteneciente a la planta según la invención.
Un neumático fabricado utilizando la planta y el
procedimiento de referencia esencialmente comprende una estructura
de carcasa formada por una o más telas de carcasa que tienen los
respectivos bordes de extremo opuestos en acoplamiento con
estructuras anulares de refuerzo integradas en regiones
circunferenciales internas del neumático, usualmente identificadas
como "estructura de talón" o "talones". Cada estructura
anular de refuerzo comprende una o más inserciones anulares
circunferenciales o núcleos de talón, preferentemente hechos de
metal, y una o más inserciones de relleno acopladas con las telas de
carcasa. Dicha estructura de carcasa preferentemente está
internamente revestida con un denominado "revestimiento", es
decir una capa fina de material elastomérico que, cuando la
vulcanización ha finalizado, será hermético al aire de forma tal de
asegurar el mantenimiento de la presión de hinchado del neumático
durante el uso.
Aplicada la estructura de carcasa en una
posición radialmente externa hay una estructura de cintura que
comprende una o más capas de cintura que tienen respectivamente
cuerdas de refuerzo cruzadas, y una posible capa de cintura
auxiliar que comprende una o más cuerdas de material textil o
metálico enroscado en forma de espiral alrededor del eje geométrico
del neumático. Puede interponerse una inserción por debajo de la
cintura entre cada uno de los bordes laterales de la estructura de
cintura y de la estructura de carcasa.
El neumático comprende además una banda de
rodadura aplicada a la estructura de cintura en una posición
radialmente externa, un par de inserciones antiabrasivas, cada una
aplicada externamente cerca de uno talones del neumático, y un par
de flancos cada uno de los cuales cubre la estructura de carcasa en
una ubicación lateralmente externa.
La planta según la invención para la fabricación
de neumáticos preferentemente es de un tipo altamente automatizado
tal como se describe en el documento WO 01/39963 a nombre del mismo
solicitante. Más específicamente, dicha planta preferentemente
comprende una pluralidad de estaciones de trabajo, no mostradas
aquí, en las cuales se construye el neumático en crudo.
Cada estación de trabajo comprende un aparato
automatizado, con el uso previsto de robots con diferentes ejes de
rotación por ejemplo, para manipular el neumático durante el
procesado.
Preferentemente, cada neumático en proceso
contempla el acoplamiento sobre un soporte toroidal 10 que tiene
una superficie exterior conformada en la forma de la superficie
interna del neumático en crudo a construir, siendo el neumático en
crudo por lo tanto convenientemente obtenido directamente sobre el
soporte en sí.
\global\parskip1.000000\baselineskip
De esta forma, el soporte toroidal 10 es
ventajosamente explotado como una forma rígida para colocar los
diferentes componentes sobre el mismo, tales como el revestimiento,
las telas de carcasa, las estructuras de refuerzo, los talones, las
bandas de cintura, los flancos, y la banda de rodadura, que cooperan
en la formación del neumático en sí. Más específicamente, dichos
componentes del neumático están preferentemente hechos mediante la
colocación de elementos semiacabados sobre dicho soporte toroidal
10, tales como, a modo de ejemplo, elementos alargados de material
elastomérico, elementos a modo de banda de material elastomérico que
internamente comprenden una pluralidad de cuerdas textiles o
metálicas, cuerdas metálicas preferentemente hechas de acero de alta
tensión. Detalles adicionales de las modalidades de colocación de
los componentes del neumático sobre el soporte toroidal 10, por
ejemplo, se describen en la solicitud de patente europea publicada
con el Nº 0 929 680 a nombre del mismo solicitante.
Dicha planta comprende además una estación de
moldeado y vulcanización en la cual los neumáticos en crudo, una
vez que la construcción de los mismos se ha completado, se moldean y
se vulcanizan para obtener un diseño de banda de rodadura deseado
junto con el reticulado del material elastomérico del cual está
hecho el neumático.
Según la invención, dicha planta comprende por
lo menos un aparato 100 destinado para la vulcanización parcial de
un neumático en crudo todavía en proceso, o más específicamente para
una vulcanización parcial de por lo menos la estructura de carcasa
o región de talón y la superficie interior de la estructura de
carcasa en sí, una vez que se ha producido el montaje de esta
última sobre dicho soporte toroidal 10.
Más en particular, dicho aparato 100 comprende
una mitad inferior 102A y una mitad superior 102B, delimitando por
lo menos una cavidad interna 110, ventajosamente sellada
herméticamente, estando dichas mitades 102A y 102B en acoplamiento
con una placa de apoyo 103A y con una porción de cierre 103B
perteneciente a la mitad inferior 102A en sí, y por lo menos un
elemento de sellado 107 colocado entre las superficies opuestas de
las dos mitades 102A y 102B.
En la realización preferida, se proporciona una
conexión articulada entre dichas dos mitades inferiores 102A y
102B, más específicamente una articulación 111 permite la rotación
de la mitad superior 102B sobre un plano vertical del aparato 100.
Como puede verse, esta solución técnica es particularmente ventajosa
cuando se refiere a una planta de producción altamente automatizada
como la descrita en el documento antes mencionado WO 01/39963
porque se requieren amplios espacios verticales para el movimiento
de el posible brazo robotizado que soporta el soporte toroidal 10.
Por lo tanto, si se adoptara una solución de
apertura-cierre de tipo vertical la planta tendría
un espacio volumétrico mayor.
También se proporcionó un dispositivo para
suministrar fluido de trabajo para estar asociado con dicho aparato
100, dicho dispositivo comprende por lo menos un conducto de entrega
108 y un conducto de escape 109 para alimentar y descargar
respectivamente dicho fluido de trabajo bajo presión, tal como aire,
nitrógeno u otros gases sustancialmente inertes al interior de
dicha cavidad 110, para presionar desde el exterior hacia el
interior como se describirá mejor a continuación, la superficie
interior de dicho neumático en proceso contra la superficie
exterior de dicho soporte toroidal 10.
Dicho aparato 100 comprende además un
dispositivo para recibir dicho aparato toroidal 10 que transporta
dicho neumático bajo procesamiento en dicha cavidad; dicho
dispositivo puede por ejemplo comprender un asiento 112 para un
vástago 113 por medio del cual dicho soporte toroidal 10 está
soportado durante sus desplazamientos dentro de la planta de
referencia. Finalmente, superficies de tope 114 soportan
horizontalmente el mismo soporte 10 en donde una de dichas
superficies está rígidamente conectada con la mitad superior
102B.
Preferentemente, las superficies de tope 114,
cuando la mitad superior 102B está en una condición cerrada, se
comportan hacia soporte toroidal 10 se soportan como dos laterales
de un aparato de vulcanización, es decir, los mismos están en una
condición de apoyo sobre los bordes del soporte toroidal creando así
un anillo anular o circular alrededor del neumático en proceso que
es soportado mediante el mismo soporte.
Aún más preferentemente, el tope creado por las
superficies 114 se mantiene en una condición presionada
preferentemente mediante dispositivos hidráulicos. Por ejemplo en la
realización mostrada en la figura 1, dos pares de pistones
hidráulicos 130, uno unido a la mitad superior 102B, el otro a la
placa de apoyo 103A, son capaces de ejercer presión sobre soporte
toroidal 10 tal como se ilustró con anterioridad a través de las
superficies de tope 114, una vez que la mitad superior 102B se
cierra sobre la mitad inferior 102A.
Cerca de los flancos interiores de dicho aparato
100 y, por lo tanto, en una posición radialmente externa a dicho
soporte toroidal 10 cuando este último es sostenido dentro de dicha
cavidad 110, se proporciona un dispositivo para generar calor por
lo menos sobre la superficie de dicho soporte toroidal 10, y
preferentemente también en el interior de dicho neumático en
proceso, por lo tanto permitiendo una vulcanización parcial de este
último, tal como ya se dicho.
Más exactamente, mediante "generación de
calor" aquí y en las siguientes reivindicaciones se entiende una
producción de energía térmica directamente "in situ" a
través de la conversión de energía proveniente del exterior, por
ejemplo energía magnética o eléctrica. Preferentemente esta
generación de calor tiene lugar en la planta según con la invención
mediante inducción magnética, como se discutirá brevemente a
continuación.
\newpage
Preferentemente, dicho dispositivo comprende un
inductor anular 150 que tiene preferiblemente una sección
transversal en forma de C. Para calentar dicho neumático en
procesamiento se utiliza el campo magnético producido por el
inductor, dicho inductor genera corriente eléctrica mediante
inducción magnética por lo menos en las partes
ferromag-
néticas del soporte toroidal. Mediante el efecto de Joule esta corriente genera calor por lo menos en el soporte en sí.
néticas del soporte toroidal. Mediante el efecto de Joule esta corriente genera calor por lo menos en el soporte en sí.
Para permitir una apropiada generación de
energía sobre la superficie de dicho soporte toroidal que
transporta dicho neumático en proceso, se prevé el uso de soportes
toroidales de material metálico (acero o aleaciones de aluminio),
siendo dicho material preferentemente ferromagnético (acero, por
ejemplo) o no ferromagnético (aleaciones de aluminio por ejemplo),
preferentemente revestido en la superficie con una capa de material
ferromagnético adecuado para ser llevado a la temperatura apropiada
en un periodo corto de tiempo mediante dicho inductor anular
150.
Preferentemente, dicho soporte toroidal 10 está
convenientemente formado por un tambor que puede ser desmontado, es
decir, consistente en segmentos circunferenciales, por lo menos
algunos de los cuales son móviles de forma centrípeta para
desmontar el soporte toroidal en sí y permitir una fácil extracción
del mismo del neumático cuando el proceso ha terminado.
El soporte toroidal 10 comprende además por lo
menos un dispositivo de pasaje asociado a un conducto (no mostrado)
para la conexión con la atmósfera circundante por ejemplo, y formado
a lo largo del vástago 113 de dicho soporte, para permitir la
difusión de un fluido de vulcanización bajo presión dentro del mismo
durante las etapas de moldeado y vulcanización.
Dicho dispositivo de pasaje está provisto de
ramas adecuadas formadas en el cuerpo del soporte toroidal y
mediante las cuales dicho fluido alcanza una pluralidad de conductos
que se abren sobre la superficie exterior de soporte 10 en sí,
adecuadamente distribuidos y dimensionados sobre la extensión
circunferencial del mismo. La distribución y los tamaños serán de
naturaleza tal que eviten la introducción del material elastomérico
en crudo dentro de dicho soporte toroidal 10.
El proceso de construcción del neumático llevado
a cabo en la planta de referencia contempla la fabricación de una
estructura de carcasa del neumático en sí mismo en las primeras
estaciones de trabajo.
El soporte toroidal 10 que transporta dicha
estructura de carcasa 20 se inserta entonces, preferentemente
mediante un brazo robotizado, dentro del dicha cavidad
herméticamente sellada 110 provista dentro del aparato 100. El
aparato se cierra entonces y, debido a la presencia del conducto
108, dicho fluido de trabajo fluye dentro de dicha cavidad hasta
que se alcanza una presión preferentemente comprendida entre
aproximadamente 5 y aproximadamente 15 bares, para presionar la
superficie interior de dicha estructura de carcasa 20 desde el
exterior hacia el interior contra la superficie exterior de dicho
soporte toroidal 10. Cuando se alcanza la presión de uso
seleccionada, el inductor 150 comienza a generar calor sobre la
superficie de soporte toroidal 10, dicho calor se transfiere a la
estructura de carcasa soportada por el soporte toroidal en sí. Se
apreciará que alternativamente el inductor también puede ser
activado concurrentemente con el flujo del fluido de trabajo dentro
de dicha cavidad 110, de forma tal que el suministro de calor
también puede comenzar antes que se alcance la presión de uso
seleccionada.
Por otra parte, el inductor genera calor también
sobre las partes mecánicas de la estructura en sí, por lo tanto
generalmente dentro del estructura de cada talón y más en particular
en los núcleos de talón, debido a que estos últimos están
preferentemente hechos de acero. En consecuencia, debido a que el
calor generado sobre la superficie de soporte toroidal se trasmite
a la estructura de carcasa, éste provoca una vulcanización parcial
de este último en un período de tiempo preferentemente comprendido
entre aproximadamente 2 y aproximadamente 5 minutos.
Preferentemente, esta vulcanización parcial
tiene lugar por lo menos sobre una de las partes componentes de
dicha estructura de carcasa, tal como la capa más interna del
estructura de carcasa, sobre parte del revestimiento por ejemplo, y
sobre material elastomérico empleado como el relleno en la
estructura de cada talón.
A continuación, a través del conducto 109 el
fluido de trabajo se drena fuera de dicha cavidad sellada
herméticamente, se restablece la presión numérica y se desactiva el
inductor 150. Se abre entonces el aparato 100 y en soporte toroidal
se extrae del mismo, preferentemente mediante un brazo robotizado, y
se envía a las posteriores estaciones de trabajo para completar la
construcción del neumático en crudo.
Alternativamente, el inductor se desactiva antes
del restablecimiento de la presión numérica, porque la cantidad de
calor generada sobre la superficie de soporte toroidal puede ser
suficiente para los propósitos pretendidos, por lo tanto, la
vulcanización parcial del estructura de carcasa puede proseguir con
las temperaturas ya alcanzadas, preferentemente comprendidas entre
aproximadamente 100ºC y aproximadamente 200ºC, y más preferentemente
entre aproximadamente 110ºC y aproximadamente 150ºC.
Preferentemente, la energía del inductor
magnético está comprendida entre aproximadamente 25 kW y 60 kW, y
más preferentemente está comprendida entre aproximadamente 33 kW y
aproximadamente 38 kW.
Utilizando estas energías, el tiempo durante el
cual el inductor magnético activo está preferentemente comprendido
entre aproximadamente un minuto y aproximadamente seis minutos, y
más preferentemente está comprendido entre aproximadamente 2,5
minutos y 3,5 minutos. Es durante este tiempo que dicha generación
de calor tiene lugar.
En el período de tiempo durante el cual la
construcción del neumático se completa, el soporte toroidal
continúa transmitiendo calor mediante conducción térmica al
neumático que se procesa ayudando así a completar la vulcanización
de las capas radialmente más interna del neumático y a comenzar una
vulcanización parcial de los elementos que están gradualmente
colocados sobre soporte toroidal en sí, reduciendo de esta forma el
tiempo de las operaciones de moldeado y vulcanización que se han de
llevar a cabo al final de la construcción del neumático.
Dichas operaciones de moldeado de vulcanización
preferentemente contemplan encerrar el neumático construido y el
soporte toroidal 10 en una cavidad de moldeado definida en un molde
de vulcanización, teniendo dicha cavidad paredes conformadas en
forma de una superficie exterior del neumático cuando la
vulcanización se haya completado. A continuación, el neumático se
moldea presionando su superficie exterior contra las paredes de
dicha cavidad, mientras se suministra calor al neumático en sí,
preferentemente mediante un fluido de vulcanización, como se ha
ilustrado previamente, para permitir la vulcanización del mismo.
En una realización alternativa del procedimiento
de referencia, la asociación del estructura de cintura con la
estructura de carcasa del neumático en proceso puede llevarse a cabo
antes de iniciar la vulcanización parcial dentro del aparato
100.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es solamente para conveniencia del lector. No forma
parte del documento de patente europea. Aunque se ha tomado la
máximo cuidado en la recopilación de las referencias, no se pueden
excluir errores u omisiones y la OEP se descarga de cualquier
responsabilidad en este aspecto.
\bullet EP 0928680 A [0007]
\bullet WO 0204833 W [0008]
\bullet WO 0139963 A [0014] [0024] [0031]
\bullet EP 0929680 A [0027]
Claims (32)
1. Procedimiento para la fabricación de
neumáticos para ruedas de vehículo, que comprende las siguientes
etapas:
- montar un neumático en proceso sobre un
soporte toroidal (10) que tiene una superficie exterior cuya forma
coincide sustancialmente con la de la superficie interior del
neumático en sí, construir por lo menos una estructura de carcasa
(20) sobre dicho soporte (10), comprendiendo dicha estructura de
carcasa (20) un revestimiento radialmente interno que contiene
material elastomérico en contacto con la superficie exterior del
soporte toroidal (10), por lo menos una tela de carcasa cuyos
extremos están asociados con por lo menos una estructura de talón
que comprende por lo menos una estructura anular de refuerzo y un
relleno de elastómero;
- encerrar el soporte toroidal (10) y el
neumático en proceso montado sobre el mismo dentro de una cavidad
herméticamente sellada (110);
- introducir un fluido de trabajo en el
interior de dicha cavidad (110) presionando la superficie interior
de dicho neumático en proceso contra la superficie exterior de dicho
soporte toroidal (10);
- proporcionar calor a dicho neumático en
proceso para iniciar la vulcanización de por lo menos un elemento
elastomérico de la estructura de carcasa (20) seleccionado entre
dicho relleno elastomérico y dicho revestimiento radialmente
interno;
- extraer dicho soporte toroidal (10) que
transporta dicho neumático en proceso de dicha cavidad (110);
- completar la construcción del neumático en
proceso;
- encerrar el neumático construido y el soporte
toroidal (10) en el interior de la cavidad de moldeado definida en
un molde de vulcanización, teniendo dicha cavidad de moldeado
paredes conformadas en forma de una superficie exterior del
neumático cuando la vulcanización se ha completado;
- moldear el neumático presionándolo con su
superficie exterior contra las paredes de la cavidad de
moldeado;
- proporcionar calor al neumático construido
para vulcanizarse.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde dicho neumático en proceso comprende una estructura de
cintura asociada con dicha estructura de carcasa.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde dicha etapa de admisión de dicho fluido de trabajo se produce
antes que dicha etapa de proporcionar calor a dicho neumático en
proceso.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde dicha etapa de admisión de dicho fluido de trabajo se produce
sustancialmente al mismo tiempo que dicha etapa de proporcionar
calor a dicho neumático en proceso.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde dicha etapa de proporcionar calor tiene lugar mediante la
generación de calor sobre la superficie de dicho soporte toroidal
(10).
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde dicha etapa de proporcionar calor tiene lugar mediante la
generación de calor en el interior de dicho neumático en
proceso.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, en
donde dicha etapa de proporcionar calor se produce mediante
inducción magnética durante un período de tiempo comprendido entre
aproximadamente un minuto y aproximadamente seis minutos.
8. Procedimiento según la reivindicación 5, en
donde la presión generada por dicho fluido en dicha cavidad
herméticamente sellada está comprendida entre aproximadamente 5 y
aproximadamente 15 bars.
9. Planta para la fabricación de neumáticos, que
comprende:
- por lo menos una estación de construcción que
comprende un aparato automatizado para manipular un soporte
toroidal (10) sobre el que se construye cada neumático en crudo,
teniendo dicho soporte toroidal una superficie exterior cuya forma
sustancialmente coincide con aquella de la superficie interior del
neumático en sí;
- por lo menos un aparato (100) para llevar a
cabo una vulcanización parcial de dicho neumático en crudo que se
procesa, comprendiendo dicho aparato: por lo menos una cavidad
herméticamente sellada (110) ajustada para recibir en soporte
toroidal (10) que transporta el neumático en proceso, por lo menos
un dispositivo para generar calor por lo menos sobre la superficie
de soporte toroidal (10), por lo menos un dispositivo para
suministrar un fluido de trabajo bajo presión, asociado con dicha
cavidad (110), para presionar la superficie radialmente interna del
neumático en proceso contra la superficie radialmente externa de
dicho soporte toroidal (10);
- por lo menos un aparato para vulcanizar y
moldear dicho neumático en crudo una vez que se ha construido.
10. Planta según la reivindicación 9, en donde
dicho dispositivo de calentamiento comprende por lo menos un
inductor magnético (150).
11. Planta según la reivindicación 9, en donde
dicho soporte toroidal (10) tiene una superficie exterior de
material ferromagnético.
12. Planta según la reivindicación 9, en donde
dicha cavidad herméticamente sellada (110) está delimitaba por una
mitad inferior (102A) y una mitad superior (102B) de dicho aparato
(100).
13. Planta según la reivindicación 12, en donde
dicha mitad superior (102B) está unida a dicha mitad inferior
(102A) por al menos una articulación (111) que permite la rotación
de la misma sobre el plano vertical de dicho aparato (100).
14. Planta según la reivindicación 12, en donde
se proporciona por lo menos un elemento de sellado (107) entre las
superficies opuestas de dicha mitad es inferior (102A) y superior
(102B).
15. Planta según la reivindicación 10, en donde
dicho inductor magnético (150) es un inductor anular que tiene una
sección transversal en forma de C y se coloca cerca de las paredes
laterales interiores de dicho aparato (100).
16. Planta según la reivindicación 10, en donde
dicho inductor magnético (150) tienen la potencia incluida entre
aproximadamente 25 kW y aproximadamente 60 kW.
17. Planta según la reivindicación 9, en donde
dicho dispositivo para suministrar fluido de trabajo contempla la
presencia de un conducto de suministro (10) y un conducto de escape
(109).
18. Planta según la reivindicación 12, en donde
se proporcionan superficies de tope (114) para soportar
horizontalmente dicho soporte toroidal (10) dentro de dicha cavidad
(110).
19. Planta según la reivindicación 18, en donde
dicha superficie de tope (114) está operativamente asociada con
dispositivos hidráulicos para ejercer presión sobre las regiones de
borde de dicho soporte toroidal (10).
20. Planta según la reivindicación 19, en donde
dichos dispositivos hidráulicos comprenden dos pares de pistones
(130), un primer par asociado con dicha mitad superior (102B), un
segundo par asociado con una placa de apoyo (103A).
21. Aparato para llevar a cabo una vulcanización
parcial del neumático en crudo en proceso, comprendiendo dicho
aparato: por lo menos una cavidad herméticamente sellada (110)
ajustada para recibir un soporte toroidal (10) que transporta el
neumático en proceso, por lo menos un dispositivo de calentamiento
para generar calor por lo menos sobre la superficie de soporte
toroidal (10), por lo menos un dispositivo para suministrar un
fluido de trabajo bajo presión y asociado con dicha cavidad (110)
para presionar la superficie radialmente interna del neumático en
proceso contra la superficie radialmente externa de dicho soporte
toroidal (10).
22. Aparato según la reivindicación 21, en donde
dicho dispositivo de calentamiento comprenden por lo menos un
inductor magnético (150).
23. Aparato según la reivindicación 21, en donde
dicho soporte toroidal (10) en una superficie de material
ferromagnético.
24. Aparato según la reivindicación 22, en donde
dicho inductor magnético (150) es un inductor anular que tiene una
sección transversal en forma de C y se ubica cerca de los flancos
interiores de dicho aparato (100).
25. Aparato según la reivindicación 22, en donde
dicho inductor magnético (150) tiene una potencia incluida entre
aproximadamente 25 kW y aproximadamente 60 kW.
26. Aparato según la reivindicación 21, en donde
dicha cavidad herméticamente sellada (110) está limitada por una
mitad inferior (102A) y una mitad superior (102B) de dicho aparato
(100).
27. Aparato según la reivindicación 26, en donde
dicha mitad superior (102B) está unida dicha mitad inferior (102A)
a través de por lo menos una articulación (111) que permite la
rotación del mismo sobre un plano vertical de dicho aparato
(100).
28. Aparato según la reivindicación 26, en donde
se proporciona por lo menos un elemento de sellado (107) entre las
superficies opuestas de dichas mitades inferior (102A) y superior
(102B).
29. Aparato según la reivindicación 21, en donde
dicho dispositivo para proporcionar dicho fluido de trabajo
contempla la presencia de un conducto de entrega (108) y un conducto
de escape (109).
30. Aparato según la reivindicación 26, en donde
se proporcionan superficies de tope (114) para soportar
horizontalmente dicho soporte toroidal (10) dentro de dicha cavidad
(110).
31. Aparato según la reivindicación 30, en donde
dicha superficie de tope (114) están operativamente asociadas
mediante dispositivos hidráulicos para ejercer presión sobre las
regiones de borde de dicho soporte toroidal (10).
32. Aparato según la reivindicación 31, en donde
dichos dispositivos hidráulicos comprenden dos pares de pistones
(130), un primer par asociado con dicha mitad superior (102B), un
segundo par asociado con una placa de apoyo (103A).
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