ES2309359T3 - Metodo de fabricacion de elemento estructural de neumatico y aparato para llevar a cabo el mismo. - Google Patents
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Abstract
Método de fabricación de elemento estructural de neumático, que fabrica un elemento estructural de neumático uniendo bandas (1) de manera sucesiva y contigua a una superficie exterior convexa de un tambor (11) de formación que tiene una sección transversal convexa hacia fuera mediante un dispositivo (21) de alimentación de bandas de modo que las bandas (1) se alimentan y se extienden oblicuamente con respecto a un eje (C) central del tambor de formación, comprendiendo dicho método las etapas de: unir bandas (1) de manera continua a la superficie exterior convexa del tambor (11) de formación mediante la alimentación de las bandas sucesivamente sobre la superficie exterior convexa mediante el dispositivo (21) de alimentación de bandas, mientras se hace que el dispositivo de alimentación de bandas se mueva paralelo al eje (C) central del tambor (11) de formación con respecto al tambor de formación a una velocidad (V) fija y mientras se está haciendo girar el tambor de formación alrededor del eje central del mismo: y controlar el giro del tambor (11) de formación de modo que la velocidad (omega) angular del tambor de formación varía gradualmente desde una velocidad angular mínima en un momento en que el extremo (1a) de entrada de una banda se une a la superficie exterior convexa del tambor de formación, hasta una velocidad angular máxima en un momento en que la banda (1) se une a una parte media de la superficie exterior convexa del tambor de formación, y desde la velocidad angular máxima hasta una velocidad angular mínima en un momento en que un extremo (1b) de salida de la banda se une a la superficie exterior convexa del tambor de formación, siendo la velocidad angular mínima en el momento en que se une el extremo (1b) de salida igual a la velocidad angular mínima en el momento en que se une el extremo (1a) de entrada.
Description
Método de fabricación de elemento estructural de
neumático y aparato para llevar a cabo el mismo.
La presente invención se refiere a un método de
fabricación de elemento estructural de neumático que une una
pluralidad de bandas sucesivamente a la superficie exterior de un
tambor de formación de modo que las bandas se extienden
oblicuamente con respecto al eje del tambor de formación, y a un
aparato para llevar a cabo el método de fabricación de un elemento
estructural de neumático.
Los elementos estructurales de neumático
fabricados mediante un método de fabricación de elemento estructural
de neumático de este tipo incluyen un elemento de cinta en la forma
de una lámina de desviación reforzada con cables. Un método de
fabricación de cinta dado a conocer en el documento JP
2001-88225 A forma una lámina de cinta sobre un
tambor cilíndrico.
El método de fabricación de lámina de cinta dado
a conocer en el documento JP 2001-88225 A suministra
bandas sucesivamente sobre un tambor cilíndrico que gira a una
velocidad angular fija moviendo un dispositivo de alimentación de
bandas a una velocidad fija paralela al eje del tambor cilíndrico
para unir las bandas a la superficie exterior del tambor cilíndrico
oblicuamente al eje del tambor cilíndrico.
Tal como se muestra en la figura
8-1, una estructura 01 de cinta cilíndrica que tiene
una forma cilíndrica se forma uniendo sucesivamente de ese modo las
bandas al tambor cilíndrico en una disposición cilíndrica.
Una estructura 02 de cinta cilíndrica convexa
que tiene una superficie exterior de una sección transversal
convexa hacia fuera tal como se muestra en la figura
8-2 se forma mediante la conformación de la lámina
01 de cinta cilíndrica. Tal como se muestra en la figura
8-2, se presionan dos engrapadoras 05 contra partes
de extremo de la lámina 01 de cinta cilíndrica para reducir el
diámetro de las partes de extremo para formar la estructura 02 de
cinta cilíndrica convexa de una forma que se adapta a la forma de la
superficie exterior de una cubierta no vulcanizada.
Las partes de extremo así contraídas de la
estructura 02 de cinta cilíndrica convexa están plegadas y el
espesor de las partes de extremo varía a lo largo de la
circunferencia de la estructura 02 de cinta cilíndrica convexa.
El método de fabricación de la lámina de cinta
dado a conocer en el documento JP 2001-88225 A une
las bandas al tambor cilíndrico. Si se utiliza un tambor cilíndrico
convexo que tiene una superficie exterior convexa en lugar del
tambor cilíndrico, puede formarse una estructura de cinta cilíndrica
convexa similar a la estructura 02 de cinta cilíndrica convexa
mostrada en la figura 8-2.
En un tambor cilíndrico convexo que tiene una
superficie exterior curvada de una sección transversal convexa
hacia fuera, el diámetro de una parte media es superior al de las
partes de extremo. Por tanto, cuando se une sucesivamente un número
predeterminado de bandas al tambor cilíndrico convexo de modo que
las partes medias de las bandas estén en disposición contigua
apropiadamente, las partes de extremo de las bandas se solapan.
Cuando se une sucesivamente un número
predeterminado de bandas al tambor cilíndrico convexo de modo que
las partes de extremo de las bandas estén en disposición contigua
apropiadamente, se forman huecos entre partes medias adyacentes de
las bandas. En cualquier caso, no puede formarse un elemento
estructural de neumático que tiene una calidad uniforme.
La presente invención se ha realizado en vista
de tales problemas y por tanto, es un objeto de la presente
invención proporcionar un método de fabricación de elemento
estructural de neumático que pueda fabricar un elemento estructural
de neumático de una calidad uniforme disponiendo sucesivamente una
pluralidad de bandas de modo que bandas adyacentes estén en
disposición contigua apropiadamente, y proporcionar un aparato para
llevar a cabo el método.
Deben señalarse también las descripciones de los
documentos EP-1279485: A2 (Art. 54(3) CPE),
WO 01/38077 A1 y US 2002/0046796 A1.
La presente invención proporciona un método de
fabricación de elemento estructural de neumático, que fabrica un
elemento estructural de neumático uniendo bandas de manera sucesiva
y contigua a una superficie exterior convexa que tiene una sección
transversal convexa hacia fuera de un tambor de formación mediante
un dispositivo de alimentación de bandas de modo que las bandas se
alimentan y se extienden oblicuamente con respecto a un eje central
del tambor de formación, comprendiendo el método las etapas de: unir
bandas de manera continua a la superficie exterior convexa del
tambor de formación mediante la alimentación de las bandas
sucesivamente sobre la superficie exterior convexa mediante el
dispositivo de alimentación de bandas, mientras se hace que el
dispositivo de alimentación de bandas se mueva paralelo al eje
central del tambor de formación con respecto al tambor de formación
a una velocidad fija y mientras se está haciendo girar el tambor de
formación alrededor de un eje central del mismo; y controlar el
giro del tambor de formación de modo que la velocidad angular del
tambor de formación varía gradualmente desde una velocidad angular
mínima en un momento en que un extremo de entrada de una banda se
une a la superficie exterior convexa del tambor de formación hasta
una velocidad angular máxima en un momento en que la banda se une a
una parte media de la superficie exterior convexa del tambor de
formación y desde la velocidad angular máxima hasta una velocidad
angular mínima en un momento en que un extremo de salida de la
banda se une a la superficie exterior convexa del tambor de
formación, siendo la velocidad angular mínima en el momento en que
se une el extremo de salida igual a la velocidad angular mínima en
el momento en que se une el extremo de entrada.
Debido a que la velocidad angular del tambor de
formación se aumenta gradualmente desde la velocidad angular mínima
en el momento en que el borde de entrada se une a la superficie
exterior convexa del rodillo de formación hasta la velocidad
angular máxima en el momento en que una parte media de la banda se
une a la superficie exterior convexa del rodillo de formación y
desde la velocidad angular máxima hasta la velocidad angular mínima
en el momento en que el extremo de salida de la banda se une a la
superficie exterior convexa del tambor de formación cuando el
dispositivo de alimentación de bandas que se mueve a la velocidad
fija con respecto al tambor de formación a lo largo de un eje
central del tambor de formación alimenta bandas sucesivamente, la
inclinación de la banda con respecto al eje central del tambor de
formación aumenta gradualmente desde uno de los extremos opuestos
del tambor de formación hacia la mitad de la superficie exterior
convexa y disminuye gradualmente desde la parte media de la
superficie exterior convexa hacia el otro extremo del tambor de
formación.
En consecuencia, la anchura de la banda unida a
la superficie exterior convexa del tambor de formación en un plano
perpendicular al eje central del tambor de formación aumenta
gradualmente desde uno de los extremos opuestos del tambor de
formación hacia la mitad de la superficie exterior convexa y
disminuye gradualmente desde la parte media de la superficie
exterior convexa hacia el otro extremo del tambor de formación. Por
tanto, puede fabricarse un elemento estructural de neumático que
tiene un espesor fijo uniendo sucesivamente el número
predeterminado de las bandas a la superficie exterior convexa del
tambor de formación de modo que las bandas adyacentes estén en
disposición contigua apropiada y no se forme ningún hueco entre las
partes medias de las bandas adyacentes. El elemento estructural de
neumático que tiene un espesor fijo mejora la calidad de un
neumático.
En una realización preferida del método de
fabricación de elemento estructural de neumático según la presente
invención, la etapa de controlar el giro del tambor de formación
controla el giro del rodillo de formación de modo que el tambor de
formación gira a la velocidad \omega angular cumpliendo la
relación expresada por:
en la que w es un anchura de las
bandas, n es el número de las bandas, V es la velocidad fija del
dispositivo de alimentación de bandas, y r es el radio de la
superficie exterior convexa del tambor de formación como una
función de una distancia a lo largo del eje central del tambor de
formación por el que se desplaza el dispositivo de alimentación de
bandas.
Debido a que una parte media de la superficie
exterior convexa del tambor de formación se comba hacia fuera, el
radio r de la superficie exterior convexa aumenta desde el radio
mínimo en uno de los extremos opuestos del tambor de formación
hasta el radio máximo en la mitad de la superficie exterior convexa
y disminuye desde el radio máximo hasta el radio mínimo hacia el
otro extremo. La inclinación \theta de la banda con respecto al
eje central del tambor de formación es una función de la distancia
axial; es decir, la inclinación \theta aumenta desde una
inclinación mínima en uno de los extremos opuestos de la superficie
exterior convexa hasta una inclinación máxima en la mitad de la
superficie exterior convexa y disminuye desde la inclinación máxima
hasta la inclinación mínima hacia el otro extremo.
Supóngase que la banda está inclinada en una
inclinación \theta sobre un círculo a una distancia axial.
Entonces, la longitud de la banda sobre el círculo es w/cos\theta.
Por tanto, n veces la longitud es igual a 2\pir, concretamente,
la circunferencia de la superficie exterior convexa. Por tanto,
n(w/cos\theta) = 2\pir y cos\theta = nw/2\pir.
Cuando la banda se une a una inclinación
\theta con respecto al círculo, la velocidad axial es V y la
velocidad circunferencial es r\omega. Por tanto, tan\theta =
r\omega/V. Por tanto,
Cuando el tambor de formación se hace girar a la
velocidad \omega angular cumpliendo la ecuación anterior, las
bandas se unen para entrar en la superficie exterior convexa del
tambor de formación de modo que las partes de extremo de las bandas
no se solapan y se forma cualquier hueco entre las partes medias de
bandas adyacentes. Así, puede fabricarse un elemento estructural de
neumático que tiene un espesor fijo.
Normalmente, cada una de las bandas puede tener
extremos oblicuos opuestos inclinados con un ángulo de
cos^{-1}(nw/2\pir_{0}), en la que r_{0} es el radio
de los extremos opuestos del tambor de formación, con respecto a un
sentido en el que se alimenta la banda.
\newpage
Debido a que los extremos opuestos de la banda
se unen a los extremos opuestos del tambor de formación,
respectivamente, las bandas pueden unirse en un arco circular liso
al tambor de formación disponiéndose apropiadamente las partes de
extremo opuestas de las bandas.
Para llevar a cabo el método de fabricación de
elemento estructural de neumático de la presente invención, la
presente invención proporciona un aparato de fabricación de elemento
estructural de neumático que comprende: un tambor de formación que
tiene una superficie exterior convexa que tiene una sección
transversal convexa hacia fuera y soportada para el giro alrededor
de un eje central del mismo; un dispositivo de accionamiento del
tambor para hacer girar el tambor de formación; un dispositivo de
alimentación de bandas para alimentar bandas sucesivamente de
manera oblicua con respecto al eje central del tambor de formación y
para unir sucesivamente las bandas al tambor de formación de modo
que las bandas están dispuestas de manera sucesiva y contigua en
una dirección circunferencial y se extienden oblicuamente con
respecto al eje central del tambor de formación; y un dispositivo
móvil para mover el dispositivo de alimentación de bandas paralelo
al eje central del tambor de formación; en el que el dispositivo
móvil incluye un motor de accionamiento del dispositivo de
alimentación de bandas para mover el dispositivo de alimentación de
bandas a una velocidad fija; el dispositivo de accionamiento del
tambor incluye un motor de accionamiento del tambor; y un
controlador está conectado al motor de accionamiento del
dispositivo de alimentación de bandas y al motor de accionamiento
del tambor, controlando el controlador el motor de accionamiento
del dispositivo de alimentación de bandas y el motor de
accionamiento del tambor de modo que la velocidad angular del
tambor de formación varía gradualmente desde una velocidad angular
mínima en un momento en que un extremo de entrada de una banda se
une a la superficie exterior convexa del tambor de formación hasta
una velocidad angular máxima en un momento en que la banda se une a
una parte media de la superficie exterior convexa del tambor de
formación y desde la velocidad angular máxima hasta una velocidad
angular mínima en un momento en que un extremo de salida de la banda
se une a la superficie exterior convexa del tambor de formación,
siendo la velocidad angular mínima en el momento en que se une el
extremo de salida igual a la velocidad angular mínima en el momento
en que se une el extremo de entrada.
En una realización preferida del aparato de
fabricación de elemento estructural de neumático de la presente
invención, el controlador controla el giro del tambor de formación
de modo que el tambor de formación gira a la velocidad \omega
angular cumpliendo la relación expresada por:
en la que w es una anchura de las
bandas, n es el número de las bandas, V es la velocidad fija del
dispositivo de alimentación de bandas y r es el radio de la
superficie exterior convexa del tambor de formación como una
función de la distancia a lo largo del eje central del tambor de
formación por el que se desplaza el dispositivo de alimentación de
bandas.
La invención se describirá adicionalmente con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que
la figura 1 es un alzado lateral esquemático de
un aparato de fabricación de elemento estructural de neumático en
una realización preferida de la presente invención;
la figura 2 es una vista desde arriba de una
parte del aparato de fabricación de elemento estructural de
neumático mostrado en la figura 1 en una fase inicial de un ciclo
de unión de banda;
la figura 3 es una vista desde arriba de una
parte del aparato de fabricación de elemento estructural de
neumático mostrado en la figura 1 en una fase media de un ciclo de
unión de banda;
la figura 4 es una vista desde arriba de un
elemento estructural de neumático formado sobre un tambor de
formación;
la figura 5 es una vista en planta de una
banda;
la figura 6 es un desarrollo, sobre un sistema
de coordenadas X-Y, de una banda unida al tambor de
formación;
la figura 7 es una vista esquemática de la
superficie exterior convexa del tambor de formación sobre un sistema
de coordenadas ortogonal; y
la figura 8 es una vista en perspectiva que
explica un método de fabricación de lámina de capa convencional.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención se describirán con referencia a las figuras 1 a 7.
Un método de fabricación de elemento estructural
de neumático en una realización preferida según la presente
invención fabrica una lámina 3 de cinta, concretamente un elemento
estructural de neumático, uniendo de manera sucesiva y contigua una
pluralidad de bandas 1 a una superficie exterior convexa que tiene
una parte media de combado de un tambor 11 de formación de modo que
las bandas 1 se extienden oblicuamente con respecto al eje central
del tambor 11 de formación.
Las figuras 1 a 3 muestran vistas esquemáticas
de un aparato 10 de fabricación de elemento estructural de
neumático para llevar a cabo el método de fabricación de elemento
estructural de neumático.
El tambor 11 de formación tiene una superficie
exterior convexa que tiene una sección transversal convexa hacia
fuera. Una superficie periférica del tambor 11 de formación tiene
sobre la misma una pluralidad de electroimanes 12 dispuestos a lo
largo de la circunferencia del tambor 11 de formación. Un servomotor
13 acciona el cilindro 11 de formación a través de una cinta 14
para hacer girar rodillo 11 de formación alrededor de su eje C
central.
Un dispositivo 21 de unión de bandas se dispone
oblicuamente por encima del tambor 11 de formación para unir las
bandas 1 al tambor 11 de formación. Un par de raíles 23 se extienden
paralelos al eje C central del tambor 11 de formación sobre una
base 22. Una placa 25 de soporte deslizante larga está soportada
sobre deslizadores 24 que se deslizan a lo largo de los raíles 23.
La placa 25 de soporte deslizante se mueve horizontalmente paralela
al eje C central a lo largo de los raíles 23. Un árbol 26 roscado
está acoplado en una tuerca 27 unida a la placa 25 de soporte
deslizante. Un servomotor 28 acciona el árbol 26 roscado para su
giro a través de una cinta 29 para mover la placa 25 de soporte
deslizante paralela al eje C central.
La placa 25 de soporte deslizante tiene su
longitud en el sentido de izquierda a derecha tal como se observa
en la figura 1 y está inclinada de manera descendente hacia delante,
es decir, hacia la izquierda tal como se observa en la figura 1, de
modo que el extremo frontal de la placa 25 de soporte deslizante
está a un nivel inferior que el del extremo trasero de la misma. La
placa 25 de soporte deslizante está soportada para poder deslizarse
paralela al eje C central, mientras mantiene una posición inclinada
con un ángulo \theta_{0} (al que se hará referencia
posteriormente) con respecto al eje C central del tambor 11 de
formación.
Una placa 30 de alimentación está colocada
longitudinalmente sobre la placa 25 de soporte deslizante. Rodillos
31 transportadores para transportar las bandas 1 en el sentido de la
flecha A están soportados sobre la placa 30 de alimentación.
Rodillos 32 de guía están dispuestos a lo largo del lado derecho e
izquierdo de la placa 30 de alimentación.
La placa 30 de alimentación, de manera similar a
la placa 25 de soporte deslizante, se extiende con el ángulo
\theta_{0} con respecto al eje C central del tambor 11 de
formación. Los rodillos 31 transportadores y los rodillos 32 de
guía están dispuestos sobre y a lo largo de una trayectoria
inclinada con un ángulo \theta_{0} con respecto al eje C
central.
La banda 1 que va a alimentarse y unirse al
tambor 11 de formación mediante la placa 30 de alimentación es un
elemento obtenido cortando oblicuamente una cinta larga de una
anchura w formada recubriendo una pluralidad de cables 2 de acero
con caucho en una longitud predeterminada, tal como se muestra en la
figura 5. La banda 1 tiene extremos oblicuos inclinados con un
ángulo \theta_{0} con respecto a sus bordes laterales.
Las bandas 1 suministradas en los rodillos 31
transportadores de la placa 30 de alimentación se guían mediante
los rodillos 32 de guía y se transportan en el sentido de la flecha
A mediante los rodillos 31 transportadores giratorios. Las bandas 1
se alimentan sucesivamente desde el extremo frontal (el extremo
izquierdo según se observa en la figura 1) de la placa 30 de
alimentación en la parte superior del tambor 11 de formación de
modo que sus extremos de entrada entran en contacto primero con el
tambor 11 de formación tal como se muestra en la figura 2.
El electroimán 12 atrae la parte de extremo de
entrada de la banda 1 hacia la superficie exterior del tambor 11 de
formación para tirar hacia abajo de la banda 1 desde la placa 30 de
alimentación. Tal como se muestra en la figura 3, la placa 25 de
soporte deslizante que soporta la placa 30 de alimentación se mueve
paralela al eje C central del tambor 11 de formación mientras que
se tira de la banda 1 y gira el tambor 11 de formación.
En un estado en el que la parte de extremo de
entrada de la banda 1 se une al tambor 11 de formación, la banda 1
se alimenta al tambor 11 de formación de modo que el eje central
longitudinal del mismo se extiende con un ángulo \theta_{0} con
respecto al eje C central del tambor 11 de formación. Por
consiguiente, la banda 1 se une a la superficie exterior del tambor
11 de formación con el borde 1a de entrada de la misma extendiéndose
paralelo a una superficie de extremo del tambor 11 de formación tal
como se muestra en la figura 2, mientras que la banda 1 se orienta
con el ángulo \theta_{0} con respecto al eje C central.
El tambor 11 de formación se hace girar a una
velocidad \omega angular y la placa 30 de alimentación se mueve
paralela al eje C central del tambor 11 de formación a una velocidad
V. Por consiguiente, las bandas 1 alimentadas sucesivamente por la
placa 30 de alimentación se unen oblicuamente a la superficie
exterior del tambor 11 de formación tal como se muestra en la
figura 3.
El ciclo anterior de unión de bandas se repite
para unir un número predeterminado de las bandas 1 de manera
contigua a la superficie exterior del tambor 11 de formación para
formar un elemento 3 estructural de neumático que tiene una sección
transversal convexa hacia fuera tal como se muestra en la figura
4.
El aparato 10 de fabricación de elemento
estructural de neumático de la presente invención está dotado con
un controlador 40. El controlador 40 controla los dos servomotores
13 y 28. El controlador 40 controla el servomotor 28 de modo que la
placa 30 de alimentación de bandas se mueve a la velocidad V fija.
El controlador 40 controla el servomotor 13 de modo que hace girar
el tambor 11 de formación a la velocidad \omega angular variable
de la siguiente manera.
El controlador 40 controla el servomotor 13 de
modo que la velocidad \omega angular del tambor 11 de formación
varía gradualmente desde una velocidad angular mínima en un momento
en que el extremo 1a de entrada de la banda 1 se une a la
superficie exterior del tambor 11 de formación hasta una velocidad
angular máxima en un momento en que la banda 1 se une a la parte
media de la superficie exterior del tambor 11 de formación y desde
la velocidad angular máxima hasta una velocidad angular mínima en un
momento en que el extremo 1b de salida de la banda 1 se une a la
superficie exterior del tambor 11 de formación. La velocidad angular
mínima en el momento en que se une el extremo 1b de salida de la
banda 1 es igual a la velocidad angular mínima en el momento en que
lo hace el extremo 1a de entrada.
La banda 1 unida a la superficie exterior del
tambor 11 de formación se deforma cuando la velocidad \omega
angular del tambor 11 de formación se varía tal como se mencionó
anteriormente. La figura 6 es un desarrollo de la banda 1 deformada
de esta manera sobre un plano.
En la figura 6, el extremo 1a de entrada de la
banda 1 deformada está alineado con el eje Y (X = 0) y la mitad del
extremo 1a de entrada está sobre el origen del sistema de
coordenadas X-Y.
La distancia horizontal entre el extremo 1a de
entrada y el extremo 1b de salida de la banda 1 es D. El extremo 1b
de salida se extiende a lo largo de una línea paralela con el eje Y
y cruzando el eje X en X = D, y X = D/2 está la abscisa del centro
de la banda 1.
Supóngase que una parte de la superficie
exterior del tambor 11 de formación a una distancia x (X = x) a lo
largo del eje C central (eje X) del tambor 11 de formación desde el
extremo 1a de entrada de la banda 1 sobre el eje Y
(X = 0) tiene un radio r y el tambor 11 de formación está girando con una velocidad \omega angular en un momento en que la banda 1 se une a la misma parte de la superficie exterior del tambor 11 de formación. Entonces, la velocidad dY/dt (t representa el tiempo) a lo largo del eje Y de la banda 1 en X = x es igual a la velocidad r\omega circunferencial de la misma parte de la superficie exterior del tambor 11 de formación, y la velocidad dX/dt a lo largo del eje X de la banda 1 en X = x es igual a la velocidad V fija.
(X = 0) tiene un radio r y el tambor 11 de formación está girando con una velocidad \omega angular en un momento en que la banda 1 se une a la misma parte de la superficie exterior del tambor 11 de formación. Entonces, la velocidad dY/dt (t representa el tiempo) a lo largo del eje Y de la banda 1 en X = x es igual a la velocidad r\omega circunferencial de la misma parte de la superficie exterior del tambor 11 de formación, y la velocidad dX/dt a lo largo del eje X de la banda 1 en X = x es igual a la velocidad V fija.
Por tanto, el gradiente dY/dX de la suma
vectorial de velocidades dY/dt y dX/dt es r\omega/V. Por
tanto,
El ángulo \theta es la inclinación de la banda
1 con respecto al eje C central (eje X) en un punto X = x. Por
tanto, la longitud a lo largo del eje Y en el punto X = x es
w/cos\theta.
La circunferencia de un círculo sobre la
superficie exterior del tambor 11 de formación en X = x es 2\pir.
Por tanto, n(w/cos\theta) es 2\pir cuando n bandas 1 se
han unido a la superficie exterior del tambor 11 de formación de
modo que las bandas 1 están dispuestas en disposición contigua
apropiadamente sin formar ningún hueco entre bandas 1 adyacentes en
el punto X = x. Por tanto, las bandas 1 están dispuestas
apropiadamente cuando se satisface una condición expresada por la
expresión (2).
\theta en la expresión (1) y \theta en la
expresión (2) son iguales. Por tanto, de las expresiones (1) y
(2),
Un elemento estructural de neumático de un
espesor fijo puede formarse por tanto uniendo las n bandas 1 a la
superficie exterior del tambor 11 de formación en el intervalo 0
\leq X \leq D de modo que las bandas 1 están
dispuestas en disposición contigua apropiada sin formar ningún
hueco entre bandas 1 adyacentes cuando la velocidad \omega
angular del tambor 11 de formación se controla de modo que cumple
una condición expresada por la expresión (3) cuando la banda 1 está
uniéndose a una parte en el punto X = x de la superficie exterior
del tambor 11 de formación.
\newpage
La siguiente ecuación se obtiene sustituyendo
las expresiones (1) y (2) en una ecuación: tan^{2} \theta =
1/cos^{2} \theta-1
La expresión (4) se obtiene reordenando esta
ecuación.
Una condición expresada por la expresión (4) es
la misma que la expresada por la expresión (3). Por tanto, la
velocidad \omega angular del tambor 11 de formación puede
controlarse de modo que cumpla la condición expresada por la
expresión (4).
La figura 7 es un gráfico que muestra una
sección transversal de la superficie exterior del tambor 11 de
formación sobre un sistema de coordenadas ortogonal.
En la figura 7, la distancia x a lo largo del
eje C central del tambor de formación se mide sobre el eje
horizontal y el radio r de la superficie exterior del tambor 11 de
formación se mide sobre el eje vertical. El radio r está como una
función de x, concretamente, r = f(x).
Supóngase que el radio de los extremos opuestos
respectivamente en x = 0 y x = D del tambor 11 de formación al que
está unida la banda 1 es r_{0}. Entonces, f(0) =
f(D) = r_{0}. El radio de un círculo sobre la superficie
exterior del tambor 11 de formación en x = D/2 es un radio máximo
f(D/2).
La placa 30 de alimentación se mueve en un
sentido paralelo al eje X a la velocidad V fija. Por tanto, la
placa 30 de alimentación que comenzó uniendo una banda 1 a una parte
en x = 0 del tambor 11 de formación en t = 0 une la banda 1 a una
parte en x = Vt en t = t.
Por tanto, el radio r de la superficie exterior
del tambor 11 de formación puede expresarse por: r = f (Vt),
concretamente, como una función del tiempo.
La expresión (5) se obtiene sustituyendo r = f
(Vt) en la expresión (4).
Por tanto, la velocidad \omega angular puede
expresarse mediante una función del tiempo t.
El controlador 40 controla el servomotor 13 para
hacer girar el tambor 11 de formación a la velocidad \omega
angular calculada utilizando la expresión (5). Por consiguiente, las
n bandas 1 pueden unirse sucesivamente a la superficie exterior del
tambor 11 de formación en una disposición apropiada para formar un
elemento estructural de neumático de alta calidad de un espesor
fijo.
Supóngase que los extremos opuestos en X = 0 y X
= D del tambor 11 de formación tienen un radio r_{0}. Entonces,
se sabe a partir de la expresión (2) que las bandas 1 pueden unirse
al tambor 11 de formación de modo que los extremos opuestos de las
bandas 1 estén dispuestos apropiadamente sobre los extremos opuestos
del tambor 11 de formación cuando el extremo 1a de entrada y el
extremo 1b de salida de cada banda 1 se cortan de modo que se
inclinan con un ángulo que cumple una ecuación:
cos\theta_{0}=nw/2\pir_{0} para el borde
lateral de la banda 1.
Claims (5)
1. Método de fabricación de elemento estructural
de neumático, que fabrica un elemento estructural de neumático
uniendo bandas (1) de manera sucesiva y contigua a una superficie
exterior convexa de un tambor (11) de formación que tiene una
sección transversal convexa hacia fuera mediante un dispositivo (21)
de alimentación de bandas de modo que las bandas (1) se alimentan y
se extienden oblicuamente con respecto a un eje (C) central del
tambor de formación, comprendiendo dicho método las etapas de:
- unir bandas (1) de manera continua a la superficie exterior convexa del tambor (11) de formación mediante la alimentación de las bandas sucesivamente sobre la superficie exterior convexa mediante el dispositivo (21) de alimentación de bandas, mientras se hace que el dispositivo de alimentación de bandas se mueva paralelo al eje (C) central del tambor (11) de formación con respecto al tambor de formación a una velocidad (V) fija y mientras se está haciendo girar el tambor de formación alrededor del eje central del mismo: y
- controlar el giro del tambor (11) de formación de modo que la velocidad (\omega) angular del tambor de formación varía gradualmente desde una velocidad angular mínima en un momento en que el extremo (1a) de entrada de una banda se une a la superficie exterior convexa del tambor de formación, hasta una velocidad angular máxima en un momento en que la banda (1) se une a una parte media de la superficie exterior convexa del tambor de formación, y desde la velocidad angular máxima hasta una velocidad angular mínima en un momento en que un extremo (1b) de salida de la banda se une a la superficie exterior convexa del tambor de formación, siendo la velocidad angular mínima en el momento en que se une el extremo (1b) de salida igual a la velocidad angular mínima en el momento en que se une el extremo (1a) de entrada.
2. Método de fabricación de elemento estructural
de neumático según la reivindicación 1, en el que la etapa de
controlar el giro del tambor (11) de formación comprende controlar
el giro del tambor de formación de modo que el tambor de formación
gira a la velocidad \omega angular cumpliendo una relación
expresada por:
tan^{-1}(r\omega/V) =
cos^{-1}(nw/2\pi
r)
en la que w es una anchura de las
bandas, n es el número requerido de las bandas, V es la velocidad
fija del dispositivo de alimentación de bandas, y r es el radio de
la superficie exterior convexa del tambor de formación como una
función de una distancia a lo largo del eje central del tambor de
formación por el que se desplaza el dispositivo de alimentación de
bandas.
3. Método de fabricación de elemento estructural
de neumático según la reivindicación 1 ó 2, en el que se da a cada
banda (1) extremos opuestos oblicuos inclinados con un ángulo de
cos^{-1}(nw/2\pir_{0}) con respecto a un sentido en el
que se alimenta la banda, en la que r_{0} es el radio de los
extremos opuestos del tambor de formación.
4. Aparato (10) de fabricación de elemento
estructural de neumático, que comprende:
un tambor (11) de formación que tiene una
superficie exterior convexa que tiene una sección transversal
convexa hacia fuera y soportado para el giro alrededor de un eje
(C) central del mismo;
un dispositivo (13, 14) de accionamiento del
tambor para hacer girar el tambor de formación;
un dispositivo (21) de alimentación de bandas
para alimentar bandas (1) sucesivamente de manera oblicua al eje
(C) central del tambor de formación y para unir sucesivamente las
bandas (1) al tambor (11) de formación de modo que las bandas están
dispuestas de manera sucesiva y contigua en una dirección
circunferencial y se extienden oblicuamente con respecto al eje (C)
central del tambor de formación; y
un dispositivo (25, 26, 27, 28, 29) móvil para
mover el dispositivo de alimentación de bandas paralelo al eje (C)
central del tambor de formación,
en el que el dispositivo móvil incluye un motor
(28) de accionamiento del dispositivo de alimentación de bandas
para mover el dispositivo de alimentación de bandas a una velocidad
(V) fija,
el dispositivo de accionamiento del tambor
incluye un motor (13) de accionamiento del tambor, y
un controlador (40) está conectado al motor (28)
de accionamiento del dispositivo de alimentación de bandas y al
motor (13) de accionamiento del tambor, controlando el controlador
(40) el motor (28) de accionamiento del dispositivo de alimentación
de bandas y el motor (13) de accionamiento del tambor de modo que la
velocidad (\omega) angular del tambor (11) de formación varía
gradualmente desde una velocidad angular mínima en un momento en
que un extremo (1a) de entrada de una banda se une a la superficie
exterior convexa del tambor de formación, hasta una velocidad
angular máxima en un momento en que la banda (1) se une a una parte
media de la superficie exterior convexa del tambor de formación, y
desde la velocidad angular máxima hasta una velocidad angular
mínima en un momento en que un extremo (1b) de salida de la banda se
une a la superficie exterior convexa del tambor (11) de formación,
siendo la velocidad angular mínima en el momento en que se une el
extremo (1b) de salida igual a la velocidad angular mínima en el
momento en que se une el extremo (1a) de entrada.
5. Aparato de fabricación de elemento
estructural de neumático según la reivindicación 4, en el que el
controlador (40) controla el giro del tambor (11) de formación de
modo que el tambor de formación gira a la velocidad \omega
angular cumpliendo la relación expresada por:
tan^{-1}(r\omega/V) =
cos^{-1}(nw/2\pi
r)
en la que w es una anchura de las bandas, n es
el número requerido de las bandas, V es la velocidad fija del
dispositivo de alimentación de bandas y r es el radio de la
superficie exterior convexa del tambor de formación como una
función de la distancia a lo largo del eje central del tambor de
formación por el que se desplaza el dispositivo de alimentación de
bandas.
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