ES2309568T3 - Procedimiento y aparato para la fabricacion de neumaticos. - Google Patents

Abstract

Aparato para la fabricación de neumáticos (2), que comprende: - un soporte de construcción (9) que incluye una cámara hinchable (14) que tiene bordes circunferenciales (14a) o axialmente separados; - unos dispositivos de hinchado (42) asociados con la cámara hinchable (14) para llevarla a una condición hinchada, de manera que tenga una forma substancialmente toroidal con una superficie de la misma con la misma forma que la superficie interna de una estructura de carcasa (3) de un neumático (2); - unos dispositivos para formar la estructura de carcasa (3) mediante la colocación de componentes elementales de dicha estructura de carcasa (3) sobre el soporte de construcción (9); - unos dispositivos (44, 45, 46) para aplicar una estructura de cintura anular (6) en la estructura de carcasa (3), en una posición radialmente externa; en el que dichos dispositivos (44, 45, 46) para aplicar la estructura de cintura (6) comprenden: - unos dispositivos de posicionamiento (46) que operan sobre la estructura de cintura (6) para soportarla en una posición coaxialmente centrada alrededor de la ciudad de carcasa (3) formada sobre el soporte de construcción (9); - unos dispositivos para expandir la cámara hinchable (14) desde la condición hinchada, en la cual la estructura de carcasa (3) formada sobre la misma tiene un diámetro máximo menor que un diámetro interno de la estructura de cintura (6), hasta una condición de expansión radial en la cual la estructura de carcasa (3) se aplica contra la estructura de cintura (6).

Description

Procedimiento y aparato para la fabricación de neumáticos.

La presente invención se refiere a un aparato para la fabricación de neumáticos, y un procedimiento de fabricación de neumáticos puesto en la práctica mediante dicho aparato.

Los principales elementos constituyentes de un neumático comprenden generalmente una estructura de carcasa que incluye por lo menos una tela de carcasa que tiene solapas de extremo acopladas con respectivas estructuras de anclaje anulares, estando dichas estructuras de anclaje cada una usualmente formada de una inserción anular sustancialmente circunferencial habitualmente llamada núcleo de talón, al cual se le aplica por lo menos una inserción de relleno, en una posición radialmente externa.

Asociada con la estructura de carcasa hay una estructura de cintura que comprende uno o más capas de cintura, dispuestas en superposición radial entre sí y a la tela de carcasa y que tiene cuerdas de refuerzo textiles o metálicas con una orientación atravesada y/o substancialmente paralela a la dirección de la extensión circunferencial de neumático. Aplicada a la estructura de cintura en una posición radialmente externa hay una bandada rodadura de material elastomérico, en la cual se forma un diseño elevado para el contacto del neumático con el suelo.

Debe indicarse, para los propósitos de la presente descripción que 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. Preferiblemente, esta composición también comprende aditivos tales como un agente de reticulación y/o un plastificante. Debido a la presencia del material de reticulación, este material se puede reticular mediante calentamiento, para formar el artículo de manufactura final. Además, se aplican respectivos flancos de material elastomérico a las superficies laterales de la estructura de carcasa; extendiéndose cada una desde uno de los bordes laterales de la bandada rodadura hasta cerca de la respectiva estructura de anclaje anular en los talones.

La estructura de carcasa y la estructura de cintura, juntas con la respectiva banda de rodadura, se pueden hacer de manera separada entre sí en respectivas estaciones de trabajo, para montarse entre sí en un momento posterior.

Según procedimientos de fabricación convencionales, la bandada rodadura y los flancos se hacen cada uno a partir de un elemento de sección extrudido de manera continua que, después del enfriamiento para establecer su conformación geométrica, se almacenan en mesas o bobinas adecuadas. El producto semiacabado en forma de secciones o una banda continua se envía a continuación a una unidad de alimentación, cuya tarea es recoger las secciones o cortar la banda continua en secciones de una longitud predeterminada; cada una de las mismas constituye la banda de rodadura o uno de los flancos que se aplican circunferencialmente al neumático que se trabaja.

Tal como se describe en los documentos US 3.380.872 y EP 0 613 767, las telas de carcasa y las estructuras de anclaje anulares de un neumático se montan sobre un soporte de la referencia que comprende una membrana que tiene bordes circunferenciales en acoplamiento con respectivos rebordes circulares opuestos que mantienen la membrana tensa en una conformación cilíndrica. Cuando se completa el montaje de la estructura de carcasa, se introduce aire comprimido en la membrana para expandirla radialmente y proporcionarle una conformación toroidal. Si la conformación es insuficiente, los rebordes opuestos se pueden aproximar entre sí. Los otros elementos constituyentes del neumático, tal como la estructura de cintura, la bandada rodadura y los flancos, se pueden aplicar a la estructura de carcasa así formada. El neumático fabricado se retira a continuación del soporte de referencia para vulcanizarse a continuación.

El documento US 5.853.526 describe la formación del neumático en crudo a través del montaje de sus elementos constituyentes utilizando una cámara hinchable como soporte de referencia, hinchando ser dicha cámara a una presión predeterminada e introduciéndose posteriormente en un molde de vulcanización junto con el neumático en crudo formado sobre dicho soporte.

Según los documentos US 6.318.432, US 6.635.132 y US 2002-029841 a nombre del mismo solicitante, cada elemento constituyente del neumático se forma a través de una aplicación directa sobre un soporte de construcción toroidal rígido de uno o más componentes elementales, tal como elementos o bandas alargadas de material elastomérico, cuerdas metálicas o textiles cauchutadas, elementos a modo de banda de cuerdas cauchutadas, u otros, para permitir la fabricación de neumáticos sin requerir que se fabriquen y almacenen una pluralidad de productos semiacaba-
dos.

El solicitante se ha dado cuenta que generalmente, en las plantas de producción del tipo convencional, las líneas de producción para las cinturas y/o la bandada rodadura, y en particular el equipo asociado con las mismas para la fabricación de los productos semiacabados están concebidas y estructuradas para una alta capacidad de producción, que es usualmente excesiva respecto a la capacidad de producción del equipo diseñado para manipular los productos semiacabados para la formación de las estructuras de cintura, y/o las líneas de fabricación de la estructura de carcasa.

Para los propósitos de la presente descripción, mediante "planta de producción del tipo convencional" se indica una planta de producción en la cual el neumático se obtiene a través del montaje de una pluralidad de productos semiacabados (por ejemplo, revestimientos, telas de carcasa, núcleos escalón, flancos, la estructura de cintura, la bandada rodadura) realizados por separado en distintas estaciones de trabajo respecto a la línea de fabricación del neumático.

A partir de la observación anterior, el solicitante ha percibido la posibilidad de aumentar la explotación de las plantas de producción no saturadas del tipo convencional y, por lo tanto, aumentar la capacidad de producción total de dichas plantas mediante la integración en estas líneas convencionales de etapas de producción que contemplan la fabricación de la estructura de carcasa a través de la colocación de componentes elementales sobre un soporte toroidal rígido.

En otras palabras, el solicitante ha percibido la posibilidad de aumentar la capacidad de producción de una planta del tipo convencional mediante la implementación de saturación de las líneas de producción de las cinturas y/o la bandada rodadura, y/o el equipo interrelacionado con esta última para el suministro de los productos semiacabados, mediante la integración de la propia planta con estaciones que realizan la fabricación de las estructuras de carcasa a través de la colocación de componentes elementales sobre un soporte toroidal, consistiendo dichos componentes elementales en elementos a modo de banda de material elastomérico solamente, o elementos a modo de banda de material elastomérico que incorporan elementos de refuerzo (generalmente cuerdas textiles o metálicas), cuerdas cauchutadas o alambres metálicos cauchutados.

Según la presente invención, el solicitante encontrado que en una planta de fabricación de neumáticos en la cual las estructuras de carcasa se hacen de componentes elementales, la presencia de un soporte de construcción que comprende una cámara extensible se puede utilizar ventajosamente para la aplicación en la estructura de carcasa de una estructura de cintura y posiblemente una bandada rodadura, hechas previamente como productos semiacabados en una forma anular.

Además, el solicitante se ha dado cuenta del hecho de que si una estructura de cintura ya obtenida como un producto semiacabado de forma anular se aplica a la estructura de carcasa, hecha de componentes elementales, las tensiones debidas a la formación de la estructura de dura a través de la aplicación de bandas directamente sobre la estructura de carcasa se evitan en la cámara hinchable. Por lo tanto, es ventajosamente posible utilizar una cámara hinchable que es menos rígida y, en consecuencia, más adaptada para expandirse sin demasiadas dificultades.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para la fabricación de neumáticos, que comprende un soporte de construcción que incluye una cámara hinchable que tiene bordes circunferenciales o axialmente separados; unos dispositivos de hinchado asociados con la cámara hinchable para llevarla a una condición hinchada, de manera que tenga una forma substancialmente toroidal con una superficie de la misma con la misma forma que la superficie interna de una estructura de carcasa de un neumático; unos dispositivos para formar la estructura de carcasa mediante la colocación de componentes elementales de dicha estructura de carcasa sobre el soporte de construcción; unos dispositivos para aplicar una estructura de cintura anular en la estructura de carcasa, en una posición radialmente externa; en el que dichos dispositivos para aplicar la estructura de cintura comprenden: unos dispositivos de posicionamiento que operan sobre la estructura de cintura para soportarla en una posición coaxialmente centrada alrededor de la ciudad de carcasa formada sobre el soporte de construcción; unos dispositivos para expandir la cámara hinchable desde la condición hinchada, en la cual la estructura de carcasa formada sobre la misma tiene un diámetro máximo menor que un diámetro interno de la estructura de cintura, hasta una condición de expansión radial en la cual la estructura de carcasa (3) se aplica contra la estructura de cintura.

Así, es posible aplicar una estructura de cintura anular a una estructura de carcasa hecha a través de la disposición de componentes elementales sin estar obligado a retirar la estructura de carcasa del elemento de soporte utilizado para su construcción.

Dicho aparato puede estar integrado en una planta para la fabricación de neumáticos, que comprende: una línea de montaje de carcasas que comprende dispositivos para formar estructuras de carcasa montadas a través de la colocación de componentes semiacabados sobre un soporte de montaje; una línea de construcción de carcasas comprende dispositivos para formar estructuras de carcasa construidas a través de la colocación de componentes elementales sobre un soporte de construcción; una línea de fabricación de cinturas; dispositivos para la aplicación de las cinturas diseñados para aplicar una estructura de cintura anular fabricada en dicha línea de fabricación de cinturas, en una posición radialmente externa, en cada una de dichas estructuras de carcasa montadas y dichas estructuras de carcasa construidas; una estación de trabajo en la cual las bandas de rodadura se suministran en una posición radialmente externa a dichas estructuras de cintura anulares; y una estación de vulcanización y moldeado para los neumáticos así obtenidos.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para la fabricación de neumáticos a través del uso de un soporte de construcción tiene una cámara hinchable con bordes circunferenciales coaxialmente separados, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: colocar la cámara hinchable en una condición hinchada de manera que una superficie externa de la misma coincide en forma con la superficie interna de una estructura de carcasa de un neumático; aplicar una pluralidad de componentes elementales sobre el soporte de construcción para formar la estructura de carcasa; aplicar una estructura de cintura anular a la estructura de carcasa en una posición radialmente externa; en el que la aplicación de la estructura de cintura comprende las etapas de: hacer la estructura de cintura; colocar la estructura de cintura en una posición coaxialmente centrada respecto a la estructura de carcasa formada sobre la cámara hinchable; expandir radialmente la cámara hinchable para aplicar la estructura de carcasa contra la estructura de cintura.

Realizaciones particulares de la invención son el objeto de las respectivas reivindicaciones dependientes. El procedimiento anterior se puede poner en la práctica dentro del alcance de un procedimiento de fabricación de neumáticos comprende las etapas de: aplicar componentes semiacabados sobre un soporte de montaje de carcasas para formar estructuras de carcasa montadas; aplicar una pluralidad de componentes elementales alargados sobre un soporte de construcción de carcasas para formar estructuras de carcasa construidas; fabricar estructuras de cintura anulares en una línea de fabricación de cinturas; aplicar por lo menos una de dichas estructuras de cintura en una posición radialmente externa en cada una de dichas estructuras de carcasa montadas y dichas estructuras de carcasa construidas; asocia una bandada rodadura con cada estructura de cintura anular en una posición radialmente externa, y vulcanizar y moldear los neumáticos así obtenidos.

Otras características y ventajas se harán evidentes a partir de la descripción detallada de una realización preferida pero no exclusiva de un aparato de fabricación adaptado para poner en práctica dicho procedimiento.

Esta descripción se realizará a partir de ahora con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados a modo de ejemplo no limitativo, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en planta esquemática de una planta para la producción de neumáticos que integra un aparato según la presente invención;

- la figura 2 muestra esquemáticamente un soporte de construcción de carcasas que forma parte del aparato de referencia, en una sección diametral, con la cámara hinchable en una condición hinchada;

- las figuras 3 y 3a muestran un dispositivo de transferencia que lleva una estructura de cintura asociada con una bandada rodadura y, respectivamente, una estructura de cintura en solitario colocada de manera coaxial alrededor de una estructura de carcasa formada sobre el soporte de construcción de carcasas de la figura 2;

- las figuras 4 y 4a muestran el soporte de construcción en la figura 3 en una condición de expansión radial, para provocar el acoplamiento entre una estructura de carcasa construida y, respectivamente, la estructura de cintura asociada con la bandada rodadura y la estructura de cintura en solitario llevada mediante el dispositivo de transferencia;

- la figura 5 muestra un detalle a una escala ampliada del soporte de construcción con el neumático fabricado, en el interior de un molde de vulcanización;

- la figura 6 muestra del detalle en la figura 5, con el soporte de construcción de carcasas en una condición sobre-hinchada;

- la figura 7 muestra el soporte de construcción de carcasas durante la retirada del neumático acabado;

- la figura 8 muestra parcialmente uno de los rebordes de anclaje del soporte de construcción de carcasas, seccionado a lo largo de la línea VI-VI en la figura 5.

Con referencia a los dibujos, una planta que integra un aparato para la fabricación de neumáticos para ruedas de vehículos segunda presente invención se ha identificado en general mediante la referencia numérica 1.

La planta 1 está dedicada a la fabricación de neumáticos 2 que comprende esencialmente (ver en particular la figura 5) una estructura de carcasa 3 que incluye: por lo menos una tela de carcasa 4, recubierta internamente con una capa de un material elastomérico estanco al aire o un llamado "revestimiento" 4a; y dos estructuras de anclaje anulares 5a en acoplamiento con los bordes circunferenciales de la estructura de carcasa 3 cerca de las regiones usualmente identificadas con en nombre de "talones" 5. El neumático 2 también comprende una estructura de cintura 6 aplicada circunferencialmente en la tela de carcasa 4, una bandada rodadura 7 superpuesta circunferencialmente sobre la estructura de cintura 6, dos flancos 8 aplicados a la tela de carcasa 4 en posiciones lateralmente opuestas y exten-
diéndose cada uno desde el talón 5 correspondiente hasta el correspondiente borde lateral de la banda de rodadura 7.

Preferiblemente, la estructura de cintura 6 comprende por lo menos dos capas de radialmente superpuestas formadas de un tejido cauchutado provisto de cuerdas de refuerzo usualmente metálicas dispuestas paralelas entre sí en cada capa y en una relación atravesada respecto a las cuerdas de la capa adyacente, preferiblemente dispuesto de una manera simétrica respecto al plano ecuatorial del neumático, formando dichas por lo menos dos capas las llamadas "capas atravesadas" de la estructura de cintura. Preferiblemente, también asociada con la estructura de cintura 6, en una posición radialmente externa respecto a las dos capas citadas anteriormente, hay una capa de cuerdas textiles o metálicas dispuesta en una dirección substancialmente circunferencial, estando definidas dichas cuerdas mediante por lo menos un elemento alargado enrollado en bobinas circunferenciales dispuestas en una relación axial una al lado de la otra en una posición radialmente externa respecto a las capas de cintura subyacentes citadas anteriormente. Dicha capa adicional forma la llamada "capa de cero grados" de la estructura de cintura.

La planta 1 para la fabricación de neumáticos 2 comprende por lo menos una línea de montaje de carcasas del tipo convencional. Preferiblemente indicada mediante la referencia numérica 12a, dedicada a la fabricación de estructuras de carcasa 3 obtenidas a través de montaje de componentes semiacabados. En la presente memoria, las estructuras de carcasa 3 obtenidas en la línea de montaje se identifican como "carcasas montadas".

La línea de montaje 12a comprende esencialmente un soporte de montaje de carcasas 9a que consiste en un tambor, por ejemplo que es adecuado para la fabricación de las estructuras de carcasa montadas 3 siguiendo un proceso conocido usualmente llamado "proceso de una sola etapa". Alternativamente, el soporte de montaje 9a se puede combinar con un tambor de conformación (no representado) para hacer las estructuras de carcasa montadas 13 siguiendo un proceso de fabricación del tipo llamado "proceso de dos etapas".

El soporte de montaje 9a está interrelacionado con una o más líneas de alimentación 44 encargadas de la tarea de suministrar componentes semiacabados para obtener las estructuras de carcasa montadas 3, tal como las telas de carcasa 4, los elementos de refuerzo anular 5a, posiblemente los flancos 8 y/u otros componentes, que se obtienen a partir de productos semiacabados que llegan desde las etapas anteriores de trabajo y almacenamiento.

La planta 1 también comprende por lo menos una línea de construcción de carcasas indicada en general mediante la referencia numérica 12 en la figura 1, dedicada a obtener estructuras de carcasas 3 construidas mediante componentes elementales. En el transcurso de la presente memoria, las estructuras de carcasa 3 obtenidas sobre la línea de construcción 12 se identifican como "carcasas construidas" para el único propósito de distinguirlas de las "carcasas montadas" obtenidas a lo largo de la línea de montaje 12a.

La línea de construcción 12 comprende uno o más soportes de construcción de carcasas 9, cada uno de los cuales a través de uno o más brazos robotizados 10 u otros dispositivos de transferencia, que interactúan de manera secuencial con una o más estaciones de fabricación 11 situadas a lo largo de la línea de construcción 12 para provocar la fabricación de las estructuras de carcasa construidas 13, a través de la producción del montaje de los elementos constituyentes 3, 4, 4a, 5, 8 citados anteriormente, siguiendo una secuencia predeterminada.

La planta de fabricación uno también comprende por lo menos una línea de fabricación de cinturas convencional 12b del tipo usualmente combinada con la línea de montaje 12a que realiza la formación de las estructuras de carcasa montadas 3 de una manera convencional. Esta línea de fabricación de cinturas 12b comprende dispositivos para aplicar la estructura de cintura 6 en una posición radialmente externa en cada una de dichas estructuras de carcasa montadas y estructuras de carcasa construidas 3 que llegan desde la línea de montaje de las carcasas 12a y la línea de construcción de carcasas 12, respectivamente. Los dispositivos para la aplicación de las cinturas se describirán en mayor detalle a continuación, con referencia en particular a la interacción de los mismos con la línea de construcción de carcasas 12, aunque no se describirán con detalle en lo que se respecta a su interacción con la línea de montaje 12a, ya que esta última se puede realizar de una manera conocida por sí misma.

Según la realización mostrada en la figura 1, la planta de fabricación 1 comprende una estación de trabajo 111 en la cual se acopla la estructura de carcasa construidas 3 obtenidas en la línea de construcción 12 (tal como se describirá mejor a continuación) con la estructura de cintura 6 obtenidas en la línea de fabricación de cinturas 12b.

Además, según la realización mostrada en la figura 1, la planta de fabricación 1 comprende una estación de trabajo 112 en la cual se aplica una banda de rodadura 7 en una posición radialmente externa de la estructura de cintura 6, tal como se detalla mejor a continuación en la presente memoria.

Cuando se ha completado la fabricación de un neumático, cada neumático en crudo 2, con la ayuda de uno de los brazos robotizados 10 por ejemplo, su otro dispositivo de transferencia adecuado, se transfiere a una estación de vulcanización y moldeado 113 que comprende uno o más moldes 13 para realizar la vulcanización del neumático 2.

Cada uno de los soportes de construcción 9 utilizados a lo largo de la línea de construcción de carcasas 12, así como en las estaciones 111 y 112 citadas anteriormente, y posiblemente también en la estación de vulcanización y moldeado 113, comprende esencialmente una cámara hinchable 14 que tiene unos bordes circunferenciales separados axialmente que se acoplan con un primer y un segundo rebordes de anclaje 15, 16, respectivamente. El primer y el segundo rebordes de anclaje 15, 16 se sujetan a un primer y un segundo árboles 17, 18 respectivamente, que están en una relación telescópica entre sí. Para el propósito, el primer árbol 17 puede preverse por ejemplo que se puede insertar de manera coaxial en el segundo árbol 18 que es internamente hueco, mediante una unión estriada 17a, 18a, haciendo que estén rígidamente conectados durante la rotación. Un elemento de bloqueo no representado, que comprende un gancho mecánico para accionarse de manera mecánica, electromagnética, neumática o que una manera diferente por ejemplo, asegura un bloqueo axial estable entre el primer y el segundo árboles 17, 18, con la posibilidad de liberarlos entre sí, para los propósitos indicados mejor a continuación.

Ventajosamente, el acoplamiento de por lo menos uno de los rebordes de anclaje 15, 16 con el árbol 17, 18 respectivo se puede realizar mediante enroscado. En una solución preferida, ambos rebordes 15, 16 están sujetos sobre los respectivos primer y segundo árboles mediante una primera y una segunda roscas 15a, 16a que tienen respectivamente direcciones de enroscado respectivamente opuestas. Debido a lo anterior, se puede provocar un movimiento axial mutuo de los rebordes de anclaje 15, 16 impartiendo una rotación a los árboles 17, 18.

Preferiblemente, la cámara hinchable 14 tiene una estructura de refuerzo radial 19 hecha de curvas textiles o metálicas dispuestas en planos radiales respecto a un eje geométrico de rotación X-X, y extendiéndose cada una entre los bordes circunferenciales opuestos 14a de la propia cámara hinchable. Formada en la proximidad de cada borde circunferencial 14a hay una estructura de anclaje anular 20 que comprende unas inserciones anulares 20a, 20b que consiste en cada una en una o más curvas textiles o metálicas enrolladas para formar bobinas radialmente superpuestas. En la realización mostrada, integrada en cada borde circunferencial 14a de la cámara hinchable 14 hay una inserción anular central 20a interpuesta entre dos filas de cuerdas que pertenecen a la estructura de refuerzo radial 19 y en una relación superpuesta en una secuencia alternada sobre el lado axialmente interno y axialmente externos respectivamente de la propia inserción central. También están previstas dos inserciones laterales 20b dispuestas respectivamente en una posición axialmente interna y axialmente externa respecto a las cuerdas de la estructura de refuerzo radial 10.

Asociada con la estructura de refuerzo radial 19 hay una estructura de cintura 21 que comprende una o más cuerdas textiles o metálicas, enrolladas de manera circunferencial para formar bobinas dispuestas próximas entre sí externamente respecto a la estructura de refuerzo radial 10, en una región confinada entre dos bordes axialmente opuestos 21a de la estructura de cintura, separados de una manera adecuada de los bordes circunferenciales 14a de la cámara hinchable 14.

La estructura de cintura 21 puede consistir en una o más cuerdas que comprenden de 2 a 5 filamentos de metal con un diámetro incluido entre 0,08 mm y 0,3 mm. Las cuerdas pueden formar bobinas dispuestas con un espesor incluido entre 50 y 135 cuerdas/dm. Cada cuerda tiene preferiblemente una resistencia final incluida entre 250 y 550 Newtons, con una elongación del 0,5% para una resistencia incluida entre 1/7 y 1/8 de la resistencia final.

En una solución preferida, la estructura de refuerzo radial 19 está formada por cuerdas metálicas distribuidas con un espesor incluido entre 50 y 180 cuerdas/dm y comprendiendo cada una de dos a cinco filamentos de acero que tienen un diámetro incluido entre 0,06 mm y 0,2 mm. Cada cuerda tiene una resistencia final incluida entre 45 y 165 Newtons, con una elongación del 0,5% para una resistencia incluida entre 1/3 y 1/5 de la resistencia final.

Cada inserción de refuerzo anular 20a, 20b, a su vez, puede está formada de un acuerdo que comprende de 2 a 12 filamentos metálicos que tiene un diámetro incluido entre 0,2 mm y 0,45 mm. La resistencia final de la cuerda está preferiblemente incluida entre 550 y 1850 Newtons, con una elongación correspondiente a 0,5% para una resistencia incluida entre 1/6 y 1/7 de la resistencia final.

Las inserciones de refuerzo se pueden integrar, junto con los extremos de las cuerdas que forman la estructura de refuerzo anular, en rellenos elastoméricos de alto módulo con una dureza, solamente comunicación, el orden de 70º y 92º Shore A, dispuestos cerca de los bordes de extremo 14a de la cámara hinchable 14.

La cámara hinchable 14 esta también prevista para estar preferiblemente recubierta sobre su superficie interna con una capa de un material elastomérico 22 muy impermeable, por ejemplo una mezcla basada en butilo. La superficie externa de la cámara hinchable 14, por el contrario, está preferiblemente recubierta con una capa de material no pegajoso 23, por ejemplo una mezcla pasada en silicona o PTFE (politetrafluoroetileno).

Como el proceso según la presente invención comprende la etapa de fabricar la estructura de cintura 6 de un neumático, o por lo menos parte de dicha estructura de cintura, en una línea de producción 12b del tipo convencional, no se requiere que la estructura de la cámara hinchable 14 de soporte de construcción 9 pueda soportar las tensiones resultantes de la etapa de colocar la estructura de cintura 6 (haciéndose, de hecho, dicha estructura de cintura en una línea separada convencional y, por lo tanto, no directamente sobre la cámara hinchable indicada anteriormente). Por lo tanto, esto permite la realización de una cámara hinchable que tiene una estructura simplificada, comparada con la que se ha ilustrado previamente.

Además, gracias al hecho de que el proceso según la presente invención utiliza un soporte de construcción 9 que comprende una cámara hinchable 14, es posible desacoplar el neumático en crudo 2 del propio soporte, si se desea conducir la etapa de vulcanización en una línea convencional, es decir, sin introducir dicho soporte en del molde de vulcanización.

Cada uno de los rebordes de anclaje 15, 16 comprende una mitad de reborde axialmente externa 24 y una mitad de reborde axialmente interna 25 que incorpora elementos de deslizamiento radial 26 que se acoplan en el borde circunferencial 14a correspondiente de la cámara hinchable 14, de una manera que el borde circunferencial es desplazable en una dirección radial.

Temas detalle, los elementos de deslizamiento radial 26 contemplan la disposición de una pluralidad de bloques distribuidos de manera circunferencial 27 en la proximidad del borde perimetral de por lo menos una de las mitades de reborde 24, 25, en el caso aquí representado sobre la mitad de reborde axialmente interna 25. Cada bloque 27 está guiado de manera deslizante en una dirección radial a lo largo de por lo menos un elemento de guía 28 que se extiende a través del propio bloque y se acopla rígidamente entre un primer anillo circunferencial 29 y un segundo anillo circunferencial 30 que son concéntricos y están sujetos a la mitad de reborde axialmente interna 25 mediante tornillos 28a que pasan longitudinalmente a través de los elementos de guía 28 asociados con los diferentes bloques 27, por ejemplo.

Cada bloque 27 tiene una superficie de agarre 31 que actúa en relación de empuje contra la superficie de la cámara hinchable 14 cerca de su borde circunferencial interno 14a, y una lengüeta de tope 32 que sobresale en una dirección axial para proporcionar un asiento de apoyo adicional para dicho porque circunferencial interno.

\newpage

La superficie de agarre 31 está preferiblemente provista de nervios que se extienden en una dirección substancialmente circunferencial para retener de una manera eficiente la cámara hinchable 14 y así evitar el deslizamiento que la misma en una dirección radial respecto al bloque 27.

Los bloques 27 distribuidos circunferencialmente actúan en relación de empuje contra el borde circunferencial 14a de la cámara hinchable 14, contra la acción de una superficie de tope radial 33 formada en la mitad de reborde axialmente externa 24. En otras palabras, cada uno de los bordes circunferenciales 14a de la cámara hinchable 14 está encerrado entre los bloques 27 llevados mediante la mitad de reborde axialmente interna 25 y la superficie de tope radial 33 formada sobre la mitad de reborde axialmente externa 24.

El primer y el segundo rebordes de anclaje 15, 16 están preferiblemente previstos que se asocien entre sí con por lo menos un sello circunferencial 34 colocado para actuar contra la cámara hinchable 14 para aislar herméticamente su parte interna del ambiente externo. Éste sello circunferencial se puede colocar, por ejemplo, en el segundo anillo circunferencial 30, radialmente externo al primer anillo circunferencial 29 y se puede extender posiblemente hacia el eje geométrico X-X para actuar en una relación de contacto deslizante contra la superficie interna de la cámara hinchable 14. La superficie externa de la cámara hinchable 14 también se puede acoplar de manera deslizante y sellada contra la superficie de tope radial 33 formada sobre la mitad de reborde axialmente externa 24, bajo una posible interposición de un segundo sello circunferencial (no representado). La superficie de tope radial 33 se pueda recubrir con una capa de material antifricción, por ejemplo Teflón®.

Unos elementos de retorno elásticos 35, que consisten en arandelas Belleville colocaba sobre los elementos 28 por ejemplo, presionan constantemente cada bloque 27 hacia el eje geométrico X-X de la cámara hinchable 14.

También puede preverse que una membrana anular 36 se asocie con cada reborde de anclaje 15, 16; dicha membrana anular 36 tiene un borde circunferencial radialmente interno 36a y un borde circunferencial radialmente externo 36b sujeto de manera sellada con el reborde de anclaje en unas posiciones radialmente externa y radialmente interna respecto a los elementos deslizantes radiales 26, respectivamente. En particular, el borde radialmente interno 36a de la membrana anular 36 se puede encerrar de manera sellada entre la mitad de reborde axialmente interna 25 y el primer anillo circunferencial 29, mientras que el borde radialmente externo 36b se puede encerrar entre el segundo anillo circunferencial 30 y un tercer anillo circunferencial 30a sujeto al segundo anillo 30. Dicho sello circunferencial 34 se puede formar sobre el extremo del borde radialmente externo 36b de la membrana anular 36.

Combinado con cada uno de los rebordes de anclaje 15, 16 hay un reborde de tope anular 37 que se coloca una superficie lateral externa de la cámara hinchable 14, para proporcionar una superficie de apoyo en la superficie interna del neumático 2 cerca del talón 5 respectivo de dicho neumático. Cada uno de estos rebordes de tope anulares 37 está dividido en una pluralidad de sectores circunferenciales 38, 39 que son cada uno desplazable entre una posición operativa, en la cual tienen una orientación substancialmente radial respecto al eje geométrico X-X de la cámara hinchable 14, y una posición de reposo en la cual se retraen radialmente para permitir el desacoplamiento del neumático 2 del soporte de construcción 9.

En mayor detalle, están previstos unos primeros sectores circunferenciales 38 y unos segundos sectores circunferenciales 39, estando distribuidos dichos sectores en una secuencia alternada y estando acoplados con un primer cubo 40 y segundo cubo 41 respectivamente, que son axialmente desplazables entre sí y se pueden colocar en una relación aproximada con el respectivo reborde de anclaje 15, 16. El primer cubo 40 de cada reborde de anclaje 15, 16 se acopla preferiblemente mediante enroscado sobre el primer árbol 17 o sobre el segundo árbol 18 respectivamente, de manera que, cuando topa contra el respectivo reborde de anclaje 15, 16, se provoca el bloqueo rotativo de dicho reborde respecto al árbol 17, 18 correspondiente.

El segundo cubo 41 se puede aproximar axialmente respecto al primer cubo 40, de manera que tiende por sí mismo al interponer los segundos sectores circunferenciales 39 entre los primeros sectores circunferenciales 38 llevados por el primer cubo 40, en una relación de continuidad de la superficie con los mismos.

Unos muelles de torsión u otros elementos elásticos adecuados operan entre cada sector circunferencial 38, 39 y el cubo 40, 41 para mantener los sectores circunferenciales en la condición operativa.

También asociados con la cámara hinchable 14 hay unos dispositivos de hinchado 42 para introducir fluido bajo presión en dicha cámara y hacer que tenga una condición hinchada, que lo hace de una forma substancialmente toroidal con una superficie externa que está conformada con la superficie interna del neumático en crudo 2 que se fabrica. Estos dispositivos de hinchado pueden, por ejemplo, comprender un conducto de entrada de fluido 43 para introducir un fluido bajo presión (por ejemplo aire), estando dicho conducto formado longitudinalmente a través del primer árbol 17 y estando conectado con una fuente de alimentación para dicho fluido bajo presión dispuesta a lo largo de la línea de construcción de las carcasas 12. En más detalle, el conducto de entrada 43 del primer árbol 17 está preferiblemente conectado con dicha fuente de alimentación durante una etapa inicial del ciclo de trabajo del neumático para colocar la cámara hinchable 14 en la condición hinchada.

Preferiblemente, durante la entrada de fluido bajo presión en la cámara hinchable 14, se realiza un control de la configuración geométrica de la propia cámara para accionar la interrupción de dicha entrada de fluido cuando la cámara 14 ha alcanzado un tamaño predeterminado. Más particularmente, unos elementos (no representados en los dibujos) adaptados para detectar la configuración geométrica de la cámara hinchable 14 se pueden prever para el propósito; dichos elementos comprenden por ejemplo uno o más fotoemisores que funcionan en diferentes puntos de la extensión del perfil de la cámara 14, y generando cada uno un rayo de luz que se intercepta mediante la cámara hinchable cuando se alcanza la condición hinchada. Combinados con los fotoemisores hay respectivos fotoreceptores colocados para recibir los respectivos rayos de luz que llegan directamente desde los fotoemisores o reflejados mediante la superficie de la cámara hinchable 14 para accionar la interrupción del antro de fluido tan pronto como el rayo de luz del fotoemisor es interceptado mediante la superficie externa de la cámara hinchable. Debe indicarse que con el uso de fotoemisores láser se puede obtener un control muy preciso de la configuración geométrica de la cámara hinchable 14, incluso con tolerancias menores de 0,1 mm.

Al alcanzar la condición hinchada, la cámara hinchable 14 se hincha una presión de un valor, que sólo como indicación, es menor de 5 bars.

Debido a la rigidez de los elementos de retorno elásticos 35, los bloques 27 se mantienen en una posición radialmente retraída cuando la cámara está en una condición hinchada.

Una vez se ha alcanzado la condición hinchada de la cámara hinchable 14, el soporte de construcción 9 tiene por sí mismo a recibir los diferentes elementos constituyentes de la estructura de carcasa construida 3 que se montan sobre el mismo en las diferentes etapas de trabajo a lo largo de la línea de construcción de las carcasas 12.

En detalle, en la fabricación de cada una de las estructuras de carcasa construidas 3 a lo largo de la línea de construcción de las carcasas 12 se prevé que por lo menos parte por todos los elementos constituyentes 4, 4a, 5 se hagan aplicando directamente sobre el soporte de construcción 9, uno o más elementos elementales, tal como los elementos alargados o bandas de material elastomérico, cuerdas metálicas con textiles cauchutadas, elementos a modo de banda hechos de cuerdas cauchutadas u otras, tal como se describe en el documento US 6.457.504 a nombre del mismo solicitante, por ejemplo.

Más específicamente, la formación de la estructura de carcasa construida 3 puede empezar con la formación del revestimiento impermeable 4a a través del enrollado de una banda continua de material elastomérico en crudo en bobinas dispuestas de manera consecutiva cercanas entre sí empezando desde uno de los rebordes de tope anulares 37, en la región correspondiente a unos de los talones del neumático 2, para cubrir la superficie externa de la cámara hinchable 14 hasta que se alcanza el reborde de tope anular 27 colocado sobre el lado opuesto de la propia cámara. Ventajosamente, la banda continua se puede suministrar a partir de un extrusor directamente sobre la superficie externa del soporte de construcción 9, mientras dicho soporte se soporta, en uno o los dos árboles 17, 18 por ejemplo, mediante uno de los brazos robotizados 10 u otro dispositivo adaptado para accionarlo en rotación y moverlo convenientemente en la proximidad del extrusor, para obtener la distribución de las bobinas deseada.

La tela de carcasa 4 se puede formar ventajosamente con la ayuda de elementos adaptados para colocar una pluralidad de elementos a modo de banda de cuerdas cauchutadas en sucesión circunferencial sobre el soporte de construcción 9, comprendiendo cada uno de dichos elementos a modo de banda cuerdas metálicas o textiles paralelas entre sí, por lo menos parcialmente incorporadas en una capa de material elastomérico. Durante la colocación, el soporte de construcción 9 se puede soportar, en uno o los dos árboles 17, 18, por ejemplo, mediante uno de los brazos robotizados 10 u otro dispositivo adaptado para accionarlo secuencialmente en rotación con un paso angular predeterminado, según la secuencia de disposición de los elementos a modo de banda de las cuerdas cauchutadas.

La formación de cada estructura de anclaje anular 5a se realiza continuación cerca del respectivo borde circunferencial interno de la estructura de carcasa construida 3 a través de unos elementos diseñados para suministrar y aplicar, en el respectivo reborde de tope anular 37, por lo menos una cuerda metálica cauchutada u otro elemento alargado continuo resistente a las tensiones de tracción.

Simultáneamente, el soporte de construcción 9 se puede soportar mediante uno de los brazos robotizados 10 u otro dispositivo adecuado para accionarlo en rotación y moverlo convenientemente cerca del elemento que suministra el elemento alargado continuo, para provocar el enrollado de este último en bobinas superpuestas radialmente alrededor del eje geométrico del propio soporte de construcción.

Tal como se ha descrito anteriormente, el neumático 2 también comprende los flancos 8 que, dependiendo de las diferentes realizaciones, pueden tener respectivos bordes de extremo radialmente externos superpuestos sobre los bordes laterales de la banda de rodadura, para formar un esquema de diseño del tipo usualmente llamado como "flancos superpuestos", o interpuestos entre la estructura de carcasa y los bordes laterales de la banda de rodadura, según un esquema de diseño del tipo llamado como "flancos subyacentes".

Generalmente, los flancos 8 se hacen a través del enrollado de por lo menos una banda continua de material elastomérico en crudo en bobinas dispuestas de manera consecutiva cercanas entre sí y convenientemente superpuestas para proporcionar a cada uno de los flancos la conformación estructural deseada.

Según el esquema de diseño de "flancos subyacentes" citado anteriormente, después de la fabricación de los flancos 8, la estructura de carcasa 2 así completada sobre el soporte de construcción 9 tiene por sí misma acoplarse con la estructura de cintura 6 hecha en la línea de fabricación de las cinturas 12b del tipo convencional.

La estructura de cintura 6 puede estar hecha por ejemplo, empezando a partir de uno o más productos semiacabados en forma de una cinta continua que llega desde respectivas líneas de alimentación 44a para cortarse al tamaño según la extensión circunferencial de la estructura de cintura 6 que se hace, y posteriormente enrollándose sobre por lo menos un tambor plegable 45 de manera que cada una formará una llamada capa de cintura. Alternativamente, la estructura de cintura 6 se puede hacer formando directamente los productos semiacabados en forma de una cinta que tienen una longitud deseada en la misma línea de fabricación de las cinturas 12b que lleva el tambor plegable 45, tal como se describe en el documento US 2002/062908 a nombre del mismo solicitante, por ejemplo.

Por lo menos un elemento de transferencia, indicado esquemáticamente mediante la referencia no 46, recoge la estructura de cintura 6 desde el respectivo tambor plegable 45 para colocarla, en la estación de trabajo 111 de la figura 1, en una posición centrada de manera coaxial alrededor de la estructura de carcasa de construcción 3, formada sobre la cámara hinchable 14 bajo condiciones hinchadas tal como se muestra en las figuras 3 y 3a. Se puede diseñar un elemento de transferencia adicional 46 para transferir las estructuras de cintura 6 desde un tambor plegable 45 respectivo a las estructuras de carcasa montadas 3 obtenidas en la línea de montaje 12a. Debe indicarse que el posicionamiento de la estructura de cintura 6 alrededor de la estructura de carcasa de construcción 3 se puede obtener a través de un movimiento axial del elemento de transferencia 46 y/o del soporte de construcción 9 llevado mediante uno de los brazos robotizados 10.

Tal como se muestra en las figuras 3 y 3a, la estructura de carcasa construida 3 formada sobre la cámara hinchable 14 bajo condiciones hinchadas tiene un diámetro máximo adecuadamente menor que el diámetro interno de la estructura de cintura 6, de manera que se puede insertar de manera coaxial en su interior sin interferencias mecánicas.

Cuando se acaba el posicionamiento, tal como se muestra en las figuras 4 y 4a, se acciona una etapa de expansión radial de la cámara hinchable 14 empezando desde la condición hinchada, para expandir radialmente la estructura de carcasa construida 3 hasta que se lleva la tela de carcasa 4 en contacto con la superficie interna de la estructura de cintura 6, soportada mediante el elemento de transferencia 46.

Se muestra en las figuras 3 y 4 la realización en la cual tanto la estructura de cintura 6 (incluidas las dos capas atravesadas y la capa de cero grados) como la banda de rodadura 7 se fabrican en una planta convencional, es decir, en la línea de fabricación de las cinturas 12b y en una línea de producción de la banda de rodadura convencional (no representada en la figura 1) y posteriormente asociada (ver la figura 4) con la estructura de carcasa construida 3 mediante el uso del elemento de transferencia 46.

Alternativamente, tal como se muestra en las figuras 3a y 4a, la estructura de cintura 6 sola (incluidas las dos capas atravesadas y la capa de cero grados) se hace en una planta del tipo convencional (es decir, en la línea de fabricación de las cinturas 12b), mientras que la banda de rodadura 7 se obtiene posteriormente directamente sobre el soporte de construcción 9 provisto de la cámara hinchable 14 en la estación de trabajo 112 en la figura 1.

Según otra realización (no representada), solamente las dos capas atravesadas de la estructura de cintura 6 se hacen en la línea de fabricación de las cinturas 12b, mientras que la capa de cero grados de la estructura de cintura (así como la banda de rodadura) se obtiene sobre el soporte de construcción 9 provisto de la cámara hinchable 14.

La expansión radial de la cámara hinchable 14 se puede conseguir siguiendo un movimiento axial controlado de los rebordes de anclaje 15, 16, y por lo tanto de los bordes circunferencia desde la cámara hinchable 14, alejándose o acercándose entre sí.

Este movimiento se puede ejecutar por ejemplo mediante dispositivos de movimiento axial, que son llevados mediante el brazos robotizados 10 que se acopla con el soporte de construcción 9 y que opera de tal manera que hace rotar los árboles 17, 18 firmemente y conjuntamente con los propios rebordes de anclaje 15, 16. Las roscas opuestas que se acoplan con cada uno de los árboles 17, 18 en los respectivos rebordes provocan, siguiendo la rotación citada anteriormente, el movimiento axial mutuo deseado que los propios rebordes y, como resultado, la expansión radial de la cámara hinchable 14 mediante el efecto de la presión de hinchado de esta última. El movimiento axial de los rebordes 15, 16 también se puede obtener a través del deslizamiento axial mutuo de los árboles 17, 18.

Alternativamente, o además de movimiento axial de los rebordes de anclaje 15, 16, la expansión radial de la cámara hinchable 14 se puede realizar mediante la introducción adicional en la misma del fluido bajo presión, a través de dispositivos de hinchado 42.

La estructura de los rebordes de anclaje 15, 16 proporciona a los bordes circunferenciales internos 14a de la cámara hinchable 14 alguna movilidad en una dirección radial. En consecuencia, los bordes circunferenciales 14a de la cámara hinchable 14 son libres para mostrarse en una dirección radial y una dirección circunferencial, arrastrando los bloques 27 que realizan una traslación radial alejándose del eje X-X y comprimiendo los elementos de retorno elásticos 35.

Esta movilidad de los bordes circunferenciales 14a de la cámara hinchable 14 se puede utilizar ventajosamente para ayudar a la expansión radial de dicha cámara. Sin embargo, en una solución preferida, la presión de hinchado de la cámara 14 bajo condiciones de expansión radial se mantiene preferiblemente por debajo de 5 bars, en cualquier caso, en un valor que permite que los elementos de retorno elásticos 35 mantengan los bloques 27 en una posición radialmente contraída.

La expansión radial de la cámara hinchable 14 se puede utilizar ventajosamente para determinar una acción de presión de la estructura de cintura 6 contra la estructura de carcasa construida 3, a continuación aplicada contra la propia estructura de cintura. El elemento de transferencia 46 se pueden desacoplar posteriormente de la estructura de cintura 6 aplicada alrededor de la estructura de carcasa 3. La acción de presión para los propósitos de aplicación se puede implementar mediante una etapa de enrollado o cepillado, que se ejecuta de una manera conocida por sí misma sobre la estructura de cintura 6 después de desacoplarla del elemento de transferencia 46.

Tal como se ha mencionado anteriormente, aplicada al estructura de cintura 6, antes o después de la aplicación de dicha estructura de cintura a la estructura de carcasa 3, está la banda de rodadura 7 que se puede hacer en forma de un producto semiacabado extrudido directamente basado en la configuración geométrica y dimensional final de la propia banda de rodadura. Se prevé generalmente en esta realización una etapa adicional de enrollado de la banda de rodadura, de manera que esta última se asocie correctamente con la estructura de cintura subyacente. Alternativamente, la banda de rodadura 7 se forman mediante el bobinado sobre la estructura de cintura 6 de un elemento alargado continua de tamaño reducido para formar bobinas dispuestas cercanas entre sí y superpuestas hasta que se proporciona la configuración geométrica y dimensional deseada a la banda de rodadura 7.

Según el esquema de diseño citado anteriormente que prevé los "flancos superpuestos", se aplica generalmente una primera porción de los flancos 8 en los talones 5 del neumático 2 durante la fabricación de la estructura de carcasa 3. Una segunda porción de los flancos número hecho se aplica posteriormente en una etapa después de la disposición de la banda de rodadura 7, de manera que los bordes de extremo radialmente externos de dicha segunda porción se superponen sobre los bordes laterales de la banda de rodadura. Preferiblemente, el material elastomérico de dicha segunda porción tiene una dureza menor que el material elastomérico de dicha primera porción.

Ventajosamente, durante el montaje de los diferentes componentes del neumático 2, y en particular durante la fabricación de la estructura de carcasa construida 3, se puede prever un control de la presión interna de la cámara hinchable 14 que se realiza de manera continua o en intervalos predeterminados. De hecho, el solicitante ha encontrado que esta presión interna se puede someter a importantes variaciones, debido a aumentos o caídas de temperatura que se producen durante el trabajo, con las consiguientes repercusiones sobre la conformación geométrica de la cámara hinchable 14 en un estado hinchado. Para este propósito, se prevén unos dispositivos 47 para controlar y mantener la presión de hinchado en la cámara hinchada 14 que comprenden preferiblemente un tanque neumático 47a (mostrado esquemáticamente) asociado con el primer árbol 17 por ejemplo y conectado con el conducto de entrada de fluido 43, de manera que se puede llenar con fluido bajo presión al mismo tiempo que el hinchado de la cámara 14. Combinados con el tanque neumático 46a hay elementos de control que consisten en un sensor manométrico 47b por ejemplo, que se conecta a una válvula on-off 47b en el propio tanque para controlar la entrada de fluido bajo presión en la cámara hinchable 14 si la presión interna de dicha cámara cae por debajo de un valor predeterminado. El sensor manométrico 47b también puede comandar la apertura de una válvula de descarga 48 asociada con un conducto de salida 49 que descarga el fluido bajo presión de la cámara hinchable 14, para determinar la evacuación del fluido bajo presión si la presión interna de la cámara 14 sobrepasa un límite predeterminado durante la fabricación del neumático 2.

Cuando la fabricación se ha completado, él soporte de construcción 9 con el neumático en crudo numeró dos formado sobre el mismo se transfiere a uno de los moldes de vulcanización 13 previstos en la estación de vulcanización y moldeado 113 de la figura 1, en la cual se realiza la activación de los dispositivos de sobrehinchado 50, bajo la acción de cuyos dispositivos se determina una expansión adicional de la cámara hinchable empezando desde la condición de expansión radial.

Estos dispositivos de sobrehinchado 50 pueden coincidir, o formar una parte solidaria de los dispositivos de hinchado 42 descritos anteriormente y un canal de evacuación 52 por ejemplo para un fluido bajo presión, cuyos canales están dispuestos longitudinalmente en el segundo árbol 18 y se pueden conectar con un circuito para suministrar vapor u otro fluido del vulcanización usualmente asociado con el molde 13. A través de los canales de entrada 51 y evacuación 52, se permite así la circulación de vapor en el interior del soporte de construcción 9 con valores de presión incluso mayores de 20 bars, considerablemente mayores que los generados para hacer y mantener la cámara 14 en la condición hinchada en las etapas de fabricación anteriores del neumático 2.

La alta presión del vapor introducido en la cámara hinchable 14 provoca así un sobrehinchado con expansión adicional para asegurar la compresión del neumático 2 contra las paredes internas del molde 13.

Bajo esta circunstancia, la presión interna de la cámara hinchable 14 es capaz de superar la acción ejercida por los elementos de retorno elásticos 35. En consecuencia, los bordes circunferenciales 14a de la cámara hinchable 14 se mueven en una dirección radial y circunferencial, arrastrando los bloques 27 que realizan una traslación radial alejándose del eje X-X y comprimen los elementos elásticos retorno 35, para ayudar a la expansión de la cámara durante la etapa de sobrehinchado. Preferiblemente, para alcanzar la condición de sobrehinchado, los bordes circunferenciales internos se someten a una expansión de por lo menos el 2% en una dirección circunferencial.

Cuando se ha completado la vulcanización, el vapor bajo presión se expulsa de la cámara hinchable 14 a través del canal de evacuación 52 y, debido a la reducción de la presión, los elementos elásticos de retorno 35 llevan los bloques 27 de vuelta a la primera condición operativa, provocando la separación de la cámara hinchable 14 de las superficies internas del neumático 2.

En la estación de trabajo 114, el soporte de construcción 9 con el neumático acabado 2 se retira del molde 13 para separarse posteriormente entre sí. Para este propósito, el primer y el segundo árboles 17, 18 sedes acoplan entre sí y, mientras se retiene externamente el neumático 2 mediante un manipulador 53, se puede realizar una aproximación mutua de los rebordes de anclaje 15, 16 para provocar la separación de los talones 5 de los rebordes de tope circunferenciales 37. A continuación, se provoca un movimiento axial de los segundos cubos 41 alejándose de los primeros cubos 40, de manera que los segundos sectores circunferenciales 31 de son libres de tomar una orientación hacia la condición de reposo sin interferir mecánicamente con los primeros sectores circunferenciales 38. Durante esta etapa de movimiento axial, los segundos sectores circunferenciales entre nueve llevados por al menos uno de los segundos cubos 41, por ejemplo el asociado con el primer árbol 17, se esfuerzan para que pasen al interior del correspondiente talón 5 del neumático 2, al mismo tiempo que alcanzan una condición de reposo.

Posteriormente, se acciona el movimiento axial de los rebordes de anclaje 15, 16 alejándose entre sí, de manera que se provoca el paso de los primeros sectores circunferenciales 38 de por lo menos uno de los primeros cubos 40, por ejemplo el asociado con el primer árbol 17, en el interior del talón del neumático 2. El propio neumático 2, a través de un manipulador 53, tiende a deslizarse axialmente a través de uno de los reportes de anclaje 15, 16, el reborde 15 asociado con el primer árbol 17 por ejemplo, así como de los respectivos cubos 40, 41. Un anillo de soporte 54 se puede colocar ventajosamente sobre los cubos 40, 41 axialmente separados asociados con el primer árbol 17, para mantener los sectores circunferenciales 38, 39 en la posición de reposo.

Debe indicarse que la retirada del neumático 2 del soporte de construcción 9 se puede realizar posiblemente antes de la vulcanización, de manera que la operación citada en último lugar se puede realizar en una unidad de vulcanización convencional que se utiliza también para la vulcanización del neumático fabricado a lo largo de la línea de montaje 12a.

La utilización original de la cámara hinchable 14 según la invención permite la fabricación de neumáticos a través de la formación de los elementos constituyentes de la estructura de carcasa 3 mediante la colocación de los componentes elementales sobre el soporte de construcción 9 y la realización de la estructura de cintura 6 - y posiblemente la banda de rodadura 7 - en líneas de producción del tipo tradicional, es decir, que funcionan sobre productos semiacabados.

La integración de una línea de construcción de carcasas 12 para la fabricación de las estructuras de carcasa mediante componentes elementales, con una línea de montaje convencional 12a, también permite aumentar en gran medida la flexibilidad de la producción de la planta, debido a la posibilidad de obtener, en la línea de construcción 12, estructuras de carcasa que tienen estándares de construcción diferentes entre sí y/o de las estructuras de carcasa producidas a lo largo de la línea de montaje 12a.

El proceso según la presente invención, además, consigue la ventaja de que el diámetro final cuando se coloca la estructura de cintura sobre la estructura de carcasa subyacente es sin ninguna duda el deseado y el calculado durante la etapa de planificación. De hecho, según la invención, la estructura de cintura se obtiene ventajosamente mediante la colocación de dicha estructura sobre un tambor cilíndrico (el tambor plegable 45), en lugar de colocarla sobre un soporte de construcción que comprende una cámara hinchable. Además, el diámetro final de la estructura de cintura se asegura mediante la altura predeterminada del elemento de transferencia 46; de hecho, la expansión de la cámara hinchable 14 que soporta la estructura de carcasa se regula de tal manera que se permite el acoplamiento entre la estructura de cintura retenida mediante el elemento de transferencia 46 y la estructura de carcasa asociada con la cámara hinchable 14. Por lo tanto, existe una ventaja en términos de calidad del neumático producido, particularmente en lo que se respecta a la regularidad del mismo.

Otra ventaja resultante del procedimiento según la presente invención reside en el uso de líneas de fabricación de un tipo convencional para hacer las estructuras de cintura que permite la disposición, si se requiere, de elementos alargados circundantes de material elastomérico dispuestos en los bordes circunferenciales de las capas de cintura atravesadas que rodean dichos bordes. Estos elementos alargados se utilizan a veces para proteger la integridad del neumático en los extremos axiales de dichas capas de cintura, para evitar que las porciones de extremo de las cuerdas metálicas presentes en dichas capas de cintura dañen de manera irreparable la estructura del neumático en los flancos del neumático.

Tal como se indicado anteriormente, una ventaja adicional conseguida por el procedimiento de la invención es la posibilidad de aplicar a la estructura de carcasa una estructura de cintura, y posiblemente una banda de rodadura formada previamente, evitando que la cámara hinchable y el artículo fabricado soportado mediante la misma se sometan a tensiones indeseables que, por el contrario, se producirían si la estructura de cintura se fabrica a través de la disposición de los componentes elementales directamente sobre la estructura de carcasa soportada sobre la cámara hinchable del soporte de construcción. Por lo tanto, el procedimiento según la invención hacer posible y conveniente la utilización de una cámara hinchable que tiene una estructura simplificada.

Además, como el soporte de construcción que comprende la cámara hinchable permite que el neumático el crudo se desacople el propio soporte de una manera suficientemente fácil, en el procedimiento según la invención la etapa de vulcanización se puede realizar de una manera convencional, es decir, sin la introducción de dicho soporte en del molde de vulcanización.

Otras ventajas también se consiguen en términos de mejora de las condiciones de moldeado del neumático 2 y, en consecuencia, de la calidad del producto acabado. De hecho, debido a la movilidad de los bordes circunferenciales internos 14a de la cámara 14 en una dirección radial, se asegura una expansión óptima de la propia cámara en la condición sobrehinchada y, como resultado una mejor regularidad cuando el neumático 2 se presiona contra las paredes del molde 13.

La consecución de las ventajas anteriores también se de ayudada por las características constructivas de la cámara hinchable 14 y, en particular, mediante la capacidad de expansión de los bordes circunferenciales 14a de dicha cámara en una dirección circunferencial.

La movilidad de los bordes circunferenciales 14a reduce en gran medida las tensiones a las cuales se somete la cámara hinchable 14 en conjunto durante las etapas de expansión radial y/o sobrehinchado. Así, se asegura una duración más larga de la cámara hinchable 14 y la frecuencia de intervenciones de mantenimiento en el soporte de construcción 9 se reduce.

También se reconocerá que el control del hinchado a través del control de la configuración geométrica de la cámara 14 ofrece un mejor control de la uniformidad geométrica del producto tenido. El hecho de que la presión interna de la cámara, cuando se ha completado el hinchado, se controle se mantenga durante la ejecución de todo el proceso de fabricación del neumático 2 también ayuda a alcanzar la mejora anterior.

La posibilidad de el posicionamiento axial de los rebordes de anclaje 15, 16 a lo largo de los respectivos primer y segundo árboles 17, 18 también permite que el soporte de construcción 9 se adapte a la producción de neumáticos de diferentes tamaños.

\vskip1.000000\baselineskip

Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

\sqbullet US3380872A [0007]

\sqbullet EP0613767A [0007]

\sqbullet US5853526A [0008]

\sqbullet US6318432B [0009]

\sqbullet US6635132B [0009]

\sqbullet US2002029841A [0009]

\sqbullet US6457504B [0063]

\sqbullet US2002062908A [0071]

Claims (51)

1. Aparato para la fabricación de neumáticos (2), que comprende:

- un soporte de construcción (9) que incluye una cámara hinchable (14) que tiene bordes circunferenciales (14a) o axialmente separados;

- unos dispositivos de hinchado (42) asociados con la cámara hinchable (14) para llevarla a una condición hinchada, de manera que tenga una forma substancialmente toroidal con una superficie de la misma con la misma forma que la superficie interna de una estructura de carcasa (3) de un neumático (2);

- unos dispositivos para formar la estructura de carcasa (3) mediante la colocación de componentes elementales de dicha estructura de carcasa (3) sobre el soporte de construcción (9);

- unos dispositivos (44, 45, 46) para aplicar una estructura de cintura anular (6) en la estructura de carcasa (3), en una posición radialmente externa;

en el que dichos dispositivos (44, 45, 46) para aplicar la estructura de cintura (6) comprenden:

- unos dispositivos de posicionamiento (46) que operan sobre la estructura de cintura (6) para soportarla en una posición coaxialmente centrada alrededor de la ciudad de carcasa (3) formada sobre el soporte de construcción (9);

- unos dispositivos para expandir la cámara hinchable (14) desde la condición hinchada, en la cual la estructura de carcasa (3) formada sobre la misma tiene un diámetro máximo menor que un diámetro interno de la estructura de cintura (6), hasta una condición de expansión radial en la cual la estructura de carcasa (3) se aplica contra la estructura de cintura (6).

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho soporte de construcción (9) comprende rebordes de anclaje axialmente opuestos (15, 16) que se acoplan con bordes circunferenciales (14a) de la cámara hinchable (14).

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que los dispositivos para expandir la cámara hinchable (14) comprenden elementos para el movimiento axial de los rebordes de anclaje (15, 16).

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que dichos elementos para el movimiento axial comprenden un primer árbol (17) y un segundo árbol (18) que se acoplan telescópicamente entre sí llevan los rebordes de anclaje (15, 16), respectivamente.

5. Aparato según la reivindicación 4, en el que los rebordes de anclaje (15, 16) están acoplados sobre el primer y el segundo árboles (17, 18) mediante una primera y una segunda roscas (15a, 16a) respectivamente, que tienen direcciones de enroscado opuestas, comprendiendo dichos elementos del movimiento axial dispositivos para accionar los árboles (17, 18) en rotación respecto a los rebordes de anclaje (15, 16).

6. Aparato según la reivindicación 4, en el que los dispositivos de hinchado (42) comprenden por lo menos un conducto de entrada neumático (43) formado en por lo menos uno de dichos primer árbol (17) y segundo árbol (18).

7. Aparato según la reivindicación 1, en el que los dispositivos para expandir la cámara hinchable (14) comprenden elementos de comando que operan sobre los dispositivos de hinchado (42) para permitir la entrada de fluido bajo presión al interior de la cámara hinchable (14) en una condición hinchada.

8. Aparato según la reivindicación 2, en el que unos elementos de deslizamiento radial (26) asociados con dichos rebordes de anclaje (15, 16) permite el movimiento radial de los bordes circunferenciales (14a) de la cámara hinchable (14).

9. Aparato según la reivindicación 8, en el que los elementos de deslizamiento radial (26) comprenden, para cada reborde de anclaje (15, 16), una pluralidad de bloques distribuidos de manera circunferencial que están guiados de manera deslizante en una dirección substancialmente radial sobre el reborde de anclaje (15, 16) y se acoplan rígidamente al correspondiente reborde circunferencial (14a) de la cámara hinchable.

10. Aparato según la reivindicación 9, que comprende elementos de retorno elásticos (35) que operan sobre los bloques (27) para empujarlos contra un eje geométrico de la cámara hinchable (14).

11. Aparato según la reivindicación 9, en el que cada borde circunferencial (14a) de la cámara hinchable (14) está encerrado entre dichos bloques y una superficie de tope radial definida en el reborde de anclaje (15, 16).

12. Aparato según la reivindicación 11, en el que la cámara hinchable (14) está acoplado de manera deslizante y sellada contra la superficie de tope radial.

13. Aparato según las reivindicaciones 2 y 8, en el que por lo menos un sello circunferencial (34) que actúa contra la cámara hinchable (14) está asociado con cada reborde de anclaje (15, 16) en una posición radialmente externa respecto a los elementos de deslizamiento radial (26).

14. Aparato según la reivindicación 9, en el que asociada con cada reborde de anclaje (15, 16) hay por lo menos una membrana anular (36) que tiene un borde circunferencial radialmente interno sujeto de manera sellada al reborde de anclaje (15, 16) en una posición radialmente interna respecto a los elementos de deslizamiento radial (26), y un borde circunferencial radialmente externo sujeto de manera sellada con el reborde de anclaje (15, 16) en una posición radialmente externa respecto a los elementos de deslizamiento radial (26).

15. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende dispositivos (47) para controlar y mantener la presión de hinchado de la cámara hinchable (14) durante el montaje de los componentes de la estructura de carcasa (3) sobre el soporte de construcción (9).

16. Aparato según la reivindicación 15, en el que dichos dispositivos (47) para el control y el mantenimiento de la presión de hinchado comprenden un tanque neumático (47a) asociado con el soporte de construcción (9), y elementos de control (47b, 47c) interconectados con dicho tanque para mantener un control constante de la presión de hinchado de la cámara hinchable (14) en la condición hinchada.

17. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende dos rebordes anulares (37) que se colocan en posiciones respectivamente opuestas contra las superficies laterales externas de la cámara hinchable (14) y definiendo, cada una, una superficie de tope rígida para la formación de un talón (5) del neumático (2) que se está trabajando.

18. Aparato según la reivindicación 17, en el que cada reborde anular (37) comprende sectores circunferenciales (38, 39) que son desplazables entre una posición operativa, en la cual tienen una orientación substancialmente radial respecto a un eje geométrico de la cámara hinchable (14), y una posición de reposo en la cual están radialmente retraídos para permitir el desacoplamiento del neumático (2) del soporte de construcción (9).

19. Aparato según la reivindicación 18, en el que cada reborde anular (27) comprende unos primeros sectores (38) y unos segundos sectores (39) que están distribuidos de manera circunferencial en una secuencia alternada y están acoplados con un primer cubo (40) y un segundo cubo (41) respectivamente, que son axialmente desplazables entre sí.

20. Aparato según la reivindicación 1, en el que asociados con dichos dispositivos de hinchado (42) hay unos elementos para detectar la configuración geométrica de la cámara hinchable (14), para interrumpir la entrada de fluido bajo presión cuando la cámara hinchable (14) ha alcanzado unos tamaños predeterminados.

21. Aparato según la reivindicación 20, en el que dichos elementos de detección comprenden por lo menos un fotoemisor que genera un rayo de luz que es interceptado mediante la cámara hinchable (14) en una condición hinchada, y un fotoreceptor colocado para recibir el rayo de luz.

22. Aparato según la reivindicación 1, en el que los dispositivos para formar la estructura de carcasa (3) comprenden elementos para colocar elementos a modo de banda de cuerdas cauchutadas sobre el soporte de construcción (9) en una secuencia circunferencial, para formar por lo menos una tela de carcasa.

23. Aparato según la reivindicación 1, en el que los dispositivos para formar la estructura de carcasa (3) comprenden elementos para la aplicación de por lo menos un elemento alargado continuo resistente a las tensiones de tracción, en forma de bobinas radialmente superpuestas alrededor de un eje de rotación geométrico del soporte de construcción (9), para formar una estructura de anclaje anular (5a) en la proximidad de un borde circunferencial interno de la estructura de carcasa (3).

24. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende una estación de vulcanización y moldeado (113) de los neumáticos obtenidos.

25. Aparato según la reivindicación 24, en el que dicha estación de vulcanización y moldeado (113) comprende:

- un molde de vulcanización de los neumáticos (13);

- dispositivos para transferir el soporte de construcción (9) al interior del molde de vulcanización (13);

- dispositivos (50) para el sobrehinchado de la cámara hinchable (14), que funcionan en dicho molde de vulcanización (13) y están adaptados para y fiarse para imponer una expansión radial adicional a la cámara hinchable (14), empezando desde la condición de expansión radial.

26. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende dispositivos para la aplicación de inserciones de refuerzo alargadas que se extienden en bobinas circunferenciales dispuestas axialmente cercanas entre sí, alrededor de la estructura de cintura anular (6) llevada mediante la estructura de carcasa (3).

\newpage

27. Aparato según la reivindicación 1, que también comprende una estación de trabajo (112) para aplicar una bandada rodadura (7) en dicha estructura de cintura anular (6) en una posición radialmente externa.

28. Aparato según la reivindicación 27, en el que dicha estación de trabajo (102) comprende dispositivos para formar la banda de rodadura (7) mediante la envoltura de un producto semiacabado de material elastomérico alrededor de la estructura de cintura (6), cuyo producto tiene substancialmente la misma anchura de la banda de rodadura.

29. Procedimiento para la fabricación de neumáticos (2) a través del uso de un soporte de construcción (19) tiene una cámara hinchable (14) con bordes circunferenciales coaxialmente separados (14a), comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- colocar la cámara hinchable (14) en una condición hinchada de manera que una superficie externa de la misma coincide en forma con la superficie interna de una estructura de carcasa (3) de un neumático (2);

- aplicar una pluralidad de componentes elementales sobre el soporte de construcción (9) para formar la estructura de carcasa (3);

- aplicar una estructura de cintura anular (6) a la estructura de carcasa (3) en una posición radialmente externa;

en el que la aplicación de la estructura de cintura (6) comprende las etapas de:

- hacer la estructura de cintura (6);

- colocar la estructura de cintura (6) en una posición coaxialmente centrada respecto a la estructura de carcasa (3) formada sobre la cámara hinchable (14);

- expandir radialmente la cámara hinchable (14) para aplicar la estructura de carcasa (3) contra la estructura de cintura (6).

30. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que la expansión radial de la cámara hinchable (14) se realiza a través del movimiento axial mutuo de los bordes circunferenciales (14a) axialmente separarlos de la propia cámara hinchable.

31. Procedimiento según la reivindicación 29 ó 30, en el que la expansión radial de la cámara hinchable (14) se realiza a través de la admisión en su interior de un fluido bajo presión.

32. Procedimiento según la reivindicación 29 ó 30, en el que durante la expansión radial, los bordes circunferenciales (14a) de la cámara hinchable (14) están sometidos a un movimiento radial centrífugo.

33. Procedimiento según la reivindicación 32, en el que en la traslación entre la condición hinchada y la condición de expansión radial, cada borde circunferencial (14a) de la cámara hinchable (14) está guiado de manera deslizante y sellada en un reborde de anclaje (15, 16) asociado con dicho soporte de construcción (9).

34. Procedimiento según la reivindicación 29, que también comprende una etapa de presionado de la estructura de cintura (6) contra la estructura de carcasa (3).

35. Procedimiento según la reivindicación 34, en el que dicha etapa de presión se realiza al mismo tiempo con dicha etapa de expansión radial.

36. Procedimiento según la reivindicación 34 ó 35, en el que dicha etapa de presión se realiza ejerciendo una acción de enrollado o cepillado sobre la estructura de cintura (6).

37. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que la disposición de la cámara (14) en la condición hinchada se realiza mediante la admisión de un fluido bajo presión en la cámara hinchable (14), comprendiendo también dicho procedimiento la etapa de control de la configuración geométrica de la cámara hinchable (14).

38. Procedimiento según la reivindicación 37, en el que el control de la configuración geométrica de la cámara hinchable (14) se realiza mediante la detección de la intersección de por lo menos un rayo de luz mediante en la cámara hinchable (14) cuando esta última alcanza la condición hinchada.

39. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que durante la etapa de montaje de los componentes elementales de la estructura de carcasa (3) sobre el soporte de construcción (9) se realiza por lo menos el control de la presión de hinchado de la cámara hinchable (14).

40. Procedimiento según la reivindicación 29, que también comprende la etapa de asociar una banda de rodadura (7) con dicha estructura de cintura anular (6) en una posición radialmente externa.

\newpage

41. Procedimiento según la reivindicación 40, en el que la etapa de asociar la bandada rodadura (7) se realiza mediante:

- formar un producto semiacabado elastomérico que tiene la misma anchura que la banda de rodadura (7); y

- envolver dicho producto semiacabado alrededor de la estructura de cintura (6).

42. Procedimiento según la reivindicación 40, en el que la etapa de asociar la banda de rodadura (7) se realiza antes de la aplicación de la estructura de cintura (6) sobre la estructura de carcasa (3).

43. Procedimiento según la reivindicación 40, en el que la etapa de asociar la banda de rodadura (7) se realiza después de la aplicación de la estructura de cintura (6) sobre la estructura de carcasa (3).

44. Procedimiento según la reivindicación 29, que también comprende la etapa de vulcanizar y moldear el neumático obtenido.

45. Procedimiento según la reivindicación 44, en el que la etapa de vulcanización y moldeado de cada neumático fabricado sobre el soporte de construcción (9) comprende las etapas de:

- retirar el neumático en crudo (2) del soporte de construcción (9);

- introducir el neumático en crudo (2) en un molde de vulcanización (13).

46. Procedimiento según la reivindicación 44, en el que la etapa de vulcanización y moldeado cada neumático fabricado sobre el soporte de construcción (9) comprende las etapas de:

- introducir el neumático en crudo (2) y del soporte de construcción (9) en un molde de vulcanización (13);

- realizar un sobrehinchado de la cámara hinchable (14) durante la etapa de vulcanización y moldeado.

47. Procedimiento según la reivindicación 46, en el que durante la etapa de sobrehinchado, los bordes circunferenciales (14a) se someten a un movimiento radial hacia el exterior.

48. Procedimiento según la reivindicación 45 ó 46, que también comprende una etapa de deshinchar la cámara hinchable (14) para permitir el desacoplamiento del soporte de construcción (9) del neumático (2).

49. Procedimiento según la reivindicación 29, que también comprende la etapa de mover lateralmente un par de rebordes de tope anulares (37) cerca de la cámara hinchable (14), definiendo dichos rebordes (37) asientos de apoyo para respectivos talones del neumático (2) que se está trabajando.

50. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que la formación de la estructura de carcasa (3) comprende por lo menos una etapa de formación de una tela de carcasa (4) mediante la colocación de elementos a modo de banda hechos de cuerdas cauchutadas, en una sucesión circunferencial, sobre el soporte de construcción (9).

51. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que la formación de la estructura de carcasa (3) comprende por lo menos una etapa de formación de una estructura de anclaje anular (5a) cerca de un borde circunferencial interno de la estructura de carcasa (3), a través del enrollado y un elemento alargado continuo en bobinas radialmente superpuestas.