IT202000029222A1 - Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico - Google Patents

Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico Download PDF

Info

Publication number
IT202000029222A1
IT202000029222A1 IT102020000029222A IT202000029222A IT202000029222A1 IT 202000029222 A1 IT202000029222 A1 IT 202000029222A1 IT 102020000029222 A IT102020000029222 A IT 102020000029222A IT 202000029222 A IT202000029222 A IT 202000029222A IT 202000029222 A1 IT202000029222 A1 IT 202000029222A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
pressure value
elastomeric material
inlet pressure
inlet
extrusion
Prior art date
Application number
IT102020000029222A
Other languages
English (en)
Inventor
Cesare Emanuele Amurri
Fabio Cicognani
Emanuele Luca Schiavon
Original Assignee
Pirelli
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pirelli filed Critical Pirelli
Priority to IT102020000029222A priority Critical patent/IT202000029222A1/it
Priority to US18/248,824 priority patent/US20230373147A1/en
Priority to CN202180077398.7A priority patent/CN116529051A/zh
Priority to PCT/IB2021/061099 priority patent/WO2022118182A1/en
Priority to MX2023005186A priority patent/MX2023005186A/es
Priority to EP21835376.1A priority patent/EP4255713A1/en
Publication of IT202000029222A1 publication Critical patent/IT202000029222A1/it

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/14Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the particular extruding conditions, e.g. in a modified atmosphere or by using vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/365Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using pumps, e.g. piston pumps
    • B29C48/37Gear pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0012Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by internal pressure generated in the material, e.g. foaming
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/255Flow control means, e.g. valves
    • B29C48/2552Flow control means, e.g. valves provided in the feeding, melting, plasticising or pumping zone, e.g. screw, barrel, gear-pump or ram
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009Measured parameter
    • B29C2948/92019Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2030/00Pneumatic or solid tyres or parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico.
Preferibilmente, il suddetto metodo ? utilizzato in un processo per il confezionamento di uno pneumatico per ruote di veicoli.
Uno pneumatico per ruote di veicoli comprende generalmente una struttura di carcassa comprendente almeno una tela di carcassa formata da corde di rinforzo inglobate in una matrice di materiale elastomerico. La tela di carcassa presenta lembi terminali impegnati a rispettive strutture anulari di ancoraggio. Queste ultime sono collocate nelle zone dello pneumatico usualmente identificate con il nome di ?talloni? e sono normalmente formate ciascuna da un inserto anulare sostanzialmente circonferenziale sul quale ? applicato, in posizione radialmente esterna, almeno un inserto riempitivo. Tali inserti anulari sono comunemente identificati come ?cerchietti? e hanno il compito di mantenere lo pneumatico ben fissato alla sede di ancoraggio appositamente prevista nel cerchio della ruota, evitando cos?, in esercizio, la fuoriuscita del lembo terminale radialmente interno dello pneumatico da tale sede.
In corrispondenza dei talloni possono essere previste specifiche strutture di rinforzo aventi la funzione di migliorare la trasmissione di coppia allo pneumatico.
Negli pneumatici di tipo ?tubeless?, uno strato di rivestimento impermeabile all?aria, usualmente denominato ?liner?, ricopre le superfici interne dello pneumatico.
In posizione radialmente esterna alla struttura di carcassa ? associata una struttura di corona.
La struttura di corona comprende una struttura di cintura ed, in posizione radialmente esterna ad essa, una fascia battistrada realizzata in materiale elastomerico.
La struttura di cintura comprende uno o pi? strati di cintura, collocati in sovrapposizione radiale l?uno rispetto l?altro ed aventi corde di rinforzo tessili o metalliche ad orientamento incrociato e/o sostanzialmente parallele alla direzione di sviluppo circonferenziale dello pneumatico.
Fra la struttura di carcassa e la struttura di cintura pu? essere previsto uno strato in materiale elastomerico, denominato ?sottocintura?, avente la funzione di rendere il pi? possibile uniforme la superficie radialmente esterna della struttura di carcassa per la successiva applicazione della struttura di cintura.
Fra la struttura di cintura e la fascia battistrada pu? essere interposto uno strato in materiale elastomerico, denominato ?sottostrato?, di propriet? idonee ad ottenere una stabile unione della fascia battistrada alla struttura di cintura.
Sulle superfici laterali della struttura di carcassa, estese ciascuna da uno dei bordi laterali della fascia battistrada fino in corrispondenza della rispettiva struttura anulare di ancoraggio, sono applicati rispettivi fianchi in materiale elastomerico.
Uno pneumatico per ruote di veicoli comprende quindi una pluralit? di componenti realizzati in materiale elastomerico. Tra essi si possono individuare, come esempi non limitativi: la fascia battistrada, i fianchi, gli strati cosiddetti sottocintura e/o sottostrato, il liner, ecc.
I suddetti componenti possono essere realizzati a partire da semilavorati in materiale elastomerico ottenuti tramite un processo di estrusione attuato in un dispositivo di estrusione. Il semilavorato estruso viene deposto su un supporto di formatura. Le modalit? di deposizione possono essere diverse (ad esempio, secondo spire adiacenti e/o almeno parzialmente sovrapposte) a seconda del componente da realizzare.
Con l?espressione ?materiale elastomerico? si intende indicare una composizione comprendente almeno un polimero elastomerico ed almeno una carica rinforzante. Preferibilmente, tale composizione comprende inoltre additivi quali, ad esempio, un agente reticolante e/o un plastificante. Grazie alla presenza dell?agente reticolante, tale materiale pu? essere reticolato tramite riscaldamento, cos? da formare il manufatto finale.
Con l?espressione ?semilavorato in materiale elastomerico? si intende indicare un elemento allungato ottenuto a seguito di un processo di estrusione del materiale elastomerico. Tale semilavorato ? quindi realizzato in solo materiale elastomerico e tipicamente ha forma appiattita.
Con l?espressione ?componente in materiale elastomerico? si intende indicare un qualsiasi componente dello pneumatico, o una parte di esso, ottenuto tramite il suddetto semilavorato in materiale elastomerico.
Le espressioni ?valle? e ?monte? sono utilizzate facendo riferimento ad una direzione di alimentazione del materiale all?interno di un dispositivo di estrusione. Pertanto, ipotizzando ad esempio una direzione di alimentazione da destra verso sinistra, una posizione ?a valle? rispetto ad un qualsiasi elemento di riferimento indica una posizione a sinistra di detto elemento di riferimento ed una posizione ?a monte? indica una posizione a destra di detto elemento di riferimento.
Con l?espressione ?inerzia termica? di una unit? strutturale di un dispositivo di estrusione si intende indicare la tendenza di una unit? strutturale a resistere a cambiamenti della temperatura; essa ? tanto maggiore quanto maggiore ? la massa di materiale costituente quella unit? strutturale.
Con l?espressione ?temperatura di esercizio? di una unit? strutturale del dispositivo di estrusione si intende indicare la temperatura alla quale tale unit? strutturale ? mantenuta durante il processo di estrusione.
Con ?rendimento di una pompa ad ingranaggi? si intende indicare il rapporto tra il volume reale di materiale elastomerico trasportato dalla pompa in un giro e il volume libero interno che potrebbe teoricamente essere trasportato dalla pompa in un giro.
WO 2012/001492, a nome della stessa Richiedente, descrive un dispositivo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico utilizzato in un processo di confezionamento di uno pneumatico per ruote di veicoli. Il dispositivo di estrusione comprende quattro diverse unit? strutturali. Una prima unit? strutturale ? definita da un corpo cavo avente un asse longitudinale. Il corpo cavo comprende, in corrispondenza di una sua porzione di estremit? di monte, una tramoggia di carico del materiale elastomerico da estrudere. Una seconda unit? strutturale ? definita da una vite di estrusione girevolmente montata all?interno del corpo cavo. La vite di estrusione funge da organo di movimentazione del materiale elastomerico all?interno del corpo cavo. Essa in particolare sposta il materiale elastomerico dalla porzione di estremit? di monte del corpo cavo ad una porzione di estremit? di valle del corpo cavo. Una terza unit? strutturale del dispositivo di estrusione ? definita da un gruppo pompa ad ingranaggi operativamente associato al corpo cavo in corrispondenza della sua porzione di estremit? di valle. Tale gruppo pompa ad ingranaggi riceve il materiale elastomerico trasportato dalla vite di estrusione e lo spinge a pressione verso valle. Una quarta unit? strutturale ? definita da un ugello associato al gruppo pompa ad ingranaggi a valle di esso. Attraverso tale ugello il materiale elastomerico spinto dal gruppo pompa ad ingranaggi viene trafilato in forma di semilavorato, per essere poi deposto sulla superficie esterna di un supporto di formatura.
JP2008229967 illustra un apparato di estrusione comprendente una vite che conduce e trasporta il materiale crudo ed una pompa ad ingranaggi. L?apparato comprende inoltre: una zona di rilevamento della pressione in uscita della pompa ad ingranaggi in cui si rileva la pressione di uscita sul lato di uscita della pompa ad ingranaggi, ed una zona di controllo della pressione di ingresso della pompa ad ingranaggi in cui si controlla gradualmente la pressione di ingresso sul lato di ingresso della pompa ad ingranaggi sulla base della suddetta pressione di uscita, in modo che la pressione di uscita della pompa ad ingranaggi sia inferiore al valore di resistenza alla pressione settato in corrispondenza del lato di uscita della pompa ad ingranaggi all?inizio dell?estrusione.
Dispositivi e metodi di estrusione sono anche descritti in JP2019081288, JP2018030345, JP2012000949, JP2007237508, EP1638756, EP3278951.
La Richiedente ha osservato che nei processi di estrusione utilizzati nel confezionamento di pneumatici per ruote di veicoli, si desidera avere una continuit? di portata di materiale elastomerico in uscita dal dispositivo di estrusione, sia per evitare di avere nel semilavorato estruso (e quindi nel componente in materiale elastomerico) difetti e/o discontinuit? strutturali, sia per consentire deposizioni del semilavorato elastomerico sul supporto di formatura ripetibili e tra loro uguali (e quindi una riproducibilit? di processo). Per ottenere la desiderata continuit? di portata ? necessario avere un riempimento continuo della pompa ad ingranaggi da parte del materiale elastomerico e ci? ? tipicamente realizzato regolando la velocit? di rotazione della vite di estrusione in modo tale da mantenere sostanzialmente costante il valore di pressione a monte della pompa ad ingranaggi.
La Richiedente ha tuttavia riscontrato che nei processi di estrusione attuati mantenendo costante la pressione in ingresso nella pompa ad ingranaggi, pu? verificarsi una indesiderata variabilit? di portata e/o peso del semilavorato estruso sia durante cicli di estrusione successivi di uno stesso materiale elastomerico sia durante un singolo ciclo di estrusione.
Nel tentativo di individuare le cause di tale variabilit? di peso del semilavorato estruso, la Richiedente ha osservato le curve che rappresentano l?andamento nel tempo della pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi (nel seguito indicate anche come ?curve di pressione?) e ha notato che la pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi pu? variare sia durante cicli di estrusione successivi di uno stesso materiale elastomerico sia durante un singolo ciclo di estrusione.
La Richiedente ritiene che le variazioni di pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi siano determinate da variazioni di viscosit? del materiale elastomerico causate da variazioni di temperatura del medesimo.
In particolare, la Richiedente ritiene che le variazioni di pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi durante cicli di estrusione successivi siano determinate dal fatto che nel tempo di attesa tra i due cicli di estrusione successivi il materiale elastomerico presente a valle della pompa ad ingranaggi tende a raffreddarsi a causa della mancata azione meccanica della vite di estrusione, aumentando la sua viscosit?. Tale aumento di viscosit? ? tanto maggiore quanto maggiore ? il suddetto tempo di attesa. Alla ripresa di un nuovo ciclo di estrusione, il materiale elastomerico, avendo una viscosit? maggiore, provoca un innalzamento della pressione in uscita dall?ugello, creando un picco di pressione che si attenua a mano a mano che il ciclo di estrusione continua e che il materiale elastomerico si scalda per effetto dell?azione meccanica della vite di estrusione.
La Richiedente ha altres? notato che durante uno stesso ciclo di estrusione, la variazione di pressione del semilavorato estruso ? pi? accentuata nel caso in cui la viscosit? iniziale del materiale elastomerico ? pi? elevata. La Richiedente ritiene che questo sia dovuto al fatto che il tempo necessario a riportare il materiale elastomerico al valore di viscosit? predeterminato sia maggiore (rispetto al caso in cui il valore iniziale di viscosit? ? minore), con un conseguente maggior tempo necessario per abbassare la pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi.
La Richiedente ritiene inoltre che durante uno stesso ciclo di estrusione, fluttuazioni del valore di pressione del semilavorato estruso possono essere causate sia dalla diversa inerzia termica delle unit? strutturali, sia da piccole e localizzate variazioni di composizione del materiale elastomerico in transito nel dispositivo di estrusione.
Sempre osservando le suddette curve di pressione, la Richiedente ha notato che, a parit? di condizioni, nei cicli di estrusione attuati mantenendo sostanzialmente costante la pressione in ingresso nella pompa ad ingranaggi e che presentano curve di pressione in cui la media dei valori di pressione ? pi? elevata, il peso del semilavorato estruso ? inferiore rispetto a quello riscontrato nei cicli di estrusione che presentano curve di pressione in cui la media dei valori di pressione ? pi? bassa.
La Richiedente ha dunque riscontrato che la variazione della pressione del materiale elastomerico in uscita dall?ugello sia durante uno stesso ciclo di estrusione sia durante cicli di estrusione successivi causa una variazione di peso, per unit? di lunghezza, del semilavorato estruso. Essendo la pressione in ingresso alla pompa ad ingranaggi mantenuta sostanzialmente costante, la suddetta variazione di pressione comporta una variazione della differenza di pressione tra ingresso ed uscita della pompa ad ingranaggi.
La Richiedente ha verificato che la variazione di differenza di pressione tra ingresso ed uscita dalla pompa ad ingranaggi causa una variazione del rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi. In particolare, la Richiedente ha verificato che ad un aumento della differenza di pressione tra ingresso ed uscita della pompa ad ingranaggi corrisponde una diminuzione del rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi ed una conseguente diminuzione della quantit? (e quindi del peso) del materiale elastomerico estruso, mentre ad una diminuzione della differenza di pressione tra ingresso ed uscita della pompa ad ingranaggi corrisponde un aumento del rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi ed un conseguente aumento della quantit? (e quindi del peso) del materiale elastomerico estruso.
Il documento JP2008229967 insegna a controllare la pressione di ingresso alla pompa ad ingranaggi solo all?inizio del ciclo di estrusione e non d? soluzioni per ottenere una sostanziale costanza del materiale elastomerico estruso ad ogni ciclo di estrusione, mentre il documento WO2012/001492 come pure gli altri documenti citati non offrono soluzioni al problema sopra esposto.
La Richiedente ha per? percepito che, essendo la portata di materiale elastomerico in uscita dal dispositivo di estrusione sostanzialmente proporzionale al rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi ed essendo il rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi correlato alla differenza di pressione tra ingresso ed uscita della pompa ad ingranaggi, ? possibile ottenere una portata sostanzialmente costante di materiale elastomerico in uscita dal dispositivo di estrusione mantenendo sostanzialmente costante il rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi e che ? possibile conseguire questo risultato facendo funzionare la pompa ad ingranaggi in modo tale che l?andamento della pressione del materiale elastomerico in ingresso alla pompa ad ingranaggi segua sostanzialmente l?andamento della pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi.
La Richiedente ha infine trovato che regolando la pressione in ingresso nella pompa ad ingranaggi in funzione della pressione in uscita dalla pompa ad ingranaggi in modo tale da mantenere una differenza prefissata tra pressione di ingresso e pressione di uscita, la quantit? di semilavorato in materiale elastomerico depositato rimane sostanzialmente costante.
La presente invenzione riguarda pertanto, in un suo primo aspetto, un metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico.
Preferibilmente, un materiale elastomerico viene alimentato ad un canale di ingresso di una pompa ad ingranaggi.
Preferibilmente il materiale elastomerico ha, in detto canale di ingresso, un valore di pressione di ingresso.
Preferibilmente, detto materiale elastomerico viene erogato attraverso un canale di uscita della pompa ad ingranaggi.
Preferibilmente, il materiale elastomerico ha, in detto canale di uscita, un valore di pressione di uscita.
Preferibilmente, detto valore di pressione di uscita ? maggiore di detto valore di pressione di ingresso.
Preferibilmente, si rileva detto valore di pressione di uscita.
Preferibilmente, si regola un funzionamento di detta pompa a ingranaggi in modo tale da mantenere una prefissata differenza di pressione tra detta pressione di uscita e detta pressione di ingresso sulla base di detto rilevamento.
In un suo secondo aspetto, l?invenzione riguarda un processo per il confezionamento di uno pneumatico di ruote di veicoli.
Preferibilmente, si realizza un semilavorato in materiale elastomerico.
Preferibilmente, si deposita il semilavorato in materiale elastomerico su un supporto di formatura.
Preferibilmente, per realizzare il semilavorato in materiale elastomerico si impiega il metodo di estrusione secondo il precedente aspetto.
La Richiedente ritiene che quando il materiale elastomerico aumenta la sua viscosit?, a causa per esempio del tempo di attesa tra un ciclo di estrusione ed il successivo, e la pressione in uscita dalla pompa ad ingranaggi conseguentemente aumenta fino ad un valore di riferimento massimo, la pressione in ingresso nella pompa ad ingranaggi pu? essere aumentata per ottenere che la differenza di pressione tra uscita ed ingresso della pompa ad ingranaggi rimanga uguale ad un prefissato valore di pressione. A tale differenza di pressione corrisponde un determinato rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi e quindi una determinata portata di materiale elastomerico estruso nell?unit? di tempo. Quando la viscosit? del materiale elastomerico diminuisce, per esempio per effetto del riscaldamento del materiale elastomerico ad opera della vite di estrusione, la pressione in uscita dalla pompa ad ingranaggi diminuisce e la pressione in ingresso nella pompa ad ingranaggi pu? essere diminuita per fare in modo che la differenza di pressione tra uscita ed ingresso della pompa ad ingranaggi continui a rimanere impostata uguale al prefissato valore di pressione. Continuando a variare la pressione in ingresso nella pompa ad ingranaggi, all?interno di un prefissato intervallo di pressioni di ingresso, in funzione della pressione in uscita dalla stessa, la differenza di pressione tra uscita ed ingresso della pompa ad ingranaggi rimane sostanzialmente costante ed uguale al prefissato valore di pressione sostanzialmente per l?intera durata del ciclo di estrusione indipendentemente da possibili, indesiderate e imprevedibili variazioni di viscosit? del materiale elastomerico.
Come detto, a tale differenza di pressione corrisponde un determinato rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi ed una determinata portata di materiale elastomerico estruso nell?unit? di tempo. Tale portata quindi rimane sostanzialmente costante durante l?intero ciclo di estrusione ed in cicli di estrusione successivi. Tale costanza di portata consente una sostanziale costanza di quantit? (o peso) di semilavorato estruso ed una sostanziale ripetibilit? di processo.
Prevedendo una variazione della pressione in ingresso all?interno di un prefissato intervallo di pressioni di ingresso si ottiene inoltre che la pompa ad ingranaggi sia sempre correttamente alimentata a pressioni utili ed adeguate ad un corretto funzionamento della pompa ad ingranaggi, ottenendo l?integrit? di funzionamento della stessa.
Eventuali pressioni in ingresso al di fuori del prefissato intervallo di pressioni di ingresso si renderebbero necessarie soltanto in casi anomali e comunque per tempi di estrusione estremamente ridotti rispetto al tempo di estrusione complessivo di un ciclo di estrusione, per cui la quantit? di semilavorato depositato rimane complessivamente sostanzialmente costante sia durante un ciclo di estrusione sia in cicli di estrusione successivi.
In almeno uno dei suddetti aspetti, la presente invenzione pu? presentare almeno una delle caratteristiche preferite descritte nel seguito.
Preferibilmente, prima di alimentare il materiale elastomerico a detto canale di ingresso, si imposta un predeterminato valore minimo di pressione di ingresso.
Preferibilmente, prima di alimentare il materiale elastomerico a detto canale di ingresso, si imposta un predeterminato valore massimo di pressione di ingresso.
Preferibilmente, detto prefissato intervallo di valori di pressioni di ingresso ? compreso tra detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso e detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso.
Il predeterminato valore minimo di pressione in ingresso pu? essere impostato come il valore minimo di pressione tale per cui, dato uno specifico materiale elastomerico da impiegare, si ottenga un riempimento continuo della pompa ad ingranaggi.
Preferibilmente, detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso ? uguale a, o maggiore di, 20 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso ? uguale a, o maggiore di, 30 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso ? uguale a, o maggiore di, 40 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso ? uguale a, o maggiore di, 50 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso ? minore di 70 bar.
Il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso pu? essere impostato come il valore massimo di pressione tale per cui, data una specifica pompa ad ingranaggi da utilizzare, la pompa ad ingranaggi e/o la vite di estrusione a monte della stessa non vengano danneggiate a causa di pressioni di alimentazione troppo elevate.
Preferibilmente, detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ? uguale a, o minore di, 200 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ? uguale a, o minore di, 180 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ? uguale a, o minore di, 150 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ? uguale a, o minore di, 130 bar.
Preferibilmente, detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ? maggiore di 120 bar.
Preferibilmente, dopo aver rilevato la pressione di uscita, si calcola un valore di pressione di ingresso di riferimento come differenza tra il valore di pressione di uscita e detta prefissata differenza di pressione.
Preferibilmente, quando il valore di pressione di ingresso di riferimento ? superiore al predeterminato valore minimo di pressione di ingresso ed inferiore al predeterminato valore massimo di pressione di ingresso, la differenza tra il valore di pressione di uscita ed il valore di pressione di ingresso ? impostata pari a detta prefissata differenza di pressione.
Preferibilmente, quando il valore di pressione di ingresso di riferimento ? minore di detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso, la pressione di ingresso ? regolata in modo che il valore di pressione di ingresso ? impostato pari a detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso.
In questo modo, la pompa ad ingranaggi non ? mai alimentata con pressioni del materiale elastomerico al di sotto del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso, consentendo in ogni condizione di esercizio il pieno e continuo riempimento con materiale elastomerico della pompa ad ingranaggi.
Preferibilmente, quando il valore di pressione di ingresso di riferimento ? maggiore di detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso, la pressione di ingresso ? regolata in modo che il valore di pressione di ingresso ? impostato pari a detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso.
In questo modo, la pompa ad ingranaggi non ? mai alimentata con pressioni del materiale elastomerico al di sopra del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso, presentando in ogni condizione di esercizio pressioni di alimentazioni tali da non danneggiare la pompa ad ingranaggi e/o la vite di estrusione.
Preferibilmente, si predetermina un valore minimo di pressione di uscita.
Preferibilmente, si predetermina un valore massimo di pressione di uscita.
Preferibilmente, si calcola detta prefissata differenza di pressione in funzione di detti valori minimo di pressione di uscita e valore massimo di pressione di uscita.
La Richiedente ritiene che calcolando il valore costante di pressione in funzione di detti valore minimo di pressione di uscita e valore massimo di pressione di uscita ? possibile realizzare cicli di estrusione in cui, per un significativo intervallo di tempo del ciclo di estrusione, la pressione di ingresso nella pompa ad ingranaggi non viene impostata a valori superiori al predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ed a valori inferiori al predeterminato valore minimo di pressione di ingresso.
Detto intervallo di tempo ? quello in corrispondenza del quale il valore di pressione di ingresso di riferimento ? superiore al predeterminato valore massimo di pressione di ingresso ed inferiore al predeterminato valore minimo di pressione di ingresso.
Preferibilmente, detto valore minimo di pressione di uscita ? predeterminato effettuando almeno un ciclo di estrusione di riferimento prima di alimentare il materiale elastomerico a detto canale di ingresso.
Preferibilmente, detto valore massimo di pressione di uscita ? predeterminato effettuando almeno un ciclo di estrusione di riferimento prima di alimentare il materiale elastomerico a detto canale di ingresso.
Preferibilmente, detto ciclo di estrusione di riferimento ? effettuato tramite detta pompa ad ingranaggi.
Preferibilmente, detto ciclo di estrusione di riferimento ? effettuato con detto materiale elastomerico.
In questo modo, il ciclo di estrusione di riferimento ? in grado di fornire un valore minimo di pressione di uscita e un valore massimo di pressione di uscita simili, se non identici, a quelli effettivamente raggiunti durante un effettivo ciclo di estrusione.
La Richiedente ritiene che in questo modo il rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi ? sostanzialmente costante per tutto il ciclo di estrusione. Tale rendimento istantaneo si scosta dal valore costante soltanto quando il ciclo di estrusione presenta anomale curve di pressione aventi picchi di pressione di uscita dalla pompa ad ingranaggi al di sopra del valore massimo di pressione di uscita o al di sotto del valore minimo di pressione di uscita del ciclo di estrusione di riferimento. Tale evenienza, anche quando si presenta, ha pertanto durata temporale molto limitata (quando paragonata alla durata complessiva del ciclo di estrusione) consentendo di minimizzare i tempi significativi durante i quali il rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi non ? costante.
Preferibilmente, nel caso in cui tra un ciclo di estrusione ed il successivo viene cambiato il tipo di materiale elastomerico, viene effettuato un nuovo ciclo di estrusione di riferimento per determinare detto valore minimo di pressione di uscita e detto valore massimo di pressione di uscita.
Preferibilmente, detta prefissata differenza di pressione ? calcolata secondo la formula DP=[(HEV+LEV)/2]-[(PHIV+PLIV)/2], dove HEV indica detto valore massimo di pressione di uscita, LEV indica detto valore minimo di pressione di uscita, PHIV indica detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso e PLIV indica detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso.
La Richiedente ritiene che esiste una correlazione tra il valore massimo di pressione di uscita ed il valore minimo di pressione di uscita di un qualsiasi ciclo di estrusione, tale per cui i valori massimo e minimo di pressione di uscita non variano indipendentemente l?uno dall?altro. La Richiedente ha osservato che, a parit? di materiale elastomerico e di ugello utilizzati, cicli di estrusione successivi possono presentare curve di pressione diverse nelle quali ad un aumento del valore massimo di pressione di uscita corrisponde solitamente un aumento (non necessariamente identico) del valore minimo di pressione di uscita. Parimenti, la Richiedente ha osservato che, a parit? di materiale elastomerico e di ugello utilizzati, cicli di estrusione successivi possono presentare curve di pressione diverse nelle quali ad una diminuzione del valore massimo di pressione di uscita corrisponde solitamente una diminuzione (non necessariamente identica) del valore minimo di pressione di uscita.
La Richiedente ritiene che la formula DP=[(HEV+LEV)/2]-[(PHIV+PLIV)/2] permette di calcolare la prefissata differenza di pressione da impostare in modo tale che anche per cicli di estrusione che presentano curve di pressione non identiche alla curva di pressione del ciclo di estrusione di riferimento, il rendimento istantaneo della pompa rimanga sostanzialmente costante per gran parte del ciclo di estrusione.
Preferibilmente, la rilevazione della pressione di uscita ? reiterata con continuit? durante l?erogazione di detto materiale elastomerico.
Preferibilmente, il calcolo del valore di pressione di ingresso di riferimento viene effettuato ad ogni rilevazione della pressione di uscita.
Preferibilmente, la regolazione della pressione di ingresso nella pompa ad ingranaggi viene effettuata ad ogni rilevazione della pressione di uscita.
In questo modo, la pressione di ingresso nella pompa ad ingranaggi viene regolata con continuit? seguendo l?andamento della pressione del materiale elastomerico in uscita dalla pompa ad ingranaggi.
Preferibilmente, il calcolo di detta prefissata differenza di pressione viene effettuato prima dell?erogazione del materiale elastomerico.
Preferibilmente, regolare la pressione di ingresso comprende regolare la velocit? di rotazione di una vite di estrusione di alimentazione del materiale elastomerico alla pompa ad ingranaggi.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione preferita, fatta con riferimento ai disegni allegati. In tali disegni:
- la figura 1 ? una vista schematica di una sezione longitudinale di una forma di realizzazione preferita di un dispositivo di estrusione utilizzabile in un metodo di estrusione in accordo con la presente invenzione;
- le figure 2A e 2B sono schemi a blocchi rappresentativi di alcuni componenti del dispositivo di estrusione di figura 1;
- la figura 3 illustra in modo schematico e qualitativo l?andamento nel tempo delle pressioni in ingresso ed in uscita in/da una pompa ad ingranaggi del dispositivo di estrusione di figura 1 al variare della velocit? della vite di estrusione, nonch? l?andamento della portata del materiale elastomerico estruso tramite il suddetto dispositivo di estrusione.
La presente invenzione trova una sua preferita attuazione in un processo per il confezionamento di uno pneumatico di ruote di veicoli.
Il suddetto processo comprende, preferibilmente, il confezionamento, su un primo supporto di formatura, di una struttura di carcassa comprendente almeno una tela di carcassa ed una coppia di strutture anulari di ancoraggio ed il confezionamento, su un secondo supporto di formatura, di una struttura di corona comprendente almeno una struttura di cintura ed una fascia battistrada. La struttura di carcassa e la struttura di corona cos? confezionate vengono reciprocamente associate in modo da ottenere uno pneumatico crudo. Tale pneumatico crudo viene successivamente trasferito ad una linea di stampaggio e vulcanizzazione per l?ottenimento del prodotto finito.
Alternativamente, il processo per il confezionamento di uno pneumatico di ruote di veicoli, in cui trova pratica attuazione la presente invenzione, pu? prevedere che i singoli componenti dello pneumatico siano confezionati direttamente, secondo una sequenza prestabilita, su un unico supporto di formatura, generalmente toroidale.
Nei processi sopra descritti, i componenti realizzati in solo materiale elastomerico (quali ad esempio la fascia battistrada, i fianchi, gli strati cosiddetti sottocintura e/o sottostrato, gli inserti riempitivi delle strutture anulari di ancoraggio, il liner, il sottoliner, gli inserti di fianco, gli inserti di rinforzo, ecc.) sono ottenuti a partire da un semilavorato 150 realizzato in materiale elastomerico. Tale semilavorato 150 ? ottenuto per estrusione del materiale elastomerico in un dispositivo di estrusione 10 del tipo illustrato in figura 1 ed ? deposto su un supporto di formatura 200 mentre quest?ultimo ? movimentato attorno ad un proprio asse di rotazione R, in modo da realizzare una deposizione preferibilmente secondo spire adiacenti e/o almeno parzialmente sovrapposte, a seconda del componente da realizzare.
Il dispositivo di estrusione 10 comprende un corpo estrusore 11 definito da un corpo cavo sostanzialmente cilindrico avente un asse longitudinale X.
Il corpo estrusore 11 ? preferibilmente montato su un blocco di supporto 12 che si trova in posizione adiacente a quella assunta dal supporto di formatura 200 sul quale il semilavorato 150 viene deposto.
Il materiale elastomerico ? alimentato al corpo estrusore 11 per esempio tramite almeno un rullo di alimentazione 13 ed almeno un rullo di guida 14 montati sul blocco di supporto 12 a monte del corpo estrusore 11, da parte opposta rispetto al supporto di formatura 200.
Il corpo estrusore 11 comprende una vite di estrusione 15 estesa lungo l?asse longitudinale X ed atta a movimentare il materiale elastomerico all?interno del corpo estrusore 11 lungo una direzione di alimentazione A parallela all?asse longitudinale X.
La vite di estrusione 15 comprende contrapposte porzioni di estremit?, rispettivamente porzioni di ingresso 15a e porzioni di uscita 15b.
Un gruppo motore 16, preferibilmente montato sul blocco di supporto 12, conferisce il moto di rotazione alla vite di estrusione 15. Tra il gruppo motore 16 e la vite di estrusione 15 pu? essere previsto un riduttore 17.
Il corpo estrusore 11 comprende, in corrispondenza della porzione di ingresso 15a della vite di estrusione 15, una tramoggia 18 di carico del materiale elastomerico proveniente dal rullo di alimentazione 13.
Sempre in corrispondenza della porzione di ingresso 15a della vite di estrusione 15, ed a valle della tramoggia 18 di carico con riferimento alla direzione di alimentazione A, il corpo estrusore 11 pu? comprendere un rullo motorizzato 19 destinato a ricevere il materiale elastomerico proveniente dalla tramoggia 18 e ad alimentarlo, lungo la direzione di alimentazione, alla vite di estrusione 15.
Il rullo motorizzato 19 pu? essere disposto sotto la tramoggia 18 ed a fianco della porzione di ingresso 15a della vite di estrusione 15, vale a dire non allineato alla vite di estrusione 15. Alternativamente, il rullo motorizzato 19 pu? essere disposto a monte della porzione di ingresso 15a della vite di estrusione 15, sotto la tramoggia 18 ed allineato alla vite di estrusione 15.
Il dispositivo di estrusione 10 comprende, a valle del corpo estrusore 11, vale a dire in prossimit? della porzione di uscita 15b della vite di estrusione 15, una pompa ad ingranaggi 20, attraverso la quale passa il materiale elastomerico in uscita dal corpo estrusore 11.
La pompa ad ingranaggi 20 comprende un canale di ingresso 20a, attraverso il quale il materiale elastomerico entra nella pompa ad ingranaggi 20 ed un canale di uscita 20b attraverso il quale il materiale elastomerico esce dalla pompa ad ingranaggi 20. Il canale di ingresso 20a ? posto a valle del corpo estrusore 11, vale a dire in prossimit? della porzione di uscita 15b della vite di estrusione 15.
Nella forma di realizzazione esemplificativa illustrata in figura 1, un ugello 21 ? associato alla pompa ad ingranaggi 20 da parte opposta al corpo estrusore 11. Attraverso tale ugello 21, il materiale elastomerico spinto dalla pompa ad ingranaggi 20 viene trafilato a formare il semilavorato 150 avente forma e dimensioni desiderate, che viene poi deposto sul supporto di formatura 200.
In una forma di realizzazione alternativa (non illustrata) del dispositivo di estrusione 10, come organo di trafilatura del materiale elastomerico, al posto dell?ugello 21 si pu? far uso di un diverso dispositivo idoneo a conferire al semilavorato 150 la forma e le dimensioni desiderate (ad esempio una coppia di rulli a calandra).
Il canale di uscita 20b della pompa ad ingranaggi 20 ? posto a monte dell?ugello 21.
Il dispositivo di estrusione 10 comprende inoltre una pluralit? di unit? di termoregolazione destinate a regolare ciascuna la temperatura in corrispondenza di una specifica zona del dispositivo di estrusione 10.
Preferibilmente, ? prevista una unit? di termoregolazione 22 associata al corpo estrusore 11 in corrispondenza della tramoggia 18 ed una unit? di termoregolazione 23 associata al corpo estrusore 11 in corrispondenza della vite di estrusione 15, cos? da poter mantenere la zona del corpo estrusore 11 a monte della vite di estrusione 15 ad una temperatura di esercizio diversa da quella della zona del corpo estrusore 11 in cui ? prevista la vite di estrusione 15.
Nella forma di realizzazione esemplificativa illustrata in figura 1, sono inoltre previste una unit? di termoregolazione 24 associata alla pompa ad ingranaggi 20 ed una unit? di termoregolazione 25 associata all?ugello 21.
Ciascuna unit? di termoregolazione pu? essere attuata per riscaldare le rispettive zone a predeterminate temperature di esercizio anche tra loro differenti.
Il dispositivo di estrusione 10 comprende un primo sensore di pressione 26 configurato per rilevare la pressione del materiale elastomerico nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20.
Il dispositivo di estrusione 10 comprende inoltre un secondo sensore di pressione 27 configurato per rilevare la pressione del materiale elastomerico nel canale di uscita 20b della pompa ad ingranaggi 20.
Il dispositivo di estrusione 10 ? configurato per effettuare innanzitutto un ciclo di estrusione di riferimento durante il quale al dispositivo di estrusione 10 viene alimentato un materiale elastomerico dello stesso tipo di quello che verr? impiegato per depositare il semilavorato 150 sul supporto di formatura 200.
Tale materiale elastomerico viene alimentato nel corpo estrusore 11 attraverso la tramoggia 18.
La vite di estrusione 15 viene posta in rotazione con una velocit? di rotazione idonea ad ottenere una desiderata pressione del materiale elastomerico nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20. Tale pressione ? funzione di parametri noti quali ad esempio le propriet? (ad esempio la viscosit?) del materiale elastomerico e la temperatura di esercizio delle varie zone del dispositivo di estrusione 10 (termoregolate attraverso le unit? di termoregolazione 22, 23, 24, 25). Tali parametri noti sono gli stessi che verranno utilizzati durante i cicli di estrusione del materiale elastomerico per depositare il semilavorato 150 sul supporto di formatura 200.
A titolo esemplificativo, si vuole ottenere una pressione nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 di circa 50 bar, cui corrisponder? una determinata velocit? della vite di estrusione 15. Il primo sensore di pressione 26 rileva la pressione nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 consentendo, se necessario, di variare la velocit? della vite di estrusione 15 affinch? il materiale elastomerico raggiunga nel suddetto canale di ingresso 20a un valore di pressione pari a 50 bar.
Preferibilmente, tale valore di pressione nel canale di ingresso 20a viene mantenuto costante durante il ciclo di estrusione di riferimento.
La pompa ad ingranaggi 20 viene attivata ed il materiale elastomerico precedentemente alimentato nel canale di ingresso 20a viene spinto dalla pompa ad ingranaggi 20 nel canale di uscita 20b per essere estruso attraverso l?ugello 21.
Il ciclo di estrusione di riferimento viene attuato per il tempo necessario a depositare la quantit? voluta di semilavorato 150 sul supporto di formatura 200.
Come schematicamente illustrato in figura 2A, durante tutto il ciclo di estrusione di riferimento, il secondo sensore 27 rileva la pressione del materiale elastomerico nel canale di uscita 20b della pompa ad ingranaggi 20 ed invia segnali RPS rappresentativi delle pressioni rilevate ad un?unit? di elaborazione 30. L?unit? di elaborazione 30 determina e mette a disposizione un valore massimo di pressione di uscita HEV dalla pompa ad ingranaggi 20 ed un valore minimo di pressione di uscita LEV dalla pompa ad ingranaggi 20 raggiunti dal materiale elastomerico durante il ciclo di estrusione di riferimento. Tali valore massimo di pressione di uscita HEV e valore minimo di pressione di uscita LEV rappresentano gli estremi superiore ed inferiore della curva di pressione del ciclo di estrusione di riferimento.
A titolo esemplificativo, due cicli di estrusione di riferimento eseguiti dalla Richiedente in un dispositivo di estrusione del tipo illustrato in figura 1 con due diversi materiali elastomerici hanno fornito, nel primo ciclo, un valore massimo di pressione di uscita HEV pari a 260 bar ed un valore minimo di pressione di uscita LEV pari a 150 bar e, nel secondo ciclo, un valore massimo di pressione di uscita HEV pari a 290 bar ed un valore minimo di pressione di uscita LEV pari a 180 bar.
Successivamente, o preliminarmente al ciclo di estrusione di riferimento, vengono acquisiti, calcolati o stimati un predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV ed un predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV.
Il predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV ? il valore minimo di pressione del materiale elastomerico nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 sufficiente a consentire un corretto riempimento della pompa ad ingranaggi 20 con il materiale elastomerico. Il predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV ? quindi acquisibile, calcolabile o stimabile una volta nota la pompa ad ingranaggi 20 in uso ed il tipo di materiale elastomerico che deve essere utilizzato nel ciclo di estrusione destinato a depositare il semilavorato 150 sul supporto di formatura 200.
Il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV ? il valore massimo di pressione del materiale elastomerico nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 oltre il quale la pompa ad ingranaggi 20 e/o la vite di estrusione 15 potrebbero danneggiarsi o comunque non funzionare correttamente. Il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PLIV ? quindi acquisibile, calcolabile o stimabile una volta nota la pompa ad ingranaggi 20 in uso ed il tipo di materiale elastomerico che deve essere utilizzato nel ciclo di estrusione destinato a depositare il semilavorato 150 sul supporto di formatura 200.
Valori numerici tipici delle pompe ad ingranaggi utilizzate nei metodi di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico utilizzati in processi per il confezionamento di pneumatici per ruote di veicoli sono i seguenti: 150 bar come valore massimo di pressione di ingresso PHIV e 30 bar come valore minimo di pressione di ingresso PLIV.
Il valore massimo di pressione di uscita HEV, il valore minimo di pressione di uscita LEV, il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PLIV ed il predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV vengono elaborati dall?unit? di elaborazione 30 per mettere a disposizione una prefissata differenza di pressione DP.
Tale elaborazione pu? venire attuata dall?unit? di elaborazione 30 (come schematicamente rappresentato in figura 2A), da un?ulteriore unit? di elaborazione (non illustrata) oppure manualmente da un operatore.
In ogni caso, la prefissata differenza di pressione DP viene calcolata secondo la formula DP=[(HEV+LEV)/2]-[(PHIV+PLIV)/2], ossia sottraendo ad un valore medio di pressione di uscita nel ciclo di estrusione di riferimento un valore medio di pressione di ingresso nel ciclo di estrusione di riferimento.
A questo punto si pu? attuare, sempre tramite il dispositivo di estrusione 10 e lo stesso materiale elastomerico utilizzati durante il ciclo di estrusione di riferimento sopra descritto, il ciclo di estrusione finalizzato a depositare il semilavorato 150 sul supporto di formatura 200 per il confezionamento di uno pneumatico per ruote di veicoli.
Innanzitutto le zone del dispositivo di estrusione 10 vengono termoregolate per portarle alle rispettive temperature di esercizio (preferibilmente uguali a quelle impostate nel ciclo di estrusione di riferimento) ed il supporto di formatura 200 viene posizionato in prossimit? dell?ugello 21.
Viene quindi attivato il gruppo motore 16.
Il materiale elastomerico viene alimentato alla tramoggia 18 e da qui alla vite di estrusione 15 e, successivamente, al canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 procedendo lungo la direzione di alimentazione A. Il materiale elastomerico viene poi spinto dalla pompa ad ingranaggi 20 nel canale di uscita 20b e quindi, attraverso l?ugello 21, viene deposto sul supporto di formatura 200.
Come illustrato schematicamente in figura 2B, durante la movimentazione del materiale elastomerico attraverso la pompa ad ingranaggi 20, il secondo sensore 27 rileva la pressione del materiale elastomerico nel canale di uscita 20b della pompa ad ingranaggi ed invia all?unit? di elaborazione 30 (o ad un ulteriore unit? di elaborazione) un segnale PES rappresentativo del valore di pressione di uscita PE rilevato.
L?unita di elaborazione 30 calcola quindi un valore di pressione di ingresso di riferimento PIR come differenza tra il valore di pressione di uscita PE e la prefissata differenza di pressione DP, secondo la formula PIR=PE-DP.
Se il valore di pressione di ingresso di riferimento PIR ? maggiore del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV e minore del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV, la vite di estrusione 15 viene azionata dal gruppo motore 16 ad una velocit? di rotazione tale da generare nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 una pressione avente un valore uguale o il pi? possibile prossimo al valore di pressione di uscita PE diminuito del valore costante di pressione DP.
Preferibilmente, la pressione generata nel canale di ingresso 20a ? compresa tra il 98% e il 102%, del valore di pressione di uscita PE diminuito del valore costante di pressione DP.
Nel caso in cui il ciclo di estrusione sia molto simile al ciclo di estrusione di riferimento (come ? previsto che accada di norma, salvo casi rari), la formula per il calcolo della prefissata differenza di pressione DP fa in modo che il valore di pressione di ingresso di riferimento PIR sia sempre compreso tra il predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV ed il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV.
A titolo esemplificativo, utilizzando i valori numerici HEV=260 bar, LEV=150 bar del primo ciclo di riferimento sopra esemplificato, ed i tipici valori numerici PHIV=150 bar e PLIV=30 bar sopra forniti, la formula per il calcolo della prefissata differenza di pressione DP d? un valore di DP pari a 115 bar. Ipotizzando che il ciclo di estrusione presenti una curva di pressione simile a quella del ciclo di estrusione di riferimento, il valore di pressione di uscita PE massimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 sarebbe pari a 260 bar ed il valore di pressione di uscita PE minimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 sarebbe pari a 150 bar. I valori di pressione di ingresso di riferimento PIR calcolati come PIR=PE-DP sarebbero compresi tra 145 bar e 35 bar, quindi sempre minori del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV e maggiori del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV. Si noti che i valori di pressione di ingresso di riferimento PIR sarebbero compresi tra il predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV ed il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV anche nel caso in cui il ciclo di estrusione presentasse un valore di pressione di uscita PE massimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 ed un valore di pressione di uscita PE minimo rilevato dal secondo sensore diversi da quelli qui sopra indicati, ad esempio pari rispettivamente a 265 bar e 145 bar.
Utilizzando i valori numerici HEV=290 bar e LEV=180 bar del secondo ciclo di riferimento sopra esemplificato, ed i tipici valori numerici PHIV=150 bar e PLIV=30 bar sopra forniti, la formula per il calcolo della prefissata differenza di pressione DP d? un valore di DP pari a 145 bar. Ipotizzando che il ciclo di estrusione presenti una curva di pressione simile a quella del ciclo di estrusione di riferimento, il valore di pressione di uscita PE massimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 sarebbe pari a 290 bar ed il valore di pressione di uscita PE minimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 sarebbe pari a 180 bar. I valori di pressione di ingresso di riferimento PIR calcolati come PIR=PE-DP sarebbero compresi tra 145 bar e 35 bar, quindi sempre minori del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV e maggiori del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV. Si noti che i valori di pressione di ingresso di riferimento PIR sarebbero compresi tra il predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV ed il predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV anche nel caso in cui il ciclo di estrusione presentasse un valore di pressione di uscita PE massimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 ed un valore di pressione di uscita PE minimo rilevato dal secondo sensore di uscita 27 diversi da quelli qui sopra indicati, ad esempio pari rispettivamente a 295 bar e 175 bar.
Se il valore di pressione di ingresso di riferimento PIR ? minore del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV (a causa di anomalie nella curva di pressione del ciclo di estrusione), la vite di estrusione 15 viene azionata dal gruppo motore 16 ad una velocit? di rotazione tale da generare nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 una pressione avente un valore uguale o il pi? possibile prossimo al predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV.
Preferibilmente, la pressione generata nel canale di ingresso 20a ? compresa tra il 98% e il 102%, del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV.
Se il valore di pressione di ingresso di riferimento PIR ? maggiore del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV (a causa di anomalie nella curva di pressione del ciclo di estrusione), la vite di estrusione 15 viene azionata dal gruppo motore 16 ad una velocit? di rotazione tale da generare nel canale di ingresso 20a una pressione avente un valore uguale o il pi? possibile prossimo al predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV.
Preferibilmente, la pressione generata nel canale di ingresso 20a ? compresa tra il 98% e il 102%, del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV.
La rilevazione del valore di pressione di uscita PE ed il calcolo del valore di pressione di ingresso di riferimento PIR sono continuativamente eseguiti durante tutto il ciclo di estrusione, preferibilmente ad intervalli di tempo prestabili e sufficientemente corti per ottenere una regolazione continua del valore di pressione di ingresso nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20.
Per esempio, tali intervalli di tempo prestabiliti sono tra di loro uguali e compresi tra 0,01s e 0,1s.
In questo modo, il valore di pressione di ingresso nel canale di ingresso 20a della pompa ad ingranaggi 20 corrisponde sostanzialmente al valore di pressione di uscita PE nel canale di uscita 20b della pompa ad ingranaggi 20 diminuito della prefissata differenza di pressione DP. La pompa ad ingranaggi 20 lavora quindi con un determinato rendimento istantaneo. Ci? ? schematicamente illustrato nel grafico di figura 3, che mostra come controllando opportunamente la velocit? della vite di estrusione 15 (curva con linea intera sottile) ? possibile fare in modo che, dopo un transitorio iniziale, la pressione di ingresso della pompa ad ingranaggi 20 (curva con linea a tratti e punti) segua, con una prefissata differenza di pressione, la pressione di uscita della pompa ad ingranaggi 20 (curva con linea a tratti), ottenendo una sostanziale costanza della portata del materiale elastomerico estruso (curva con linea intera spessa) e, quindi, un determinato rendimento istantaneo della pompa ad ingranaggi 20.
Gli unici scostamenti ammessi da tale rendimento istantaneo costante della pompa ad ingranaggi 20 avvengono nel caso in cui il valore di pressione di ingresso di riferimento PIR nel canale di ingresso 20a ? minore del predeterminato valore minimo di pressione di ingresso PLIV o maggiore del predeterminato valore massimo di pressione di ingresso PHIV.
Una volta completata la deposizione del semilavorato 150 sul supporto di formatura 200, il dispositivo di estrusione 10 viene disattivato, interrompendo il processo di estrusione, ed il supporto di formatura 200 viene prelevato ed allontanato dal dispositivo di estrusione 10 per procedere con le successive fasi di confezionamento dello pneumatico.
Un nuovo ciclo di estrusione pu? ripartire, ripetendo identicamente le operazioni sopra descritte, a seguito del posizionamento di un nuovo supporto di formatura nella postazione precedentemente occupata dal supporto di formatura 200.
Il ciclo di estrusione di riferimento viene attuato quando viene cambiato il tipo di materiale elastomerico da estrudere, non essendoci la necessit? di ripetere un ciclo di estrusione di riferimento prima di ogni nuovo ciclo di estrusione che deposita semilavorato su uno stesso o diversi supporti di formatura.
La Richiedente ha condotto un test nel quale ? stato utilizzato uno stesso dispositivo di estrusione ed in cui sono stati ripetuti alcuni cicli di estrusione con lo stesso materiale elastomerico.
In accordo con il test, un primo gruppo di cicli di estrusione ? stato condotto impostando una pressione di ingresso costante nel canale di ingresso della pompa ad ingranaggi ed un secondo gruppo di cicli di estrusione ? stato condotto in accordo con il metodo di estrusione della presente invenzione.
I cicli di estrusione del primo gruppo di cicli di estrusione sono stati eseguiti con intervalli temporali diversi tra un ciclo ed il ciclo successivo. Gli stessi intervalli di tempo tra un ciclo di estrusione ed il successivo sono stati impostati tra i cicli di estrusione del secondo gruppo di cicli di estrusione.
Al termine di ogni ciclo di estrusione ? stato pesato il materiale elastomerico estruso.
Il test ha evidenziato che, la differenza di peso tra il ciclo di estrusione in cui ? stato depositato pi? materiale elastomerico ed il ciclo di estrusione in cui ? stato depositato meno materiale elastomerico nel secondo gruppo di cicli di estrusione (secondo l?invenzione) ? risultata inferiore di circa l?85% rispetto alla differenza di peso tra il ciclo di estrusione in cui ? stato depositato pi? materiale elastomerico ed il ciclo di estrusione in cui ? stato depositato meno materiale elastomerico nel primo gruppo di cicli di estrusione.
Tale test ha quindi evidenziato come il metodo della presente invenzione consenta di conseguire la desiderata costanza di portata durante cicli di estrusione ripetuti.
La presente invenzione ? stata descritta con riferimento ad alcune forme di realizzazione preferite. Diverse modifiche possono essere apportate alle forme di realizzazione sopra descritte, rimanendo comunque nell?ambito di protezione dell?invenzione, definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico, comprendente:
- alimentare un materiale elastomerico ad un canale di ingresso (20a) di una pompa ad ingranaggi (20), il materiale elastomerico avendo, in detto canale di ingresso (20a), un valore di pressione di ingresso;
- erogare detto materiale elastomerico attraverso un canale di uscita (20b) della pompa ad ingranaggi (20), il materiale elastomerico avendo, in detto canale di uscita (20b), un valore di pressione di uscita (PE) maggiore del valore di pressione di ingresso;
- rilevare detto valore di pressione di uscita (PE);
- regolare un funzionamento di detta pompa a ingranaggi (20) in modo tale da mantenere una prefissata differenza di pressione (DP) tra detta pressione di uscita (PE) e detta pressione di ingresso sulla base di detto rilevamento.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente:
- prima di alimentare il materiale elastomerico a detto canale di ingresso (20a), impostare un predeterminato valore minimo di pressione di ingresso (PLIV) ed un predeterminato valore massimo di pressione di ingresso (PHIV);
- dopo aver rilevato la pressione di uscita (PE), calcolare un valore di pressione di ingresso di riferimento (PIR) come differenza tra il valore di pressione di uscita (PE) e detta prefissata differenza di pressione (DP).
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui quando il valore di pressione di ingresso di riferimento (PIR) ? superiore al predeterminato valore minimo di pressione di ingresso (PLIV) ed inferiore al predeterminato valore massimo di pressione di ingresso (PHIV), la differenza tra il valore di pressione di uscita (PE) ed il valore di pressione di ingresso ? impostata pari a detta prefissata differenza di pressione (DP).
4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui quando il valore di pressione di ingresso di riferimento (PIR) ? minore di detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso (PLIV), la pressione di ingresso ? regolata in modo che il valore di pressione di ingresso ? impostato pari a detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso (PLIV).
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui quando il valore di pressione di ingresso di riferimento (PIR) ? maggiore di detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso (PHIV), la pressione di ingresso ? regolata in modo che il valore di pressione di ingresso ? impostato pari a detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso (PHIV).
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso (PLIV) ? uguale a, o maggiore di, 20 bar.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso (PHIV) ? uguale a, o minore di, 200 bar.
8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente:
- predeterminare un valore minimo di pressione di uscita (LEV) ed un valore massimo di pressione di uscita (HEV);
- calcolare detta prefissata differenza di pressione (DP) in funzione di detti valori minimo di pressione di uscita (LEV) e valore massimo di pressione di uscita (HEV).
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui detti valore minimo di pressione di uscita (LEV) e valore massimo di pressione di uscita (HEV) sono predeterminati effettuando almeno un ciclo di estrusione di riferimento prima di alimentare il materiale elastomerico a detto canale di ingresso (20a).
10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui detto ciclo di estrusione di riferimento ? effettuato tramite detta pompa ad ingranaggi (20).
11. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detto ciclo di estrusione di riferimento ? effettuato con detto materiale elastomerico.
12. Metodo di estrusione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7 ed una qualsiasi delle rivendicazione da 8 a 11, in cui detta prefissata differenza di pressione (DP) ? calcolata secondo la formula DP=[(HEV+LEV)/2]-[(PHIV PLIV)/2], dove HEV indica detto valore massimo di pressione di uscita (HEV), LEV indica detto valore minimo di pressione di uscita (LEV), PHIV indica detto predeterminato valore massimo di pressione di ingresso (PHIV) e PLIV indica detto predeterminato valore minimo di pressione di ingresso (PLIV).
13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la rilevazione della pressione di uscita (PE) ? reiterata con continuit? durante l?erogazione di detto materiale elastomerico.
14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui regolare la pressione di ingresso comprende regolare la velocit? di rotazione di una vite di estrusione (15) di alimentazione del materiale elastomerico alla pompa ad ingranaggi. (20)
15. Processo per il confezionamento di uno pneumatico di ruote di veicoli, comprendente:
- realizzare un semilavorato (150) in materiale elastomerico;
- depositare il semilavorato (150) in materiale elastomerico su un supporto di formatura (200);
in cui realizzare il semilavorato (150) in materiale elastomerico comprende impiegare il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
IT102020000029222A 2020-12-01 2020-12-01 Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico IT202000029222A1 (it)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102020000029222A IT202000029222A1 (it) 2020-12-01 2020-12-01 Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico
US18/248,824 US20230373147A1 (en) 2020-12-01 2021-11-30 Method for extruding a semi-finished product made of elastomeric material
CN202180077398.7A CN116529051A (zh) 2020-12-01 2021-11-30 用于挤出由弹性体材料制成的半成品的方法
PCT/IB2021/061099 WO2022118182A1 (en) 2020-12-01 2021-11-30 Method for extruding a semi-finished product made of elastomeric material
MX2023005186A MX2023005186A (es) 2020-12-01 2021-11-30 Metodo de extrusion de un producto semiterminado hecho de material elastomerico.
EP21835376.1A EP4255713A1 (en) 2020-12-01 2021-11-30 Method for extruding a semi-finished product made of elastomeric material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102020000029222A IT202000029222A1 (it) 2020-12-01 2020-12-01 Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202000029222A1 true IT202000029222A1 (it) 2022-06-01

Family

ID=74592601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102020000029222A IT202000029222A1 (it) 2020-12-01 2020-12-01 Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230373147A1 (it)
EP (1) EP4255713A1 (it)
CN (1) CN116529051A (it)
IT (1) IT202000029222A1 (it)
MX (1) MX2023005186A (it)
WO (1) WO2022118182A1 (it)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4721589A (en) * 1983-09-22 1988-01-26 Harrel, Inc. Extruder viscosity control system and method
DE10129707A1 (de) * 2001-05-30 2002-12-05 Roehm Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Einschneckenentgasungsextruder oder einem Kaskadenextruder
EP1638756A1 (en) 2003-06-30 2006-03-29 Pirelli Pneumatici S.p.A. A process for manufacturing elastomeric components of a tyre for vehicle wheels
JP2006327174A (ja) * 2005-04-28 2006-12-07 Nitto Denko Corp 押出成形装置の吐出量制御方法およびこれを用いて成形したシート状物
JP2007237508A (ja) 2006-03-07 2007-09-20 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ成形設備及びタイヤ成形方法
JP2008229967A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 押出成型装置および押出成型装置の制御方法
WO2012001492A1 (en) 2010-06-28 2012-01-05 Pirelli Tyre S.P.A. Method for controlling the heating - up of an extrusion device for producing elastomeric semi - finished product
JP2012000949A (ja) 2010-06-21 2012-01-05 Bridgestone Corp 未加硫ゴムの押出成形装置および押出成形方法
EP3278951A1 (en) 2015-04-02 2018-02-07 Bridgestone Corporation Gear pump extruding machine
JP2018030345A (ja) 2016-08-26 2018-03-01 住友ゴム工業株式会社 ゴム部材の製造装置および空気入りタイヤの製造方法
JP2019081288A (ja) 2017-10-30 2019-05-30 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム部材の製造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4721589A (en) * 1983-09-22 1988-01-26 Harrel, Inc. Extruder viscosity control system and method
DE10129707A1 (de) * 2001-05-30 2002-12-05 Roehm Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Einschneckenentgasungsextruder oder einem Kaskadenextruder
EP1638756A1 (en) 2003-06-30 2006-03-29 Pirelli Pneumatici S.p.A. A process for manufacturing elastomeric components of a tyre for vehicle wheels
JP2006327174A (ja) * 2005-04-28 2006-12-07 Nitto Denko Corp 押出成形装置の吐出量制御方法およびこれを用いて成形したシート状物
JP2007237508A (ja) 2006-03-07 2007-09-20 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ成形設備及びタイヤ成形方法
JP2008229967A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 押出成型装置および押出成型装置の制御方法
JP2012000949A (ja) 2010-06-21 2012-01-05 Bridgestone Corp 未加硫ゴムの押出成形装置および押出成形方法
WO2012001492A1 (en) 2010-06-28 2012-01-05 Pirelli Tyre S.P.A. Method for controlling the heating - up of an extrusion device for producing elastomeric semi - finished product
EP3278951A1 (en) 2015-04-02 2018-02-07 Bridgestone Corporation Gear pump extruding machine
JP2018030345A (ja) 2016-08-26 2018-03-01 住友ゴム工業株式会社 ゴム部材の製造装置および空気入りタイヤの製造方法
JP2019081288A (ja) 2017-10-30 2019-05-30 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム部材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022118182A1 (en) 2022-06-09
CN116529051A (zh) 2023-08-01
MX2023005186A (es) 2023-05-18
US20230373147A1 (en) 2023-11-23
EP4255713A1 (en) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210023804A1 (en) Process and apparatus for building tyres
EP2049324B1 (en) Process and apparatus for building pneumatic tyres
US11084238B2 (en) Method for controlling the thickness of a continuous elongated element made of elastomeric material in a process for building tyres
US11623187B2 (en) Extrusion device and process for extruding a semi-finished product made of elastomeric material
WO2004022322A1 (en) A method and apparatus for manufacturing elastomeric components of a tyre for vehicle wheels
EP2563577B1 (en) Method and apparatus for controlling the deposition of a continuous elongated element in building a tyre for vehicle wheels
IT202000029222A1 (it) Metodo di estrusione di un semilavorato in materiale elastomerico
CN111212727B (zh) 用于轮胎制造的层状半成品制品的制造
JP2023061105A (ja) 環状ゴム部材の製造方法および装置
JP2024051286A (ja) タイヤ成形装置およびタイヤの製造方法
BR122018071962B1 (pt) método para controlar a espessura de um elemento alongado contínuo feito de material elastomérico
JP2014133418A (ja) タイヤを構築する方法および装置
JP2009166461A (ja) ゴム押出成型方法及びゴム押出成型装置
JP5507528B2 (ja) フィード押出機およびフィード押出方法