IT9020506A1 - Procedimento per applicare una fascia di cintura su una carcassa di un pneumatico radiale in lavorazione, e pneumatico ottenuto con tale procedimento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un procedimento per applicare una struttura di cintura su una carcassa di un pneumatico radiale in lavorazione, nonché il pneumatico ottenuto tramite tale procedimento, detto pneumatico essendo del tipo comprendente: una carcassa sostanzialmente toroidale; una cintura applicata lungo lo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa; due fianchi in materiale elastomerico applicati ai rispettivi lati opposti della carcassa; ed una fascia battistrada applicata attorno allo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa, sopra detta cintura, e congiungentesi coi bordi perimetrali esterni dei fianchi.

Più in particolare, il procedimento in oggetto si presta ad essere impiegato nella realizzazione di pneumatici per autoveicoli pesanti quali, ad esempio, macchine per movimento terra, trattrici agricole e simili.

Come è noto, per gli impieghi del tipo specificato si è sempre più diffusa l'adozione di pneumatici di tipo cosiddetto radiale. In questo tipo di pneumatici la tela o le tele impiegate nella realizzazione della carcassa presentano le rispettive cordicelle di rinforzo disposte in piani contenenti l'asse geometrico del pneumatico.

Per conferire alla carcassa la dovuta rigidezza in senso longitudinale nonché buone caratteristiche di guidabilità e di comportamento su strada, è inoltre prevista l'applicazione di una cosiddetta struttura di cintura lungo lo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa stessa ed in posizione sostanzialmente centrata rispetto al piano equatoriale del pneumatico in lavorazione.

Questa struttura di cintura è sostanzialmente formata da una pluralità di strisce di tessuto gommato radialmente sovrapposte, ciascuna delle quali presenta cordicelle di rinforzo reciprocamente affiancate secondo un orientamento lievemente inclinato rispetto al piano equatoriale del pneumatico in lavorazione ed incrociato rispetto alle cordicelle di rinforzo appartenenti alla striscia sovrastante e/o sottostante.

Attualmente, l'applicazione della cintura sulla carcassa richiede che le singole strisce di tessuto gommato vengano avvolte una per volta secondo un giro completo attorno allo sviluppo circonferenziale della carcassa stessa. Al termine dell’avvolgimento di ogni singola striscia di tessuto gommato è previsto che le sue estremità opposte vengano giuntate mediante lieve sovrapposizione reciproca, previo taglio delle stesse nel senso di sviluppo delle cordicelle di rinforzo.

E' inoltre richiesto che le giunzioni delle estremità delle singole strisce di tessuto gommato vengano effettuate in diversi punti dello sviluppo circonferenziale della carcassa. Questo accorgimento, universalmente adottato Fino ad ora nel settore, ha lo scopo di fare in modo che, a lavoro ultimato, le varie giunzioni risultino omogeneamente distribuite sullo sviluppo circonferenziale della carcassa, ai fini del bilanciamento statico e dinamico del pneumatico.

Inoltre, per diminuire l’entità della discontinuità creata dai bordi radialmente sovrapposti e coincidenti delle singole strisce, causa di irregolarità strutturali e possibili indesiderati distacchi dei bordi della struttura di cintura dalla carcassa, mantenendo tuttavia una buona robustezza della cintura anche nella zona critica costituita dai suddetti bordi, è previsto che le strisce di tessuto gommato vengano disposte lateralmente sfalsate fra loro a gruppi di due. In altre parole, le prime due strisce di tessuto gommato applicate sulla carcassa, esattamente sovrapposte l'una all'altra, risultano lateralmente sfalsate rispetto alle due strisce applicate in seguito.

Dopo quanto descritto, si rileva che i metodi attualmente adottati nella realizzazione della cintura implicano un notevole impiego di manodopera, con lunghi tempi di lavorazione.

Ciò è dovuto, in primo luogo, al fatto che le strisce che compongono la cintura, causa l’orientamento controverso delle cordicelle nelle strisce adiacenti, devono essere applicate una per volta, ripetendo ad ogni applicazione le operazioni di taglio e di giunzione delle estremità. A tale riguardo va anche osservato che, nella realizzazione di pneumatici per gli impieghi specificati, le singole operazioni di taglio e di giunzione sono di per sé rese difficoltose dal fatto che, a causa della notevole larghezza delle strisce di tessuto gommato nonché del ridotto angolo di inclinazione {dell'ordine di 30°) delle cordicelle rispetto al piano equatoriale del pneumatico, i bordi di estremità lungo i quali tali operazioni di taglio e giunzione devono essere effettuate presentano un’estensione notevole.

Anche il considerevole diametro dei pneumatici in lavorazione, cui consegue un elevato sviluppo circonferenziale della carcassa, contribuisce a rendere difficoltosa l'esecuzione di giunzioni precise. Scopo della presente invenzione è sostanzialmente quello di risolvere i problemi della tecnica nota mediante un procedimento che consenta di effettuare l'applicazione della struttura di cintura in modo estremamente rapido ed agevole, migliorando altresì le caratteristiche funzionali del pneumatico ottenuto.

Questo scopo ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della presente descrizione, vengono sostanzialmente raggiunti da un procedimento per applicare una struttura di cintura sulla carcassa di un pneumatico in lavorazione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: accoppiare almeno due strisce di tessuto gommato, presentanti ciascuna rispettive cordicelle di rinforzo parallelamente orientate secondo un'angolazione compresa fra 20° e 30° rispetto allo sviluppo longitudinale della striscia stessa, per formare almeno una banda di cintura in cui le cordicelle di dette strisce risultano disposte secondo orientamenti incrociati, preferibilmente in modo simmetrico, dette strisce di tessuto gommato essendo preferibilmente lateralmente sfalsate l'una rispetto l'altra; tagliare i bordi di estremità della banda di cintura secondo una direzione sensibilmente perpendicolare al suo sviluppo longitudinale, per conferire a detta banda una lunghezza desiderata; avvolgere la banda di cintura sulla carcassa secondo almeno un giro attorno all'asse geometrico di quest'ultima ed in posizione sostanzialmente centrata rispetto al piano equatoriale del pneumatico in lavorazione; sovrapporre reciprocamente i bordi di estremità della banda di cintura.

Il pneumatico ottenuto mediante tale procedimento si caratterizza per il fatto che la sua struttura di cintura (B) comprende almeno un giro completo di una banda di cintura (5). comprendente almeno due strisce di tessuto gommato (8,9) accoppiate l'una sull'altra preferibilmente in posizioni lateralmente sfalsate, ciascuna delle quali presenta rispettive cordicelle di rinforzo (8a,9a) parallelamente orientate secondo un'angolazione compresa fra 15° e 27° rispetto al piano equatoriale del pneumatico (1) ed incrociate rispetto alle cordicelle di rinforzo appartenenti all'altra striscia, i bordi d'estremità di detta banda essendo tagliati secondo una direzione sensibilmente parallela all'asse del pneumatico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un procedimento per applicare una struttura di cintura su una carcassa di un pneumatico in lavorazione, e del pneumatico ottenuto mediante tale procedimento, in accordo con la presente invenzione.

Tale descrizione verrà fatta qui di seguito con riferimento all'unito disegno, fornito al solo scopo indicativo e pertanto non limitativo, nell’unica Figura del quale è illustrato, in vista prospettica ed in spaccato, un pneumatico realizzato in accordo con la presente invenzione, complessivamente indicato con 1.

Il pneumatico 1, di tipo radiale, comprende convenzionalmente una carcassa 2 formata da almeno una tela di carcassa 3 i cui bordi laterali 3a sono rivoltati attorno ad almeno una coppia di cerchietti 4 provvisti ciascuno di un riempitivo elastomerico 4a sulla sua periferia esterna. La tela di carcassa 3 presenta rispettive cordicelle di rinforzo 3b che giacciono ciascuna in un piano contenente l'asse geometrico della carcassa 2. Lungo lo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa 2 è applicata, in posizione sostanzialmente centrata rispetto al piano equatoriale del pneumatico 1, una struttura di cintura (B) il cui compito è quello di conferire una adeguata rigidezza in senso longitudinale alla carcassa stessa.

Sempre in modo noto e pertanto solo sommariamente descritto, il pneumatico 1 comprende inoltre due fianchi di materiale elastomerico 6 applicati sui lati opposti della carcassa 2, nonché una fascia battistrada 7 applicata attorno allo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa 2, sopra alla struttura di cintura, e congiungentesi coi bordi perimetrali esterni dei fianchi 6. Sul pneumatico finito, la fascia battistrada 7 ed i fianchi 6, nonché il materiale elastomerico notoriamente presente nella carcassa 2 e nella struttura di cintura(B), formano sostanzialmente un corpo unico.

In accordo con la presente invenzione, l'applicazione della cintura sulla carcassa 2 viene effettuata secondo un procedimento che prevede dapprima l’accoppiamento reciproco di almeno due strisce di tessuto gommato 8, 9 aventi preferibilmente uguale larghezza "L" e lateralmente sfalsate l'una rispetto all'altra secondo una conveniente misura "A", così da realizzare una "banda" di cintura (5): preferibilmente tale misura A è compresa fra 5 mm e 20 mm.

Ciascuna delle strisce di tessuto gommato 8, 9 è essenzialmente composta da un pluralità di cordicelle di rinforzo 8a, 9a, in qualunque conveniente materiale tessile o metallico, ma preferibilmente tessile, ad esempio rayon, nailon, aramide (nella realizzazione più nota come kevlar, marchio registrato di DU PONT) o in fibre poliesteri, parallelamente affiancate e reciprocamente concatenate da uno strato di materiale elastomerico, inizialmente allo stato crudo. Preferibilmente, in caso d'impiego dei tessili, le cordicelle di rinforzo 8a,9a di ogni striscia 8,9 risultano distribuite secondo una fittezza compresa fra 70 e 120 cordicelle per decimetro lineare.

Le cordicelle 8a, 9a dì ogni striscia 8, 9 risultano orientate secondo un'angolazione compresa fra 20° e 30° rispetto allo sviluppo longitudinale della striscia stessa. così da dar luogo ad un inclinazione, misurata sul pneumatico vulcanizzato, in corrispondenza del piano equatoriale, compresa fra 15° e 27°, preferibilmente fra 18° e 24°, rispetto al piano suddetto.

Nella banda di così ottenuta, le cordicelle 8a, 9a delle strisce di tessuto gommato 8, 9 risultano inoltre disposte secondo orientamenti incrociati, preferibilmente simmetricamente, come chiaramente visibile dall'allegata figura.

L'accoppiamento preventivo delle strisce di tessuto gommato 8,9 può essere ottenuto in qualunque conveniente modo noto, ad esempio facendo passare le strisce stesse fra due rulli contrapposti che le comprimono l'una contro l'altra per determinarne l'adesione reciproca ad opera del materiale elastomerico crudo in esse presente.

La banda di cintura (5) in tal modo ottenuta viene successivamente avvolta sulla carcassa secondo almeno un giro attorno all'asse geometrico di quest'ultima ed in posizione sostanzialmente centrata rispetto al piano equatoriale del pneumatico in lavorazione.

In concomitanza con la fase di avvolgimento è anche prevista una fase di taglio della banda di cintura secondo la lunghezza desiderata. Questa fase viene originalmente effettuata tagliando i bordi di estremità 5a,5b della banda di cintura 5 secondo una direzione fortemente angolata rispetto a quella di giacitura delle cordicelle ed in particolare sensibilmente perpendicolare allo sviluppo longitudinale di dett2a banda, cioè compresa in un intorno di 30° (+/~ 15°) rispetto alla direzione rigorosamente perpendicolare (90°).

In accordo con una prima soluzione di attuazione del procedimento in oggetto.il taglio a misura della banda di cintura 5 viene effettuato prima dell'esecuzione della fase di avvolgimento.

In alternativa, nel caso in cui la banda di cintura venga alimentata in continuo sulla carcassa 2 in fase di avvolgimento, un primo bordo di estremità 5a viene tagliato prima della fase di avvolgimento, mentre il secondo bordo di estremità 5b verrà tagliato ad avvolgimento avvenuto. Come è facile immaginare, contemporaneamente al taglio del secondo bordo di estremità 5b si otterrà anche il taglio del primo bordo di estremità appartenente alla banda di cintura che dovrà essere applicata in seguito su un nuovo pneumatico in lavorazione.

Preferibilmente, come chiaramente deducibile da figura 1, l'avvolgimento della banda di cintura 5 avviene secondo almeno due giri attorno all'asse geometrico della carcassa 2, in modo che le strisce di tessuto gommato 8, 9 risultino sovrapposte secondo più strati e lateralmente sfalsate secondo una sequenza alternata.

L'applicazione della banda di cintura 5 ha termine con la sovrapposizione reciproca dei bordi di estremità 5a. 5b della banda di cintura stessa. E' preferibilmente previsto che tale sovrapposizione avvenga secondo una misura compresa fra 20 mm e 80 mm.

Ultimata l'applicazione della banda di cintura 5. la realizzazione del pneumatico 1 prosegue in modo di per sé noto e convenzionale, con l'applicazione dei fianchi 6 e della fascia battistrada 7 e successiva vulcanizzazione .

Va rilevato che la larghezza "L" delle strisce di tessuto gommato 8, 9. la misura "A" del loro sfalsamento laterale, nonché il numero di giri secondo cui la banda di cintura 5 viene avvolta sulla carcassa 2 vengono scelti di volta in volta in funzione del tipo e delle dimensioni del pneumatico che deve essere ottenuto. A tale riguardo, viene qui di seguito riportata una tabella in cui, a puro titolo di esempio, sono evidenziati i parametri costruttivi sopra specificati in relazione ad alcuni pneumatici radiali realizzati dalla stessa richiedente.

TABELLA

In tale tabella le colonne contrassegnate con "W", con "De" e con "Dm" sono rispettivamente riferite alla larghezza massima di corda in pollici, al diametro di calettamento in pollici, e al diametro massimo, in millimetri, della carcassa del pneumatico all'inizio della fase di deposizione delle cinture. La colonna "n" indica invece il numero di giri secondo cui è avvolta la banda di cintura 5 attorno alla carcassa 2.

Delle colonne L ed A si è già detto prima.

Si è riscontrato che, indipendentemente dai parametri costruttivi del pneumatico realizzato, l'applicazione della banda di cintura 5 secondo il procedimento in oggetto avviene con un considerevole risparmio di tempo. Più precisamente, si rileva che l'applicazione della banda di cintura 5 secondo l'invenzione richiede, nei confronti della tecnica nota, un tempo ridotto all'incirca da quattro a sei volte.

Ciò è dovuto al fatto che l'applicazione delle strisce di tessuto gommato 8, 9 in vari strati sovrapposti richiede un'unica fase di avvolgimento attorno alla carcassa, taglio e giunzione di estremità. Le operazioni di taglio e di giunzione sono altresì facilitate dal fatto che l’esecuzione del taglio avviene perpendicolarmente o quasi, allo sviluppo longitudinale della banda di cintura 5-Si è altresì riscontrato che i pneumatici realizzati in accordo con la presente invenzione non denunciano alcuna riduzione delle prestazioni funzionali nei confronti dei pneumatici realizzati secondo la tecnica nota. Al contrario, diverse prove di laboratorio effettuate dalla stessa Richiedente hanno dimostrato che i pneumatici secondo l'invenzione presentano migliorate doti di durata e/o di resistenza a fatica.

Più in particolare, tre pneumatici realizzati secondo l'esempio 1 della tabella sopra riportata, sono stati sottoposti ad una convenzionale prova a fatica del tipo in-door.

Fatta uguale a 100 la durata media dei pneumatici di convenzionale produzione, a parità di tutte le caratteristiche dimensionali e strutturali ed a parità di condizioni di prova, gli pneumatici secondo l'invenzione hanno dimostrato una durata media di circa il 7% in più. La suddetta prova in-door è stata effettuata facendo ruotare il pneumatico, gonfiato ad una pressione di 1,1 bar (la pressione nominale di esercizio è di 1.6 bar), contro la superficie di un rullo avente diametro pari a 1700 mm, rotante a velocità periferica di 30 Km/h, pressandolo contro detto rullo con una forza pari a 1675 Kg (il carico di esercizio del pneumatico è stabilito in 1700 Kg).

La pressione di gonfiamento, il carico e la velocità di prova sono scelti in modo da costituire per la struttura del pneumatico un sovraccarico compreso fra il 50% e il 100% del carico di esercizio.

Quattro pneumatici corrispondenti all'esempio 2 della tabella sopra riportata, aventi carico d'esercizio pari a 2430 Kg e pressione nominale di 1.6 bar, sottoposti ad una prova a fatica in-door del tipo specificato, rispettivamente alla pressione di 1.1 bar e con un carico di 2395 Kg, hanno rilevato una durata media pari a 116, fatta al solito uguale a 100 la durata media dei pneumatici di convenzionale produzione. Due pneumatici corrispondenti sempre all'esempio 2 della tabella sopra riportata sono stati sottoposti anche ad una prova di fatica out-door, nella quale hanno dimostrato una durata media di 131, sempre in confronto alla durata media dei pneumatici convenzionali, pari a 100.

La prova out-door è stata effettuata montando i pneumatici su un veicolo marciente alla velocità di 17 Km/h. I pneumatici, gonfiati alla pressione nominale di esercizio pari a 1,6 bar, risultavano inoltre montati con un angolo di camber pari a 16° e sottoposti ad un carico che superava del 10% il massimo carico di esercizio.

Anche in questo caso l'angolo di camber viene scelto in modo da aumentare virtualmente il sovraccarico del pneumatico fino a valori compresi fra il 50% e il 100% del carico nominale.

E' stato poi rilevato che l'eccentricità geometrica dei pneumatici secondo l'invenzione è sostanzialmente uguale a quella riscontrabile nei pneumatici realizzati secondo la tecnica convenzionale, con la distribuzione delle diverse giunzioni d'estremità delle strisce lungo lo sviluppo periferico della carcassa.

Il probabile (comunque non determinato) lieve sbilanciamento dinamico dovuto alla presenza del sormonto delle estremità 5a,5b localizzato in un unico punto dello sviluppo circonferenziale della carcassa 2, è di scarsa rilevanza in quanto i pneumatici del tipo in oggetto vengono sempre impiegati con basse velocità di esercizio, generalmente non superiori a 50 Km/h.

La presente invenzione raggiunge così gli scopi proposti.

Naturalmente, all'invenzione così concepita possono essere apportate numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo che la caratterizza.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per applicare una struttura di cintura su una carcassa di un pneumatico radiale in lavorazione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: - accoppiare almeno due strisce di tessuto gommato (8,9), presentanti ciascuna rispettive cordicelle di rinforzo (8a,9a) parallelamente orientate secondo un'angolazione compresa fra 20° e 30° rispetto allo sviluppo longitudinale della striscia stessa, per formare almeno una banda di cintura (5) in cui le cordicelle (8a,9a) di dette strisce (8,9) risultano disposte secondo orientamenti incrociati , - tagliare i bordi di estremità (5a,5b) della banda di cintura (5) secondo una direzione sensibilmente perpendicolare al suo sviluppo longitudinale, per conferire a detta banda (5) una lunghezza desiderata; - avvolgere la banda di cintura (5) sulla carcassa (2) secondo almeno un giro attorno all'asse geometrico di quest'ultima ed in posizione sostanzialmente centrata rispetto al piano equatoriale del pneumatico in lavorazione; - sovrapporre reciprocamente i bordi di estremità (5a,5b) della banda di cintura (5).
2. 2) Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'avvolgimento della banda di cintura (5) avviene secondo almeno due giri attorno all'asse geometrico della carcassa.
3. 3) Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la sovrapposizione reciproca di detti bordi di estremità (5a,5b) avviene secondo una misura compresa fra 20 mm e 80 mm.
4. 4) Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il taglio dei bordi di estremità (5a.5b) della banda di cintura (5) prevede le seguenti fasi: - taglio di un primo bordo di estremità (5a) della banda di cintura (5) dopo detta fase di accoppiamento, prima che la banda stessa venga sottoposta alla fase di avvolgimento sulla carcassa (2); - taglio di un secondo bordo di estremità (5b) della banda di cintura (5) dopo che quest’ultima è stata avvolta sulla carcassa (2).
5. 5) Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il taglio dei bordi di estremità (5a,5b) della banda di cintura (5) viene effettuato dopo detta fase di accoppiamento e prima della fase di avvolgimento.
6. 6) Pneumatico per autoveicoli ottenuto secondo il procedimento di cui alla rivendicazione 1, comprendente: - una carcassa (2) sostanzialmente toroidale; - una struttura di cintura (B) applicata lungo lo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa (2); - due fianchi (6) in materiale elastomerico applicati ai rispettivi lati opposti della carcassa (2); - una fascia battistrada (7) applicata attorno allo sviluppo circonferenziale esterno della carcassa (2), sopra detta struttura di cintura (B) e congiungentesi coi bordi perimetrali esterni dei fianchi (6); caratterizzato dal fatto che detta struttura di cintura (B) comprende almeno un giro completo di una banda di cintura (5) comprendente almeno due strisce di tessuto gommato (8,9) accoppiate l’una sull'altra, ciascuna delle quali presenta rispettive cordicelle di rinforzo (8a,9a) parallelamente orientate secondo un'angolazione compresa fra 15° e 27° rispetto al piano equatoriale del pneumatico (1) ed incrociate rispetto alle cordicelle di rinforzo appartenenti all'altra striscia, i bordi d'estremità di detta banda essendo tagliati secondo una direzione sensibilmente parallela all'asse del pneumatico.
7. 7) Pneumatico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta banda di cintura (5) é avvolta sulla carcassa (2) secondo almeno due giri attorno all'asse geometrico del pneumatico (1), dette strisce di tessuto gommato (8,9) essendo sovrapposte secondo più strati e singolarmente sfalsate l'una rispetto all'altra secondo una sequenza alternata.
8. 8) Pneumatico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i bordi di estremità (5a.5b) della banda di cintura (5) risultano sovrapposti secondo una misura compresa fra 20 mm e 80 mm.
9. 9) Pneumatico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che dette cordicelle di rinforzo (8a,9a) di dette strisce di tessuto gommato (8,9) sono cordicelle di materiale tessile.
10. 10) Pneumatico secondo la rivendicazione 9. caratterizzato dal fatto che in ciascuna di dette strisce di tessuto gommato (8,9) dette cordicelle di rinforzo (8a,9a) sono distribuite secondo una densità compresa fra 70 e 120 cordicelle per decimetro lineare.