IT9067556A1 - Dispositivo di vulcanizzazione per pneumatici - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di vulcanizzazione per pneumatici.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un dispositivo di vulcanizzazione di pneumatici, del tipo comprendente uno stampo definente una camera toroidale atta a ricevere un pneumatico da vulcanizzare; un circuito chiuso per una carica determinata di un fluido scambiatore di calore, la detta camera formando parte del circuito chiuso; mezzi motorizzati di circolazione associati al circuito chiuso per fare circolare in maniera forzata il fluido scambiatore lungo il circuito chiuso stesso; e mezzi di riscaldamento associati al circuito chiuso per impartire al fluido scambiatore una temperatura determinata.

Un dispositivo di vulcanizzazione del tipo sopra definito è descritto nel Brevetto Statunitense n.

4,747,765, che viene qui richiamato integralmente per completezza di descrizione.

Nel dispositivo di vulcanizzazione descritto nel brevetto sopra menzionato, una unità centrale di vulcanizzazione è montata attraverso lo stampo, ed alloggia sia i citati mezzi di circolazione forziate, che i citati mezzi di riscaldamento, ed è strutturata in modo tale da definire sia un condotto di mandata, sia un condotto di ritorno per il fluido scambiatore di calore da e verso la camera toroidale.

Il dispositivo di vulcanizzazione noto sopra descritto presenta alcuni inconvenienti di natura funzionale principalmente dovuti alla struttura dei mezzi di riscaldamento, ed alla forma del condotto di ritorno, cui i mezzi di riscaldamento sono associati.

Nel dispositivo di vulcanizzazione noto sopra descritto, i mezzi di riscaldamento sono costituiti da un elemento riscaldatore comprendente un blocco di materiale sinterizzato, il quale è piantato all'interno della citata unità centrale in posizione coassiale allo stampo, e costituisce, per il citato condotto di ritorno, un tappo di chiusura attraversato da una pluralità di canali sostanzialmente assiali disposti fra loro in parallelo, e lungo i quali il fluido scambiatore fluisce per raggiungere un ingresso dei mezzi di circolazione.

Ciascuno dei citati canali alloggia una resistenza elettrica portata all'incandescenza e direttamente lambita dal fluido scambiatore, la cui temperatura viene così innalzata alla temperatura richiesta per la vulcanizzazione di un pneumatico verde alloggiato all'interno della camera toroidale.

L'elemento riscaldatore noto sopra descritto è tale da indurre, nel flusso di fluido scambiatore di calore ed immediatamente a monte dei mezzi di circolazione, una turbolenza tale da ridurre notevolmente l'efficienza dei mezzi di circolazione stessi e, quindi, la velocità di ingresso del fluido scambiatore all'interno della camera toroidale.

In secondo luogo, l'elemento riscaldatore noto sopra descritto è, dal punto di vista funzionale, estremamente delicato, dal momento che anche una interruzione relativamente breve, dovuta ad una qualsiasi causa esterna, del flusso del fluido scambiatore lungo i relativi canali comporta, normalmente, l'immediata fusione di almeno parte delle resistenze elettriche disposte all 'interno dei canali stessi, e la necessaria sostituzione di tutto l'elemento riscaldatore. Una simile operazione richiede lo smontaggio della citata unità centrale e la sua apertura con tempi di arresto relativamente lunghi.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di vulcanizzazione del tipo precedentemente descritto, ma perfezionato in modo tale da eliminare gli inconvenienti sopra menzionati.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo di vulcanizzazione di pneumatici, del tipo comprendente uno stampo definente una camera toroidale atta a ricevere un pneumatico da vulcanizzare; un circuito chiuso per una carica determinata di un. fluido scambiatore di calore, la detta camera formando parte del circuito chiuso; mezzi motorizzati di circolazione associati al circuito chiuso per fare circolare in maniera forzata il fluido scambiatore lungo il circuito chiuso stesso; e mezzi di riscaldamento associati al circuito chiuso per impartire al fluido scambiatore una temperatura determinata; caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un primo ed un secondo corpo tubolare disposti fra loro coassiali, con il secondo all'interno del primo, per definire, fra loro, un condotto di mandata del fluido scambiatore alla camera toroidale; il primo corpo tubolare presentando una porzione di estremità estendentesi oltre il secondo corpo tubolare; i detti mezzi di riscaldamento comprendendo una unità di riscaldamento provvista di resistenze elettriche assiali interne, e montata assialmente attraverso la detta porzione di estremità ed il secondo corpo tubolare; ed un condotto di ritorno dalla camera toroidale essendo definito fra il secondo corpo tubolare e l'unità di riscaldamento, le cui resistenze sono raggiungibili attraverso la porzione di estremità del primo corpo tubolare.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

La figura 1 illustra, in sezione assiale, una preferita forma di attuazione dell'unità di vulcanizzazione secondo la presente invenzione; e

La figura 2 illustra, in scala ingrandita, un particolare della figura 1.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo di vulcanizzazione, il quale costituisce un perfezionamento del dispositivo di vulcanizzazione descritto ed illustrato nel Brevetto Statunitense n.

4,747,765, che viene qui richiamato integralmente per completezza di descrizione.

Il dispositivo di vulcanizzazione l comprende un involucro 2 sostanzialmente cilindrico, il quale è definito da un semi-involucro superiore 3 e da un semi-involucro inferiore 4 fra loro collegati in maniera rilasciabile tramite un accoppiamento a baionetta 5, ed è attraversato da una unità centrale 6 verticale illustrata, in particolare, nella figura 2 e disposta coassiale all'involucro 2 stesso.

Il semi-involucro superiore 3 è conformato sostanzialmente a tazza, e comprende una parete superiore 7 piana e attraversata da un corpo tubolare cilindrico 8, il quale è impegnato da un albero 9, una cui porzione superiore fuoriesce all'esterno del semi-involucro 3 superiore attraverso un corpo tubolare 10 esternamente flangiato ed atto a consentire l'accoppiamento del semi-involucro 3 stesso ad un dispositivo di sollevamento noto e non illustrato.

L'albero 9 è superiormente accoppiabile, in modo noto, ad un dispositivo attuatore (noto) di spostamento assiale dell'albero 9 stesso, e costituisce l'elemento superiore di un dispositivo estrattore 11, il quale verrà meglio descritto nel seguito.

Il semi-involucro inferiore 4 è, anch'esso, conformato sostanzialmente a tazza, e comprende una parete di fondo 12 attraversata da un corpo tubolare 13.

L'involucro 2 alloggia nel proprio interno uno stampo 14 toroidale di vulcanizzazione, il quale è definito da un semistampo superiore 15 ed un semistampo inferiore 16 anulari, fra loro a contatto lungo una superficie 17 perpendicolare ad un asse 18 dell'involucro 2 stesso.

I due semistampi 15 e 16 definiscono fra loro una camera toroidale 19 atta ad alloggiare un pneumatico crudo (non illustrato) da vulcanizzare. La camera 19 è suddivisa in due parti dalla superficie 17, la quale è spostata verso il basso rispetto ad un piano di simmetria orizzontale in modo tale che la parte della camera 19 definita dal semistampo superiore 15 sia leggermente maggiore di quella definita dal semistampo inferiore 16.

La periferia interna del semistampo superiore 15 è impegnata da un anello 20 esterno del dispositivo estrattore 11, il quale è sostanzialmente costituito da una campana 21 rastremata verso l'alto, che porta l'anello 20 alla propria estremità inferiore, ed è chiusa superiormente da un disco 22 collegato in modo smontabile alla estremità inferiore dell'albero 9. La forma della campana 21 è tale per cui l'albero 9, (piando spinto verso il basso rispetto al semistampo superiore 15, sposta verso il basso tutta la campana 21, il cui anello 20 è conformato in modo tale da costituire, durante la vulcanizzazione, un supporto per la zona di tallone superiore (non illustrata) del pneumatico crudo (non illustrato) in via di vulcanizzazione.

Analogamente, il semistampo inferiore 16 presenta superiormente, e lungo la propria periferia interna, un anello fisso 23, il quale definisce, con l'anello 20, una finestra anulare 24 interna di accesso alla camera 19, ed è atto a supportare la zona di tallone inferiore (non illustrata) del pneumatico crudo (non illustrato) in via di vulcanizzazione.

Al corpo tubolare 13 è solidalmente collegato un corpo tubolare 25, il quale alloggia in modo scorrevole una porzione intermedia della unità centrale 6, una cui porzione superiore si estende attraverso lo stampo 14, ed una cui porzione inferiore è accoppiata ad un dispositivo attuatore 26 di spostamento assiale dell'unità 6 rispetto allo stampo 14 fra una posizione operativa sollevata (illustrata nella figura 1) ed una posizione estratta.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, l'unità centrale 6 presenta una forma allungata, si estende coassialmente all'involucro 2, e comprende una porzione inferiore 27 e una porzione superiore 28 fra loro collegate mediante una pluralità di viti 29.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, la porzióne inferiore 27 comprende un involucro tubolare 30 di un motore elettrico 31, mentre la porzione superiore 28 comprende un corpo cavo inferiore 32 presentante un foro passante 33 assiale, ed un corpo tubolare intermedio 34 solidalmente collegato al corpo cavo inferiore 32 con l'interposizione di un anello 35. La porzione 28 comprende, infine, un corpo tubolare superiore 36 collegato alla estremità superiore del corpo intermedio 34, ed una cui flangia intermedia 37 esterna supporta un dispositivo regolabile di aggancio 38 per una eventuale camera d'aria (non illustrata) presentante in sezione una forma sostanzialmente a C ed atta ad invadere, in uso, il volume interno di un pneumatico alloggiato all'interno della camera 19.

Il corpo tubolare superiore 36 comprende una porzione tubolare inferiore 39 troncoconica, una porzione tubolare intermedia 40 cilindrica disposta al disopra della flangia 37 e provvista, alla propria estremità superiore, di una flangia anulare interna 41, ed una porzione tubolare superiore 42 cilindrica, la quale è coassiale alle porzioni 39 e 40, è integrale alle porzioni 39 e 40 stesse, e si estende verso l'alto da una porzione intermedia della flangia 41 in modo da definire, sulla superficie superiore della flangia 41 stessa, uno spallamento esterno 43 ed uno spallamento interno 44.

Attraverso la porzione intermedia 40 sono ricavate due corone sovrapposte di finestre 45 ed 46 disposte le prime al disopra delle seconde e definenti fra loro un anello continuo 47 . Su di un tratto di estremità superiore della porzione superiore 42 sono ricavate una filettatura interna 48 ed una filettatura esterna 49.

All'interno del corpo tubolare 36 è montato un corpo tubolare 50 troncoconico coassiale al corpo tubolare 36 stesso e disposto con la propria base maggiore rivolta verso il basso. Il corpo tubolare 50 presenta una conicità inferiore a quella della porzione tubolare inferiore 39 del corpo tubolare 36, e porta collegata, alla propria base minore, disposta superiormente, una flangia esterna 51 ricurva, una cui superficie anulare periferica è disposta a contatto della superficie interna dell'anello 47, ed una cui superficie inferiore 52 presenta, in sezione, sostanzialmente la forma di un arco di cerchio e si raccorda alla citata base minore del corpo tubolare 50 stesso.

Il corpo tubolare 50 porta collegato, alla propria base maggiore, un anello 53 presentante, in semi-sezione assiale, sostanzialmente la forma di un triangolo isoscele con base rivolta verso il basso. La base dell'anello 53 è fissata, tramite viti 54, a contatto di una superficie anulare piana superiore di un anello 55, il quale è alloggiato all'interno del corpo inferiore 32, ed è lateralmente ed inferiormente limitato da una superficie 56 presentante, in semi-sezione assiale, una forma sostanzialmente a U.

Il corpo tubolare 50 e gli anelli 53 e 55 ad esso solidali costituiscono un assieme tubolare 57, il quale è coassiale all'asse 18, è disposto all'interno della porzione 28, ed è supportato dalla porzione 28 stessa tramite una pluralità di bracci 58 estendentisi radialmente verso l'esterno dalla superficie 56 dell'anello 55, e solidali alla periferia interna dell'anello 35.

Il motore elettrico 31 è provvisto superiormente di un albero di uscita 59, il quale si estende coassialmente all'asse 18 attraverso gli anelli 53 e 55, e porta collegata, alla propria estremità superiore, una testa 60 di bloccaggio assiale di una girante 61 comprendente una pluralità di pale 62 e definente, unitamente agli anelli 53 e 55 ed alla superficieOJRO interna del corpo cavo 32, un canale anulare ricurvo 63 presentante, in semisezione assiale, sostanzialmente la forma di una U.

Il canale 63 comunica esternamente con l'estremità inferiore di un condotto 64 a sezione anulare definito fra l'assieme 57 da una parte ed il corpo intermedio 34 e la porzione inferiore 39 dall'altra, e comunicante superiormente con le finestre 46.

All'interno della porzione 28 dell'unità 6 è alloggiata una unità di riscaldamento 65 di forma sostanzialmente cilindrica, la quale è coassiale all'asse 18 e presenta una superficie esterna 66 di diametro sostanzialmente uguale al diametro interno sia della flangia 41, che della base minore del corpo tubolare 50.

L'unità 65 si estende attraverso la flangia 41 ed il corpo tubolare 50 disponendosi, con una propria superficie inferiore, in posizione affacciata alla testa 60, ed è provvista di una flangia anulare superiore 67, la quale è supportata dallo spallamento interno 44 ed è bloccata a contatto dello spallamento 44 stesso da un distanziale tubolare 68 calzato in modo scorrevole all'interno della porzione superiore 42 e fissato assialmente tramite una ghiera 69 anulare, la quale è accoppiata alla filettatura 48, e definisce un foro centrale 70 di accesso ad una cavità 71 lateralmente limitata da una superficie interna del distanziale 68, ed inferiormente limitata da una superficie superiore piana 72 dell'unità 65. Attraverso la superficie 72 sono ricavati dei fori assiali ciechi 73, ciascuno dei quali alloggia una resistenza corazzata 74 diritta collegata ad un circuito elettrico non illustrato, ed estraibile manualmente attraverso la cavità 71 ed il foro 70 per manutenzione e/o sostituzione.

Sulla superficie 66 sono ricavate per fresatura delle scanalature assiali 75, la quali definiscono delle alette radiali 76 scambiatrici, e comprendono una porzione rettilinea inferiore ed un tratto ricurvo superiore costituente una estremità di un canale ricurvo 77 estendentesi fra le superfici fra loro affacciate delle flange 41 e 51 ed attraverso una relativa finestra 45.

Le estremità inferiori di tutti i canali 77 comunicano con l'estremità superiore di un condotto anulare 78 definito fra l'unità 65 ed il corpo tubolare 50, e presentante una sezione che aumenta man mano che si procede verso il basso. Le alette 76 costituiscono, lungo il condotto 78, degli organi direzionali per un flusso di un fluido scambiatore di calore che si sposta lungo il condotto 78 stesso.

Il condotto 78 comunica, alla propria estremità inferiore, con l'estremità di un canale anulare 79, a sezione decrescente verso il basso, il quale circonda la testa 60, ed è collegato al canale 63, la cui estremità superiore è disposta direttamente affacciata alla estremità aperta inferiore delle scanalature 75.

Dalla descrizione che precede e dalla figura 2 allegata è possibile notare che la porzione superiore 28 dell'unità centrale 6 definisce, quando disposta nella sua posizione operativa attraverso lo stampo 14, un circuito 80 per un fluido scambiatore di calore; e che il circuito 80 comprende la camera toroidale 19, un condotto di mandata 81 del citato fluido alla camera 19 e definito dai canali 63 e 64, e dalle finestre 46, ed un condotto di ritorno 82 di riscaldamento definito dalle finestre 45, dal canale 77, e dal condotto 78.

Dalla descrizione che precede e dalla figura 1 allegata è, inoltre, possibile rilevare che il condotto di ritorno 82 definisce un tubo Venturi, la cui sezione ristretta è disposta in corrispondenza della giunzione fra la flangia 51 e l'estremità superiore del corpo tubolare 50, ossia in prossimità della posizione nella quale il fluido scambiatore di calore inizia a lambire un nocciolo centrale 83 dell'unità di riscaldamento 65.

Risulta, infine, opportuno porre in debito risalto il fatto che le alette 76 estendentisi lungo 'il condotto di ritorno 82 fungono da equalizzatori direzionali di flusso per il fluido scambiatore alimentato alla girante 61, ossia da elementi atti a spezzare i vortici presenti nel citato flusso di ritorno e ad equalizzare il flusso di ritorno stesso secondo filetti fluidi sostanzialmente paralleli fra loro ed all'asse 18 della girante 61 stessa.

In uso, il fluido scambiatore viene alimentato alla camera 19 tramite il condotto di mandata 81, e ritorna alla girante 61 attraverso il condotto di ritorno 82, riscaldandosi a contatto dell'unità di riscaldamento 65 prima di raggiungere la girante 61 stessa.

A questo punto è opportuno puntualizzare sia i vantaggi derivanti dalla particolare unità di riscaldamento 65 utilizzata in termini di durata e di riduzione drastica dei tempi morti di manutenzione e/o sostituzione, sia, cosa questa ben più importante, i vantaggi derivanti, in termini di efficienza energetica, dalla particolare forma del condotto di ritorno 82 che l'unità 65 contribuisce in modo determinante a definire.

Per quanto riguarda l'unità di riscaldamento 65 in se stessa, è opportuno rilevare che, essendo le resistenze 74 in essa contenute delle resistenze corazzate non direttamente lambite dal fluido scambiatore, la capacità delle resistenze 74 di resistere, senza deteriorarsi, ad eventuali interruzioni di circolazione del fluido scambiatore stesso risulta ben maggiore di quella delle resistenze ad incandescenza precedentemente utilizzate.

Inoltre, la sostituzione di una resistenza 74 non richiede necessariamente, come in precedenza, la sostituzione di tutta l'unità di riscaldamento 65, e può essere effettuata in un tempo relativamente breve. E', infatti, sufficiente, a questo scopo, operare la sostituzione attraverso il foro 70 e la cavità 71 quando il dispositivo 1 è in posizione aperta.

La sostituzione completa dell'unità 65 può, infine, essere effettuata anch’essa in un tempo relativamente breve sollevando il semi-involucro 3, svitando la ghiera 69, asportando il distanziale 68, asportando e sostituendo l'unità 65, rimontando il distanziale 68, e riavvitando la ghiera 69.

La semplicità delle operazioni di sostituzione sopra descritte è principalmente dovuta al fatto che l'unità 65 risulta direttamente accessibile attraverso la porzione superiore 42 del corpo tubolare 36 costituente l'estremità superiore dell'unità 6.

Per (pianto riguarda, invece, il contributo apportato dalla particolare forma del condotto 82 all'efficienza del dispositivo 1, è opportuno notare che, in primo luogo, la coassialità fra unità 65 e girante 61 e la presenza delle alette 76 assiali ottimizzano l'efficienza della girante 61, il cui rendimento decresce all 'aumentare dell'angolo di incidenza della corrente di ingresso con l'asse della girante, ed è tanto maggiore (pianto minore è la vorticosità della corrente di ingresso. Come già detto in precedenza, le alette 76 fungono, infatti, da equalizzatori direzionali di flusso per il fluido scambiatore alimentato alla girante 61, ossia da elementi atti a spezzare i vortici presenti nel citato flusso di ritorno e ad equalizzare il flusso di ritorno stesso secondo filetti fluidi sostanzialmente paralleli fra loro ed all'asse della girante 61 stessa.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo (1) di vulcanizzazione di pneumatici, del tipo comprendente uno stampo (14) definente una camera toroidale (19) atta a ricevere un pneumatico da vulcanizzare; un circuito chiuso (80) per una carica determinata di un fluido scambiatore di calore, la detta camera (19) formando parte del circuito chiuso (80); mezzi motorizzati di circolazione (61) associati al circuito chiuso (80) per fare circolare in maniera forzata il fluido scambiatore lungo il circuito chiuso (80) stesso; e mezzi di riscaldamento associati al circuito chiuso (80) per impartire al fluido scambiatore una temperatura determinata; caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un primo (36) ed un secondo corpo tubolare (50)disposti fra loro coassiali, con il secondo (50) all'interno del primo (36), per definire, fra loro, un condotto di mandata (81) del fluido scambiatore alla camera toroidale (19); il primo corpo tubolare (36) presentando una porzione di estremità (42) estendentesi oltre il secondo corpo tubolare (50); i detti mezzi di riscaldamento comprendendo una unità di riscaldamento (65) provvista di resistenze elettriche (74) assiali interne, e montata assialmente attraverso la detta porzione di estremità (42) ed il secondo corpo tubolare (50); ed un condotto di ritorno (82) dalla camera toroidale (19) essendo definito fra il secondo corpo tubolare (50) e l'unità di riscaldamento (65), le cui resistenze (74) sono raggiungibili attraverso la porzione di estremità (42) del primo corpo tubolare (36). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta unità di riscaldamento (65) presenta una superficie (72) di estremità disposta in corrispondenza della detta porzione di estremità (42), ed una pluralità di fori assiali (73) ciechi ricavati attraverso la detta superficie (72); ciascun detto foro (73) essendo impegnato in modo scorrevole da una rispettiva detta resistenza (74). 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta unità di riscaldamento (65) presenta una forma sostanzialmente cilindrica e comprende un nocciolo centrale (83),, ed una pluralità di alette (76) assiali estendentisi radialmente verso l'esterno dal detto nocciolo centrale (83); i detti fori assiali (73) essendo ricavati attraverso il nocciolo centrale (83). 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la detta porzione di estremità (42) presenta una forma tubolare sostanzialmente cilindrica ed è provvista di uno spallamento anulare (44) interno; la detta unità di riscaldamento (65) estendendosi attraverso il detto spallamento (44) e presentando mezzi di appoggio (67) cooperanti con il detto spallamento (44); e mezzi di fissaggio (68,69) rilasciabili essendo portati dalla detta porzione di estremità (42) per bloccare i detti mezzi di appoggio (67) contro il detto spallamento (44). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4 , caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di fissaggio (68,69) sono di forma anulare, la detta superficie (72) di estremità essendo accessibile attraverso i detti mezzi di fissaggio (68,69). 6.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che ciascuna coppia di dette alette adiacenti definisce una scanalatura (75) estendentesi assialmente lungo il detto condotto di ritorno (82); ciascuna scanalatura (75) essendo aperta ad una prima estremità affacciata ai detti mezzi motorizzati di circolazione (61), e comprendendo una porzione sostanzialmente diritta, estendentesi a partire dalla detta prima estremità, ed una porzione ricurva; la detta porzione ricurva definendo, in corrispondenza di una seconda estremità della relativa detta scanalatura (75), un canale ricurvo (77) di comunicazione con la detta camera toroidale (19). 7.- Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il detto condotto di ritorno (82) presenta in sezione una forma anulare, e definisce un tubo Venturi, una cui sezione ristretta è disposta in corrispondenza della giunzione fra le dette porzioni diritte e ricurve delle dette scanalature (75). 8 .- Dispositivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta resistenza (74) è una resistenza corazzata diritta. 9.- Dispositivo di vulcanizzazione di pneumatici, sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni annessi.