ITMI991735A1 - Metodo ed apparecchiatura per misurare il bilanciamneto di un'anima metallica in uno strato di gomma o simili - Google Patents

Description

METODO ED APPARECCHIATURA PER MISURARE IL BILANCIAMENTO DI UN’ANIMA METALLICA IN UNO STRATO DI GOMMA O SIMILI

La presente invenzione propone un metodo e la relativa apparecchiatura per misurare il bilanciamento di un’anima metallica in uno strato di gomma o simili.

Più in particolare trattasi di un sistema che permette di verificare il regolare posizionamento dei trefoli di rinforzo in acciaio, detti in gergo “Steel cord”, all’interno di fogli in gomma utilizzati in particolare per la costruzione di pneumatici.

A questo scopo ci si avvale di due coppie di sensori, collocati da parti opposte rispeto al foglio in gomma, e comprendenti ciascuna un sensore magnetico in grado di rilevare la distanza dei trefoli metallici ed un sensore pneumatico in grado di rilevare la distanza della corrispondente superficie del foglio in gomma.

Mentre quest’ultimo scorre a contatto di un riscontro fìsso, si rileva la distanza dei trefoli e di una prima superficie a mezzo di una prima coppia di sensori, si sposta lungo una direzione ortogonale al piano del foglio la seconda coppia di sensori fino a quando il secondo sensore magnetico rileva una distanza esattamente uguale a quella misurata dal primo sensore magnetico e si assume la metà della differenza fra le distanze rilevate dai sensori pneumatici come misura dello sbilanciamento dell'anima metallica rispetto al centro del foglio in gomma.

Questo sistema permette di ottenere misurazioni precise indipendenti dalle variazioni di temperatura, di pressione etc.

Come noto, nello strato in gomma che costituisce il corpo dei pneumatici è inserita una maglia di rinforzo, costituita da una pluralità di trefoli metallici, in particolare trefoli in acciaio, i quali vengono incorporati nel foglio in gomma che realizza il pneumatico all'atto della produzione.

Questa maglia di rinforzo deve venire posizionata con precisione al centro dello spessore del foglio, sia per garantire prestazioni ottimali del pneumatico, che per facilitarne il bilanciamento.

Uno dei problemi che si presentano in questo settore, di conseguenza, è quello di verificare durante la produzione il corretto posizionamento di questa maglia di rinforzo.

Nel seguito della descrizione, con il termine “bilanciamento” si indica l’entità dello scostamento dei trefoli metallici rispetto alla posizione ottimale, in corrispondenza del piano di simmetria del foglio in gomma.

Anni addietro la misura del bilanciamento, a causa delle difficoltà di misurazione in linea, veniva effettuata in laboratorio con prove distruttive. In alcuni casi si misurava la posizione dei trefoli in acciaio rispetto al piano di simmetria dei materiale con un microscopio, dopo aver sezionato un campione di materiale.

In altri casi si asportava con un apposito attrezzo lo strato in gomma dalle due parti della maglia, cercando di non deformarlo, per poi misurarne tjli spessori per mezzo di un caliper a contatto.

In anni più recenti sono state adottate tecniche piuttosto raffinate, ricorrendo all'uso di apparecchiature a raggi X o a raggi gamma, che permettono di determinare la posizione dei trefoli metallici all’interno del foglio, senza ricorrere a prove distruttive.

Queste apparecchiature sono però pericolose, a causa delle radiazioni che producono e che sono diffìcilmente controllabili.

Il brevetto italiano N. 1.236.799 della stessa richiedente descrive un metodo ed un’apparecchiatura per verificare il posizionamento dei trefoli metallici all’interno di fogli in gomma che prevede la verifica dello spessore del rivestimento ad opera di una coppia di sensori laser posizionati da parti opposte rispetto al rivestimento ed il rilevamento della posizione dei trefoli metallici ad opera di una coppia di sensori magnetici accoppiati a detti misuratori laser.

Queste apparecchiature e metodi noti, sebbene forniscano misure sufficientemente precise, non assicurano la necessaria e ripetibilità dei risultati, a causa delle derive dei segnali analogici fomiti da questi sensori, le cui curve di risposta variano in funzione delle condizioni ambientali quali ad esempio temperatura etc.

In sostanza, le apparecchiature attuali richiedono complesse e frequenti operazioni di calibrazione, che rallentano il ciclo di produzione ed incidono negativamente sul costo del prodotto.

Questi inconvenienti vengono ora ovviati dalla presente invenzione, la quale propone un metodo ed una apparecchiatura che prevede di far scorrere il foglio con i trefoli metallici a contatto con un riscontro fisso, misurare la distanza di una prima superficie del foglio per mezzo di un primo sensore pneumatico mantenendo questo sensore ad una distanza fissa da detta prima superfìcie, misurare la distanza della maglia metallica per mezzo di un primo sensore magnetico accoppiato a detto primo sensore pneumatico, nel misurare la distanza dei trefoli in acciaio e della seconda superficie del foglio per mezzo di un’analoga coppia di sensori magnetico e pneumatico posizionati dalla parte opposta del foglio e montati su un supporto comune, nello spostare questo supporto fino a quando detto secondo sensore magnetico si trova ad una distanza dai trefoli metallici uguale alla distanza rilevata da detto primo sensore magnetico e nell’assumere ia differenza fra le misure effettuate dai sensori pneumatici come misura del bilanciamento. La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure allegate in cui:

• la figura 1 illustra schematicamente un’apparecchiatura secondo l'invenzione;

• le figure da 2 a 4 sono diagrammi che illustrano esemplificativamente il metodo secondo l’invenzione.

In figura 1 con il numero 1 si indica il foglio in gomma nel quale è inglobata, in corrispondenza del piano centrale di simmetria, una maglia 2 costituita da trefoli in materiale metallico, in particolare trefoli in acciaio.

La misura della posizione dei trefoli e delle superfici del foglio 1 viene fatta, secondo l’invenzione, utilizzando due coppie di sensori, disposti rispettivamente dalla parte inferiore e dalla parte superiore dei foglio 1.

La coppia inferiore comprende un sensore magnetico 3 ed un trasduttore di posizione costituito ad esempio da un sensore di distanza di tipo pneumatico 4. I sensori 3 e 4 sono montati su un supporto comune, indicato con 5.

Il supporto 5 è mobile lungo un asse “z” perpendicolare al piano del foglio 1, e sono previsti mezzi di tipo noto in grado di variare la posizione del supporto 5 lungo detta direzione in modo da mantenere costante la distanza dal foglio rilevata dal sensore pneumatico 4.

Dalla parte opposta, allineati con i precedenti, si trovano un sensore magnetico 6 ed un sensore pneumatico 7, anch’essi montati su un supporto comune 8.

Il supporto 8 è anch'esso mobile lungo l’asse “z” perpendicolare al piano del foglio e gli spostamenti sono comandati in modo noto, ad esempio per mezzo di un albero a ricircolo di sfere azionato da un motore passo passo o simili. Conformemente con l’invenzione, il foglio 1 viene fatto scorrere a contatto con un riscontro fisso, che può essere costituito ad esempio da una coppia di rulli di supporto 9 e 10, oppure da un piano di scorrimento nel quale è ricavata una feritoia in corrispondenza dei sensori 3 e 4 o altro sistema analogo.

L’appoggio del materiale su questo riscontro fìsso permette di ridurre la variazione di posizione relativa del materiale nello spazio, permettendo così di mantenere sensibilmente costanti le distanze, indicate rispettivamente con B2 e B2 nelle figure 2 e successive, del sensore magnetico 3 e di quello pneumatico 4 dal foglio.

L'apparecchiatura è provvista di dispositivi elettronici non illustrati in quanto di tipo noto, in grado di confrontare le letture effettuate dai sensori magnetici 3 e 6 e di intervenire sui dispositivi che comandano gli spostamenti del supporto 8 in modo da sollevare o abbassare detto supporto fino a portare il sensore 6 ad una distanza dalla maglia metallica uguale a quella del sensore 4.

In sostanza la logica di controllo confronta i segnali in uscita dai sensori 3 e 6 e varia la posizione del secondo fino a quando questi segnali sono uguali. In questa condizione, i due sensori si trovano alla stessa distanza, da parti opposte, rispetto all’armatura metallica.

Se i trefoli sono perfettamente posizionati sul piano di simmetria del foglio 1, anche i sensori pneumatici verranno a trovarsi ad uguali distanze dalle superfici del foglio (fig. 2), e forniranno quindi valori coincidenti.

Si supponga ora che per un certo tratto si verifichi uno sbilanciamento, ad esempio che i trefoli metallici si trovino spostati verso l’alto rispetto al piano di simmetria, come in figura 3.

In questo caso i segnali emessi dai sensori magnetici saranno differenti e la logica di controllo comanda il sollevamento del supporto 8 fino a quando questi segnali coincidono.

In questo caso però, mentre il sensore pneumatico inferiore 4 si mantiene sempre alla stessa distanza dalla superficie inferiore del foglio, il sensore pneumatico superiore 7, in seguito allo spostamento del supporto 8, viene a trovarsi ad una distanza maggiore, pari al doppio della distanza che misura lo scostamento dei trefoli in acciaio dal piano di simmetria.

Calcolando allora la differenza fra le distanze rilevate dai sensori pneumatici, è possibile ottenere il valore di questo scostamento.

In sostanza, detto Bi lo sbilanciamento, e chiamate D1 e D2 le distanze misurate dai sensori pneumatici, si otterrà Bi = 1/2 (D1 - D2).

Come apparirà chiaro dalla descrizione fornita, il sistema secondo l’invenzione permette di ottenere misure precise del bilanciamento dello steel cord e garantisce un’ottima costanza e ripetibilità dei risultati poiché, essendo questi ottenuti dal confronto di due misure effettuate da sensori che operano contemporaneamente e nelle stesse condizioni, il valore ottenuto è indipendente dalle derive dei segnali analogici dovute a variazioni delle condizioni ambientali.

Tutto questo si riflette in una estrema semplificazione costruttiva del dispositivo di misura e in una maggiore affidabilità dello stesso.

Inoltre, viene eliminata la necessità di procedure di calibrazione dei dispositivi magnetici, con una conseguente maggiore facilità d'uso del sistema.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell’ambito del presente trovato.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per misurare il bilanciamento di una maglia metallica inserita in un foglio in gomma o simili, caratterizzato dal fatto di prevedere le seguenti fasi: • misura della distanza di una prima superficie del foglio per mezzo di un primo trasduttore di posizione; • misura della distanza dei trefoli metallici per mezzo di un primo sensore magnetico, mantenendo detto sensore magnetico ad una distanza fissa dai trefoli; • misura della distanza dei trefoli metallici per mezzo di un secondo sensore magnetico posizionato dalla parte opposta del foglio e montato su un supporto al quale è solidale anche un secondo trasduttore di posizione analogo al primo; • spostamento di detto supporto fino a portare detto secondo sensore magnetico ad una distanza dai trefoli metallici uguale alla distanza rilevata da detto primo sensore magnetico; • misura della distanza della seconda superfìcie del foglio da parte di detto secondo trasduttore di posizione; • misura della differenza delle distanze rilevate da detti primo e secondo trasduttore di posizione; • calcolo dello sbilanciamento in funzione di detto confronto.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti primo sensore magnetico e detto primo trasduttore di posizione sono montati su un supporto comune, e che detto supporto viene spostato in direzione perpendicolare al piano del foglio in modo da mantenere da costante la distanza rilevata da detto primo trasduttore di posizione.
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui detto foglio incorporante i trefoli metallici viene fatto scorrere su un riscontro fisso.
4. 4) Apparecchiatura per misurare il bilanciamento di un rinforzo metallico incorporato all'interno di un foglio in gomma o simili, caratterizzata dal fatto di prevedere: • un primo sensore magnetico, collocato da un lato del foglio, atto a misurare la distanza dai trefoli metallici; • un primo trasduttore di posizione, accoppiato a detto primo sensore magnetico, in grado di misurare la distanza di una prima superficie del foglio; • mezzi atti a mantenere detti primo sensore magnetico e primo trasduttore di posizione ad una distanza fissa dal foglio; • un secondo sensore magnetico, montato su un supporto mobile e collocato dalla parte opposta del foglio, atto a rilevare la distanza dei trefoli metallici; • un secondo trasduttore di posizione accoppiato a detto secondo sensore magnetico é montato sullo stesso supporto, per misurare la distanza della seconda superficie del foglio; • mezzi atti a comandare gli spostamenti di detto supporto fino a portare detto secondo sensore magnetico ad una distanza prefissata dai trefoli, in particolare ad una distanza uguale alla distanza rilevata da detto primo sensore magnetico; • mezzi atti a confrontare le misure rilevate da detti primo e secondo trasduttore di posizione quando detti sensori magnetici si trovano a uguali distanze dai trefoli, per fornire un segnale funzione dello scostamento di detti trefoli metallici rispetto al piano di simmetria di detto foglio.
5. 5) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto di prevedere un supporto fisso sul quale scorre detto foglio.
6. 6) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto supporto fisso è costituito da una serie di rulli ad asse fisso sui quali scorre detto foglio.
7. 7) Apparecchiatura secondo le rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzata dal fatto che detti trasduttori di posizioni sono sensori di posizione pneumatici.