ITTO20120778A1 - Metodo e stazione di costruzione di un pneumatico - Google Patents

Metodo e stazione di costruzione di un pneumatico Download PDF

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Emanuele Crociani
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Description

DESCRIZIONE
“METODO E STAZIONE DI COSTRUZIONE DI UN PNEUMATICOâ€
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo e ad una stazione di costruzione di un pneumatico.
ARTE ANTERIORE
Un pneumatico comprende una carcassa (carcass) toroidale, la quale à ̈ costituita da una tela di carcassa (body ply) parzialmente ripiegata su sé stessa, presenta due talloni (beads) anulari e supporta un battistrada (tread) anulare. Tra la carcassa ed il battistrada viene interposta una cintura di battistrada (tread belt), la quale à ̈ costituita da una serie di tele di battistrada (tread plies) tra loro sovrapposte. Tra la tela di carcassa e le estremità esterne della cintura di battistrada sono interposti due inserti sottocintura (Tread Ply Inserts -TPI) che sono costituiti di gomma ed hanno la funzione di cuscino, ovvero di protezione per evitare che le estremità esterne della cintura di battistrada possano danneggiare la sottostante tela di carcassa.
All’interno della tela di carcassa viene disposto un foglietto (innerliner) che à ̈ impermeabile all’aria, costituisce un rivestimento interno, ed ha la funzione di trattenere l’aria all’interno del pneumatico per conservare nel tempo la pressione di gonfiaggio del pneumatico stesso.
Nella costruzione di un moderno pneumatico à ̈ noto di accoppiare gli inserti sottocintura alla tela di carcassa stesa e quindi di avvolgere la tela di carcassa provvista degli inserti sottocintura attorno ad un tamburo di formatura per conferire alla tela di carcassa una forma anulare; in questa operazione le due estremità opposte sottocintura vengono tra loro sovrapposte ed unite mediante pressione meccanica. Successivamente alla superficie interna sottocintura (ovvero alla superficie opposta rispetto agli inserti sottocintura) viene applicato il foglietto che ha la funzione di impermeabilizzare il pneumatico. Infine viene completata la formazione del pneumatico crudo (green tire) accoppiando alla tela di carcassa anche le altri componenti (principalmente i talloni, le pareti laterali, le cinture di battistrada ed il battistrada); una volta terminato, il pneumatico crudo viene sottoposto ad un processo di vulcanizzazione in appositi stampi per concludere il processo di costruzione e quindi ottenere un pneumatico finito.
Nell’attesa di venire vulcanizzati, i pneumatici verdi vengono temporaneamente “parcheggiati†in appositi magazzini intermedi sui quali generalmente rimangono per un tempo compreso tra un giorno ed una settimana. Negli impianti produttivi à ̈ stato osservato che nei pneumatici verdi in attesa di vulcanizzazione si può verificare con una frequenza relativamente elevata la rottura del foglietto a causa di un eccessivo assottigliamento (“necking†) particolarmente in prossimità degli inserti sottocintura; in altre parole, in prossimità degli inserti sottocintura il foglietto à ̈ sottoposto a tensioni meccaniche piuttosto elevate che determinano localmente un assottigliamento del foglietto e che possono anche portare alla rottura del foglietto stesso. Quando si verifica la rottura del foglietto in un pneumatico crudo, il pneumatico crudo stesso deve venire irrimediabilmente scartato senza alcuna possibilità di riparazione; à ̈ quindi evidente che la rottura del foglietto in un pneumatico crudo à ̈ un problema particolarmente grave nel ciclo produttivo dei pneumatici.
Per ridurre a valori trascurabili la frequenza di rottura del foglietto nei pneumatici verdi in attesa di vulcanizzazione à ̈ stato proposto di aumentare lo spessore del foglietto (tale aumento può arrivare anche al 50% dello spessore iniziale del foglietto); tuttavia, questa soluzione pur essendo efficace ha anche diversi inconvenienti in quanto aumenta sia il peso, sia il costo del singolo pneumatico (a tale proposito à ̈ bene sottolineare che la mescola di gomma che viene utilizzata per il foglietto à ̈ la mescola di gomma più costosa utilizzata nella costruzione di un pneumatico).
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un metodo ed una stazione di costruzione di un pneumatico che siano esenti dagli inconvenienti sopra descritti e siano, in particolare, di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione vengono forniti un metodo ed una stazione di costruzione di un pneumatico, secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 à ̈ una sezione trasversale, schematica e con parti asportate per chiarezza di un pneumatico realizzato in accordo con la presente invenzione;
• la figura 2 à ̈ una vista in scala ingrandita di un particolare della figura 1;
• le figure 3-6 sono una serie di viste schematiche ed in pianta di parte di una tela di carcassa distesa durante il processo di costruzione del pneumatico della figura 1;
• le figure 7-10 sono una serie di viste schematiche, in sezione longitudinale e corrispondenti alle figure 3-6 di parte della tela di carcassa il processo di costruzione del pneumatico della figura 1;
• la figura 11 à ̈ una vista laterale e schematica di un tamburo di formatura attorno al quale viene avvolta la tela di carcassa durante il processo di costruzione del pneumatico della figura 1;
• le figure 12 e 13 sono una due ulteriori viste schematiche ed in sezione longitudinale di parte della tela di carcassa durante il processo di costruzione del pneumatico della figura 1; e • la figura 14 à ̈ una vista schematica ed in sezione longitudinale di parte della tela di carcassa durante il processo di costruzione di un pneumatico svolto secondo lo stato dell’arte.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 à ̈ indicato nel suo complesso un pneumatico comprendente una carcassa 2 (carcass) toroidale, la quale à ̈ costituita da una unica tela di carcassa 3 (body ply) parzialmente ripiegata su sé stessa e quindi presentante lateralmente due strati tra loro sovrapposti.
Ai lati opposti della carcassa 2 sono disposti due talloni 4 (beads) anulari, ciascuno dei quali à ̈ circondato dalla tela di carcassa 3 e presenta un cuore del tallone 5 (bead core) rinforzato con un numero di giri di un filo metallico ed un riempitivo del tallone 6 (bead filler).
La carcassa 2 supporta un battistrada 7 anulare; tra la carcassa 2 ed il battistrada 7 à ̈ interposta una cintura di battistrada 8 (tread belt), la quale comprende due tele di battistrada 9 (tread ply). Ciascuna tela di battistrada 9 comprende un numero di corde (non illustrate), le quali sono annegate in un nastro di gomma, sono disposte affiancate una all’altra con un passo determinato e formano un angolo di inclinazione determinato con un piano equatoriale del pneumatico 1.
Sopra alla cintura di battistrada 8 (e quindi tra la cintura di battistrada 8 ed il battistrada 7) à ̈ presente uno strato di rinforzo 10, il quale à ̈ comunemente denominato “cap ply†ed à ̈ costituito da una fettuccia continua di gomma cruda rinforzata internamente con fili di nylon o similare che viene avvolta longitudinalmente sopra alla cintura di battistrada 8 ed ha la funzione di proteggere e contenere le tele di battistrada 9.
Tra la tela di carcassa 3 e le estremità esterne della cintura di battistrada 8 sono interposti due inserti 11 sottocintura (Tread Ply Inserts – TPI) aventi la funzione di cuscino.
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, due estremità laterali opposte della tela di carcassa 3 sono disposte al di sotto della cintura di battistrada 8 in prossimità e più internamente di fianchi interni (cioà ̈ rivolti verso il centro del pneumatico 1) degli inserti 11 sottocintura.
All’interno della tela di carcassa 3 viene disposto un foglietto 12 (innerliner) che à ̈ impermeabile all’aria, costituisce un rivestimento interno, ed ha la funzione di trattenere l’aria all’interno del pneumatico 1 per conservare nel tempo la pressione di gonfiaggio del pneumatico 1 stesso.
La tela di carcassa 3 supporta una coppia di pareti laterali 13 (sidewalls - SW) disposte esternamente alla tela di carcassa 3 tra il battistrada 7 ed i talloni 4. Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 1 e 2, le pareti laterali 13 sono parzialmente ed esternamente rivestite da mini pareti laterali 14 (mini sidewalls – MSW). In particolare, le pareti laterali 13 sono disposte al di sotto del battistrada 7, mentre le mini pareti laterali 14 sono disposte allo stesso livello del battistrada 7 e quindi in una zona di contatto sono disposte fianco a fianco con il battistrada 7 stesso.
Infine, la tela di carcassa 3 supporta una coppia di strisce antiabrasive 15 (Abrasion Gum Strips – AGS) disposte esternamente al di sotto delle pareti laterali 13 ed in corrispondenza dei talloni 4.
Secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 7, inizialmente viene realizzato un nastro 16 continuo dal quale viene separata, mediante un taglio 17 trasversale, la tela di carcassa 3 provvista degli inserti 11 sottocintura. Come illustrato nella figura 7, la tela di carcassa 3 comprende una pluralità di corde 18 metalliche che sono disposte trasversalmente e sono annegate in una matrice 19 di gomma; il taglio 17 trasversale del nastro 16 continuo prevede di tagliare la matrice 19 di gomma compresa tra due corde 18 consecutive senza tagliare le due corde 18 consecutive stesse. A tale scopo, il taglio 17 trasversale viene realizzato mediante due lame 20 sottili e riscaldate (illustrate nella figura 3) che entrano centralmente nel nastro 16 continuo mediante un movimento radiale e quindi vengono spostate trasversalmente in versi opposti; entrambe le lame 20 sono montate flottanti in modo da potere compiere piccoli movimenti di adattamento longitudinali e quindi seguire, durante il taglio, il profilo delle corde 18 senza danneggiare le corde 18 stesse.
Nelle figure 4 e 8 Ã ̈ illustrata la tela di carcassa 3 al termine del taglio 17 trasversale mediante il quale la tela di carcassa 3 Ã ̈ stata separata dal nastro 16 continuo.
Secondo quanto illustrato nelle figure 5 e 9, una volta terminato il taglio 17 trasversale, ovvero una volta separata la tela di carcassa 3 dal nastro 16 continuo, in una sola estremità 21 della tela di carcassa 3 ed in corrispondenza di ciascun inserto 11 sottocintura viene realizzato un incavo 22 (ovvero una risega). In altre parole, solo nella estremità 21 della tela di carcassa 3 ciascun inserto 11 sottocintura viene lavorato meccanicamente per realizzare in corrispondenza dell’inserto 11 sottocintura un incavo 22 che à ̈ destinato ad accogliere (come illustrato nelle figure 12 e 13) una estremità 23 della tela di carcassa 3 che à ̈ opposta alla estremità 21 della tela di carcassa 3 e viene, come meglio descritto in seguito, sovrapposta alla estremità 21 stessa.
Secondo quanto illustrato nelle figure 5 e 9, ciascun incavo 22 viene realizzato mediante deformazione plastica dell’inserto 11 sottocintura. Preferibilmente, la deformazione plastica di ciascun inserto 11 sottocintura viene realizzata in modo tale che parte della gomma componente l’inserto 11 sottocintura fluisca longitudinalmente fuori dalla estremità 21 della tela di carcassa 3 per formare una protuberanza 24 che sporge a sbalzo dalla estremità 21 stessa.
Secondo quanto illustrato nelle figure 5 e 9, ciascun incavo 22 viene realizzato schiacciando l’inserto 11 sottocintura mediante un elemento pressore 25 che viene premuto contro la tela di carcassa 3; in altre parole, ciascun elemento pressore 25 presenta un movimento perpendicolare alla tela di carcassa 3 (schematizzato con una freccia nella figura 9) che determina uno schiacciamento radiale del corrispondente inserto 11 sottocintura. Preferibilmente, ciascun elemento pressore 25 à ̈ riscaldato per combinare l’azione di schiacciamento meccanico con una azione di rammollimento termico; indicativamente, ciascun elemento pressore 25 à ̈ riscaldato mediante termoresistenze elettriche ad una temperatura di circa 120-150 °C. Secondo una preferita forma di attuazione, durante l’azione degli elementi pressori 25, la tela di carcassa 3 viene sostenuta mediante un elemento di contrasto 26 che si appoggia alla tela di carcassa 3 in corrispondenza della seconda estremità 21 e dal lato opposto rispetto agli inserti 11 sottocintura. Inoltre, durante l’azione degli elementi pressori 25, ciascun inserto 11 sottocintura viene sostenuto mediante un elemento di contrasto 27 che si appoggia all’inserto 11 sottocintura ed à ̈ disposto di fianco al corrispondente elemento pressore 25.
In altre parole, il dispositivo operatore che realizza gli incavi 22 comprende, per ciascun inserto 11 sottocintura, un elemento pressore 25 che à ̈ mobile radialmente per schiacciare l’inserto 11 sottocintura, un elemento di contrasto 26 che si appoggia alla tela di carcassa 3 dal lato opposto rispetto all’inserto 11 sottocintura, ed un elemento di contrasto 27 che sia appoggia all’inserto 11 sottocintura di fianco all’elemento pressore 25 (ovvero l’elemento pressore 25 scorre radialmente rispetto all’elemento di contrasto 27).
Preferibilmente, ciascun elemento pressore 25 à ̈ trasversalmente più largo dell’inserto 11 sottocintura (come chiaramente illustrato nella figura 5); in questo modo, l’azione dell’elemento pressore 25 tende a fare fluire la gomma dell’inserto 11 sottocintura longitudinalmente verso l’esterno per formare la protuberanza 24 piuttosto che fluire trasversalmente ai due lati dell’inserto 11 sottocintura stesso.
E’ importante sottolineare che i due elementi pressori 25 presentano una unica movimentazione (ovvero sono montati sullo stesso telaietto mobile); secondo una alternativa forma di attuazione non illustrata, i due elementi pressori 25 potrebbero costituire una stessa unità (così come potrebbero costituire una unica stessa unità i due elementi di contrasto 26 e/o i due elementi di contrasto 27).
Una volta realizzati gli incavi 22 (come illustrato nelle figure 6 e 10), la tela di carcassa 3 viene avvolta attorno ad un tamburo 28 di formatura (illustrato nella figura 11) sovrapponendo l’estremità 23 della tela di carcassa 3 sopra all’estremità 21 della tela di carcassa 3 (che à ̈ opposta all’estremità 23) per conferire alla tela di carcassa 3 stessa una forma anulare.
Nella figura 12 à ̈ illustrata in scala ingrandita la sovrapposizione della estremità 23 della tela di carcassa 3 sopra all’estremità 21 della tela di carcassa 3; si osservi come l’estremità 21 della tela di carcassa 3 si appoggia dentro a ciascun incavo 22 che definisce una sede per l’estremità 21 stessa.
Successivamente e come illustrato nella figura 13, viene applicato il foglietto 12 all’interno della tela di carcassa 3. Si noti come ciascuna protuberanza 24 vada a riempiere lo spazio vuoto tra la tela di carcassa 3 ed il foglietto 12 in corrispondenza della zona di sovrapposizione tra le due estremità 21 e 23 della tela di carcassa 3; in questo modo, ciascuna protuberanza 24 accompagna il foglietto 12 (ovvero fornisce un appoggio al foglietto 12) in corrispondenza della zona di sovrapposizione tra le due estremità 21 e 23 della tela di carcassa 3.
Il metodo di costruzione sopra descritto presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, il metodo di costruzione sopra descritto permette di ridurre in modo significativo le tensioni meccaniche (e quindi le deformazioni) sul foglietto 12 in prossimità degli inserti 11 sottocintura; di conseguenza, à ̈ possibile eliminare quasi completamente le rotture del foglietto 12 nei pneumatici verdi anche utilizzando dei foglietti 12 di spessore relativamente ridotto. Per meglio capire il funzionamento della presente invenzione, si metta a confronto la situazione illustrata nella figura 13 in cui sono previsti gli incavi 22 con la situazione illustrata nella figura 14 in cui non sono previsti gli incavi 22 (ovvero con una situazione in accordo con lo stato dell’arte): à ̈ immediatamente visibile come la presenza degli incavi 22 permette di ridurre notevolmente la deformazione a cui à ̈ sottoposto il foglietto 22 in prossimità degli inserti 11 sottocintura.
Il metodo di costruzione sopra descritto permette di ottenere, contestualmente alla realizzazione degli incavi 22, anche le protuberanze 24 che accompagnano il foglietto 12 (ovvero forniscono un appoggio al foglietto 12) in corrispondenza della zona di sovrapposizione tra le due estremità 21 e 23 della tela di carcassa 3.
Il metodo di costruzione sopra descritto à ̈ di semplice ed economica realizzazione, in quanto, rispetto ad un metodo di produzione convenzionale, richiede unicamente l’aggiunta del dispositivo operatore che realizza gli incavi 22; tale dispositivo operatore à ̈ particolarmente semplice e compatto, in quanto prevede poche parti dotate di movimentazioni lineari.
Il metodo di costruzione sopra descritto non comporta alcun aumento del tempo ciclo, in quanto la realizzazione degli incavi 22 viene fatto in modo completamente automatico in pochi secondi immediatamente dopo il taglio 17 trasversale.
Infine, il metodo di costruzione sopra descritto non comporta alcun tipo di danneggiamento della tela di carcassa 3 ed in particolare alle corde 18 della tela di carcassa 3.

Claims (13)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo di costruzione di un pneumatico (1); il metodo di costruzione comprendente la fase di avvolgere una tela di carcassa (3) provvista di inserti (11) sottocintura attorno ad un tamburo (28) di formatura sovrapponendo una prima estremità (23) della tela di carcassa (3) sopra ad una seconda estremità (21) della tela di carcassa (3) opposta alla prima estremità (23) per conferire alla tela di carcassa (3) stessa una forma anulare; il metodo di costruzione à ̈ caratterizzato dal fatto di comprendere l’ulteriore fase di realizzare, prima di avvolgere la tela di carcassa (3) attorno al tamburo (28) di formatura, un incavo (22) in corrispondenza di ciascun inserto (11) sottocintura e sulla seconda estremità (21) della tela di carcassa (3), sopra alla quale si appoggia la prima estremità (23).
  2. 2) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun incavo (22) viene realizzato mediante deformazione plastica dell’inserto (11) sottocintura.
  3. 3) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 2, in cui la deformazione plastica di ciascun inserto (11) sottocintura viene realizzata in modo tale che parte della gomma componente l’inserto (11) sottocintura fluisca longitudinalmente fuori dalla seconda estremità (21) della tela di carcassa (3) per formare una protuberanza (24) che sporge a sbalzo dalla seconda estremità (21) stessa.
  4. 4) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui ciascun incavo (22) viene realizzato schiacciando l’inserto (11) sottocintura mediante un elemento pressore (25) che viene premuto contro la tela di carcassa (3).
  5. 5) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 4 e comprendente la fase di sostenere, durante l’azione dell’elemento pressore (25), la tela di carcassa (3) mediante un primo elemento di contrasto (26) che si appoggia alla tela di carcassa (3) in corrispondenza della seconda estremità (21) e dal lato opposto rispetto agli inserti (11) sottocintura.
  6. 6) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 4 o 5 e comprendente la fase di sostenere, durante l’azione dell’elemento pressore (25), ciascun inserto (11) sottocintura mediante un secondo elemento di contrasto (27) che si appoggia all’inserto (11) sottocintura ed à ̈ disposto di fianco all’elemento pressore (25).
  7. 7) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 4, 5 o 6 e comprendente l’ulteriore fase di riscaldare l’elemento pressore (25).
  8. 8) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui l’elemento pressore (25) à ̈ trasversalmente più largo dell’inserto (11) sottocintura.
  9. 9) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8 e comprendente le ulteriori fasi di: tagliare trasversalmente un nastro (16) continuo per separare dal nastro (16) continuo stesso la tela di carcassa (3) provvista degli inserti (11) sottocintura; e realizzare gli incavi sulla seconda estremità (21) della tela di carcassa (3) successivamente al, e separatamente dal, taglio del nastro (16) continuo.
  10. 10) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 9, in cui: la tela di carcassa (3) comprende una pluralità di corde (18) metalliche che sono disposte trasversalmente e sono annegate in una matrice (19) di gomma; e il taglio (17) trasversale del nastro (16) continuo prevede di tagliare la matrice (19) di gomma compresa tra due corde (18) consecutive senza tagliare le due corde (18) consecutive stesse.
  11. 11) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui la seconda estremità (21) della tela di carcassa 3 si appoggia dentro a ciascun incavo (22) che definisce una sede per la seconda estremità (21) stessa.
  12. 12) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 11 e comprendente l’ulteriore fase di applicare un foglietto (12) all’interno della tela di carcassa (3).
  13. 13) Stazione di costruzione di un pneumatico (1); la stazione di costruzione comprende un tamburo (28) di formatura attorno al quale viene avvolta una tela di carcassa (3) provvista di inserti (11) sottocintura sovrapponendo una prima estremità (23) della tela di carcassa (3) sopra ad una seconda estremità (21) della tela di carcassa (3) opposta alla prima estremità (23) per conferire alla tela di carcassa (3) stessa una forma anulare; ed la stazione di costruzione à ̈ caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo operatore che realizza, prima di avvolgere la tela di carcassa (3) attorno al tamburo (28) di formatura, un incavo (22) in corrispondenza di ciascun inserto (11) sottocintura e sulla seconda estremità (21) della tela di carcassa (3), sopra alla quale si appoggia la prima estremità (23).
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