BRPI0419074B1 - Método e aparelho para fabricação pneus - Google Patents

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA FABRICAÇÃO PNEUS” DESCRIÇÃO A presente invenção diz respeito a um método de fabricação de pneus e a um aparelho de fabricação de pneu que opera de acordo com o dito método.

Um pneu compreende em geral uma estrutura de carcaça que inclui pelo menos uma lona da carcaça que tem protetores de extremidade em encaixe com as respectivas estruturas de ancoragem anulares, cada qual normalmente formada de um inserto anular substancialmente circunferencial no qual pelo menos um inserto de enchimento é aplicado em uma posição radialmente externa.

Associada com a estrutura de carcaça está uma estrutura de cinta que compreende pelo menos uma ou mais camadas de cinta dispostas em relacionamento sobreposto radial uma em relação à outra e na lona da carcaça, e tendo cordões de reforço têxteis ou metálicos com uma orientação cruzada e/ou substancialmente paralela à direção da extensão circunferencial do pneu. Antes ou depois da montagem da estrutura de cinta na estrutura de carcaça, uma banda de rodagem de material de elastômero é aplicada na própria estrutura de cinta em uma posição radialmente externa.

Além do mais, os respectivos costados do material de elastômero são aplicadas nas superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada qual estendendo-se de uma das bordas laterais da banda de rodagem até perto da respectiva estrutura de ancoragem anular nos talões.

Deve-se salientar que, com os objetivos da presente descrição, o termo "material de elastômero" significa uma composição compreendendo pelo menos um polímero elastomérico e pelo menos um enchimento de reforço. Preferivelmente, esta composição compreende adicionalmente aditivos tais como um agente de reticulação e/ou um plastificante. Por causa da presença do agente de reticulação, este material pode ser reticulado pelo aquecimento, de maneira a formar o artigo final de fabricação.

De acordo com métodos de fabricação convencionais, a banda de rodagem e costados, bem como outros componentes estruturais do pneu, são cada qual feitos de um elemento de seção extrudada continuamente que, depois do resfriamento para estabelecimento de sua conformação geométrica, é armazenado em mesas ou carretéis adequados. O produto semiacabado na forma de seções ou de uma tira contínua é então levado para uma unidade de alimentação cuja tarefa é pegar as seções ou cortar a tira contínua em seções de comprimentos predeterminados, cada uma delas constituindo a banda de rodagem ou um ou mais costados para ser aplicado circunferencialmente no pneu que está sendo confeccionado.

Na patente US 5.171.394, componentes estruturais de um pneu são assentados em um tambor rígido por meio de uma extrusora de deslocamento positivo que tem um orifício de saída de pequeno tamanho localizado nas proximidades da superfície na qual o elastômero deve ser aplicado. Os componentes do material de elastômero são formados pelo movimento da extrusora em relação à superfície do suporte toroidal posto em rotação, simultaneamente com o suprimento do material de elastômero na forma de um elemento alongado contínuo.

De acordo com documentos WO 00/24666 e WO 01/36185 em nome do mesmo requerente, alguns componentes do pneu, entre os quais a banda de rodagem e costados, por exemplo, são obtidos pela dispensação de um elemento alongado de uma extmsora, para distribuí-los adequadamente no tambor que sustenta o pneu que está sendo confeccionado, enquanto o dito pneu é rotacionado em tomo de seu eixo. Simultaneamente, o tambor de suporte, pendurado em um braço robotizado, move-se na frente da extrusora para causar a distribuição transversal do elemento alongado e assim formar uma pluralidade de espiras circunferenciais nele, as ditas espiras sendo assentadas próximas umas das outras e/ou sobrepostas radialmente de forma a definir o componente estrutural do pneu.

No documento WO 04/041522 igualmente em nome do mesmo requerente, a estrutura de carcaça é provida para ser formada pela montagem de produtos semiacabados em um tambor de suporte, para ser subsequentemente acoplada na estrutura de cinta feita em um tambor auxiliar. O tambor usado na etapa de acoplamento da estrutura de carcaça na estrutura de cinta fica em encaixe com um dispositivo de atuação que compreende um carro móvel ou um braço robotizado projetado para transferir seqüencialmente o dito tambor e movê-lo convenientemente em frente a uma série de extrusoras, cada qual ajustada para assentar um respectivo elemento alongado contínuo de material de elastômero na estrutura de carcaça e/ou estrutura de cinta, as características fisicoquímicas do dito elemento alongado sendo especificamente selecionadas com base no tipo de componente a ser fabricado pela extrusora individual, de maneira a formar a banda de rodagem e costados do pneu. Em uma modalidade alternativa, o tambor de suporte é apoiado por um carro e a extrusora ou extrusoras são radial e/ou transversalmente móveis em relação ao eixo geométrico do tambor para causar uma distribuição dos respectivos elementos alongados formados em espiras dispostas radialmente próximas umas das outras em lados do pneu que sob operação. O requerente percebeu que, quando um elemento alongado com uma seção basicamente plana é usado, o assentamento do dito elemento em um posicionamento desejado na superfície de assentamento dificilmente pode ser controlado de uma maneira suficientemente precisa, acima de tudo quando a dita superfície tem um perfil curvilíneo. Em particular, esta situação pode ser encontrada nas regiões de transição entre a banda de rodagem e os costados.

Além do mais, o arranjo do elemento alongado normalmente ocorre em um plano paralelo à superfície de assentamento, isto é, com o eixo principal do perfil da seção transversal paralelo à superfície de assentamento, e isto dá origem a imprecisões no assentamento e distorções na estrutura geométrica do próprio elemento alongado, no esticamento entre o ponto de saída da extrusora e o ponto de aplicação. O requerente também verificou a possibilidade de fazer um elemento alongado tomar uma orientação incidente em relação à superfície de assentamento, assentando as espiras com um passo de espiralamento axial menor que a largura máxima do elemento alongado. Assim procedendo, de fato, cada espira seria assentada em um relacionamento axialmente deslocado da espira previamente formada e sobrepondo radialmente parte da sua largura, de maneira a assumir uma orientação inclinada escarranchada em cada borda lateral da dita espira previamente formada. Formando-se diversas espiras em sucessão da maneira supradescrita, o elemento alongado pode ser gradualmente levado a tomar uma orientação próxima à perpendicular em relação à superfície de assentamento, isto é, com o eixo principal do perfil da seção transversal substancialmente perpendicular à superfície de assentamento.

Entretanto, certificou-se que isto forçaria o elemento alongado a sofrer distorções geométricas adicionais. A fim de reduzir as distorções geométricas supradescritas a níveis aceitáveis, pode ser além do mais necessário que a matriz de saída da extrusora seja mantida espaçada uma certa distância da superfície de assentamento, que penalizará ainda mais um controle preciso no assentamento.

Portanto, de acordo com a presente invenção, o requerente percebeu a possibilidade de obter um melhor controle da geometria do artigo de fabricação por meio de um controle conveniente da orientação do elemento alongado em tomo da sua extensão longitudinal durante a dispensação, de maneira a contrabalançar eficientemente a tendência natural de o elemento alongado se arranjar em uma dada orientação em relação à superfície de assentamento. Entretanto, a realização deste tipo de controle com a ajuda dos métodos e aparelhos da tecnologia conhecida é bem complicada, uma vez que seria necessário o uso de robôs ou dispositivos de manuseio de estrutura complexa de difícil controle em operação, em particular quando são utilizados tambores muito pesados e grandes, como acontece na fabricação de pneus para caminhões ou similares, por exemplo.

Portanto, o requerente observou que, se um bico adequado para ser orientado em tomo de seu eixo longitudinal representando a direção de saída do material for arranjado na extmsora, é possível seguir o perfil da superfície de assentamento, mesmo movendo meramente o tambor e/ou extmsora em um ou dois eixos cartesianos sem necessariamente exigir a ajuda de um robô.

Em um primeiro aspecto, a invenção diz respeito a um método de fabricar pneus, compreendendo as etapas de: montar componentes de um pneu sob trabalho em uma superfície de assentamento de um elemento de suporte, em que pelo menos um dos ditos componentes é formado pelas etapas de: posicionar o elemento de suporte em frente a um bico de um dispositivo de dispensação; dispensar um material de elastômero através do bico para formar um elemento alongado contínuo; realizar um movimento relativo entre o elemento de suporte e o bico para enrolar e distribuir o elemento alongado contínuo ao longo de um caminho pre-estabelecido na superfície de assentamento do próprio elemento de suporte a fim de formar o componente do pneu; controlar, durante a formação do componente do pneu, a orientação do bico em tomo de uma direção de saída do elemento alongado do bico, de maneira a seguir a dita superfície de assentamento.

Na realidade, o requerente percebeu que maior precisão no posicionamento do elemento alongado assentado no artigo de fabricação podería ser conseguida se o bico do elemento alongado fosse devidamente orientado. De fato, é vantajosamente possível extrudar o elemento alongado de acordo com uma orientação correspondente à necessária no ponto de assentamento. Assim, o bico pode ser posicionado em proximidade imediata com o ponto de aplicação do elemento alongado, para que distorções na estrutura do dito elemento sejam evitadas no esticamento entre a saída do bico e o ponto de aplicação.

Em um aspecto adicional a invenção diz respeito a um aparelho para de fabricação pneus compreendendo: pelo menos um elemento de suporte, dispositivos para montar componentes de um pneu que está sendo confeccionado em uma superfície de assentamento suportada pelo elemento de suporte; em que os ditos dispositivos de montagem compreendem: pelo menos um dispositivo de dispensação ajustado para dispensar um elemento alongado contínuo de material de elastômero através de um bico; dispositivos de atuação para causar um movimento relativo entre o dito elemento de suporte e o dito bico, de maneira a formar o componente do pneu na dita superfície de assentamento; dispositivos para controle da orientação do bico em tomo de uma direção de saída do elemento alongado do bico.

Recursos e vantagens adicionais ficarão mais aparentes a partir da descrição detalhada de uma modalidade preferida, mas não exclusiva, de um método e um aparelho para de fabricação pneus de acordo com a presente invenção.

Esta descrição será em seguida apresentada com referência aos desenhos anexos, dados a título de exemplo não limitante, em que: A figura 1 mostra diagramaticamente uma estação de trabalho que incorpora aparelhos de acordo com a presente invenção, A figura 2 é uma vista de topo diagramática de um exemplo de aplicação adicional do aparelho em referência, A figura 3 mostra um detalhe de construção do aparelho em questão seccionado ao longo de um plano diametral até um bico de um dispositivo de dispensação; A figura 3a mostra um detalhe visto na figura 3 em uma escala ampliada; A figura 4 é uma seção feita ao longo da linha IV-IV na figura 3;

As figuras 5 e 6 mostram o aparelho da invenção em duas condições operacionais diferentes;

As figuras 7a e 7b mostram dois esquemas de assentamento diferentes, respectivamente, de um elemento alongado contínuo a ser realizados pelo aparelho em referência; A figura B mostra, a título de exemplo, um pneu obtenível de acordo com a presente invenção em uma vista seccional fragmentada.

Referindo-se particularmente aos desenhos, um aparelho para de fabricação pneus, ajustado para por em prática um método de acordo com a presente invenção, foi identificado no geral pelo número de referência 1. A invenção visa fabricar pneus do tipo denotado no geral por 2 na figura 8, compreendendo essencialmente uma estrutura de carcaça 3 de uma conformação substancialmente toroidal, uma estrutura de cinta 4 de uma conformação substancialmente cilíndrica e que estende-se radialmente em tomo da estrutura de carcaça 3, uma banda de rodagem 5 aplicada na estrutura de cinta 4 em uma posição circunferencialmente externa e um par de costados 6 aplicado lateralmente na estrutura de carcaça 3 em lados opostos.

Cada um dos costados 6 e da banda de rodagem 5 compreende essencialmente pelo menos uma camada de material de elastômero de espessura adequada. Também associada com a banda de rodagem 5 pode estar uma assim chamada subcamada 5a de material de elastômero de composição e características fisicoquímicas adequadas que age como uma interface entre a banda de rodagem e a estrutura de cinta subjacente 4. A estrutura de carcaça 3 compreende um par de estruturas de ancoragem anular 7 integrado em regiões normalmente identificadas como "talões", cada qual consistindo, por exemplo, de um inserto anular substancialmente circunferencial 8, normalmente denominado núcleo do talão", que leva uma carga elastomérica 9 em uma posição radialmente externa. Em encaixe com cada uma das estruturas de ancoragem anular estão os protetores de extremidade 10a de pelo menos uma lona de carcaça 10 compreendendo cordões têxteis ou metálicos que estendem-se transversalmente à extensão circunferencial do pneu 2, possivelmente seguindo uma inclinação predeterminada de uma das estruturas de ancoragem anular 7 até a outra. Finalmente, em pneus do tipo sem câmara, isto é, sem uma camada de ar, a estrutura de carcaça tem uma câmara de ar substancialmente hermética ao ar de material de elastômero, identificada no geral como "forro", em uma posição radialmente interna.

Em pneus que rodam vazio ou pneus para usos particulares, insertos de reforço auxiliares 12 podem ser também providos, do tipo normalmente referido como "insertos de costado", por exemplo, aplicados próximos aos costados 6 intemamente na lona da carcaças 10, mostrada na linha tracejada, ou entre duas lonas de carcaça emparelhadas. A estrutura de cinta 4 pode, por sua vez, compreender uma ou mais camadas de cinta 13a, 13b incluindo cordões metálicos ou têxteis inclinados com a extensão circunferencial do pneu 2, em orientação respectivamente cruzadas entre uma camada de cinta e a outra, bem como uma possível camada de cinta externa compreendendo um ou mais cordões enrolados circunferencialmente em espiras dispostas axialmente em relacionamento lado alado em tomo das camadas de cinta 13a, 13b. O aparelho 1, possivelmente integrado em uma instalação (não mostrada como um todo) dedicada à produção de pneus ou execução de parte das operações de trabalho providas no ciclo de produção de pneu, compreende dispositivos 14 para montar pelo menos parte dos componentes de construção do pneu 1 em pelo menos um elemento de suporte 15.

Nos exemplos mostrados antes como uma indicação, parte dos componentes de construção do pneu 2, tais como as lonas da carcaça 10, estruturas de ancoragem anular 7 e/ou estrutura de cinta 4, são providos para ser feitos na forma de produtos semiacabados e subseqüentemente montados no elemento de suporte 15.

Dependendo dos usos e das etapas de processo envolvidas, este elemento de suporte 15 pode ser portanto representado tanto por um tambor de construção convencional de conformação cilíndrica, do tipo atualmente usado para montar os componentes cooperantes na formação da estrutura de carcaça, como pelo próprio pneu 2 que está prestes a ser formado no tambor de construção, ou um tambor de conformação usado para obter a montagem da estrutura de cinta 4 na estrutura de carcaça 3.

Altemativamente, caso cada componente de construção do pneu 2 seja feito pela aplicação seqüencial de produtos semiacabados elementares no elemento de suporte 15 ou no pneu 2 que esta sendo confeccionado, produtos semiacabados estes que consistem de elementos alongados contínuos de material de elastômero e/ou um ou mais cordoes têxteis ou metálicos incorporados em uma camada de material de elastomero, o elemento de suporte pode compreender um suporte toroidal rígido que se adequa à forma das superfícies internas do próprio pneu, da maneira descrita nos documentos WO-0035ÓÓÓ e WO-Ol/36185 em nome do mesmo requerente, por exemplo.

Com o propósito de fabricar componentes de material de elastômero, tais como a banda de rodagem 5, os costados 6, possível subcamada 5a, cargas 9, forro 11 e/ou possíveis insertos do costado 12, os ditos dispositivos de montagem 14 preferivelmente compreendem pelo menos uma extrusora 16 ou outro dispositivo de dispensação adequado, ajustado para dispensar pelo menos um elemento alongado contínuo 17 diretamente contra a superfície de assentamento do elemento de suporte 15, ou contra o componente do pneu previamente formado ou que está sendo formado no próprio elemento de suporte. A extrusora 16 tem uma cabeça de extrusão 18 que sustenta uma parede dianteira fixa 19, da qual um bico 20 projeta-se, o dito bico passando longitudinalmente por um duto de conexão 20a que estende-se na extensão de uma abertura de dispensação 19a formada através da parede dianteira 19 e que termina em uma matriz de saída 21 da qual o elemento alongado contínuo 17 surge. Dispositivos de termo-regulagem 20b podem ser associados com o bico para controlar a temperatura do material de elastômero que escoa ao longo do duto de conexão 20a. A matriz 21 preferivelmente tem um perfil de seção transversal que é substancialmente alongado ao longo de seu eixo de extensão principal N-N perpendicular a uma direção de saída Z-Z do material de elastômero paralelo à extensão longitudinal do bico 20, de maneira a dar ao elemento alongado contínuo 17 um perfil na seção transversal que é um perfil retangular, trapezoidal, elíptico ou lenticular substancialmente plano, cujos tamanhos das seções transversais são bastante reduzidos em relação aos tamanhos da seção transversal do componente 5,5a, 6, 9,11,12 que se deseja fazer. A título de exemplo, o elemento alongado contínuo 17 pode ter uma largura incluída, apenas como uma indicação, entre 3 milímetros e 15 milímetros, e uma espessura na faixa de 0,5 milímetro e 1,2 milímetros. O componente 5, 5a, 6, 9, 11, 12 em sua configuração final é obtido dispensando o elemento alongado 17 no elemento de suporte 15, preferivelmente posicionado em frente ao bico 20, enquanto os dispositivos de atuação 22 realizam um movimento relativo entre o elemento de suporte e o bico, para enrolar e distribuir o elemento alongado contínuo 17 em um caminho predeterminado na superfície de assentamento 15a do próprio elemento de suporte. Com este propósito, os dispositivos de atuação 22 compreendem pelo menos um motor 23 ou elementos rotativos equivalentes ajustados para colocar o elemento de suporte 15 em rotação para dar à superfície de assentamento 15a um movimento rotativo para enrolamento circunferencial do elemento alongado 17 em tomo de um eixo geométrico do próprio elemento de suporte.

Simultaneamente à rotação imposta ao elemento de suporte 15, elementos 24 destinados aos movimentos de acionamento translacionais realizam movimentos transversais entre o bico 20 e o próprio elemento de suporte para distribuir o elemento alongado contínuo 17 em espiras 25 dispostas próximas umas das outra em uma direção axial e/ou sobrepostas umas às outras em uma direção radial, de maneira a seguir a superfície de assentamento 15a ao longo de um caminho de assentamento predeterminado com base em um perfil de seção transversal desejado a ser dado ao componente 5,5a, 6, 9,11,12 que está sendo fabricado.

De acordo com a modalidade da figura 1, os dispositivos de atuação 22 compreendem essencialmente um braço robotizado ajustado para encaixar de forma removível o elemento de suporte 15 e integrar tanto os elementos de acionamento rotativo 23 projetados para realizar a rotação do próprio elemento de suporte em tomo do seu eixo geométrico quanto os elementos de acionamento translacional 24 que realizam os movimentos de distribuição transversal. A título de exemplo, um braço robotizado antropomorfo de sete eixos pode ser usado da maneira descrita nos documentos WO-OO/35666 e WO-01/36185 no nome do mesmo requerente.

Na modalidade da figura 2, os dispositivos de atuação 22 compreendem um carro 26 que sustenta os elementos de acionamento rotativos 23 ajustados para encaixar o elemento de suporte 15. O carro 26 é preferivelmente móvel ao longo de uma estrutura guia 27 entre uma primeira posição e uma segunda posição, identificadas com uma linha tracejada e uma linha cheia, respectivamente, na figura 2, Na primeira posição, o carro 26 carrega o elemento de suporte 15 em frente a uma estação de trabalho 28 dedicada à formação da estrutura de carcaça 3 e/ou estrutura de cinta 4, pela aplicação das lonas de carcaça 10, estruturas de ancoragem anular 7, camadas de cinta 13a, 13b e/ou outros componentes de construção feitos na forma de um produto semiacabado descrito no documento WO 04/041522, por exemplo.

Na segunda posição, o carro 26 carrega o elemento de suporte 15 na frente da dita pelo menos uma extmsora 16 ou outro elemento de dispensação para fabricar outros componentes estruturais 5, 5a, 6, 9,11,12 de material de elastômero, por meio do espiralamento do elemento alongado contínuo 17, Nesta modalidade, os elementos de acionamento translacional 24 podem compreender, por exemplo, a mesma estrutura guia 27 associada com o carro 26, e/ou guias deslizantes adicionais 29 associadas com a extrusora 16 para causar um movimento relativo entre o elemento de suporte 15 e a própria extmsora respectivamente na primeira direção e/ou segunda direção ortogonal X, Y. O aparelho 1 compreende adicionalmente dispositivos de controle denotados no geral por 30 que, durante o assentamento do elemento alongado 17, formam o componente 5, 5a, 6, 9,11,12 do pneu 2, controlam a orientação do bico 20 em tomo da direção de saída Z-Z do próprio elemento alongado, de forma a modular convenientemente a orientação do mesmo em relação à superfície de assentamento 15 a, conforme mais bem esclarecido a seguir.

Com mais detalhes, conforme mais bem mostrado na figura 3, o bico 20 é suportado de forma rotativa em relação à parede dianteira 19 da cabeça de extmsão 18 por meio de dispositivos de conexão 31 que, no exemplo mostrado, compreendem um primeiro e um segundo mancais radiais 32, 33 montados em um conector de extremidade 34 provido no bico 20 no lado oposto da matriz 21, O primeiro mancai radial 32 está em encaixe com um primeiro flange 35 preso na parede dianteira 19 da cabeça de extrusão 18, enquanto que o segundo mancai radial 33 está em encaixe, em uma posição axialmente separada do primeiro mancai 32, com um segundo flange 36 preso na parede dianteira 19 por meio de um espaçador 36a. Um mancai de empuxo 37 é ainda disposto operativamente entre um apoio radial 37a formado no conector de extremidade 34 do bico 20 e o segundo flange 36 conectado rigidamente na parede dianteira 19.

Um atuador 38 permite que o bico 20 seja colocado em rotação em tomo da direção Z-Z. O atuador 38 pode compreender um motor, por exemplo, que é preso na parede dianteira 19 e leva um de rosca 38a engrenado operativamente com um engrenagem 39 suportada axialmente pelo conector de extremidade 34, entre o primeiro e segundo mancais radiais 32, 33.

Preferivelmente, os dispositivos de conexão 31 compreendem adicionalmente uma sede de encaixe 40a, 40b formada no conector de extremidade 34 do bico 20 e/ou na abertura de dispensação 19a da parede dianteira 19, para encaixar de forma rotativa um embuxamento de união 41 que atravessa longitudinalmente um duto de união 41c que estende-se entre a abertura de dispensação e o duto de conexão 20a que passa ao longo do bico 20.

Em uma solução preferencial, duas sedes de encaixe denotadas por 40a e 40b são providas; elas são formadas na parede dianteira 19 e no bico 20, respectivamente, em um relacionamento de alinhamento axial, e elas encaixam respectivamente uma primeira parte 41a do embuxamento de união 41 que projeta-se em relação ao bico 20, e uma segunda parte 41b do próprio embuxamento de união, que projeta-se em relação à parede dianteira 19.

Definida entre o embuxamento de união 41 e a sede de encaixe 40a, 40b fica pelo menos uma folga 42 que comunica com o duto de conexão 20a e ajustado para receber uma pequena parte do material de elastômero transferido em direção à matriz 21 durante operação da extrusora 16.

Formada ao longo da folga 42 fica pelo menos uma passagem de bitola pequena 42a para estagnação e reticulação do material de elastômero, dimensionada de maneira tal a reduzir o escoamento do próprio material a ponto de que o dito material seja submetido a reticulação, também pelo efeito do calor armazenado pelo material durante a etapa de plastificação realizada na extrusora e/ou transmitido pelas paredes da cabeça de extrusão 18 e/ou do bico 20.

Na modalidade mostrada, a passagem de bitola pequena 42a estende-se substancialmente ao longo de toda a extensão axial da primeira parte 41a do embuxamento de união 41, e é definida por uma ligeira folga mecânica, justamente como uma indicação incluída entre cerca de 0,05 mm e cerca de 0,5 mm, criada entre o diâmetro externo do próprio embuxamento e o diâmetro da sede de encaixe correspondente 40a. O tamanho da passagem de bitola pequena é adaptado para causar reticulação do material de elastômero e, portanto, interromper o fluxo de material ao longo da própria folga, antes de o dito material atingir as superfícies voltadas mutuamente uma para a outra da parede dianteira 19 e o conector de extremidade 34 do bico 20. Um ou mais entalhes circunferenciais 43 arranjados na primeira parte 41a do embuxamento de união 41 e/ou na parte correspondente 40a da sede de encaixe formam substancialmente um caminho de labirinto destinado a promover a estagnação do material de elastômero de maneira a formar, após a reticulação deste, um tipo de anel de vedação em cada um dos próprios entalhes.

Por causa da estagnação e reticulação do material de elastômero na passagem de bitola pequena 42a, a transmissão de forças de empuxo axial muito forte ao bico 20 não ocorre, mesmo na presença de altas pressões de alimentação de cerca de 1.000 bar do material de elastômero. De fato, deve-se salientar com relação a isto que a ação de empuxo exercida pelo material de elastômero sob pressão somente diz respeito à extensão radial das extremidades do embuxamento de união 41, e/ou às sedes de encaixe correspondentes 40a, 40b. Este empuxo axial pode ser contrabalançado facilmente pelo mancai de empuxo 37.

Pode-se ver que, na modalidade preferida aqui ilustrada, o embuxamento 41 age como um pistão empurrado pela pressão do material de elastômero e transfere sua superfície de vedação da radial (que exigiría uma alta carga axial e, portanto, geraria um torque de atrito importante) para a cilíndrica axial na qual também o dito caminho de labirinto fica assentado.

As tolerâncias axiais arranjadas entre o embuxamento de união 41 e as sedes de encaixe 40a, 40b de fato podem ser vantajosamente ajustadas de uma maneira tal a permitir que o material de elastômero penetre radialmente na folga 42 na região próxima à abertura de dispensação 19a, para fazer o embuxamento de união 41 apoiar-se no conector de extremidade 34 e assim utilizar a pressão do material de elastômero para empurrar constantemente o embuxamento de união contra o bico 20.

Desta maneira, o atrito de deslizamento na superfície de contato entre o embuxamento de união 41 e o bico 20 pode ser completamente eliminado, o dito atrito constituindo a maior parte do torque resistente à rotação do próprio bico. A fim de facilitar a rotação do bico 20, o embuxamento de união 41 pode ser vantajosamente feito de uma liga de bronze ou outros materiais sinterizados adequados de maneira a oferecer um baixo coeficiente de atrito em relação ao material (em geral aço) de outros componentes contíguos. O controle do atuador 38 é realizado por uma unidade de controle 44, preferivelmente representada por uma unidade eletrônica de processamento programável que também supervisiona a operação da extrusora 16 e dos dispositivos de atuação 22. A unidade de controle 44 realiza um controle do assentamento de espiras 25 que coloca o bico 20 em rotação de acordo com um programa pré-estabelecido, de maneira a controlar a orientação do dito bico 20 em tomo da direção de saída Z-Z do elemento alongado contínuo 17 da matriz 21, de uma maneira tal a permitir que o bico siga devidamente a superfície de assentamento 15a do elemento de suporte 15 durante a formação do componente 5, 5a, 6,9,11,12 do pneu 2.

Com mais detalhes, o controle da rotação do bico 20 pode ser realizado modulando-se a orientação do próprio bico de maneira a manter constantemente o eixo de extensão principal N-N da dita matriz 21 substancialmente perpendicular, ou, de qualquer maneira, disposta com uma incidência acentuada, conforme mostrado na figura 6, em relação à superfície de assentamento 15a no ponto de aplicação do elemento alongado 17, para formar as espiras 25 seguindo o assentamento "no sentido da borda", conforme mostrado na figura 7a.

Desta maneira, é possível formar uma grande espessura de material de elastômero na superfície de assentamento 15a pelo assentamento de uma única camada de espiras 25, que vantajosamente reduz o tempo de trabalho, comparado com o assentamento de muitas camadas de espiras sobrepostas, necessário para obter a mesma espessura por meio de uma modalidade de assentamento "plana". Além do mais, mesmo quando for necessário o assentamento de duas ou mais camadas de espiras 25, por causa da possibilidade de forma grandes espessuras por uma umca camada, a quantidade de ar normalmente aprisionado no material de elastômero entre espiras adjacentes próxima às bordas laterais opostas do elemento alongado 17 é bastante reduzida.

Altemativamente, a orientação do bico 20 pode ser controlada de maneira a manter constantemente o eixo de extensão principal N-N da matriz 21 paralelo à superfície de assentamento 15a no ponto de aplicação do elemento alongado 17, mostrado na figura 5, para formar espiras 25 após um assentamento "plano" mostrado na figura 7a. Esta modalidade de assentamento permite que componentes de baixa espessura, tais como o forro 11 ou subcamada 5a da banda de rodagem 5, sejam formados rapidamente.

Caso necessário, a orientação do bico 20 pode também ser vantajosamente modulada durante a formação do componente 5, 5a, 6, 9, 11, 12 em qualquer posição intermediária entre a condição de assentamento "plana" e a condição de assentamento "no sentido da borda". A possibilidade de orientar o elemento alongado 17 em relação à superfície de assentamento 15a permite mais flexibilidade e precisão no controle da espessura da camada constituída das espiras 25 dispostas lado a lado, e possibilita também obter componentes com um perfil complicado.

Para permitir que a unidade de controle 44 realize um controle eficiente da orientação do bico 20, é provido que, durante o assentamento do elemento alongado 17, pelo menos um parâmetro relacionado à orientação do bico 20 é detectado ciclicamente, por um codificador 45 associado com o atuador 38, por exemplo, ou qualquer outro dispositivo adequado. Um comparador 46, possivelmente integrado na unidade de controle 44, recebe ciclicamente um sinal representativo da orientação do bico 20 proveniente do codificador 45, e compara-o com pelo menos um parâmetro de referência predeterminado, armazenado na própria unidade de controle, por exemplo.

Quando o parâmetro detectado pelo codificador 45 difere do parâmetro de referência armazenado, a unidade de controle 44 age no atuador 38 para modificar a orientação do bico 20, de maneira a adequá-la ao parâmetro de referência.

Portanto, a invenção permite que um excelente controle geométrico de componentes 5,5a, 6, 9, 11, 12 feitos no elemento de suporte 15 seja obtido por um controle adequado da orientação do elemento alongado 17 em tomo da sua extensão longitudinal durante a dispensação, a despeito da tendência natural de o próprio elemento alongado assumir uma orientação paralela à superfície de assentamento.

Além do mais, a invenção permite que o perfil da superfície de assentamento 15a seja seguido também por um movimento simples do elemento de suporte 15 e/ou a extrusora 16 em um ou dois eixos cartesianos sem exigir necessariamente a ajuda de dispositivos de atuação complicados, em particular quando são usados tambores muito pesados e grandes, como ocorre na fabricação de pneus para caminhões e similares, por exemplo.

Deve-se salientar também que o controle da orientação do elemento alongado 17 realizado pela rotação do bico 20 permite que a matriz 21 seja mantida em proximidade imediata com a superfície de assentamento, evitando-se assim tensões e distorções que são impostas no próprio elemento alongado.

Os recursos adotados na fabricação dos dispositivos de controle 30 além de dar origem a um sistema de vedação rotativa capaz de resistir a pressões de até 1.000 bar e temperaturas da ordem de 150 C, mantendo ao mesmo tempo um baixo torque resistente a rotação do bico 20, para que o tempo de rotação não aumente, o que causaria uma redução na precisão de rotação, sem a aplicação de motores de redução de grande potência e, conseqüentemente, sem exigir um volume que não pode ser proposto para uso prático.

Percebe-se finalmente que o método e aparelho de acordo com a invenção podem ser aplicados e respectivamente integrados em aparelho de fabricação tradicional, em que as vantagens de um assentamento tipo espiral de pelo menos um elemento contínuo de material de elastômero é obtido sem ser obrigado a usar braços robotizados, previamente ilustrados, nem somente quando os ditos braços forem muito volumosos, como na fabricação de pneus para caminhões ou similares, conforme já mencionado, mas também quando a dita operação de assentamento tiver que ser realizada em orientações particulares por causa da curvatura particular da banda de rodagem, por exemplo, como no caso de pneus para veículos de ruas rodas.

Claims (20)

1. Método para fabricação de pneus, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - montar componentes (5, 5a, 6, 9, 11, 12) de um pneu sob operação (2) em uma superfície de assentamento (15a) de um elemento de suporte (15), em que pelo menos um dos ditos componentes (5, 5a, 6, 9,11, 12) é formado pelas etapas de: - posicionar o elemento de suporte (15) em frente a um bico (20) de um dispositivo de dispensação (16); - dispensar um material de elastômero através do bico (20) para formar um elemento alongado continuo (17); - realizar um movimento relativo entre o elemento de suporte (15) e o bico (20) para enrolar e distribuir o elemento alongado contínuo (17) ao longo de um caminho pré-estabelecido na superfície de assentamento (15a) do próprio elemento de suporte (15) a fim de formar o componente (5, 5a, 6, 9,11,12) do pneu; - controlar, durante a formação do componente (5, 5a, 6, 9,11, 12) do pneu, a orientação do bico (20) em tomo de uma direção de saída (Z- Z) do elemento alongado do bico (20), de maneira a seguir a dita superfície de assentamento (15a).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controle da orientação do bico (20) compreende a etapa de modificar a orientação do dito bico (20) de acordo com um programa predeterminado durante a formação do componente (5, 5a, 6, 9, 11, 12) do pneu (2).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante o controle da orientação do bico (20), a seqüência de etapas seguinte é repetida ciclicamente: - detectar pelo menos um parâmetro relacionado com a orientação do bico (20); - comparar o parâmetro detectado com pelo menos um parâmetro de referência predeterminado; e - modificar a orientação do bico (20) para adequá-la à forma do parâmetro de referência, quando o parâmetro detectado diferir do parâmetro de referência.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bico (20) é provido com uma matriz (21) que tem um perfil substancialmente alongado ao longo do seu eixo de extensão principal (N-N), o dito perfil ficando disposto em um plano substancialmente perpendicular à direção de saída (Z-Z) do material de elastômero.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de controle consiste em modular a orientação do bico (20) entre uma condição de assentamento plano na qual o dito eixo de extensão principal (N-N) da matnz (21) é substancialmente paralelo à superfície de assentamento (15a) em um ponto de aplicação do elemento alongado (17), e uma condição de assentamento no sentido da borda em que o dito eixo de extensão principal (N-N) da matriz (21) é substancialmente perpendicular à superfície de assentamento (15a) em um ponto de aplicação do elemento alongado (17).

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de controle consiste em modular a orientação do bico (20) de maneira a manter o dito eixo de extensão principal (N-N) da matriz (21) substancialmente paralelo à superfície de assentamento (15a) em um ponto de aplicação do elemento alongado (17).

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de controle consiste em modular a orientação do bico (20) de maneira a manter o dito eixo de extensão principal (N-N) da matriz (21) substancialmente perpendicular à superfície de assentamento (15a) em um ponto de aplicação do elemento alongado (17).

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o movimento relativo entre o elemento de suporte (15) e o bico (20) compreende as etapas de: - acionar o elemento de suporte (15) em rotação para dar à superfície de assentamento (15a) um movimento para enrolamento circunferencial do elemento alongado (17); - realizar deslocamentos de distribuição transversais relativos entre o bico (20) e o elemento de suporte (15) para distribuir o elemento alongado contínuo (17) em espiras dispostas próximas umas das outras na superfície de assentamento (15a) de maneira a formar o componente (5, 5a, 6, 9,11,12) do pneu (12).

9. Aparelho para fabricação de pneus, caracterizado pelo fato de que compreende: - pelo menos um elemento de suporte (15); - dispositivos (14) para montar componentes (5, 5a, 6, 9, 11, 12) de um pneu (2) que está sendo confeccionado em uma superfície de assentamento (15a) sustentada no elemento de suporte (15); em que os ditos dispositivos de montagem (14) compreendem: - pelo menos um dispositivo de dispensação (16) ajustado para dispensar um elemento alongado contínuo (17) de material de elastômero através de um bico (20); - dispositivos de atuação para causar um movimento relativo entre o dito elemento de suporte (15) e o dito bico (20), de maneira a formar o componente (5, 5a, 6, 9, 11, 12) do pneu na dita superfície de assentamento (15a); dispositivos (30) para controle da orientação do bico (20) em tomo de uma direção de saída (Z-Z) do elemento alongado (17) do bico (20).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de controle (30) compreendem: - dispositivos de conexão (31) para suportar de forma rotativa o dito bico (20) em relação a uma parede dianteira fixa (19) do dispositivo de dispensação (16); - um atuador (38) para acionar o bico (20) em rotação; - uma unidade de controle (44) que opera no atuador (28) para acionar o bico (20) em rotação seguindo um programa predeterminado.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de conexão (31) compreendem: - um embuxamento de união (41) que projeta-se de pelo menos um do dito bico (20) e da parede dianteira (19), e que passa longitudinalmente por um duto de união (41c) entre uma abertura de dispensação (19a) arranjada na dita parede dianteira (19) e um duto de conexão (20a) que passa ao longo do bico (20); - uma sede de encaixe (40a, 40b) formada em pelo menos um do dito bico (20) e parede dianteira (19) para encaixar de forma rotativa o embuxamento de união (41).

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de conexão (31) compreendem adicionalmente: - pelo menos uma folga (42) formada entre o embuxamento (41) e a sede de encaixe (40a, 40b) e que comunica-se com o duto de união (41c) para receber parte do material de elastômero da abertura de dispensação (19a); - pelo menos uma passagem de bitola pequena (42a) para estagnação e reticulação do material de elastômero formado na dita folga (42).

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dita folga (42) tem pelo menos um entalhe circunferencial (43) que define substancialmente um caminho de labirinto.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de conexão (31) compreendem adicionalmente pelo menos um mancai de empuxo (37) disposto operativamente entre um ressalto radial (37a) formado no bico (20) e um flange (36) conectado rigidamente na parede dianteira (19) do dispositivo de dispensação (16) para contrabalançar empuxos axiais transmitidos pelo material de elastômero recebido na dita folga (42).

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de conexão (31) compreendem adicionalmente pelo menos um mancai de suporte (32, 33) disposto operativamente entre o bico (20) e um flange (35, 36) conectado rigidamente na parede dianteira fixa (19) do dispositivo de dispensação (16) para suportar de forma rotativa o bico (20) em relação ao próprio dispositivo de dispensação.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dito atuador (38) compreende: - um motor preso na parede dianteira fixa (19) do dispositivo de dispensação (16) para acionar um parafuso de rosca (38a) em rotação; - engrenagem (39) levada pelo bico (20) em relacionamento coaxial e operativamente em encaixe com o parafuso de rosca (38a).

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito bico (20) compreende uma matriz (21) que tem um perfil substancialmente alongado ao longo de seu eixo de extensão principal (N-N) que fica disposto em um plano substancialmente perpendicular à direção de saída (Z-Z) do material de elastômero.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de controle (30) compreendem adicionalmente: - dispositivos (45) para detectar pelo menos um parâmetro relacionado à orientação do bico (20); - dispositivos comparadores (46) para comparar o parâmetro detectado com pelo menos um parâmetro de referência predeterminado, - os ditos dispositivos de detecção (45) e dispositivos comparadores (46) interagindo com a unidade de controle (44) para modificar a orientação do bico (230) e adequar sua forma à do parâmetro de referência, quando o parâmetro detectado diferir do parâmetro de referência.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de atuação (22) compreendem: - elementos de acionamento rotativos que operam no elemento de suporte (15) para dar à superfície de assentamento (15a) um movimento para enrolamento circunferencial do elemento alongado (17); - elementos de acionamento translacional para realizar movimentos transversais entre o bico (20) e o elemento de suporte (15) de maneira a distribuir o elemento alongado contínuo (17) em espiras dispostas próximas umas das outras na superfície de assentamento (15a).

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de dispensação (16) compreende pelo menos uma extrusora.