BRPI0605258B1 - tambor de conformação para uma peça em bruto de pneumático - Google Patents

Abstract

tambor de conformação para uma peça em bruto de pneumático. é descrito um tambor de conformação para uma peça em bruto de pneumático compreendendo zonas inferiores formadas de um anel de reforço circular que move-se em rotação em tomo de um eixo xx<39>, compreendendo meios de retenção do talão (2a, 2b) montados opostos um ao outro em um fuso central (1), cada um dos ditos meios de retenção do talão compreendendo um suporte (5a, 5b) montado de forma axialmente móvel em relação ao dito fuso (1), um conjunto de segmentos de retorno (9a, 9b) distribuído circunferencialmente em torno do eixo xx<39>, que circula radialmente entre dois anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b) fixos no suporte (5a, 5b), e compreendendo uma sede de recebimento do talão (10a, 10b), e uma membrana de reviramento (12a, 12b) que pode deslizar sobre a sede de recebimento do talão, ancorada de uma maneira hermética por suas duas extremidades (121a, 122a, 121b, 122b) na circunferência radialmente externa dos anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b) e ancorada mecanicamente por meios adequados (14a,14b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) ao longo da linha de ancoragem circunferencial (90<a>). o dito tambor é caracterizado em que a seção da sede de recebimento do talão (10a, 10b) é de forma essencialmente circular com um comprimento desenvolvido l1, e a linha de ancoragem circunferencial da membrana de reviramento (121, 12b) nos segmentos de retorno (9a, 9b) é deslocada axialmente em direção ao centro do tambor em um comprimento l2 relativo à sede de recebimento do talão (l0a, 10b), o comprimento l2 sendo entre 0,7 e 2 vezes o comprimento l1.

Description

“TAMBOR DE CONFORMAÇÃO PARA UMA PEÇA EM BRUTO DE PNEUMÁTICO” A invenção diz respeito a tambores de montagem para produção de pneumáticos para adaptação em veículos automotivos.

De acordo com um método conhecido, peças em bruto de pneumático são fabricadas montando produtos de borracha perfilados em um primeiro estágio em um primeiro tambor de forma geral cilíndrica para se obter uma camisa, mais comumente denominada carcaça. A carcaça normalmente compreende uma lona de reforço da carcaça ancorada nas suas duas extremidades axiais em anéis de reforço circunferenciais projetados para constituir a zona inferior do pneumático, e elementos perfilados projetados para garantir que o pneumático seja hermético ou para reforçar zonas particulares.

Em um segundo estágio, a carcaça é colocada em um mecanismo adequado para transportar a peça em bruto do pneumático cilíndrica formada pela carcaça em uma peça em bruto do pneumático de forma toroidal.

Depois de ter realizado este estágio, conhecido como estágio de conformação, é então possível montar os elementos que constituem a zona da coroa que compreende, entre outros, as lonas de reforço da coroa e uma banda de rodagem do pneumático.

Esta transformação pode ser realizada inflando uma membrana colocada dentro da camisa cilíndrica entre os dois anéis de reforço do talão.

De forma mais geral, a carcaça é arranjada no mecanismo de conformação e montagem compreendendo dois mecanismos de recebimento opostos um ao outro e projetados para reter a carcaça a ser conformada pelos seus talões. Esses mecanismos de retenção podem conservar o contato hermético com os ditos talões. A operação de conformação é realizada aumentando-se a pressão pneumática no volume delimitado pelo meio de retenção e pela carcaça do pneumático, e colocando os meios de retenção axialmente próximos uns dos outros. O meio de retenção em geral compreende um elemento circunferencial que pode mover-se radialmente. Na sua posição expandida, este meio de pega garante a retenção e hermeticidade no nível do talão. Na posição retraída, o dito meio permite que a carcaça seja introduzida e a peça em bruto do pneumático seja extraída.

Além do mais, é também possível adicionar meios para reter a zona inferior localizada axialmente no volume delimitado pelo pneumático, ou mesmo uma membrana de reviramento arranjada axialmente fora do volume delimitado pelo pneumático e projetado para pressionar para baixo os elementos perfilados de borracha previamente arranjados em uma zona de montagem do tambor de conformação e montagem.

Essas tecnologias estão descritas, por exemplo, na patente EP 468.580, ou na patente DE 39 07 121.

Note que os meios de conformação e montagem descritos nessas patentes são particularmente bem adequados para conformar carcaças cuja zona inferior compreende um anel de reforço em tomo do qual não é necessário revirar a ancoragem da lona de reforço da carcaça e os produtos que constituem o talão enquanto a carcaça estiver mudando da forma cilíndrica para toroidal.

Pode também ser vantajoso posicionar os elementos perfilados projetados para formar a zona inferior do pneumático antes de introduzir a carcaça. Esses produtos podem ser submetidos a deslocamentos axiais que são incontrolados e incompatíveis com a precisão de montagem esperada durante a pega da carcaça.

Com esta finalidade, a publicação EP 492 239 propõe colocar no lugar uma linha de ancoragem circunferencial capaz de impedir qualquer deslizamento axial da membrana nesta zona. Esta linha de ancoragem fica em geral localizada verticalmente acima da zona na qual o bloco do talão fica arranjado. Um tambor deste tipo está mostrado esquematicamente na figura 1.

Este tambor de acordo com a tecnologia anterior compreende um fuso central 1 conectado a uma armação (não mostrada) e posto em rotação por um motor (não mostrado) em tomo do eixo XX’. O fuso de rotação 1 suporta dois meios de retenção para os talões (2a, 2b) montados opostos um ao outro em relação ao plano de simetria YY’. Cada meio de retenção do talão compreende um suporte (5 a, 5b) que desliza axialmente no fuso central 1. Os suportes deslizantes (5a, 5b) ficam arranjados de maneira a fazer contato hermético com o fuso central 1. Cada suporte deslizante também compreende um conjunto de segmentos de retomo (9a, 9b) distribuído circunferencialmente em tomo do eixo XX’, que pode mover-se radialmente pela ação de um cursor axialmente móvel (11a, 1 lb). Os segmentos de retomo (9a, 9b) compreendem uma sede para receber os talões (10a, 10b) e podem exercer uma pressão radial nos talões da carcaça.

Dois anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b) são fixos em duas extremidades axiais do suporte cursor e servem para guiar os segmentos de retomo (9a, 9b) durante o movimento radial dos ditos segmentos.

Uma membrana de reviramento (12a, 12b) é ancorada de uma maneira hermética pelas suas duas extremidades axiais (121 a, 122a, 121b, 122b) na circunferência radialmente externa de cada um dos anéis (6a, 7a, 6b, 7b). Os anéis (7a, 7b) localizados na extremidade axial do suporte cursor (2a, 2b) suportam um extensor (8a, 8b) no qual o lóbulo da membrana de retenção para baixo (12a, 12b) se apóia.

Conforme mostrado na figura 1, pode ser particularmente vantajoso ancorar as duas extremidades axiais da membrana de reviramento (121a, 122a, 121b, 122b) diretamente no anel interno (6a, 6b), por um lado, para garantir a hermeticidade da parte do meios de retenção do talão que compreende os segmentos de retomo radialmente móveis (9a, 9b) e, por outro lado, para encerrar o talão ao máximo possível quando a membrana de reviramento é atuada, de maneira a ajudar fazer pressão contra a carcaça conformada dos produtos de borracha previamente arranjada nos extensores laterais (8a, 8b). A membrana de reviramento cobre a sede de recebimento do talão (10a, 10b) que também ajuda o contato hermético entre o talão do pneumático a ser conformado e a zona de recebimento (10a, 10b) durante a expansão radial dos segmentos de retomo. A membrana pode também deslizar sobre as sedes de recebimento do talão (10a, 10b).

Cada meio de retenção (2a, 2b) é extraído radialmente ao longo do fuso central 1 por grampos móveis (3a, 3b) que movem-se axialmente pela ação da rotação de um parafuso motorizado 13 nas aberturas (4a, 4b) formadas no fuso central 1. Este movimento axial permite o controle da aproximação mútua dos talões durante a operação de conformação. São providos meios (não mostrados) para permitir que ar comprimido seja injetado no espaço central delimitado pelo fuso central e os meios de retenção do talão.

Assim, o tambor de conformação de acordo com a tecnologia anterior compreende meio de retenção do talão (2a, 2b) montados opostos um ao outro em um fuso central (1), cada um dos ditos meios de retenção compreendendo: um suporte (5a, 5b) montado no dito fuso (1) e capaz de mover-se axialmente em relação a ela; um conjunto de segmentos de retomo (9a, 9b) distribuído circunferencialmente em tomo do eixo XX’, que circula radialmente entre dois anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b) fixos no suporte (5 a, 5b), e compreendendo uma sede de recebimento do talão (10a, 10b); uma membrana de reviramento (12a, 12b) que pode deslizar sobre a sede de recebimento do talão, ancorada de uma maneira hermética por suas duas extremidades (121a, 122a, 121b, 122b) na circunferência radialmente externa dos anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b). A membrana é também ancorada mecanicamente por meios adequados (14a, 14b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) ao longo da linha de ancoragem circunferencial localizada entre as ancoragens das extremidades (121a, 122a, 121b, 122b).

Assim, as características citadas constituem o preâmbulo da reivindicação que define o tambor de acordo com a invenção.

Entretanto, note que a dita linha de ancoragem fica preferivelmente localizada oposta à zona de recebimento do calcanhar do talão.

Este tipo de tambor é particularmente adequado para produzir peças em bruto de pneumático nas quais a carcaça não é revirada em tomo do anel de reforço durante a operação de conformação. O deslocamento axial é bloqueado em ambas as direções pela ancoragem circunferencial, e a zona inferior é mantida de uma maneira hermética durante a operação de conformação.

Por outro lado, quando a seção do anel de reforço da zona inferior é circular, a lona de reforço da carcaça e os produtos que constituem o talão giram em tomo do anel de reforço. Ela fica então apropriada para ser arranjada de maneira que os meios de recebimento montados nos flanges, que garantem contato hermético com o talão, possa também mover em rotação de maneira a acompanhar o movimento do talão durante a rotação da zona inferior em tomo do anel de reforço. Em outras palavras, a rotação do talão em tomo do anel de reforço da zona inferior realiza o deslizamento da membrana de reviramento. O propósito da presente invenção é solucionar o problema inerente à montagem e conformação de pneumáticos que compreendem zonas inferiores formadas de um anel de reforço circular, para o qual se deseja tanto: primeiramente, posicionar elementos perfilados projetados para formar a zona inferior, o que implica em controlar os deslocamentos na direção axial, por um lado; realizar o conformação girando os constituintes da zona inferior em tomo do anel de reforço.

De acordo com a invenção, a membrana de reviramento (12a, 12b) é ancorada mecanicamente por meios apropriados (14a, 14b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) ao longo de uma linha de ancoragem circunferencial deslocada axialmente em direção ao centro do tambor em relação à sede de recebimento do talão (10a, 10b). A ancoragem mecânica (14a, 14b) arranjada de acordo com a invenção bloqueia o deslizamento axial da membrana na direção axial do centro do tambor de conformação em direção à borda externa do dito tambor. Com efeito, observou-se que é necessário apenas bloquear o movimento nessa direção a fim de manter os produtos no lugar durante a fase de expansão radial dos segmentos de retomo.

Por outro lado, durante a fase de conformação e rotação do talão em tomo do anel de reforço da zona inferior, o talão empurra a membrana de reviramento que desliza sobre as sedes de recebimento do talão. A parte da membrana de reviramento localizada entre o talão e a zona de ancoragem é sujeita a compressão e pode ser feita para curvar-se e formar um laço. Este fenômeno está ilustrados nas figuras 6 e 7 da presente descrição e será explicado com mais detalhes nos parágrafos seguintes.

Para que este fenômeno de empenamento ocorra, a posição da linha de ancoragem circunferencial relativa à sede de recebimento do talão deve ser determinada cuidadosamente.

Conforme ilustrado na figura 3a, a sede de recebimento 10a de um tambor do tipo projetado para produzir pneumáticos cujo talão gira em tomo do anel de reforço durante a fase de conformação tem uma seção de forma essencialmente semicircular para receber e reter o talão rotativo.

Um primeiro comprimento LI pode ser calculado, que é essencialmente igual ao comprimento desenvolvido da seção da dita sede 10a. O comprimento L2 é a distância entre a borda interna da sede de recebimento do talão 10a e a posição da linha de ancoragem circunferencial.

Mostrou-se que a rotação do talão ocorre sem problemas quando o comprimento L2 é maior que 0,7 Ll. Essa relação caracteriza o limiar citado acima do qual ocorre o fenômeno de empenamento supramencionado. O dito limiar é também representativo da rigidez das membranas atualmente usadas na indústria de pneumático.

Entretanto, a relação em questão não pode ser aumentada arbitrariamente. Com efeito, à medida que o comprimento L2 aumenta, toma-se difícil controlar a posição axial dos elementos perfilados projetados para formar a zona inferior, em virtude de o menor grau de compressão da membrana em direção ao centro do tambor realizar um movimento axial nessa direção. Observou-se experimentalmente que o comprimento L2 tem que ser menor que duas vezes o comprimento Ll.

Assim, o objetivo da invenção diz respeito a um tambor que tem as características do preâmbulo apresentado, no qual a seção da sede de recebimento do talão 10a tem uma forma essencialmente circular de comprimento desenvolvido Ll e no qual a linha de ancoragem circunferencial da membrana de reviramento 12a, 12b nos segmentos de retomo 9a, 9b é deslocada axialmente em direção ao centro do tambor em um comprimento L2 em relação à sede de recebimento do talão 10a, 10b, o comprimento L2 sendo entre 0,7 e 2 vezes o comprimento Ll. O dispositivo de acordo com a invenção fornece uma solução simples e fácil para o problema proposto, e proporciona as vantagens de precisão e regularidade de uso que são apropriadas para este tipo de tambor de conformação. A invenção está descrita com detalhes nas figuras 2 a 8 com referência à figura 1, que ilustra a tecnologia anterior mais recente, e em que: A figura 2 mostra uma vista seccional esquemática de um tambor de conformação de acordo com a invenção;

As figuras 3 a 8 mostram vistas parciais esquemáticas de vários estágios durante o uso de um tambor de conformação de acordo com a invenção. O tambor de conformação ilustrado na figura 2 tem todas as características do tambor de conformação ilustrado na figura 1. Note a ancoragem (14a, 14b) da membrana de reviramento nos segmentos de retomo (9a, 9b).

Os segmentos de retomo (9a, 9b) têm um entalhe circunferencial 90a cuja forma é adaptada para receber a protuberância circular 120a na parte radialmente interna da membrana de reviramento (12a, 12b), ilustrado com detalhes na figura 2. A forma da seção do entalhe e da protuberância pode ser retangular ou ainda trapezoidal. Outras formas podem ser usadas, desde que elas fixem a membrana de reviramento (12a, 12b) firmemente nos segmentos de retomo (9a, 9b).

Certamente, este método de fixação não é limitante e podería ser igualmente conjeturado ancorar a membrana de reviramento (12a, 12b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) por meios de fixação tais como parafusos (não mostrados) que passam através da membrana de reviramento e são fixos nos segmentos de retomo (9a, 9b). Nesta configuração, entretanto, deve-se tomar cuidado para não afetar a hermeticidade da membrana de reviramento.

As figuras 3 a 8 são ilustrações dos estágios principais no uso do tambor de conformação de acordo com a invenção. O tambor está representado esquematicamente na forma de uma vista de meia seção de um meio de retenção do talão 2a. A figura 3 mostra o tambor de conformação na sua posição de espera. Os segmentos 9a estão na posição baixa, isto é, o diâmetro do meio de retenção do talão 2a é menor que o diâmetro do talão da peça em bruto do pneumático a ser conformada. A figura 3a mostra a posição da ancoragem da membrana (90a) em relação à sede de recebimento do talão (10a). O comprimento LI correspondente ao desenvolvimento da seção da sede é medida em relação ao centro do raio que conecta a sede na superfície do segmento 9a. O comprimento L2 é medido neste caso em relação à extremidade interna do entalhe que recebe a protuberância na membrana. Entretanto, o comprimento L2 tem que ser adaptado ao método de fixação usado.

Assim, elementos perfilados de borracha P podem ser dispostos na superfície externa da membrana de reviramento 12a que apóia-se na extensão 8a, mostrada na figura 4. A posição axial dos elementos perfilados é determinada pela estrutura do pneumático a ser produzido. Neste caso, pode-se perceber que os elementos perfilados P cobrem parcialmente a sede de recebimento do talão 10a.

Uma carcaça C de forma no geral cilíndrica é montada no tambor de conformação com a ajuda de meios projetados para realizar essa operação particular (e não mostrada), para que o talão B fique arranjado verticalmente acima da sede de recebimento do talão (10a). A figura 5 mostra o estágio durante o qual a carcaça é pega pelo meio de retenção 2a. O cursor 11a move-se na direção Dl, o resultado disto sendo a elevação dos segmentos de retomo 9a na direção radial. Os produtos perfilados P entram em contato com o talão B. Com o ajuste da pressão de pega dos segmentos 9a no talão B, contato hermético pode ser estabelecido entre o talão B e a membrana de reviramento 12a. O talão é mantido pelo meio de retenção no nível da sede de retenção 10a, cuja forma é projetada para garantir que este contato seja hermético. O deslocamento dos segmentos de retomo introduz tensões na membrana de reviramento. A resultante dessas tensões é responsável para uma força F essencialmente axial cujo efeito é puxar a membrana de reviramento axialmente em direção ao lado de fora do tambor de conformação. O meio de ancoragem 14a da membrana nos segmentos de retomo 9a opõe a esta força e ao movimento axial da membrana de reviramento, e isto evita qualquer deslocamento axial dos produtos P. A real conformação da carcaça C está ilustrada na figura 6. Ar comprimido é injetado na forma interna delimitada pelo fuso central, o meio de retenção e a carcaça C. A pressão PI nesse volume infla a peça em bmto de pneumático, que muda de uma forma no geral cilíndrica para uma forma no geral toroidal. O aumento de pressão é possibilitado pelos contatos herméticos ao ar estabelecidos entre o fuso central e o suporte 5a, entre o suporte 5a e o anel circular 6a, entre o anel circular 6a e a extremidade da membrana de reviramento 12a, e entre a membrana de reviramento 12a e o talão B.

Ao mesmo tempo, os meios de retenção 2a e 2b movem-se axialmente um em direção ao outro peça ação dos grampos móveis 3a, 3b e do parafuso motorizado 13.

Durante a rotação do talão B em tomo do anel de reforço T da zona inferior, o talão leva os produtos perfilados P e a membrana de reviramento 12a com ela durante seu movimento. A membrana de reviramento desliza sobre os segmentos de retenção 10a na direção R. Isto resulta na compressão da membrana de reviramento, que é travada pela ancoragem 14a. Quando o limite de empenamento é atingido, a membrana de reviramento forma um laço na zona entre o talão B e a zona de ancoragem 14a, ilustrado na figura 6. A figura 7 mostra o estágio de reviramento durante o qual o volume interno da membrana de reviramento 12a é aumentado até uma pressão P2. O efeito disto é extrair produtos perfilados P ao longo do lado de fora da carcaça C. O empuxo axial pode ser suplementado pela ação de um meio 14a móvel na direção D3. A pressão P2 é menor que a pressão PI de maneira a evitar qualquer deslizamento axial da membrana de reviramento 12a no nível da zona de apoio 10a do talão B nos segmentos 9a. Com essa finalidade, a pressão de pega exercida pelos segmentos 9a no talão B pode ser regulada.

Quando a pressão P2 na membrana de reviramento é liberada, esta colapsa sobre a extensão 8a ilustrada na figura 8. A fase final de montagem da peça em bruto do pneumático C pode então ser realizada adicionando-se os produtos que constituem a zona da coroa (não mostrada). Durante este estágio, a pressão PI é mantida dentro do espaço central.

Com o término deste estágio, a pressão PI é liberada. Os segmentos 9a são abaixados novamente pela atuação do cursor 1 la, e a peça em bmto de pneumático é extraída do tambor de conformação.

Os meios de retenção movem-se axialmente em direção ao lado de fora do tambor de maneira a ficar prontos para receber a carcaça que forma a peça em bruto de pneumático seguinte.

Pode-se então perceber a tensão F dentro da estrutura da membrana de reviramento 12a pelo efeito das deformações impostas ao levar a membrana de volta para sua posição de descanso ilustrada na figura 3.

Para possibilitar isto, portanto, é importante que a membrana de reviramento seja feita de maneira tal que ela possa retomar para essa posição de descanso. Similarmente, a zona de contato entre a membrana de reviramento e o talão pode passar por um tratamento superficial apropriado para auxiliar no contato hermético entre a membrana de reviramento 12a e o talão B.

Seria então completamente possível arranjar o tambor de conformação constituindo o objetivo desta descrição de maneira a poder realizar todas as operações de montagem da peça em bruto do pneumático, já que isto é normalmente feito por processos referidos como processos de uma única vez. Tais arranjos não são parte da presente invenção e não mudam sua natureza ou princípios.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Tambor de conformação para uma peça em bruto de pneumático compreendendo zonas inferiores formadas de um anel de reforço circular que move-se em rotação em tomo de um eixo XX’ compreendendo meios de retenção do talão (2a, 2b) montados opostos um ao outro em um fuso central (1), cada um dos ditos meios de retenção do talão compreendendo: um suporte (5 a, 5b) montado axialmente móvel em relação ao dito fuso (1); um conjunto de segmentos de retomo (9a, 9b) distribuído circunferencialmente em tomo do eixo XX’, que circula radialmente entre dois anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b) fixos no suporte (5 a, 5 b), e compreendendo uma sede de recebimento do talão (10a, 10b); uma membrana de reviramento (12a, 12b) que pode deslizar sobre a sede de recebimento do talão, ancorada de uma maneira hermética por suas duas extremidades (121a, 122a, 121b, 122b) na circunferência radialmente externa dos anéis circulares (6a, 7a, 6b, 7b) e ancorada mecanicamente por meios adequados (14a, 14b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) ao longo da linha de ancoragem circunferencial (90a), caracterizado pelo fato de que a seção da sede de recebimento do talão (10a, 10b) é de forma essencialmente circular com um comprimento desenvolvido Ll, e a linha de ancoragem circunferencial da membrana de reviramento (12a, 12b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) é deslocada axialmente em direção ao centro do tambor em um comprimento L2 relativo à sede de recebimento do talão (10a, 10b), o comprimento L2 sendo entre 0,7 e 2 vezes o comprimento Ll.

2. Tambor de conformação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contato entre o suporte axialmente móvel (5a, 5b) e o fuso central (1) é hermético.

3. Tambor de conformação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende meios que possibilitam que ar comprimido seja injetado no espaço central delimitado pelo fuso central (1) e o meio de retenção do talão (2a, 2b).

4. Tambor de conformação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os meios de ancoragem da membrana de reviramento (12a, 12b) nos segmentos de retomo (9a, 9b) consistem de uma protuberância circular (120) formada na membrana de reviramento (12a, 12b) que coopera com um entalhe circunferencial (90) formado nos segmentos de retomo (9a, 9b).

5. Tambor de conformação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a membrana de reviramento (12a, 12b) é ancorada nos segmentos de retomo (9a, 9b) por meios de fixação que passam através da membrana de reviramento e são anexados nos segmentos de retomo (9a, 9b).

6. Tambor de conformação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, quando uma peça em bruto de pneumático é encaixada no dito tambor oposta às ditas sedes de recebimento de talão (10a, 10b), o efeito da expansão dos segmentos de retomo (9a, 9b) é de estabelecer contato hermético entre os talões (B) da peça em bruto de pneumático (C) a ser conformado e a membrana de reviramento (12a, 12b).