BRPI0801733A2

BRPI0801733A2 - dispositivo e método para recobrir continuamente uma lona de bandas de rodagem com um material termoplástico ou viscoelástico

Info

Publication number: BRPI0801733A2
Application number: BRPI0801733-6A
Authority: BR
Inventors: Serge Nicolas
Original assignee: Michelin Soc Tech; Michelin Rech Tech
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2011-05-31
Also published as: US7993558B2; EP1997607B1; BRPI0801733B1; JP2008296584A; US20080295953A1; EP1997607A1; CN101332651A; DE602008005667D1; US20110308454A1; ATE502753T1; JP5214348B2; US8197242B2; CN101332651B

Abstract

DISPOSITIVO E MéTODO PARA RECOBRIR CONTINUAMENTE UMA LONA DE BANDAS DE RODAGEM COM UM MATERIALTERMOPLáSTICO OU VISCOELáSTICO E descrito um dispositivo para recobrir continuamente uma lona de bandas de rodagem, a dita lona sendo formada por um arranjo de bandas de rodagem de forma aproximada mutuamente paralelas (F), dispositivo este que compreende uma guia da banda de rodagem (35), uma câmara de revestimento (31) na qual um primeiro canal de alimentação (10) e um segundo canal de alimentação (20) correm, que são independentes um do outro, conectados a um primeiro meio de alimentação (13) e a um segundo meio de alimentação (23), respectivamente, e capaz de distribuir um primeiromaterial (A) e um segundo material (B) sob pressão e com uma vazão definida, e cujas saídas (11, 21) dos canais são colocadas acima e a baixo do plano da lona das bandas de rodagem (F), e uma matriz de saída. Meios de medição de pressão (12, 22) conectados a um controlador para controlar a pressão de cada um dos meios de alimentação (13, 23) são colocados na câmara de revestimento (31) voltados um para o outro e alinhados entre si em cada lado do plano da lona e nas proximidades imediatas da saída dos canais de alimentação (11,21).

Description

"DISPOSITIVO E MÉTODO PARA RECOBRIR CONTINUAMENTEUMA LONA DE BANDAS DE RODAGEM COM UM MATERIALTERMOPLÁSTICO OU VISCOELÁSTICO"

A invenção diz respeito ao campo de fabricação de produtosde reforço compósitos constituídos de bandas de rodagem embutidas emmaterial termoplástico ou viscoelástico.

Mais particularmente, a invenção diz respeito à fabricação delonas de reforço amplamente usadas nos pneumáticos com os quais veículosterrestres devem ser equipados.

Essas lonas, que devem constituir as lonas de reforço dacarcaça ou reforço da coroa do pneumático, são formadas de bandas derodagem contínuas que são de forma aproximada mutuamente paralelas earranjadas com um dado passo transversal. As bandas de rodagem sãoembutidas em borracha.

O termo "banda de rodagem" significa qualquer banda derodagem de reforço individual ou cabeada que é em si formada por umconjunto de filamentos individuais. As bandas de rodagem podem ser, semdistinção, de natureza têxtil, compósita ou metálica.

Os processos mais amplamente usados para fabricação dessaslonas de banda' de rodagem retas consistem em depositar uma camada deborracha em ambos os lados da lona de bandas de rodagem usando umacalandra formada de dois rolos capazes de pressionar as folhas de borrachauma contra a outra de forma que a borracha penetre no espaço livre entre asbandas de rodagem até formar ligações de borracha.

São também conhecidos dispositivos de recobrimento nosquais a lona de bandas de rodagem passa através de uma matriz derevestimento à montante da qual existe uma câmara de revestimento quecomunica com um meio de alimentação capaz de distribuir um produtoborrachoso sob pressão e a uma dada vazão. A lona de bandas de rodagem vaide uma guia da banda de rodagem colocada na entrada do dispositivo até acâmara de revestimento, onde a mistura sob pressão penetra nos espaçoslivres entre as bandas de rodagem, e emerge do dispositivo passando atravésde uma matriz de dimensionamento destinada a dar à lona semiacabada umaespessura precisa.

Meio de alimentação de material, tal como, por exemplo, umaou mais extrusoras de um único parafuso, alimentam a câmara derevestimento por meio de um ou mais canais que abrem-se sobre a partesuperior ou sobre a parte inferior da lona de bandas de rodagem.

Esta técnica tem, inter alia, a vantagem de permitir que sériesmuito regulares de ligações de borracha sejam formadas, por causa daimpregnação muito boa das bandas de rodagem por causa da alta pressãodentro da câmara de revestimento. Seu uso é particularmente adequado paraproduzir lonas de banda de rodagem retas estreitas, similares a tiras, edestinadas à produção, pelo enrolamento das ditas tiras sobre a peça em brutode um pneumático no processo de construção. Uma outra aplicação consisteem produzir lonas de reforço com um dado ângulo com a direçãocircunferencial, justapondo-se partes de tiras em um dado ângulo.

Entretanto, a fabricação de pneumáticos modernos exige queos conjuntos tenham geometrias cada vez mais complexas e precisas,tornando necessário reconsiderar o uso de dispositivos conhecidos.

A figura 1 mostra uma lona de banda de rodagem reta do tipoprocurado, no qual o componente de borracha A cobre as bandas de rodagemF de forma que a parte traseira superior das bandas de rodagem fiquelocalizada a uma distância eup da superfície superior da lona e a parte de trásinferior fique localizada a uma distância eiow da superfície inferior da lona,cuja espessura total é denotada por Etot. Deve-se notar também que, neste tipode lona, as distâncias eup e eiow não são necessariamente as mesmas.

Para fabricar uma lona de banda de rodagem reta ilustrada nafigura 1 usando um dispositivo de recobrimento, as espessuras eup e elowvariam deslocando-se o plano da lona das bandas de rodagem em relação àsbordas superior e inferior da matriz. A espessura total Etot é determinada pelodiâmetro das bandas de rodagem, a velocidade de corrida das bandas derodagem através do dispositivo de recobrimento e a pressão no interior dacâmara de revestimento.

Isto resulta em inúmeras dificuldades associadas com ocontrole da posição da lona das bandas de rodagem em relação à superfície.Isto se dá em virtude de qualquer variação na pressão entre o fluxo decomposto a ser alimentado na parte superior da lona e o fluxo de composto aser alimentado na parte inferior da lona fazer com que as bandas de rodagemmovam-se para cima ou para baixo.

Para dar uma ilustração, uma diferença de pressão de 1 barentre dois fluxos em um comprimento de 10 mm gera uma força de 0,6 Nperpendicular à superfície da lona. Seria possível aumentar a tensão da lonade maneira a impedir que elas sofram um deslocamento muito grande nadireção perpendicular à superfície da lona. Entretanto, esta técnica continualimitada em que as bandas de rodagem ficariam então suscetíveis a cortes oudanos na lona formada por um elastômero não curado e ainda muito plástico.

As diferenças na pressão entre os fluxos destinados a alimentarmaterial na câmara de revestimento, na parte superior e na parte inferior dalona das bandas de rodagem, respectivamente, são a conseqüência de umgrande número de parâmetros que não são fáceis de se controlar. Isto se aplicaem particular quando se deseja variar a pressão na câmara de revestimento deacordo com a velocidade de corrida da lona das bandas de rodagem de formaa manter uma espessura total constante Etot. Outros parâmetros também têmuma influência, tal como a temperatura instantânea dos elementos em contatocom o composto de borracha, as diferenças localizadas na reologia docomposto, a velocidade de extrusão, o diâmetro dos cordões, o passo doscordões e finalmente a forma e a geometria dos canais de fluxo.

Isto resulta em uma irregularidade geométrica nas espessurasde borracha na parte de trás das bandas de rodagem, que não é compatívelcom a precisão desejada.

O objetivo da invenção é prover uma solução para o problemacolocado e permitir que lonas de banda de rodagem retas sejam fabricadas porrecobrir com a precisão desejada.

O dispositivo de recobrimento contínuo de acordo com ainvenção compreende:

- uma guia da banda de rodagem;

- uma câmara de revestimento na qual correm um primeirocanal de alimentação e um segundo canal de alimentação, que sãoindependentes um do outro, conectados a um primeiro meio de alimentação ea um segundo meio de alimentação, respectivamente, e capaz de distribuir umprimeiro material e um segundo material sob pressão e com uma vazãodefinida, e as saídas de cujos canais são colocadas acima e a baixo do planoda lona de bandas de rodagem; e

- uma matriz de saída.

A lona de bandas de rodagem corre através de várioselementos do dispositivo quando este está em operação.

O dispositivo de acordo com a invenção é caracterizado emque são colocados meios de medição de pressão conectados a um controladorpara controlar a pressão de cada um dos meios de alimentação na câmara derevestimento e em linha um com o outro em qualquer lado do plano da lona eem proximidade imediata com a saída dos canais de alimentação.

Portanto, é possível regular o dito meio de alimentação de umamaneira tal que a pressão do composto produzido pelo dito primeiro canal dealimentação seja igual à pressão do composto produzido pelo segundo canalde alimentação, independente do nível de pressão que se deseja estabelecer nadita câmara a fim de regular a espessura total Etot da lona revestida em funçãoda velocidade da lona das bandas de rodagem.

A diferença de pressão entre a parte superior e a parte inferiorda lona das bandas de rodagem é sempre substancialmente igual a zero,impedindo assim qualquer deslocamento do plano das bandas de rodagem emrelação à matriz de saída.

A descrição seguinte é suportada pelas figuras 1 a 3, em que:

A figura 1 mostra uma vista seccional esquemática de umalona de bandas de rodagem revestidas de acordo com uma primeiramodalidade e obtida com o processo de acordo com a invenção;

A figura 2 mostra uma vista seccional esquemática de umdispositivo de acordo com a invenção; e

A figura 3 mostra uma vista seccional esquemática de umalona de bandas de rodagem revestidas de acordo com uma segundamodalidade e obtida pelo processo de acordo com a invenção.

Conforme mencionado nos parágrafos anteriores, a figura 1mostra uma primeira modalidade de uma lona de bandas de rodagemrevestidas que pode ser obtida com o processo e dispositivo de acordo com ainvenção.

A figura 2 ilustra um dispositivo de acordo com a invenção. Odispositivo de recobrimento é formado por uma guia de banda de rodagem 35localizada na entrada do dispositivo e uma câmara de revestimento 31 na qualum primeiro canal de alimentação 10 corre, cujo canal a saída 11 é colocadoacima do plano da lona de bandas de rodagem. A saída 21 de um segundocanal de alimentação 20 também corre para a câmara de revestimento 31abaixo do plano da lona de bandas de rodagem F. A saída do dispositivo éformada pela matriz 32, que compreende uma borda superior 33 e uma bordainferior 34, cuja separação entre elas serve para regular a espessura total Etotda lona revestida. Dispositivos (não mostrados) fazem com que a lona debandas de rodagem corra a uma dada velocidade através do dispositivo derecobrimento. Esses dispositivos também colocam as bandas de rodagem Fsob tensão.

Os meios de alimentação 13 e 23 são conectados nos canais dealimentação 10 e 20 respectivamente. Esses meios de alimentação podem serdispositivos de extrusão convencionais do tipo amplamente usado na indústriade borracha e compreendendo um parafuso rotacionado por um motor (nãomostrado). Equivalentemente, e quando o material de revestimento é maisfluido, é possível usar uma bomba rotativa ou uma bomba de deslocamentopositivo. Esses dispositivos são capazes individualmente distribuir o material(A, B) destinado a revestir as bandas de rodagem com uma dada vazão e auma dada pressão na câmara de revestimento (31) por meio dos canais dealimentação IOe 20.

Os meios de alimentação de material 13 e 23 são separados umdo outro.

O dispositivo inclui dispositivo de determinação de pressão 12e 22, tais como sensores de pressão, colocados na câmara de revestimento,voltados um para o outro e alinhados entre si, em qualquer lado do plano dalona, de maneira a medir a pressão no ponto onde o composto é passível deinfluenciar a posição das bandas de rodagem.

Esses sensores de pressão são colocados o mais próximopossível das saídas 11 e 21 dos canais de alimentação 10 e 11 de uma maneiratal que a diferença de pressão entre os dois lados da lona dependa tanto dapressão distribuída pelo meio de alimentação que corre para a saída emquestão quanto de variações de pressão que ocorrem no momento de revestiras bandas de rodagem com cada um dos compostos e capaz de causardeslocamento das bandas de rodagem.

E importante que os sensores fiquem localizados bemprecisamente em linha uns com os outros de maneira a medir as forças quesão exercidas perpendicularmente ao plano da lona a um dado ponto.

Esses meios de determinação de pressão são conectados a umcontrolador 40 para controlar os meios de alimentação 13, 23 de maneira aregular a pressão em cada um dos canais de alimentação de acordo com umdado ponto de ajuste.

Portanto, são feitos arranjos para a diferença de pressão emqualquer lado do plano da lona ser aproximadamente zero.

Para impedir um lento arrasto do sistema, o controle de um dosmeios de alimentação serve como um dispositivo mestre ao qual o controle dooutro meio de alimentação é escravo.

Este dispositivo é portanto distinto dos dispositivos deregulagem conhecidos, nos quais os meios de medição de pressão sãocolocados dentro do canal de alimentação, e que não permitem que mudançasfinas nas diferenças de pressão em uma direção ortogonal ao plano da lonasejam detectadas.

A figura 2 também ilustra uma modalidade alternativa dodispositivo, em que a saída 11 do canal 10 é deslocada a uma distância d emrelação à saída 21 do canal 20 ao longo da direção na qual a lona das bandasde rodagem avança através do dispositivo.

Este arranjo tem o efeito de que a lona das bandas de rodagemé ainda parcialmente mantida no lugar pela guia da banda de rodagem quandoo composto penetra na parte superior da lona das bandas de rodagem. Asbandas de rodagem são ainda suportadas na guia de bandas de rodagem, queimpede qualquer movimento da lona das bandas de rodagem em uma direçãoperpendicular ao plano da lona.

A lona de bandas de rodagem é completamente livre dainfluência da guia de banda de rodagem somente na saída 21 do outro meio dealimentação para que, quando o composto penetrar na parte inferior dasbandas de rodagem, a dita lona seja suportada no composto da parte superior.Isto resulta em melhor estabilidade da posição das bandas de rodagem econseqüentemente melhor precisão das espessuras eup e eiow.

Em decorrência disto, os sensores de pressão são colocadospróximos da segunda extremidade 21 e deslocados a uma distância maior qued em relação à primeira saída 11.

O dispositivo também tem uma outra vantagem em relação aosdispositivos convencionais em que o composto é de um único meio dealimentação.

Isto é porque geralmente é necessário produzir uma lona naqual o composto de borracha A que forma a parte superior da lona é diferentedo composto de borracha B que forma a parte inferior da lona, ilustrado pelafigura 3. Nesta configuração, a posição do centro das bandas de rodagem,representada na figura 3 por uma linha pontilhada, não correspondenecessariamente à linha de separação entre o composto Aeo composto B.

Portanto, é necessário que as respectivas espessuras a e b doscompostos AeB sejam controladas mais precisamente, a soma das ditasespessuras sendo igual à espessura total Etot.

Demonstrou-se que é possível variar a espessura a em relaçãoà espessura b variando-se a distância d que separa a saída 11 do canal dealimentação 10 da saída 21 do canal de alimentação 20 sem ser necessáriovariar a pressão na câmara de revestimento, isto sendo de capital importânciapara controlar a espessura total, mencionado nos parágrafos anteriores.

Um outro uso do dispositivo de acordo com a invençãoconsiste em registrar a diferença de pressão entre os dois dispositivos demedição 12 e 22 para o controle fino do produto final que sai do dispositivo.Assim, é possível, quando esta diferença exceder um certo patamar, concluirque a zona na qual esta anomalia ocorre é inadequada para ser usada em umaetapa de fabricação subseqüente. Portanto, basta identificar a zona em questãopor qualquer meio, sem ser necessário interromper a produção da lonarevestida, e eliminá-la de uma fase de fabricação subseqüente.

O dispositivo que forma o objeto da presente invençãoportanto possibilita solucionar o problema colocado, que diz respeito aocontrole da geometria das lonas de reforço, e também oferece muitasperspectivas de variar a construção de pneumáticos.

Claims

1. Dispositivo para recobrir continuamente uma lona de bandasde rodagem com um material termoplástico ou viscoelástico (A, B), a ditalona sendo formada por qualquer arranjo de bandas de rodagem de formaaproximada mutuamente paralelas (F), cujo o dispositivo compreende:- uma guia de banda de rodagem (35);- uma câmara de revestimento (31) na qual um primeiro canalde alimentação (10) e um segundo canal de alimentação (20) correm, que sãoindependentes um do outro, conectados a um primeiro meio de alimentação(13) e a um segundo meio de alimentação (23), respectivamente, e capaz dedistribuir um primeiro material (A) e um segundo material (B) sob pressão ecom uma vazão definida, e as saídas (11; 21) de cujos canais são colocadasacima e abaixo do plano da lona de bandas de rodagem (F); e- uma matriz de saída (32), através de cuja guia, câmara ematriz, a lona de bandas de rodagem (F) corre quando o dispositivo está emoperação;caracterizado pelo fato de que os meios de medição de pressão(12, 22), conectados a um controlador (40) para controlar a pressão de cadaum dos meios de alimentação (13, 23) são colocados na câmara derevestimento (31) voltados um para o outro, e alinhados entre si, em qualquerlado do plano da lona e nas proximidades imediatas da saída (11, 21) doscanais de alimentação (10, 20).

2. Dispositivo de recobrimento de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que as saídas (11,21) dos canais de alimentaçãosão deslocados a uma dada distância (d) ao longo da direção na qual a lona debandas de rodagem de acordo com a invenção avança.

3. Método para recobrir continuamente uma lona de bandas derodagem com um material termoplástico ou viscoelástico (A, B), a dita lonasendo formada por um arranjo de bandas de rodagem de forma aproximadamutuamente paralelas (F) que correm em uma dada direção através de umdispositivo de recobrimento como definido em qualquer uma dasreivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a operação do meio dealimentação (13, 23) é regulada de uma maneira tal que a diferença de pressãomedida pelos dois meios de medição de pressão localizados na câmara derevestimento (31) seja zero.

4. Método de recobrimento de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que os materiais (A, B) são materiais viscoelásticosà base de borracha.

5. Método de recobrimento, de acordo com a reivindicação 3ou 4, caracterizado pelo fato de que o material (A) depositado na face superioré diferente do material (B) depositado na face inferior.

6. Método de recobrimento, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que a distância (d) entre as saídas (11, 21) doscanais de alimentação (10, 11) varia de maneira a fazer com que a espessura(a) do material (A) depositado na face superior da lona de bandas de rodagemem relação à espessura (b) do material (B) depositado na face inferior da lonade bandas de rodagem varie.

7. Método de recobrimento de acordo com qualquer uma dasreivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que o cálculo da diferença depressão entre os dois meios de medição de pressão (12, 22) localizados nacâmara de revestimento (31) é usada para determinar a conformidade doproduto final obtido.