BRPI0801733B1

BRPI0801733B1 - Dispositivo e método para recobrir continuamente uma lona de bandas de rodagem com um material termoplástico ou viscoelástico

Info

Publication number: BRPI0801733B1
Application number: BRPI0801733-6A
Authority: BR
Inventors: Serge Nicolas
Original assignee: Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2018-01-30
Also published as: US7993558B2; EP1997607B1; JP2008296584A; US20080295953A1; EP1997607A1; CN101332651A; DE602008005667D1; US20110308454A1; ATE502753T1; JP5214348B2; US8197242B2; BRPI0801733A2; 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

(54) Título: DISPOSITIVO E MÉTODO PARA RECOBRIR CONTINUAMENTE UMA LONA DE BANDAS DE RODAGEM COM UM MATERIAL TERMOPLÁSTICO OU VISCOELÁSTICO (51) lnt.CI.: B29D 30/00; B29D 30/52; B60C 25/00 (30) Prioridade Unionista: 31/05/2007 FR 07/03926 (73) Titular(es): COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN (72) Inventor(es): SERGE NICOLAS

“DISPOSITIVO E MÉTODO PARA RECOBRIR CONTINUAMENTE UMA LONA DE BANDAS DE RODAGEM COM UM MATERIAL TERMOPLÁSTICO OU VISCOELÁSTICO”

A invenção diz respeito ao campo de fabricação de produtos 5 de reforço compósitos constituídos de bandas de rodagem embutidas em material termoplástico ou viscoelástico.

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

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

O termo “banda de rodagem” significa qualquer banda de rodagem de reforço individual ou cabeada que é em si formada por um conjunto de filamentos individuais. As bandas de rodagem podem ser, sem distinção, de natureza têxtil, compósita ou metálica.

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

São também conhecidos dispositivos de recobrimento nos quais a lona de bandas de rodagem passa através de uma matriz de revestimento à montante da qual existe uma câmara de revestimento que comunica com um meio de alimentação capaz de distribuir um produto borrachoso sob pressão e a uma dada vazão. A lona de bandas de rodagem vai

de uma guia da banda de rodagem colocada na entrada do dispositivo até a câmara de revestimento, onde a mistura sob pressão penetra nos espaços livres entre as bandas de rodagem, e emerge do dispositivo passando através de uma matriz de dimensionamento destinada a dar à lona semiacabada uma espessura precisa.

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

Esta técnica tem, inter alia, a vantagem de permitir que séries muito regulares de ligações de borracha sejam formadas, por causa da impregnação muito boa das bandas de rodagem por causa da alta pressão dentro da câmara de revestimento. Seu uso é particularmente adequado para produzir lonas de banda de rodagem retas estreitas, similares a tiras, e destinadas à produção, pelo enrolamento das ditas tiras sobre a peça em bruto de um pneumático no processo de construção. Uma outra aplicação consiste em produzir lonas de reforço com um dado ângulo com a direção circunferencial, justapondo-se partes de tiras em um dado ângulo.

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

A figura 1 mostra uma lona de banda de rodagem reta do tipo procurado, no qual o componente de borracha A cobre as bandas de rodagem F de forma que a parte traseira superior das bandas de rodagem fique localizada a uma distância e_up da superfície superior da lona e a parte de trás inferior fique localizada a uma distância ei_ow da superfície inferior da lona, cuja espessura total é denotada por E_tot. Deve-se notar também que, neste tipo de lona, as distâncias e_up e ej_ow não são necessariamente as mesmas.

Para fabricar uma lona de banda de rodagem reta ilustrada na

figura 1 usando um dispositivo de recobrimento, as espessuras e_up e ei_owvariam deslocando-se o plano da lona das bandas de rodagem em relação às bordas superior e inferior da matriz. A espessura total E_tot é determinada pelo diâmetro das bandas de rodagem, a velocidade de corrida das bandas de rodagem através do dispositivo de recobrimento e a pressão no interior da câmara de revestimento.

Isto resulta em inúmeras dificuldades associadas com o controle 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 de composto a ser alimentado na parte superior da lona e o fluxo de composto a ser alimentado na parte inferior da lona fazer com que as bandas de rodagem movam-se para cima ou para baixo.

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

As diferenças na pressão entre os fluxos destinados a alimentar material na câmara de revestimento, na parte superior e na parte inferior da lona das bandas de rodagem, respectivamente, são a conseqüência de um grande número de parâmetros que não são fáceis de se controlar. Isto se aplica em particular quando se deseja variar a pressão na câmara de revestimento de acordo com a velocidade de corrida da lona das bandas de rodagem de forma a manter uma espessura total constante E_tot. Outros parâmetros também têm uma influência, tal como a temperatura instantânea dos elementos em contato com o composto de borracha, as diferenças localizadas na reologia do composto, a velocidade de extrusão, o diâmetro dos cordões, o passo dos \0 cordões e finalmente a forma e a geometria dos canais de fluxo.

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

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

O dispositivo de recobrimento contínuo de acordo com a invenção compreende:

- uma guia da banda de rodagem;

- uma câmara de revestimento na qual correm um primeiro canal de alimentação e um segundo canal de alimentação, que são independentes um do outro, conectados a um primeiro meio de alimentação e a um segundo meio de alimentação, respectivamente, e capaz de distribuir um primeiro material e um segundo material sob pressão e com uma vazão definida, e as saídas de cujos canais são colocadas acima e a baixo do plano da lona de bandas de rodagem; e

- uma matriz de saída.

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

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

Portanto, é possível regular o dito meio de alimentação de uma maneira tal que a pressão do composto produzido pelo dito primeiro canal de alimentação seja igual à pressão do composto produzido pelo segundo canal de alimentação, independente do nível de pressão que se deseja estabelecer na dita câmara a fim de regular a espessura total E_tot da lona revestida em função da velocidade da lona das bandas de rodagem.

A diferença de pressão entre a parte superior e a parte inferior da lona das bandas de rodagem é sempre substancialmente igual a zero, impedindo assim qualquer deslocamento do plano das bandas de rodagem em relação 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 uma lona de bandas de rodagem revestidas de acordo com uma primeira modalidade e obtida com o processo de acordo com a invenção;

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

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

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

A figura 2 ilustra um dispositivo de acordo com a invenção. O dispositivo de recobrimento é formado por uma guia de banda de rodagem 35 localizada na entrada do dispositivo e uma câmara de revestimento 31 na qual um primeiro canal de alimentação 10 corre, cujo canal a saída 11 é colocado acima do plano da lona de bandas de rodagem. A saída 21 de um segundo canal de alimentação 20 também corre para a câmara de revestimento 31 abaixo do plano da lona de bandas de rodagem F. A saída do dispositivo é formada pela matriz 32, que compreende uma borda superior 33 e uma borda inferior 34, cuja separação entre elas serve para regular a espessura total E_totda lona revestida. Dispositivos (não mostrados) fazem com que a lona de

bandas de rodagem corra a uma dada velocidade através do dispositivo de recobrimento. Esses dispositivos também colocam as bandas de rodagem F sob tensão.

Os meios de alimentação 13 e 23 são conectados nos canais de 5 alimentação 10 e 20 respectivamente. Esses meios de alimentação podem ser dispositivos de extrusão convencionais do tipo amplamente usado na indústria de borracha e compreendendo um parafuso rotacionado por um motor (não mostrado). Equivalentemente, e quando o material de revestimento é mais fluido, é possível usar uma bomba rotativa ou uma bomba de deslocamento positivo. Esses dispositivos são capazes individualmente distribuir o material (A, B) destinado a revestir as bandas de rodagem com uma dada vazão e a uma dada pressão na câmara de revestimento (31) por meio dos canais de alimentação 10 e 20.

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

O dispositivo inclui dispositivo de determinação de pressão 12 e 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 da lona, de maneira a medir a pressão no ponto onde o composto é passível de influenciar a posição das bandas de rodagem.

Esses sensores de pressão são colocados o mais próximo possível das saídas 11 e 21 dos canais de alimentação 10 e 11 de uma maneira tal que a diferença de pressão entre os dois lados da lona dependa tanto da pressão distribuída pelo meio de alimentação que corre para a saída em questão quanto de variações de pressão que ocorrem no momento de revestir as bandas de rodagem com cada um dos compostos e capaz de causar deslocamento das bandas de rodagem.

É importante que os sensores fiquem localizados bem precisamente em linha uns com os outros de maneira a medir as forças que

são exercidas perpendicularmente ao plano da lona a um dado ponto.

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

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

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

Este dispositivo é portanto distinto dos dispositivos de regulagem conhecidos, nos quais os meios de medição de pressão são colocados dentro do canal de alimentação, e que não permitem que mudanças finas nas diferenças de pressão em uma direção ortogonal ao plano da lona sej am detectadas.

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

Este arranjo tem o efeito de que a lona das bandas de rodagem é ainda parcialmente mantida no lugar pela guia da banda de rodagem quando o composto penetra na parte superior da lona das bandas de rodagem. As bandas de rodagem são ainda suportadas na guia de bandas de rodagem, que impede qualquer movimento da lona das bandas de rodagem em uma direção perpendicular ao plano da lona.

A lona de bandas de rodagem é completamente livre da influência da guia de banda de rodagem somente na saída 21 do outro meio de alimentação para que, quando o composto penetrar na parte inferior das bandas de rodagem, a dita lona seja suportada no composto da parte superior.

Isto resulta em melhor estabilidade da posição das bandas de rodagem e conseqüentemente melhor precisão das espessuras e_up e ei_ow.

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

O dispositivo também tem uma outra vantagem em relação aos dispositivos convencionais em que o composto é de um único meio de alimentação.

Isto é porque geralmente é necessário produzir uma lona na qual o composto de borracha A que forma a parte superior da lona é diferente do composto de borracha B que forma a parte inferior da lona, ilustrado pela figura 3. Nesta configuração, a posição do centro das bandas de rodagem, representada na figura 3 por uma linha pontilhada, não corresponde necessariamente à linha de separação entre o composto A e o composto B.

Portanto, é necessário que as respectivas espessuras a e b dos compostos A e B sejam controladas mais precisamente, a soma das ditas espessuras sendo igual à espessura total E_tot.

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

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

O dispositivo que forma o objeto da presente invenção portanto possibilita solucionar o problema colocado, que diz respeito ao controle da geometria das lonas de reforço, e também oferece muitas perspectivas de variar a construção de pneumáticos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para recobrir continuamente uma lona de bandas de rodagem com um material termoplástico ou viscoelástico (A, B), a dita lona sendo formada por qualquer arranjo de bandas de rodagem de forma

5 aproximada mutuamente paralelas (F), cujo o dispositivo compreende:

- uma guia de 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

10 (13) e a um segundo meio de alimentação (23), respectivamente, e capaz de distribuir um primeiro material (A) e um segundo material (B) sob pressão e com uma vazão definida, e as saídas (11; 21) de cujos canais são colocadas acima e abaixo do plano da lona de bandas de rodagem (F); e

- uma matriz de saída (32), através de cuja guia, câmara e

15 matriz, a lona de bandas de rodagem (F) corre quando o dispositivo está em operação;

caracterizado pelo fato de que os meios de medição de pressão (12, 22), conectados a um controlador (40) para controlar a pressão de cada um dos meios de alimentação (13, 23) são colocados na câmara de

20 revestimento (31) voltados um para o outro, e alinhados entre si, em qualquer lado do plano da lona e nas proximidades imediatas da saída (11, 21) dos canais 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 alimentação

25 são deslocados a uma dada distância (d) ao longo da direção na qual a lona de bandas de rodagem de acordo com a invenção avança.
3. Método para recobrir continuamente uma lona de bandas de rodagem com um material termoplástico ou viscoelástico (A, B), a dita lona sendo formada por um arranjo de bandas de rodagem de forma aproximada mutuamente paralelas (F) que correm em uma dada direção através de um dispositivo de recobrimento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a operação do meio de alimentação (13, 23) é regulada de uma maneira tal que a diferença de pressão

5 medida pelos dois meios de medição de pressão localizados na câmara de revestimento (31) seja zero.
4. Método de recobrimento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os materiais (A, B) são materiais viscoelásticos à base de borracha.

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5. Método de recobrimento, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o material (A) depositado na face superior é 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) dos

15 canais 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 rodagem em relação à espessura (b) do material (B) depositado na face inferior da lona de bandas de rodagem varie.
7. Método de recobrimento de acordo com qualquer uma das

20 reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que o cálculo da diferença de pressão entre os dois meios de medição de pressão (12, 22) localizados na câmara de revestimento (31) é usada para determinar a conformidade do produto final obtido.

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A

F

Fig 1

B 'SUp

Fig 3

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Fig 2