ES2314483T3 - Procedimiento y dispositivo para controlar un proceso de fabricacion de componentes de un neumatico para ruedas de vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar un proceso de fabricación de componentes de un neumático para ruedas de vehículos, en el que al menos un elemento alargado (3) que avanza bajo la acción de un elemento dispensador (4,5) se distribuye sobre un soporte conformador (2) mediante al menos un elemento prensador (8) que actúa sobre dicho al menos un elemento alargado (3) en una dirección de prensado (P), caracterizado por el hecho de que comprende las etapas de: - detectar con una frecuencia predeterminada el valor de una magnitud característica (100) indicativa del desplazamiento de dicho al menos un elemento prensador (8) en dicha dirección de prensado (P); - comparar el valor detectado de dicha magnitud característica (100) con un valor umbral (403); - generar una señal de aviso (401) cuando el valor detectado de dicha magnitud característica (100) sobrepasa dicho valor umbral (403).
Description
Procedimiento y dispositivo para controlar un
proceso de fabricación de componentes de un neumático para ruedas de
vehículos.
La presente invención, según un primer aspecto
de la misma, se refiere a un procedimiento para controlar un
proceso de fabricación de componentes de un neumático para ruedas de
vehículos. Más específicamente, la invención se refiere a un
procedimiento de control para detectar defectos de fabricación en
componentes de un neumático para ruedas de vehículos fabricados
mediante un proceso en el cual unos elementos alargados que avanzan
bajo la acción de un elemento dispensador son distribuidos sobre un
soporte conformador mediante al menos un elemento prensador que
actúa sobre tales elementos alargados en una dirección de
prensado.
Según un segundo aspecto de la misma, la
presente invención se refiere a un dispositivo para la deposición de
elementos alargados en un proceso de fabricación de componentes de
un neumático para ruedas de vehículos adaptado para permitir llevar
a cabo el procedimiento mencionado.
A lo largo de toda la presente descripción y las
reivindicaciones subsiguientes, el término "elemento alargado"
se emplea para indicar un elemento cuyas dimensiones longitudinales
son sustancialmente mayores que las dimensiones transversales y el
espesor, estando hecho dicho elemento de un material elastomérico
que puede comprender uno o más elementos filiformes de refuerzo,
tales como cables de tejido o metálicos, incorporados al mismo.
También se especifica que, en la presente
descripción y en las reivindicaciones subsiguientes, el término
"material elastomérico" se emplea para indicar una composición
que comprende al menos un polímero elastomérico y al menos un
relleno de refuerzo. Preferentemente, esta composición también
comprende aditivos tales como, por ejemplo, un agente reticulante
y/o un plastificador. Gracias a la presencia de un agente
reticulante, un material como este puede ser reticulado por
calentamiento, para formar el producto acabado.
En general, un neumático para ruedas de
vehículos comprende una estructura de carcasa que comprende al
menos una capa de carcasa formada por cables de refuerzo
incorporados en una matriz elastomérica. La capa de carcasa tiene
unos flancos laterales respectivamente unidos con estructuras de
anclaje anulares, dispuestas en las zonas normalmente identificadas
con el nombre "aros" y cada una formada normalmente por un
inserto anular circunferencial sobre el que se aplica al menos un
inserto de relleno en una posición externa radialmente.
En una posición externa radialmente con respecto
a la capa de carcasa, se proporciona una estructura de bandas que
comprende una o más capas de bandas dispuestas radialmente una sobre
la otra y provistas de cables de refuerzo textiles o metálicos con
orientación cruzada y/o con orientación sustancialmente paralela a
la dirección de extensión circunferencial del neumático. En una
posición radialmente externa se aplica a la estructura de bandas
una banda de rodadura, también hecha de material elastomérico como
otros componentes estructurales que forman el neumático.
Entre la banda de rodadura y la estructura de
bandas se puede disponer una así llamada "subcapa" hecha de
material elastomérico con propiedades adecuadas para garantizar una
unión estable de la propia banda de rodadura.
También se pueden aplicar sobre las superficies
laterales de la estructura de carcasa unos flancos respectivos
hechos de material elastomérico, extendiéndose cada uno desde uno de
los bordes laterales de la banda de rodadura hasta la estructura de
anclaje anular a los aros.
En los neumáticos sin cámara, la capa de carcasa
está preferentemente recubierta internamente por una capa de
material elastomérico a base de butileno, normalmente conocida como
"lineal", que tiene excelentes características de estanqueidad
al aire y que se extienden desde uno a otro aro.
En los procesos de fabricación convencionales de
neumáticos para ruedas de vehículos, los componentes del neumático
antes mencionados son ante todo fabricados separadamente unos de
otros para ser después ensamblados en una etapa posterior de
fabricación del neumático.
Sin embargo, la tendencia actual es la de
emplear procesos de fabricación que permiten la minimización o la
eliminación de producción y almacenamiento de productos
semi-acabados.
Más específicamente, se presta atención
actualmente a las soluciones de proceso que permiten la fabricación
de componentes individuales del neumático aplicándolos, según una
secuencia predeterminada, al neumático que está siendo
preferentemente fabricado sobre un soporte conformador tórico.
En el documento WO 01/36185 del mismo
solicitante, los componentes del neumático son formados en un
soporte tórico aplicando secuencialmente sobre este último una
pluralidad de elementos alargados, que consisten, por ejemplo, en
cables cauchutados individuales o cables cauchutados agrupados en
paralelo como elementos en forma de tiras, en particular empleados
para realizar la carcasa y la estructura de bandas, y de elementos
alargados continuos hechos de material elastomérico, en particular
empleados para realizar otros componentes estructurales del
neumático, tales como, por ejemplo, la banda de rodadura, los
flancos, el forro y los insertos de relleno.
En EP 0 968 814 A2 se describe un proceso y un
dispositivo para distribuir materiales elastoméricos para elementos
constitutivos de un neumático. Un material elastomérico para un
elemento constitutivo de neumático es depositado con gran
eficiencia y precisión sobre un soporte giratorio disponiendo un par
de rodillos que giran en direcciones opuestas cerca de un tramo de
superficie radialmente externa y empleando un espacio definido entre
los rodillos como espacio de presión.
EP-A-1120232 y
EP-A-0968814 describen un
procedimiento y el dispositivo respectivo para controlar un proceso
de fabricación de componentes de un neumático para ruedas de
vehículos, en el que al menos un elemento alargado, que avanza bajo
la acción de un elemento dispensador, se distribuye sobre un soporte
conformador. Un elemento de presión es dirigido contra el elemento
alargado, durante su deposición, en una dirección de prensado.
Cabe destacar que en estos casos la fabricación
de un neumático garantiza un proceso sustancialmente automatizado y
continuo, es decir, sustancialmente, sin almacenamiento intermedio
de productos semi-acabados. En un proceso como este
los componentes estructurales individuales del neumático descritos
más arriba se fabrican según una secuencia predeterminada a partir
de elementos alargados que avanzan bajo la acción de un elemento
dispensador que puede ser funcionalmente asociado a una extruidora y
a continuación aplicada sobre el soporte conformador mediante al
menos un elemento prensador que actúa sobre el elemento alargado en
una dirección de prensado.
Un factor crítico en procesos de fabricación
continuos de neumáticos del tipo antes descrito es la identificación
de anomalías que pueden intervenir u ocurrir durante la fabricación
de uno de los componentes estructurales del neumático que se está
fabricando debidas a una deposición incorrecta de los elementos
alargados sobre el soporte conformador. De hecho, estas anomalías
causan imperfecciones o defectos que pueden ser ocultados por un
componente aplicado posteriormente y que, por lo tanto, ya no pueden
ser detectados directamente en el neumático acabado.
Las imperfecciones y/o defectos más típicos que
se dan durante la etapa de deposición son los que resultan de:
- -
- la rotura del elemento alargado, con la consecuente falta de deposición de material extrudido en las zonas sujetas al ciclo de dispensado;
- -
- la formación de discontinuidades debido a la presencia de coágulos en la mezcla, o de tramos cortos de mezcla con geometrías que no corresponden a las que se esperan como salida del elemento dispensador (que pueden ser causadas por la presencia de posibles tramos quemados o por anomalías de funcionamiento del elemento dispensador en funcionamiento);
- -
- la formación de doblados de material, en particular en la etapa inicial del ciclo de deposición.
Por lo tanto, el solicitante ha sentido la
necesidad de desarrollar un procedimiento que permita la
identificación inmediata de la presencia de posibles defectos- o
imperfecciones a partir de la etapa de deposición de los elementos
alargados antes mencionados sobre el soporte conformador, con la
finalidad de garantizar cada vez niveles de calidad mayores de los
neumáticos fabricados mediante procesos continuos del tipo antes
descrito.
El solicitante ha descubierto que es posible
identificar la presencia estos posibles defectos o imperfecciones
durante la etapa de deposición del elemento alargado sobre el
soporte conformador detectando sustancialmente continuamente, con
una frecuencia predeterminada, el valor de una magnitud
característica indicativa del desplazamiento a lo largo de la
dirección de prensado de un elemento de presión que actúa en la
deposición del elemento alargado, y generar una señal de aviso
cuando el valor detectado sobrepasa un valor umbral
predeterminado.
Por lo tanto, la presente invención se refiere,
según un primer aspecto de la misma, a un procedimiento para
controlar un proceso de fabricación de componentes de un neumático
para ruedas de vehículos, en el que al menos un elemento alargado
que avanza bajo la acción de un elemento dispensador se distribuye
sobre un soporte conformador mediante al menos un elemento prensador
que actúa sobre dicho al menos un elemento alargado en una dirección
de prensado, caracterizado por el hecho de que comprende las etapas
de:
- -
- detectar, con una frecuencia predeterminada, el valor de una magnitud característica indicativa del desplazamiento de dicho al menos un elemento prensador en dicha dirección de prensado;
- -
- comparar el valor detectado de dicha magnitud característica con un valor umbral;
- -
- generar una señal de aviso cuando el valor detectado de dicha magnitud característica sobrepasa dicho valor umbral.
A lo largo de toda la presente descripción y las
reivindicaciones subsiguientes, el término "dirección de
prensado" se emplea para indicar la dirección a lo largo de la
cual actúa la fuerza que mantiene al elemento de presión presionado
contra el soporte conformador.
Ventajosamente, el procedimiento de la presente
invención permite monitorizar cómo se depositan los elementos
alargados sobre el soporte conformador controlando los movimientos
de al menos un elemento prensador que actúa sobre el elemento
alargado para la deposición de este último sobre el soporte
conformador. De esta manera, es posible detectar de manera simple y
fiable la presencia de posibles imperfecciones o defectos en el
neumático que se está fabricando inmediatamente a partir de la etapa
de deposición de los elementos alargados sobre el soporte
conformador, permitiendo así al fabricante evaluar en tiempo real (o
al final del proceso de deposición) el nivel de calidad del
neumático que se está fabricando (o del neumático acabado).
Más específicamente, durante la distribución del
elemento alargado sobre el soporte conformador, el elemento de
presión es sujeto a oscilaciones continuas a lo largo de la
dirección de prensado debido a la naturaleza inherente del proceso
de deposición. Se puede observar que, cuando se realiza
correctamente la deposición, estas oscilaciones se mantienen en un
típico intervalo limitado de un ciclo de deposición sin anomalías
de deposición; al contrario, cuando ocurren anomalías de deposición
(tales como coágulos en la mezcla de material extrudido o roturas
del elemento alargado) el elemento de presión es sometido a fuerzas
impulsoras que originan picos de desplazamiento que salen del
intervalo mencionado. Estos picos de desplazamiento son detectados
como indicativos de una anomalía de deposición y adecuadamente
señalados.
Según una realización preferida del
procedimiento de la presente invención, la etapa de detectar el
valor de una magnitud característica representativa del
desplazamiento del elemento de presión comprende las etapas de:
- a)
- generar una señal eléctrica analógica indicativa del desplazamiento en el tiempo de dicho al menos un elemento prensador en dicha dirección de prensado;
- b)
- procesar dicha señal eléctrica analógica para identificar un valor numérico representativo de un parámetro de oscilación de dicha señal eléctrica analógica. Aún en esta realización preferida, el procedimiento de la invención comprende además las etapas de:
- c)
- comparar dicho valor numérico con dicho valor umbral;
- d)
- generar una señal de aviso cuando dicho valor numérico sobrepasa dicho valor umbral;
- e)
- memorizar dicha señal de aviso;
- f)
- poner a cero dicho valor numérico;
- g)
- repetir reiteradamente las etapas a) a f).
La iteración de las etapas a) a f) debe
repetirse durante toda la duración de un ciclo de deposición y
permite la identificación de diversas anomalías de deposición que
pueden ocurrir posteriormente durante este ciclo.
Preferentemente, el procedimiento comprende una
etapa de generar una señal de alarma cuando el valor detectado de
dicha magnitud característica sobrepasa dicho valor umbral un número
predeterminado de veces. Ventajosamente, tal señal de alarma puede
proporcionar una indicación del nivel de calidad del neumático que
se está fabricando y/o puede ser empleado para generar una orden
para la terminación inmediata del ciclo de deposición en curso.
El máximo número de veces que se puede
sobrepasar el valor umbral antes de que se genere la señal de
alarma depende del tipo y longitud del ciclo de deposición
específico considerado, que a su vez depende del componente
estructural particular de neumático que se está fabricando. El
solicitante ha descubierto que un número máximo de veces que se
puede sobrepasar el valor umbral comprendido preferentemente entre 3
y 6 es suficiente para asegurar la fabricación de un neumático de
alta calidad.
Según una primera realización del procedimiento
de la presente invención, dicho valor umbral tiene un valor absoluto
predeterminado. Tal valor también se selecciona a partir del ciclo
de deposición específico considerado.
Según una realización preferida del
procedimiento, dicho valor umbral se calcula mediante las etapas
de:
- S1)
- asignar a dicho valor umbral un valor inicial;
- S2)
- detectar un número predeterminado de valores de dicha magnitud característica y evaluar la diferencia entre dichos valores y dicho valor umbral;
- S3)
- calcular una media de las diferencias obtenidas en la etapa S2);
- S4)
- actualizar dicho valor umbral mediante el valor de dicha media;
- S5)
- repetir reiteradamente las etapas S2) a S4).
La iteración de las etapas S2) a S4) debe
repetirse durante toda la duración de un ciclo de deposición.
Mediante el procedimiento de cálculo antes
mencionado es posible, ventajosamente, adaptar dinámicamente el
valor de dicho valor umbral al comportamiento específico del ciclo
de deposición.
Preferentemente, el procedimiento de la
invención también comprende una etapa de detección del instante de
tiempo en el que el valor detectado de dicha magnitud característica
sobrepasa dicho valor umbral. Mediante esta información adicional
es posible, ventajosamente, localizar en el neumático acabado el
defecto o imperfección causado por la anomalía de deposición
detectada.
En la realización preferida del procedimiento de
la presente invención, la magnitud característica indicativa del
desplazamiento del elemento de presión detectado es la aceleración
instantánea de este elemento de presión a lo largo de su dirección
de prensado. Tal magnitud característica se correlaciona
inmediatamente con los desplazamientos del elemento de presión y
puede medirse ventajosamente de una manera simple mediante sensores
acelerómetros convencionales.
Preferentemente, en esta realización y en el
caso de valor umbral predeterminado, dicho valor umbral tiene un
valor absoluto de entre unos 2 m/s^{2} y unos 5 m/s^{2}.
En una realización alternativa, se detecta el
vector de aceleración instantánea del elemento de presión. Este
puede obtenerse midiendo las aceleraciones instantáneas del elemento
de presión en tres direcciones espaciales perpendiculares, una de
las cuales coincide con la dirección de prensado antes
mencionada.
Según una realización del mismo, el
procedimiento de la presente invención puede utilizarse en un
proceso de fabricación de componentes de un neumático (tal como una
banda de rodadura, insertos de relleno de aros, flancos, insertos
de flancos, forro, subforro, insertos antiabrasivos, inserto de
subbanda, subcapa de banda de rodadura) que requieran la deposición
de elementos alargados que estén hechos enteramente de material
elastomérico. Preferentemente, en este caso, el elemento alargado
es alimentado continuamente por dicho elemento dispensador en forma
de extruidora.
Preferentemente, los valores del caudal
volumétrico de dicha extruidora están comprendidos entre unos 2
cm^{3}/s y unos 35 cm^{3}/s, más preferentemente entre unos 5
cm^{3}/s y unos 25 cm^{3}/s.
En esta realización, la etapa de detectar el
valor de dicha magnitud característica se lleva a cabo con una
frecuencia de muestreo predeterminada preferentemente entre unos 100
Hz y unos 2000 Hz, más preferentemente entre unos
500 Hz y unos 1000 Hz.
500 Hz y unos 1000 Hz.
Según otra realización del mismo, el
procedimiento de la presente invención puede utilizarse en un
proceso de fabricación de componentes de un neumático (tal como la
estructura de carcasa y la estructura de bandas) que requiera la
deposición de elementos alargados consistentes en material
elastomérico que comprende uno o más elementos filiformes de
refuerzo incorporados en el mismo. Preferentemente, en este caso,
los elementos alargados alimentados por dicho elemento dispensador
son cortados a medida en piezas de longitud predeterminada antes de
ser distribuidos sobre el soporte conformador.
En esta realización, la etapa de detectar el
valor de dicha magnitud característica se lleva a cabo con una
frecuencia de muestreo predeterminada preferentemente entre unos 500
Hz y unos 3000 Hz, más preferentemente entre unos 1000 Hz y unos
2000 Hz.
Según un segundo aspecto de la misma, la
presente invención se refiere a un dispositivo para depositar al
menos un elemento alargado sobre un soporte conformador en un
proceso de fabricación de componentes de un neumático para ruedas de
vehículos, que comprende:
- -
- un elemento dispensador dispuesto adyacente al soporte conformador y adaptado para alimentar dicho al menos un elemento alargado sobre el soporte conformador;
- -
- al menos un elemento de soporte asociado con el elemento dispensador;
- -
- al menos un dispositivo adaptado para empujar dicho al menos un elemento de soporte contra el soporte conformador en una dirección de prensado;
- -
- al menos un elemento prensador integralmente asociado con dicho al menos un elemento de soporte en un extremo libre del mismo y adaptado para distribuir dicho al menos un elemento alargado sobre el soporte conformador, caracterizado por el hecho de que comprende además
- -
- un dispositivo de detección de una magnitud característica indicativa del desplazamiento de dicho al menos un elemento prensador a lo largo de la dirección de prensado durante la deposición de dicho al menos un elemento alargado sobre dicho soporte conformador.
Ventajosamente, este dispositivo permite llevar
a cabo el procedimiento de control antes tratado.
Preferentemente, el dispositivo de detección
comprende un dispositivo para generar una señal eléctrica indicativa
del desplazamiento de dicho al menos un elemento prensador en dicha
dirección de prensado y un dispositivo para procesar dicha señal
eléctrica.
Según una realización preferida, dicho
dispositivo para generar una señal eléctrica es un acelerómetro.
Según otra realización preferida, dicho
dispositivo para generar una señal eléctrica es un sensor de
posición asociado funcionalmente con un dispositivo adaptado para
llevar a cabo la segunda derivada de la cantidad detectada por dicho
sensor de posición.
Según otra realización preferida, dicho
dispositivo para procesar dicha señal eléctrica comprende un
detector de pico a pico. Este detector, en particular, es capaz de
detectar cuando la señal eléctrica generada por el acelerómetro (o
su segunda derivada si la señal eléctrica es generada por el sensor
de posición) sobrepasa un valor umbral y para generar una señal
adecuada cada vez que eso ocurre.
Preferentemente, dicho al menos un elemento
prensador es un elemento de presión rotatorio, para facilitar el
movimiento relativo entre el elemento de presión y el soporte
conformador durante la deposición del elemento alargado sobre el
soporte conformador.
Preferentemente, el elemento dispensador
comprende una cabeza de extrusión que permite ventajosamente
dispensar un elemento alargado que consiste al menos en parte en
material elastomérico con la forma y el tamaño deseados.
Preferentemente, en el caso en que el proceso de
deposición lo requiera, el dispositivo antes mencionado comprende
además un elemento de corte para cortar a medida piezas de dicho
elemento alargado y un par de elementos prensadores que pueden
separarse uno de otro para aplicar dichas piezas sobre el soporte
conformador.
Preferentemente, en particular en procesos de
fabricación de neumáticos que se llevan a cabo continuamente como se
ha descrito antes, el soporte conformador es un soporte tórico, más
preferentemente un soporte tórico sustancialmente rígido.
Como alternativa, dicho soporte conformador
puede ser un soporte cilíndrico. Esta forma del soporte puede ser
útil para fabricar algunos componentes estructurales del neumático
(como la estructura de bandas de la banda de rodadura) en procesos
de fabricación de neumáticos en los que los diferentes componentes
estructurales del neumático son fabricados separadamente en varios
soportes conformadores y posteriormente ensamblados para obtener el
neumático acabado.
Preferentemente, dicho dispositivo de detección
está asociado funcionalmente con una unidad de control del elemento
dispensador antes mencionado.
Preferentemente, dicha unidad de control está
asociada funcionalmente a un sistema de control del proceso de
fabricación del neumático antes mencionado.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán más claramente con la siguiente descripción
detallada de algunas realizaciones de la misma, hecha con referencia
a los dibujos adjuntos. En estos dibujos:
- La figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de una realización preferida de un dispositivo adaptado
para llevar a cabo el procedimiento de la invención;
- La figura 2 es un diagrama de bloques de una
realización preferida del procedimiento de la presente
invención.
Con referencia a la figura 1, se indica
globalmente con 1 un dispositivo para depositar un elemento alargado
3 sobre un soporte conformador 2 en un proceso de fabricación de
componentes de un neumático para ruedas de vehículos según una
realización preferida de la presente invención.
El dispositivo 1 es parte de una estación de
trabajo del tipo descrito en el ya mencionado documento WO 01/36185
del mismo solicitante.
El dispositivo 1 comprende una extruidora 4
(solamente mostrada parcialmente) que se extiende a lo largo de un
eje longitudinal X-X y dotado de una cabeza de
extrusión 5 adaptada para dispensar el elemento alargado 3. La
extruidora 4 y la cabeza de extrusión 5 son, por ejemplo, del tipo
descrito en el ya citado documento WO 01/36185.
La cabeza de extrusión 5 puede permitir el
dispensado de un elemento alargado 3 hecho totalmente de material
elastomérico, como en el caso de la fabricación de componentes de un
neumático hecho de material elastomérico, como la banda de
rodadura, un inserto de relleno del aro, flancos, forros, insertos
de flancos, subforros, insertos antiabrasivos, inserto de subbanda,
subcapa de la banda de rodadura. En este caso, el elemento alargado
3 suele ser alimentado continuamente por la extruidora antes
mencionada 4, que preferentemente mantiene un caudal de entre unos
2 cm^{3}/s y unos 35 cm^{3}/s, más preferentemente entre unos 5
cm^{3}/s y unos 25 cm^{3}/s. Dichos valores controlan la
velocidad de rotación del ya mencionado soporte conformador 2 (en
forma de un tambor sustancialmente cilíndrico o tórico)
preferentemente inferior a unas 110 rpm y más preferentemente entre
unas 60 rpm y unas 80 rpm.
Como alternativa, la cabeza de extrusión 5 puede
permitir, mediante dispositivos adecuados (no ilustrados) asociados
funcionalmente a la misma, tal como se ilustra en la patente EP 0
928 702 B1 del mismo solicitante, el dispensado de un elemento
alargado 3 hecho de material elastomérico que comprende uno o más
elementos de refuerzo filiformes textiles o metálicos incorporados
en el mismo, como es el caso de la fabricación de la estructura de
bandas o de la carcasa del neumático. En este caso, el elemento
alargado 3, una vez fabricado, se suele cortar a medida en piezas de
longitud predeterminada antes de ser distribuidos sobre el soporte
conformador 2, por ejemplo mediante un par de elementos prensadores
que pueden separarse uno de otro.
En procesos de fabricación de neumáticos que se
llevan a cabo de manera continua, en los que los componentes
individuales del neumático se hacen directamente sobre el soporte
conformador, este último suele ser un soporte tórico
sustancialmente rígido tal como se ilustra en los ya citados
documentos WO 01/36185 y EP 0 928 702 B1. Como alternativa, en
procesos de fabricación de neumáticos en los que los componentes
estructurales del neumático son fabricados separadamente sobre
varios soportes conformadores y posteriormente ensamblados para
obtener el neumático acabado, el soporte conformador también puede
ser sustancialmente tórico o cilíndrico tal como se ilustra
respectivamente en los documentos WO 04/041522 y WO 04/041521 del
mismo solicitante.
Según la realización de la presente invención
aquí ilustrada, el dispositivo 1 comprende un elemento de soporte,
aquí ilustrado como un brazo 6 articulado con la extruidora 4 a lo
largo de un pasador de eje Y-Y definido en un
elemento de horquilla 7 asociado a la cabeza de extrusión 5.
El brazo 6 comprende un primer tramo de extremo
libre 6a con forma de horquilla y un segundo tramo de extremo libre
6b. En la configuración ensamblada, los tramos extremos 6a y 6b
están posicionados en lados opuestos con respecto a los ejes pin
Y-Y.
Una rueda 8 está montada en rotación en el tramo
de extremo libre en horquilla 6a del brazo 6 a lo largo de un
pasador de eje respectivo A-A. La rueda 8 actúa como
un elemento de presión para distribuir el elemento alargado 3 sobre
el soporte conformador 2. Con la finalidad de empujar el brazo 6 y
la rueda 8 contra el soporte conformador 2, el dispositivo de la
presente invención comprende un dispositivo 9 montado en la cabeza
de extrusión 5 y que actúa sobre el tramo de extremo libre 6b del
brazo 6. El dispositivo 9 mantiene el extremo libre 6a del brazo 6,
y por lo tanto la rueda 8, presionado contra el soporte conformador
2 en una dirección de prensado P (en el cual, en el caso específico
de la realización ilustrada en la figura 1, correspondiente a la
dirección a la tangente al arco de circunferencia recorrido por el
brazo 6 sobre el pasador de eje Y-Y).
En la realización ilustrada en la figura 1, el
dispositivo 9 comprende un cilindro neumático; en realizaciones
alternativas que no se ilustran, el dispositivo 9 puede comprender
un muelle de compresión, un cilindro hidráulico o cualquier medio
apropiado, todos al alcance del experto en la materia, adaptado para
mantener la rueda 8 presionada contra el soporte conformador 2.
Un dispositivo de detección 10 de una magnitud
característica indicativa del desplazamiento de la rueda 8 a lo
largo de la dirección de prensado P durante la deposición del
elemento alargado 3 sobre el soporte conformador 2 está montado en
el brazo 6.
La figura 2 muestra una realización preferida
del dispositivo de detección 10. Puede apreciarse que el
dispositivo de detección 10 comprende un dispositivo 200 adaptado
para generar una señal eléctrica indicativa del desplazamiento de
la rueda 8 a lo largo de la dirección de prensado P y un dispositivo
300 para procesar tal señal eléctrica. En particular, en la
realización preferida del dispositivo de detección 10, el
dispositivo 200 es un acelerómetro y el dispositivo de procesado
300 es un detector de pico a pico. Por lo tanto, la magnitud
característica detectada por el dispositivo de detección 10 es la
aceleración instantánea (indicada mediante la línea 100 en la
figura 2) de la rueda 8 en la dirección de prensado P. Esta
aceleración 100 es adquirida por el dispositivo 200 que genera una
señal eléctrica analógica (línea 201 en la figura 2) representativa
de esta aceleración. La señal eléctrica analógica 201 es
posteriormente procesada por el dispositivo de procesado 300, que
puede generar una señal digital (línea 301 en la figura 2) a la
salida del dispositivo de detección 10 que puede ser enviada a una
unidad de control (bloque 400 en la figura 2) de la extruidora 4. Al
haber un dispositivo de detección 10, es posible llevar a cabo un
control de procedimiento adaptado para identificar posibles
anomalías que intervienen u ocurren durante el proceso de
fabricación de un componente de un neumático debido a una deposición
incorrecta del elemento alargado 3 sobre el soporte conformador
2.
En una realización diferente del procedimiento
del dispositivo según la invención, el dispositivo 200 es un sensor
de posición de la rueda 8 en la dirección de prensado P, asociado
funcionalmente a un dispositivo capaz de obtener la segunda
derivada de la magnitud característica detectada, es decir también
en esta variante de realización la aceleración instantánea de la
rueda 8 antes mencionada. De esta manera el detector de pico a pico
y los dispositivos situados aguas abajo del dispositivo de detección
10, tal como se ilustra antes y después, permanece inalterado en lo
que se refiere a la estructura y al funcionamiento.
Los modos de deposición del elemento alargado 3
sobre el soporte conformador 2 se ilustran, por ejemplo, en los ya
citados documentos WO 01/36185, EP 0 928 702 B1, WO 04/041522 y WO
04/041521. A continuación, se describe en detalle el procedimiento
de control que se lleva a cabo mediante el dispositivo 10 tratado
más arriba; este procedimiento se esquematiza en la figura 2 y se
refiere a un aspecto de la invención descrito y reivindicado
aquí.
El procedimiento de control de la presente
invención comprende, en primer lugar, la etapa de detectar
sustancialmente continuamente, es decir mediante una frecuencia de
muestreo predeterminada (típicamente no inferior a 100 Hz), la
aceleración instantánea 100 de la rueda 8 a lo largo de la dirección
de prensado P, preferentemente mediante el acelerómetro 200; el
acelerómetro 200 convierte la aceleración instantánea detectada 100
en una señal eléctrica analógica 201.
A continuación, se realiza una etapa de
procesado de la señal eléctrica analógica 201 mediante el detector
de pico a pico 300 para identificar un valor numérico representativo
de la amplitud de oscilación de la aceleración instantánea 100 de la
rueda 8 a lo largo de la dirección de prensado P.
En una etapa posterior y también mediante el
detector de pico a pico 300, el valor numérico representativo de la
amplitud de oscilación de la aceleración instantánea 100 se compara
con un valor umbral (línea 403 en la figura 2) suministrado como
entrada al detector de pico a pico 300. Cada vez que el valor
numérico antes mencionado sobrepasa el valor umbral 403, el
detector de pico a pico 300 genera como salida una señal digital
(línea 301 en la figura 2) del valor umbral sobrepasado, que es
adquirido por la unidad de control 400 de la extruidora 4.
En una etapa posterior, la unidad de control 400
de la extruidora 4 procesa la señal digital 301 del valor umbral
sobrepasado para generar una señal de aviso (línea 401 en la figura
2) que es enviada a un dispositivo de interfaz humano adecuado, por
ejemplo una terminal de vídeo, y/o a un sistema de control del
proceso de fabricación del neumático (indicado globalmente por el
bloque 500 en la figura 2). La unidad de control 400 memoriza un
acontecimiento de valor umbral sobrepasado y envía una señal de
puesta a cero digital al detector de pico a pico 300 (línea 404 en
la figura 2). Después de la señal de puesta a cero 404 el detector
de pico a pico 300 pone a cero el valor numérico representativo de
la amplitud de oscilación de la aceleración instantánea previamente
medida (que ha dado lugar a que se sobrepase el valor umbral 403)
para ser capaz de detectar otro posible acontecimiento de
rebasamiento del valor umbral 403.
Como entrada a la unidad de control 400, también
se suministra un máximo número de veces que se puede sobrepasar el
valor umbral 403 durante un ciclo de deposición del elemento
alargado 3 sobre el soporte conformador 2 (línea 601 en la figura
2). Este máximo número de veces 601 se predetermina a partir del
tipo y/o duración del ciclo de deposición, variable según el
componente del neumático fabricado en este ciclo, y está
preferentemente comprendido entre 3 y 6. Cuando los acontecimientos
de rebasamiento memorizados por la unidad de control 400 sobrepasan
el máximo número 601, la unidad de control 400 genera, además o como
alternativa a la señal de aviso 401, una señal de alarma (línea 402
en la figura 2). La señal de alarma 402 también es enviada al
dispositivo de interfaz humana y/o al sistema de control del
proceso de fabricación del neumático 500, para proporcionar una
indicación sobre el nivel de calidad del neumático que se está
fabricando y/o que hay que emplear para generar una orden de
interrupción inmediata del ciclo de deposición en curso.
Asimismo, tras la generación de una señal de
alarma 402 que no determina una interrupción inmediata del ciclo de
deposición en curso, la unidad de control 400 genera una señal de
puesta a cero 404 para el detector de pico a pico 300, tal como ya
se ha descrito más arriba con referencia a la generación de la señal
de aviso 401.
En la realización preferida aquí descrita, el
procedimiento de la invención también comprende una etapa de
detectar los instantes de tiempo en los que el detector de pico a
pico 300 detecta que el valor numérico representativo de la
amplitud de oscilación de la aceleración instantánea 100 antes
mencionado sobrepasa el valor umbral 403. Preferentemente, esta
detección se lleva a cabo mediante la unidad de control 400 cada vez
que recibe una señal 301, desde el detector de pico a pico 300, de
que el valor umbral ha sido sobrepasado.
En la realización preferida del procedimiento,
esquematizado en la figura 2, el valor umbral 403 se adapta
dinámicamente a la progresión del ciclo de deposición y es calculado
por la unidad de control 400 mediante un procedimiento de promediado
móvil que comprende las siguientes etapas:
- S1)
- asignar al valor umbral 403 un valor inicial;
- S2)
- detectar un número de valores numéricos predeterminados representativos de la amplitud de oscilación de la aceleración instantánea 100 y evaluar la diferencia o desviación de estos valores con respecto al valor umbral 403 actual;
- S3)
- calcular una media de las diferencias obtenidas en la etapa S2);
- S4)
- actualizar el valor umbral 403 actual con el valor de dicha media;
- S5)
- repetir reiteradamente las etapas S2) a S4).
La iteración de las etapas S2) a S4) debe
repetirse durante toda la duración de un ciclo de deposición.
Preferentemente, el número de detecciones que se llevan a cabo en la
etapa S1), antes de calcular una nueva media y actualizar el valor
umbral actual 403, está comprendido entre unos 10 y unos 100, más
preferentemente entre unos 20 y unos 50.
En una realización diferente del procedimiento,
el valor umbral 403 puede ser un valor constante durante cada ciclo
de deposición, predeterminado, por ejemplo, a partir del tipo de
componente del neumático que hay que fabricar mediante este ciclo de
deposición, y preferentemente, en valor absoluto, entre unos 2
m/s^{2} y unos 5 m/s^{2}.
El procedimiento de control de la presente
invención está adaptado para ser aplicado tanto a procesos de
fabricación en los que el elemento alargado 3 es alimentado por la
cabeza de extrusión 5 y distribuido sobre el soporte conformador 2
continuamente (figura 1), como en procesos de fabricación (no
ilustrados) en los que el elemento alargado 3 alimentado por la
cabeza de extrusión 5 está asociado a unos elementos de refuerzo
filiformes y luego cortados a medida en piezas de longitud
predeterminada antes de ser distribuidos sobre el soporte
conformador 2, tal como se ilustra en la ya mencionada patente EP 0
928 702 B1 del solicitante.
En el primer caso, la frecuencia de muestreo
para llevar a cabo una detección de la aceleración instantánea 100
sustancialmente continua de la rueda 8 a lo largo de la dirección de
prensado P tiene un límite inferior determinado por los caudales
volumétricos de extrusión típicos del elemento alargado 3 y por la
velocidad de rotación del soporte conformador 2 previamente
ilustrado. Esta frecuencia de muestreo está preferentemente
comprendida entre unos 100 Hz y unos 2000 Hz, más preferentemente
entre unos 500 Hz y unos 1000 Hz.
En el segundo caso, la frecuencia de muestreo
antes mencionada para llevar a cabo una detección de la aceleración
instantánea sustancialmente continua de los elementos prensadores
usados para la distribución de cada pieza sobre el soporte
conformador tiene un límite inferior determinado por la velocidad de
descenso vertical tras cada corte de tales elementos prensadores
hacía el soporte conformador 2, y está preferentemente comprendida
entre unos 500 Hz y unos 3000 Hz, más preferentemente entre unos
1000 Hz y unos 2000 Hz.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bullet WO 0136185 A [0013] [0057] [0058]
[0061] [0069]
\bullet EP 0968814 A2 [0014]
\bullet EP 1120232 A [0015]
\bullet EP 0968814 A [0015]
\bullet EP 0928702 B1 [0060] [0061] [0069]
[0080]
\bullet WO 04041522 A [0061] [0069]
\bullet WO 04041521 A [0061] [0069]
Claims (31)
1. Procedimiento para controlar un proceso de
fabricación de componentes de un neumático para ruedas de vehículos,
en el que al menos un elemento alargado (3) que avanza bajo la
acción de un elemento dispensador (4,5) se distribuye sobre un
soporte conformador (2) mediante al menos un elemento prensador (8)
que actúa sobre dicho al menos un elemento alargado (3) en una
dirección de prensado (P), caracterizado por el hecho de que
comprende las etapas de:
- -
- detectar con una frecuencia predeterminada el valor de una magnitud característica (100) indicativa del desplazamiento de dicho al menos un elemento prensador (8) en dicha dirección de prensado (P);
- -
- comparar el valor detectado de dicha magnitud característica (100) con un valor umbral (403);
- -
- generar una señal de aviso (401) cuando el valor detectado de dicha magnitud característica (100) sobrepasa dicho valor umbral (403).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la etapa de detectar dicho valor de dicha magnitud
característica (100) comprende las etapas de:
- a)
- generar una señal eléctrica analógica (201) indicativa del desplazamiento en el tiempo de dicho al menos un elemento prensador (8) en dicha dirección de prensado (P);
- b)
- procesar dicha señal eléctrica analógica (201) para identificar un valor numérico representativo de un parámetro de oscilación de dicha señal eléctrica analógica.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, que
comprende además las etapas de:
- c)
- comparar dicho valor numérico con dicho valor umbral (403);
- d)
- generar una señal de aviso (401) cuando dicho valor numérico sobrepasa dicho valor umbral (403);
- e)
- memorizar dicha señal de aviso (401);
- f)
- poner a cero dicho valor numérico;
- g)
- repetir reiteradamente las etapas a) a f).
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende la etapa de generar una señal
de alarma (402) cuando dicho valor detectado de dicha magnitud
característica (100) sobrepasa dicho valor umbral (403) un número
predeterminado de veces.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho valor umbral (403)
tiene un valor absoluto predeterminado.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho valor umbral (403) se
calcula mediante las etapas de:
- S1)
- asignar a dicho valor umbral (403) un valor inicial;
- S2)
- detectar un número predeterminado de valores de dicha magnitud característica (100) y evaluar la diferencia entre dichos valores y dicho valor umbral (403);
- S3)
- calcular una media de las diferencias obtenidas en la etapa S2;
- S4)
- actualizar dicho valor umbral (403) con el valor de dicha media;
- S5)
- repetir reiteradamente las etapas S2) a S4).
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de
detectar cuando dicho valor detectado de dicha magnitud
característica (100) sobrepasa dicho valor umbral (403).
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha magnitud característica
(100) es la aceleración instantánea de dicho al menos un elemento
prensador (8) en dicha dirección de prensado (P).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que dicho valor umbral (403) tiene un valor absoluto de entre
unos 2 m/s^{2} y unos 5 m/s^{2}.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho al menos un elemento
alargado (3) consiste en material elastomérico.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en
el que dicho elemento dispensador (4,5) comprende una extruidora (4)
que alimenta continuamente dicho elemento alargado (3) con un caudal
volumétrico de entre unos 2 cm^{3}/s y unos 35 cm^{3}/s.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que dicho caudal volumétrico está comprendido entre unos
5 cm^{3}/s y unos 25 cm^{3}/s.
5 cm^{3}/s y unos 25 cm^{3}/s.
13. Procedimiento según la reivindicación 10, en
el que dicha etapa de detectar dicho valor de dicha magnitud
característica (100) se lleva a cabo con una frecuencia
predeterminada de entre unos 100 Hz y unos 2000 Hz.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el que dicha etapa de detectar dicho valor de dicha magnitud
característica (100) se lleva a cabo con una frecuencia
predeterminada de entre unos 500 Hz y unos 1000 Hz.
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho al menos un elemento
alargado (3) consiste en material elastomérico que comprende uno o
más elementos filiformes de refuerzo incorporados en el mismo.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que dicho elemento alargado (3) alimentado por dicho elemento
dispensador (4,5) es cortado a medida en piezas de longitud
predeterminada antes de ser aplicado a dicho soporte conformador
(2).
17. Procedimiento según la reivindicación 16, en
el que dicha etapa de detectar dicho valor de dicha magnitud
característica (100) se lleva a cabo con una frecuencia
predeterminada de entre unos 500 Hz y unos 3000 Hz.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que dicha etapa de detectar dicho valor de dicha magnitud
característica (100) se lleva a cabo con una frecuencia
predeterminada de entre unos 1000 Hz y unos 2000 Hz.
19. Dispositivo (1) para depositar al menos un
elemento alargado (3) sobre un soporte conformador (2) en un proceso
de fabricación de componentes de un neumático para ruedas de
vehículos, que comprende:
- -
- un elemento dispensador (4,5) dispuesto adyacente a dicho soporte conformador (2) y adaptado para alimentar dicho al menos un elemento alargado (3) sobre dicho soporte conformador (2);
- -
- al menos un elemento de soporte (6) asociado con dicho elemento dispensador (4,5);
- -
- al menos un dispositivo (9) adaptado para empujar dicho al menos un elemento de soporte (6) contra dicho soporte conformador (2) en una dirección de prensado (P);
- -
- al menos un elemento prensador (8) integralmente asociado con dicho al menos un elemento de soporte (6) en un extremo libre del mismo (6a) y adaptado para distribuir dicho al menos un elemento alargado (3) sobre dicho soporte conformador (2);
caracterizado por el hecho
de que comprende además un dispositivo de detección (10) de una
magnitud característica (100) indicativa del desplazamiento de dicho
al menos un elemento prensador (8) en dicha dirección de prensado
(P) durante la deposición de dicho al menos un elemento alargado (3)
sobre dicho soporte conformador
(2).
20. Dispositivo (1) según la reivindicación 19,
en el que dicho dispositivo de detección (10) comprende un
dispositivo (200) para generar una señal eléctrica indicativa del
desplazamiento de dicho al menos un elemento prensador (8) en dicha
dirección de prensado (P) y un dispositivo (300) para procesar dicha
señal eléctrica.
21. Dispositivo (1) según la reivindicación 20,
en el que dicho dispositivo (200) para generar una señal eléctrica
es un acelerómetro.
22. Dispositivo (1) según la reivindicación 20,
en el que dicho dispositivo (200) para generar una señal eléctrica
comprende un sensor de posición asociado funcionalmente con un
dispositivo adaptado para llevar a cabo la segunda derivada de la
cantidad detectada por dicho sensor de posición.
23. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 22, en el que dicho dispositivo (300) para
procesar dicha señal eléctrica comprende un detector de pico a
pico.
24. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 23, en el que dicho al menos un elemento
prensador (8) es un elemento de presión giratorio.
25. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 24, en el que dicho elemento dispensador (4,5)
comprende una cabeza de extrusión (5).
26. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 25, que comprende además un elemento de corte
para cortar a medida piezas de dicho elemento alargado (3) y un par
de elementos prensadores que pueden separarse uno de otro para
aplicar dichas piezas sobre dicho soporte conformador (2).
27. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 26, en el que dicho soporte conformador (2) es
un soporte tórico.
28. Dispositivo (1) según la reivindicación 27,
en el que dicho soporte tórico es sustancialmente rígido.
29. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 26, en el que dicho soporte conformador (2) es
un soporte cilíndrico.
30. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 29, en el que dicho dispositivo de detección
(10) está asociado funcionalmente a una unidad de control de dicho
elemento dispensador (4,5).
31. Dispositivo (1) según la reivindicación 30,
en el que dicha unidad de control está asociada funcionalmente a un
sistema de control del proceso de fabricación de dicho
neumático.
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