ES2220566T3 - Procedimiento y aparato para la fabricacion de una estructura de refuerzo para neumaticos de vehiculos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos para vehículos, que comprende las siguientes etapas: Preparar segmentos a modo de banda (5) cada uno comprendiendo elementos filiformes longitudinales dispuestos de manera mutuamente paralela al menos parcialmente revestidos por al menos una capa de material elastomérico; aplicar los segmentos a modo de banda (5) en relación de aproximación mutua a lo largo del desarrollo circunferencial de un soporte toroidal (3), para formar al menos una capa de refuerzo (2) que tiene un desarrollo circunferencial continuo sobre un eje geométrico de rotación (X-X), Caracterizado por el hecho de que durante la aplicación de dichos segmentos a modo de banda (5), se realiza una rotación angular relativa, entre el mismo segmento a modo de banda y el soporte toroidal (3), sobre un eje de corrección (Y-Y) substancialmente radial a dicho eje geométrico de rotación (X-X).

Description

Procedimiento y aparato para la fabricación de una estructura de refuerzo para neumáticos de vehículos.

La invención se refiere a un procedimiento para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos de vehículos, que comprende las siguientes etapas: preparar segmentos a modo de bandas, cada uno comprendiendo elementos filiformes longitudinales dispuestos de forma mutuamente paralela al menos parcialmente revestidos por medio de una capa de material elastomérico; aplicar los segmentos a modo de bandas en relación de aproximación mutua a lo largo del desarrollo circunferencial del soporte toroidal, para formar al menos una capa de refuerzo que tiene un desarrollo circunferencial continuo sobre el eje geométrico de rotación.

La invención se refiere además a un aparato para implementar el procedimiento antes mencionado, siendo dicho aparato del tipo que comprende: una unidad para la alimentación de los segmentos a modo de bandas dispuestos mutuamente paralelos al menos parcialmente revestidos por al menos una capa de material elastomérico; una unidad de depósito para aplicar cada uno de dichos segmentos a modo de bandas sobre un soporte toroidal, según un ángulo de depósito preestablecido relativo a la dirección de desarrollo circunferencial del mismo soporte toroidal; primeros dispositivos de operación angular para determinar el movimiento relativo entre la unidad de depósito y el soporte toroidal, sobre un eje geométrico del mismo soporte toroidal.

En el transcurso de la presente descripción, la invención debe ilustrarse con referencia particular a la fabricación de una estructura de cintura de un neumático. Sin embargo, se especifica aquí que el procedimiento y el aparato según la invención puede emplearse para fabricar una estructura de carcasa del neumático, o más en general, cualquier otra estructura de refuerzo, que comprenda cuerdas orientadas de modo mutuamente paralelo y/o según un ángulo preestablecido relativo a un plano ecuatorial del neumático.

Un neumático para ruedas de vehículo normalmente comprende una estructura de carcasa esencialmente compuesta por uno o más pliegues de carcasa formados según una configuración substancialmente toroidal y que presentan sus bordes laterales axialmente opuestos acoplados a respectivas estructuras de refuerzo anulares que incorporan inserciones no extensibles circunferencialmente, usualmente llamadas "anillos de talón". Cada estructura de refuerzo anular se incorpora al llamado "talón" definido a lo largo de un borde circunferencial interno del neumático para el anclaje del mismo a una llanta de montaje correspondiente.

Sobre la estructura de carcasa se aplica, en posición radialmente externa, una estructura de cintura que comprende uno o más capas de cintura formadas en un bucle cerrado, esencialmente compuestas por cuerdas textiles o metálicas adecuadamente orientadas unas relativas a las otras y relativas a las cuerdas que pertenecen a los pliegues de carcasa adyacentes.

En una posición radialmente externa a la estructura de cintura se aplica también una banda de rodadura, normalmente constituida por medio de una banda de material elastomérico de grosor adecuado. Debe especificarse que, para los propósitos de la presente descripción, el término "material elastomérico" significa el compuesto de caucho en su totalidad, es decir el juego formado por al menos una base polimérica adecuadamente amalgamada con rellenos de refuerzo y/o procesos adicionales de varias clases.

En los lados opuestos del neumático se aplica un par de paredes laterales cada una de las cuales cubre una porción lateral del neumático que yacen entre la llamada área de borde, ubicada en la proximidad del borde lateral correspondiente de cada banda de rodadura, y el talón correspondiente.

En los procesos de fabricación de diseño menos reciente, cada capa de cintura se forma por medio de la unión en forma secuencial de una pluralidad de segmentos obtenidos por medio del corte a medida de una banda continua compuesta por una pluralidad de cuerdas longitudinales paralelas incorporadas en una capa de elastómero. Más en particular, las operaciones de corte y unión se realizan de forma tal de obtener el llamado anillo de cintura, donde las cuerdas de cada segmento están orientadas según una inclinación predeterminada relativa al desarrollo circunferencial del mismo anillo y paralelos a las cuerdas del segmento contiguo.

El anillo de cintura completo, que puede comprender también dos o más capas formadas en sucesión en una relación de superposición radial, se asocia en posición radialmente externa a la estructura de carcasa, normalmente en forma simultánea con una etapa operativa donde la última, inicialmente obtenida en forma de manga cilíndrica, se forma según una configuración toroidal.

Recientemente, se ha dedicado particular atención a la búsqueda de procedimientos de fabricación que permitieran eliminar o al menos limitar la fabricación de productos intermedios semiacabados requeridos para la fabricación de neumáticos. Por ejemplo, en la solicitud de Patente Europea EP 97830731.2, en nombre del mismo solicitante, se describe un procedimiento de fabricación de neumáticos donde el pliegue o pliegues de carcasa, así como cada una de las capas de cintura, se obtienen mediante la colocación, uno después de otro en relación de aproximación circunferencial, de una pluralidad de segmentos a modo de bandas sobre un soporte toroidal formado según la conformación interna del neumático a obtener.

El documento WO 99/17920 describe un procedimiento y un aparato para fabricar una capa de cintura por medio de la colocación de segmentos a modo de bandas cortados a partir de un elemento continuo modo de banda. Cada segmento, una vez cortado del elemento continuo modo de banda, se lleva por medio de elementos de sujeción magnéticos o de ventosas, dirigidos por medio de uno o más brazos robotizados. Los elementos de sujeción soportan el segmento a modo de banda en correspondencia con sus extremidades opuestas, y posiblemente en correspondencia con su sección central, y se accionan bajo una orden de los brazos robotizados para realizar la aplicación del segmento en sí sobre la superficie exterior del soporte toroidal, según un ángulo predeterminado relativo al desarrollo circunferencial del mismo. Una vez completada la aplicación, el soporte toroidal se rota sobre su propio eje geométrico según un ángulo predeterminado, para permitir la aplicación de un nuevo segmento a modo de banda de forma adyacente al aplicado previamente. La repetición secuencial de las etapas descritas con anterioridad provoca la formación de una capa de cintura que se extiende según el desarrollo circunferencial completo del soporte toroidal.

El solicitante, sin embargo, ha notado que la colocación de segmentos a modo de banda llevada a cabo según las indicaciones de la técnica anterior no conduce a una homogeneidad estructural perfecta en la estructura de refuerzo obtenida por medio de la misma.

Según la presente invención, se ha encontrado que es posible garantizar una homogeneidad estructural perfecta en una capa de cintura u otra estructura de refuerzo obtenida por medio de la colocación secuencial de segmentos a modo de bandas, si durante la colocación de cada segmento se realiza una rotación relativa entre el soporte toroidal y el segmento en sí, sobre un eje de corrección que es substancialmente radial a eje geométrico del soporte toroidal.

En particular, el sujeto de la presente invención es un procedimiento para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos de vehículos, caracterizado por el hecho de que durante la aplicación de cada uno de los segmentos a modo de banda entre el segmento a modo de banda y el soporte toroidal, se realiza una rotación angular relativa sobre un eje de corrección substancialmente radial a dicho eje geométrico de rotación.

Más específicamente, la rotación angular sobre el eje de corrección se obtiene ventajosamente en una forma progresiva durante la aplicación del segmento a modo de banda.

Según una realización preferida de la invención, también se proporciona para la rotación angular sobre el eje de corrección un control en una forma tal de llevar a cabo la aplicación del segmento según una trayectoria ortodrómica relativa a la superficie exterior del soporte toroidal.

En particular, dicha rotación angular relativa preferentemente se realiza por medio del accionamiento del soporte toroidal, sobre un eje que se halla en el plano ecuatorial del soporte toroidal.

Preferentemente, el eje de corrección sobre el cual dicha rotación angular se lleva a cabo se sitúa en posición baricéntrica relativa al segmento a modo de banda que se está por aplicar sobre el soporte toroidal.

También se proporciona ventajosamente para la preparación de dichos segmentos a modo de banda que sea realizada por medio de acciones de corte ejecutadas de modo secuencial en al menos un elemento continuo a modo de banda que incorpora dichos elementos filiformes en dicha capa de material elastomérico.

Ventajosamente, cada acción de corte es seguida por la aplicación del segmento individual así obtenido sobre el soporte toroidal.

También se proporciona preferentemente para los segmentos individuales a modo de banda que se hallen colocados de forma secuencial sobre el soporte toroidal según el paso de distribución circunferencial que corresponda con el ancho de los mismos segmentos a modo de banda, medidos en correspondencia con un plano ecuatorial del soporte toroidal.

Según una realización preferida de la presente invención, la aplicación de cada segmento a modo de banda comprende las siguientes etapas: colocar el segmento a modo de banda transversalmente relativo a un plano ecuatorial del soporte toroidal; aproximar radialmente el segmento a modo de banda al soporte toroidal; rotar el soporte toroidal según un paso angular correspondiente al paso de distribución circunferencial de los segmentos a modo de banda.

Preferentemente, se realiza una etapa adicional donde cada segmento a modo de banda se presiona contra el soporte toroidal, siendo dicha presión inicialmente realizada en proximidad con una porción central del segmento a modo de banda respectivo y subsecuentemente extendido hacia los extremos opuestos del mismo segmento a modo de banda.

En una realización preferida, la etapa de presión se realiza simultáneamente con dicha etapa de aproximación.

Si fuera necesario, puede proporcionarse ventajosamente que el soporte toroidal esté constituido por una estructura de carcasa previamente formada.

En una realización preferida, sin embargo, se proporciona al menos una etapa donde se fabrica una estructura carcasa sobre el soporte toroidal, ocasionando dicha etapa que la aplicación sobre el soporte toroidal se lleve a cabo por medio de la colocación de cada segmento a modo de banda directamente sobre dicha estructura de carcasa.

La invención también se refiere a un aparato para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos de vehículo, caracterizado por el hecho de que comprende además segundos dispositivos de accionamiento angular capaces de activarse durante la aplicación de cada segmento a modo de banda para provocar, entre el mismo segmento a modo de banda y el soporte toroidal, una rotación angular relativa sobre un eje de corrección que es substancialmente radial a dicho eje geométrico de rotación.

Ventajosamente, los segundos dispositivos de accionamiento angular se interpolan operativamente con dicha unidad de colocación para realizar la aplicación del segmento según una trayectoria ortodrómica relativa a la superficie exterior del soporte toroidal.

Preferentemente, dichos segundos dispositivos de accionamiento se conectan mecánicamente a dicho soporte toroidal para rotar éste último angularmente sobre dicho eje de corrección.

Más en particular, dicho eje de corrección yace substancialmente en un plano ecuatorial al soporte toroidal.

En una realización preferida de la invención, dicha unidad de alimentación comprende: un elemento de corte que funciona sobre un elemento continuo a modo de banda para obtener del mismo segmentos a modo de banda; un elemento de sujeción móvil entre una primera posición operativa donde engancha un extremo terminal de dicho elemento a modo de banda en la proximidad del elemento de corte, y una segunda posición operativa donde se retira del elemento de corte para extender el elemento a modo de banda más allá del mismo elemento de corte, según un segmento cuya longitud corresponde a la del segmento a modo de banda a obtener.

También según una realización preferida, dicha unidad de colocación comprende al menos un elemento de presión móvil en relación de contraste contra la superficie exterior del soporte toroidal para provocar la aplicación del segmento a modo de banda.

Más en detalle, dicha unidad de colocación comprende: al menos dos de dichos elementos de presión sostenidos cada uno por medio de un respectivo elemento de soporte; una estructura de guía que soporta dichos elementos de soporte; dispositivos de accionamiento radial para trasladar los elementos de presión en aproximación radial a la superficie externa del soporte toroidal; dispositivos de accionamiento transversal para trasladar los elementos de presión desde una primera condición de funcionamiento donde se aproximan mutuamente a una segunda condición de funcionamiento donde se retiran relativos al plano ecuatorial del soporte toroidal.

Ventajosamente puede proporcionarse la presencia de elementos de soporte auxiliares para soportar el segmento a modo de banda cortado por la acción de dicho elemento de corte.

Preferentemente, dichos elementos auxiliares de soporte son móviles relativos a los elementos de presión en una dirección substancialmente radial al soporte toroidal.

Características y ventajas adicionales serán más evidentes a partir de la descripción detallada de una realización preferida, pero no exclusiva, de un procedimiento y de un aparato para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos de vehículos, según la presente invención. La descripción debe hacerse en lo sucesivo con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados sólo a modo de indicación no limitante, en los cuales:

La Figura 1 muestra un aparato según la invención en una fase operativa donde un extremo de un elemento a modo de banda está por sujetarse por medio de un elemento de sujeción.

La Figura 2 muestra una fase subsiguiente a la Figura 1, donde el elemento a modo de banda se ha extendido próximo al soporte toroidal al cual se engancha por medio de la unidad de colocación.

La Figura 3 muestra una fase subsiguiente a la Figura 2 donde el segmento a modo de banda está por ser aplicado en correspondencia con su porción central sobre el soporte toroidal.

La Figura 4 muestra una fase final de la aplicación del segmento a modo de banda.

La Figura 5 muestra un diagrama de la colocación de los segmentos a modo de banda llevada a cabo según la presente invención.

La Figura 6 muestra un diagrama de la colocación de los segmentos a modo de banda llevada a cabo según las indicaciones de la técnica anterior.

Con referencia a las figuras antes mencionadas, y en particular a las Figuras 1 a 4, el número 1 indica en su integridad un aparato para fabricar estructuras de refuerzo para neumáticos de vehículo, según un procedimiento según la presente invención.

En la realización descrita, el aparato 1 es capaz de fabricar una estructura de cintura 2 sobre un soporte toroidal 3 que tiene una superficie exterior 3a substancialmente formada según la superficie interior del neumático a obtener.

Preferentemente, antes de proceder con la fabricación de la estructura de cintura 2, sobre el soporte toroidal 3 se aplica una estructura de carcasa (no mostrada en los dibujos) que puede formarse ventajosamente sobre la misma estructura toroidal 3 como se describe en cualquiera de las solicitudes de patentes EP 97830633.0, EP 97830731.3, EP 98830661.0, EP 98830472.1, todas en nombre del mismo solicitante. El soporte toroidal 3, no descrito en detalle ya que puede obtenerse por medio de cualquier manera conveniente por una persona entendida en la técnica, puede estar constituida por ejemplo por medio de un tambor de metal capas de ser dividido o colapsado para facilitar su retiro subsiguiente del neumático así obtenido. No se excluye la posibilidad, sin embargo, de fabricar la estructura de cintura 2 directamente sobre la estructura de carcasa, apropiadamente endurecida por ejemplo por medio del hinchado, que en este caso también cumpliría las funciones de soporte toroidal. Debe también especificarse que, si fuera necesario, el aparato 1 así como todo el procedimiento así implementado son adecuados para usarse también para fabricar la estructura de carcasa en sí, o en otro caso cualquier estructura de refuerzo del neumático.

El aparato 1 comprende al menos una unidad de alimentación 4, capaz de proporcionar, preferentemente de uno en uno, segmentos a modo de banda 5 de una longitud predeterminada, obtenidos por medio de operaciones de corte realizadas de forma secuencial sobre al menos un elemento a modo de banda continua 6 que sale de un dispositivo de extrusión y/o calandrado, o de un carrete alimentador. El elemento continuo en forma de banda 6, y en consecuencia los segmentos 5 obtenidos del mismo, presentan cada uno una pluralidad de cuerdas o elementos filiformes similares hechos de material textil o metálico, que se extienden de forma mutuamente paralela a lo largo del desarrollo longitudinal del elemento a modo de banda y del mismo segmento, y al menos parcialmente revestido por una capa de material elastomérico aplicado por medio de una operación de extrusión y/o calandrado.

La unidad de alimentación 4 comprende al menos un elemento de corte 7 capaz de cortar el elemento continuo a modo de banda 6 perpendicularmente o según una inclinación predeterminada relativa al desarrollo del mismo, para obtener los segmentos individuales a modo de banda 5. Con el elemento de corte 7 se combina al menos un elemento de sujeción 8 móvil entre una primera posición de trabajo donde, como en la Figura 1, es capaz de sujetar un extremo terminal 6a del elemento continuo a modo de banda 6 en proximidad al elemento de corte 7, y una segunda posición de trabajo donde se retira del elemento de corte en sí. Como se muestra en la Figura 2, siguiendo el traslado desde la primera a la segunda posición de trabajo, el elemento de sujeción 8 conduce al elemento continuo a modo de banda 6 en una forma tal que lo extiende más allá del elemento de corte 7 y preferentemente en posición de aproximación radial relativa al soporte toroidal 3, según un segmento cuya longitud corresponde a aquella del segmento 5 a obtener siguiendo el funcionamiento sucesivo del mismo elemento de corte en las figuras adjuntas. El número 9 indica un par de rodillos de guía que funcionan sobre el elemento continuo a modo de banda 6 en un área inmediatamente hacia arriba del elemento de corte 7.

El aparato 1 comprende además al menos una unidad de colocación 10 que es capaz de enganchar de forma secuencial cada uno de los segmentos a modo de banda 5 preparados de la forma antes descrita, para realizar la aplicación sobre la superficie exterior 3a del soporte toroidal, o sobre la estructura de carcasa formada encima del mismo, según un ángulo preajustado de colocación relativo a una dirección de desarrollo circunferencial del mismo soporte toroidal (Figura 5).

El ángulo de colocación \alpha puede preajustarse fácilmente por medio de la orientación apropiada de la unidad de colocación 10, y posiblemente la unidad de alimentación 4, relativa al soporte toroidal 3, o por medio de la orientación adecuada de éste último relativo a la misma unidad de colocación 10 y la unidad de alimentación 4. Con el propósito de fabricación de la estructura de cintura 2, el ángulo de colocación \alpha, medido al menos en correspondencia con un plano ecuatorial del soporte toroidal 3, puede fluctuar, a modo de indicación, entre 20º y 35º.

Preferentemente, la unidad de colocación 10 comprende al menos un elemento de presión 11 que se mueve a lo largo del segmento a modo de banda 5, en relación de contraste contra la superficie exterior 3a del soporte toroidal 3. Más específicamente, en una realización preferencial se proporciona el uso de al menos dos elementos de presión 11, cada uno soportado por medio de un elemento de soporte 12 que se mueve a lo largo de una estructura de guía 13 bajo la acción de dispositivos de accionamiento transversal, por ejemplo del tipo de tornillos sinfín, no mostrados aquí debido a que pueden fabricarse de cualquier manera adecuada para la persona entendida en la técnica.

Para cada elemento de soporte 12 también es preferible acoplar al menos un elemento de soporte auxiliar 14 que es capaz de cooperar con el respectivo elemento de presión 11 para soportar el elemento a modo de banda 5 en los instantes que transcurren entre su corte por medio de la acción de la unidad de corte 7 y su aplicación sobre el soporte toroidal 3. Más en detalle, cada elemento de soporte auxiliar 14 puede por ejemplo estar constituido por medio de un rodillo que se proyecta del respectivo elemento de soporte 12 en una forma tal como para proporcionar un asiento de soporte para el elemento alargado 6 conducido por el elemento de sujeción 8 y para el elemento cortado a modo de banda 5. Para favorecer el traslado del elemento de sujeción 8 entre la primera y la segunda posición operativa en ausencia de interferencia mecánica, puede también proporcionarse para los elementos de soporte 12 ser capaces de rotar angularmente sobre un eje longitudinal de desarrollo de la estructura de guía 13, de forma de trasladar los respectivos elementos de presión 11 y los elementos de soporte auxiliares 14 entre una posición de descanso donde, como muestra la Figura 1, son retirados relativos a una trayectoria de accionamiento longitudinal impuesta al elemento continuo alargado 6 por medio del elemento de sujeción 8, y una posición de trabajo donde, como se muestra en la Figura 2, se hallan ubicados sobre dicha trayectoria de actuación y actúan en relación de acoplamiento con el mismo elemento alargado.

A la unidad de colocación 10 se asocian también dispositivos de accionamiento radial capaces de trasladar los elementos de presión 11 en aproximación radial a la superficie exterior 3a del soporte toroidal 3. Tales dispositivos de accionamiento radial no se ilustran o describen en detalle, debido a que pueden obtenerse de cualquier manera conveniente para la persona entendida en la técnica, y puede por ejemplo accionar sobre la estructura de guía 13 y/o directamente sobre los elementos de presión 11, para poner el segmento a modo de banda 5 en relación de contacto con la superficie exterior 3a del soporte toroidal 3. Preferentemente se proporciona para los elementos de soporte auxiliares 14 que sean móviles relativos a los elementos de presión 11 en una dirección substancialmente radial al soporte toroidal 3. De esta forma, los elementos de presión 11 pueden poner al segmento a modo de banda 5 en contacto con la superficie exterior 3a sin causar interferencia mecánica entre el soporte toroidal 3 y los elementos de soporte auxiliar 14, en la realización ilustrada, el movimiento relativo descrito con anterioridad se obtiene directamente por trasladar los elementos de presión 11 a lo largo de los bloques 12, en dirección del soporte toroidal 3.

Se proporcionan además dispositivos transversales de accionamiento, que tampoco se muestran debido a que son obtenibles de cualquier manera conveniente, accionando a distancia entre la estructura de guía 13 y los bloques 12 para trasladar los elementos de presión 11 entre una primera condición operativa donde, como se muestra en la Figura 3, se aproximan mutuamente y una segunda condición operativa donde, como se muestra en la Figura 4, son retirados relativos a un plano ecuatorial del soporte toroidal 3.

La preparación y colocación de cada segmento a modo de banda 5 se realiza del siguiente modo.

Comenzando de la condición ilustrado en la Figura 1, el elemento de sujeción 8 se lleva a la primera condición de trabajo para enganchar el extremo terminal 6a del elemento continuo a modo de banda enganchado entre los rodillos de guía 9 en proximidad al elemento de corte 7 (Figura 1). Cuando el elemento de sujeción 8 llega a la proximidad de la segunda posición de trabajo, la rotación angular de los elementos de soporte 12 se determina sobre la dirección de desarrollo longitudinal de la estructura de guía 13, en una forma tal de llevar a los elementos de soporte auxiliar 14 a acoplarse por debajo del elemento a modo de banda 6, conducido por medio del mismo elemento de sujeción (Figura 2).

La intervención se dirige luego hacia el elemento de contacto 7, que corta el segmento a modo de banda 5. En esta circunstancia, los elementos de soporte auxiliar 14 sujetan el segmento a modo de banda 5, transversalmente colocado en una posición substancialmente centrado relativo al plano ecuatorial del soporte toroidal 3.

El traslado de los elementos de presión 11 hacia el soporte toroidal 3 también se realiza, de forma que el elemento a modo de banda 5 se aproxima radialmente al soporte toroidal 3 y se pone en contacto y presiona con su porción central contra la superficie exterior 3a, en proximidad al plano ecuatorial del mismo soporte toroidal. Con el movimiento de alejamiento uno de otro de los elementos de soporte 12 a lo largo de la guía de soporte 13, el traslado simultáneo es determinado para los elementos de presión 11 a lo largo del segmento a modo de banda 5, alejándose del plano ecuatorial, de manera de causar la aplicación del mismo segmento en la totalidad de su longitud sobre el soporte toroidal 3, con una acción de presión que se extiende progresivamente hacia los extremos opuestos del mismo segmento a modo de banda, comenzando desde la porción central del mismo.

Subsiguientemente, por medio de la acción de los primeros dispositivos angulares de accionamiento, se determina una rotación angular del soporte toroidal 3 sobre su propio eje geométrico X-X según un paso angular predeterminado, para alistarlo para la aplicación de un nuevo segmento a modo de banda 5. La repetición secuencial de las operaciones descritas con anterioridad determina la formación de la cintura 2, compuesto de al menos una capa que tiene un desarrollo circunferencial continuo sobre el eje geométrico de rotación X-X, formado por una pluralidad de segmentos a modo de banda 5 distribuidos en relación de mutua proximidad a lo largo del desarrollo circunferencial del soporte toroidal 3.

Solamente a modo de ejemplo, los dispositivos primarios de accionamiento angular pueden por ejemplo comprender un motor de velocidad gradual u otro tipo de dispositivo de accionamiento que opere sobre el cubo 15 coaxialmente asociado al soporte toroidal 3. Alternativamente, dichos dispositivos primarios de accionamiento angular pueden asumir cualquier otra realización que sea conveniente para la persona entendida en la técnica, adecuada para llevar un movimiento relativo entre la unidad de colocación 10 y el soporte toroidal 3, sobre el eje geométrico X-X.

Preferentemente, el movimiento relativo antes mencionado sobre el eje geométrico X-X está controlado de forma tal que la colocación de los segmentos a modo de banda 5 se produce según un paso de distribución circunferencial que corresponde al ancho de los mismos segmentos a modo de banda, medidos en correspondencia con el plano ecuatorial del soporte toroidal 3.

Alternativamente, la colocación de los segmentos a modo de banda 5 puede llevarse a cabo según un paso de distribución circunferencial que corresponde a un múltiplo del ancho especificado con anterioridad, en una forma tal de determinar la formación de una capa continua después de dos o más revoluciones completas del soporte toroidal 3 sobre el eje geométrico X-X.

Según la presente invención el solicitante ha observado sin embargo que, en ausencia de expedientes adicionales que deben describirse a continuación, la colocación de los segmentos a modo de banda 5 no puede tener lugar en una forma óptima. Debe destacarse, de hecho, que la unidad de colocación 10 tiende a aplicar cada segmento a modo de banda 5 según una trayectoria rectilínea y loxodrómica, es decir una que intercepta los planos meridianos del soporte toroidal 3 según un ángulo constante, correspondiente al ángulo teórico \alpha, predeterminado por medio del ajuste de la orientación mutua entre la estructura guía 13 y el eje geométrico de rotación X-X del soporte toroidal 3.

El solicitante ha observado que, en esta circunstancia, la curvatura superficial presentada por elsoporte toroidal 3 hará posible obtener una aproximación mutua perfecta de los segmentos a modo de banda 5 colocados sobre el mismo. Debe destacarse, en este aspecto, que la superficie exterior 3a presenta una primera curvatura sobre el eje geométrico X-X, así como una segunda curvatura presente en el caso en que, como en el ejemplo descrito e ilustrado, se usa un soporte toroidal convexo 3, que presenta un perfil de sección transversal curvilínea.

La curvatura presentada por la superficie exterior 3a sobre el eje geométrico X-X determina un primer factor que interfiere con la correcta colocación de los segmentos. Aún considerando el caso de un soporte toroidal no convexo, con la superficie exterior 3a con forma cilíndrica, la curvatura superficial sobre el eje X-X fuerza a cada segmento a modo de banda 5, una vez aplicado, a adoptar un desarrollo helicoidal.

En consecuencia, para asegurar una aplicación correcta del segmento a modo de banda 5, el elemento de presión 11 debe trasladarse según unas trayectorias curvilíneas, dispuestas para formar una línea de colocación con forma substancialmente de "S", que corresponden a la proyección del desarrollo helicoidal del segmento 5 en un plano tangencial a la superficie exterior 3a.

En una realización preferida de la invención, para la ventaja de simplicidad constructiva y flexibilidad de uso, la unidad de colocación 10 en cambio tiende a colocar el segmento a modo de banda 5 según una trayectoria rectilínea, en la dirección de deslizamiento del elemento de soporte 12 a lo largo de la estructura de guía 13. En consecuencia, el segmento 5 tendería a colocarse en un modo imperfecto, con una cierta desviación con respecto al desarrollo helicoidal que debería asumir. Más específicamente, como las extremidades opuestas del segmento a modo de banda 5 se aproximan, el ángulo de colocación \alpha tenderá a ser sometido a una reducción progresiva, cuyo tamaño varía según el diámetro exterior del soporte toroidal 3, al valor inicial del ángulo de colocación \alpha, y a la dimensión axial de la capa de cintura formada sobre el mismo soporte toroidal.

Un factor adicional que interfiere con la correcta colocación de los segmentos deriva de la curvatura en la dirección axial determinada sobre la superficie exterior 3a debido al perfil curvilíneo provocado por la forma convexa del soporte toroidal 3.

Debe notarse que, debido al perfil curvilíneo especificado con anterioridad, se produce una leve variación del radio del soporte toroidal 3, medible, con referencia a su eje de rotación X-X, en diferentes puntos de un área superficial delimitada entre los extremos opuestos de cada segmento a modo de banda 5. En el análisis final, en el área superficial involucrada con cada segmento a modo de banda puede identificarse un radio máximo en correspondencia con el plano ecuatorial del tambor 3, y puede identificarse un radio mínimo en correspondencia con cada uno de los planos meridianos que pasan a través de los extremos opuestos del mismo segmento a modo de banda.

La consiguiente variación del desarrollo circunferencial del soporte toroidal 3 en sus diferentes planos meridianos sería, en sí misma, incompatible con una correcta aplicación de los segmentos a modo de banda 5 que, presentando un ancho constante, deben superponerse parcialmente nos con otros en una extensión progresivamente grande hacia sus áreas centrales, para compensar la variación en el desarrollo circunferencial.

Se ha observado además que la variación progresiva en el valor del radio desde el máximo radio al mínimo radio causaría, en el transcurso de la aplicación de cada segmento a modo de banda 5, una desviación adicional de la inclinación del mismo relativo al ángulo teórico \alpha, que se añadirá a la desviación determinada por medio de la curvatura de la superficie exterior 3a sobre el eje geométrico X-X.

Como consecuencia, en correspondencia con sus extremidades opuestas, cada segmento a modo de banda 5 tenderá a asumir un ángulo desviado \beta (Figura 6) que tiene un valor menor que aquel del ángulo teórico \alpha.

Debido a que el ancho de cada segmento a modo de banda 5 es constante, la variación de su inclinación desde el valor teórico \alpha hasta el valor desviado \beta estará también sobre un incremento en la amplitud circunferencial del segmento en sí, medido a lo largo de líneas meridianas ubicadas en correspondencia con los extremos opuestos del segmento 5, con respecto a la amplitud circunferencial medible a lo largo de una línea ecuatorial del tambor 3. En la Figura 6, las dimensiones relativas a la amplitud circunferencial a lo largo de la línea ecuatorial y a lo largo de las líneas meridianas especificadas con anterioridad se indican respectivamente como L y L'.

Sería en consecuencia imposible hacer que cada borde longitudinal de cada segmento 5 coincida con el borde longitudinal del segmento 5 adyacente, según la extensión longitudinal completa de los mismos bordes. Si los bordes de los segmentos 5 se hiciera coincidir en correspondencia con el plano ecuatorial, se determinaría una superposición parcial de los mismos segmentos, progresivamente mayor en la dirección de los extremos opuestos de cada uno de ellos. Si, viceversa, el paso de rotación angular del soporte toroidal 3 se regulara en una forma tal que los extremos de los segmentos 5 coincidieran, se obtendría un espacio vacío S entre segmentos continuos en correspondencia con el plano ecuatorial, como se muestra claramente en forma esquemática en la Figura 6, que representa la colocación obtenible, en las circunstancias antes especificadas, según las indicaciones de la técnica anterior. En esta figura, el espacio vacío S se ha alargado intencionalmente, para una mayor claridad de representación.

El solicitante ha abordado y resuelto de forma brillante los problemas descritos con anterioridad al asociar al aparato 1 dispositivos secundarios de accionamiento angular, capaces de ser activados durante la aplicación de cada segmento a modo de banda 5 para causar una rotación angular relativa entre el mismo segmento y el soporte toroidal 3, sobre un eje de corrección Y-Y substancialmente radial al eje de rotación X-X. Estos segundos dispositivos de accionamiento angular no se muestran o describen adicionalmente ya que pueden obtenerse en cualquier manera conveniente por las personas entendidas en la técnica, por ejemplo con la ayuda de motores servocontrolados por medio de una unidad de control electrónico programable, que vigila el funcionamiento de todo el aparato 1 según un programa de trabajo preestablecido.

Preferentemente se proporciona que los segundos dispositivos de accionamiento angular estén conectados mecánicamente al soporte toroidal 8, para rotar éste último angularmente sobre el eje de corrección Y-Y. No se excluye, sin embargo, la posibilidad de asociar los segundos dispositivos de accionamiento a la unidad de colocación 10 para obtener la rotación angular relativa descrita antes mencionada por medio de la actuación de la misma unidad de colocación.

Preferentemente, el eje de corrección Y-Y se ubica en el plano ecuatorial del soporte toroidal 3, y aún más preferentemente se ubica en posición baricéntrica relativa al segmento 5 que está por colocarse, como muestra claramente la Figura 5.

Ventajosamente, los segundos dispositivos de accionamiento están funcionalmente interpolados con la unidad de colocación 10, y más específicamente con los dispositivos de actuación transversal que causan los desplazamientos controlados de los bloques 12 a lo largo de la estructura guía 13.

Más específicamente, la activación de los segundos dispositivos de accionamiento está controlada como una función de la posición progresivamente asumida por los elementos de soporte 12 a lo largo de la estructura de guía 13 durante la aplicación del segmento a modo de banda 5.

De esta forma, la corrección del ángulo de colocación se lleva a cabo ventajosamente en una manera progresiva en el transcurso de la aplicación del segmento a modo de banda 5, de forma que a cada punto del desarrollo longitudinal del segmento 5 corresponde un valor específico de corrección del ángulo de colocación.

La amplitud de la rotación angular que se impartirá al soporte toroidal 3 debe computarse en cada ocasión según las características geométricas y dimensionales del soporte toroidal 3 y de los elementos a modo de banda 5 colocados sobre el mismo.

Más específicamente, la amplitud de la rotación angular a realizar para compensar la curvatura de la superficie exterior 3a sobre el eje geométrico X-X debe ser más alto, menores serán los valores del ángulo teórico de colocación \alpha y del diámetro exterior del soporte toroidal 3, y mayores serán las dimensiones axiales de la capa de cintura formada por medio de la colocación de segmentos a modo de banda 5.

La amplitud de la rotación angular a realizar para compensar la curvatura del perfil transversal está a su vez correlacionada, no sólo con los parámetros especificados con anterioridad, sino también con la diferencia medible entre los antes mencionados radio máximo y radio mínimo y a la forma geométrica del perfil transversal en sí mismo. Más específicamente, a mayor sea la diferencia entre el radio máximo y el radio mínimo del soporte toroidal 3, mayor la diferencia entre la amplitud de la rotación angular realizada sobre el eje de corrección Y-Y. Es así posible dar a cada segmento 5 una amplitud circunferencial progresivamente decreciente hasta alcanzar una posición en correspondencia con sus propios extremos, de forma de asumir una homogeneidad perfecta en la distribución de los segmentos a modo de banda 5, y más específicamente de las cuerdas presentes en ellos, a lo largo de la totalidad del desarrollo circunferencial del soporte toroidal 3.

En cada plano meridiano del soporte toroidal 3, la amplitud circunferencial de cada segmento 5 tendrá un valor que, multiplicado por el número de segmentos colocados para completar la capa de cintura, conduce a un resultado que corresponde al desarrollo circunferencial medible sobre el soporte toroidal 3 en el plano meridiano en cuestión.

También debe observarse que la ejecución de la operación de corte del elemento continuo a modo de banda 6 por medio del elemento de corte 7 puede tener lugar ventajosamente según una dirección que forma, con el desarrollo longitudinal del segmento a modo de banda en sí mismo, un ángulo de corte cuyo valor corresponde a un ángulo de colocación correcto \alpha', presentado por medio del segmento 5 en correspondencia con sus propios extremos como resultado de los expedientes adoptados como se ha descrito previamente en el transcurso de la operación de colocación.

Es posible entones conferir un desarrollo continuo a los bordes laterales de la estructura de cintura 2 formada sobre el soporte toroidal 3. Es sin embargo también posible determinar la ejecución de la operación de corte según un ángulo diferente de aquel especificado con anterioridad, por ejemplo según una dirección perpendicular al desarrollo longitudinal del elemento continuo a modo de banda 6.

A modo de ejemplo, los valores se establecen aquí en referencia a la construcción de la capa de cintura, comprendiendo un par de capas de cintura con cuerdas cruzadas, en un prototipo de tamaño tipo 225/50 R 16.

Los segmentos 5 utilizados se cortaron de una cinta (banda) continua de tejido cauchutado 21 que comprende cuerdas de refuerzo cada una constituida por medio de una hebra de cables hecha de acero de alto carbono (> 0,8% de contenido de carbono), con una conformación 2 + 1 x 0,28 HT.

El tambor de fabricación, ya cubierto con el pliegue de carcasa, presenta un diámetro exterior, en correspondencia con el plano ecuatorial, de 590 mm.

Con el propósito de fabricar la capa interior de cintura, cada segmento, 25 mm de ancho, 420 mm de largo y 1,2 mm de grosor, se colocó sobre el tambor con un ángulo \alpha de 27º relativo a la dirección circunferencial, en correspondencia con el plano ecuatorial antes mencionado. Cada segmento se presionó entonces sobre la superficie del tambor procediendo en la dirección axial hacia ambos extremos, variando progresivamente el ángulo de colocación de forma de alcanzar, en correspondencia con los extremos antes mencionados, un ángulo igual a 30,4º, es decir 30º y 15'. En un modo substancialmente idéntico, la segunda capa de cintura se construyó, radialmente superpuesta a la primera capa: en particular, los segmentos de dicha segunda capa tienen una longitud de 402 mm y se ubicaron con las cuerdas de refuerzo simétricamente cruzadas con aquellas de la primera capa. Dicho par de capas se cubrió entonces con un bobinado en espiral de cuerdas de nylon, orientadas circunferencialmente.

El subsiguiente examen radiográfico de la capa de cintura confirma la perfecta homogeneidad del grosor de las cuerdas de metal a lo largo del desarrollo circunferencial del tambor fabricado, tanto en correspondencia con el plano ecuatorial como en correspondencia con cada plano meridiano, paralelo al plano ecuatorial y axialmente ubicado a ambos lados de dicho plano ecuatorial: en particular, dicho examen ha mostrado el logro de una homogeneidad perfecta del grosor también entre las cuerdas lado a lado de dos segmentos adyacentes, es decir, un resultado nunca obtenido con el sistema usual de fabricación de cintura conocido en la técnica.

La presente invención logra importantes ventajas.

El procedimiento y el aparato expuestos permiten formar una estructura de cintura u otro tipo de estructura de refuerzo por medio de la colocación de segmentos a modo de banda, asegurando una homogeneidad estructural perfecta, particularmente en términos de grosor de las cuerdas a lo largo del desarrollo circunferencial del soporte toroidal 3, ambos cuando se emplea un soporte toroidal substancialmente cilíndrico, y cuando el soporte toroidal en uso presenta un perfil de sección transversal curvilíneo en el área involucrada con la colocación de los segmentos.

Claims (23)

1. Procedimiento para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos para vehículos, que comprende las siguientes etapas:

Preparar segmentos a modo de banda (5) cada uno comprendiendo elementos filiformes longitudinales dispuestos de manera mutuamente paralela al menos parcialmente revestidos por al menos una capa de material elastomérico; aplicar los segmentos a modo de banda (5) en relación de aproximación mutua a lo largo del desarrollo circunferencial de un soporte toroidal (3), para formar al menos una capa de refuerzo (2) que tiene un desarrollo circunferencial continuo sobre un eje geométrico de rotación (X-X),

Caracterizado por el hecho de que durante la aplicación de dichos segmentos a modo de banda (5), se realiza una rotación angular relativa, entre el mismo segmento a modo de banda y el soporte toroidal (3), sobre un eje de corrección (Y-Y) substancialmente radial a dicho eje geométrico de rotación (X-X).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la rotación angular sobre el eje de corrección (Y-Y) se realiza de forma progresiva en el transcurso de la aplicación del segmento a modo de banda (5).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la rotación angular sobre el eje de corrección (Y-Y) está controlado en el curso de la aplicación de cada segmento a modo de banda (5), para realizar la aplicación del mismo segmento según una trayectoria ortodrómica con respecto a la superficie exterior del soporte toroidal (3).

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha rotación angular se obtiene por medio del accionamiento del soporte toroidal (3).

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el eje de corrección (Y-Y) sobre el cual se lleva a cabo dicha rotación angular, yace en un plano ecuatorial del soporte toroidal (3).

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el eje de corrección (Y-Y) sobre el cual se realiza dicha rotación angular se ubica en una posición baricéntrica relativa al segmento a modo de banda (5) que se aplicará sobre el soporte toroidal (3).

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la preparación de dichos segmentos a modo de banda (5) se realiza por medio de acciones de corte ejecutadas de forma secuencial sobre al menos un elemento continuo a modo de banda (6) que incorpora dichos elementos filiformes en dicha capa de material elastomérico.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que cada acción de corte es seguida por la aplicación sobre el soporte toroidal (3) del segmento individual (5) así obtenido.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los segmentos a modo de banda (5) individuales se ubican en forma secuencial sobre el soporte toroidal (3) según un paso de distribución circunferencial que corresponde al ancho de los mismos segmentos a modo de banda, medido en correspondencia con un plano ecuatorial del mismo soporte toroidal.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la aplicación de cada segmento a modo de banda (5) implica las siguientes etapas:

Colocar el segmento a modo de banda (5) transversalmente relativo a un plano ecuatorial del soporte toroidal (3),

Aproximar radialmente el segmento a modo de banda (5) al soporte toroidal (3),

Rotar el soporte toroidal (3) según un paso angular correspondiente al paso de distribución circunferencial de los segmentos a modo de banda (5).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que comprende además una etapa donde cada segmento a modo de banda (5) se presiona contra el soporte toroidal (3), siendo dicha operación de prensado inicialmente llevada a cabo en la proximidad de la porción central del respectivo segmento a modo de banda (5) y extendiéndose a continuación hacia los extremos opuestos del mismo segmento a modo de banda.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de prensado se realiza simultáneamente con dicha etapa de aproximación.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada soporte toroidal (3) está constituido por una estructura de carcasa previamente formada.

14. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende además una etapa en la que se fabrica una estructura de carcasa sobre el soporte toroidal (3), siendo dicha aplicación sobre el soporte toroidal (3) llevada a cabo por medio de la colocación de cada segmento a modo de banda (5) sobre dicha estructura de carcasa.

15. Aparato para fabricar una estructura de refuerzo para neumáticos de vehículos, que comprende:

Una unidad (4) para alimentar con segmentos a modo de banda (5), que comprende cada uno elementos filiformes dispuestos de manera mutuamente paralela al menos parcialmente revestidos por al menos una capa de material elastomérico;

Una unidad de colocación (10) para aplicar cada uno de dichos segmentos a modo de banda (5) sobre un soporte toroidal (3), según un ángulo de colocación predeterminado (\alpha) relativo a una dirección de desarrollo circunferencial del mismo soporte toroidal.

Dispositivos primarios de accionamiento realizan un movimiento relativo entre la unidad de colocación (10) y el soporte toroidal (3), sobre un eje geométrico (X- X) del mismo soporte toroidal,

Caracterizado por el hecho de que comprende además dispositivos secundarios de accionamiento capaces de activarse durante la aplicación de cada segmento a modo de banda (5) para causar, entre el segmento a modo de banda y el soporte toroidal (3), una rotación relativa sobre un eje de corrección (Y-Y) substancialmente radial a dicho eje geométrico de rotación (X-X).

16. Aparato según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dispositivos secundarios de accionamiento se interpolan operativamente con dicha unidad de colocación (10) para realizar la aplicación de cada segmento (5) según una trayectoria substancialmente ortodrómica relativa a la superficie exterior (3a) del soporte toroidal (3).

17. Aparato según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dichos dispositivos secundarios de accionamiento están mecánicamente conectados a dicho soporte toroidal (3) para rotar éste último angularmente sobre dicho eje de corrección (Y-Y).

18. Aparato según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho eje de corrección (Y-Y) yace substancialmente en un plano ecuatorial del soporte toroidal (3).

19. Aparato según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha unidad de alimentación (4) comprende:

Un elemento de corte (7) que actúa sobre un elemento continuo a modo de banda (6) para obtener segmentos a modo de banda (5) del mismo;

Un elemento de sujeción (8) móvil entre una primera posición operativa donde engancha un extremo terminal (6a) de dicho elemento continuo a modo de banda (6) en proximidad del elemento de corte (7), y una segunda posición operativa donde se retira del elemento de corte (7) para extender el elemento continuo a modo de banda (6) más allá del mismo elemento de corte, según un segmento cuya longitud corresponde con aquella del segmento a modo de banda (5) a obtener.

20. Aparato según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que dicha unidad de colocación (10) comprende al menos un elemento de presión (11) móvil en relación de contraste contra la superficie exterior (3a) del soporte toroidal (3) para realizar la aplicación del segmento a modo de banda (5).

21. Aparato según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que dicha unidad de colocación comprende:

Al menos dos de dichos elementos de presión (11) cada una sostenido por un respectivo elemento de soporte (12);

Una estructura de guía (13) que soporta dichos bloques de soporte (12);

Dispositivos de actuación radial para trasladar los elementos de presión (11) en aproximación radial a la superficie exterior (3a) del soporte toroidal (3);

Dispositivos de actuación transversal para trasladar los elementos de presión (12) entre una primera condición operativa donde se aproximan mutuamente y una segunda condición operativa donde son retirados relativos al plano ecuatorial del soporte toroidal (3).

22. Aparato según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que comprende además elementos de soporte auxiliares (14) para soportar el segmento a modo de banda (5) cortado por medio de dichos elementos de corte (7).

23. Aparato según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que dichos elementos de soporte auxiliares (14) son móviles relativos a los elementos de presión (11) en una dirección substancialmente radial al soporte toroidal (3).