ES2223807T3 - Soporte toroidal desmontable para la fabricacion de neumaticos. - Google Patents
Soporte toroidal desmontable para la fabricacion de neumaticos.Info
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Abstract
Soporte toroidal desmontable para la fabricación de neumáticos, que comprende: - una pluralidad de sectores (2a, 2b) alineados circunferencialmente alrededor de un eje de referencia geométrico (Y) para definir una superficie externa (4) que reproduce substancialmente la conformación interna de un neumático (5) que se procesa; - un reborde (24) que lleva por lo menos un elemento de fijación (26) para su acoplamiento con un dispositivo de manipulación; - un contra-reborde (25) para vincularse operativamente con dicho reborde (24) en una posición axialmente opuesta; - dispositivos de acoplamiento (21) para soportar de manera fija los sectores (2a, 2b) entre dicho reborde (24) y dicho contra-reborde (25); caracterizado por el hecho de que - cada uno de dichos sectores (2a, 2b) tiene un cuerpo principal con un perfil substancialmente en forma de U visto en sección transversal, que está delimitado entre un lado externo (14) que define dicha superficie externa (4), y un lado interno (15) encaradocon dicho eje geométrico de referencia (Y); - dichos dispositivos de acoplamiento (21) comprenden, para cada uno de dichos sectores (2a, 2b), por lo menos una placa de fijación (22) que sobresale radialmente desde el lado interno substancialmente en un plano normal a dicho eje geométrico de referencia (Y), y adaptado para acoplarse de manera amovible en una posición axialmente interpuesta entre dicho reborde (24) y dicho contra-reborde (25).
Description
Soporte toroidal desmontable para la fabricación
de neumáticos.
La presente invención se refiere a un soporte
toroidal desmontable para la fabricación de neumáticos, del tipo que
comprende: una pluralidad de sectores circunferencialmente alineados
alrededor de un eje de referencia geométrica para definir una
superficie externa que reproduce substancialmente la conformación
interna de un neumático que se procesa; un reborde que lleva por lo
menos un elemento de sujeción para su acoplamiento con un
dispositivo de manipulación; un contra-reborde para
enlazarse operativamente con dicho reborde en una posición
axialmente opuesta; dispositivos de acoplamiento para soportar de
manera fija los sectores entre dicho reborde y dicho
contra-reborde. Este soporte toroidal se describe en
la patente EP-893 237.
La producción de un neumático para ruedas de
vehículos implica esencialmente una etapa de fabricación en la que
los diferentes elementos constructivos del neumático se montan
siguiendo una secuencia preestablecida, y una etapa de vulcanización
posterior en la que, a través del presionado en un molde y la
administración simultánea de calor, se provoca el reticulado
molecular del material elastómero utilizado en la formación de
dichos elementos constructivos, que proporcionará, como resultado,
la estabilización estructural y dimensional del propio
neumático.
Debe indicarse, para los propósitos de la
presente descripción, que mediante el término "material
elastómero" se indica la mezcla de caucho en su totalidad, es
decir, el conjunto formado por al menos un polímero de base
amalgamado de manera adecuada con rellenos de refuerzo y aditivos de
proceso de varios tipos.
Los procedimientos de producción tradicionales
esencialmente implica que los elementos constructivos del neumático,
tal como las telas de carcasa, las estructuras anulares de anclaje
para los talones del neumático, la estructura de cintura, los
flancos, la banda de rodadura, etc. se han de hacer primero de
manera separada entre sí, para montarse a continuación de manera
secuencial durante el proceso de fabricación del neumático.
La tendencia presente del solicitante es, sin
embargo, la de recurrir a metodologías de fabricación que permiten
que la producción y el almacenamiento de los productos semiacabados
se minimice o, posiblemente, se elimine.
En la práctica, la investigación y el desarrollo
se dirigen en el presente a nuevas soluciones de proceso que
permitan que los componentes individuales se hagan directamente
formándolos sobre el neumático que se fabrica según una secuencia
preestablecida.
En esta conexión, se han propuesto y desarrollado
recientemente procesos de fabricación, también por parte del propio
solicitante, en los que el montaje de los componentes durante la
fabricación del neumático se realiza sobre un soporte toroidal
rígido, que se introduce a continuación en una prensa de
vulcanización junto con el neumático que se ha de curar. Cuando se
ha completado la vulcanización, el soporte toroidal rígido se ha de
retirar del neumático previamente extraído de la unidad de
vulcanización.
Para permitir esta retirada, se prevé usualmente
el uso de soportes toroidales plegables o desmontables, cuyos
soportes están formados por una pluralidad de sectores
circunferenciales que se prestan a contraerse individualmente en una
dirección radial hacia el eje de rotación del neumático para el
desacoplamiento del propio neumático que pasa a través del espacio
definido entre los talones del neumático.
Este soporte toroidal desmontable se describe en
la patente US-4.106.888 por ejemplo, donde se prevé
la presencia de una primera y una segunda series de sectores
circunferenciales dispuestos en relación alternada entre sí y
conectados a respectivos enlaces que, durante una primera etapa,
realizan una traslación axial hacia el interior del neumático de los
sectores que pertenecen a la primera serie y extraen axialmente
dichos sectores del propio neumático, para liberar el espacio
requerido para la traslación radial de los sectores que pertenecen a
la segunda serie, que se produce durante una etapa posterior.
Para evitar que se impongan demasiadas tensiones
al neumático durante la traslación radial de los sectores, unos
elementos de agarre apropiados hacen que los talones del neumático
se abran entre sí ampliamente en una dirección axial para permitir
la extracción de los sectores en ausencia de interferencias.
En el documento US-4.116.596,
para limitar las tensiones en el neumático, está previsto que los
sectores individuales tengan una estructura que se pueda contraer en
una dirección radial, de manera que dichos sectores pueden pasar
entre los talones del neumático sin que este último se requiera para
que se abra demasiado.
El documento EP-893 237 describe
un soporte toroidal desmontable en el que se asegura la conexión
mutua entre los sectores circunferenciales mediante dos rebordes
anulares axialmente opuestos que se mantienen en relación de empuje
axial sobre lados opuestos del soporte toroidal mediante un manguito
cilíndrico que se extiende axialmente a través del propio soporte
toroidal. Un extremo del manguito cilíndrico actúa contra uno de los
rebordes mediante un tope circunferencial, mientras que el extremo
opuesto se pone operativamente en acoplamiento con el otro reborde
mediante enroscado o acoplamiento de bayoneta.
La retirada del soporte toroidal del neumático
curado implica que, en una estación de desmontaje en la que el
acoplamiento del neumático se ha realizado previamente, el manguito
cilíndrico junto con uno de los rebordes se ha de desacoplar del
contra-reborde y se ha de asociar con un
contra-reborde y respectivos sectores
circunferenciales previamente dispuestos en una estación de montaje
adyacente para constituir un nuevo soporte toroidal que se moverá en
alejamiento posteriormente. El neumático, junto con los sectores
circunferenciales del soporte toroidal, se retira temporalmente de
la estación de desmontaje para permitir la transferencia del
contra-reborde a la estación de montaje. Cuando se
acaba la transferencia, el neumático se acopla otra vez en la
estación de desmontaje para permitir la retirada de los sectores
circunferenciales. Cada sector se extrae del neumático mediante un
movimiento radial centrípeto, para transferirse posteriormente sobre
un elemento de soporte respectivo dispuesto en la estación de
montaje. Cuando todos los sectores se han transferido a la estación
de montaje, un movimiento radial de los respectivos elementos de
soporte provoca que los mismos se muevan circunferencialmente
cercanos entre sí, de manera que están listos para acoplarse con un
nuevo manguito con el respectivo reborde, que se ha retirado del
soporte toroidal asociado con el posterior neumático transferido a
la estación de desmontaje.
Según la presente invención, se ha encontrado que
si se le da una conformación substancialmente en forma de U en
sección al soporte toroidal, se pueden conseguir importantes
ventajas en términos de calidad del producto acabado,
particularmente en conexión con la posterior optimización del
proceso de curado, y en términos de simplificación de las
operaciones de desmontaje y/o montaje posterior del soporte toroidal
al final del proceso de curado.
Más particularmente, es un objetivo de la
presente invención proporcionar un soporte toroidal desmontable para
la fabricación de neumáticos, caracterizado por el hecho de que cada
uno de dichos sectores tiene un cuerpo principal con un perfil
substancialmente en forma de U visto en sección transversal, que
está delimitado entre un lado externo que define dicha superficie
externa, y un lado interno encarado con dicho eje geométrico de
referencia, comprendiendo dichos dispositivos de acoplamiento, para
cada uno de dichos sectores, por lo menos una placa de fijación que
sobresale radialmente desde el lado interno substancialmente en un
plano normal a dicho eje geométrico de referencia, y adaptado para
acoplarse de manera amovible en una posición axialmente interpuesta
entre dicho reborde y dicho contra-reborde.
En mayor detalle, la placa de fijación de cada
sector se extiende substancialmente en un plano ecuatorial del
soporte toroidal y está preferiblemente provista de por lo menos una
ranura pasante auxiliar que se extiende cerca del lado interno del
cuerpo principal.
También puede preverse que a lo largo del lado
interno del cuerpo principal de cada sector se forma por lo menos
una sección de drenaje que se extiende desde un borde
circunferencial interno del soporte toroidal y converge gradualmente
hacia un plano ecuatorial de dicho soporte toroidal alejándose de
dicho eje geométrico de referencia.
En una realización preferida, los dispositivos de
acoplamiento también comprenden: pasadores de conexión distribuidos
alrededor de dicho eje geométrico de referencia y que tienen, cada
uno, un cabezal de extremo para ajustarse axialmente a través de un
alojamiento pasante dispuesto en una de dichas placas de fijación;
elementos de gancho para acoplarse operativamente, cada uno, con el
cabezal de extremo de uno de dichos pasadores de conexión para
bloquear axialmente la placa de fijación de uno de dichos sectores
entre dicho reborde y dicho contra-reborde.
En mayor detalle, los pasadores de conexión son
preferiblemente solidarios con dicho reborde y dichos elementos de
gancho son llevados operativamente mediante dicho
contra-reborde.
Los elementos de gancho están ventajosamente
formados en un anillo de cierre llevado por el
contra-reborde y susceptible de rotación alrededor
de dicho eje geométrico de referencia.
Preferiblemente, dichos dispositivos de
acoplamiento también comprenden contra-cojinetes y
elementos de resorte que funcionan sobre los
contra-cojinetes para empujarlos axialmente contra
las placas de fijación de los sectores.
Más específicamente, los
contra-cojinetes y elementos de resorte están
llevados operativamente mediante el contra-reborde,
estando adaptado dichos contra-cojinetes para
encajarse axialmente sobre los cabezales de extremo de dichos
pasadores de conexión.
Según una realización preferida, cada uno de
dichos alojamientos pasantes formados en dichas placas de fijación
tienen extremos acampanados dispuestos para acoplarse en porciones
troncocónicas llevadas por dichos pasadores de conexión y dichos
contra-cojinetes, respectivamente.
Además, cada una de dichas placas de fijación
está provista de por lo menos un alojamiento de ajuste auxiliar que
se extiende en paralelo con dicho alojamiento pasante para el
acoplamiento de clavijas de posicionamiento previstas sobre un
aparato para desmontar y volver a montar el soporte toroidal.
Otras características y ventajas se harán más
evidentes a partir de la descripción detallada de una realización
preferida pero no exclusiva de un soporte toroidal desmontable para
la fabricación de neumáticos según la presente invención. Esta
descripción se tomará a partir de ahora con referencia a los dibujos
adjuntos, dados a modo de ejemplo no limitativo, en los que:
- La figura 1 muestra esquemáticamente, en una
sección diametral, un soporte toroidal que lleva un neumático curado
mientras se coloca sobre una estación de desmontaje;
- La figura 2 es una sección diametral del
soporte toroidal durante una etapa operativa que sigue a la mostrada
en la figura 1, en la que un reborde junto con una varilla de
sujeción respectiva se retira axialmente de los sectores del tambor,
bajo desacoplamiento del contra-reborde
inferior;
- Las figuras 3a, 3b y 3c muestran la secuencia
operativa realizada para retirar uno de los sectores
circunferenciales del soporte toroidal del neumático;
- La figura 4 es una vista en planta esquemática
para una etapa operativa en la que un sector circunferencial
retirado del neumático se transfiere a una estación de montaje;
- Las figuras 5a y 5b son vistas axiales
interrumpidas diametralmente del contra-reborde en
una condición de desacoplamiento y en una condición de acoplamiento
con los pasadores de conexión llevados por el reborde,
respectivamente;
- La figura 6 es una sección diametral del
soporte toroidal en un molde de vulcanización que se va a abrir al
final de un proceso de vulcanización del neumático; y
- La figura 7 muestra un detalle de la figura 1 a
una escala ampliada.
Con referencia a los dibujos, un soporte toroidal
que se utiliza en la fabricación de neumáticos para ruedas de
vehículos según la presente invención se ha identificado en general
mediante la referencia numérica 1.
El soporte toroidal 1 comprende una pluralidad de
sectores 2a, 2b distribuidos circunferencialmente alrededor de un
eje geométrico de referencia común Y. Los sectores 2a, 2b están
circunferencialmente delimitados cada uno entre dos respectivos
lados de confinamiento circunferenciales 3a, 3b y se apoyan cada uno
contra uno de los lados de confinamiento circunferenciales 3a, 3b
del sector 2a, 2b circunferencialmente siguiente, para definir una
superficie externa continua 4 que reproduce substancialmente una
conformación interna de un neumático que se procesa 5, previamente
formada a través de la realización y/o montaje de sus componentes
durante un proceso de fabricación anterior, seguido por un proceso
de vulcanización realizado en un molde 6 mostrado esquemáticamente
en la figura 6.
A modo de ejemplo, la fabricación del neumático 5
se puede realizar por ejemplo siguiendo el procedimiento descrito en
el documento EP-928 680 en nombre del mismo
solicitante.
Tal como se muestra en la figura 6, el molde de
vulcanización 6 comprende esencialmente una corona de sectores
circunferencialmente distribuidos alrededor del mismo, estando
dividido cada sector en dos mitades 7a, 7b, una mitad superior y una
mitad inferior respectivamente, cerca de, solamente como indicación,
un plano ecuatorial X del neumático 5, así como un par de cajas de
moldeo 8 axialmente opuestas, una caja de moldeo superior 8a y una
caja de moldeo inferior 8b respectivamente. Los sectores 7a, 7b
funcionan en una posición radialmente externa sobre el neumático 5,
para realizar el moldeado de la banda de rodadura 9 del neumático.
Las cajas de moldeo 8a, 8b, a su vez, funcionan lateralmente sobre
el neumático 5 para realizar el moldeado de los flancos 10a, 10b
respectivos. Cada caja de moldeo 8a, 8b también tiene una porción
circunferencialmente interna 11a, 11b que coopera en relación de
empuje con un borde circunferencial interno 12a, 12b del soporte
toroidal 1 para definir un llamado talón 13a, 13b del neumático.
Tal como se muestra claramente en la figura 4, a
lo largo de la extensión circunferencial del soporte toroidal 1 se
identifican preferiblemente una primera serie y una segunda serie de
sectores, indicados mediante 2a y 2b respectivamente. Los sectores
2a, que pertenecen a la primera serie tienen sus respectivos lados
de confinamiento circunferenciales 3a substancialmente paralelos
entre sí o que divergen ligeramente hacia el eje geométrico Y, y en
cualquier caso, dichos lados no divergen alejándose de dicho eje
geométrico. Los sectores 2b que pertenecen a la segunda serie, a su
vez, tienen los respectivos lados de confinamiento circunferenciales
3b que convergen hacia el eje geométrico de referencia Y y
preferiblemente tienen una mayor extensión circunferencial que los
sectores 2a que pertenecen a la primera serie.
Los sectores 2a, 2b que pertenecen a la primera y
segunda series están dispuestos respectivamente en relación
alternada sobre la extensión circunferencial del soporte toroidal,
tal como puede verse claramente a partir de la figura 4.
Cada uno de los sectores circunferenciales 2a, 2b
vistos en sección transversal tienen ventajosamente un perfil
substancialmente en forma de U, delimitados entre un lado externo 14
que coopera en definir, junto con los otros sectores 2a, 2b, la
superficie externa 4 del soporte toroidal 1, y un lado interno 15
que está substancialmente encarado con el eje geométrico de
referencia Y y que se extiende a lo largo de una línea de extensión
substancialmente paralela a la línea de extensión del lado externo
14. En conclusión, la conformación de los sectores individuales 2a,
2b dan al soporte toroidal 1, tomado en conjunto, una estructura
internamente hueca que está completamente abierta hacia el eje
geométrico de referencia Y, que proporcionará importantes ventajas
para alcanzar una transmisión de calor eficiente y homogénea al
neumático 5 durante la vulcanización del neumático en el interior
del molde 6.
De hecho, es posible crear, dentro del soporte
toroidal 1, un vapor u otro fluido operativo que roza el lado
interno 14 de los sectores 2a, 2b a una corta distancia de la
superficie externa 4 del propio soporte toroidal, para facilitar la
transmisión de calor al neumático 5 a través del espesor reducido
del cuerpo principal de los sectores individuales 2a, 2b.
Para facilitar también la transmisión de calor,
los sectores individuales 2a, 2b están preferiblemente previstos
para estar hechos de una aleación de aluminio.
Preferiblemente, se introduce vapor u otro fluido
de calentamiento en el molde 6 a través de una serie de boquillas de
alimentación 16a que se extienden radialmente fuera del eje
geométrico Y en el borde circunferencial interno 12a dispuesto en la
parte superior del soporte toroidal 1.
El flujo de vapor así creado, por lo tanto, roza
el lado interno 14 de cada sector 2a, 2b en el flanco superior 10a
del neumático 5, para desviarse posteriormente hacia abajo para
rozar el soporte toroidal 1 en la zona radialmente interna de la
banda de rodadura 9. A continuación, el flujo del vapor se somete a
otra desviación hacia el eje geométrico Y para rozar el soporte
toroidal 1 en la zona del flanco inferior 10b, para salir
posteriormente del molde 6 a través de una serie de boquillas de
descarga 16b distribuidas circunferencialmente en la parte inferior
del propio molde. Como resultado de lo anterior, toda la superficie
interna del soporte toroidal 1 se ve rozada de manera homogénea
mediante el flujo de vapor, al cual también se le puede transmitir
opcionalmente un movimiento de rotación alrededor del eje geométrico
Y dando a las boquillas de admisión 16a una inclinación apropiada
respecto a una dirección radial respecto al propio eje
geométrico.
Unos orificios pasantes 18 están ventajosamente
formados a través de cada sector 2a, 2b en la zona radialmente
interna de la banda de rodadura 9 del neumático 5, para permitir que
el vapor bajo presión alcance un hueco de difusión 19 que se crea
entre la superficie externa 4 del soporte toroidal 1 y la superficie
interna del neumático 5 durante el proceso de vulcanización.
La turbulencia inducida al flujo de vapor que
sigue la desviación impuesta al mismo en la porción inferior del
soporte toroidal 1 promueve la eliminación del agua formada
posiblemente por condensación que, de otra manera, se podría
acumular en el interior del soporte toroidal, cerca del flanco
inferior 10b del neumático 5. La eliminación del agua de
condensación también se puede promover por la disposición, en el
lado interno de cada sector 2a, 2b, de una sección de drenaje 20 que
se extiende desde el correspondiente borde circunferencial interno
12b del soporte toroidal 1 en una dirección que converge
gradualmente hacia el plano ecuatorial X alejándose del eje
geométrico Y. La presencia de las secciones de drenaje 20 en los
sectores individuales 2a, 2b define, dentro del soporte toroidal 1,
una superficie de drenaje troncocónica que desciende hacia las
boquillas de descarga 16b dispuestas en el molde 6, para transportar
el agua de condensación, que se puede formar posiblemente durante el
proceso de vulcanización, hacia dichas boquillas.
Durante los procesos de fabricación y curado del
neumático 5, el posicionamiento mutuo de los sectores 2a, 2b se
ajusta mediante dispositivos de acoplamiento 21 que comprenden, para
cada sector 2a, 2b, por lo menos una placa de fijación 22 que
sobresale radialmente desde el lado interno del propio sector 2a,
2b, preferiblemente en el plano ecuatorial X o cualquier otro plano
substancialmente normal al eje geométrico de referencia Y. Cada
placa de fijación 22 está preferiblemente provista de una o más
ranuras pasantes 23 formadas cerca del lado interno 14 del sector
2a, 2b respectivo para no perjudicar al flujo del vapor creado en el
molde 6 durante la vulcanización, tal como se ha descrito
anteriormente. Las placas de fijación 22 tienden por sí mismas a
acoplarse entre un reborde 24 y un contra-reborde 25
adaptados para ponerse en acoplamiento mutuo en posiciones
axialmente opuestas, para realizar la sujeción mutua de los sectores
2a, 2b. Preferiblemente, asociado con el reborde 24 hay por lo menos
un elemento de fijación 26, preferiblemente hecho en forma de un
vástago coaxial con el eje geométrico Y y provisto de una porción de
extremo cónica 26a, cuyo acoplamiento del soporte toroidal 1 se
realiza mediante brazos robotizados u otros dispositivos diseñados
para manipularlo a lo largo de las líneas de fabricación y curado
del neumático.
Las placas de fijación 22 de los sectores 2a, 2b
están provistas, en una posición radialmente interna, de respectivos
alojamientos pasantes 27, a través de los cuales se pueden ajustar
axialmente respectivos pasadores de conexión 28, cuyos pasadores
están soportados rígidamente por un reborde 24 y distribuidos,
preferiblemente a lo largo de por lo menos una línea
circunferencial, alrededor del eje geométrico de referencia Y.
Los pasadores de conexión 28 cooperan con
respectivos elementos de gancho 17a llevados por el
contra-reborde 25 y adaptados para acoplarse
operativamente, cada uno, con un cabezal de extremo 28a provisto
sobre cada uno de dichos pasadores de conexión, sobre el lado
opuesto del reborde 24.
Más específicamente, tal como se muestra mejor en
la figura 7, el cabezal de extremo 28a de cada pasador de conexión
28 está definido mediante una ranura anular 28b formada entre
porciones troncocónicas 28c que convergen alejándose del reborde 24
que lleva el propio pasador de conexión.
Los elementos de gancho 17a están, a su vez,
preferiblemente formados sobre por lo menos un anillo de cierre 17
llevado por el contra-reborde 25 y susceptible de
rotación alrededor del eje geométrico de referencia Y.
En particular, el anillo de cierre 17 está
dispuesto sobre rodillos de guía y soporte 29 llevados de manera
giratoria mediante el contra-reborde 25 y
distribuido alrededor del eje geométrico Y, y los elementos de
gancho 17a están esencialmente definidos por proyecciones radiales
presentes en dicho anillo 17, provisto de respectivas cavidades 30
de una anchura que corresponde substancialmente al diámetro que se
puede medir en el interior de la ranura 28b definida en el cabezal
de extremo 28a de cada pasador de conexión 28. El
contra-reborde 25 está provisto de aberturas
pasantes 31 distribuidas circunferencialmente, cada una de las
cuales entra mediante el cabezal de extremo 28a de uno de los
pasadores de conexión 28, para permitir el acoplamiento de estos
últimos mediante el respectivo elemento de gancho 17a.
Para este propósito, el anillo de cierre 17
tiende por sí mismo para girarse angularmente entre una posición de
desacoplamiento en la que, tal como se muestra en la figura 5a, los
elementos de gancho 17a están separados de las respectivas aberturas
pasantes 31 del contra-reborde 25, y una condición
de cierre en la que, tal como se ve en la figura 5b, cada elemento
de gancho 17a tiene un respectiva cavidad 30 acoplada en la ranura
28b del pasador de conexión 28 ajustado a través del alojamiento
pasante 27.
Para evitar la rotación libre del anillo de
cierre 17 desde la condición de acoplamiento a la condición de
desacoplamiento y elimina el riesgo de que el
contra-reborde 25 pueda desconectarse
accidentalmente del reborde 24, también preferiblemente asociado con
los dispositivos de acoplamiento 21 son
contra-cojinetes 32, que actúan bajo elementos de
resorte 33 para empujarlos axialmente contra las placas de fijación
22 de los sectores 2a, 2b cuando el reborde 24 y el
contra-reborde 25 están en acoplamiento mutuo. En
particular, los contra-cojinetes 32 están asociados
con el contra-reborde, cada uno en relación de
alineación axial con uno de los alojamientos pasantes 27 dispuestos
en el propio contra-reborde.
Tal como se muestra mejor en la figura 7, los
elementos de resorte 33 consisten preferiblemente en arandelas
Belleville dispuestas en respectivos vástagos de guía 33a fijados al
contra-reborde 25 y que se acoplan de manera
deslizante los contra-manguitos 32.
Para asegurar un posicionamiento mutuo preciso de
los sectores 2a, 2b cuando se produce el acoplamiento mutuo entre el
reborde 24 y el contra-reborde 25, también está
preferiblemente previsto que cada uno de los alojamientos pasantes
27 formados en las placas de fijación 22 tenga los respectivos
extremos opuestos adecuadamente acampanados, para acoplarse
operativamente en porciones troncocónicas de centrado superior y
centrado inferior, 28d y 32a, llevadas por los pasadores de conexión
28 cerca del reborde 24, y por los contra-cojinetes
32 sobre el lado opuesto respecto al contra-reborde
25, respectivamente.
Además, cada uno de los sectores
circunferenciales 2a, 2b (en el ejemplo mostrado cada sector 2b que
pertenece a la primera serie) puede estar provisto de uno o más
casquillos de espiga 36 que sobresalen de por lo menos uno de sus
lados de confinamiento circunferenciales 3a para su acoplamiento en
funcionamiento con respectivas cavidades de centrado 37 formadas en
los lados de confinamiento circunferenciales 3b de los sectores 2a,
2b que siguen circunferencialmente.
También está previsto que cada una de las placas
de fijación 22 tengan alojamientos de encaje auxiliares 38 para
acoplarse operativamente mediante clavijas de posicionamiento 39
situadas sobre un aparato, identificado en general mediante la
referencia numérica 40 en los dibujos, para desmontar y volver a
montar el soporte toroidal 1.
La retirada del soporte toroidal 1 del neumático
curado 5 implica preferiblemente que, al final de la etapa de
vulcanización, se crea un flujo de aire a alta presión o un flujo de
otro fluido a alta presión en el interior del molde 6, cuyo flujo,
moviéndose a lo largo de la pared interna del soporte toroidal 1,
alcanzará el hueco de difusión 19 definido entre la superficie
interna del neumático 5, ya estabilizado en su configuración
estructural, y la superficie externa 4 del soporte toroidal.
Simultáneamente con este flujo de aire, se provoca la apertura del
molde 6, con una etapa inicial en la que los sectores centrípetos
7a, 7b del propio molde se mueven radialmente en alejamiento entre
sí. Al abrirse el molde 6, se produce en movimiento axial en
alejamiento de las cajas de moldeo 8a, 8b. Durante esta etapa, el
aire a presión que entra en el hueco de difusión 19 tiende a
expandirse, provocando la separación del neumático 5 de la
superficie externa 4 del soporte toroidal 1, cuya separación se
produce progresivamente hacia los bordes circunferenciales internos
12a, 12b de dicho soporte toroidal. Esta situación puede facilitar
ventajosamente la posterior extracción de los sectores individuales
2a, 2b que se podría dificultar de otra manera, si la superficie
interna del neumático 5 se adhiere demasiado a la superficie externa
4 del soporte toroidal 1.
En la figura 6, se muestra el molde 6 en el
momento inmediatamente antes del inicio del movimiento axial en
alejamiento de las cajas de moldeo 8a, 8b entre sí para la
extracción del neumático 5.
Cuando se ha completado la apertura del molde de
vulcanización 6, el soporte toroidal 1 que lleva el neumático curado
5 se recoge, en el vástago de fijación 26, mediante un brazo
robotizado u otro dispositivo apropiado y se transfiere a una
estación de desmontaje 40a que forma parte del aparato de desmontaje
y montaje posterior 40.
Tal como se muestra en la figura 1, cuando el
soporte toroidal 1 se acopla en la estación de desmontaje 40a, las
clavijas de posicionamiento 39 dispuestas en su interior entran en
los alojamiento de encaje 38 formados en las placas de fijación 22
de los sectores individuales 2a, 2b, asegurando así un
posicionamiento perfectamente centrado del soporte toroidal. El
soporte toroidal se puede bloquear convenientemente en esta posición
también con la ayuda de placas de bloqueo 41 distribuidas
circunferencialmente, diseñadas para actuar en relación de empuje
sobre las superficies externas del neumático 5.
Mientras el soporte toroidal 1 se retiene
convenientemente mediante dichas placas de bloqueo 41 y/o el brazo
robotizado que ha provocado el acoplamiento del mismo en la estación
de desmontaje 40a, en contra-elemento anular 42 se
lleva en relación de empuje con el contra-reborde 25
para liberar los elementos de gancho 17a de la acción ejercida por
los elementos de resorte 33, que tienden a mantener los propios
elementos de gancho en relación de empuje contra uno de los topes
laterales que delimitan la ranura 28b formada en el cabezal de
extremo 28a del correspondiente pasador de conexión 28.
Bajo esta situación, el anillo de cierre 17 se
puede girar fácilmente desde la posición de acoplamiento a la
posición de desacoplamiento, bajo comando de un accionador por
ejemplo, no representado porque no es de importancia para los
propósitos de la presente invención, que está previsto en la
estación de desmontaje 40a y actúa sobre una o más aletas de agarre
42 que sobresalen radialmente del elemento de cierre.
El contra-reborde 25 se desacopla
de esta manera del reborde 24, para retirarse a lo largo del vástago
de fijación 26, siguiendo la baja del contra-anillo
42 sobre el que se apoya el contra-reborde, por
ejemplo.
Al mismo tiempo que la bajada del
contra-reborde 25, o inmediatamente después de esta
operación, bajo la acción del brazo robotizado mencionado
anteriormente, se provoca el levantamiento axial del reborde 24, que
provocará, como resultado, la extracción axial de los pasadores de
conexión 28 desde los respectivos alojamientos pasantes 27 previstos
en las placas de fijación 22, tal como se muestra en la figura 2. El
reborde 24 se puede mover posteriormente alejándose de la estación
de desmontaje 40a y mantenerse en acoplamiento con el brazo
robotizado en su cabezal, o colocarlo en una estación de espera, no
representada, bajo la acción de dicho brazo robotizado.
A continuación se realiza la retirada de los
sectores individuales 2a, 2b del neumático 5. Para el propósito, una
abrazadera de agarre 34 de un brazo robotizado 35, que puede ser el
mismo brazo que provoca la transferencia del soporte toroidal 1 a la
estación de desmontaje 40a, se lleva en acoplamiento con la placa de
fijación 22a de uno de los sectores 2a, 2b, y más específicamente
uno de los sectores 2a que pertenecen a la primera serie. El
acoplamiento puede realizarse ventajosamente a través de un
casquillo 44 que se inserta en el alojamiento pasante 27 y que
coopera con una mordaza de cierre 45 desplazable hacia el casquillo
para acoplarse con el borde radialmente interno de la placa de
fijación 22.
Cuando se ha producido el acoplamiento, se
provoca el movimiento axial en alejamiento de las clavijas de
posicionamiento 39 asociadas con el sector 2a, 2b relacionado con la
acción de la abrazadera de agarre 34 y, como resultado, dichas
clavijas de posicionamiento se desacoplarán de los alojamientos de
ajuste auxiliares 38. En este punto el brazo robotizado 35 puede
determinar la extracción 2a del neumático 5, a través de un
movimiento de traslación radial centrípeto.
Sin embargo, se prevé ventajosamente que,
simultáneamente con este movimiento de traslación radial centrípeto,
también se tenga que imponer al sector 2a, 2b un movimiento de
rotación angular, cuyo movimiento será, a modo de ejemplo, alrededor
de por lo menos un eje substancialmente normal a una dirección
radial al eje geométrico Y y estará colocado en un plano meridiano
desplazado respecto al plano ecuatorial X del soporte toroidal.
En mayor detalle, el movimiento de rotación
angular se prevé preferiblemente que se realice inmediatamente antes
de que empiece el movimiento de traslación radial centrípeto, en por
lo menos dos etapas posteriores.
En una primera etapa, mostrada en la figura 3b,
se provoca una oscilación angular limitada del sector 2a, 2b
alrededor de un primer eje de oscilación K dispuesto en una posición
superior respecto al plano ecuatorial X y substancialmente
concéntrico con el perfil de plegado del lado externo 14 del sector
2a, 2b cerca de la correspondiente zona de resalte del neumático 5,
es decir, la zona de transición entre el flanco 10a y la banda de
rodadura 9.
De esta manera, se produce una primera separación
de las superficies internas del neumático 5 del soporte toroidal 1,
si esta separación no se produjera de una manera correcta y/o
completa después de la admisión de aire bajo presión al molde 6 en
final de la etapa de vulcanización.
A continuación se realiza inmediatamente una
segunda etapa de rotación angular, y en esta etapa el sector 2a, 2b
gira, justo como indicación, alrededor de un segundo eje de
oscilación K' dispuesto debajo respecto al plano ecuatorial X, y
substancialmente concéntrico con el perfil de plegado del lado
externo cerca de la zona de resalte opuesta a la mencionada
anteriormente con referencia a la oscilación anterior.
Esta segunda etapa asegura una separación
completa de las superficies internas del neumático 5 del soporte
toroidal 1 y se puede prolongar ventajosamente hasta la completa
extracción de la porción superior del sector 2a, 2b del talón del
neumático 13a dispuesto en una posición superior, tal como se
muestra en la figura 3c. Durante esta etapa, también puede
realizarse la elevación de la porción inferior del sector 2a, 2b
respecto al talón del neumático 13b dispuesto en una posición
inferior del neumático 5.
Cuando se ha completado la segunda etapa de
rotación angular o simultáneamente con la ejecución de la parte
final de esta rotación, se realiza la traslación radial del sector
2a, 2b hacia el eje del neumático para terminar la extracción de
dicho sector del neumático 5.
A continuación, el brazo robotizado 35 provoca la
separación axial del sector 2a, 2b del neumático 5 para transferirlo
a una estación de reensamblaje 40b situada cerca de la estación de
montaje 40a.
Tal como se ve en la figura 4, en esta etapa el
sector 2a, 2b se acopla sobre respectivas clavijas de
posicionamiento auxiliares 46 similares en estructura a dichas
clavijas de posicionamiento 39 previstas en la estación de
desmontaje 40a. Cuando se ha producido el acoplamiento, la placa de
fijación del sector 2a, 2b transferida a la estación de reensamblaje
40b se coloca sobre un contra-reborde auxiliar 47
recogido de un soporte toroidal 1 retirado del correspondiente
neumático 5 durante un ciclo de trabajo anterior. El alojamiento
pasante 27 de la placa de fijación 22 está substancialmente en
alineación con una de las aberturas pasantes 47a del
contra-reborde auxiliar 47.
Cuando se ha acabado la transferencia, la
abrazadera 34 del brazo robotizado 35 se lleva de vuelta a la
estación de desmontaje 40a para realizar la retirada y transferencia
de un nuevo sector 2a, 2b, de la misma manera que la descrita
anteriormente. Preferiblemente, todos los sectores 2a que pertenecen
a la primera serie primero se retiran, para realizar posteriormente
la retirada y transferencia de los sectores 2b que pertenecen a la
segunda serie.
Al retirarse los sectores individuales 2a, 2b del
neumático 5, se acoplan uno a uno en las respectivas clavijas de
posicionamiento auxiliares 46 dispuestas en la estación de
reensamblaje 40b, para volver a montar el soporte toroidal en el
mismo, con sectores 2a, 2b en la misma posición mutua que tenían
antes del desmontaje del soporte toroidal 1.
Las clavijas de posicionamiento auxiliares 46
están preferiblemente distribuidas a lo largo de por lo menos una
línea circunferencial concéntrica con un eje geométrico de
referencia auxiliar Y', de un diámetro ligeramente mayor que el de
la línea de distribución circunferencial de las clavijas de
posicionamiento 39 colocadas en la estación de desmontaje 40a. Los
sectores 2a, 2b están, por lo tanto, colocados en la estación de
reensamblaje 40b dejando un pequeño espacio entre los respectivos
lados de confinamiento circunferencial 3a, 3b para evitar
interferencias mecánicas entre los mismos que podrían impedir el
posicionamiento de dichos sectores mediante el brazo robotizado.
Cuando todos los sectores circunferenciales 2a,
2b se han transferido a la estación de reensamblaje 40b, el reborde
24 se transfiere también a la estación de reensamblaje, y se coloca
coaxialmente sobre los sectores 2a, 2b. Las clavijas de
posicionamiento auxiliares 46 se puede retirar simultáneamente de
los alojamiento de ajuste auxiliares 38 de los sectores 2a, 2b. El
reborde 24 se baja a continuación para provocar la inserción de los
pasadores de conexión 28 en los respectivos alojamientos pasantes
27. Debido a la conicidad de los cabezales de extremo 28a de los
pasadores individuales 28 y a la forma acampanada de los extremos de
los alojamientos pasantes 27, se asegura una inserción correcta de
los pasadores de conexión 28 durante esta etapa, aunque los
alojamientos pasantes 27 se coloquen sobre una línea circunferencial
de diámetro ligeramente mayor que la línea de distribución
circunferencial de los propios pasadores.
De hecho, la interferencia entre las superficies
troncocónicas definidas en los pasadores 28 y en los alojamientos
pasantes 27 provoca el desplazamiento radial simultáneo automático
de todos los sectores 2a, 2b hacia el eje de referencia auxiliar Y',
llevando los sectores 2a, 2b en una relación de contacto mutuo sobre
los respectivos lados de confinamiento circunferencial opuestos 3a,
3b.
Cuando se ha producido la inserción, el reborde
24 se lleva en acoplamiento con el contra-reborde
auxiliar 47, para completar el reensamblaje del soporte toroidal 1
en la estación de reensamblaje 40b. Para este propósito, el
contra-reborde 25 se eleva axialmente de manera que
sus cojinetes 32 se acoplan sobre los pasadores de conexión 28 hasta
que se llevan en relación de empuje contra las placas de fijación 22
de los sectores 2a, 2b. Durante esta etapa, los cabezales de extremo
28a de los pasadores de conexión 28 penetran en las aberturas
pasantes 47a del contra-reborde auxiliar 47 que se
ha de acoplar operativamente mediante los elementos de gancho 17a
siguiendo una rotación angular impuesta al anillo de cierre 17.
En este punto, el soporte toroidal 1 está
completamente montado, y puede retirarse de la estación de
reensamblaje 40b, para usarse por ejemplo para la fabricación de un
nuevo neumático 5 a lo largo de una línea de fabricación situada
cerca del aparato de desmontaje y reensamblaje.
El neumático 5, a su vez, se puede recoger de la
estación de desmontaje 40a del soporte toroidal 1 y el
contra-reborde 25 todavía presente en su interior se
transferirá a la estación de reensamblaje 40b para asociarse con los
sectores 2a, 2b y al reborde del soporte toroidal 1 retirado de un
nuevo neumático 5 en un ciclo de trabajo posterior.
La presente invención consigue importantes
ventajas.
De hecho, la invención permite una óptima
transmisión del calor a las superficies internas del neumático 5 que
se ha de conseguir durante el proceso de vulcanización, gracias a la
posibilidad de crear un flujo de vapor que roza toda la superficie
interna del soporte toroidal 1, sin encontrar obstáculos durante su
desplazamiento desde uno al otro de los bordes circunferenciales
internos del soporte toroidal.
El soporte toroidal 1 según la invención también
permite una separación ventajosa de las superficies internas del
neumático 5 desde el soporte toroidal 1 que se ha de obtener antes
de la extracción de los sectores 2a, 2b, para eliminar el riesgo de
que tensiones anómalas se impongan al neumático durante la retirada
de cada sector 2a, 2b.
También debe indicarse que el acoplamiento entre
el reborde 24 y el contra-reborde 25 realizado
mediante una mera operación de ajuste axial seguida por la rotación
angular del anillo de cierre 17 es muy fácil y rápido.
Claims (11)
1. Soporte toroidal desmontable para la
fabricación de neumáticos, que comprende:
- una pluralidad de sectores (2a, 2b) alineados
circunferencialmente alrededor de un eje de referencia geométrico
(Y) para definir una superficie externa (4) que reproduce
substancialmente la conformación interna de un neumático (5) que se
procesa;
- un reborde (24) que lleva por lo menos un
elemento de fijación (26) para su acoplamiento con un dispositivo de
manipulación;
- un contra-reborde (25) para
vincularse operativamente con dicho reborde (24) en una posición
axialmente opuesta;
- dispositivos de acoplamiento (21) para soportar
de manera fija los sectores (2a, 2b) entre dicho reborde (24) y
dicho contra-reborde (25);
caracterizado por el hecho de que
- cada uno de dichos sectores (2a, 2b) tiene un
cuerpo principal con un perfil substancialmente en forma de U visto
en sección transversal, que está delimitado entre un lado externo
(14) que define dicha superficie externa (4), y un lado interno (15)
encarado con dicho eje geométrico de referencia (Y);
- dichos dispositivos de acoplamiento (21)
comprenden, para cada uno de dichos sectores (2a, 2b), por lo menos
una placa de fijación (22) que sobresale radialmente desde el lado
interno substancialmente en un plano normal a dicho eje geométrico
de referencia (Y), y adaptado para acoplarse de manera amovible en
una posición axialmente interpuesta entre dicho reborde (24) y dicho
contra-reborde (25).
2. Soporte toroidal según la reivindicación 1, en
el que la placa de fijación de cada sector (2a, 2b) se extiende
substancialmente en un plano ecuatorial (X) del soporte toroidal
(1).
3. Soporte toroidal según la reivindicación 1, en
el que la placa de fijación (22) de cada sector (2a, 2b) también
tiene por lo menos una ranura pasante auxiliar que se extiende cerca
del lado interno del cuerpo principal.
4. Soporte toroidal según la reivindicación 1, en
el que a lo largo del lado interno del cuerpo principal de cada
sector (2a, 2b) se forma por lo menos una sección de drenaje (20)
que se extiende desde un borde circunferencial interno del soporte
toroidal (1) y converge gradualmente hacia un plano ecuatorial (X)
de dicho soporte toroidal alejándose de dicho eje geométrico de
referencia (Y).
5. Soporte toroidal según la reivindicación 1, en
el que dichos dispositivos de acoplamiento (21) también
comprenden:
- pasadores de conexión (28) distribuidos
alrededor de dicho eje geométrico de referencia (Y) y que tienen,
cada uno, un cabezal de extremo (28a) para ajustarse axialmente a
través de un alojamiento pasante (27) dispuesto en una de dichas
placas de fijación (22);
- elementos de gancho (17a) para acoplarse
operativamente, cada uno, con el cabezal de extremo (28a) de uno de
dichos pasadores de conexión para bloquear axialmente la placa de
fijación (22) de uno de dichos sectores (2a, 2b) entre dicho reborde
(24) y dicho contra-reborde (25).
6. Soporte toroidal según la reivindicación 5, en
el que dichos pasadores de conexión (28) son solidarios con dicho
reborde (24) y dichos elementos de gancho (17a) son llevados
operativamente mediante dicho contra-reborde
(25).
7. Soporte toroidal según la reivindicación 6, en
el que dichos elementos de gancho (17a) están formados en un anillo
de cierre (17) llevado por el contra-reborde (25) y
susceptible de rotación alrededor de dicho eje geométrico de
referencia (Y).
8. Soporte toroidal según la reivindicación 5, en
el que dichos dispositivos de acoplamiento también comprenden
contra-cojinetes (32) y elementos de resorte (33)
que funcionan sobre los contra-cojinetes (32) para
empujarlos axialmente contra las placas de fijación (22) de los
sectores (2a, 2b).
9. Soporte toroidal según la reivindicación 8, en
el que dichos contra-cojinetes (32) y elementos de
resorte (33) están llevados operativamente mediante el
contra-reborde (25), estando adaptado dichos
contra-cojinetes (32) para encajarse axialmente
sobre los cabezales de extremo (28a) de dichos pasadores de conexión
(28).
10. Soporte toroidal según la reivindicación 9,
en el que cada uno de dichos alojamientos pasantes (27) formados en
dichas placas de fijación (22) tienen extremos acampanados (27a)
dispuestos para acoplarse en porciones troncocónicas llevadas por
dichos pasadores de conexión (28) y dichos
contra-cojinetes (32), respectivamente.
11. Soporte toroidal según la reivindicación 1,
en el que cada una de dichas placas de fijación (22) está provista
de por lo menos un alojamiento de ajuste auxiliar (38) que se
extiende en paralelo con dicho alojamiento pasante (27) para el
acoplamiento de clavijas de posicionamiento (39) previstas sobre un
aparato (40) para desmontar y volver a montar el soporte toroidal
(1).
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