ES2231693T3 - Procedimiento de fabricacion de una estructura de cintura en particular para neumaticos de motocicleta. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la formación de una estructura de cintura en un neumático, que comprende las etapas de: - formar por lo menos una capa de colocación (16) de material elastomérico sobre una superficie externa de un mandril de soporte conformado en forma a una superficie externa de una estructura de carcasa (4) de un neumático que se procesa; - enrollar helicoidalmente por lo menos una cuerda continua descubierta sobre dicha capa de colocación (16) para formar una pluralidad de bobinas (6a) con dicha cuerda que estan dispuestas axialmente una al lado de la otra; caracterizado por el hecho de que la capa de colocación (16) se forma mediante la colocación de por lo menos un elemento continuo a modo de banda (17) de material elastómero en crudo en forma de bobinas helicoidales (16a) distribuidas axialmente sobre la superficie externa del mandril de soporte.

Description

Procedimiento de fabricación de una estructura de cintura en particular para neumáticos de motocicleta.

La presente invención se refiere, en un aspecto general del mismo, a un procedimiento para construir una estructura de cintura en un neumático, en particular para ruedas de motocicletas.

La construcción de neumáticos para ruedas de vehículos involucra la formación de una estructura de carcasa esencialmente hecha de una o más telas de carcasa substancialmente formadas en una configuración toroidal y teniendo sus bordes laterales axialmente opuestos en acoplamiento con las respectivas estructuras anulares de refuerzo que incorporan elementos anulares circunferencialmente no extensibles, usualmente llamados "anillos".

Aplicada a la estructura de carcasa, en una posición radialmente exterior de la misma, existe una estructura de cintura que comprende una o más bandas de cintura en la forma de un anillo cerrado, esencialmente hecho de cuerdas textiles o metálicas que están adecuadamente orientadas una respecto a la otra y a las cuerdas que pertenecen a las telas de carcasa adyacentes.

Además, se aplica una banda de rodadura a la estructura de cintura en una posición radialmente exterior a la misma, dicha banda de rodadura usualmente está hecha de una banda de material elastomérico de un grosor apropiado.

Para los objetivos de la presente especificación debe señalarse que mediante el término "material elastomérico" se propone una mezcla de caucho en su totalidad, es decir el conjunto hecho de al menos un polímero base adecuadamente amalgamado con rellenos de refuerzo y/o procesos aditivos de varios tipos.

Finalmente, se aplica un par de paredes laterales a los lados opuestos del neumático que se forma, cubriendo cada uno de dichas paredes laterales una porción lateral del neumático incluida entre la llamada región lateral, ubicada cerca del correspondiente borde lateral de la banda de rodadura, y el llamado talón ubicado en la correspondiente estructura de refuerzo anular.

Mientras que los neumáticos para coches o camiones están caracterizados por un contorno de sección transversal substancialmente aplanado en la banda de rodadura, los neumáticos para motocicletas se distinguen debido a su marcada curvatura o flexión transversal, usualmente definida mediante el particular valor de la relación entre la distancia del centro de la banda de rodadura de la línea que pasa a través de las extremidades laterales opuestas de la misma banda de rodadura, medida en el plano ecuatorial del neumático, y la distancia mediante a lo largo de la cuerda del neumático entre dichas extremidades. En neumáticos para vehículos de dos ruedas el valor de la relación de flexión generalmente es tan alto como aproximadamente 0,15 y está usualmente en el orden de 0,3 en el caso de neumáticos reales, y aún mayores, hasta 0,45 en el caso de neumáticos delanteros, contra un valor usualmente menor de 0,05 en neumáticos para vehículos de motor.

La formación de la estructura de cintura se consigue usualmente sobre un tambor auxiliar de metal, un "tambor de peine" por ejemplo o un tambor liso, sobre el cual se forman una o más bandas de cintura y se superponen radialmente para definir el llamado anillo de cintura, al cual se aplica entonces la banda de rodadura. En la construcción de neumáticos que tienen una gran curvatura transversal, está prevista la formación de al menos una banda de cintura que se obtiene mediante el bobinado en forma circunferencial de al menos una cuerda textil o metálica y opcionalmente cauchutada en una pluralidad de espirales dispuestas en una relación axial lado a lado según un ángulo de bobinado substancialmente de valor cero con respecto al plano ecuatorial, en sectores expandibles del tambor auxiliar ya en una posición radialmente expandida y con una forma conveniente de manera de corresponder al contorno de la curvatura del neumático.

Después de llevar a cabo la aplicación de la banda de rodadura, el conjunto de anillo de cintura-banda de rodadura se levanta del tambor de peine para ajustarse coaxialmente sobre la estructura de carcasa previamente hecha en la forma de una manga cilíndrica sobre un tambor de construcción. La estructura de carcasa se somete entonces a una etapa de conformación mediante la expansión radial de las telas de carcasa en un contorno toroidal, concurrentemente con la aproximación axial de las estructuras anulares de refuerzo. Durante esta etapa, las telas de carcasa se adhieren a las superficies internas del anillo de cintura previamente dispuesto en relación coaxial alrededor del manguito de carcasa.

En el caso de una estructura de cintura que tenga cuerdas orientadas con un ángulo substancialmente cero relativo al plano ecuatorial del neumático que se está formando, no es posible colocar las cuerdas sobre una superficie cilíndrica y por lo tanto dar a dicha superficie una configuración toroidal, porque dicha orientación circunferencial de las cuerdas no permite el alargamiento de éste último a la extensión requerida por la conformación, en neumáticos de motocicleta. Por lo tanto la cuerda debe formarse en bobinas directamente sobre el contorno de la carcasa o del tambor que ya han conseguido una conformación toroidal.

Hasta ahora se ha encontrado conveniente, por razones de proceso, no bobinar una única cuerda, sino bobinar simultáneamente varias cuerdas en la forma de una correa. Las correas son exactamente tiras de material elastomérico que incorporan de dos a diez cuerdas al menos parcialmente. Actualmente la colocación de cuerdas desnudas con un ángulo substancialmente de cero relativo al plano ecuatorial del neumático conducirá al deslizamiento del mismo fuera de la posición deseada durante la etapa de bobinado sobre la estructura toroidal, exactamente debido a su posición precaria.

Por lo tanto la formación de las cuerdas en una correa tiene la función de asegurar el mantenimiento de la posición deseada por las cuerdas durante todas las etapas de preparación del neumático.

Con el objetivo anterior en el documento EP-A-0.718.122, correspondiente con el preámbulo de la reivindicación 1, en nombre del mismo solicitante, se sugiere la aplicación de una capa fina de material elastomérico (capa de colocación) rellena con fibras de aramida o similares antes de bobinar las bobinas. Con mayor detalle, esta capa se forma mediante el bobinado sobre el tambor auxiliar, una fina lámina de mezcla obtenida a partir de calandrado, de un grosor incluido a modo de ejemplo entre 0,075 y 0,5 mm, y de un ancho substancialmente correspondiente al ancho de la estructura de cintura a obtener.

El solicitante ha encontrado útil emplear, al fabricar la capa de cintura como se ha descrito con anterioridad, cuerdas del tipo llamado de alta elongación inicial, por ejemplo cuerdas metálicas del tipo HE o HI, como se identifican comúnmente en la técnica, o cuerdas textiles elásticas.

La abreviatura HE significa "Alta Elongación" y señala que el bobinado de las hebras en la cuerda y los cables en cada hebra se lleva a cabo en la misma dirección (según la llamada construcción Disposición de Lang).

Además, el bobinado es de una naturaleza tal que se permiten pequeños movimientos de las hebras unas relativas a otras. De esta la cuerda terminada substancialmente adquiere una curva particular de carga-elongación propia que tiene un importante cambio de inclinación, usualmente llamado "codo", en los valores de elongación al alcanzar una carga dada. En particular, la línea de iniciación de la curva muestra elongaciones muy importantes para pequeñas variaciones de carga, y está conectada a través del codo a la línea final de la curva mostrando elongaciones muy pequeñas para variaciones de carga importantes.

Una cuerda de este tipo se describe en el documento EP-B-461.646, en nombre del mismo solicitante. El valor de la línea central del codo condiciona la correcta construcción y moldeado del neumático y, con este objetivo, usualmente corresponde a una elongación incluida entre 0,4% y 1%.

La abreviatura HI identifica cuerdas en las cuales: al menos uno de los cables está deformado debido a la flexión a lo largo de su extensión longitudinal, de forma de crear intervalos donde el caucho penetra dentro de la cuerda. Este tipo de cuerda tiene un comportamiento intermedio (definido por la curva de carga/elongación) entre el de las cuerdas en direcciones opuestas (del tipo Disposición Regular) y aquel de las cuerdas en la misma dirección (del tipo Disposición de Lang).

Como una alternativa a las cuerdas metálicas, se prevé el uso de cuerdas textiles elásticas, hechas de Kevlar (polietileno tereftalato) por ejemplo. Estas cuerdas están hechas de haces de filamentos de material orgánico, adecuadamente retorcido de forma de lograr características de comportamiento similares a aquellas de las cuerdas metálicas antes descritas.

Según la presente invención, el solicitante ha encontrado ventajoso realizar dicha capa de colocación mediante el bobinado, ya sea directamente sobre la estructura de carcasa o sobre un elemento rígido de soporte, tal como el conjunto de sectores convexos de un tambor de peine rígido y desmontable o un tambor toroidal cuya superficie radialmente exterior coincide en forma con la superficie radialmente interna del neumático que se procesa, al menos un elemento a modo de banda de material elastomérico, preferentemente alimentado en forma directa a partir de un cabezal de extrusión, para formar una pluralidad de bobinas dispuestas axialmente unas cercas de otras de forma de cubrir la totalidad del ancho de la estructura de cintura a formar.

En lo sucesivo, al menos que se indique otra cosa, mediante el término "mandril de soporte" se indica la estructura de carcasa o elemento de soporte rígido sobre el cual el elemento a modo de banda se bobina según la invención.

De hecho, puede encontrarse que dicho procedimiento de construcción puede realizarse ventajosamente en concepciones modernas del proceso que apuntan a la eliminación o al menos a limitar el requerimiento de producir y almacenar productos semiacabados, como se describe en el documento EP-A-0928680 en nombre del mismo solicitante, por ejemplo. En particular, el procedimiento de referencia hace ventajosamente posible alcanzar el requerimiento de diferenciar inmediatamente las características geométricas y estructurales de los componentes de la estructura de cintura en conexión con el tamaño y/o modelo del neumático que se procesa.

Los resultados antes mencionados y otros que serán más evidentes en el curso de la presente descripción se logran según la presente invención mediante un procedimiento de construcción de una estructura de cintura de un neumático, en particular para vehículos de dos ruedas, que comprende las etapas de:

- formar al menos una capa de colocación de material elastomérico sobre una superficie exterior de un mandril de soporte que coincide en forma con una superficie exterior de una estructura de carcasa de un neumático que se está procesando;

- bobinar en forma de espiral al menos una cuerda desnuda continua sobre dicha capa de colocación, para formar una pluralidad de bobinas con dicha cuerda que se disponen axialmente en una relación de lado a lado,

caracterizado por el hecho de que la capa de colocación está formada mediante la colocación de al menos un elemento continuo a modo de banda de material elastomérico en forma de bobinas helicoidales axialmente distribuidas sobre la superficie exterior del mandril de soporte.

Características y ventajas adicionales se entenderán mejor a partir de la descripción detallada de una realización preferida pero no exclusiva de un procedimiento para construir una estructura de cintura para neumáticos, en particular para vehículos de dos ruedas, y un neumático a obtener mediante dicho procedimiento, según la presente invención. Esta descripción se expresará de aquí en adelante con referencia a los dibujos adjuntos dados a modo de ejemplo no limitativo, en los cuales:

- La Figura 1 es una vista fragmentada en perspectiva y partida de un neumático para motocicletas provisto de una estructura de cintura construida según la presente invención;

- La Figura 2 es una sección fragmentada tomada en un plano radial del neumático de la Figura 1 introducido en un molde de vulcanización;

- La Figura 3 muestra el neumático de la Figura 2 durante una etapa final del proceso de moldeado y vulcanización dentro del molde;

- La Figura 4 muestra el contorno de la sección transversal en una escala aumentada de un elemento a modo de banda de material elastomérico a utilizar para llevar a cabo el proceso en cuestión;

- La Figura 5 muestra el contorno de la sección transversal en una escala aumentada de una realización alternativa del elemento a modo de banda de la Figura 4.

Con referencia a los dibujos, un neumático, en particular para vehículos de dos ruedas, con una estructura de cintura 2 según la presente invención se ha identificado generalmente mediante la referencia numérica 1.

La estructura de cintura 2 se aplica circunferencialmente a una estructura de carcasa 3 que, en este caso específico, tiene dos telas de carcasa 4 de una configuración substancialmente toroidal en acoplamiento mediante sus bordes circunferenciales opuestos con un par de estructuras de refuerzo anulares 5 (de las cuales sólo una se muestra en los dibujos), estando cada una de ellas ubicadas, cuando el neumático está terminado, en la región usualmente identificada como "talón"3.

La estructura de cintura 2 comprende al menos una banda de cintura 6 hecha de una o más cuerdas paralelas continuas bobinadas en bobinas 6a dispuestas axialmente unas cerca de otras y dispuestas substancialmente con un ángulo cero relativo al plano ecuatorial del neumático, así como, en el presente caso, de bandas de cintura auxiliares 7a, 7b que comprenden cuerdas que se disponen en forma oblicua según orientaciones respectivamente cruzadas, ubicadas en una posición radialmente interna con respecto a la primera banda de cintura 6. Una banda de rodadura 8 se superpone circunferencialmente sobre la estructura de cintura 2 en la cual se forman ranuras longitudinales y/o transversales 8a siguiendo una operación de moldeado llevada a cabo en forma concurrente con la vulcanización del neumático, cuyas ranuras están dispuestas para definir un "diseño de banda de rodadura" deseado.

El neumático comprende además un par de las llamadas "paredes laterales" 9 lateralmente aplicadas a la estructura de carcasa 3 en lados opuestos de la misma.

En el presente caso la estructura de carcasa 3 está revestida en sus paredes internas con un llamado revestimiento 10 que esencialmente consiste en una capa de material elastomérico estanco al aire adaptado para asegurar un sellado hermético del neumático cuando se hincha.

La presente invención puede ponerse ventajosamente en práctica dentro del contexto de un procedimiento de construcción según el cual, excepto para lo que se describe en mayor detalle en lo sucesivo de la presente especificación, el montaje de los componentes antes mencionados así como la producción de uno o más de los mismos, preferentemente se obtiene siguiendo las enseñanzas propuestas en el documento EP-A-976536 en nombre del mismo solicitante. Como se indica en el documento antes mencionado, cada componente del neumático 1 se obtiene mediante la colocación sobre un soporte toroidal 11 (sólo mostrado en forma de diagrama) cuya forma coincide con la conformación interior del neumático, de uno o más elementos obtenidos a partir de un producto alargado semiacabado alimentado en forma continua en la vecindad del mismo soporte toroidal.

El soporte toroidal 11, con un contorno de sección transversal que tiene una relación de flexión al menos tan alto como 0,15, en conformidad con la relación del neumático 1 a realizar, puede tener tamaños reducidos con respecto a aquellos del neumático terminado, de un valor lineal medido preferentemente incluido entre 2% y 5%, tomado a modo de ejemplo, a lo largo de la extensión circunferencial del mismo soporte en un plano ecuatorial X-X del mismo que es coincidente con el plano ecuatorial del neumático 1.

Con mayor detalle, el revestimiento 10 puede obtenerse mediante el bobinado de un elemento continuo a modo de banda de material elastomérico apropiado sobre la superficie exterior del soporte toroidal 1 para formar una pluralidad de bobinas 10a dispuestas en relación axial lado a lado y/o superposición radial, de manera de definir una capa continua adaptada para revestir integralmente la superficie interna del neumático 1.

Cada tela de carcasa 4 puede a su vez estar hecha de una pluralidad de tramos 12, 13 distribuidos circunferencialmente alrededor del eje geométrico del neumático 1 y cada uno extendiéndose en una configuración en forma de U para definir dos porciones laterales 12a, 13a separadas una de otra en una dirección axial, y una porción de corona 12b, 13b que se extiende en una posición radialmente externa entre las porciones laterales 12a, 13a. Con mayor detalle, está preferentemente provista la presencia de una primera serie de tramos 12 y una segunda serie de tramos 13 y se colocan sobre el soporte toroidal 11 en dos etapas sucesivas y tienen las respectivas porciones laterales 12a, 13a axialmente separadas una de otra mediante la interposición de uno o más componentes de construcción que pertenecen a las estructuras de refuerzo anulares 5. Los tramos 12, 13 que pertenecen a la primera y a la segunda serie respectivamente pueden distribuirse según un paso circunferencial substancialmente correspondiente a su ancho para formar dos telas de carcasa separadas. Para neumáticos destinados para utilizarse en motocicletas es sin embargo preferible proporcionar, como se muestra en la Figura 1, los tramos 12, 13 de cada serie deben distribuirse según un paso circunferencial correspondiente a un múltiplo de su ancho, de forma que las porciones de corona 13b de los tramos 13 pertenecientes a la segunda serie están cada uno interpuesto entre las porciones de corona 12b que pertenecen a dos tramos consecutivos de la primera serie 12, para formar juntos una única tela de carcasa 4.

Dependiendo de los requerimientos, los tramos 12, 13 que pertenecen a la primera y la segunda serie pueden colocarse en planos que son radiales al eje de rotación del soporte toroidal 11, o desplazados en paralelo relativos a dicho plano radial, como se describe en el documento WO 00/38906 a nombre del mismo solicitante, para obtener una orientación respectivamente cruzada de sus porciones laterales 12a, 13a, manteniendo las porciones de corona 12b, 13b orientadas perpendiculares a una dirección circunferencial. La colocación también puede llevarse a cabo en una orientación inclinada relativa a la dirección de extensión circunferencial del soporte toroidal 11, para dar a las porciones de corona 12b, 13b una inclinación deseada, no excediendo 15 grados por ejemplo, relativa a dicha dirección circunferencial.

Cada una de las porciones anulares de refuerzo 5 preferentemente comprenden una inserción anular de anclaje 14 que es substancialmente inextensible en una dirección circunferencial, ubicada cerca del borde radialmente interior de la estructura de carcasa 3, y una inserción de relleno 15 de material elastomérico, que se estrecha radialmente al alejarse de la inserción de anclaje 14.

La inserción anular de anclaje 14 se obtiene preferentemente mediante el bobinado de un elemento alongado directamente contra las porciones laterales 12a de tramos 12 que pertenecen a la primera serie, para formar una pluralidad de bobinas que están radialmente superpuesta en sucesión. La inserción de relleno 15 puede a su vez ser directamente formada en contacto con la inserción anular de anclaje 14, por ejemplo mediante la aplicación, posiblemente en diversas bobinas dispuestas en relación axial lado a lado y/o en superposición radial, de una banda continua de material elastomérico apropiado que salga de un extrusor dispuesto cerca del tambor 11.

Para los objetivos de la presente especificación, se señala que por "extrusor" se entiende aquella parte del aparato de extrusión que también se identifica en el campo particular mediante el término "cabezal de extrusión", provisto de un llamado "troquel" atravesado por el producto que se procesa en una abertura de la forma y el tamaño para lograr las características geométricas y dimensionales a imprimir en el producto en sí.

La inserción de anclaje 14 y la inserción de relleno 15 se aplican preferentemente antes de la colocación de los tramos 13 que pertenecen a la segunda serie. Una inserción auxiliar 14a puede formarse subsecuentemente contra las porciones laterales 13a de los tramos 13 que pertenecen a la segunda serie, previamente colocada en relación de superposición sobre la inserción 14 y el relleno 15.

A continuación de la colocación de los tramos 13 que pertenecen a la segunda serie, tiene lugar la formación de la estructura de cintura 2.

En la realización preferida aquí descrita en la cual, como se ha dicho previamente, se prevé la construcción de los componentes individuales directamente sobre el neumático que se procesa, la estructura de cintura 2 se produce directamente sobre la estructura de carcasa 3 que, junto con el soporte toroidal 11, en este caso realiza la función de mandril de soporte para la formación de los componentes individuales de la misma estructura de cintura 2.

Sin embargo, el proceso según la invención puede ponerse ventajosamente en práctica también en el contexto de los procedimientos de construcción en los cuales se produce la estructura de cintura 2 en forma separada de la estructura de carcasa 4, para unirse a ésta última más tarde en una etapa subsiguiente. En este caso, las etapas operativas que apuntan a fabricar los componentes individuales de la estructura de cintura 2 pueden llevarse a cabo sobre las superficies exteriores de un tambor u otro mandril de soporte apropiado, de una forma conveniente para coincidir con la superficie exterior de la estructura de carcasa 4 con la cual la estructura de cintura 2 estará asociada.

Con el propósito de construir la estructura de cintura 2 se prevé que después de la posible aplicación de las bandas de cintura auxiliares 7a, 7b cuya formación puede realizarse en cualquier forma conveniente, la banda de cintura primaria 6 debe formarse mediante el bobinado de las bobinas de cuerda continua 6a sobre la estructura de carcasa 3.

La formación de la banda de cintura primaria 6 está ventajosamente precedida por la formación de por lo menos una capa de colocación 16 de material elastómero adaptada para constituir un sustrato de fijación adaptado para promover una colocación estable de las bobinas individuales 6a en el neumático que se procesa.

La capa de colocación 16 está ventajosamente formada por la colocación de por lo menos un elemento continuo a modo de banda 17 en forma de bobinas helicoidales 16a orientadas en una dirección substancialmente circunferencial y axialmente distribuidas sobre la superficie externa de la estructura de carcasa 4, en las porciones de corona 12b, 13b de los tramos 12, 13. En mayor detalle, el elemento continuo a modo de banda 17 está previsto que se coloque sobre la estructura de carcasa 4 al mismo tiempo que su extrusión desde un extrusor, y se prevé la formación de la banda de cintura primaria 6 se realice preferiblemente inmediatamente después de la terminación de la capa de colocación 16.

Operando de la manera descrita anteriormente, hay una ventaja porque las bobinas de cuerda 6a se forman sobre la capa de colocación 16 cuando el material elastómero que constituye dicha capa está todavía relativamente caliente, solamente como indicación a una temperatura de por lo menos tan alta como 35ºC, porque todavía mantiene la mayoría del calor generado durante el proceso de extrusión. De esta manera, se promueve la adhesión de las bobinas de cuerda individuales 6a a la capa de colocación 16, sin que se requiera la adición de calor mediante dispositivos externos para el propósito.

Además, están previstos cavidades de agarre 18 apropiadas que se definen en la capa de colocación 16, que tienen un espesor promedio incluido, solamente como indicación, entre 0,2 mm y 1 mm, preferiblemente correspondiente a 0,7 mm, estando dichas cavidades orientadas de manera adecuada en la misma dirección de enrollado que las bobinas de cuerda 6a, para promover también la colocación estable de las mismas. Para este propósito, tal como se aprecia en la figura 4, el elemento continuo a modo de banda 17 se puede formar ventajosamente, usando un cabezal de extrusión conformado de manera adecuada, con por lo menos una superficie externa convexa 17a colocada alejada de la superficie externa de la estructura de carcasa 4 a la que se aplica el propio elemento a modo de banda. Alternativamente, tal como se aprecia en la figura 5, el elemento continuo a modo de banda 17 también puede tener un perfil de sección transversal lenticular, con dos superficies convexas 17a giradas hacia lados respectivamente opuestos. Ambas realizaciones mostradas en las figuras 4 y 5 permiten que se provoque la formación de las cavidades de agarre 18 entre cada bobina 16a y las bobinas adyacentes a las mismas, siguiendo directamente el enrollado del elemento continuo a modo de banda 17 según un paso de espiral que se puede incluir, solamente como indicación, entre 1 mm y 10 mm, y que corresponde preferiblemente a la anchura del propio elemento a modo de banda.

Se puede conseguir un efecto similar mediante el uso de un elemento a modo de banda 17 de un espesor constante, enrollado según un paso en espiral menor que su anchura, para provocar un solapado más o menos marcado de cada bobina 16a sobre la bobina formada previamente.

La capa de colocación 16 hecha tal como se ha descrito anteriormente es, de manera sorprendente, capaz de asegurar una estabilidad de colocación de las bobinas de cuerda 6a incluso cuando, tal como se prevé en una realización preferida de la invención, la banda primaria 6 de la estructura de cintura 2 se forma usando una cuerda completa o substancialmente libre de caucho. Esta característica es particularmente ventajosa cuando el procedimiento, tal como en el ejemplo descrito, se aplica a un proceso de construcción muy automatizado, en el que se requiere una simplificación máxima de la instalación junto con una gran flexibilidad de producción.

La posibilidad de usar cuerdas descubiertas, es decir, cuerdas libres de caucho, elimina de hecho el requerimiento de colocar aparatos de calandrado y/o extrusión adaptados para realizar el cauchutado de la cuerda. También se facilita mucho el reemplazo del tipo de cuerda usada en el proceso de producción, sin la necesidad de realizar intervenciones largas y/o particularmente complicadas en la planta de produc-
ción.

También debe indicarse que, durante el proceso de cauchutado que apunta a la formación de la correa, la cuerda se somete a tensiones que modifican sus características operativas (elongación a bajas cargas) que afectan a la regularidad de la expansión posterior de la estructura de cintura en el interior del molde de vulcanización, tal como se describe a continuación en conexión con un fenómeno similar que se puede encontrar durante la etapa de deposición de la propia estructura de cintura.

En particular, para los propósitos de la formación de la banda de cintura primaria 6 se pueden usar ventajosamente cuerdas hechas de acero del tipo que tiene una alta elongación inicial, cuyo comportamiento de tracción representado sobre una curva de carga/elongación está caracterizado por la presencia de una línea inicial de baja inclinación, que es un índice de alta extensibilidad para cargas bajas, seguida por una línea final de inclinación marcada, que es un índice de alta dureza para cargas mayores a un valor predeterminado. En particular, se usan preferentemente cuerdas en las cuales la región de transición (codo) entre la línea inicial y la línea final de la curva de carga/elongación se desarrolla alrededor de una elongación del orden del 0,7%, por ejemplo cuerdas cuyo tamaño es 3x3x0,175.

El solicitante ha observado que si la banda de cintura primaria 6 debe formarse siguiendo las enseñanzas de la técnica conocida, sería necesario dar a la cuerda que se bobina un tensado importante para evitar desplazamientos indeseados de las bobinas individuales 6a que tienen lugar como resultado de la marcada flexión de la estructura de carcasa4 o de otro tipo de mandril de soporte allí utilizado.

Esta tensión modificaría las características operativas (elongación a bajas cargas) de la cuerda disminuyendo de este modo la regularidad y uniformidad de la subsecuente expansión de la estructura de cintura dentro del molde de vulcanización.

La presencia de la capa de colocación 16, por el contrario, permite asegurar un posicionamiento estable de las bobinas individuales 6a, aún en ausencia de la tensión de la cuerda u otro elemento a modo de banda utilizado durante la etapa de bobinado, o en presencia de una cantidad de tensión muy reducida.

En particular, es ventajosamente posible llevar a cabo el bobinado de la cuerda dando a la misma una tensión que no exceda los 1500 gramos, preferentemente de 1000 gramos, más preferentemente de 500 gramos, o en cualquier caso de una cantidad tal que se impone una elongación que no exceda 0,3% a la cuerda del tipo preferentemente utilizado según la invención.

Como se especificará en lo sucesivo, este aspecto hace posible explotar en una forma óptima las típicas características de las cuerdas preferentemente empleadas según la presente invención.

El bobinado de la cuerda para fabricar bobinas 6a puede tener lugar según un paso constante de espiral de un valor al menos tan alto como el diámetro de la cuerda utilizada, o un paso variable que tenga un valor creciente al acercarse al plano ecuatorial del neumático como se describe en el documento EP-A-808730 en nombre del mismo solicitante, por ejemplo.

Cuando se ha completado la formación de la banda de cintura primaria 6, se forma preferentemente al menos una capa de revestimiento 19 de material elastomérico en relación radial superpuesta con la misma banda primaria. La capa primaria 19 puede obtenerse, en la misma forma como se describe con referencia a la capa de colocación 16, mediante la colocación de al menos un segundo elemento a modo de banda de material elastomérico en forma de bobinas helicoidales axialmente distribuidas 19a, siendo dicho segundo elemento preferentemente colocado en forma concurrente con su extrusión desde un cabezal de extrusión.

Entonces se aplican la banda de rodadura 8 y las paredes laterales 9, que pueden obtenerse en cualquier forma conveniente para una persona entendida en la técnica, a la estructura de cintura 2.

El neumático 1 así construido se presta ahora a someterse, después de la posible retirada del soporte 11, a un proceso de moldeado y vulcanización final, llevado a cabo dentro de un molde mostrado en forma de diagrama y designado como 20 en las Figuras 2 y 3. Durante el proceso de moldeado y vulcanización se impone un prensado del neumático 1 contra las paredes interiores del molde 20, mediante el efecto de la presión del vapor u otro fluido presurizado directamente introducido en el neumático o en una ampolla hinchable dentro de la cavidad de moldeado. A continuación de dicha acción de prensado, se obtiene la infiltración del material elastomérico entre las bobinas de cuerda 6a que forman la primera capa de cintura 6 así como dentro de la cuerda en sí. Las bobinas 6a y las hebras individuales de la cuerda por lo tanto se incorporan íntimamente en el material elastomérico formando la capa de colocación 16 y la posible capa de revestimiento 19, provocando la evacuación a través de la porosidad del material de las burbujas de aire que posiblemente se han formado durante la aplicación de la capa de revestimiento 19 y/o la banda de rodadura 8. Este efecto puede inferirse claramente mediante la comparación de las figuras 2 y 3, en las cuales el tamaño de dichas burbujas se ha exagerado intencionalmente.

Con mayor detalle, en la realización preferida mostrada, el neumático 1 está previsto para introducirse en el molde 20 junto con el soporte toroidal 11, para llevar a cabo el proceso de moldeado y vulcanización como se describe en el documento EP-A-9765EE, en nombre del mismo solicitante.

Por efecto de la presión del vapor admitido dentro del molde 20, la estructura de cintura 2 junto con los otros componentes del neumático 1 cercanos a la misma son sometidos a una expansión radial, como se muestra claramente en la Figura 3, donde la superficie interior del neumático 1 está claramente separada de la superficie exterior del soporte toroidal 11. Esta expansión radial que facilita mucho el proceso de moldeado del neumático 1 se hace posible o de cualquier modo es muy promovida por la capacidad residual de extensión de la cuerda utilizada en la formación de las bobinas circunferenciales 6a. De hecho, la cuerda está adaptada para alargarse respaldando así el incremento de extensión circunferencial que resulta de la expansión radial hasta alcanzar un punto (un valor de elongación) incluido dentro de la línea de transición (codo) entre la línea de inicio y la línea final de la curva de carga/elongación.

La capacidad radial de extensión del neumático 1 está condicionada por la capacidad de extensión o dilatabilidad de la cuerda. Por lo tanto, el logro de dos objetivos aparece como ventajoso, es decir, el de usar cuerdas desnudas que por lo tanto no están sometidas a tensiones durante el proceso de incorporación de las mismas a una banda, y el de llevar a cabo el bobinado de las bobinas circunferenciales 6a sin imponer una tensión excesiva a las cuerdas allí utilizadas porque en presencia de una tensión excesiva la dilatabilidad residual de dicha cuerda durante el proceso de moldeado y vulcanización sería muy reducido si no anulado.

La presente invención logra importantes ventajas.

El procedimiento de la invención de hecho se presta a limitar drásticamente disposiciones previas de productos semiacabados para la construcción del neumático aún cuando existe un requerimiento para producir pequeñas cantidades de neumáticos que tienen diferentes características de construcción. En esta conexión debe destacarse que la capa de colocación 16 y la posible capa de revestimiento 19 pueden formarse en cualquier tamaño y/o grosor, utilizando uno y el mismo elemento extrusionado continuamente a modo de banda.

La posibilidad de utilizar cuerdas libres de caucho (es decir, cuerdas que no están ni siquiera parcialmente incorporadas en una banda) para la formación de la banda de cintura primaria 6 permite un reemplazo inmediato del tipo de cuerda utilizado, sin ninguna intervención sobre el aparato de calandrado y/o extrusión que, por el contrario, sería necesaria si la cuerda fuera del tipo cauchutado. Además, como ya se ha señalado con anterioridad, se evita someter la cuerda a tensiones que serían dañinas para las siguientes etapas del proceso de producción.

El bobinado de las cuerdas de bobina 6a sobre un material elastomérico aún caliente colocado para crear recesos circunferenciales 18 asegura la estabilidad de las bobinas sin verse obligadas a recurrir al tensado de la cuerda durante la operación de bobinado.

Por lo tanto es posible explotar por completo las características de la cuerda en el posterior proceso de moldeado y vulcanización del neumático, sin que ocurran contactos no deseados entre las cuerdas de la estructura de cintura 2 y las cuerdas de la estructura de carcasa 3, debido a la expansión radial de la estructura de carcasa en ausencia de una correspondiente expansión de la estructura de cintura en sí. Además, el proceso puede llevarse ventajosamente a cabo directamente sobre la estructura de carcasa del neumático que se construye.

Claims (24)

1. Procedimiento para la formación de una estructura de cintura en un neumático, que comprende las etapas de:

- formar por lo menos una capa de colocación (16) de material elastomérico sobre una superficie externa de un mandril de soporte conformado en forma a una superficie externa de una estructura de carcasa (4) de un neumático que se procesa;

- enrollar helicoidalmente por lo menos una cuerda continua descubierta sobre dicha capa de colocación (16) para formar una pluralidad de bobinas (6a) con dicha cuerda que están dispuestas axialmente una al lado de la otra;

caracterizado por el hecho de que la capa de colocación (16) se forma mediante la colocación de por lo menos un elemento continuo a modo de banda (17) de material elastómero en crudo en forma de bobinas helicoidales (16a) distribuidas axialmente sobre la superficie externa del mandril de soporte.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho elemento continuo a modo de banda (17) se coloca sobre la superficie externa del mandril de soporte (4, 11) al mismo tiempo que su extrusión desde un cabezal de extrusión.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que durante la etapa de enrollado, la capa de colocación (16) tiene una temperatura mayor de 35ºC.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la disposición de la capa de colocación (16) produce cavidades de agarre 818) para dicho elemento continuo a modo de hilo (6a).

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dichas cavidades de agarre (18) se forman según la misma dirección de enrollado que las bobinas de cuerda (6a).

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el elemento continuo a modo de banda (17) se forma con por lo menos una superficie externa convexa (17a) colocada alejada de la superficie externa del mandril de soporte (4, 11).

7. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el enrollado de dicho elemento continuo a modo de banda (17) que tiene por lo menos una superficie externa convexa produce dichas cavidades de agarre (18) entre bobinas (16a) dispuestas axialmente cercanas entre sí formadas mediante dicho elemento continuo a modo de banda.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho mandril de soporte está por lo menos parcialmente definido mediante la estructura de carcasa (3) del neumático (1).

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que dicho mandril de soporte también comprende un soporte toroidal rígido (11) cuya forma coincide con la de una superficie interna de dicha estructura de carcasa (3).

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha cuerda es una cuerda que tiene una alta elongación inicial.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha cuerda es una cuerda que tiene una conformación del tipo de disposición de Lang.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha cuerda es una cuerda con por lo menos un alambre deformado a lo largo de su extensión longitudinal.

13. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha cuerda es una cuerda textil elástica.

14. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que durante dicha etapa de enrollado, dicha cuerda se somete a un tensado al que se corresponde un porcentaje de elongación de la cuerda que no supera el 0,3%.

15. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que durante dicha etapa de enrollado, dicha cuerda se somete a un tensado que no supera 1500 gramos.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que el tensado no supera 1000 gramos.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que el tensado no supera 500 gramos.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que después de la etapa de enrollado, se realiza la etapa de formación de por lo menos una capa de cubierta (19) de material elastómero en una posición radialmente externa respecto a la cuerda.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la formación de dicha capa de cubierta (19) precede a una etapa de aplicar una banda de rodadura (8) a dicha estructura de cintura (2).

20. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la formación de la capa de cubierta (19) se realiza colocando por lo menos un segundo elemento continuo a modo de banda de material elastómero en forma de bobinas helicoidales (19a) axialmente distribuidas sobre la superficie externa del mandril de soporte (4, 11).

21. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que el segundo elemento continuo a modo de banda se coloca sobre la superficie externa del mandril de soporte (4, 11) al mismo tiempo que su extrusión desde un cabezal de extrusión.

22. Procedimiento según la reivindicación 10, que también comprende la etapa de provocar la permeabilidad del material elastómero que forma la capa de colocación (16) entre las bobinas (6a) formadas por dicha cuerda, al mismo tiempo que una expansión radial impuesta a la estructura de cintura (2) durante un proceso final de moldeado y vulcanización del neumático (1).

23. Procedimiento según la reivindicación 10, que también comprende la etapa de provocar la permeabilidad a través de dicha cuerda del material elastómero que forma la capa de colocación, al mismo tiempo que una expansión radial impuesta a la estructura de cintura (2) durante un proceso final de moldeado y vulcanización del neumático (1).

24. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho neumático es un neumático para motocicletas.