ITTO20100323A1 - Metodo di costruzione di un pneumatico mediante un unico tamburo di formatura - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"METODO DI COSTRUZIONE DI UN PNEUMATICO MEDIANTE UN UNICO TAMBURO DI FORMATURA"

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione è relativa ad un metodo di costruzione di un pneumatico mediante un unico tamburo di formatura .

ARTE ANTERIORE

Un pneumatico comprende una carcassa (carcass) toroidale, la quale è costituita da una tela di carcassa (body ply) parzialmente ripiegata su sé stessa, presenta due talloni (beads) anulari e supporta un battistrada (tread) anulare. Tra la carcassa ed il battistrada viene interposta una cintura di battistrada (tread belt), la quale è costituita da una serie di tele di battistrada (tread plies) tra loro sovrapposte. All'interno della tela di carcassa viene disposto un foglietto (innerliner) che è impermeabile all'aria, costituisce un rivestimento interno, ed ha la funzione di trattenere l'aria all'interno del pneumatico per conservare nel tempo la pressione di gonfiaggio del pneumatico stesso. La tela di carcassa supporta una coppia di pareti laterali (sidewalls) disposte esternamente alla tela di carcassa tra il battistrada ed i talloni. Infine, la tela di carcassa supporta una coppia di strisce antiabrasive (Abrasion Gum Strips) disposte esternamente al di sotto delle pareti laterali ed in corrispondenza dei talloni.

Recentemente è di frequente utilizzo una struttura del pneumatico denominata comunemente "envelope", in cui la tela di carcassa presenta una larghezza aumentata in modo tale che ciascuna estremità laterale della tela di carcassa sia disposta al di sotto della cintura di battistrada (e quindi al di sotto del battistrada); in questo modo, in corrispondenza dell'intera estensione delle pareti laterali la tela di carcassa presenta uno spessore doppio essendo sovrapposta su sé stessa conferendo al pneumatico una rigidità elevata a fronte di un modesto aumento del peso complessivo .

La struttura "envelope" può essere realizzata con la modalità denominata "battistrada sopra parete laterale" ("tread over sidewall"), in cui ciascuna parete laterale è sovrastata dal battistrada, cioè è infilata sotto al battistrada stesso, oppure con la modalità denominata "parete laterale sopra battistrada" ("sidewall over tread"), in cui ciascuna parete laterale sovrasta il battistrada, cioè è disposta sopra al battistrada stesso.

Attualmente, la struttura "envelope" combinata con la modalità "battistrada sopra parete laterale" può venire costruita in un unico tamburo di formatura a singola fase ("single stage building drum"), in quanto è possibile eseguire un unico "turn up" sia della tela di carcassa, sia delle pareti laterali prima di applicare la cintura di battistrada ed il battistrada. Invece, attualmente la struttura "envelope" combinata con la modalità "parete laterale sopra battistrada" non è realizzabile in un unico tamburo di formatura a singola fase, in quanto per potere ripiegare la tela di carcassa sotto alle cinture di battistrada senza disporre le pareti laterali sotto al battistrada è necessario eseguire due "turn up" successivi (un primo "turn up" della tela di carcassa, ed un secondo "turn-up" delle pareti laterali) che attualmente richiedono l'utilizzo di due tamburi di formatura distinti.

In altre parole, una moderna macchina costruttrice denominate "unistage" che è dotata di un unico tamburo di formatura a singola fase non è attualmente in grado di costruire un pneumatico "envelope" combinato con la modalità "parete laterale sopra battistrada" che invece richiede l'utilizzo di una macchina costruttrice speciale provvista di due tamburi di formazione distinti. Tale limitazione è molto gravosa, in quanto non permette agli impianti produttivi attrezzati con macchine costruttrici "unistage" di realizzare pneumatici "envelope" combinati con la modalità "parete laterale sopra battistrada".

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo di costruzione di un pneumatico mediante un unico tamburo di formatura che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e sia, in particolare, di facile ed economica realizzazione .

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di costruzione di un pneumatico mediante un unico tamburo di formatura secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

• la figura 1 è una sezione trasversale, schematica e con parti asportate per chiarezza di parte di un pneumatico realizzato mediante il metodo di costruzione della presente invenzione;

• la figura 2 è una vista schematica di un tamburo di formatura a singola fase utilizzato per costruire il pneumatico della figura 1; e

• le figure 3-14 illustrato schematicamente le fasi di costruzione del pneumatico della figura 1 utilizzando il tamburo di formatura a singola fase della figura 2.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un pneumatico comprendente una carcassa 2 (carcass) toroidale, la quale è costituita da una unica tela di carcassa 3 (body ply) parzialmente ripiegata su sé stessa e quindi presentante lateralmente due strati tra loro sovrapposti.

Ai lati opposti della carcassa 2 sono disposti due talloni 4 (beads) anulari, ciascuno dei quali è circondato dalla tela di carcassa 3 e presenta un cuore del tallone 5 (bead core) rinforzato con un numero di giri di un filo metallico ed un riempitivo del tallone 6 (bead filler).

La carcassa 2 supporta un battistrada 7 anulare; tra la carcassa 2 ed il battistrada 7 è interposta una cintura di battistrada 8 (tread belt), la quale comprende due tele di battistrada 9 (tread ply). Ciascuna tela di battistrada 9 comprende un numero di corde (non illustrate), le quali sono annegate in un nastro di gomma, sono disposte affiancate una all'altra con un passo determinato e formano un angolo di inclinazione determinato con un piano equatoriale del pneumatico 1.

Sopra alla cintura di battistrada 8 (e quindi tra la cintura di battistrada 8 ed il battistrada 7) è presente uno strato di rinforzo 10, il quale è comunemente denominato "cap ply" ed è costituito da una fettuccia continua di gomma cruda rinforzata internamente con fili di nylon o similare che viene avvolta lonqitudinalmente (cioè trasversalmente ed attorno ad un asse centrale del pneumatico 1) sopra alla cintura di battistrada 8 ed ha la funzione di proteqqere e contenere le tele di battistrada 9.

Tra la tela di carcassa 3 e le estremità esterne della cintura di battistrada 8 sono interposti due inserti 11 di gomma denominati inserti 11 della tela di battistrada (Tread Ply Inserts), i quali hanno la funzione di cuscino.

Due estremità laterali opposte della tela di carcassa 3 sono disposte al di sotto della cintura di battistrada 8 in prossimità e più internamente di fianchi interni (cioè rivolti verso il centro del pneumatico 1) deqli inserti 11 della tela di battistrada; di consequenza, il pneumatico 1 ha la struttura "envelope".

All'interno della tela di carcassa 3 viene disposto un foqlietto 12 (innerliner) che è impermeabile all'aria, costituisce un rivestimento interno, ed ha la funzione di trattenere l'aria all'interno del pneumatico 1 per conservare nel tempo la pressione di gonfiaggio del pneumatico 1 stesso.

La tela di carcassa 3 supporta una coppia di pareti laterali 13 disposte esternamente alla tela di carcassa 3 tra il battistrada 7 ed i talloni 4; come appare evidente nella figura 1, le pareti laterali 13 sono disposte al di sopra del battistrada 7 e quindi il pneumatico 1 ha la modalità "parete laterale sopra battistrada" ("sidewall over tread"). Ciascuna parete laterale 13 è costituita da una porzione esterna 14 realizzata con una mescola di gomma tenera che presenta una elevata resistenza all'ambiente esterno (atmosfera e raggi solari) e da una striscia antiabrasiva 15 (Abrasion Gum Strip) realizzata con una mescola di gomma dura che presenta una elevata resistenza all'abrasione (quando il pneumatico 1 è montato sul cerchio le strisce antiabrasive 15 sono disposte a contatto dei bordi del cerchio). Normalmente, la porzione esterna 14 e la striscia antiabrasiva 15 vengono coestruse insieme per formare una parete laterale 13.

Attorno a ciascun tallone 4 è disposta una tela di protezione 16 (canvas chafer) avente la funzione di irrigidire la zona del tallone 4 e proteggere il cuore del tallone 5.

Nella figura 2, con il numero 17 è indicato nel suo complesso un tamburo di formatura a singola fase (single phase building drum), il quale è del tipo descritto nelle domande di brevetto EP1820628A2 e EP2008798A1 qui incorporate per riferimento.

Il tamburo 1 di formatura è supportato da un albero centrale (non illustrato) montato girevole attorno ad un asse 18 di rotazione longitudinale. Il tamburo 1 di formatura comprende una sezione 19 centrale, la quale è in grado sia di espandersi o contrarsi radialmente (cioè perpendicolarmente all'asse 18 di rotazione per variare il diametro esterno), sia di espandersi o contrarsi assialmente (cioè parallelamente all'asse 18 di rotazione per variare la dimensione assiale). Inoltre, il tamburo 1 di formatura comprende due sezioni 20 laterali, le quali sono disposte da lati opposti della sezione 19 centrale e sono in grado di spostarsi assialmente (cioè parallelamente all'asse 18 di rotazione) in modo da accompagnare l'espansione o contrazione assiale alla sezione 19 centrale (cioè il movimento assiale delle sezioni 20 laterali è sempre coordinato con la contrazione o espansione assiale della sezione 19 centrale).

Il tamburo 17 di formatura comprende due semitamburi, i quali sono tra loro specularmente identici e sono mobili assialmente (cioè parallelamente all'asse 18 di rotazione longitudinale) per avvicinarsi o allontanarsi uno dall'altro; in particolare, ciascun semitamburo 4 è montato su di una slitta per scorrere assialmente rispetto all'albero centrale sotto la spinta di un attuatore pneumatico. Ciascun semitamburo porta una corrispondente sezione 20 laterale ed una corrispondente metà della sezione 19 centrale; di conseguenza, quando i due semitamburi si spostando assialmente la sezione 19 centrale si contrae o si espande assialmente per permettere gli spostamenti assiali dei semitamburi.

Ciascuna sezione 20 laterale è provvista di un dispositivo 21 di bloccaggio del tallone (bead locking device) che è mobile rispetto alla sezione 20 laterale radialmente (cioè perpendicolarmente all'asse 18 di longitudinale) per espandersi o contrarsi. Inoltre, ciascuna sezione 20 laterale è provvista di una camera d'aria 22 (bladder) che può venire gonfiata con aria compressa per seguire le operazioni di "turn-up".

Con riferimento alle figure 3-14 vengono di seguito descritte le fasi di costruzione del pneumatico 1 utilizzando il tamburo 17 di formatura a singola fase.

Come illustrato nella figura 3, inizialmente il foglietto 12, le tele di protezione 16, la tela di carcassa 3, ed i due talloni 4 vengono disposti (cioè infilati) attorno al tamburo 17 di formatura.

Come illustrato nella figura 4, una volta disposti il foglietto 12, le tele di protezione 16, la tela di carcassa 3, ed i due talloni 4 attorno al tamburo 17 di formatura viene eseguito un primo "turn-up" per ripiegare la tela di carcassa 3 assieme al foglietto 12 ed alle tele di protezione 16 verso l'interno ed attorno ai talloni 4 in modo da formare la carcassa 2 del pneumatico 1. Il primo "turn-up" prevede di gonfiare le camere d'aria 23 e, nello stesso tempo, di contrarre assialmente il tamburo 17 di formatura (cioè durante il primo "turn-up" le sezioni 20 laterali si spostano assialmente una verso l'altra mentre la sezione 19 centrale si contrae assialmente); durante il primo "turn-up" è possibile anche espandere radialmente il tamburo 17 di formatura (cioè espandere radialmente la sezione 19 centrale del tamburo 17 di formatura) per migliorare la qualità del risvolto ove necessario. Prima di eseguire il primo "turn-up", i dispositivi 21 di bloccaggio del tallone vengono attivati mediante espansione radiale per bloccare la tela di carcassa 3 contro i talloni 4 evitando scorrimenti indesiderati della tela di carcassa 3 rispetto ai talloni 4 durante il primo "turn-up".

Come illustrato nella figura 5, dopo il primo "turnup" alla carcassa 2 vengono applicate in successione la cintura di battistrada 8, lo strato di rinforzo 10 ed il battistrada 7. Per fare aderire il battistrada 7 alla sottostante carcassa 2 (come illustrato nella figura 6) vengono utilizzati degli elementi pressori 23 che vengono fatti rullare sopra alle estremità del battistrada 7 per premere con forza le estremità del battistrada 7 contro la sottostante carcassa 2.

Come illustrato nella figura 7, dopo avere fatto aderire completamente il battistrada 7 alla carcassa 2, la carcassa 2 stessa viene sfilata dal tamburo 17 di formatura. Per potere sfilare la carcassa 2 dal tamburo 17 di formatura, il tamburo 17 di formatura stesso viene contratto radialmente e viene espanso assialmente; in particolare la porzione 19 centrale del tamburo 17 di formatura si espande assialmente e contemporaneamente si contrae radialmente mentre le sezioni 20 laterali si spostano assialmente allontanandosi una dall'altra. La contrazione radiale della porzione 19 centrale del tamburo 17 di formatura permette di sfilare assialmente la carcassa 2 dal tamburo 17 di formatura.

Per sfilare assialmente la carcassa 2 dal tamburo 17 di formatura viene utilizzato un organo 24 di presa anulare che è in grado di espandersi e contrarsi radialmente tra una posizione di rilascio, in cui il diametro interno dell'organo 24 di presa anulare è significativamente maggiore del diametro esterno della carcassa 2, ed una posizione di presa, in cui il diametro interno dell'organo 24 di presa anulare è sostanzialmente uguale al diametro esterno della carcassa 2 (in particolare, nella posizione di presa l'organo 24 di presa anulare esercita una pressione determinata sulla carcassa 2 in modo da afferrare con una certa forza la carcassa 2 stessa). Inizialmente, l'organo 24 di presa anulare (espanso radialmente nella posizione di rilascio) viene disposto attorno al tamburo 17 di formatura ed attorno alla carcassa 2; a questo punto, l'organo 24 di presa anulare viene contratto radialmente attorno alla carcassa 2 e verso la posizione di presa in modo da afferrare la carcassa 2 stessa. Infine, l'organo 24 di presa anulare viene spostando assialmente al di fuori del tamburo 17 di formatura portando con sé la carcassa 2 e quindi sfilando assialmente la carcassa 2 dal tamburo 17 di formatura.

Come illustrato nella figura 8, mentre la carcassa 2 viene trattenuta dall'organo 24 di presa anulare esternamente al tamburo 17 di formatura sul tamburo 17 di formatura vengono disposte le due pareti laterali 13 infilando assialmente le pareti laterali 1 attorno al tamburo 17 di formatura.

Come illustrato nella figura 9, una volta disposte le pareti laterali 13 attorno al tamburo 17 di formatura la carcassa 2 viene nuovamente disposta attorno al tamburo 17 di formatura infilando assialmente la carcassa 2 attorno al tamburo 17 di formatura mediante uno spostamento assiale dell'organo 24 di presa anulare che continua a trattenere la carcassa 2.

Come illustrato nella figura 10, una volta disposta la carcassa 2 attorno al tamburo 17 di formatura il tamburo 17 di formatura viene contratto assialmente (cioè le sezioni 20 laterali del tamburo 17 di formatura si spostano assialmente una verso l'altra mentre la sezione 19 centrale tamburo 17 di formatura si contrae assialmente) per disporre le pareti laterali 13 parzialmente sotto alla carcassa 2 (quindi la carcassa 2 si trova parzialmente sopra alle pareti laterali 13).

Come illustrato nella figura 11, una volta disposte le pareti laterali 13 parzialmente sotto alla carcassa 2 il tamburo 17 di formatura viene espanso radialmente (cioè la sezione 19 centrale del tamburo 17 di formatura viene espansa radialmente) in modo da inserire la sezione 19 centrale del tamburo 17 di formatura parzialmente all'interno della carcassa 2. In questa fase, la carcassa 2 è sempre impegnata dall'organo 24 di presa anulare.

Come illustrato nella figura 12, una volta espansa radialmente la sezione 19 centrale del tamburo 17 di formatura, il tamburo 17 di formatura viene espanso assialmente (cioè le sezioni 20 laterali del tamburo 17 di formatura si spostano assialmente con versi opposti mentre la sezione 19 centrale tamburo 17 di formatura si espande assialmente) per portare la sezione 19 centrale del tamburo 17 di formatura a premere contro i talloni 4; in questo modo si esegue il centraggio assiale della carcassa 2 rispetto al tamburo 17 di formatura, cioè si assicura una corretta posizione assiale della carcassa 2 sul tamburo 17 di formatura e quindi rispetto alle pareti 13 laterali.

Come illustrato nella figura 13, una volta effettuato il centraggio assiale della carcassa 2 rispetto al tamburo 17 di formatura i dispositivi 21 di bloccaggio del tallone vengono attivati mediante espansione radiale per bloccare le pareti laterali 13 contro la carcassa 2 in corrispondenza dei talloni 4.

Come illustrato nella figura 14, una volta attivati i dispositivi 21 di bloccaggio del tallone viene eseguito il secondo "turn-up" per ripiegare le pareti laterali 13 verso l'interno ed attorno alla carcassa 2.

Come illustrato nella figura 14, una volta attivati i dispositivi 21 di bloccaggio del tallone l'organo 24 di presa anulare viene espanso radialmente per rilasciare la carcassa 2 e quindi viene sfilato assialmente dal tamburo 17 di formatura per permettere l'esecuzione del secondo "turn-up". In alternativa, l'organo 24 di presa anulare potrebbe venire espanso radialmente per rilasciare la carcassa 2 e quindi venire sfilato assialmente dal tamburo 17 di formatura dopo il centraggio assiale della carcassa 2 rispetto al tamburo 17 di formatura e prima di attivare i dispositivi 21 di bloccaggio del tallone, oppure dopo l'espansione radiale della sezione 19 centrale del tamburo 17 di formatura e prima del centraggio assiale della carcassa 2 rispetto al tamburo 17 di formatura.

Al termine del secondo "turn-up" illustrato nella figura 14, la costruzione del pneumatico 1 è terminata (ovviamente il pneumatico 1 è ancora verde e quindi deve venire vulcanizzato, ma a questo punto comprende tutte le sue parti). Quindi, il pneumatico 1 viene estratto dal tamburo 17 di formatura utilizzando l'organo 24 di presa anulare e seguendo le modalità descritte in precedenza con riferimento alla figura 7.

Il metodo di metodo di costruzione di un pneumatico sopra descritto permette di realizzare il pneumatico 1 (cioè un pneumatico "envelope" combinato con la modalità "parete laterale sopra battistrada") utilizzando il tamburo 17 di formatura a singola fase che è parte di una macchina costruttrice "unistage".

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo di costruzione di un pneumatico (1) mediante un unico tamburo (17) di formatura provvisto di una sezione (19) centrale e di due sezioni (20) laterali disposte ai lati opposti della sezione (19) centrale; il metodo di costruzione comprende le fasi di: disporre un foglietto (12), una tela di carcassa (3) e due talloni (4) attorno al tamburo (17) di formatura; eseguire un primo "turn-up" per ripiegare la tela di carcassa (3) verso l'interno ed attorno ai talloni (4) in modo da formare una carcassa (2) del pneumatico (1); applicare alla carcassa (2) una cintura di battistrada (8) ed un battistrada (7); e sfilare la carcassa (2) dal tamburo (17) di formatura; il metodo di costruzione è caratterizzato dal fatto di comprendere le ulteriori fasi di: disporre attorno allo stesso tamburo (17) di formatura due pareti laterali (13); disporre nuovamente la carcassa (2) attorno al tamburo (17) di formatura e parzialmente sopra alle pareti laterali (13); ed eseguire un secondo "turn-up" per ripiegare le pareti laterali (13) verso l'interno ed attorno alla carcassa (2).
2. 2) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 1 e comprendente le ulteriori fasi di: espandere radialmente e contemporaneamente contrarre assialmente il tamburo (17) di formatura durante l'esecuzione del primo "turn-up"; e contrarre radialmente e contemporaneamente espandere assialmente il tamburo (17) di formatura dopo avere applicato alla carcassa (2), la cintura di battistrada (8) ed il battistrada (7) e prima di sfilare la carcassa (2) dal tamburo (17) di formatura.
3. 3) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fase di sfilare la carcassa (2) dal tamburo (17) di formatura comprende le ulteriori fasi di: disporre un organo (24) di presa anulare attorno alla carcassa (2) portata dal tamburo (17) di formatura; afferrare la carcassa (2) mediante l'organo (24) di presa anulare contraendo radialmente l'organo (24) di presa anulare stesso attorno alla carcassa (2); e sfilare la carcassa (2) dal tamburo (17) di formatura spostando assialmente l'organo (24) di presa anulare che afferra la carcassa (2).
4. 4) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 3, in cui la fase di disporre nuovamente la carcassa (2) attorno al tamburo (17) di formatura comprende le ulteriori fasi di: disporre la carcassa (2) attorno al tamburo (17) di formatura spostando assialmente l'organo (24) di presa anulare che afferra la carcassa (2); espandere radialmente e contemporaneamente contrarre assialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura per inserire parzialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura all'interno della carcassa (2) ; e liberare la carcassa (2) dall'organo (24) di presa anulare espandendo radialmente l'organo (24) di presa anulare stesso dopo avere inserito parzialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura all'interno della carcassa (2).
5. 5) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 4 e comprendete l'ulteriore fase di espandere radialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura per portare la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura a premere contro i talloni (4) dopo avere inserito parzialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura all'interno della carcassa (2) e prima di eseguire il secondo "turn-up".
6. 6) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 5 e comprendete l'ulteriore fase di liberare la carcassa (2) dall'organo (24) di presa anulare espandendo radialmente l'organo (24) di presa anulare stesso dopo avere espanso radialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura per portare il tamburo (17) di formatura a premere contro i talloni (4).
7. 7) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6 e comprendete l'ulteriore fase di espandere radialmente e nello stesso tempo contrarre assialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura per inserire parzialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura all'interno della carcassa (2) prima di eseguire il secondo "turn-up".
8. 8) Metodo di costruzione secondo la rivendicazione 7 e comprendete l'ulteriore fase di espandere radialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura per portare la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura a premere contro i talloni (4) dopo avere inserito parzialmente la sezione (19) centrale del tamburo (17) di formatura all'interno della carcassa (2) e prima di eseguire il secondo "turn-up".
9. 9) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8 e comprendete l'ulteriore fase di espandere radialmente dei dispositivi (21) di bloccaggio del tallone per bloccare le pareti laterali (13) contro la carcassa (2) in corrispondenza dei talloni (4) prima di eseguire il secondo "turn-up".
10. 10) Metodo di costruzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9 e comprendete l'ulteriore fase di disporre attorno al tamburo (17) di formatura due tele di protezione (16) in corrispondenza dei talloni (4) assieme al foglietto (12), alla tela di carcassa (3) ed ai due talloni (4).