ES2309570T3 - Procedimiento para la fabricacion de componentes elastomericos de neu matico. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un componente elastomérico de neumático que comprende las etapas productivas de: a) preparar un elemento alargado (20) que incluye un material elastomérico reticulable, y b) suministrar dicho elemento alargado (20) sobre un soporte de construcción (18) que se mueve de manera rotativa alrededor de un eje de rotación geométrico del mismo, de manera que el elemento alargado (20) se aplica de manera circunferencial sobre el soporte (18); comprendiendo la etapa de preparación a): a1) alimentar el material elastomérico reticulable a un dispositivo de extrusión (19) que comprende una pluralidad de unidades; a2) extrudir el material elastomérico reticulable mediante dicho dispositivo de extrusión (19) para formar dicho elemento alargado (20); teniendo cada una de dichas unidades una temperatura de trabajo respectiva; teniendo cada una de dichas unidades una respectiva temperatura de no trabajo inferior a dicha temperatura de trabajo; teniendo cada una de dichas unidades una respectiva inercia térmica, estando clasificadas dichas unidades según sus inercias térmicas para tener por lo menos una unidad clasificada superior y por lo menos una unidad clasificada inferior; comprendiendo también dicho procedimiento por lo menos una etapa no productiva de c) someter por lo menos una de las unidades del dispositivo de extrusión (19) a una transición térmica, seleccionada entre calentamiento o enfriamiento, en el que dicha transición térmica se realiza mediante c1) calentar dicha por lo menos una unidad empezando desde la unidad clasificada superior de manera secuencial hasta la unidad clasificada inferior para alcanzar la respectiva temperatura de trabajo; o mediante c2) enfriar dicha por lo menos una unidad empezando desde la unidad que tiene la máxima temperatura de trabajo de manera secuencial hasta la unidad que tiene la mínima temperatura de trabajo para alcanzar la respectiva temperatura de no trabajo.
Description
Procedimiento para la fabricación de componentes
elastoméricos de neumático.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de componentes elastoméricos de neumático y, más
particularmente, componentes de neumático para vehículos a
motor.
Hablando en general, un neumático para vehículos
a motor comprende una estructura de carcasa formada a partir de una
o más telas de carcasa de una forma substancialmente toroidal y que
tienen sus bordes laterales axialmente opuestos en acoplamiento con
respectivos elementos de refuerzo anulares usualmente llamados como
"núcleos de talón", una banda la rodadura hecha de un material
elastomérico en una posición radialmente externa respecto a dicha
estructura de carcasa, una estructura de cintura interpuesta entre
dicha estructura de carcasa y dicha banda la rodadura y un par de
flancos axialmente opuestos sobre dicha estructura de carcasa, cada
uno de los cuales cubre una porción lateral del neumático que se
extiende a radialmente entre una llamada región de resalte de la
banda de rodadura y un llamado talón situado en el respectivo núcleo
de talón.
Debe especificarse aquí que en la presente
descripción y en las reivindicaciones posteriores, el término
"material elastomérico" se utiliza para indicar una composición
que comprende por lo menos un polímero elastomérico y por lo menos
un relleno de refuerzo. Típicamente, esta composición también
comprende a aditivos tales como, por ejemplo, un agente de
vulcanización y/o un plastificante. Gracias a la presencia del
agente de vulcanización, este material se pueden vulcanizar mediante
calentamiento, para formar el producto final.
En el campo de la fabricación de neumáticos, se
ha propuesto formar componentes de neumático elastoméricos colocando
un elemento alargado continuo de un material elastomérico adecuado
sobre un soporte substancialmente cilíndrico o toroidal giratorio
alrededor de su eje de rotación. Éste elemento alargado continuo
tiene generalmente un tamaño reducido comparado con el del
componente final que se ha de obtener y está dispuesto sobre el
soporte giratorio para formar una pluralidad de bobinas consecutivas
dispuestas una al lado de la otra y/o en una relación solapada entre
sí.
Debe especificarse aquí que en la presente
descripción y en las reivindicaciones posteriores, el término
"componente de neumático elastomérico" se utiliza para indicar
todos aquellos componentes del neumático final, o partes de los
mismos, que están constituidos mediante un material
elastomérico.
Ejemplos no limitativos de componentes de
neumático elastoméricos según esta definición son: la banda la
rodadura; los flancos; el llamado revestimiento, es decir, una fina
capa de material elastomérico que, una vez se ha completado la
vulcanización, será estanco al aire para asegurar el mantenimiento
en uso de la presión de hinchado del neumático; el llamado
revestimiento inferior, interpuesto entre el revestimiento que las
telas de carcasa; las inserciones por debajo de la cintura; las
inserciones de relleno de las estructuras de refuerzo anulares; las
inserciones de los flancos de los llamados neumáticos que ruedan
plano; las inserciones resistentes a la abrasión aplicadas de manera
externa cerca de uno de los elementos del talón del neumático; o
partes de cualquiera de estos componentes de ejemplo.
En particular, cuando, por ejemplo, los flancos
y/o la banda de rodadura se realizan en dos o más partes distintas,
cada una hecha de un material elastomérico específico, el término
"componente de neumático elastomérico" indica cada una de las
partes citadas anteriormente de los flancos y/o de la banda la
rodadura.
Las solicitudes de patente internacionales WO
00/35666 y WO 01/36185, a nombre del presente solicitante, describen
que algunos de los componentes del neumático se pueden obtener
suministrando un elemento alargado a partir de un extrusor y
mediante el depósito de una manera adecuada de estos elementos sobre
un cojinete de soporte del neumático en crudo que se fabrica,
girando se dicho soporte alrededor de su propio eje y moviéndose
respecto al extrusor mediante un brazo robotizado para obtener una
deposición transversal del elemento alargado para formar una
pluralidad de bobinas axialmente unidas de manera circunferencial
y/o radialmente superpuestas que producen el componente de
neumático. Los parámetros de orientación y solapado mutuo de dichas
bobinas están controlados de una manera adecuada para controlar el
espesor de cada componente elastomérico del neumático que se
fabrica, basado en un esquema de deposición predeterminado en un
ordenador electrónico.
Se conoce a partir del documento GB 1.048.241
una máquina para colocar una capa de material elastomérico de
espesor variable sobre una carcasa de neumático y que comprende un
cabezal de alimentación para aplicar una cinta de material
elastomérico a la carcasa, medios para ajustar la carcasa en
rotación alrededor de su eje para enrollar una pluralidad de bobinas
sobre la misma cuando la carcasa rota respecto al cabezal de
alimentación, medios para mover el cabezal de alimentación de manera
transversal respecto a la carcasa, desde un lado al otro del plano
medio circunferencial de la carcasa, y medios para variar
automáticamente la cantidad de movimiento transversal para cada
revolución de enrollado para variar el grado de solapado de las
bobinas contiguas y, en consecuencia, el espesor de la capa formada
sobre la carcasa. En una versión apropiada para la fabricación de
neumáticos nuevos, durante la formación de la banda de rodadura, la
carcasa se montan sobre un tambor de construcción y tiene una
conformación cilíndrica recta.
La patente EP 1 211 050 describe un
procedimiento para extrudir un material de caucho de neumático
mediante un sistema de extrusión de desplazamiento positivo que
incluye: tal como se aprecia desde un lado anterior del caucho del
neumático, una unidad de extrusión de tornillo, una unidad de bomba
de engranajes y una unidad de cabezal de extrusión con una boquilla
de extrusión, que están conectados en serie entre sí. Aunque el
caucho del neumático se hace fluida través del sistema de extrusión,
la temperatura del material de caucho se mide y se controla para que
esté dentro de un rango de temperaturas predeterminado.
La patente EP 492 425 describe un sistema de
extrusión y un procedimiento para extrudir bandas de componentes de
caucho que se calientan y se mezclan de manera uniforme en un
extrusor. Un sistema de control regular la velocidad del extrusor
para proporcionar una presión casi constante en el puerto de entrada
de la bomba de engranajes para regular de una manera precisa el
índice de extrusión del compuesto desde el cabezal de extrusión. La
temperatura del compuesto de caucho se mantiene dentro de un rango
de temperatura predeterminado menor de 100ºC. Las temperaturas y las
presiones se dicen que se miden en varias posiciones en el sistema
como entradas para algoritmos que están diseñados para inducir
cambios en la velocidad del mezclador de alimentación durante el
inicio, el cierre y las operaciones de estado estacionario, para
mantener las presiones, los índices de alimentación y las
temperaturas deseadas a lo largo de todo el sistema.
La patente US 6.468.067 describe un aparato de
extrusión de un compuesto de caucho y un procedimiento extrusión de
caucho no vulcanizado. El aparato tiene una longitud de tornillo
reducida, con lo cual se reduce el residuo de material, y el control
de la temperatura se facilita para evitar la prevulcanización del
caucho. El control de la temperatura se dice que se realiza mediante
un procedimiento ordinario.
La solicitud de patente US 2003/0107940 describe
un sistema para suministrar medio elastomérico, consistiendo el
sistema en una bomba de engranajes y un extrusor de tipo tornillo
que, visto en la dirección de suministro del medio de bombeo, está
dispuesto frente a la bomba de engranajes y que consiste en un
tornillo y en una cubierta de tornillo. Según la invención, la
cubierta de tornillo tiene por lo menos una parte cónica, y el
tornillo tiene por lo menos un estrechamiento en el área de la parte
cónica. Además, para la alimentación controlada de energía en el
medio de bombeo, el tornillo (11) es axialmente desplazable en la
cubierta del tornillo (12).
La patente US 4.649.262 describe un dispositivo
de cilindro de calentamiento para una máquina de moldeado que
incluye un elemento de cilindro a lo largo de de la dirección axial
del cual y dentro de la cual se definen varias zonas de
calentamiento para el material que se debe moldear, estando provista
cada una de las zonas de calentamiento de un calentador, en el que
las capacidades de calentamiento y las conductividades térmicas al
exterior de las zonas de calentamiento están dispuestas manera
adecuada para corresponder con las temperaturas y los rendimientos
operativos requeridos para las zonas de calentamiento.
La patente US 3.866.669 describe un extrusor que
tiene un barril y un aparato para mantener el barril del extrusor a
una temperatura constante que incluye una carcasa que rodea el
barril. El aparato de control de la temperatura incluye una primera
sonda de temperatura que se extiende a través de la carcasa y que
tiene una punta sensible a la temperatura incrustada en el barril
del extrusor para detectar la temperatura del barril. Una segunda
sonda se extiende en la carcasa para detectar la temperatura de la
carcasa. La mayoría de las unidades de control tienen un "punto de
ajuste" ajustable o un valor predeterminado con el cual las
corrientes promedio se comparan. Si las corrientes promedio están
por encima del "punto de ajuste", se activará la válvula y si
las corrientes promedio están por debajo del "punto de ajuste",
el elemento de calentamiento se desactivará.
La solicitud de patente japonesa número
1-267022 describe la simulación de un sistema de
temperatura de múltiples zonas realizado para calcular y almacenar
los tiempos de inicio separados de elevación de la temperatura de
las respectivas zonas para hacer que las temperaturas de toda las
zonas lleguen simultáneamente a la temperatura determinada.
La solicitud de patente japonesa número
5-237892 describe un procedimiento para controlar
con alta precisión la temperatura de unos cilindros de calentamiento
aumentando el área de calor efectiva de unos medios de calentamiento
y suprimiendo el efecto térmico en unas partes de alta y baja
capacidad térmica adyacentes entre sí.
La patente US 3.854.034 describe un
procedimiento y un aparato para establecer y controlar unos sistemas
térmicos, en los que unos medios de detección pueden anticipar o
registrar las condiciones de temperatura en otros puntos, tal como
el trabajo con las cargas y en los que los medios de calentamiento
controlados están relacionados con la capacidad térmica del
sistema.
El solicitante ha observado que los
procedimientos y los aparatos de la técnica anterior para la
fabricación de componentes elastoméricos de neumático tienen algunos
inconvenientes.
En particular, el proceso industrial puede
implicar transiciones entre etapas productivas y no productivas y
viceversa. En otras palabras, la producción se puede interrumpir por
varias razones, por ejemplo, problemas o solicitudes específicas
desde una estación posterior de la planta de fabricación, o un fallo
de una parte del extrusor.
Uno de los problemas encarados cuando se
extruden componentes elastoméricos de neumático incluyendo un
material elastomérico reticulable está relacionado con el control de
la temperatura del extrusor. Un calentamiento excesivo y/o
inadecuadamente prolongado puede provocar la vulcanización
prematura, conocida de otra manera como "prevulcanización", del
material elastomérico reticulable. Por otro lado, se ha de mantener
una temperatura tal como para proporcionarle al material
elastomérico una fluidez adecuada para la capacidad de trabajo.
El solicitante ha experimentado la necesidad de
controlar de una manera oportuna y eficiente la temperatura de las
diferentes partes de un dispositivo de extrusión durante estas
transiciones, teniendo en cuenta, por ejemplo, los siguientes
aspectos:
- el dispositivo de extrusión comprende unidades
que difieren en términos de masa, inercia térmica y temperatura de
trabajo;
- el vaciado del dispositivo de extrusión
mediante la descarga total del material elastomérico durante la
pausa no solamente es cara y consume tiempo, sino que también es
difícil de conseguir, y residuos de material pueden permanecer en el
interior del dispositivo de extrusión durante un largo período de
tiempo y, en consecuencia, altera la calidad de los componentes
extrudidos posteriores;
- el material que se ha de trabajar es sensible
al calor.
En los contextos de producción de la fabricación
de componentes elastoméricos de neumático, a la cual se dirige la
presente invención, el solicitante sea dado cuenta del hecho de que
los procedimientos tradicionales, en los cuales dicha etapa no
productiva dura un período de tiempo prolongado durante la cual el
material elastomérico permanece altas temperaturas, tienden a
producir un material que está sometido a la vulcanización prematura
no deseada citada anteriormente (fenómeno "de
prevulcanización"), generando un material elastomérico de baja
calidad, que no tiene las propiedades físicas y mecánicas
requeridas.
Además, debido a dichas diferentes
características de cada una de las unidades del dispositivo de
extrusión, el solicitante también experimentado que, durante dichas
etapas no productivas, era difícil dirigir la transición de cada
unidad desde una temperatura de no trabajo a una temperatura de
trabajo o viceversa, tal como se describe aquí posteriormente,
evitando el fenómeno de prevulcanización y obteniendo al mismo
tiempo los mejores resultados en términos de consumo de tiempo y de
energía.
Al tratar con los problemas descritos
anteriormente, es el objeto de la presente invención conseguir
mejoras substanciales en términos de flexibilidad de la producción y
calidad del producto mediante la fabricación de un componente
elastomérico de neumático mediante un procedimiento que controla de
una manera específica las transiciones térmicas desde y a dichas
etapas no productivas.
Este objeto se consigue según la presente
invención mediante un procedimiento para la fabricación de un
componente elastomérico de neumático que comprende las etapas
productivas de:
a) preparar un elemento alargado que incluye un
material elastomérico reticulable, y
b) suministrar dicho elemento alargado sobre un
soporte de construcción que se mueve de manera rotativa alrededor de
un eje de rotación geométrico del mismo, de manera que el elemento
alargado se aplica de manera circunferencial sobre el soporte;
comprendiendo la etapa de preparación a):
a1) alimentar el material elastomérico
reticulable a un dispositivo de extrusión que comprende una
pluralidad de unidades;
a2) extrudir el material elastomérico
reticulable mediante dicho dispositivo de extrusión para formar
dicho elemento alargado;
teniendo cada una de dichas unidades una
temperatura de trabajo respectiva;
teniendo cada una de dichas unidades una
respectiva temperatura de no trabajo inferior a dicha temperatura de
trabajo;
teniendo cada una de dichas unidades una
respectiva inercia térmica, estando clasificadas dichas unidades
según sus inercias térmicas para tener por lo menos una unidad
clasificada superior y por lo menos una unidad clasificada
inferior;
comprendiendo también dicho procedimiento por lo
menos una etapa no productiva de
c) someter por lo menos una de las unidades del
dispositivo de extrusión a una transición térmica, seleccionada
entre calentamiento o enfriamiento,
en el que dicha transición térmica se realiza
mediante
c1) calentar dicha por lo menos una unidad
empezando desde la unidad clasificada superior de manera secuencial
hasta la unidad clasificada inferior para alcanzar la respectiva
temperatura de trabajo; o mediante
c2) enfriar dicha por lo menos una unidad
empezando desde la unidad que tiene la máxima temperatura de trabajo
de manera secuencial hasta la unidad que tiene la mínima temperatura
de trabajo para alcanzar la respectiva temperatura de no
trabajo.
Realizaciones particulares de la invención son
el objeto de las reivindicaciones dependientes. La inercia térmica
(I) se define aquí como la tendencia de un material a resistir los
cambios en la temperatura y se pueden expresar como sigue:
I =
(k\rhoc)^{1/2}
En el que k es la conductividad térmica, \rho
es la densidad en volumen del material; y c es la capacidad térmica
específica por unidad de masa, es decir,
J/cm^{2}\cdotseg^{1/2}\cdotºC (Joule por centímetro cuadrado
por raíz cuadrada de segundo por centígrado).
La temperatura de trabajo de las unidades del
dispositivo de extrusión se define aquí como la temperatura en la
cual cada unidad del dispositivo de extrusión se mantiene durante
las operaciones de extrusión del procedimiento para la fabricación
del material elastomérico termovulcanizable; eso significa que, a
valores de temperatura menores que dicha temperatura de trabajo, el
proceso de extrusión está en la etapa no productiva.
La temperatura no de trabajo de las unidades del
dispositivo de extrusión se define aquí como una temperatura menor
que la temperatura de trabajo y que permite evitar el fenómeno de
prevulcanización del material elastomérico reticulable que residen
la unidad durante un período de tiempo de estancia predeterminado.
Dicha temperatura no de trabajo puede por responder a la temperatura
ambiente en el caso de una avería del dispositivo de extrusión.
Dicha temperatura de no trabajo puede corresponder también a una
temperatura mayor que la temperatura ambiente durante una etapa no
productiva del proceso en la cual el dispositivo de extrusión está
en pausa tal como, por ejemplo, en el caso de una emergencia.
El tiempo de estancia para cada unidad, tal como
se define aquí, es el tiempo que una porción del material
elastomérico pasa en cada unidad. Por otro lado, el tiempo de
prevulcanización se define aquí como que el margen de tiempo de
seguridad que un compuesto de caucho se puede trabajar a una
temperatura dada antes de que empiece la vulcanización. El tiempo de
prevulcanización se puede medir con un reómetro de disco oscilatorio
(ODR) según el estándar ASTM D 4084-95 diesel tiempo
necesario para aumentar el valor de torsión de las dos unidades (TS2
o prevulcanización Mooney).
El proceso de fabricación de un componente
elastomérico de la presente invención comprende por lo menos una
etapa no productiva, definiéndose aquí como una etapa en la cual el
procedimiento de fabricación está en pausa, es decir, el material
polimérico no se suministra/avanza a través del dispositivo de
extrusión. Ejemplos de etapas no productivas son el inicio del
dispositivo de extrusión, emergencias y pausas.
Según la invención, dicha por lo menos una etapa
no productiva de someter las unidades del dispositivo de extrusión a
una transición térmica seleccionada de calentamiento o enfriamiento
se realiza mediante:
- calentar dicha por lo menos una unidad inicial
desde la unidad marcada con el número superior de manera secuencial
con la unidad marcada con el número inferior para conseguir la
respectiva temperatura de trabajo; o mediante
- enfriar dicha por lo menos una unidad
empezando desde la unidad que tiene la máxima temperatura de trabajo
secuencialmente hasta la unidad que tiene la mínima temperatura de
trabajo para alcanzar la respectiva temperatura de no trabajo.
"Secuencialmente" significa que una unidad
se puede ver implicada en la transición térmica cuando la unidad
implicada previamente está todavía bajo transición térmica.
Durante dicha etapa no productiva, permitiendo
el enfriamiento de las unidades, debido a las altas temperaturas
presentes en dichas unidades del dispositivo de extrusión, y debido
al hecho de que dicho dispositivo de extrusión se ha detenido,
atrapando así en su interior una cierta cantidad de material
elastomérico, existe el riesgo de que este último puede sufrir un
fenómeno de prevulcanización cuando se sobrepasa un valor de límite
crítico del tiempo de estancia.
Si estos fenómenos se producen, se podría
generar un componente elastomérico de neumático de baja calidad sin
las propiedades físicas y mecánicas requeridas. Además, una
vulcanización previa del material elastomérico implicaría la
necesidad de retirar todas las trazas de material prevulcanizado del
equipo de extrusión antes de empezar un nuevo ciclo de producción,
consumiendo tiempo esta retirada y en algunos casos no se puede
conseguir completamente.
\newpage
El solicitante ha encontrado de manera
sorprendente que el procedimiento de la presente invención permite
reducir substancialmente el riesgo del fenómeno de prevulcanización,
debido al hecho de que dicho material elastomérico reticulable
permanece en por lo menos una de las unidades del dispositivo de
extrusión durante periodos de tiempo controlados limitados y/o a una
temperatura controlada.
También según la presente invención, el
solicitante encontrado que es posible superar las restricciones de
los procedimientos de la técnica conocida en términos de consumo de
tiempo y de energía durante las transiciones térmicas de
enfriamiento citadas anteriormente gracias al hecho de que es
posible mantener la mayoría de las unidades que tienen las
temperaturas de trabajo menores en sus respectivas temperaturas de
trabajo, mientras que solamente aquellas que tienen una temperatura
de trabajo mayor (con un riesgo mayor de prevulcanización) se
enfrían a sus temperaturas de no trabajo.
Dicho elemento alargado que incluye un material
elastomérico reticulable utilizado en el procedimiento de la
presente invención tiene preferiblemente una sección transversal
aplanada, tal como por ejemplo rectangular, elíptica o lenticular,
que es muy reducida comparada con la sección transversal del
componente elastomérico que se desea hacer. A modo de ejemplo no
limitativo, dicho elemento alargado puede tener una anchura incluida
entre 3 mm y 15 mm, y un espesor incluido en el intervalo entre 0,5
mm y 2 mm.
El elemento alargado utilizado en el
procedimiento de la presente invención se puede suministrar sobre un
soporte de construcción rotativo que se mueve alrededor de un eje de
rotación geométrico del mismo, de manera que el elemento alargado se
aplica de manera circunferencial sobre el soporte.
Preferiblemente, el soporte de construcción
tiene una superficie externa que coincide substancialmente con la
forma de la configuración interna del neumático que se ha de formar.
Más preferiblemente, dicho soporte de construcción es un soporte
toroidal substancialmente rígido. En una realización alternativa, se
soporte de construcción puede tener una superficie externa
substancialmente cilíndrica.
El dispositivo de extrusión utilizado en el
procedimiento de la presente invención está generalmente colocado
cerca del soporte de construcción para facilitar las operaciones de
suministro del elemento alargado sobre el propio soporte de
construcción.
El dispositivo de extrusión utilizado en el
procedimiento de la presente invención puede ser un extrusor
convencional o un equipo de inyección y comprende una pluralidad de
unidades.
Preferiblemente, dichas unidades incluyen: por
lo menos un alojamiento, por lo menos un elemento para mover el
material elastomérico en el interior de dicho alojamiento y por lo
menos una matriz de conformación.
Preferiblemente, dicho por lo menos un elemento
para mover el material elastomérico se seleccionan entre el grupo
que consiste en un tornillo montado de manera rotativa en dicho por
lo menos un alojamiento y un pistón montado de manera deslizante en
dicho por lo menos un alojamiento.
Preferiblemente, el dispositivo de extrusión
también incluye por lo menos una boquilla. Más en particular, dicho
dispositivo de extrusión está preferiblemente provisto de una
llamada "matriz" de salida para conformar el material
elastomérico que se trabaja en un orificio convenientemente
conformado y dimensionado dependiendo de las características
geométricas y dimensionales que se han de dar al propio
producto.
Preferiblemente, el dispositivo de extrusión
también incluye una bomba de engranajes asociada de manera operativa
con dicho elemento para mover el material elastomérico para realizar
un dispositivo de extrusión de desplazamiento positivo. La bomba de
engranajes aumenta la presión del material elastomérico hasta
llevarla a valores incluidos en el intervalo comprendido entre
aproximadamente 200 y 650 bars, preferiblemente a aproximadamente
400 bars, extrudiéndose finalmente dicho material elastomérico a
través de dicha matriz.
El tornillo de extrusión y la bomba de
engranajes están cada una preferiblemente accionadas mediante
diferentes unidades de energía, aunque dichas unidades de energía
también se pueden reemplazar mediante una única unidad de
energía.
Preferiblemente, dicho por lo menos un
alojamiento del dispositivo de extrusión tiene una temperatura de
trabajo comprendida en el intervalo entre 50ºC y 120ºC, más
preferiblemente entre 70ºC y 90ºC.
Preferiblemente, dicho por lo menos un elemento
del dispositivo de extrusión para mover el material elastomérico
tiene una temperatura de trabajo comprendida en el intervalo entre
20ºC y 120ºC, preferiblemente entre 60ºC y 100ºC.
Preferiblemente, dicho por lo menos una matriz
de conformación del dispositivo de extrusión tiene una temperatura
de trabajo comprendida entre 80ºC y 130ºC, más preferiblemente entre
90ºC y 120ºC.
Preferiblemente, dicha por lo menos una boquilla
del dispositivo de extrusión tiene una temperatura de trabajo
comprendida entre 70ºC y 120ºC, más preferiblemente entre 80ºC y
120ºC.
Preferiblemente, dichas por lo menos una bomba
de engranajes del dispositivo de extrusión tiene una temperatura de
trabajo comprendida entre 70ºC y 120ºC, más preferiblemente entre
80ºC y 110ºC.
Los intervalos de temperatura preferidos citados
anteriormente están relacionados con los niveles de viscosidad de
los compuestos promedio y las condiciones de prevulcanización. La
optimización del nivel de temperatura provocará una maximización de
la fluidez de los compuestos (una temperatura más alta significa una
menor presión de extrusión) minimizando el riesgo de
prevulcanización (una menor temperatura significa menos tendencia de
prevulcanización). Los intervalos de temperatura indicados abarcan
la viscosidad y las condiciones de prevulcanización utilizadas en
los compuestos de neumático.
Para los propósitos de la presente descripción y
de las reivindicaciones adjuntas, excepto que se indique lo
contrario, todos los valores numéricos que expresan parámetros tales
como cantidades, temperaturas, porcentajes, etc., deben entenderse
como modificadas en todos los casos mediante el término
"aproximadamente". Además, todo los intervalos incluyen
cualquier combinación de los puntos máximos y mínimos descritos se
incluyen cualesquiera intervalos intermedios en los mismos, que se
pueden o no enumerar específicamente aquí.
En una realización preferida, el procedimiento
de la presente invención también comprende la etapa de:
d) comprobar en tiempo real la temperatura real,
la temperatura de trabajo, la temperatura de no trabajo y la
diferencia entre dicha temperatura real y la temperatura de trabajo
de cada una de las unidades del dispositivo de extrusión.
Preferiblemente, dicha etapa de comprobación se
realiza mediante un sistema de control de temperatura conectado de
manera operativa con el dispositivo de extrusión.
Todavía más preferiblemente, el sistema de
control de temperatura comprende por lo menos un sensor sobre un
cuerpo de cada unidad.
En una realización preferida, el sistema de
control de temperatura está provisto de canales en los que circula
un fluido de intercambio térmico. Más preferiblemente, dicho fluido
de intercambio térmico se selecciona entre agua o aceite
presurizado.
Preferiblemente, dicho fluido intercambio
térmico tiene una presión máxima comprendida entre 6 y 9 bar, y más
preferiblemente de 7 bar.
En el procedimiento de la presente invención,
dicho material elastomérico reticulable tiene un tiempo de estancia
que es igual o inferior al tiempo de prevulcanización, en cada
unidad.
Preferiblemente, dicho material elastomérico
reticulable tiene un tiempo de estancia, en cada unidad, que varía
entre el 20% y el 99% del tiempo de prevulcanización de dicho
material elastomérico reticulable a la temperatura real de la
unidad.
Más preferiblemente, dicho material elastomérico
reticulable tiene un tiempo de estancia, en cada unidad, que varía
entre el 20% y el 50% del tiempo de prevulcanización de dicho
material elastomérico reticulable a la temperatura real de la
unidad.
Para realizar el procedimiento de la invención,
cada una de las unidades del dispositivo de extrusión se clasifica
según su dinastía térmica para tener por lo menos una unidad
clasificada superior y por lo menos una unidad clasificada inferior;
además, todas las unidades clasificadas intermedias entre dicha
unidad clasificada superior y dicha unidad clasificada inferior
están también preferiblemente clasificadas en un orden
descendente.
Según una realización preferida del
procedimiento de la presente invención, la unidad clasificada
superior es el alojamiento, mientras que la unidad clasificada
inferior es la matriz de conformación.
Más preferiblemente, dichas unidades, como están
clasificadas en orden descendente desde la unidad clasificada
superior a la unidad clasificada inferior según su inercia térmica,
son: dicho por lo menos un alojamiento, dicho por lo menos un
elemento para mover el material elastomérico dentro de dicho por lo
menos un alojamiento, dicho por lo menos una bomba de engranajes y
dicha por lo menos una matriz de conformación.
Según un primer aspecto de la invención, todas
las unidades del dispositivo de extrusión o algunas de las mismas
están sometidas a una transición térmica que se realiza mediante el
calentamiento secuencial de dichas unidades empezando desde la
unidad clasificada superior hasta la unidad clasificada inferior
para alcanzar las respectivas temperaturas de trabajo.
Así, por ejemplo, durante una etapa no
productiva del procedimiento que comprende las operaciones de inicio
del dispositivo de extrusión, todas las unidades se calientan
elevando la temperatura de cada unidad desde una temperatura de no
trabajo predeterminada hasta una temperatura de trabajo.
Preferiblemente, dicho por lo menos un
alojamiento del dispositivo de extrusión está en la primera unidad
para someterse a dicha transición térmica de calentamiento durante
dicha etapa de inicio no productiva, siendo dicho alojamiento la
unidad clasificada superior, mientras que las otras unidades se
calientan en secuencias según sus diferentes inercias térmicas,
siendo la matriz de conformación clasificada inferior la última
unidad que se somete a la transición térmica de calentamiento.
Como cada una de las unidades necesita un tiempo
diferente para pasar desde su temperatura de no trabajo a su
temperatura de trabajo teniendo en cuenta su inercia térmica
específica, la etapa de calentamiento de las diferentes unidades
empieza preferiblemente en momentos diferentes durante una etapa no
productiva dada, de manera que el calentamiento de las unidades dura
diferentes periodos de tiempo.
Preferiblemente, el tiempo de calentamiento de
cada una de dicha pluralidad de unidades difiere del tiempo de
calentamiento del resto de las unidades de dicha pluralidad en una
cantidad que es menor o igual a 60 minutos, más preferiblemente,
inferior o igual a 30 minutos.
Preferiblemente, el calentamiento de cada unidad
predeterminado diferente de dicha unidad clasificada superior
empieza cuando la temperatura real de la unidad anterior de
clasificación mayor alcanza un valor que está comprendido entre 20ºC
y 30ºC menor que la temperatura de trabajo de dicha unidad anterior;
más preferiblemente, entre 10ºC y 20ºC menor que la temperatura de
trabajo de dicha unidad anterior.
Todavía más preferiblemente, la etapa de
calentamiento de dicha pluralidad de unidades se realiza de manera
que las unidades alcanzan su respectiva temperatura de trabajo en
menos de 10 minutos, más preferiblemente de una manera
substancialmente simultánea.
Dentro del marco de la presente descripción y de
las reivindicaciones adjuntas, la expresión: de una manera
substancialmente simultánea se utiliza para indicar que todas las
unidades alcanzan sus respectivas temperaturas de trabajo al mismo
tiempo o que el período de tiempo que pasa entre que la primera
unidad haya alcanzado su respectiva temperatura de trabajo y que la
última unidad hay alcanzado su respectiva temperatura de trabajo es
menor que un valor predefinido, tal como, por ejemplo, menor a 5
minutos, preferiblemente inferior a 3 minutos.
Según un segundo aspecto de la invención, todas
las unidades del dispositivo de extrusión o algunas de las mismas se
someten a una transición térmica que se realiza mediante el
enfriamiento secuencial de dichas unidades.
Preferiblemente, este enfriamiento secuencial se
controla mediante la activación de un temporizador que se inicia
para cada una de las unidades del dispositivo de extrusión desde el
momento en el cual el dispositivo de extrusión se ha detenido para
empezar dicha transición térmica de enfriamiento. Al activarse dicho
temporizador, es posible comprobar que el tiempo de estancia del
material elastomérico, en cada unidad, es siempre igual o inferior
al tiempo de prevulcanización, medido mediante prevulcanización
Mooney tal como se indicado anteriormente.
Como cada una de las unidades necesita un tiempo
diferente para pasar desde su temperatura de trabajo a su
temperatura de no trabajo teniendo en cuenta su tiempo de estancia
específico, la etapa de enfriamiento de las diferentes unidades
empieza preferiblemente en momentos diferentes durante una etapa no
productiva dada, de manera que el enfriamiento de las unidades dura
diferentes periodos de tiempo.
Así, por ejemplo, durante una etapa no
productiva del procedimiento debido a una emergencia o a una pausa,
todas o algunas de las unidades del dispositivo de extrusión se
enfrían secuencialmente bajando en primer lugar la temperatura de la
unidad que tiene la máxima temperatura de trabajo desde su
temperatura de trabajo predeterminada a su temperatura de no
trabajo. A continuación, el enfriamiento de una unidad
predeterminado diferente de dicha unidad que tiene la máxima
temperatura de trabajo empieza cuando el tiempo de estancia del
material elastomérico, en dicha unidad, alcanza un valor de límite
comprendido entre el 20% y el 99% del tiempo de prevulcanización del
material elastomérico a dicha temperatura de trabajo máxima.
Preferiblemente, dicha por lo menos una matriz
de conformación del dispositivo de extrusión es la primera unidad
que se enfría durante dichas etapas no productivas, siendo la matriz
de conformación la unidad que tiene la máxima temperatura de
trabajo, mientras que las otras unidades se enfrían en secuencias
según el diferente tiempo de estancia del material elastomérico en
cada una de dichas unidades.
Más preferiblemente, durante dicha etapa no
productiva de enfriamiento, dichas unidades, clasificadas en orden
descendente desde la unidad que tiene en la máxima temperatura de
trabajo hasta la unidad que tiene la mínima temperatura de trabajo,
son: dicho por lo menos una matriz de conformación, dicha por lo
menos una bomba de engranajes, dicho por lo menos un elemento para
mover el material elastomérico en el interior de dicho por lo menos
un alojamiento, y dicho por lo menos un alojamiento.
En una realización preferida, durante dichas
etapas no productivas de emergencia y pausa, la temperatura de no
trabajo de dicha unidad que tiene la máxima temperatura del trabajo
se ajusta dentro del intervalo comprendido entre 50ºC y 80ºC,
preferiblemente entre 60ºC y 70ºC.
\newpage
Según otra realización preferida, la presente
invención también comprende las etapas de:
e) enfriar dicha unidad que tiene la máxima
temperatura de trabajo a su temperatura de no trabajo;
f) mantener todas las unidades restantes en sus
respectivas temperaturas de trabajo durante un período de tiempo
comprendido entre 10 y 40 minutos, más preferiblemente de 20
minutos, antes de enfriar de manera secuencial dichas unidades
restantes.
Después de ese período de tiempo, puede
producirse un proceso de prevulcanización en dicha unidad implicada.
Eso significa que, si dichas emergencias y pausas duraran durante un
período de tiempo prolongado, por ejemplo de más de
20-40 minutos, las temperaturas de todas las
unidades restantes disminuyen desde su temperatura de trabajo a su
temperatura de no trabajo.
Mas ventajosamente, el procedimiento de la
presente invención permite controlar de una manera adecuada
cualquier etapa temporal no productiva realizada después de una
etapa productiva que permite la extrusión del material elastomérico,
ya que las temperaturas de las diferentes unidades del dispositivo
de extrusión se bajan para evitar cualquier fenómeno de
prevulcanización del material elastomérico que permanece
estacionario en el dispositivo de extrusión.
Mas ventajosamente, este control de temperatura
se realiza enfriando en secuencia las unidades tal como sea
necesario, ahorrando así energía reduciendo el tiempo de
calentamiento una vez finalizada pausa y la(s)
unidad(es) enfriada(s) del dispositivo de extrusión se
ha(n) de calentar otra vez para alcanzar su temperatura de
trabajo.
En una realización preferida del procedimiento,
este calentamiento se puede erradicar según los procedimientos
descritos anteriormente.
El solicitante ha encontrado sorprendentemente
que el procedimiento de la presente invención permite reducir el
riesgo del fenómeno de prevulcanización, que se observa en etapas
similares no productivas en procedimientos de extrusión conocidos en
la técnica, que se puede producir durante el inicio del
procedimiento y durante las causas del mismo. Éste efecto técnico se
ha conseguido no soportando las diferentes restricciones en términos
de inercia térmica, tiempo de estancia y consumo de energía que
afectan al equipo de fabricación disponible actualmente.
Otras características y ventajas serán más
evidentes a partir de la descripción detallada de una realización
preferida, pero no exclusiva, de un procedimiento y un aparato para
el montaje de neumáticos para ruedas de vehículos, según la presente
invención.
Esta descripción se realizará a continuación con
referencia a los dibujos adjuntos, dados a modo de ejemplo no
limitativos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de una estación de trabajo robotizada para la
fabricación de un componente elastomérico de neumático sobre un
soporte toroidal substancialmente rígido según una realización
preferida de la presente invención;
- la figura 2 es una vista esquemática de un
dispositivo de extrusión utilizado en el procedimiento de la
presente invención;
- la figura 3 es un diagrama que muestra la
secuencia de calentamiento durante una etapa de inicio no productiva
según el procedimiento de la presente invención;
- la figura 4 es un diagrama que muestra la
secuencia de enfriamiento durante una etapa temporal no productiva
según el procedimiento de la presente invención.
Con referencia a la figura 1, una estación de
trabajo robotizada diseñada para la fabricación de un componente
elastomérico de neumático, por ejemplo su banda de rodadura, que
está indicada en general mediante la referencia numérica 1.
La estación de trabajo 1 está asociada con una
planta de fabricación convencional para la producción de neumáticos,
o para realizar parte de las operaciones de trabajo previstas en el
ciclo de producción de los propios neumáticos, planta que por otro
lado no se muestra por ser conocida por sí misma.
La estación de trabajo 1 comprende un brazo
robotizado conocido por sí mismo, indicado en general mediante la
referencia numérica 30 y preferiblemente de tipo antropomórfico con
siete ejes, diseñada para colocar un soporte toroidal 18 que soporta
una estructura de carcasa de neumático, una estructura de refuerzo
anular y una estructura de cintura construida previamente de una
manera conocida cerca de una posición de suministro de un elemento
alargado continuo 20, hecho de un material elastomérico adecuado que
tiene un tamaño adecuado en sección transversal, suministrado
mediante un dispositivo de extrusión indicado en general mediante la
referencia numérica 19. El material elastomérico se suministra así
al dispositivo de extrusión 19 que se ha de extrudir para formar
dicho elemento alargado 20.
Preferiblemente, en soporte toroidal 18 está
provisto de una superficie externa 18a que está substancialmente
conformada en la forma de la configuración interna del neumático que
se ha de formar.
La figura 2 muestra esquemáticamente un
dispositivo de extrusión 19 preferido utilizado en la realización
del procedimiento de la presente invención.
El dispositivo de extrusión 19 comprende
preferiblemente cuatro unidades diferentes: una unidad de
alojamiento 191, una unidad de tornillo 192 montado de manera
rotativa en el alojamiento 191, una unidad de bomba de engranajes
193 y una unidad de matriz de conformación 194.
Cada una de dichas unidades se caracteriza por
una masa específica M y con una temperatura de trabajo específica T.
Así, el tiempo de calentamiento de cada unidad difiere del tiempo de
las otras unidades.
Con referencia a las figuras 2 a 4, se
describirá ahora una primera realización preferida de un
procedimiento para la fabricación de un componente elastomérico de
neumático según la presente invención.
En una primera etapa no productiva, las unidades
191-194 el dispositivo de extrusión 19 se someten a
una transición térmica calentando de manera secuencial las mismas
empezando desde la unidad clasificada superior hasta la unidad
clasificada inferior para alcanzar las respectivas temperaturas de
trabajo.
En la realización preferida representada, la
unidad clasificada superior es la unidad de alojamiento 191, que
tiene una masa M1 y una temperatura de trabajo T1. Así, la unidad de
alojamiento 191 es la primera unidad que se activa en la etapa de
calentamiento, debido al hecho de que es la unidad que necesita el
mayor tiempo de calentamiento para alcanzar su temperatura de
trabajo T1, que es por ejemplo igual a 70-90ºC,
preferiblemente de aproximadamente 85ºC.
Según una realización preferida del
procedimiento de la invención, la unidad del dispositivo de
extrusión 19 que tiene una clasificación inmediatamente inferior, en
este caso constituida por la unidad de tornillo 192,se calienta
solamente cuando la temperatura real de la unidad de alojamiento 191
está próxima a alcanzar la temperatura de trabajo T1 de la unidad de
alojamiento 191.
En un ejemplo, la unidad de tornillo 192 puede
calentarse convenientemente cuando la temperatura real de la unidad
de alojamiento 191 de clasificación mayor esta aproximadamente a
20ºC por debajo de su temperatura de trabajo T1.
De una manera similar, la unidad de la bomba de
engranajes 193 se calienta solamente cuando la temperatura real de
la unidad de tornillo 192 está a punto de alcanzar su temperatura de
trabajo T2, que es por ejemplo igual a aproximadamente 75ºC,
mientras que la unidad de matriz de conformación 194 se calienta
solamente cuando la temperatura real de la unidad de bomba de
engranajes 193 está a punto de alcanzar su temperatura de trabajo
T3, que es por ejemplo igual a aproximadamente 95ºC.
En este ejemplo, la temperatura de trabajo T4 de
la unidad de matriz de conformación 194 puede ser de
aproximadamente 100ºC.
En un ejemplo, la unidad de bomba de engranajes
193 puede calentarse convenientemente cuando la temperatura real de
la unidad de tornillo 192 de clasificación más alta es
aproximadamente 30ºC menor que su temperatura de trabajo T2,
mientras que la unidad de matriz de conformación 194 se puede
calentar convenientemente cuando la temperatura real de la unidad de
bomba de engranajes 193 de clasificación superior es aproximadamente
30ºC menor que su temperatura de trabajo T3.
De esta manera, las cuatro unidades
191-194 del dispositivo de extrusión 19 pueden
alcanzar ventajosamente sus respectivas temperaturas de trabajo T1,
T2, T3 y T4 aproximadamente al mismo tiempo, permitiendo que cada
unidad permanezca el mínimo tiempo posible en su respectiva
temperatura de trabajo antes de que se pueda extrudir el material
elastomérico contenido en el dispositivo de extrusión 19, reduciendo
así substancialmente el riesgo de que se produzcan problemas de
prevulcanización.
Una vez el dispositivo de extrusión 19 y la
operación de extrusión relacionada realizado mediante el mismo
alcanzan sus condiciones de estado estacionario, la extrusión del
material elastomérico en forma del elemento alargado continuo 20
puede realizarse para formar el componente elastomérico deseado del
neumático sobre las estructuras del neumático ya formadas sobre el
soporte toroidal 18.
Más particularmente, el elemento alargado 20 se
suministra sobre el soporte toroidal de construcción 18 moviéndose
de manera rotativa alrededor de un eje de rotación geométrico del
mismo, de manera que el elemento alargado 20 puede aplicarse
circunferencialmente sobre el soporte toroidal 18.
En la realización preferida representada, el
movimiento de rotación del soporte toroidal 18 para la distribución
circunferencial sobre el mismo del elemento alargado 20 se realiza
mediante el brazo robotizado 30, que mueve convenientemente el
soporta de construcción 18 frente al dispositivo de extrusión
19.
Durante el procedimiento de fabricación y si se
produjera cualquier situación a lo largo de la línea de producción
antes o después del dispositivo de extrusión 19 que pudiera activar
cualquier pausa intencionada o accidental del mismo, la invención
proporciona que se active una secuencia de tratamiento para evitar
el riesgo de que se pudieran producir fenómenos de prevulcanización
del material elastomérico.
Por ejemplo, una pausa del procedimiento de
extrusión podría producirse debido a un bloqueo de la alimentación
del material elastomérico o a una operación de trabajo de
mantenimiento.
En este caso, el procedimiento de fabricación de
la invención comprende una etapa no productiva en la cual las
unidades 191-194 del dispositivo de extrusión 19 se
someten a una transición térmica mediante el enfriamiento de manera
secuencial de las mismas empezando desde la unidad que tiene la
máxima temperatura de trabajo hasta la unidad que tienen la mínima
temperatura de trabajo hasta alcanzar la respectiva temperatura de
no trabajo.
Según una realización preferida del
procedimiento de la invención y tal como se muestra en la figura 4,
se inicia entonces un temporizador para cada una de las cuatro
unidades 191-194 desde el momento en el cual el
dispositivo de extrusión se ha detenido, para comprobar, en cada
unidad, que el tiempo de estancia el material elastomérico que
siempre igual o menor al tiempo de prevulcanización, medido mediante
prevulcanización Mooney tal como se ha indicado anteriormente.
El tiempo de estancia de la unidad que tiene la
máxima temperatura de trabajo, en este caso constituida mediante la
unidad de matriz de conformación 194, se ajusta normalmente en un
valor substancialmente equivalente a aproximadamente el 50% del
tiempo de prevulcanización medido a la temperatura de trabajo de la
misma unidad 194, mientras que el tiempo de estancia de cada una de
las unidades restantes 192-194 tiene normalmente
mayores valores que dicho valor del tiempo de estancia de la unidad
194, debido al hecho de que las temperaturas en cada una de dichas
unidades son inferiores a la temperatura en la unidad 194.
Al final del tiempo de estancia máximo permitido
para la unidad 194 antes de que se produzca la prevulcanización a su
temperatura de trabajo, la temperatura de la unidad 194 se disminuye
a su temperatura de no trabajo predeterminada.
Como ejemplo, la temperatura de no trabajo de la
unidad 194 puede tener un valor de aproximadamente 65ºC.
Si el problema se soluciona durante el tiempo de
estancia máximo de material elastomérico en la unidad 194 o durante
su enfriamiento a su temperatura de no trabajo, el procedimiento de
la invención proporciona ventajosamente que solamente la unidad 194
se caliente otra vez a su respectiva temperatura de trabajo porque,
durante la detención, solamente dicha unidad 194 fue llevada a su
temperatura de no trabajo mientras todas las unidades restantes se
dejaban en su respectivas temperaturas el trabajo.
Sí, por el contrario, el problema no se
soluciona durante la etapa de enfriamiento de la unidad 194, el
procedimiento de la invención prevé -según una realización preferida
del mismo- que la unidad del dispositivo de extrusión 19 tenga la
mayor temperatura de trabajo entre las unidades restantes a parte de
la unidad 194 en este caso constituida mediante la unidad de bomba
de engranajes 193, que se enfría cuando el tiempo de estancia de
dicha unidad 193 es de aproximadamente el 50% del tiempo de
prevulcanización medido a la temperatura de trabajo de la misma
unidad 193.
De una manera similar, si es necesario, la
unidad de tornillo 192 y la unidad de alojamiento 191 se enfrían,
en dicho orden, solamente cuando el tiempo de estancia de dichas
unidades 192 y 191 este aproximadamente el 40% del tiempo de
prevulcanización, respectivamente, en dichas unidades 192 y 191.
En condiciones de ajuste normales, cuando la
unidad 194 está en su temperatura de no trabajo, las unidades
restantes 193, 192, 191 pueden permanecer en sus respectivas
temperaturas de trabajo aproximadamente durante unos 30 minutos
adicionales en total, antes de que sea necesario reducir también sus
temperaturas reales a sus temperaturas de no trabajo respectivas
para evitar problemas de prevulcanización.
El tiempo total que pasa entre el momento en el
cual el equipo acaba la última extrusión del material elastomérico
y el paso de todas las unidades 193, 192, 191 desde su respectivas
temperaturas de trabajo a su respectivas temperaturas de no trabajo
dura normalmente aproximadamente 40 minutos; dicho periodo de tiempo
normalmente permite solucionar los problemas que usualmente se
producen en las líneas de producción y que provocan una parada del
proceso de exclusión.
Si, por el contrario, la causa de la parada del
proceso de exclusión no se puede eliminar en el momento correcto,
toda las unidades 193, 192, 191 pasan de este sus temperaturas de
trabajo respectivas a sus temperaturas de no trabajo
respectivas.
Si la causa de la parada del proceso de
exclusión persiste, se permite un período de tiempo adicional, antes
de que todas las unidades se sometan a una etapa de enfriamiento
adicional que disminuye definitivamente sus temperaturas desde sus
respectivas temperaturas de no trabajo la temperatura de
enfriamiento del equipo, es decir, la temperatura alcanzada mediante
el dispositivo de extrusión y toda las unidades incluidas del mismo
cuando se detiene completamente el proceso de extrusión.
En el caso de que sea posible eliminar la causa
de la parada del proceso de exclusión durante dicho período de
tiempo adicional, el proceso permite que las unidades alcancen otra
vez sus respectivas temperaturas de trabajo en un tiempo inferior
que el tiempo necesario en el caso de que las unidades alcancen
dicho valor de la temperatura de enfriamiento del equipo.
Por el contrario, si no es posible eliminar la
causa de la parada del proceso de exclusión durante dicho período
de tiempo adicional, todas las unidades alcanzan temperaturas de
enfriamiento del equipo, a partir de la cual un procedimiento que
implica una nueva etapa de calentamiento empiece otra vez, tal como
se describe anteriormente con referencia a la figura 3.
Claims (34)
1. Procedimiento para la fabricación de un
componente elastomérico de neumático que comprende las etapas
productivas de:
a) preparar un elemento alargado (20) que
incluye un material elastomérico reticulable, y
b) suministrar dicho elemento alargado (20)
sobre un soporte de construcción (18) que se mueve de manera
rotativa alrededor de un eje de rotación geométrico del mismo, de
manera que el elemento alargado (20) se aplica de manera
circunferencial sobre el soporte (18);
comprendiendo la etapa de preparación a):
a1) alimentar el material elastomérico
reticulable a un dispositivo de extrusión (19) que comprende una
pluralidad de unidades;
a2) extrudir el material elastomérico
reticulable mediante dicho dispositivo de extrusión (19) para formar
dicho elemento alargado (20);
teniendo cada una de dichas unidades una
temperatura de trabajo respectiva;
teniendo cada una de dichas unidades una
respectiva temperatura de no trabajo inferior a dicha temperatura de
trabajo;
teniendo cada una de dichas unidades una
respectiva inercia térmica, estando clasificadas dichas unidades
según sus inercias térmicas para tener por lo menos una unidad
clasificada superior y por lo menos una unidad clasificada
inferior;
comprendiendo también dicho procedimiento por lo
menos una etapa no productiva de
c) someter por lo menos una de las unidades del
dispositivo de extrusión (19) a una transición térmica, seleccionada
entre calentamiento o enfriamiento,
en el que dicha transición térmica se realiza
mediante
c1) calentar dicha por lo menos una unidad
empezando desde la unidad clasificada superior de manera secuencial
hasta la unidad clasificada inferior para alcanzar la respectiva
temperatura de trabajo; o mediante
c2) enfriar dicha por lo menos una unidad
empezando desde la unidad que tiene la máxima temperatura de trabajo
de manera secuencial hasta la unidad que tiene la mínima temperatura
de trabajo para alcanzar la respectiva temperatura de no
trabajo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dichas unidades del dispositivo de extrusión (19) incluyen:
por lo menos un alojamiento (191), por lo menos un elemento para
mover el material elastomérico al interior de dicho alojamiento
(191) y por lo menos una matriz de conformación (194).
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dicho elemento para mover el material elastomérico se
selecciona entre el grupo que consiste en un tornillo (192) montado
de manera rotativa en dicho por lo menos un alojamiento (191) y un
pistón montado de manera deslizante en dicho por lo menos un
alojamiento (191).
4. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dichos unidades del dispositivo de extrusión (19) también
incluyen por lo menos una boquilla.
5. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dichas unidades del dispositivo de extrusión (19) también
incluyen una bomba de engranajes (193).
6. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dicho por lo menos un alojamiento (191) tiene una temperatura
de trabajo comprendida entre 50ºC y 120ºC.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en
el que dicho por lo menos un alojamiento (191) tiene una temperatura
de trabajo comprendida entre 70ºC y 90ºC.
8. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dicho por lo menos un elemento para mover el material
elastomérico tiene una temperatura de trabajo comprendida entre 20ºC
y 120ºC.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que dicho por lo menos un elemento para mover el material
elastomérico tiene una temperatura de trabajo comprendida entre 60ºC
y aproximadamente 100ºC.
10. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dicha por lo menos una matriz de conformación (194) tiene una
temperatura de trabajo comprendida entre 80ºC y 130ºC.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en
el que dicha por lo menos una matriz de conformación (194) tiene una
temperatura de trabajo comprendida entre 90ºC y 120ºC.
12. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el que dicha por lo menos una boquilla tiene una temperatura de
trabajo comprendida entre 70ºC y 120ºC.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que dicha por lo menos una boquilla tiene una temperatura de
trabajo comprendida entre 80ºC y 120ºC.
14. Procedimiento según la reivindicación 5, en
el que dicha por lo menos una bomba de engranajes (193) tiene una
temperatura de trabajo comprendida entre 70ºC y 120ºC.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, en
el que dicha por lo menos una bomba de engranajes (193) tiene una
temperatura de trabajo comprendida entre 80ºC y 110ºC.
16. Procedimiento según la reivindicación 1, que
también comprende la etapa de
d) comprobar en tiempo real la temperatura real,
la temperatura de trabajo, la temperatura de no trabajo y la
diferencia entre dicha temperatura real y dicha temperatura de
trabajo de cada una de dichas unidades.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, en
el que dicha etapa de comprobación se realiza mediante un sistema de
control de temperatura conectado de manera operativa con el
dispositivo de extrusión (19).
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que dicho sistema de control de temperatura comprende por lo
menos un sensor sobre un cuerpo de cada unidad.
19. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que dicho sistema de control de temperatura está provisto de
canales en los que circula un fluido intercambio térmico.
20. Procedimiento según la reivindicación 19, en
el que dicho fluido intercambio térmico se selecciona entre agua o
aceite presurizado.
21. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho material elastomérico reticulable tiene un tiempo de
estancia máximo, en cada una de dicha pluralidad de unidades, que
varía entre el 20% y el 99% del tiempo de prevulcanización de dicho
material elastomérico reticulable a la temperatura real de la
unidad.
22. Procedimiento según la reivindicación 21, en
el que dicho material elastomérico reticulable tiene un tiempo de
estancia máximo, en cada una de dicha pluralidad de unidades, que
varía entre el 20% y el 50% del tiempo de prevulcanización de dicho
material elastomérico reticulable a la temperatura real de la
unidad.
23. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que la unidad clasificada superior del dispositivo de extrusión
(19) es dicho alojamiento (191) del mismo.
24. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que la unidad clasificada inferior del dispositivo de extrusión
(19) es dicho matriz de conformación (194) del mismo.
25. Procedimiento según la reivindicación 5, en
el que dichas unidades, tal como se clasifican en orden descendente
desde la unidad clasificada superior a la unidad clasificada
inferior, son: dicho por lo menos un alojamiento (191), dicho por lo
menos un elemento para mover el material elastomérico al interior de
dicho por lo menos un alojamiento (191), dicha por lo menos una
bomba de engranajes (193) y dicha por lo menos una matriz de
conformación (194).
26. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el tiempo de calentamiento de cada una de dicha pluralidad de
unidades difiere del tiempo de calentamiento de las unidades
restantes de dicha pluralidad en una cantidad es menor o igual a 60
minutos.
27. Procedimiento según la reivindicación 26, en
el que el tiempo de calentamiento de cada una de dicha pluralidad de
unidades difiere del tiempo de calentamiento de las unidades
restantes de dicha pluralidad en una cantidad es menor o igual a 30
minutos.
28. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la etapa de calentamiento de cada unidad predeterminada
diferente de dicha unidad clasificada su o empieza cuando la
temperatura real de la unidad anterior de clasificación superior
alcanza que es entre 20ºC y 30ºC menor que la temperatura de trabajo
de dicha unidad anterior.
29. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el calentamiento de dicha pluralidad de unidades se realizan
de manera que las unidades alcanzan su respectiva temperatura de
trabajo en menos de 10 minutos.
30. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el enfriamiento se controla mediante la aplicación de un
temporizador que se inicia para cada una de las unidades del
dispositivo de extrusión (19) desde el momento en el cual el
dispositivo de extrusión (19) se ha detenido para iniciar dicha
transición térmica de enfriamiento.
31. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el enfriamiento de una unidad predeterminada diferente de
unidad que tiene la máxima temperatura de trabajo empieza cuando el
tiempo de estancia del material elastomérico en dicha unidad alcanza
un valor de límite comprendido entre el 20% y el 99% del tiempo de
prevulcanización del material elastomérico a dicha temperatura
máxima de trabajo.
32. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la temperatura de no trabajo de dicha unidad que tiene la
máxima temperatura de trabajo está comprendida entre 50ºC y
80ºC.
33. Procedimiento según la reivindicación 5, en
el que dichas unidades, clasificadas en orden descendente desde la
unidad que tiene la temperatura de trabajo máxima a la unidad tiene
la mínima temperatura de trabajo, son: dicha por lo menos una matriz
de conformación (194), dicha por lo menos una bomba de engranajes
(193), dicho por lo menos un elemento (192) para mover el material
elastomérico al interior de dicho por lo menos un alojamiento (191),
y dicho por lo menos un alojamiento (191).
34. Procedimiento según la reivindicación 1, que
también comprende las etapas de
e) enfriar dicha unidad que tiene la temperatura
de trabajo máxima a su temperatura de no trabajo;
f) mantener todas las unidades restantes a sus
respectivas temperaturas de trabajo durante un período de tiempo
comprendido entre 10 y 40 minutos antes de iniciar de manera
secuencial dichas unidades restantes.
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