Proceso y aparato para ensamblar neumáticos.

Proceso para ensamblar neumáticos, comprendiendo las etapas de:

- formar un manguito de carcasa (12) en un tambor de construcción (11), cuyo manguito de carcasa incluye al menos una capa de carcasa (3) y un par de estructuras de anclaje anulares (5);

- formar un manguito externo (15) en un tambor auxiliar (14), dicho manguito externo comprendiendo al menos una capa de cintura y una banda de rodadura (8);

- acoplar el tambor auxiliar (14) en una estación de ensamblado (16);

- recoger el manguito externo (25) del tambor auxiliar (14);

- acoplar el tambor de construcción (11) en una estación de ensamblado (16);

- colocar el manguito externo (15) en una posición radialmente externa al manguito de carcasa (12) formado en el tambor de construcción (11);

- acoplar funcionalmente los dispositivos de conformación (38), llevados por la estación de ensamblado (16), al tambor de construcción (11);

- dar forma al manguito de carcasa (12) en una configuración toroidal para permitir el acoplamiento del mismo en dicho manguito externo (15) .

Proceso y aparato para ensamblar neumáticos.

La presente invención se refiere a un proceso y un aparato para ensamblar neumáticos.

Más detalladamente, la invención se refiere al proceso y el equipamiento utilizado para fabricar neumáticos verdes, y a continuación someterse a un ciclo de vulcanización para obtener el producto final.

Un neumáticos para ruedas de vehículos comprende generalmente una estructura de carcasa que incluye al menos una capa de la carcasa que tiene respectivamente solapas finales en acoplamiento con las respectivas estructuras anulares integradas en las regiones identificadas normalmente con el nombre de “talones” y que tienen un diámetro interno que se corresponde substancialmente con el denominado “diámetro de ajuste” del neumático en una llanta respectiva.

Asociada a la estructura de carcasa se encuentra una estructura de cintura que incluye una o más capas de cintura, dispuestas en una relación radialmente superpuesta y relativas entre sí y con la capa de la carcasa, provista de cables de refuerzo textil o metálico con una orientación cruzada y/o dispuestos paralelos a la dirección de extensión circunferencial del neumático. En una posición radialmente externa a la estructura de cintura, se aplica una banda de rodadura que también es de material elastomérico, como los otros productos semiacabados que constituyen el neumático.

Los respectivos flancos de material elastomérico se aplican también, en una posición axialmente externa, a las superficies laterales de la estructura de carcasa, extendiéndose cada uno desde uno de los bordes laterales de la banda de rodadura hasta que llegar cerca de la estructura de anclaje anular respectiva y hasta los talones. En neumáticos de tipo “sin cámara”, una capa de recubrimiento hermética denominada normalmente “revestimiento” cubre las superficie internas del neumático.

Consecuentemente, para realizar el neumático verde obtenido mediante el ensamblado de los respectivos componentes, generalmente se lleva a cabo un tratamiento de vulcanización y moldeado cuyo objetivo es determinar la estabilidad estructural del neumático a través del entrecruzamiento de los compuestos elastoméricos, así como estamparlo con un patrón deseado y con posibles marcas gráficas distintivas en los flancos.

La estructura de carcasa y la estructura de cintura se realizan generalmente para que estén separadas entre sí en las estaciones de trabajo respectivas, para ensamblarse conjuntamente en un segundo paso.

Más detalladamente, la fabricación de la estructura de carcasa contempla primero la aplicación de la capa o capas de carcasa en un tambos de confección, para formar el denominado “manguito de carcasa” substancialmente cilíndrico. Las estructuras de anclaje anulares a los talones están equipadas o formadas en solapas finales opuestas de la capa o capas de carcasa, que a continuación son giradas alrededor de las estructuras anulares para encerrarlas en una especie de bucle.

El denominado “manguito externo” se realiza en un tambor secundario o auxiliar, comprendiendo dicho manguito externo las capas de cintura aplicadas en una relación radialmente opuesta entre sí, y posiblemente la banda de rodadura aplicada en una posición radialmente externa a las capas de cintura. El manguito externo se recoge después del tambor auxiliar para acoplarse con el manguito de carcasa. Con este objetivo, el manguito externo se dispone coaxialmente alrededor del manguito de carcasa y después la capa o capas de carcasa se dimensionan en una configuración toroidal, por ejemplo, mediante el acercamiento mutuo de los talones y la admisión simultánea de líquido a presión dentro del maguito de la carcasa, para provocar la expansión radial de las capas de carcasa hasta lograr la adhesión de esta última contra la superficie interna del manguito externo.

El ensamblado del manguito de carcasa con el manguito externo se puede realizar en el mismo tambor como se utiliza para realizar el manguito de carcasa, en cuyo caso se hace referencia a un “proceso de fabricación de una sola etapa” o “proceso de una etapa”.

También se conocen los procesos de fabricación del denominado tipo "dos-etapas", en el que el denominado "tambor de primera etapa" se utiliza para realizar el manguito de carcasa, mientras que el ensamblado entre la estructura de carcasa y el manguito externo se realiza en un denominado "manguito de segunda etapa" o "manguito de conformación", al que se transfieren el manguito de carcasa recogido del tambor de primera etapa y a continuación el manguito externo recogido del tambor auxiliar.

EP 1.312.462 describe un sistema de construcción en el que una estación de suministro de capas, una estación de construcción de carcasas, una estación de ensamblado y una estación de construcción de cinturones provistas de sus tambores respectivos están dispuestas a lo largo de una línea de producción. Los elementos de transportes móviles a lo largo de la línea de producción realizan la transferencia de artículos de fabricación en procesamiento de una estación de trabajo a otra, retirando el artículo de fabricación de un tambor y colocándolo en el tambor de la siguiente estación.

WO 20004/041521 en nombre del mismo solicitante describe un proceso de construcción en el que un manguito de carcasa se forma en un tambor principal, mientras que una estructura de cintura se realiza en un tambor auxiliar. Una banda de rodadura se forma subsiguientemente en la estructura de cintura y después el manguito externo hecho de estructura de cintura y banda de rodadura se recoge del tambor auxiliar para ser acoplado al manguito de carcasa dispuesto en el tambor principal. Con este objetivo, un anillo de transferencia coloca el manguito externo en una posición centrada coaxialmente alrededor del manguito de carcasa, y este último se dimensiona en una configuración toroidal para determinar el ensamblado del mismo con el manguito externo.

EP 1.481.791 describe un sistema de producción de neumáticos que comprende una pluralidad de estaciones de fabricación de carcasas distribuidas a una distancia mutua predeterminada para hacer que las estructuras de carcasa en respectivos tambores de construcción de carcasas transferidos secuencialmente a lo largo de la línea de construcción de la carcasa. A lo largo de una línea de producción de cintura, se proporciona la formación de estructuras de cintura equipadas con la banda de rodadura en los tambores de construcción de cintura respectivos que se mueven secuencialmente entre las estaciones de construcción de cintura distribuidas en una distancia mutua predeterminada. Las carcasas y los cinturones se ensamblan mutuamente dentro de un molde de vulcanización.

En WO 2006/064526 a nombre del mismo solicitante, un manguito de carcasa substancialmente cilíndrico se proporciona para realizarse en una estación de construcción, mientras que en una estación de acabado se forma un manguito externo que es también substancialmente cilíndrico e incluye una banda de rodadura aplicada en una posición radialmente externa a la estructura de cintura. La fabricación del manguito externo contempla que en una primera posición de trabajo de la estación de acabado, una primera estructura de cintura se forma en un primer tambor auxiliar, mientras que en una segunda posición de trabajo del tambor de acabado la banda de rodadura se aplica a una segunda estructura de cintura formada previamente en un segundo tambor auxiliar. El primer tambor auxiliar después se posiciona en la segunda posición de trabajo, mientras que el segundo tambor auxiliar se posiciona en una posición de agarre para ser recogido por un elemento de transferencia en una posición centrada alrededor del maguito de carcasa formado en la estación de construcción.

Según la presente invención, el solicitante se ha encontrado con el problema de aumentar la productividad diaria de neumáticos de diferente tamaño y estructura, manteniendo al mismo tiempo una elevada flexibilidad de funcionamiento en el proceso de producción. Más específicamente, “flexibilidad de funcionamiento” en este contexto indica la posibilidad de utilizar diferentes productos semiacabados para cada neumático en términos de material elastomérico o de acordonado de refuerzo textil o metálico.

El solicitante ha comprobado que al realizar la construcción del manguito de carcasa y/o el manguito externo respectivamente,... [Seguir leyendo]

1. Proceso para ensamblar neumáticos, comprendiendo las etapas de:

- formar un manguito de carcasa (12) en un tambor de construcción (11) , cuyo manguito de carcasa incluye al menos una capa de carcasa (3) y un par de estructuras de anclaje anulares (5) ;

- formar un manguito externo (15) en un tambor auxiliar (14) , dicho manguito externo comprendiendo al menos una capa de cintura y una banda de rodadura (8) ;

- acoplar el tambor auxiliar (14) en una estación de ensamblado (16) ;

- recoger el manguito externo (25) del tambor auxiliar (14) ;

- acoplar el tambor de construcción (11) en una estación de ensamblado (16) ;

- colocar el manguito externo (15) en una posición radialmente externa al manguito de carcasa (12) formado en el tambor de construcción (11) ;

- acoplar funcionalmente los dispositivos de conformación (38) , llevados por la estación de ensamblado (16) , al tambor de construcción (11) ;

- dar forma al manguito de carcasa (12) en una configuración toroidal para permitir el acoplamiento del mismo en dicho manguito externo (15) .

2. Proceso como se reivindica en la reivindicación anterior, en el que el acoplamiento del tambor de construcción (11) y el tambor auxiliar (14) en la estación de ensamblado (16) se produce en dispositivos de acoplamiento (31) que funcionan en la estación de ensamblado (16) y están adaptados para ser acoplados selectivamente en dicho tambor de construcción (11) y el tambor auxiliar (14) .

3. Proceso como se reivindica en la reivindicación anterior, en el que el acoplamiento del tambor de construcción (11) y el tambor auxiliar (14) con dicho dispositivo de acoplamiento (31) se produce en al menos un extremo de sujeción (17b, 28b) de un eje central llevado por el tambor de construcción (11) y por el tambor auxiliar (14) .

4. Proceso según se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de acoplamiento del tambor auxiliar (14) se produce mediante la translación del tambor auxiliar (14) en una dirección radial relativa al eje de rotación del mismo, para posicionarlo en alineación axial con una unidad de sujeción (32) realizado por la estación de ensamblado (16) y diseñada para recoger el manguito externo (15) del tambor auxiliar (14) .

5. Proceso como se reivindica en la reivindicación anterior, en el que la recogida del manguito externo (15) del tambor auxiliar (14) comprende las etapas de:

- trasladar la unidad de sujeción (32) en paralelo a un eje de rotación geométrico del tambor auxiliar (14) hasta posicionar la unidad de sujeción (32) alrededor del manguito externo (5) llevado por el tambor auxiliar (14) ;

- acoplar el manguito externo (15) con la unidad de sujeción (32) ;

- trasladar axialmente el tambor auxiliar (14) para liberarlo del manguito externo (15) .

6. Proceso como se reivindica en la reivindicación 4 ó 5, comprendiendo además la etapa de alejar radialmente el tambor auxiliar (14) de una condición de alineación axial con la unidad de sujeción (32) , tras recoger el manguito externo (15) del tambor auxiliar (14) y antes del acoplamiento del tambor de construcción (11) en la estación de ensamblado (16) .

7. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de acoplar el tambor auxiliar (14) en la estación de ensamblado (16) se realiza mediante el control del posicionamiento del tambor auxiliar (14) según al menos seis ejes de movimiento.

8. Proceso según se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de acoplamiento del tambor de construcción (11) en la estación de ensamblado (16) se realiza mediante la translación del tambor de construcción (11) en una dirección radial relativa al eje de rotación del mismo, para posicionarlo en alineamiento axial con la unidad de sujeción (32) .

9. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de acoplar el tambor de construcción (11) en la estación de ensamblado (16) se realiza mediante el control del posicionamiento del tambor de construcción (11) según al menos seis ejes de movimiento.

10. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 4 a 9, en el que la etapa de posicionar el manguito externo (15) en una ubicación radialmente externa al manguito de carcasa (12) se produce mediante la traslación de una unidad de sujeción (32) en paralelo a un eje de rotación geométrico del tambor de construcción

(11) hasta que el manguito externo es posicionado alrededor del manguito de carcasa (12) .

11. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de acoplar operativamente el tambor de construcción (11) en el dispositivo de conformación (38) comprende el acoplamiento de un par de elementos de retención (40) con el tambor de construcción (11) , cada elemento de retención estando en una relación de aproximación axial con una mitad del tambor de construcción (11) .

12. Proceso como se reivindica en la reivindicación anterior, en el que cada elemento de retención (40) actúa contra un borde de apoyo circunferencial (41) llevado por el tambor de construcción (11) .

13. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que las estructuras de anclaje anulares (5) están bloqueadas relativas al tambor de construcción (11) durante la etapa de conformación.

14. Proceso según se reivindica en la reivindicación anterior, en el que al mismo tiempo que dicha etapa de bloqueo se realiza un cierre hermético del manguito de carcasa (12) en las estructuras de anclaje anulares (5) .

15. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 11 a 14, en el que dicho al menos un elemento de retención (40) es llevado en relación de empuje contra dicha al menos una estructura de anclaje anular (5) .

16. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 11 a 15, en el que una etapa de bloqueo de dicha al menos una capa de carcasa (3) relativa a dicha al menos estructura de anclaje anular (5) se realiza al mismo tiempo que el acoplamiento de dicho al menos un elemento de retención (40) en el tambor de construcción (11) .

17. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 12 a 16, en el que el acoplamiento de dicho al menos un elemento de retención (40) con el tambor de construcción (11) incluye las etapas de

sujetar un elemento embridado (43) del elemento de retención (40) relativo al tambor de construcción (11) ; y empujar un anillo de sellado (43) del elemento de retención (40) contra dicho borde de apoyo circunferencial (41) .

18. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que, tras dicha etapa de conformación, se llevan a cabo las siguientes etapas:

- desacoplar la unidad de sujeción (32) del neumático ensamblado (2) ;

- contraer radialmente el tambor de construcción (11) ;

- liberar el neumático (2) que está siendo procesado del tambor de construcción (11) .

19. Proceso como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que tras dicha etapa de conformación, se lleva a cabo al menos una etapa de rodadura del neumático ensamblado (2) llevado por el tambor de construcción (11) .

20. Proceso según se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos parte de dicho manguito de carcasa (12) se realiza mediante la aplicación de productos semiacabados elementales en el tambor de construcción (11) .

21. Proceso según se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una capa de cintura (7a) se realiza mediante la aplicación de productos semiacabados elementales en el tambor auxiliar (14) .

22. Aparato para ensamblar neumáticos, comprendiendo:

- dispositivos de ensamblado (31) para sr acoplados a un tambor auxiliar (14) que lleva un manguito externo (15) que incluye una estructura de cintura (7) y una banda de rodadura (8) , y a un tambor de construcción (11) que lleva un manguito de carcasa (12) que incluye al menos una capa de carcasa (3) y un par de estructuras de anclaje anulares (5) ;

- una unidad de agarre (32) para recoger el manguito externo (15) del tambor auxiliar (14) acoplado a los dispositivos de acoplamiento (31) y colocarlo en una posición radialmente externa al manguito de carcasa (12) llevado por el tambor de construcción (11) ;

- dispositivos de conformación (38) destinados a ser acoplados funcionalmente en el tambor de construcción (11) asociado al dispositivo de acoplamiento (31) para imponer una expansión radial al manguito de carcasa (12) y acoplar el mismo al manguito externo (15) retenido por la unidad de sujeción (32) .

23. Aparato como se reivindica en la reivindicación 22, en el que dicho dispositivo de conformación (38) incluye elementos de retención (40) que actúan en relación de empuje contra las estructuras de anclaje anulares (5) en acoplamiento con dicha al menos una capa de carcasa (3) .

24. Aparato según se reivindica en una o más de las reivindicaciones 22 a 23, comprendiendo una estación de ensamblado (16) dentro de la que están integrados dichos dispositivos de acoplamiento (31) , dicha unidad de sujeción (32) y dicho dispositivo de conformación (38) .