本发明涉及一种用来制造车辆轮胎的各个部件的方法，其属于某 种类型的制造方法，这种类型的方法包括步骤：a)由布置在一个环面 支撑体外表面附近的一个输送机件供给一长条元件；b)使环面支撑体 绕其几何回转轴产生旋转运动，以实现周向布铺，这样就将长条元件 切向环周地布铺到环面支撑体上；c)使环面支撑体和挤型模相互执行 受控制的相对运动，从而用所述的长条元件形成一组条圈，它们相互 并排地布置而形成轮胎的一个部件。

本发明还涉及用来对要加工轮胎上的各种部件进行制造的一种装 置，该种装置包括：一个环面支撑件，其用来承载要加工轮胎的各个 部件；供给装置或其它用来供料的合适送料器，该装置经布置在环面 支撑件外表面附近的一个输送机件供给至少一个长条元件；周向布铺 装置或其它合适的环周周向布铺设备，设置该装置可使环面支撑件绕 其自身几何轴转动，从而所述长条元件就被环周地布铺到环面支撑件 上；横向布铺装置或其它合适的横向布铺设备，设置该装置的目的是 为了使环面支撑件和所述输送机件产生相对运动，以对所述长条元件 进行布铺，而形成一组并排布置的条圈，由此来形成轮胎的一个部件， 所述的横向布铺装置或其它适当的横向布铺装置对所述环面支撑体作 用，而使其相对于输送机件运动。

车辆轮胎的制造过程涉及胎体结构的成型，其中的胎体结构主要 是由一层或多层胎体帘布层组成的，帘布层基本为环面构型，且其轴 向的两相对侧缘分别被连接到一个切向不能伸展的环形增强元件上， 该增强元件通常被称作“胎圈芯”。

在胎体结构的径向外侧部位上，布置了一个束带结构，其包括一 个或多个封闭环形的条带，它们主要是由纺织线或金属线制成的，这 些胎线相互之间进行了合适的定向布置，并与属于相邻胎体帘布层中 的胎线进行适当的定位。

然后在束带结构的径向外侧部位上覆盖一个胎冠，胎冠通常是由 一个具有合适厚度的合成橡胶材料带组成的。

在此要指出的是，对于本发明的描述，术语“合成橡胶材料”是 指在总体上为共混胶的材料，这种材料是由至少一种适于与增强填料 和各种工艺添加剂融合的原胶制成的。

最后，在所制造轮胎的相对两侧贴上一对侧壁，每个侧壁覆盖轮 胎的一个侧部，该侧部位于所谓胎肩区域和所谓胎边之间，其中的胎 肩靠近胎冠的对应侧边缘，而胎边位于对应的胎圈芯处。

传统的制造方法基本上是这样的方案：即上述列出的轮胎部件应 首先被单独地制造出来，然后在轮胎合成步骤中将这些部件组装起来。

但是，本申请人现在的努力是力求能将半成品的制造和储放最少 化、或可能的话将其取消的制造工艺方法。

事实上，申请人的研发致力于新的加工方案，该方案能制造出单 个的部件，并能以一个预先设定的次序将它们直接用到所要制造的轮 胎上。

另一方面，美国专利5453140中公开了一种方法和一种装置，在该 专利中，通过将一组平行胎线以并排的关系环周地铺设在刚性环面支 撑体上而形成胎体帘布层，其中刚性环面支撑体的形状与所要制出轮 胎的形状一致，胎线从连续长度的胎线上拉出，并依次切成适当的长 度段。

本申请人还研究出一种用来形成胎体结构的制造方法，在该方法 中，胎体帘布是通过在一个刚性的环面支撑体上铺设条状段而形成的， 其中的条状段是通过将一条连续元件顺序切割而得到的，连续元件是 由几条胎线埋设到合成橡胶材料层中制出的。

在胎体结构以及其它诸如侧壁、胎冠等轮胎结构部件的制造方面，人 们也已经提出了通过在所加工的轮胎上铺设一个连续的合成橡胶材料 条状元件来得到所需部件的制造工艺，其中条状元件的扇段长度比所 要制造部件的长度要小，并这样进行布置：形成了一组绕轮胎的回转 轴以并排和/或相互叠压的关系连续布置的条圈，由此就形成了部件自 身的最终构型。

更详细地讲，在美国专利4963207和5171394所分别描述的方法和 装置中，通过在一个刚性的环面支撑体上铺设一个合成橡胶材料的条 状元件来得到所要的轮胎部件，且其中的条状元件是由一个与变容式 挤出机相连的输送机件连续地供给来的。

当环面支撑体绕其自身几何轴转动、从而使条状元件进行周向布 铺时，变容式挤出机也发生运动，从而使输送机件在环面支撑体的子 午面内产生受控的移位，以将由连续条状元件形成的不同条圈按照设 定的样式进行布铺。

美国专利5221406提出了绕环面支撑体应当布置一组变容式挤出 机，且每个变容式挤出机都适于经各自的输送机件，分别供给一连续 的条状元件，选择应用这些条状元件而制造给定的轮胎部件。

根据本发明，已经发现：如果环面支撑体和输送机件之间受控的 相对移位是通过用一个机械臂直接移动环面支撑体来实现的，而不是 使挤出机或其它与输送装置本身相连的装置运动，则由于工作停机时 间的缩短，在简化制造设备、操作灵活性和提高生产率方面会有很重 要的优势。

更详细来讲，本发明目的是提出一种用来制造车辆轮胎部件的方 法，其包括步骤：用一个机械臂抓起一个环面支撑体，该环面支撑体 的外表面基本与所述轮胎的内部形状相吻合；由布置在所述环面支撑 体外表面附近的一个输送机件供给至少一长条元件；使环面支撑体绕 其几何回转轴产生旋转运动，以实现周向布铺，这样就将长条元件周 向环周地布铺到环面支撑体上；使环面支撑体和输送机件之间为实现 横向布铺而产生受控制的相对移位，从而用所述的长条元件形成一组 条圈，它们相互并排地布置而形成轮胎的一个部件，所述旋转运动和 横向布铺移位是通过所述机械臂移动环面支撑体来执行的。

环面支撑体最好是由所述机械臂悬支着。

通过将环面支撑体绕至少五根摆动轴进行运动可便利地实现横向 布铺移位，而且环面支撑体最好是绕至少六条摆轴运动的。

这样的设计也是便利的：在所述至少一个长条元件的周向布铺过 程中，环面支撑体应当保持这样的定向进行运动：其几何轴相对于水 平面有很大的倾斜，倾斜角最好是大于45度。

本发明还提出：长条元件的进料应当是经所述输送机件的挤压过 程执行的，所述长条元件至少部分是由生胶材料制成的。

环面支撑体在其从用来执行轮胎本身先前工步的工作台上移走之 后，能方便地被所述的机械臂带到所述输送机件的前方。

按照有关的方法，还提出了由所述机械臂将环面支撑体从所述输 送机件移开的步骤，以便于将其转移到用来形成另一个轮胎部件的至 少另一个输送机件的前方，或转移到一个用来对轮胎执行后序工步的 工作台上。

所述的工作台用于通过将多个条状元件依次地敷设在环面支撑体 上而便利地形成至少一个胎体帘布层，其中的环面支撑体由机械臂支 撑并驱动，并与各个条状元件的敷设同步，绕所述几何轴步进间歇地 运动，从而使条状元件能以一个设定的周向节距间隔布铺。

本发明的另一个目的是设计一种用来对所要加工轮胎的部件进行 制造的装置，其特征在于所述环面支撑体的外表面基本与所述轮胎的 内部形状相吻合，所述周向布铺装置和所述横向布铺装置都集成在一 个机械臂上，所述的周向布铺装置和所述的横向布铺装置都集成在一 个机械臂上。

更具体来讲，在一个优选实施例中，该机械臂包括：一个第一节 段，其具有一个与一个支撑平台转动连接的第一端，其中的相对转动 是绕一个第一摆动轴和第二摆动轴进行的，这两个摆动轴相互垂直； 一个第二节段，其以可摆动形式连接到第一节段的第二端上，摆动绕 第三和第四轴线进行，这两条轴线也相互垂直；一个机头，用来可转 动地接合环面支撑体，并最好是悬伸地连接着环面支撑体，其中的转 动关系是绕环面支撑体的几何转动轴的，该机头以可摆动的形式与第 二节段相连接，其中的摆动至少是绕与所述第四摆动轴垂直的一条第 五摆动轴进行的。

更详细来讲，所述的机头此外还易于绕至少一条第六轴摆动，其 中第六轴线相对于第五摆动轴垂直定向。

最好还另外设置至少一个工作台，其离开所述供料装置一定距离， 并用来执行轮胎的其它工步，所述的机械臂被用来使环面支撑体在所 述供料装置和工作台之间移动。

所述的另外工作台适于通过将条状元件依次地敷设在环面支撑体 上而制出至少一个胎体帘布层，所述机械臂被用来使环面支撑体间歇 步进地绕其所述几何轴转动，使得条状元件以设定的一个周向节距进 行布铺。

由对根据本发明的用来制造车辆轮胎部件的装置和方法的一个非 排它优选实施例的详细描述，本发明其它的特征和有利之处将成为显 见的。下文的描述参照了非限定的示例性附图，在附图中：

图1是根据本发明装置的一个图解立体图，其包含在一个用来制造 轮胎的设备中，其中的设备只是局部示出；

图2的分解立体图表示了由对应方法和设备制出的一个轮胎的胎 体结构，其中该视图仅是举例说明性的；

图3以比图1大的比例表示了在将一个长条元件铺布到所要加工轮 胎一个胎边的附近部位时机械臂机头所处的状态；

图4表示了在长条元件敷设在图3所示胎边的相对另一胎边附近区 域时机械臂机头的情形。

参见图1，图中根据本发明的用来制造车辆轮胎部件的装置总体上 用数字标号1指代。

装置1与一台设备2相联系，该设备2用来制造车辆轮胎或执行轮胎 制造周期中的部分工作。

属于这些要执行的工作，设备能方便地制造出各个轮胎部件，这 些部件可在一个刚性的环面支撑体上直接得到，该环面支撑体外表面 3a、3b的形状基本上与轮胎自身的内部形状相吻合。

为此目的，设备2通常包括多个工作台4、5、6，每个工作台都用 来执行所述工作中的至少一个工步，所述工作的目的在于在环面支撑 体3上制造出轮胎。

详细来讲，在图1所示的只是举例描述的实施例中，表示了设备2 中一个用来在环面支撑体3的外表面3a、3b上制出胎体结构的部分，在 图2中该胎体结构总体上用数字标号7指代，胎体结构7主要包括至少一 个第一胎体帘布层8，其包裹着环面支撑体3的外表面3a、3b；至少一 对环形的增强结构9，它们布置在胎体帘布层8的各端部边缘处；以及 一个可选择的第二胎体帘布层10，其叠压在第一胎体帘布层8和环形增 强结构9上。每个环形增强结构都主要包括第一和第二周向不可延展的 环形嵌入物11、12，它们都包括至少一条金属线，该金属线盘绕成几 圈线卷11a、12a，多圈线卷被设置成冠状的形式，嵌入物还包括一个 由合成橡胶材料制成的填料体13，填料体间置在第一环形嵌入物11和 第二环形嵌入物12之间。

如上文所述，在用来制造胎体结构7的设备部分2中，例如可设置 一个第一工作台4，其用来对环面支撑体3执行预加热工步和/或在其外 表面上铺设一个所谓的“衬垫”—这一点是可选的，所谓的“衬垫” 即为一薄层橡胶，该层橡胶在硫化过程结束后将成为气密性的，以此 保持轮胎中的工作气压。

然后，由第二工作台5制出胎体帘布层8、10，每个帘布层8、10 都可以通过将条状元件8a、10a依次敷设在环面支撑体3的外表面3a、 3b上而方便地形成，各个条状元件在环面支撑体外表面上是周向并排 相互邻接地布置的。关于一层或多层胎体帘布层8、10在第二工作台5 中制造情形的其它细节内容在本申请人提出的欧洲专利申请EP 928680号和EP 928702号中有充分的公开。

设备部分还设置了至少一个第三工作台6，其用来在第一胎体帘布 层8的内端缘处制出环形增强结构9。

为此目的，第三工作台6包括供给装置或其它合适的供料装置，用 来输送填料体13和不可延展的嵌入物11、12制造过程中用到的一个或 多个长条元件。

更详细来讲，该供给装置例如包括一个第一挤出机14，该挤出机 经对应的输送机件14a输出至少一条各个环形增强结构9填料体13的制 造过程中要用到的第一连续长条元件，该长条元件由一个合成橡胶材 料的条带组成，其横截面具有合适的尺寸。

更具体来讲，最好将从第一挤出机14的输送元件14a中挤出的合成 橡胶条带的横截面设计成比所要制造填料体13的横向截面适当缩小。

最终成型的填料体13是这样制成的：当所述支撑体在周向布铺 装置或其它合适的周向布铺装置的作用下，受驱动而实现绕其转动几 何轴的周向布铺旋转运动时，通过将连续的合成橡胶条带输送到环面 支撑体3上而制成的，其中的旋转轴线用“X”指示。

在对环面支撑体3施加转动的同时，横向布铺装置或其它合适的横 向布铺装置使环面支撑体自身和与第一挤出机14相连的输送机件14a 之间产生一个受控制的相对移位，以这样的方式合成橡胶条带将会形 成一组条圈，它们径向和/或轴向地并排布置，直至形成了填料体13 为止，其中的横向布铺装置在下文中将有更详细的描述。

设置在第三工作台6上的供料装置还包括至少一个第二挤出机15， 设置该挤出机的目的是为了通过图中未示出的一个对应输送机件输出 一条连续的第二长条元件，该元件例如是由涂敷了橡胶的金属线组成 的，用来制造作为各个环形增强结构9中部件的环形嵌入物11、12。需 要指出的是，如果例如希望输送裸露金属线或未涂贴橡胶的织物线来 制造各个填料环形嵌入物11、12，第二挤出机15则可由一个不同形式 的供给单元取代。

每个不可延展的环形嵌入物11、12是借助于所述支撑体绕一个几 何轴作周向布铺运动、通过将相应涂敷橡胶的金属线切向环布在环面 支撑体3上而制成的，其中的几何轴用“X”指示。同时，环面支撑体 3和第二挤出机15的输送元件之间还执行一个横向的布铺运动，以这样 的方式，连续的长条元件将形成一组条圈11a、12a，它们依次并排地 离开或靠近环面支撑体3的转动轴线“X”而形成各个环形嵌入物11、 12。

根据本发明，无论是周向布铺运动-即环面支撑体绕其轴线“X” 的转动、是横向布铺运动都是通过直接移动支撑体3来实现的。

在此情况下，作为长条元件供给装置的挤出机14、15能在所要加 工的轮胎的各个部件的成型过程中，方便地实现固定定位。

为此目的，要这样进行设置：即用来使环面支撑体绕其轴线“X” 转动的周向布铺装置以及横向运动装置应当被集成在机械臂上，该机 械臂总体上用数字标号16指代，机械臂被用来可转动地接合环面支撑 体，并最好是悬伸地连接着环面支撑体，从而可顺次地将其带到每个 工作台4、5、6前面，并方便地使其相对于所述的各个工作台运动。

尤其是：机械臂16最好为仿人手型的七轴机械臂，其包括一个第 一节段17，其第一端17a连接到一个支撑平台18上，以绕一条第一水平 摆动轴“A”转动，并绕一条第二轴线“B”转动，第二轴线是垂直 布置——或总之是与第一摆动轴“A”正交的。

机械臂16还包括一个第二节段19，其连接到第一节段17的第二端 部17b上，并具有绕一条第三轴线“C”摆动的能力，该轴线最好是平 行于第一轴线“A”，并能绕一条第四摆动轴线“D”摆动，该轴线垂 直于第三轴线“C”，并最好位于第二节段自身的纵长方向上。

一个机头20在其端部可动作地与第二节段19相连接，并这样进行 布置：使得能与环面支撑体3可动地接合。与该机头20相连接的是所述 的周向布铺装置，其例如由一台电机25组成，用来驱动一个夹持元件 26而使其转动，夹持元件26通过一个附接轴3c与环面支撑体3可拆卸地 接合着，并最好是悬支着环面支撑体3，其中的附接轴3c从所述支撑体 的相对两侧同轴突出。

另外，机头20还能绕一个第五轴“E”摆动，该轴线垂直于第四 轴“D”。

在一个最佳的解决方案中，第五轴“E”与第四轴“ D”共面， 且机头20另外还可在一个对应电机27(见图3)的驱动下，绕一条第六 轴线“F”摆动，该轴线“F”相对于环面支撑体3的定位关系为正交 的，并垂直于第五摆动轴“E”。

第一节段17、第二节段18以及机头20绕各个摆动轴“A”、“B”、 “C”、“D”、“E”、“F”的运动由各个电机进行调控，在这些电机 中，只有用来实现绕第一、第二、第三、第四和第六轴的运动的电机 被表示出来，并分别用数字标号21、22、23、24、27标定。

在另一方面，用来实现绕第五轴“E”运动的电机也和其它电机 一样，能以本领域技术人员方便的任何方式执行动作。

与横向布铺装置相连的所有电机、以及与周向布铺装置相连的电 机25的工作都由一个电子控制单元(图中未示出)以确保环面支撑体3 在各个工作台4、5、6都能实现正确运动的方式调控，以实现轮胎部件 正确成型的目的。

用横向布铺装置直接驱动环面支撑体3具有这样的优点：环面支撑 体3到各个挤出机14、15和/或其它设置在第一、第二、第三以及其它 可能的工作台上的供给装置前方的运动可用同一个机械臂16进行调 控，并能用该机械臂使得环面支撑体从一个工作台处转移到另一个工 作台处。

具体来讲，在图示的实施例中，机械臂16从第一工作台4上抓起环 面支撑体3，将其转移到第二工作台5处，以在此形成第一胎体帘布层8。

在第一帘布层8的制造过程中，环面支撑体3最好保持与机械臂16 相联结的状态，这样就能方便地使支撑体相对于第二工作台中设置的 用来输送并敷设条形元件8a的装置进行合适的定向，并与上述的输送 和敷设装置或其它合适的输送敷设装置的工作同步，驱动环面支撑体 绕几何轴“X”按照步进的运动形式转动，从而使得条形元件按照设定 的周向节距进行布铺。

随后，环面支撑体3被从第二工作台5上夹起，并被带到第三工作 台6的第一挤出机14的前方，以制造每个增强结构9中的第一不可延展 环形嵌入物11。

环面支撑体3然后被带到第三工作台6的第二挤出机15前方，以形成 各个环形增强结构9中的填料体13，然后再移回到第一挤出机14的前方， 以制成第二环形嵌入物12，因而就完成了环形增强结构9的制造过程。

环面支撑体除了能绕其几何轴线“X”受驱转动之外，还可绕六条 摆动轴“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”活动，从而不论环面支撑体 以及所要制造的轮胎部件的构造如何，都能对从挤出机14、15拉出的 细长元件进行正确的敷设。

当环形增强结构9的制造过程完成后，可以完成由所述机械臂16 将环面支撑体3从所述输送机件14a移开的步骤，从而将环面支撑体3 再次转移回第二工作台5，以便对轮胎执行后序工步，即按照和先前描 述的与第一胎体帘布层8制造相关方式相同的方式制造第二帘布层10， 因而就完成了轮胎胎体结构7的制造过程。

在设备2的各个相邻工作区域间安装了同样的机械臂16或一个或 多个类似的机械臂，它们被设计来将环面支撑体3移动到另外的挤出机 或其它供料装置的前方，其中的供料装置被用来输送制造其它轮胎部 件所需的长条元件，其中的轮胎部件例如为侧壁、胎冠、带束层等以 及类似部件，这些机械臂还可以将环面支撑体转移到其它的工作台上， 这些工作台例如是为了对轮胎进行硫化作业。

因而，通过在同一个环面支撑体3上制出了轮胎的所有部件，一个 完整的轮胎生产周期就可以便利地完成，其中的环面支撑体通过一个 或多个机械臂16依次地在各个工作台之间转移，这些机械臂还完成把 持环面支撑体的工作，以制出轮胎自身的各个单部件。

本发明实现了非常显著的优点。

环面支撑体的直接运动、而不是与此相反地使挤出机进行运动代 表着对现有技术的一个很重要的改进，其最突出表现为使设备简化， 并缩短了从一个工作台转移到另一个工作台时的工作待机时间。

事实上，应当注意到，在另一方面，环面支撑体的总质量要远小 于挤出机的质量，如果使挤出机移动的话，由于还必须要移动用来向 挤出机输送半成品原料的装置的至少一部分，所以难度会进一步加大。

总而言之，环面支撑体为实现长条元件的正确横向布铺而发生的 运动能以更快的方式便利地进行，且相对于现有技术所需要的空间， 其所占用的空间更有限。

在这一点上，还要指出的是，如从图1、3、4所见的那样，环面 支撑体的外表面3a、3b具有一个凸型面弯曲部分3a，该部分与轮胎 的胎冠区域相对应；以及在靠近轮胎胎边的区域具有两个与轮胎侧壁 对应的凹型面弯曲相异部分。对于此状态，在目前现有的技术方案中， 由于各个输送机件(在三个轴线方向上是可动的)的运动自由度不足 以对整个环面支撑体的横截面轮廓进行循迹，所以例如一般需要采用 至少三个输送机件、三个挤出机来制造能覆盖整个环面支撑体外表面 的部件。与此相反，根据本发明而执行的运动能使环面支撑体方便地 相对于输送机件处于任何的姿态、和任何的定向，因而就可以在环面 支撑体外表面的整个延展面上布铺一个或多个长条元件。

根据本发明，还可以方便地将环面支撑体设置成其转动几何轴垂 直于水平面、或与水平面以任何大角度倾斜地进行定向，正如图3和图 4所标明的那样，该角度大于45度。因而，最主要的是：这样的定向极 大地方便了长条元件在侧面和/或径向内侧区域的敷设。在该区域，如 果保持环面支撑体为转动轴线基本水平定向的状态，则由于凸面弯曲 以及重力的作用，很难执行正确的敷设。

从图3和图4的对比不难看出，通过使用机械臂，实现了环面支撑 体3空间活动范围的加大，从而可对环面支撑体自身的整个外表面3a、 3b均一地布铺从输送机件14a引来的长条元件。尤其是，还把长条元件 在靠近环面支撑体径向内部区域3b的布衍变成了可能，换句话讲，在 靠近轮胎胎边、外表面呈现凹型面的区域实现了布衍，而如果按照现 有技术来执行这样的操作，将是非常困难的，或者是不可能的。

环面支撑体3的运动自由度还使对环面支撑体3上制出的合成橡胶 材料部件的厚度控制变得容易了。采用例如为扁平截面的连续带板作 为长条元件，可通过改变环面支撑体3的外表面3a、3b相对此处的定向 来改变部件的厚度，其中部件的厚度被制成在最小值和最大值之间， 其中的最小值是当条形元件是被基本平放地布置—即条形元件横截面 的长轴基本平行于外表面3a、3b定向时得到的，而最大值是当条形元 件的横截面长轴基本垂直于外表面3a、3b定向时得到的。还可通过制 出多层条圈、并在基本垂直于环面支撑体外表面的方向上一层叠一层 地设置来得到超过上面规定这一最大值的厚度。

还要指明的是，长条元件的横向布铺按照本发明所建议的方案执 行，还使得同一个机械臂既能用来使环面支撑体运动实现横向布铺， 又能将环面支撑体自身在不同的工作台之间转移。

这样的情形还代表了本发明超越现有技术的另一个重要优点：即 在现有技术中，除了用来使挤出机运动的装置之外，无论如何都需要 有机械手或传送线，来将环面支撑体从一个工作台移动到下一道工序 的工作台。

还要指出的是：像美国专利5221406所公开的技术方案那样，采用 多个不同的挤出机同时在环面支撑体上进行工作会受到许多限制，这 些限制因素在于：用来安装挤出机和使其运动的可用空间与环面支撑 体外表面周围的可用结构空间是密切相关的。

本发明由于可用驱动环面支撑体的同一个机械臂在宽广的工作空 间内将环面支撑体移动到各个单独的挤出机的前方，所以还能克服上 述这些限制条件。