制造车胎增强结构的方法和装置 本发明涉及制造车胎增强结构的方法，包括下面的步骤：制备带形段，各带形段包括以平行方式安排的并至少包覆着一层弹性材料的丝状元件；以相互接近的关系沿着一个环形支承件的圆周方向安放带形段，以形成至少一层绕转动几何轴线连续的圆周发展的增强层。
本发明还涉及一种制造车胎增强结构的装置，包括：一个供送带形段的单元，各带形段包括以相互平行的方式安排的和至少部分包覆至少一层弹性材料层的丝状元件；一个把各所述的带形段安放在环形支承件上的安放单元，所述的安放相对于环形支承件的圆形发展方向按照一个预设的安放角进行；第一角度致动装置，该装置可引起绕环形支承件本身的几何轴线在安放单元和环形支承件之间地相对运动。
在本说明书中，本发明参照轮胎的带结构的制造说明。但是这里也规定本发明的方法和装置可用来制造轮胎的胎壳结构，或更一般地说，制造其它增强结构，该结构包括以相互平行的方式定向和/或相对于轮胎的赤道面的一个预定角度定向的芯线。
车轮的轮胎通常包括一个轮胎胎壳结构，该结构包括按照环形形状成形的一个或多个轮胎胎壳的股，该结构的轴向相对的横向边与结合着圆周不能扩张的插入件(通常称为“轮缘环”)的各自的环形增强结构接合。各环形增强结构接合在用来把轮胎的内圆周边固定在一个相应的安装边而沿着轮胎的内圆周边限定所谓的“轮缘”中。
在轮胎胎壳结构上，沿径向的外位置，放上一个带结构，该结构包括一个或多个成形为封闭圈的带层，基本包括适合于定向成相互相对和相对于属于邻近的轮胎胎壳的股的芯索的纺织或金属芯索。
在径向在带结构外的位置也加上一个外胎面带，通常由合适厚度的弹性材料带构成。对于本说明书规定术语“弹性体材料”意味着橡胶化合物，也就是由适于与增强添加剂和/或各种过程添加剂混合的至少一个聚合物基形成的这组。
在轮胎的相对侧加上一对侧壁，各侧壁覆盖位于外胎面带的相应的横向边近处的所谓肩部区和相应的轮缘之间的轮胎的侧部分。
在以前设计的制造方法中，通过顺序连接由切割得到的多个段形成各带层，切割是按照包括多个平行的结合在弹性体层中的纵向芯索的连续的带的尺寸进行的。更具体地，切割及连接操作以如此方法实施以便得到带环，其中各段的芯索按照相对环本身的圆周发展的预定的倾斜和平行于连续段的芯索定向。
完成的带环也包括沿径向叠加的关系按次序形成的两层或多层，该带环结合在胎壳结构的径向向外的位置，通常同时有一个操作步骤，其中开始得到的圆柱形套筒的形式的胎壳结构按照环形结构成形。
现时，特别的注意放在寻找允许消除或至少限制对制造轮胎要求的中间半成品的制造。例如，在本申请人的欧洲专利申请EP97830731.2中，公开了一种制造轮胎的方法，其中轮胎胎壳的股(或多股)以及各带层通过一个接一个沿圆周接近的关系把多个带形段放在按照要得到的轮胎的内部形状成形的环形支承件上而得到。
WO 99/17920公开了一种通过安放从连续的带形元件切下的带形段制造带层的方法和装置。一当从连续的带形元件切下，各段由一个或多个机器人手操纵的磁性或吸杯式夹紧工具拉出。夹紧工具相应它的相对端，可能也相应中间部分夹持带形段，并在机器人臂的控制下被致动，按照相应于圆周发展的预定角，把带形段放到环形支承件的外表面上。一当完成安放，使环形支承件按预定的角度绕其自身的几何轴线转动以便在已安排的带形段附近放新的带形段。顺序地重复上述步骤形成按照环形支承件整个圆周延伸的带层。
但是，申请人已注意到按照现有技术的教导安放带形段在得到的增强结构中没有很好的结构均匀性。
按照本发明，已发现如果在安放各带形段时在环形支承件和带形段本身之间，绕与环形支承件的径向的一个校正轴的相对转动，则通过顺序安放带形段得到的带层或其它增强结构有完美的结构均匀性。
特别是，本发明提供了一种制造车胎的增强结构的方法，包括下面的步骤，其特征在于
在安放各所述的带形段时，有绕在转动几何轴线径向的校正轴线的在带形段本身和环形支承件之间的角度转动。
具体地，所述的绕校正轴线的角度转动是在安放带形段的过程中逐渐进行的。
更具体地，所述的绕校正轴线的角度转动是在安放各带形段的过程中受到控制的，使得相对环形支承件的外表面按照大圆弧轨迹安放带形段。
特别是所述的相对的角度转动通过致动环形支承件得到。
优选地，绕校正轴线进行的所述的角度转动的轴线位于环形支承件的赤道面。
优选地，绕校正轴线进行角度转动的所述的轴线位于相对要加到环形支承件的带形段的一个重心位置。
优选地，制备所述的带形段是借助对至少一个连续的带形元件进行顺序的切割作用，把丝状元件结合在所述的弹性材料中进行的。
优选的，在所述的切割作用后，把得到的单个段放在环形支承件上。
优选地，所述的单个带形段按照一个圆周分布间距顺序地设在环形支承件上，该圆周分布间距相应环形支承件赤道面测量与带形段本身的宽度相当。
按照本发明的一个最佳实施例，安放各带形段包括下面步骤：相应于环形支承件的赤道面横向安放带形段；把所述的带形段沿径向接近所述的环形支承件；按照相应于带形段的圆周分布间距的一个角度间距转动所述的环形支承件。
优选地，还包括把各环形段压对着环形支承件的步骤，所述的加压操作在接近相应的带形段的中心部分和接着延伸朝着带形段相对端进行。
在一个最佳实施例中，所述的加压步骤与所述的接近步骤同时进行。
如果需要，各环形支承件可优选地由预先形成的轮胎胎壳结构构成。
在一个最佳实施例中，还包括至少一个在环形支承件上制造轮胎胎壳结构的步骤，所述的安放带形段是通过把各带形段安放在所述的轮胎胎壳结构上进行的。
本发明还提供了一种制造车胎增强结构的装置，包括：一个供送带形段的单元，各带形段包括以相互平行的方式安排的和至少部分包覆至少一层弹性材料层丝形元件；一个把各所述的带形段安放在环形支承件上的安放单元，所述的安放相对于环形支承件的圆形发展方向按照一个预设的安放角进行，第一角度致动装置，该装置可引起绕环形支承件本身的几何轴线在安放单元和环形支承件之间的相对运动，其特征在于还进一步包括第二角度致动装置，该装置可在安放各带形段的过程中致动，在带形段和环形支承件之间引起绕与所述的转动几何轴线径向的校正轴线的相对转动。
优选地，所述的第二角度致动装置可操作与所述的安放单元配合，以便相应于环形支承件的外表面按照大圆弧轨迹安放所述的段。
优选地，所述的第二致动装置与所述的环形支承件机械连接以使环形支承件作绕所述的校正轴线的转动。
更具体地，所述的校正轴线位于所述的环形支承件的赤道面。
在本发明的一个最佳实施例中所述的供送单元包括：一个对连续的带形件切割以得到所述的带形段的切割工具；一个夹紧工具，可在第一工作位置和第二工作位置之间移动，在所述的第一工作位置，所述的夹紧工具在邻近切割工具处与所述的连续带形元件的终端接合，在所述的第二工作位置，所述的夹紧工具把所述的连续带形件延伸超过所述的切割工具与要得到的所述的带形段的长度相应的一个段的距离。
优选地，所述的安放单元包括至少一个加压元件，以对着环形支承件的外表面的相反关系移动以便安放所述的带形段。
更具体地，所述的安放单元包括：至少两个所述的加压元件，各由相应的支承元件支承着；一个支承所述的支承的导向结构；用来沿径向接近所述的环形支承件的外表面转移所述的加压元件的径向致动装置；在第一工作状态和第二工作状态转移所述的加压元件的横向致动装置，在第一工作状态，两加压元件相互接近，而在第二工作状态，两加压元件相对环形支承件的赤道面相互分开。
优选地，还包括辅助夹持元件，用来夹持由所述的切割工具切下的带形段。
优选的，所述的辅助夹持元件可沿环形支承件的径向方向相对加压元件移动。
图1示意地示出在一个工作阶段的本发明的装置，其中一个连续的带形元件的一端将被夹紧元件夹住；
图2示出在图1的阶段后的一个阶段，其中带形元件已延伸接近要被安放单元接合的环形支承物；
图3示出在图2的阶段后的一个阶段，其中带形段将相应其中心部分安放到环形支承物上；
图4示出安放带形段的最后阶段；
图5示出按本发明实施的安放带形段的图；
图6示出按现有技术实施的安放带形段的图。
参照上述附图，特别参照图1-4，标号1表示按照本发明的方法制造车胎的增强结构的整个装置。
在所示的实施例中，装置1可制造在环形支承件上的带形结构2，该支承件3的外表面3a实际上形状与要得到的轮胎的内表面形状相应。
优选地，在制造带形结构2之前，在环形支承件3加上一个轮胎胎壳(未示出)，该轮胎胎壳可按本申请人的专利申请EP 97830633.0、EP97830731.2、EP 98830661.0、EP 98830472.1中任一个所述的方法有利地设在同一环形支承件3上。环形支承件3不用详细说明，因为它可由本专业的技术人员以普通的方式得到，例如可由可分裂或拆下的金属鼓制成以便于随后从得到的轮胎上移下。但是也不排斥把带形结构2直接制在轮胎胎壳上，胎壳例如用充气合适地加固，在这种情况下，该胎壳也起到环形支承件的作用。如果需要，也可规定该装置1及实施的方法也用来制造轮胎胎壳本身或轮胎的任意的增强结构。
装置1包括至少一个供送单元4，其可提供带形段5，优选地，一个接一个地提供预定长度的带形段5，这些带形段通过对从挤出装置和/或砑光机或从供送卷筒供送来的至少一个连续带形元件6顺序地进行切割而得到的。连续的带形元件以及得到的带形段5各有多根由金属或纺织材料制成的线索或类似的丝状元件，它们以相互平行的方式沿带形元件和带形段的纵向发展，和至少部分包覆着一层弹性体材料，这层材料在挤出和/或砑光操作上包覆上。
供送单元4包括至少一个切割工具7，该切割工具7可垂直地或与纵向有一预定的斜度切割连续的带形元件6得到单个的带形段5。切割工具7结合着一个夹紧工具8，该夹紧工具8可在第一工作位置及第二工作位置之间移动，在第一工作位置(见图1)，该工具8可靠近切割工具7与连续的带形元件6的终端6a接合，在第二工作位置，该夹紧工具8移离切割工具7。如图2所示，紧接着从第一工作位置转到第二工作位置，夹紧工具8驱动连续的带形元件6使其延伸超过切割工具7一段与在致动切割工具后要得到的带形段5相应的长度，优选地在沿着相对于环形支承件3的径向通道位置。在附图中，标号9表示在切割工具7的紧上游区域在连续的带形元件6上工作的一对导向辊。
装置1还包括至少一个安放单元10，该单元10可顺序接合以上述方式制备的各带形段5，以便按照相对环形支承件的圆周方向的一个预定的安放角，把环形段5放到环形支承件3的外表面3a上，或放到设在支承件上的轮胎胎壳上(图5)。
通过相对环形支承件3合适地定向安放单元10、和可以定向供送单元4可方便地预设安放角α，或相对安放单元10和供送单元4合适地定向支承件3来预设安放角α。为了制造带形结构2，至少相应环形支承件3的赤道面测量的安放角α可安排成例如20°和35°之间。
优选地，安放单元10包括至少一个加压元件11，该如压元件可相对环形支承件3的外表面3a沿着带形段5移动。更具体地，在一个最佳实施例中，使用至少两个加压元件11，各加压元件11可由在横向致动装置的作用下沿导向结构13运动的支承元件12支承，致动装置可以是蜗轮—蜗杆型，此处未示出，因为这些装置可由对本专业技术人员适合的任意方式制造。
各支承元件12也优选地接合至少一个辅助的夹持元件14，该夹持元件14可与相应的加压元件11配合，在带形段5由切割单元7切下和放在环形支承件上之间的时间内夹持带形段5。更具体地说，各辅助夹持元件14可例如包括一辊，该辊从相应的支承元件12突出成提供对由夹紧工具8驱动的细长元件6和切断的带形段5的支座。为了便于在设有机械干扰的情形下在第一和第二工作位置之间传送夹紧工具8，也可把支承元件12设成与导向结构13的纵向轴线成角度地转动，以便在静止位置及工作位置之间传送相应的加压元件11和辅助夹持元件14，在非工作位置(见图1)，元件11、14相对由夹紧工具8加给连续的细长元件6的纵向致动轨道移动，而在工作位置(见图2)，元件11、14置于所述的致动轨道上和以接合的关系作用在细长元件上。
安放单元10也接合着一个径向致动装置，该装置可以沿径向通道移动加压元件11到环形支承件3的外表面3a。这种径向致动装置没有示出，也不详细说明，它们可以本专业技术人员方便的任何方式得到，和操作在导向结构13上和/或直接作用在加压元件11上，以便把带形段5带到与环形支承件3的外表面3a接触。更优选地，把夹持元件14设成可相对加压元件11沿着环形支承件13的径向运动。这样，加压元件11可把带形段5带到与外表面3a接触，而不会在环形支承件3和辅助夹持元件14之间造成机械干扰。在所示的实施例中，通过沿环形支承件3的径向，直接沿着支座12移动加压元件11可得到上述的相对运动。
还设有横向致动装置，这些装置未示出，因为可以任何方便的方式得到，该装置例如工作在导向结构13和支座12之间，使加压元件11在第一工作状态和第二工作状态之间移动，在第一工作状态(见图3)，加压元件11相互接近，而在第二工作状态(见图4)，加压元件11相对环形支承件3的赤道面移动。
带形段5的制备及安放按下述的方式进行。
开始的状态如图1所示，夹紧工具8被带到第一工作状态，在靠近切割工具7处与接合在导向辊9之间的连续带形元件的终端6a接合(图1)。当夹紧工具8到达接近第二工作位置，确定支承元件12相对导向结构13的纵向的角转动，以这种方式以便把辅助夹持元件14带到与由夹紧工具本身驱动的连续的带形元件6下面的接合关系(图2)。
随后控制切割工具7介入以切割带形段5。在这个情形下，辅助夹持元件14夹持横向安放在相对环形支承件3的赤道面中心的带形段5。
同时也把加压元件11朝环形支承件3移动，因此带形段5沿径向接近环形支承件3，并在靠近环形支承件的赤道面附近，带形段5接触外表面3a，并且其中心部分压对着外表面3a。随着支承元件12沿着导向支承件13相互移动离开对方，确定加压元件11同时沿着带形段移动离开赤道面，以便把带形段整个长度放到环形支承件3上，压力作用从中心部分开始逐渐朝着带形段的相对端延伸。
随后，借助第一角度致动装置的作用，确定环形支承件3按照预定的倾角绕其自身的几何轴线X-X的角度转动。顺序重复上述操作确定了形成带2，该带2由沿环形支承件3的圆周发展以相互接近关系分布的多个带形段5形成，该带包括有绕转动几何轴线X-X连续的沿圆周发展的至少一层。
仅仅作为举例，所述的第一角度致动装置可以例如包括与环形支承件3同轴的轮毂15上的步进电动机或其它类型的致动器。或者，所述的第一角度致动装置可以采取对于本专业技术人员方便的其它的实施例，可产生绕几何轴线X-X，在安放单元10和环形支承件3之间的相对运动。
优选地，上述的绕几何轴线X-X的相对运动控制成按照与相应环形支承件3的环形平面测量的带形段本身的宽度相应的圆周分布间隔进行带形段5的安放。
或者，按照与多个上述的宽度相应的圆周分布间隔进行带形段5的安放，以如此方式以便在环形支承件3绕几何轴线X-X两个或更多的完整旋转后形成连续层。
按照本发明，申请人发现，没有附加的措施(下面要说明)的情形下，不可能以理想的方式安放带形段5。应该注意，安放单元10倾向于按直线或斜航轨迹安排各带形段5，这个轨迹也就是按照通过调节在导向结构13和环形支承件3的转动几何轴线X-X之间的相互方向预设的与理论角α相应的一个恒定角度与环形支承件3的子午线面相交的轨迹。
申请人已发现，在这一情形下，由环形支承件3引起的表面曲率使得不可以得到放在其上的带形段5的完美的相互的接近。应该注意，在这一方面，外表面3a引起绕几何轴线X-X的第一曲率，在如上述的实例中，使用一个凸形环形支承件3的情形下，还有第二曲率呈现曲线横剖面形状。
由外表面3a绕几何轴线X-X呈现的曲率确定妨碍正确安放带形段的第一因素。甚至考虑非凸形环形支承件的情形下，在外表面3a是圆柱形时，绕轴线X-X的表面曲率强制安放带形段5时成螺纹状。
因此，为了保证正确安排带形段5，加压元件11应按照曲线轨迹移动，安排成可形成“S”形的安放线，与在正切于外表面3a的平面中带形段5的螺线形投影相应。
在本发明的一个最佳实施例中，为了结构简单及使用的柔性，安放单元10倾向沿导向结构13沿支承元件12的滑动方向相应直形轨迹安放带形段。因此，段5倾向以非理想的方式安放，带有相应与它应采取的螺线形发展有一定偏差。更具体地，由于带形段5的相对端头接近，安放角α倾向于受到逐渐减小，其尺寸按照环形支承件3的外径变化到安放到安放角α的初始值，和变化到在环形支承件本身上形成的带层的轴向尺寸。
妨碍正确安放带形段的附加因素是从由于环形支承件的凸形引起的曲线形状在外表面3a确定的轴向的曲率导出的。
应该注意，由于上面限定的曲线形状，带来环形支承件3的半径的稍些变化，该变化可相对转动轴线X-X，在各带形段5的相对段之间限定的表面区的不同点测出。在最后分析中，在包括在各带形段的表面区域中，可相应鼓3的赤道面识别出一个最大半径，和相应通过带形段本身的相对端的各子午线面识别出一个最小半径。
在不同的子午线面，环形支承件3的圆周发展的随后发生的变化本身已是与正确的安放带形段5不相容，有恒定宽度的带形段应该朝着它们的中部区相互搭接到一个逐渐更大的范围，以补偿圆周发展的变化。
还进一步发现在安放各带形段5时，半径从最大半径到最小半径的逐渐变化会引起其本身相对理论角α的倾斜的进一步偏差，这一偏差将加到由于外表面3a绕几何轴线X-X确定的偏差。
结果，与其相对端部相应，各带形段5将采取一个比理论角α小的偏差角β(图6)。
由于各带形段5的宽度是稳定的，斜角从理论角α变到偏差角β的变化会带来带形段本身的圆周振幅的增加，该振幅可相对沿着鼓3的赤道线可测量的圆周振幅，沿着与带形段5的相对端相应位置的子午线测量。在图6中，相对沿着赤道线和沿着上面规定的子午线的圆周振幅的尺寸分别标为L和L′。
因此，按照其边缘的整个纵向延伸，使各带形段5的边缘与相邻的段5的纵向边匹配是不可能的。如果带形段5的边缘相应赤道面匹配，带形段的部分限定为沿各带的相对端部的方向逐渐增大。反之亦然，如果环形支承件3的角度转动角度调节成使带形段5的端部匹配，相应于赤道面，在连续的段之间会得到一个空的空间S，如图6示意示出，其代表按照现有技术的教导，在上述的圆周可得到的安放。在该图中，为清楚示出起见，空的空间S故意放大了。
本申请人通过给装置1配上第二角度致动装置很好地处理和解决了上述问题，该第二角度致动装置可在安放各带形段5中致动以造成带形段和环形支承件3之间，绕转动几何轴线X-X的径向的校正轴线Y-Y的相对角度转动。第二角度致动装置没有示出及作进一步说明，因为普通技术人员可以以方便的方式得到，例如借助由编程的电控制单元控制的伺服电动机，其按照预设的工作程序管理整个装置1的操作。
优选地，提供第二角度致动装置与环形支承件8机械连接，使后者以斜角绕校正轴线Y-Y转动。但是，也不排斥可以把第二角度致动装置与安放单元10结合，通过致动安放单元来得到上述的相对的角度转动。
优选地，校正轴线Y-Y位于环形支承件3的赤道面，更优选地，位于相对要被安放的带形段5的重心位置。
优选地，第二致动装置用安放单元10可操作地插入，和更具体地，用横向致动装置插入，该装置使支承件12沿着导向结构作控制的位移。
更优选地，按照在安放带形段5时沿着导向结构13由支承件12逐步采取的位置的函数对第二致动装置进行致动。
这样，在安放带形段5的过程中以逐步的方式优选地进行安放角的校正，使得带形段5的纵向发展的各点与安放角校正的专门值相应。
分给环形支承件3的角度转动的幅度应该按照环形支承件3和放在其上的带形段的几何和尺寸特点对各情况进行计算。
更具体地，为补偿外表面3a绕几何轴线X-X的曲率要进行的角度转动的幅度应更高，理论安放角α和环形支承件3的外径更小，仅由安放的带形段5形成带层的轴向尺寸将更高。
为了补偿横向形状的曲率要实施的角转动的振幅依次不仅对上述参数校正，而且对在前述的最大半径和最小半径之间可测量的差校正，还对横向形状本身的几何形状校正。更具体地，在环形支承件3的最大半径和最小半径之间的差越大，在绕校正轴线Y-Y进行的角度转动的幅度之间的差更大。因此可给各段5一个逐渐减小的圆周转动幅度直到达到与其自己的端部相应的位置，以便确保在带形段5(更具体的是其中的芯索)沿着环形支承件3的整个圆周发展分布中完善的均匀性。
在环形支承件3的各子午面中，各带形段5的圆周振幅有一个值，多倍于要安放以完成带层的带形段的数目，产生与在所述的子午面在环形支承件3上可测量的圆周发展相应的结果。
也应该看到切割工具7对连续带形件6的切割操作可有利地按照相应带形段本身纵向发展形成一个切割角的方向发生，该切割角的值相应于一个校正的安放角α′，该安放角α′是由于在安放操作的过程中如上述说明的采取的措施的结果，相应于带5的终端由带5提供的。
因此，可给予设在环形支承件3上的带形结构2的横向边的连续发展。但是也可以按照来自上述规定的不同的角(例如按照与连续带形件6的纵向发展垂直的方向)确定切割操作的实施。
作为实例，这些值在这里相应带层的结构设定，包括一对具有相交的芯索的带层，原型轮胎尺寸为225/50 R16。
所用的带形段5由橡胶组织21的连续带切出，该带包括增强芯索，各增强芯索由一条高碳钢(＞0.8％碳)的丝构成，具有2-1×0.28HT构造。
已包覆胎壳线网层的制造鼓有与赤道面相应的外径590mm。
为制造内带层，有25mm宽、420mm长和1.2mm厚的各段相应于上述赤道面，以相对圆周方向的角度27°放在鼓上。各段随后压到鼓的表面，沿轴向朝两个端部进行，以便相应于上述端部达到30.4°(即30°15′的角)。第二带层以基本同样的方式构成，径向叠放在第一层上，特别，所述的第二层的段长度为402mm，和定位成增强芯索与所述的第一层对称地相交。所述的一对带层随后包覆圆周方向的螺旋形的尼龙索的绕组。
随后对带层的X射线检查确定沿着制造鼓的圆周发展，金属索厚度有很好的均匀性，相对赤道面和相对各子午线面，平行于赤道面和轴向设在所述赤道面的两侧均如此；特别所述的检验已示出两个相邻段的肩并肩的芯索之间也有均匀的厚度，这是现有技术的通常的带制造系统都没有得到过的结果。
本发明得到了重要的优点。
本发明的方法和装置允许通过安放带形段，形成一个带结构或其它类型的增强结构，当使用圆柱形环形支承件和当使用的环形支承件在安放带形段的区域有曲线的横截面，可确保结构的均匀性，特别是沿环形支承件3的圆周形发展的芯索的厚度的均匀性。