本发明涉及充气式子午线轮胎，特别是该充气式子午线轮胎具有由非金属加强层强化的两个垫片。 典型的城市公共汽车的子午线轮胎，由于制动时产生的高热作用使得胎缘区域受损而使轮胎寿命缩短，胎缘区域的失效是由于在胎缘区域使用热传导性好的金属帘布线。遗憾的是用低热传导性材料代替金属帘布线的偿试远未成功，主要是由于这些材料不具有金属帘布线的高强度而不能用于胎缘区域。因此，存在这样一个问题，就是针对由于热而使轮胎胎缘区域寿命降低的问题，需要对胎缘区域进行足够的强化。
本发明涉及的充气轮胎包括：
（a）一对轴向间隔开的胎缘，每个胎缘都具有芯体;
（b）一个或多个连续胎壳层在胎缘之间延伸，每个胎壳层都具有钢质帘布线及中间部分以及边缘部分，每个边缘部分绕着一个所述的胎缘轴向弯折并沿径向外伸;
（c）带结构包括许多层由钢质或聚酰胺帘布线加强的带层，该带结构位于胎壳层径向外侧，和
（d）第一和第二垫片用于加强每个胎缘，每个垫片包括具有两端点的非金属帘布线加强片，其中：
每个垫片都从胎壳层一个区域的轴向外侧上的第一端点处开始延伸，所述区域位于胎缘根部到胎壳层从所述胎缘根部开始伸出的径向距离的99%之间，位于胎壳层的所述轴向外侧的一个垫片的第一端点到所述胎缘根部的距离与另一个垫片地第一端点到所述胎缘根部的距离不同，
每个所述垫片绕过胎缘延伸到达胎壳层轴向内表面的第二端点高于胎缘线，所述一个垫片的位于胎壳层轴向内表面上的第二端点到达胎缘线上方的距离与另一个垫片的第二端点到达胎缘线上方的距离不同。
图1是本发明轮胎的径向剖面图。
通过下面对应用于说明书中和附后的权利要求中的内容的一些定义解释将有助于更好地理解本发明。
“气密性橡胶”指的是该种橡胶的空气渗透性比天然橡胶的空气渗透性低40%。而空气渗透橡胶指的是任何无气密性的橡胶。气密性橡胶和空气渗透性橡胶（非气密性橡胶）都能被强化。
“芳族聚酰胺”指的是聚酰胺。聚酰胺纤维的拉伸强度范围大约是2.5至3.8GPa，拉伸模量值的范围大约是50至170GPa。
在此所用的“轴向一词指的是平行于轮胎旋转轴的线或方向。
“胎缘”指的是一条带部分，它包括由帘布线排列层与芯体折叠形成的环状拉伸元件。
“胎缘线”指的是通过两个胎缘顶点并垂直于赤道面（EP）的平面。
“带结构”指的是至少由两层平行的帘布线排列层、织物或无纺布组成，被平放在触地面处，并且不与胎缘相连，同时其帘布线相对于轮胎赤道平面呈17°至27°度的左、右帘线角。
“异丁橡胶”指的是由共聚丁二烯合成橡胶加少量异戊二烯生产出的橡胶。
“碳素纤维”指的是由均质树脂、非均质树脂、人造丝或聚丙烯腈制成的高拉伸强度纤维。碳素纤维可以是能抗酸、碱的非晶体结构，或是多晶体结构。碳素纤维典型的拉伸模数是75GPa至650GPa。典型的拉伸强度值是1GPa至7GPA。
“囟化异丁橡胶”指的是诸如氯化异丁橡胶或溴化异丁橡胶。
“胎体”指的是除去触地面外的轮胎结构。
“胎壳”指的是轮胎结构中除带结构、触地面、底胎面、和盖在胎壳层上的侧壁橡胶之外的部分，它包括胎缘。
“圆周线”指的是与由轮胎胎缘限定的圆形线相切的线。
“帘布线”指的是轮胎的强化帘布线层中的一股帘线。
“帘线角”指的是一束帘线穿过赤道面，由该束帘线相对于赤道面形成的夹角，可位于轮胎平面图的左侧或右侧。如果帘布线束未穿过赤道面，则帘线角指的是帘线束相对于圆周线的夹角。圆周线穿过用于测量帘线角的点，该点位于平行于赤道面的平面上。不通过赤道面的帘线的“左向”或“右向”是由帘线延长通过所述轮胎中的一个角而确定的。测量帘线角是在轮胎未充气但硫化过的情况下进行的。
“赤道面”（EP）指的是垂直于轮胎旋转轴并通过轮胎中心的平面。
“衬里”指的是形成在无内胎轮胎内表面的弹性材料或其它材料层，用于保存向轮胎中充入的流体。
“尼龙”指的是聚酰胺聚合物，其特征表现为具有酰胺族CONH基（酰胺基）。其代表性物质是尼龙66和尼龙6。尼龙纤维一般具有0.8GPa至1.8GPa的拉伸强度和10GPa至15GPa的拉伸模量值。
“层”，如无其它特殊定义的话，一般指涂有橡胶的平行帘布线连续层。
“聚酯”指的是浓缩聚合物，它由二醇和二羧基酸制成，其中90%的二羧基酸是对苯二酸、环烃酸或它们的混合物。聚酯纤维的拉伸强度是大约0.8GPa至1.8GPa，其拉伸模量值是大约10GPa至15GPa。
“充气轮胎”指的是一种圆形（通常有环形开口）夹层装置，它具有胎缘和触地面，并由橡胶、化学物、纤维和钢质以及其它材料制成。当被装在汽车轮子上时，轮胎通过其触地面为车辆提供牵引力并通过其保持的流体支承车辆的载荷。
“经向”指的是指向或离开轮胎旋转轴的方向。
“人造丝”指的是半晶体纤维，它由再生纤维素再生合成，所述再生纤维素中有不多于15%的羧族氢。人造丝纤维通常具有大约0.5GPa至1.6GPa的拉伸强度和30GPa至60GPa拉伸模量值。
“侧壁”指的是轮胎上处于触地面和胎缘之间的部分。
“触地面”指的是粘结于轮胎壳体上的模制橡胶构件，包括当轮胎充气后并承担了负载时与路面接触的轮胎那一部分。
在图1中显示说明根据本发明的充气轮胎10的结构。该轮胎10具有一对轴向隔开的环状拉伸元件或胎缘12。该胎缘12以金属丝排列而成，其横截面为六角形，但这并不是说本发明就这一种构形，所述胎缘同样可以是圆形或其它已知截面的形状并能够由钢缆或其它材料制成。
沿圆周伸展并径向叠置排列的胎壳层20在所述胎缘12之间连续延伸。每层胎壳层20都具有位于所述胎缘12之间的中部22。胎壳层20的边缘部24绕着各自侧边的胎缘12轴向弯折并径向外突。该边缘部24也可以如同胎壳层20外伸那样从胎壳层绕胎缘12轴向弯折并经向外突之后的那点向带层结构46的端点延伸。钢丝是最好的胎壳层加强材料。胎壳层的帘布线相对于轮胎赤道平面（EP面）的帘线角范围是65°至90°度之间。在此设想，可应用多于一层的胎壳层，比如两层。最好，胎壳层20帘布线相对于赤道平面（EP面）的帘线角是80°至90°度之间，而如果应用第二胎壳层，则其帘线角应是80°至90°度。
一衬里26位于胎壳层20的经向内侧。衬里的边缘28位于胎缘12的径向内侧。衬里26由气密性材料制成，该气密性材料具有很高的抗空气渗透性并能抵抗侧壁区域的弯曲，所用最佳材料是囟化丁基橡胶。囟化丁基橡胶，即氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶，被证明比天然橡胶或苯乙烯聚丁橡胶具有更好的气密性。
脊30位于所述每个胎缘侧的胎壳层20的中部22和边缘24之间。背30最好不用强化并用弹性材料制造。其作用如同一个应力传递构件，以便分散胎壳层端部和每个垫片32、34端部的应力。脊还为下侧壁区域提供韧性和强度。如果需要高侧壁强度，则脊可由高强度材料制造。
本发明的充气轮胎10的特征在于具有第一垫片32和第二垫片34。每个垫片32、34是非金属帘布线强化层。在轮胎被使用时该垫片32、34可以把胎缘区域与高温的热环境隔绝开。所述非金属材料的代表物包括聚酰胺、碳纤维、尼龙、聚酯和人造纤维。对于本发明来说，任何比钢热传导性低但同时具有足够强度而能应用于垫片的非金属帘布线的材料都可以使用。最好，所用的帘布线材料是聚酰胺和尼龙。最好垫片32、34是由单支的聚酰胺丝线拧到一起形成较粗的帘布线束来制造。该非金属帘布线排成帘布线排的密度为每英寸大约5至50根。最好帘布线的排列密度等于每英寸大约15至20根绳。垫片的帘布线相对于圆周线的帘线角大约是19°至40°度。最好其帘线角是20°至35°度。第一垫片和第二垫片的帘布线以相对的方式朝向轮胎的圆周线。第一垫片32和第二垫片34紧靠着胎壳层22围绕着胎缘12的最靠近胎缘12的那部分。第一垫片从位于胎壳层22轴向外表面的端点A处开始延伸。第一垫片32从端点A开始延伸绕过胎缘12并超过胎缘线BL直到胎壳层22的轴向内表面的轴向内侧位置B处。
从胎缘根部C到端点A的径向长度R1处于胎缘根部C和从胎缘根部到胎壳层端点36的径向长度R2的99%之间。最好第一垫片32的第一端点A的径向长度R1是胎壳层端点36的径向长度R2的25%至80%。其最优选的百分比是35%至65%。端点B处于胎缘线BL之上。最好每个垫片的第二端点终结于层端36之下或不高于胎壳层端点36。类似于第一垫片32，第二垫片34从位于胎壳层22的轴向外侧的端点D开始延伸。第二垫片34从端点D继续延伸绕过胎缘12到达位于胎壳22轴向内表面的高于胎缘线BL的轴向内侧位置E。从胎缘根部C到端点D的径向长度R3处于胎缘根部C和从胎缘根部C到胎壳层端点36的径向长度R2的99%之间，其中R3和R2都是从C点向外放射而形成的。不管是端点A还是D都必须处于从胎缘根部C到径向长度R2的上述百分比之间的区域里，每个第一端点A、D都应该与胎缘根部C之间有不同的距离。换句话说就是，两个垫片32和34的端点A和D与胎缘根部C之间的距离是台阶状的。如图1所示，最好但不是必须，内侧垫片的第一端点A到胎缘根部C的距离比外侧垫片34的第一端点D到胎缘根部C的距离长。
参照上述，内垫片指的是最靠近胎缘的垫片。而外垫片指的是位于内垫片相对于胎缘面的背面的垫片。从胎缘根部C到达较短垫片的第一端点D的距离应是到较长垫片第一端点A的距离的40%至80%。最好，该百分比范围是大约50%至70%。垫片32和34的第二端点B和E到达胎缘线之上的距离是不同的。如图1所示，最好但不是必须，从外垫片34的第二端点E到达胎缘线之上的距离比从内垫片32的第二端点B到达缘线之间的距离长。从胎缘线到较短垫片32的第二端点B的距离应是从胎缘线到较长垫片第二端点的距离的40%至80%。最好该百分比范围是大约50%至70%。
本发明的一个基本方面是所述轮胎具有如上所述的第一垫片和第二垫片。如果轮胎的构造中具有这类第一垫片和第二垫片，可以设想在此需要使用诸如附加垫片或衬垫的辅助强化装置或热防护罩装置。
衬垫38是一加强层或橡胶片，它把胎缘12固定到脊30上并加固胎缘的下面和侧壁区域。衬垫38可被加强，所用材料可以是与垫片32和34相同的帘布线材料，也可用块状织物材料代替。所述加强物可由聚酰胺、人造纤维、尼龙和聚酯或其它强化材料制成。在本发明实施时不一定必须使用衬垫38。但在优选实施例中使用一橡胶板作为衬垫。
轮胎的橡胶沿口衬层40非强化地被形成，橡胶衬层位于轮胎的胎缘区域介于衬里26与垫片32、34之间。从橡胶衬层40的第一边缘42开始橡胶衬层40开始延伸，在一个胎缘12的一点处轴向弯折并经向外延直到位于从胎缘12处轴向处延上突的第二边缘44。
带结构46包括许多现有技术公知的带层。带结构46位于胎壳层20的径向外侧。每个带层都具有相同结构。带层最好用钢丝帘布线加强。带层中帘布线的帘线角是16°至28°度。最佳的帘线角范围是18°至20°度。
轮胎10的侧壁48包括外层弹性部分，该部分从轮胎的带结构46和触地面50径向内延直到轮胎的胎缘部。侧壁通常未经加强，是由橡胶制造并被设计成可以抗化学反应、抗氧化、抗臭氧腐蚀和阳光照射，并必须具有一定的强度和韧性以承受得住轮胎在工作状态下的变形的侧壁。触地面50是由耐磨橡胶制造，被设计成使轮胎在整个使用寿命期间都具有良好的抗磨特性和附着特性。触地面上最好制有槽纹，以此制成的触地面具有最佳的附着特性和耐磨特性。
触地面的裙边52位于触地面50的边缘与侧壁48之间。触地面的裙边由橡胶制成并被加强、以能抵抗严重的划伤和变形。
本发明通过附后的权利要求能更好地被理解。