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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Notlaufreifen, der
in der Notlaufleistung verbessert ist.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
gibt bekannte Notlaufreifen, die in der Lage sind, eine relativ
lange Strecke zu laufen, auch wenn der Reifen infolge eines Durchstiches
oder anderer Faktoren platt ist. Im Allgemeinen sind Notlaufreifen
mit Seitenwandverstärkungsgummischichten
an ihren Seitenwandabschnitten versehen, die aus Hartgummi gebildet
sind, um beim Auftreten eines Durchstiches die Belastung zu stützen.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Notlaufreifens. Ein
Paar Seitenwandverstärkungsgummischichten „a" weist jeweils einen
im Wesentlichen sichelförmigen
Abschnitt auf und ist axial innen von der Karkasse b in dem Seitenwandabschnitt
angeordnet. Jede Seitenwandverstärkungsschicht „a" umfasst ein radial
inneres Ende p2 und ein radial äußeres Ende
p1.
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Ein
Notlaufreifen von solch einer Struktur besitzt jedoch insofern einen
Nachteil, als Positionen des äußeren Endes
p1 und des inneren Endes p2 der Seitenwandverstärkungsgummischichten „a" die Tendenz zeigen,
dass sie beim Formen eines Rohreifens stark variieren. Wenn sich
z. B. ein Teil des äußeren Endes
p1 in der axialen Richtung des Reifens weiter innen als ein Laufflächen-Bodenberührungsende
Te befindet, ändern sich
Eingänge
von dem Straßenbelag
innerhalb einer einzigen Umdrehung des Reifens stark. Demgemäß verschlechtern
sich Radialkraftschwankungen (nachfolgend als „RKS" bezeichnet) und beeinträchtigen
dadurch den Rundlauf des Reifens. Ferner werden beim Auftreten von
Schwankungen der Positionen des inneren Endes p2 der Seitenwandverstärkungsgummischichten „a" der Federkoeffizient
in Längsrichtung
und die Stützwirkungsleistung
des Reifens verändert
und führen
zum Verschlechtern der RKS und zum Verschlechtern der Notlaufleistung.
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Ein
Reifen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
EP-A-0 911 188 bekannt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist ein vordringliches Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Notlaufreifen
bereitzustellen, der in der Lage ist, das Verschlechtern des Rundlaufes
und Schwankungen der Notlaufleistungen einzuschränken.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Notlaufreifen eine Karkasse mit einer Karkasslage
aus Korden, die sich zwischen Wulstabschnitten erstreckt und um
einen Wulstkern in jedem Wulstabschnitt von der Innenseite zur Außenseite
des Reifens umgeschlagen ist, um ein Paar Umschlagabschnitte und
einen Hauptabschnitt dazwischen zu bilden; einen Gürtel, der
radial außerhalb
der Karkasse in dem Laufflächenabschnitt angeordnet
ist; und eine Verstärkungsgummischicht
mit einem Paar Seitenteile, die jeweils zwischen dem Hauptabschnitt
und dem Umschlagabschnitt vorgesehen sind und sich von dem Wulstkern
in die Nähe
einer axial äußeren Kante
des Gürtels
erstrecken, und einen Mittelteil, der zwi schen der Karkasse und
dem Gürtel angeordnet
ist und auf beiden Seiten mit den Seitenteilen verbunden ist.
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Da
der Notlaufreifen gemäß der vorliegenden
Erfindung in der oben beschrieben Weise angeordnet ist, ist es möglich, das
Verschlechtern des Rundlaufes und Schwankungen der Notlaufleistungen
einzuschränken.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform eines Notlaufreifens
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht, die einen Seitenteil einer Verstärkungsgummischicht
in vergrößerter Form
zeigt;
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3 ist
eine Schnittansicht, die einen Mittelteil der Verstärkungsgummischicht
in vergrößerter Form zeigt;
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4 ist
eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Maßnahme und
Wirkung der vorliegenden Erfindung; und
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5 ist
eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen Notlaufreifen zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Nun
wird im Detail eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
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In 1 umfasst
ein Notlaufreifen 1 für
einen Personenwagen gemäß der vorliegenden
Erfindung: einen Laufflächenabschnitt 2;
ein Paar Seitenwandabschnitte 3; ein Paar Wulstabschnitte 4 mit
einem Wulstkern 5 darin; eine Karkasse 6, die
zumindest eine Karkasselage 6A aus Korden umfasst, die
sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch den Laufflächenabschnitt 2 und
die Seitenwandabschnitte 3 erstreckt; einen Gürtel 7,
der radial außerhalb
der Karkasse in dem Laufflächenabschnitt 2 angeordnet
ist; und eine Verstärkungsgummischicht 11.
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Der
Gürtel 7 umfasst
zumindest zwei Kreuzlagen aus gummierten, parallelen Gürtelkorden,
die unter einem Winkel von 10 bis 35 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C
gelegt sind. In diesem Beispiel ist der Gürtel 7 aus einer radial äußeren Lage 7B und
einer radial inneren Lage 7A zusammengesetzt. Für die Gürtelkorde
können
Stahlkorde und Korde aus organischen Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul,
z. B. aus Aramid, Rayon und dergleichen, verwendet werden.
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Andererseits
kann, um die Schnelllaufhaltbarkeit des Gürtels 7 weiter zu
verbessern, radial außerhalb des
Gürtels 7 ein
Band 9 angeordnet werden, das zumindest Kantenabschnitte
des Gürtels
bedeckt. Das Band 9 ist hier eine Kordschicht, die aus
zumindest einem spiralförmig
gewickelten Kord oder parallelen Korden mit einem Winkel von 0 bis
5 Grad in Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens hergestellt
ist. In dieser Ausführungsform
umfasst das Band 9 eine einzige Bandlage mit einer im Wesentlichen
gleichen Breite wie der Gürtel 7.
Für die
Bandkorde können
Korde aus organischen Fasern, z. B. Nylon, Aramid und dergleichen,
verwendet werden.
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Die
Karkasse 6 ist aus zumindest einer Lage, in diesem Beispiel
nur einer Lage 6A von Korden zusammengesetzt, die unter
einem Winkel von 70 bis 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C
angeordnet sind. Für
die Karkasskorde können
Korde aus organischen Fasern, z. B. Nylon, Polyester, Rayon, Aramid
und dergleichen, sowie Stahlkorde verwendet werden.
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Die
Karkasslage 6A von Korden erstreckt sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch
den Laufflächenabschnitt 2 und
die Seitenwandabschnitte 3 und ist von der axialen Innenseite
zur axialen Außenseite
des Reifens um die Wulstkerne 5 umgeschlagen, um ein Paar
Umschlagabschnitte 6b und einen Hauptabschnitt 6a dazwischen
zu bilden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
erstreckt sich jeder Umschlagabschnitt 6b der Karkasslage 6A durch
den Seitenwandabschnitt 3 zu dem Laufflächenabschnitt 2 und
endet zwischen dem Gürtel 7 und
dem Hauptabschnitt 6a. Mit dieser Anordnung ist die Biegesteifigkeit über einen
großen
Bereich von den Wulstabschnitten 4 bis zu den Seitenwandabschnitten 3 verbessert.
Da an den Seitenwandabschnitten 3, die die Tendenz zeigen,
dass sie sich während
eines Notlauf stark durchbiegen, keine radial äußere Enden der Umschlagabschnitte 6b erscheinen,
können
Beschädigungen
an den äußeren Enden
verhindert werden.
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Im
Hinblick darauf zeigen sich, wenn eine Überlappungsbreite Wj zwischen
dem Umschlagabschnitt 6b und dem Gürtel 7 in der axialen
Richtung des Reifens zu klein ist, solche Effekte nicht, während das
Reifengewicht zunimmt und der Kraftstoffverbrauch sich verschlechtert,
wenn sie zu groß ist.
Von dieser Warte aus betrachtet liegt die Überlappungsbreite Wj vorzugsweise
in einem Bereich von 5 bis 50 mm, bevorzugter in einem Bereich von
10 bis 50 mm.
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Die
Verstärkungsgummischicht 11 weist
eine torusförmige
Form auf und umfasst: ein Paar Seitenteile 12, die jeweils
zwischen dem Hauptabschnitt 6a und dem Umschlagabschnitt 6b vorgesehen
sind und sich von dem Wulstkern 5 zu der axial äußeren Kante 7E des
Gürtels 7 erstrecken;
und einen Mittelteil 13, der zwischen der Karkasse 6 und
dem Gürtel 7 angeordnet
ist und auf beiden Seiten mit den Seitenteilen 12 verbunden
ist. Die Verstärkungsgummischicht 11 weist
wünschenswerterweise
eine JIS-A-Härte in einem
Bereich von 70 bis 98 Grad auf. Wenn die JIS-A-Härte der Verstärkungsgurnmischicht 11 weniger
als 70 Grad beträgt,
wird die Fähigkeit,
Lasten beim Auftreten eines Durchstiches zu stützen, derart ungenügend, dass
sich keine ausreichende Notlaufleistung zeigen kann. Wenn die Härte andererseits
98 Grad übersteigt,
besteht die Tendenz, dass sich der Fahrkomfort beim normalen Fahren,
der Kraftstoffverbrauch und die Haltbarkeit verschlechtern. In dieser
Ausführungsform
sind die Seitenteile 12 und der Mittelteil 13 aus
im Wesentlichen demselben Gummi hergestellt.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, weist in dieser Ausführungsform
jeder Seitenteil 12 einen Abschnitt 12M maximaler
Dicke mit einer maximalen Dicke Ta an einer im Wesentlichen zentralen
Position der Reifenhöhe
H auf.
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Um
die Notlaufleistung zu verbessern, beträgt eine radiale Differenz zwischen
dem Abschnitt 12M maximaler Dicke und einer Reifenposition
Pm maximaler Breite nicht mehr als 10 % der Reifenhöhe H. Anders ausgedrückt, der
Abschnitt 12M maximaler Dicke ist vorzugsweise in einem
Bereich Y von 20 % der Reifenhöhe
H angeordnet, wobei eine Reifenposition Pm maximaler Breite die
Mitte ist. Mit dieser Anordnung können die Seitenteile 12 die
Last beim Auftreten eines Durchstichs wirksam stützen.
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Der
Begriff „Position
maximaler Breite des Reifens" gibt
eine Position an, an der eine Linie in der axialen Richtung des
Reifens, die durch einen Punkt verläuft, an dem die Karkasse 6 in
der axialen Richtung des Reifens am meisten nach außen vorsteht,
eine äußere Fläche der
Seitenwandabschnitte 3 in einem Standardzustand schneidet.
Der Standardzustand ist ein Zustand, in dem der Reifen auf eine
Standardradfelge aufgezogen und auf einen Standarddruck aufgepumpt
und mit keiner Reifenbelastung belastet ist. Die Standardfelge ist
ferner die „Standardfelge" gemäß JATMA,
die „Messfelge" gemäß ETRTO,
die „Designfelge" gemäß TRA oder
dergleichen. Der Standarddruck ist der „maximale Luftdruck" gemäß JATMA,
der „Aufpumpdruck" nach ETRTO, der
maximale in der Tabelle „Tire
Load Limits at Various Gold Inflation Pressures" (Reifenbelastungsgrenzen bei verschiedenen
kalten Aufpumpdrücken)
gemäß TRA angegebene
Druck oder dergleichen. Im Fall von Personenwagenreifen jedoch werden
180 kPa als der Standarddruck verwendet.
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Die
Seitenteile 12 weisen wünschenswerterweise
die maximale Dicke Ta in einem Bereich von 5 bis 30 mm auf. Wenn
die maximale Dicke Ta weniger als 5 mm beträgt, wird die Fähigkeit,
eine Last in dem Notlaufzustand zu stützen, derart unzureichend,
dass sich eine Notlaufleistung nicht ausreichend zeigen kann. Wenn
die maximale Dicke Ta andererseits 30 mm übersteigt, besteht die Tendenz,
dass sich der Fahrkomfort beim normalen Fahren, der Kraftstoffverbrauch
und die Haltbarkeit verschlechtern.
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Des
Weiteren weist der Seitenteil 12 ein radial inneres Ende 12i und
einen verengten Abschnitt 12A mit einer Dicke, die kleiner
als das innere Ende 12i ist, auf. Der verengte Abschnitt 12A ist
vorzugsweise zwischen dem inneren Ende 12i und dem Abschnitt 12M maximaler
Dicke vorgesehen. Das heißt,
in diesem Bereich nimmt die Dicke des Seitenteils 12 von
dem inneren Ende 12i zu dem verengten Abschnitt 12A allmählich ab
und nimmt dann von dem verengten Abschnitt 12A zu dem Abschnitt 12M maximaler
Dicke allmählich
zu. Durch das Bereitstellen der verengten Ab schnitte 12A ist
es möglich,
einen günstigen
Fahrkomfort beim normalen Fahren zu erreichen, wenn der Luftdruck
entsprechend ist.
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Der
verengte Abschnitt 12A weist wünschenswerterweise eine Dicke
Tc auf, die 50 bis 95 % der Dicke Ti des inneren Endes 12i entspricht.
Ferner ist der verengte Abschnitt 12A vorzugsweise in einer
Höhe h
vorgesehen, die 10 bis 30 % der Reifenhöhe H beträgt. Alternativ kann sich jedoch
der Seitenteil 12 zu dem Abschnitt 12M maximaler
Dicke erstrecken, wobei die Dicke von dem inneren Ende 12i konstant
ist oder wobei die Dicke allmählich
zunimmt. Des Weiteren erstreckt sich der Seitenteil 12 von
dem Abschnitt 12M maximaler Dicke zu den äußere Enden 12E davon,
wobei die Dicke allmählich
abnimmt.
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Wie
in 3 gezeigt, ist der Mittelteil 13 bahnartig,
weist eine geringe Dicke Tb auf, und ist zwischen der Karkasse 6 und
dem Gürtel 7 angeordnet,
um die Seitenteile 12, 12 auf beiden Seiten zu
verbinden. Mit dieser Anordnung nimmt die Verstärkungsgummischicht 11 eine
torusförmige
Form ein.
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Da
die Verstärkungsgummischicht 11 angeordnet
ist, ist es möglich,
den Rundlauf beim Formen sicherzustellen. Zum Beispiel wird im Verlauf
des Formens eines Rohreifens keine relative Positionsverschiebung
zwischen dem herkömmlichen
Wulstkernreiter „e" (wie in 5 gezeigt)
und den Seitenwandverstärkungsgummischichten „a" erzeugt. Es ist
demgemäß möglich, den
Federkoeffizienten des Reifens in Längsrichtung und die Stützwirkung
zu vereinheitlichen. Überdies
ist es in der Verstärkungsgummischicht 11 möglich, die
Positionsverschiebungen der äußeren Enden
p1 der Seitenwandverstärkungsgummischichten „a" wie nach dem Stand
der Technik einzuschränken,
da die äußeren Enden 12E der
Seitenteile 12 durch den Mittelteil 13 integriert
sind. Es ist demgemäß möglich, den
Rundlauf des Reifens und insbesondere die RKS zu verbessern. Des
Weiteren weist die Verstärkungsgummischicht 11 eine
hohe Verstärkungswirkung
auf, da alle Flächen
der Verstärkungsgummischicht 11 mit
Schlüssellagen
bedeckt sind, die die Karkasslage 6A und den Gürtel 7 umfassen.
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Beim
Notlauffahren mit dem Notlaufreifen tritt eine Knickverformung des
Laufflächenabschnittes 2 auf, wie
in 4 gezeigt. Solch eine Verformung erhöht die Verwindung
eines Schulterabschnittes Sh derart, dass die Haltbarkeit beeinträchtigt wird.
Herkömmlicherweise
wurde das Gummivolumen der Seitenwandverstärkungsschichten „a" zum Streuen der
Verwindung an dem Schulterabschnitt Sh erhöht, um den Betrag an Biegeverformbarkeit
an den Seitenwandabschnitten 3 zu reduzieren.
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In
der Verstärkungsgummischicht 11 der
vorliegenden Ausführungsform
kann die oben beschriebene Knickverformung jedoch eingeschränkt werden,
da der Mittelteil 13 den Laufflächenabschnitt 2 verstärkt. Es
ist demgemäß möglich, die
Dicke der Seitenteile 12 zu reduzieren und eine Gewichtersparnis
zu realisieren, während
die Haltbarkeit beim Notlauffahren beibehalten oder verbessert wird.
Im Hinblick auf diese Tatsachen weist der Mittelteil 13 wünschenswerterweise
die Dicke Tb von nicht weniger als mindestens 0,5 mm und bevorzugter
von nicht weniger als 1,0 mm auf. Während keine besondere Obergrenze
definiert ist, beträgt
sie günstigerweise
nicht mehr als 2,0 mm, da eine Dicke Tb, die zu groß ist, den
Fahrkomfort beeinträchtigt
und eine unnötige
Zunahme des Reifengewichtes mit sich bringt.
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Während eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die
vorliegende Erfindung nicht auf die veranschaulichte Ausführungsform
beschränkt,
sondern kann durch Abwandeln derselben in verschiedene Formen ausgeführt werden.
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(Vergleichstest)
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Notlaufreifen
(Größe 245/40ZR18)
mit einer Grundstruktur von 1 wurden
zu Versuchszwecken auf der Basis der Spezifikation in Tabelle 1
hergestellt und die jeweiligen Reifengewichte, der Rundlauf, die
Notlaufleistung und der Fahrkomfort wurden bewertet. Andere Spezifikationen
als die in Tabelle 1 aufgelisteten Parameter waren im Wesentlichen
bei allen gleich. Diesbezüglich
wurde das Vergleichsbeispiel 1 derart angeordnet, dass eine Kordlage,
in der Verstärkungskorde
spiralförmig
gewickelt sind, an einem Kronenbereich des Laufflächenabschnittes
eines herkömmlichen
Reifens und zwischen der Karkasse und dem Gürtel anstelle des Mittelteils 13 angeordnet
wurde.
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Folgende Testverfahren
wurden verwendet:
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Reifengewicht:
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Die
Gewichte von einzelnen Reifen wurden als Indizes angegeben, wobei
der des Beispiels nach dem Stand der Technik gleich 100 ist. Je
kleiner der Wert ist, desto leichter ist der Reifen.
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Rundlauf:
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Primäre RKSs
wurden unter Verwendung einer Rundlaufsprüfvorrichtung gemessen. Die
Bedingungen für
die Felge waren 18 × 8,5JJ,
der Innendruck betrug 200 kPa und die Belastung 4,88 kN. Je kleiner
der Wert ist, desto günstiger
ist er.
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Fahrkomfort:
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Die
Reifen wurden auf ein Fahrzeug (FR-Fahrzeug mit 3.000 cm3) unter Bedingungen, bei denen die Felge
18 × 8,5JJ
und der Innendruck 230 kPa waren, aufgezogen, und der Fahrkomfort
beim Fahren auf einer Reifenteststrecke (trockener Belag) wurde
nach dem Empfinden des Fahrers bewertet. Die Ergebnisse wurden durch
ein 10-Stufen-Verfahren angegeben, wobei die Stufe des Beispiels
nach dem Stand der Technik gleich 6 ist. Je größer der Wert ist, desto günstiger
ist er.
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Notlaufleistung:
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Das
Fahrzeug wurde auf der Reifenteststrecke mit einer Geschwindigkeit
von 90 km/h in einem Zustand gefahren, in dem der Wulstkern nur
des Reifens des linken Hinterrads entfernt und der Innendruck gleich null
war, und die gefahrene Strecke bis zum Platzen der Reifen wurde
gemessen. Die Ergebnisse sind als Index angegeben, wobei der des
Beispiels nach dem Stand der Technik gleich 100 ist. Je größer der
Wert ist, desto günstiger
ist er.
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Die
Testergebnisse sind in Tabelle 1 veranschaulicht.
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Durch
die Tests zeigte sich, dass mit den vorliegenden Beispielen im Vergleich
mit dem Beispiel nach dem Stand der Technik Verbesserungen im Rundlauf,
Gewichtsersparnisse und Verbesserungen bei der Notlaufleistung erreicht
wurden.
