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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Reifen-/Rad-Anordnung und ein Tragbauteil für ein plattgefahrenes Rad.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Reifen-/Rad-Anordnung
und ein dafür
verwendetes Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad, bei denen die Haltbarkeit verbessert werden
kann.
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Aufgrund von Marktanforderungen wurden
viele Technologien vorgeschlagen, dass ein Fahrzeug mehrere hundert
Kilometer zur Not sogar dann fahren kann, wenn ein Luftreifen während der
Fahrt des Fahrzeugs durchbohrt wird. Unter diesen vielen Vorschlägen haben
es die in der japanischen Patent-Offenlegungs-Veröffentlichung
Nr. 10-297226 und der veröffentlichten
japanischen Übersetzung
einer PCT-Anmeldung Nr. 2001-519279 ein Fahren mit einem plattgefahrenen
Rad ermöglicht,
indem ein Tragbauteil auf einer Felge innerhalb eines Hohlraums
eines auf der Felge montierten Luftreifens angebracht ist und indem
der durchbohrte Reifen unter Verwendung des Tragbauteils getragen
wird.
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Das oben genannte Tragbauteil für ein plattgefahrenes
Rad weist ein umlaufendes Mantelgehäuse auf, dessen äußere Umfangsseite
eine Tragoberfläche
ist und dessen innere Umfangsseite zur Bildung von zwei Schenkelabschnitten
geöffnet
ist. Auch sind elastische Ringe an beiden Schenkelabschnitten des
umlaufenden Mantelgehäuses angebracht,
so das Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad auf der Felge über den elastischen Ring getragen
wird. Bei diesem Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad können
ein herkömmliches Rad
und eine Felge ohne irgendwelche besonderen Modifikationen unverändert verwendet
werden. Daher wird das Tragbauteil für ein plattgefahrenes Rad vorteilhafterweise
angenommen, ohne dass eine Marktverwirrung entsteht.
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Unter Berücksichtigung der Struktur dieses
Tragbauteiltyps für
ein plattgefahrenes Rad sind die elastischen Ringe während einer
Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad im Vergleich zu dem umlaufenden
Mantelgehäuse
anfällig
für eine
Beschädigung.
Daher hängt
die Haltbarkeit des Tragbauteils für ein plattgefahrenes Rad sehr
von der Haltbarkeit der elastischen Ringe ab. Daher ist eine Verbesserung
der Haltbarkeit der elastischen Ringe wichtig, um die während einer
Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad vorhandene Haltbarkeit der Reifen-/Rad-Anordnung,
an der das oben genannte Tragbauteil für ein plattgefahrenes Rad angeordnet
ist, zu verbessern.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Reifen-/Rad-Anordnung und ein Tragbauteil für ein plattgefahrenes
Rad vorzusehen, deren Haltbarkeit verbessert werden kann.
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, sieht
die vorliegende Erfindung eine Reifen-/Rad-Anordnung vor, bei der
ein Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad in einem Hohlraum eines Luftreifens, der
auf einer Felge eines Rads montiert ist, angeordnet ist. Das Tragbauteil
für ein
plattgefahrenes Rad weist ein umlaufendes Mantelgehäuse, dessen äußere Umfangsseite
eine Tragoberfläche
ist und dessen innere Umfangsseite zur Bildung von zwei Schenkelabschnitten
geöffnet
ist, und einen linken und rechten elastische Ring auf, die die beiden
Schenkelabschnitte auf der Felge abstützen, wobei die elastischen
Ringe unterschiedliche Steifigkeiten zueinander aufweisen, so dass
der elastische Ring, der während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad eine höhere Belastung aufnimmt, eine
höhere
Steifigkeit aufweist.
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Die vorliegende Erfindung sieht auch
ein Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad vor, das ein umlaufendes Mantelgehäuse, dessen äußere Umfangsseite
eine Tragoberfläche
ist und dessen innere Umfangsseite zur Bildung von zwei Schenkelabschnitten
geöffnet
ist, und einen linken und rechten elastische Ring auf, die die beiden
Schenkelabschnitte auf einer Felge abstützen, wobei die elastischen
Ringe unterschiedliche Steifigkeiten zueinander aufweisen, so dass
der elastische Ringe, der eine höhere
Belastung während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad aufnimmt, eine höhere Steifigkeit
aufweist.
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Wie oben erwähnt, kann die bei einer Fahrt
mit einem plattgefahrenen Rad vorhandene Haltbarkeit der Reifen-/Rad-Anordnung, die das
Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad aufweist, verbessert werden, da der elastische
Ring, der eine höhere
Belastung während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad aufnimmt, eine höhere Steifigkeit
aufweist.
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1 ist
eine Querschnittsansicht längs
einer zentralen Meridianlinie, die ein Hauptteil einer Reifen-/Rad-Anordnung entsprechend
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht längs
einer zentralen Meridianlinie, die ein Hauptteil einer Reifen-/Rad-Anordnung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist
das Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad als ein umlaufendes Bauteil ausgebildet,
das in einem Hohlraum eines Luftreifens eingefügt ist. Dieses Tragbauteil
für ein
plattgefahrenes Rad ist so geformt, dass dessen Außendurchmesser
kleiner als ein Innendurchmesser des Hohlraums des Luftreifens ist,
um einen konstanten Abstand von der Innenoberfläche des Hohlraums einzuhalten. Der
Innendurchmesser des Tragbauteils für ein plattgefahrenes Rad ist
so ausgebildet, um ungefähr
gleich groß wie
der Innendurchmesser eines Randwulstes des Luftreifens zu sein.
Das Tragbauteil für
ein plattgefahrenes Rad wird in den Luftreifen eingefügt und zusammen
mit dem Luftreifen auf eine Felge eines Rads zusammengebaut, um
somit die Reifen-/Rad-Anordnung
zu bilden. Wenn der Luftreifen während
einer Fahrt mit dem Fahrzeug, an dem die Reifen-/Rad-Anordnung montiert
ist, durchbohrt wird, wird der Reifen, der infolge der Durchbohrung
platt ist, auf der Außenumfangsoberfläche des
Tragbauteils für
ein plattgefahrenes Rad getragen, und somit wird eine Fahrt mit
einem plattgefahrenen Rad ermöglicht.
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Das oben beschriebene Tragbauteil
für ein
plattgefahrenes Rad ist aus dem umlaufenden Mantelgehäuse und
den elastischen Ringen als Hauptbauteile aufgebaut.
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An dem umlaufenden Mantelgehäuse ist
dessen äußere Umfangsseite
als eine kontinuierliche Tragoberfläche zum Tragen eines durchbohrten
Reifens ausgebildet und dessen innere Umfangsseite ist zur Bildung von
zwei Schenkelabschnitten geöffnet,
die als zweiseitige Seitenwände
dienen. Die Tragoberfläche
auf der äußeren Umfangsseite
ist als eine konvex gekrümmte
Oberfläche
in Richtung der Außendurchmesserseite ausgebildet,
wenn auf das Querschnittsprofil senkrecht zu einer Umfangsrichtung
des Reifens gesehen wird. Die Anzahl der konvex gekrümmten Oberflächen, die
in einer Axialrichtung des Reifens aneinandergereiht, kann eins
sein, ist aber vorzugsweise zwei oder mehr. Bei der Ausbildung der
Tragoberfläche
in dieser Weise, so dass zwei oder mehr konvex gekrümmte Oberflächen aneinandergereiht
sind, wird der Kontakt der Tragoberfläche mit der Innenwand des Reifens
(der Innenwand, die dem Hohlraum gegenüberliegt) auf zwei oder mehr
Punkte verteilt. Entsprechend kann die örtliche Abnutzung an der Innenwand
des Reifens vermindert werden, wobei dies die Verlängerung
einer Strecke möglich
macht, die ein Fahrzeug bei einer Fahrt mit einem plattgefahrenen
Rad durchhalten kann.
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Die elastischen Ringe sind an beiden
Enden der beiden Schenkelabschnitte, die an der Innendurchmesserseite
des umlaufenden Mantelgehäuses
ausgebildet sind, angeordnet und stehen in Eingriff mit den Felgensitzen,
die sich an beiden Seiten befinden, um so das umlaufende Mantelgehäuse zu tragen.
Da die elastischen Ringe aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff
hergestellt sind, schwächen
die elastischen Ringe nicht nur die Vibrationen des umlaufenden
Mantelgehäuses
und die Stöße auf das
umlaufende Mantelgehäuse
von einem durchbohrten Reifen ab, sondern verhindern auch das Rutschen
auf den Felgensitzen, so dass das umlaufende Mantelgehäuse stabil
getragen wird.
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Aufgrund der Tatsache, dass das Tragbauteil
für ein
plattgefahrenes Rad ein Fahrzeuggewicht durch einen durchbohrten
Reifen zu tragen hat, ist das umlaufende Mantelgehäuse aus
einem harten Material hergestellt. Für das den wesentlichen Bestandteil
bildende Material des umlaufenden Mantelgehäuses kann Metall oder Kunststoff
usw. verwendet werden. Als Beispiel für Metall wird Stahl oder Aluminium
aufgeführt.
Der Kunststoff kann thermoplastischer Kunststoff oder thermohärtbarer
Kunststoff sein. Beispiele für
thermoplastischen Kunststoff sind Nylon und Polyester usw. Beispiele
für thermohärtbaren
Kunststoff sind Epoxykunststoff und ungesättigter Polyesterkunststoff
usw. Der Kunststoff kann allein verwendet werden, kann aber auch
als ein faserverstärkter
Kunststoff benutzt werden, der mit Verstärkungsfasern vermischt ist.
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Die elastischen Ringe können aus
jeder Art von Gummi oder elastischem Kunststoff hergestellt werden,
solange das umlaufende Metallgehäuse
stabil getragen werden kann. Als Gummiwerkstoff kann beispielsweise
natürlicher
Gummi, Isoprengummi, Styren-butadiengummi, Butadiengummi und Butylgummi
aufgeführt
werden. Für
ein elastisches Kunststoffmaterial kann geschäumter Kunststoff, wie beispielsweise
geschäumtes
Polyurethan, aufgezählt
werden.
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Das Tragbauteil für ein plattgefahrenes Rad,
das für
die Reifen-/Rad-Anordnung der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
wird auf der oben genannten Struktur vorausgesetzt.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden im Detail nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittsansicht längs
einer zentralen Meridianlinie, die ein Hauptteil der Reifen-/Rad-Anordnung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die Bezugszahl 1 bezeichnet
eine Felge auf dem Außenumfang
eines Rads, die Bezugszahl 2 bezeichnet einen Luftreifen,
und die Bezugszahl 3 bezeichnet ein Tragbauteil für ein plattgefahrenes
Rad. Die Felge 1, der Luftreifen 2 und das Tragbauteil 3 für ein plattgefahrenes
Rad sind in einer ringförmigen
Form koaxial um die (nicht dargestellte) Drehachse des Rads angeordnet.
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Das Tragbauteil 3 für ein plattgefahrenes
Rad weist ein umlaufendes Mantelgehäuse 4, das aus einem harten
Material, wie beispielsweise Metall oder Kunststoff, hergestellt
ist, und einen linken und rechten elastischen Ring 5A und 5B auf,
die aus einem elastischen Material, wie beispielsweise aus Gummi
oder einem elastischen Kunststoff, hergestellt sind.
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Bei dem gezeigten Querschnitt, der
längs einer
Linie in einer Richtung einer Mantelgehäusebreite geschnitten ist,
ist das umlaufende Mantelgehäuse 4 mit
einer gekrümmten
Tragoberfläche 6 ausgebildet,
die zwei konvex gekrümmte Oberflächen 6a und 6b aufweist,
die ungefähr
den gleichen Krümmungsradius
in der äußeren Umfangsseite
aufweisen. Die Tragoberfläche 6 ist
von der Innenoberfläche 2a des
Luftreifens 2 beabstandet, wenn sich der Luftreifen 2 in
einem normalen Zustand befindet, während die Tragoberfläche 6 den plattgedrückten Reifen
trägt,
wenn dieser durchbohrt ist. Ferner ist die innere Umfangsseite des
umlaufenden Mantelgehäuses 4 zur
Bildung von zwei Schenkelabschnitten 7a und 7b geöffnet, die
jeweils als Seitenwände an
beiden Seiten dienen. Die elastischen Ringe 5A und 5B sind
an den Enden der Schenkelabschnitte 7a und 7b an
dessen innerer Umfangsseite angeordnet.
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Die elastischen Ringe 5A und 5B weisen
unterschiedliche Steifigkeiten zueinander auf, insbesondere liegt
eine höhere
Steifigkeit bei dem elastischen Ring 5A, der bei einer
Montage an ein Fahrzeug an einer Außenseite des Fahrzeugs angebracht
wird, im Vergleich zu der Steifigkeit des elastischen Rings 5B auf
einer Innenseite des Fahrzeugs vor. Dies ergibt sich daraus, dass
die Außenseite
des Fahrzeugs eine größere Last während einer
Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad aufnimmt. Zu den Techniken,
die dem elastischen Ring 5A eine höhere Steifigkeit geben, gehören: eine
Vergrößerung der
Dicke des elastischen Rings 5A, so dass dieser dicker als
der elastische Ring 5B wird; eine Verwendung eines elastischen
Materials, das eine höhere Elastizität als die
des elastischen Rings 5B aufweist; und die Kombination
der oben genannten beiden Techniken; und dergleichen.
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Das Tragbauteil 3 für ein plattgefahrenes
Rad, bei dem die elastischen Ringe 5A und 5B in
der oben genannten Weise ausgebildet sind, wird in den Luftreifen 2 eingefügt, der
auf eine Felge montiert wird. Danach werden die elastischen Ringe 5A und 5B gleichzeitig
zusammen mit den Randwülsten 2b und 2b des
Luftreifens 2 auf die Felgensitze 1s und 1s der
Felge 1 montiert.
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Bei der Reifen-/Rad-Anordnung ist
während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad unter Belastungen, die
auf die elastischen Ringe 5A und 5B des Tragbauteils 3 für ein plattgefahrenes
Rad aufgebracht werden, eine Belastung des elastischen Rings 5A,
der an der Außenseite
des Fahrzeugs angeordnet ist, im Allgemeinen größer. Bei der oben genannten
Reifen-/Rad-Anordnung der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, die
Haltbarkeit zu verbessern, da der elastische Ring 5A, der
auf die Außenseite
des Fahrzeugs kommt, an der eine größere Belastung aufgebracht
wird, eine höhere
Steifigkeit aufweist.
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Bei der als Beispiel dienenden Ausführungsform
der 1 weist die Tragoberfläche 6 des
umlaufenden Mantelgehäuses 4 zwei
konvex gekrümmte
Oberflächen 6a und 6b auf.
Die Anzahl der konvex gekrümmten
Oberflächen
ist jedoch nicht auf zwei beschränkt,
sondern es kann auch nur eine konvex gekrümmte Oberfläche oder drei oder mehr vorgesehen
sein.
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2 zeigt
ein weiteres Beispiel einer Reifen-/Rad-Anordnung der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform
ist eine Tragoberfläche 6 eines
umlaufenden Mantelgehäuses 4 mit
zwei konvex gekrümmten
Oberflächen 6a und 6b aufgebaut,
die jeweils unterschiedliche Krümmungsradien
haben.
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Bei der Reifen-/Rad-Anordnung, die
diesen Typ eines Tragbauteils 3 für ein plattgefahrenes Rad verwendet,
weist ein elastischer Ring 5B, der auf der Seite der konvex
gekrümmten
Oberfläche 6b mit
einem kleineren Krümmungsradius
angeordnet ist, eine höhere
Steifigkeit verglichen mit der eines elastischen Rings 5A auf,
der auf der Seite der konvex gekrümmten Oberfläche 6a mit
einem größeren Krümmungsradius
angeordnet ist.
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Bei der Reifen-/Rad-Anordnung der 2 wird unter Belastungen,
die auf die elastischen Ringe 5A und 5B des Tragbauteils 3 für ein plattgefahrenes
Rad während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad aufgebracht werden, die
höhere
Belastung auf den elastischen Ring 5B aufgebracht, der
an der Seite der konvex gekrümmten
Oberfläche 6b mit
einem kleineren Krümmungsradius
angeordnet ist. Daher kann die Haltbarkeit verbessert werden, indem
der elastische Ring 5B, wie dies oben beschrieben ist,
eine höhere
Steifigkeit aufweist.
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Bei dem dargestellten Beispiel wird
beschrieben, dass die elastischen Ringe 5A und 5B die
gleiche Dicke aufweisen und dass ein elastisches Material, das für den elastischen
Ring 5B verwendet wird, eine höhere Elastizität als das
für den
elastischen Ring 5A verwendete Material aufweist. Es ist
jedoch ähnlich
wie bei dem oben Genannten möglich,
die Steifigkeit des elastischen Rings 5B höher als
die des elastischen Rings 5A durch eine Erhöhung der
Dicke des elastischen Rings 5B zu machen, so dass dieser
dicker als der elastische Ring 5A durch die Kombination
der oben genannten beiden Techniken oder dergleichen wird.
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Bei der als Beispiel dienenden Ausführungsform
der 2 weist die Tragoberfläche 6 des
umlaufenden Mantelgehäuses 4 zwei
konvex gekrümmte
Oberflächen 6a und 6b auf.
Die Anzahl der konvex gekrümmten
Oberflächen
ist jedoch drei oder mehr, und das umlaufende Mantelgehäuse 4 kann
eins sein, das die Tragoberfläche 6 aufweist,
die mindestens zwei konvex gekrümmte
Oberflächen 6a und 6b hat.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist
es empfehlenswert, dass die Steifigkeit des elastischen Rings, der eine
höhere
Belastung während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad aufnimmt, wie dies oben
beschrieben ist, zwischen 10 bis 100% höher ist als die des anderen
elastischen Rings. Wenn der Prozentsatz kleiner als 10% ist, ist
es schwer, effektiv die Haltbarkeit zu verbessern. Im anderen Fall,
wenn der Prozentsatz die 100% überschreitet,
wird eine Gewichtserhöhung
signifikant, wenn die Dicke vergrößert wird. Daher wird in dem
Fall der Verwendung eines elastischen Materials, das eine höhere Elastizität aufweist,
der elastische Ring spröde.
Folglich besteht ein potentielles Risiko, dass der elastische Ring
nicht seine Eigenverformung aushalten kann, wenn die Montage auf
die Felge erfolgt.
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Die Steifigkeit des elastischen Rings
der vorliegenden Erfindung ist ein Wert, der in der folgenden Weise
erreicht wird: zuerst wird das umlaufende Mantelgehäuse von
dem elastischen Ring entfernt. Wenn das umlaufende Mantelgehäuse den
Schenkelabschnitt aufweist, dessen Ende in der inneren Umfangsseite
in dem elastischen Ring eingelagert ist, wird der Schenkelabschnitt
abgeschnitten, um das umlaufende Mantelgehäuse zu entfernen, so dass die
Schnittfläche
bündig
mit der äußeren Umfangsfläche des
elastischen Rings ist. Danach wird ein 10 mm langes Stück des elastischen
Rings längs
einer Ringumfangsrichtung ausgeformt. Nachfolgend wird eine Last
(2 kgf) W auf das ausgeformte Exemplar bei Zimmertemperatur in radialer
Richtung des elastischen Rings ausgeübt. Das Exemplar wird auf eine
horizontale, ebene Testfläche
gelegt, wobei seine Oberfläche
der inneren Umfangsseite nach unten zeigt. Danach wird ein 2 kgf
Gewicht auf das Exemplar gelegt, so dass die gesamte obere Oberfläche des
Exemplars berührt
wird, d.h. eine äußere Umfangsoberfläche des
elastischen Rings. Während
eine Last auf das Exemplar aufgebracht wird, wird ein Betrag einer
Durchbiegung δ (mm)
in einer radialen Richtung des elastischen Rings gemessen, danach
wird der Wert aus W/δ erhalten.
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Beispiel
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Vorbereitet wurde eine Reifen-/Rad-Anordnung
(Beispiel) der vorliegenden Erfindung, die aufgebaut ist, wie dies
in der 1 gezeigt ist,
und eine konventionelle Reifen-/Rad-Anordnung (konventionelles Beispiel),
wobei beide die gleiche Reifengröße von 205/55R16
und Felgengröße von 16 × 6 1/2JJ
haben. Bei der Reifen-/Rad-Anordnung (Beispiel) weist ein elastischer
Ring auf einer Außenseite
eines Fahrzeugs, wenn dieser an ein Fahrzeug montiert ist, eine
höhere
Steifigkeit auf als ein anderer elastischer Ring auf einer Innenseite
des Fahrzeugs. Die Reifen-/Rad-Anordnung (konventionelles Beispiel)
wurde in einer Weise vorbereitet, dass ein elastischer Ring auf
der Außenseite
des Fahrzeugs der Reifen-/Rad-Anordnung
der vorliegenden Erfindung die gleiche Steifigkeit wie ein anderer
elastischer Ring auf der Innenseite des Fahrzeugs aufweist.
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Die elastischen Ringe der beiden
Reifen-/Rad-Testanordnungen sind aus Gummi hergestellt. Der elastische
Ring auf der Außenseite
des Fahrzeugs in der Reifen-/Rad-Anordnung der vorliegenden Erfindung
weist eine Steifigkeit auf, die um 30% höher ist als die des elastischen
Rings auf der Innenseite des Fahrzeugs.
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Bei der Verwendung der vorliegenden
Messmethode wurde ein Auswertungstest für die Haltbarkeit jeder der
Reifen-/Rad-Testanordnungen
durchgeführt.
Die in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse wurden erhalten.
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Haltbarkeit
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Jede der Reifen-/Rad-Testanordnungen,
die jeweils einen Luftdruck von 0 kPa aufweisen, wurden auf ein
rechtes Vorderrad eines vorderradangetriebenen Fahrzeugs mit einem
Hubraum von 2,5 Liter befestigt. Danach wurde das Fahrzeug im entgegengesetzten
Uhrzeigersinn auf einer Ringstrecke bei 90 km/h gefahren. Eine Entfernung,
bis das Fahrzeug nicht weiter fahren konnte, wurde gemessen. Das
Ergebnis der Messung wurde durch eine Indexzahl dargestellt, wobei
der Wert der konventionellen Reifen-/Rad-Anordnung 100 ist. Je größer die
Indexzahl ist, desto besser ist die Haltbarkeit.
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Es sei beiläufig erwähnt, dass die anderen Räder als
das rechte Vorderrad des vorderradangetriebenen Fahrzeugs Reifen
und Felgen in der gleichen Größe, wie
dies oben erwähnt
ist, mit einem Luftdruck von 200 kPa hatten. Tabelle
1
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Nach der Tabelle 1 ist es verständlich,
dass die Reifen-/Rad-Anordnung der vorliegenden Erfindung die Haltbarkeit
verbessern kann.
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Wie bis jetzt beschrieben wurde,
weisen der linke und der rechte elastische Ring der vorliegenden
Erfindung unterschiedliche Steifigkeiten zueinander auf, so dass
der elastische Ring, der einer höhere
Belastung während
einer Fahrt mit einem plattgefahrenen Rad ausgesetzt ist, eine höhere Steifigkeit
aufweist. Damit ist es möglich,
die Haltbarkeit zu verbessern.
