DE1505186A1 - Eisspikes fuer Fahrzeug-Winterreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Greifstifte für Fahrzeug-Winterreifen, d.h. sog. "Eisspikes".

Bei den seit einigen Jahren auf dem Markt befindlichen Greifstiften bzw. Eisspikes handelt es sich um nietähnliche Körper aus Stahl, Messing, Leichtmetall oder auch Kunststoff, die aus einem zylindrischen, einen Hartmetallstift als Greifelement eingegossen oder eingepresst aufnehmenden Schaft und einem oder mehreren Verankerungsteilen in Form einer Scheibe oder eines Nietkopfes bestehen. Diese Eisspikes werden entweder in bereits von der Herstellung des Reifens her vor- handene Löcher eingebracht oder in Löcher eingeschlagen, eingedreht oder eingedrückt, die in fertige Reifen gebohrt worden sind.

Eisspikes dieser Art kommen, wie einleuchtend und auch durch die Praxis bewiesen, in ihrer Fassung im Stollen eines Reifens während des Fahrens nicht zur Ruhe, da der umlaufende sich auf der Fahrbahn abwälzende und dort zur sog. Bodenellipse flachgedrückte Reifen den in diesem Bereich liegenden Spikes sehr komplexe Beanspruchungen aufprägt. Bei diesen handelt es sich hauptsächlich um abwechselnd entgegengerichtete Druck- und Zugbeanspruchungen, d.h. um solche, die den Eisspike beim Abwälzen des Reifens auf der Fahrbahn in den Reifen hineindrücken, und in solche, die ihn im Anschluss daran, wenn der Spike vom Boden freikommt, aus dem Reifen herauszudrücken bestrebt sind. Die Folge dieser Zustände wird in der Praxis "Pumpen" genannt. Da als praktische Auswirkung dieser Beanspruchungen nicht nur eine Abnützung des Eisspike, sondern auch eine sich vom Verankerungsteil in Richtung auf die Lauffläche zunehmend auswirkende Abarbeitung der Gummieinbettung und als Folge hiervon ein nicht mehr fester Sitz des Spike eintritt, sind viele Vorschläge gemacht und bekannt geworden, das sog. Pumpen zu unterbinden oder zu reduzieren. Diese Vorschläge betrafen meist eine möglichst feste Verankerung mit dem Ziel, Bewegungen des Spikes im Reifen zu dämpfen. Da diese Vorschläge bisher keinen Erfolg hatten, geht die Erfindung einen neuen Weg, indem sie das Pumpen und dessen Folge, nämlich das Herausdrücken des Eisspike nicht allein durch eine besondere Gestaltung des verbreiterten Verankerungsteiles, sondern durch eine neue Formgebung des gesamten Spikes dämpft. Hierbei geht sie von dem Gedanken aus, dass die Auf- und Abbewegung des Spike im Reifen eine dem elastischen Einbettungsmaterial gemäße Bewegung ist, deren Unterbindung nur zu Spitzenwerten mechanischer Abnutzung und zu Regenerationserscheinungen des Gummis führt. Es wurde erkannt, dass es dem erstrebten Zweck dienlicher ist, wenn man die Bewegung des Spike gewissermaßen elastisch abfängt, in dem man eine bei zunehmender Schubkraft zunehmende Gegenreaktion erzeugt, und dies wird dadurch erreicht, dass man die dem Einbettungsmaterial eigene Elastizität bei zunehmender Schubkraft im Sinne eines Herausdrückens des Stiftes zunehmend zur Wirkung kommen lässt. Hierzu wird allgemein vorgeschlagen, den Spike oder einen wesentlichen Teil desselben derart konisch auszuführen, dass zu der durch den Verankerungsteil ohnehin bei Bewegen in Richtung auf die Lauffläche hervorgerufenen Reaktionskraft eine weitere durch den an der Mantelfläche des Spike anliegenden Gummi hinzukommt. Bei einer speziellen Ausführungsform nach der Erfindung wird insbesondere auch darauf Rücksicht genommen, dass das sog. Pumpen sich in der Nähe der Lauffläche mehr auswirkt als in der Nähe der Karkasse, und dass ein Eindringen von Schmutz, Eis und anderen Fremdkörpern auf den Grund der den Spike aufnehmenden Bohrung im Reifen vermieden werden soll.

Demnach betrifft die Erfindung einen Eisspike bzw. Greifstift für Fahrzeugreifen, bestehend aus einem einen

Hartmetallstift geringeren Durchmessers aufnehmenden Schaft und einem Verankerungsteller oder -kopf, der sich dadurch auszeichnet, dass der Durchmesser des Schaftes vom Verankerungsteller oder -kopf aus in Richtung auf das im eingebauten Zustand freie Ende allmählich oder stufenweise abnimmt.

Einige Ausführungsformen der Erfindung und die mit ihr erzielbare Wirkung sind in der Zeichnung zur Anschauung gebracht. An Hand dieser ist die Erfindung nachfolgend beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine einfache Ausführungsform der Erfindung im Teilschnitt und vergrößerten Maßstab,

Fig. 2 ein schematisches Kräftediagramm,

Fig. 3 eine Abwandlung eines Eisspike nach Fig. 1,

Fig. 4 eine weiter abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Eisspike.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Eisspike einfachster Ausführungsform zur Anschauung gebracht, der allgemein aus dem Hartmetallstift 1, dem Schaft 2 und dem Verankerungsteller 3 besteht. Der Hartmetallstift 1 ist in eine Bohrung 4 des Greifstiftes eingepresst und steht mit seinem einen Ende ein Stück über die Stirnfläche 5 des Schaftes 2 über.

Der Schaft 2 ist erfindungsgemäß als Kegelstumpf ausgebildet, dessen Basis 6 an die Verankerungsscheibe 3 anschließt. Es ist klar, dass einer Bewegung des Spike in Pfeilrichtung A die mit F bezeichnete Fläche des Einbettungs- materials unterhalb des Verankerungstellers 3 entgegengewirkt, während der entgegengesetzt gerichteten Bewegung in Pfeilrichtung B nur die mit G angedeutete Ringfläche Widerstand leistet. Die erfindungsgemäße konische Gestaltung des Schaftes 2 bringt hier, wie das schematische Kräfteschaubild nach Fig. 2 veranschaulichen soll, zunächst als wesentlichen Vorteil eine erhebliche Vergrößerung der Widerstandsfläche um einen Betrag H gegenüber einem zylindrischen Schaft.

Das Schaubild nach Fig. 2 lässt aber noch einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Spikeschaftes 2' erkennen. Hierzu stellt die rechte Seite des Schaubildes einen um den Betrag E herausgedrückten Spike dar, und man erkennt, dass dabei durch eine mit zunehmender Bewegung in Pfeilrichtung B zunehmende Verdrängung des einbettenden Gummimaterials 7 und damit eine durch dessen Elastizität hervorgerufene Reaktionskraft entsteht, die in dem schematischen Beispiel durch Pfeile C-D für den in seiner Normallage sitzenden Spike und durch Pfeile C'-D' für den herausgedrückten Spike veranschaulicht ist. Diese Kraftpfeile reichen von der Mantelfläche bis zu der gestrichelt angedeuteten Bohrung 8 im Reifen, in die der Spike eingedrückt worden ist. Die Darstellung ist auch insofern vereinfacht und schematisch, als die durch den Gummi 7 hervorgerufene Kraft natürlich nicht, wie dargestellt, in waagerechten Ebenen, von denen hier zwei ausgewählt sind, verläuft, sondern auf der Mantelfläche normal steht. Man erkennt jedoch, dass in gleichen Ebenen eine Zunahme der durch den Einbettungsgummi hervorgerufenen und im Sinne eines Zurückdrückens wirkenden Spannkraft zu verzeichnen ist, was dadurch zum Ausdruck kommt, dass der Pfeil C' größer als der Pfeil C und der Pfeil D' größer als der Pfeil D ist.

Mithin ergibt sich bei Ausbildung eines Eisspike nach der Erfindung eine sozusagen elastische Abfederung desselben bei jeder im Sinne eines Herausdrückens wirkenden Beanspruchung, eine Wirkung, die sich mit einer Vergrößerung des Widerstandquerschnitts der Gummimasse überlagert.

Eine abgewandelte Ausführungsform, bei der der Schaft aus zwei mit ihren Basen aufeinandergesetzten Kegelstümpfen 9 und 10 besteht, ist in Fig. 3 dargestellt. Der sich an die Verankerungsscheibe 3 anschließende Kegelstumpf ist zweckmäßig kürzer als der der Lauffläche benachbarte Kegelstumpf 9 und der Übergang zur Verankerungsscheibe ist, wie bei 11 gezeigt, abgerundet. Hierdurch erhält man eine Einkehlung 12, die die beabsichtigte Verankerungswirkung der Scheibe 3 verbessert. Es bildet sich nämlich in der Einkehlung nach der Montage und kurzer Laufzeit des Reifens eine die Kehlung ausfüllende Nase. Wenn nun der Spike hin und her bewegt wird, so wird der Teil der Nase, der an der sich hin- und herbewegenden Fläche jeweils anliegt, gestaucht, d.h. es entsteht eine Reaktionskraft, die ein Aufklaffen, also eine Spaltbildung zwischen Spikewandung und Einbettungsgummi verhindert und die den Spikefuß in seine Normallage zurückzuführen bestrebt ist. Man kann diese Erscheinung auch als eine Art Klemmwirkung ansehen, weil der in der Kehlung 12 liegende Gummi bei einem Kippen des Spike nicht frei nach oben ausweichen kann.

Eine weiter abgewandelte Ausführungsform zeigt Fig. 4, bei der zwischen dem der Lauffläche benachbart liegenden Kegelstumpf 13 und dem sich an die Verankerungsscheibe anschließenden Kegelstumpf 14 ein zylindrisches Stück 15 geschaltet ist. Dieses zylindrische Zwischenstück soll hauptsächlich dafür sorgen, dass der größte mögliche Spikedurchmesser gerade oberhalb der Einkehlung 12 über eine gewisse Länge aufrecht erhalten werden kann, um hier sowohl in der Ruhelage als auch bei der Bewegung eine möglichst hohe Gummiverdrängung und damit eine feste Umschließung zu erreichen, damit z.B. beim Kippen des Spikes an der der Kipprichtung gegenüberliegenden Mantelfläche nicht Schmutz und andere Fremdkörper sich bis zur Einbettung der Verankerung durcharbeiten können.

Die Erfahrung, d.h. unter Bedingungen der Praxis vorgenommene Erprobungen, haben außerdem ergeben, dass ein direkter nur eine Ringkante herstellender Übergang zwischen zwei Kegelstümpfen 9 und 10 nach Fig. 3 im gefahrenen Reifen bei der ständigen Bewegung des Spike leicht abgearbeitet, also rund wird, während bei Zwischenschaltung eines zylindrischen Stückes 15 diese Erscheinung unterbleibt.

Claims (4)

1. Eisspike für Fahrzeugreifen, bestehend aus einem einen Hartmetallstift geringeren Durchmessers aufnehmenden Schaft und einem Verankerungsteller oder -kopf, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schaftes vom Verankerungsteller oder -kopf aus in Richtung auf das im eingebauten Zustand freie Ende allmählich oder stufenweise abnimmt.

2. Eisspike nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft aus zwei mit ihren Basen aufeinandergesetzten Kegelstümpfen besteht.

3. Eisspike nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzere Kegelstumpf sich an die Verankerungsscheibe anschließt.

4. Eisspike nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die beiden Kegelstümpfe ein kürzeres zylindrisches Zwischenstück geschaltet ist.