DE2063880A1 - Spike für Kraftfahrzeugreifen - Google Patents

Description

• Spike für Kraftfahrzeugreifen Die Erfindung betrifft einen Spike für Kraftähzzengneifen, mit einem Koninchen Gleitachutzstift aus hartem Hate rial, vorzugsweise Hartmetall, der in einem matallischen Verankerungsteil gehalten ist, das in einem in den Kraft fahrzeugreifen einsetzbaren Kunststoffkörper, der aus einem Schaft und einem an den Schaft anschließenden, nietkopfartigen Fuß besteht, gehalten ist.
• Spikes der vorgenannten Bauart haben gegenUber Spikes, bei denen der in den Kraftfahrzeugreifen einsetzbare, den Gleitschutzstift haltende Körper ganz aus Metall bostcht, den Vorteil eines geringen Gewichtes, was unter anderem im Rinblick auf die im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräffte und eine geringe Straßenabnutzung vorteilhaft ist. jedoch nutzen sich die Gleitschutzstifteim Detrich abhängig vom Fahrverhalten ungleich ab, so daß sich im Laufe der Zeit die Länge des tiber die Reifenoberfkläche überstehenden Bereiches des Gleitschutzstifes vergrößert, was zu einer starken Abnutzung der Straßenoberfläche und zu schlechter Haftung des Reifens auf eisfreien Straßen führen kenn. Außerdem wird dadurch die Cummiverankerung zu stark strabazlert. Auch wird bei zu eroßer uberstehender Länge des Gleitschützstimen seine Haltorung in dem Veranke rungsteil so stark beansprucht, daß es zum Herausschleudern des Gleitschutzstiftes oder zu Überbeansprüchungen des Kunststoffköfrpers und des Verankerungsteiles kommen kann. Es stellt deshalb ein wichtiges Problem dar, Spikes der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen sich die Länge des über die Reifenoberfläche überstehenden Bereidehes des Gleitschutzstiftes im Betrieb nicht oder nicht störend vergrößert, wobei jedoch auch Vorsorge getroffen sein muß, daß die Länge des über den die Reifenoberfläche stehenden Bereiches des Gieitschutzstiftes nicht zu klein wird, de sonst die Wirkung dos Spiles auf Eis ganz oder im wesentlichen verloren geht.
• Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Kunststoff-Spike zu schaffen, lue. dcm diene Hachteile der bekannten Kunststoff-Spikes verllieden sind, der auch bei starker Reifenabnutzung die Straßsaoberfläche weniger als di.e bekannten Spikes angreitt, der ferner eine einfache bauart aufweist, betriebssiater ist, billig heramstallen ist, ein geringen Gewicht hat und denses Verankerungsteil und Kunststoffkörper auch untez ungünstigen Umständen nicht übermässig beansprucht werlen.
• Erfindungsgemäß ist bei einem Spike der eingangs gennanntes Art vorgesehen, daß da Vcrankerungsteil auf mindestens einem Teil seiner axialen Länge als Rohr ausgebildet ist, das von dem Kunststoffkörper formschlüssig umfaßt ist und an seinem dem Gleitsckutzatift benachbarten Ende einen sich von oben nach unten verjüngenden konischen Längsbereich aufweist, in we)chem der Gleitschutzstift kraftschlüssig gehalten ist, wobei das Ende des kleinsten Durch messers des Gleitschutzstiftes nach unten gerichtet ist, daß fernor der an dieses untere Ende des Gleitschutzstiftes anschließende Rohrinnenbereich auf mindestens einem an den Gleitschutsstift angranzenden Teil seiner Länge hohl ist, und zumindest der kouische Rohrbereich des Verankerungsteiles aus einem Hoteil bestcht, dasson Wäfrmoaudohnungskoeffizient größer als der Wärmesausdehnungskoeffizient des Gleitschutzstiftes ist.
• Die Konizität des konischen Gleitschutzstiftes und des ihn haltenden konischen Rohrbereiches ist so zu treffen, daß sich der Gleischutzstift während des Rollen des Kraftfahrzeugreifens, in den er eingesetzt ist, bei Abzutzung des Kraftfahrzeugreifens von selbst nehr und mehr in das ihn haltende Rohr des Verankerungster.les hinein verschiebt, derart, daß die Länge des über die Reifenoberfläche überstehenden Bereiches des Gleitschutzstiftes in Grenzen bleibt, innerhalb denen die Straßenoberfläche durch den Gleitschutzet5ist einerseits nicht stark abgenutzt wird und andererseite der Gleitschutzstift dennoch die gewünschte Rütschsicherheit des betreffenden Kraftahrzeugreifens auf Eisd herbeiführt. Dies gelingt ohne weiteres, wenn die Kenizitäft des Gleitschutztiftes und dem ihn haltenden konischen Rohrbereiches nicht zu klein ist. Da der Gleitschatzstift im Betrieb entsprechend der Reifensbnutzung in dem ihn haltenden Rohr abwärts wandert, kann er mit Vorteil verhältnismäßig kurz sein und damit ein geringes Gewicht aufweisen, auch kann dem Verankerungsteil ebenfalls ein sehr geringes Gewicht gegeben werden, so daß ein extrem niedriges Gewicht des Spikes erreichbar ist, was ebenfalls zur Vermirderung der Straßenabnutzung wirksam beiträgt, so daß dieser Kunststoff-Spike eines bisher bei Spikereifen nicht erreichte Schonung der Straßen bewirkt.
• Geeignete Ilaterialien für das Metall des verankerungsteiles sind beispielsweise Eisen oder Mecsing, die sich zum Verformen durch Ziehen oder Pressen eignen. Doch ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt, da sich auch andere Metalle für las Verankerungsteil eignes können, beispielsweise Aluminium oder Stahl.
• Besonders vorteilhaft ist, en an das untere Ende tles konischen Boreiches des Rohres ein Rohrlängsbareich auschließt, desson kleinster Durchsesser größer als der Durchmesser des unteren Ende des Gleitschutzmitftes ist, so daß der Gleitschutzstift bei der Montage nr so in das Rohr eingescetzt werden kann, daß sein unteren Ende sich im Abstand unterhalb des konischen rohrbereiches befindet und der über diesen konischen Rohrbcreich nach unten üb erstehende Endbereich des gleitschutzstiftes s von der ihn umgebenden Rohrinnenwand durch einen Ringspalt getrennt ist. Der an den den Gleitschutzstift hzltenden konischen Rohrbereich nach unten anschließende Rohrbereich ist so auszubilden, daß der Gleitschutzstift in ihm beim Abwäfrtswandern keinen Störenden Widerstand erfährt, der das Abwärtswandern stoppen oder verhindern könnte. Abgesehen hiervon, kann Jedoch in diesen Rohrbereich im Abstand von dem konischen Rohrbereich ein Anschlag für eine unterste Stellung des Gleitschutzstiftes vorgesehen sein, falls dies in bestimmten Fällen erwünscht ist. Im allgemeinen ist letztemeMaßnahme jedoch nicht erforderlich. Vorzugsweise ist vergesehen, daß der kleinate Durchmesser des an den den Gleitschutzstift haltenden kot wischen Rohrbere ich anschließenden Rohrlängsbereiches mindestens so groß wie der kleinste Durchmesser des konischen Rohrhereiches ist Dieser an dem konischen Rohrbereich ansoließende Rohrbereich kann mit Vorteil zylindrisch ode in vielen Fällen mit Vorteil auch so außgebildet eain, daß sich sein Durchmesser in von dem den Gleitschutzetift haltenden konischen Rohrbereich wegführeuder Richtung vergrößert.
• Die Länge des den Gleitschutzstift haltenden konischen Rohrbereiches kann vorzugsweise ungefähr der halben Länge des Gleitschutzstiftes entsprechen.
• Bei einen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesoben, daß die axiale Lunge des Rohres mindestens der doppelten Lange seines konischen Rohrbereiches entspricht. ist besonderein Vorteil kann die Länge des Rohres nahezu der axialen Länge des Kunststoffkörpers entsprechen.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind in der pschfolgenden Beschreibuang, den Unteranpsrüchen und der Zeichung beschrieben bzw. dargestellt, wobei es sich versteht, daß die Erfindung in sahlereichen weiteren Ausführungsformen verwirklicht werden kenn.
• In der Zeichnung zeigen : Fig. t einen Längsschnitt durch einen Spike gemE einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eines Spike gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Der in ig. 1 dargestellte Spike besteht aus einem in einen Kraftfahrzeugreifen einsetzbaren Kunststoffköfrper 10, einem in dem Kunststoffkörper 10 durch Einbettung gehaltenen rohrförmigen, metallischen Verankerungsteil 11 und einem in dem verankerungsteil 11 kraftschlüssig gehaltenen konischen Gleitschutzstift 12. Das rotationssymmetnische Verankerungsteil 11 bestcht aus einem dünnwandigen Rohr 15, dessen Wandstärke in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr 0,54 mm beträgt, wobei an das untere Ende des Rohres ein rechtwinklig zu der Rohrlängsachse ge richteter Ringflansch 13 anschließft, der einstûückig mig dem Rohr 15 ist und dieselbe Wandstärke wie das Rohr aufweist. Das Rohr 15 ist in dem Bereich 14 - 14 ' kreiszylindrisch und in einem verhältnismäßig kurgen Bereich 16 der sich von der Stelle 14 aus bis zu seinem oberen Ende erstreckt, konisch ausgebildet, derart, daß der Lunendurchmesser des konischen Bereiches 16 sich von dem oberen Ende aus im abwärts führender Richtung, d.h. in Richtung auf den Fuß des Kunststoffkörpers zu verkleinert.
• Das Verankerungsteil 11 ist zentrisch in dem Kusntstoffkörper 10 so angeordnet, daß seine Längsachse mit der Längsachse des Kunststoffkörpers zusammenflällt. Der Gleitschutzstift 12 besteht auo einem harten Material, vorzugsweise Hartmetall. Die harten Materialien, wie sie für derartige Gleitschutzstifte geeignet sind, haben sehr geringe Wäfrmcausdehnungskoeffizienten. Das Verankerungsteil 11 besteht dagogen aus einem Metall, welches einen wesentlich größeren Wärmeausdehnungskoeffiziepten als der Gleitschutzstift aufweist, und das sich bei starker Zugbeanspruchung bleibend verformt, vorzugsweise aus Messing oder Eisen.
• Der gleitschutzstift 12 ist formschlüssig in den konischen Rohrbereich 16 eingesetzt und in dickem ausschließlich kraftschlüssig gehalten, d. h., er wird durch Reibung kräfte in diesem konischen Rohrbereich gehalten. Es finden demzufolge keine adhäsiven oder wsenstige Bindemattel Verwendung, um den Gleitschutzstift in dem konischen Rohr bereich zu halten. Vielmehr ist der gleitschutzstift lediglich in den konischen Rohrbereich unter Anwendung von axialem Druck kraftschlüssig so eingesetzt, da!> er sich im Betrieb nicht aus dem Veraukerungsteil lösen kann. Die Konizität des gleitsohutzstiftes 12 und damit auch die gleich große konizitäft des konischen Rohrbereiches 16 ist so getroffen, daß sich beim Rollen eines kraftfahrzeugreifens, in den er eingesetzt ist, folgendes ergibt: Der gleitschutzstift erwärmt sich beim Rollen des kraftfahrzeugreifens um so stäfrker, Je größer seine über die reifendberfläcghe überstehende länge ist. es tritt hierbei ein steiler Temperaturanstieg auf, wenn diese Länge fufolge reifenabnutzung ein bestimmtes maß übersteigt, was zur Folge hat, daß auch der den.Gleitschutzstift 12 haltende konische Rohrbereich 16 einen entsprechend starken Temperaturanstieg erfährt und sich hierdurch infolge seines grãßeren wärmesusdehnungskoeffizienten so stark ausdehnt, daß der Gleitschutzstift durch die von der Straße auf ihn ständig ausgeilbteü Schläge axial in das Rohr hineinvershcoben wird. Wenn das Rohr sich wieder abkühlt, kann sich der konische Rohrbereich 16 im Durchmesser nicht mehr verkleinern und es findet eine bleibende Verformung des Rohrbereiches 16 statt. Zu diesem Zweck muß zuinindest der konische Rohrbereich 16 aus einem metall bestehen, bei dem bei diesem Vorgang eine plastische Verformung eintritt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei weiterer Reifenabnutzung, so daß der Gleitschutzstift entsprechend weiter und weiter in das Rohr hineinwandert und die Länge seines über die Reifenoberfläche überstehenden Bereiches immer in günstigen Grenzen bleibt, d. h., daß der Abstand der über den Reifen überstehenden Stirnseite des Gleitschutzstiftes von der Reifenoberfläche sich ständig von selbst auf zulässige Werte reguliert, bei denen noch keine starken Straßenschäden eintreten und der Spike auch nicht zu stark beansprucht wird.
• Der Kunststoffkörper 10 hat eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit, die wesentlich kleiner als die Wärmeleitfähigkeit des metallischen Rohres ist, so daß die sich beim Rollen des Reifens in dem Gleitschutzstift 12 und seinem Verankerungsteil 11 sich entwickelnde Wärme über den Kunststoffkör[er praktisch nicht abgeleitet wird und so eine das beschriebene ibwärtswandern des Gleitschutzstiftes sicher regulierende Temperasturerhöhung des konischen Bereiches des Rohres frühseitig immer dann eintritt, wenn die über die Reifenoberfläche überstehende Länge des Gleitschutzstiftes so groß int, daß sich in der Nähe der Grenze befindet, ab der er die Straßenober-Fläche zu stark angreifen könnte. Es zeigt sich hierbei, daß bei dem erfindungsgemäßen Spike bereits ein Abwärtawandern des Gleitschutzstiftes stattfindet, wenn dieser noch nicht übermäßig weit über die Reifencherfläche übersteht, so daß der Spike und die Straßfenoberflächke ständig besondern gut Geschont werden. Günstig wirkt; sich hier ferner das geringe Gewicht dieses Spike aus, Die axiale Länge des konischen Bereiches 16 des Rohres 15 ist verhältnismäßig klein und beträgt iu diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 3 mm, das ist nur ungefähr 1/4 der Gesamtläbge des Verankerungsteiles. Der Gleitschutzstift ist verhältnismäßig kurz und hat in diesem hevorzugten Ausführungsbeispiel eine Länge von ungefähr 5 mm, wobei sich dieser Gleitschutzstift zu etwa 2/3 seiner Länge innerhalb den Rohres befindet.
• Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, befindet sich das untere Ende 20 des konischen Gleitschutzstiftes 12, welches den kleinsten Durchmesser dieses Gleitschatzstiftes aufweist, in geringem Abstand unterhalb des unteren Endes 14 des konischen Bereiches 16, so daß sich zwischen dem über den konischen Bereich 16 nach anten überstehenden Bereich den Gleitschützstiftes und der gegenüberliegenden Innenwand des Rohres ein ringförmiger Luftspalt befindet und der Gleitschutrstift die hoschriebene Abwärtsbewegung durchführes kann, ohne daß sein unteren Ende en die Rchrinnenwandung anstößt. Auch ist der an dea untere Ende 20 des Gleitschutzstiftes 12 nach unten anschließende innere Bereich des Rohree hohl, d. h., nicht mit dem Btoff des Einstostoffköfrpers ausgefüllt, so daß sich dem Abwäfrtswendern des Gleitschutzstifite 12 auch in dieser Beziehung kein Hindernie in den ;9 stellt, reinwstückige Kusntstoffkörper 10 besteht aus einem Schaft 21 und einem nietkopfartigen Fuß 22, der in Verlängerung des hohlen Rehrinnepraumes 23 durchbrochen ist, so daß sich eine Sacküffnung ergibt, die sich von der unteren Stirnseite des Fußes 22 des Kunststoffkörpers 10 bis zn der Unterseite 20 des Gleitschutzstiftes erstrockt. Der Flansch 13 des Verenkerungsteiles 11 befindet nich in der Mitte des Fußes 13.
• Die äußere Gestalt des Kunststoffköfrpers 10 und seine Ab messungen können von bei derartigen Spfikes üblicher Gestalt und Größe sein. Dasselbe trifft für den Durchmesser des oberen Endes des Gleitschutzstiftes bzw. seinen mittleren Durohmesser su. Als Kunststoff für den Kunststoffkörper 10 können vorzugsweise thermoplastische Kunotstoffe vorgesehen sein.
• Der in Pig. 2 dargestellte Spike entspricht dem Spike nach Fig. 1 in allen Einzelheiten, mit dem Unterschied, daß die Stirnseite 24 des Fußes 22' des Kunststoffköfrpers 10 geschlossen ist, wobei der Kunststoff dieses Kunststoff= körpers bis zur unteren Öffnung des Verankerungsteiles 11 reicht, so daß der von dem Gleischutzstift frolgelassene Innenraum 23 des Verankerungsteiles einen abgeschlossenen Hohlraum bildet. Ferner ist der Innendurchmesser des Rohres 11 in Höhe des Flansches 13 gegenüber dem Innandurchmesser des nach oben ansohließenden kreissylindrischen Rohrbereiches 14 - 14 verkleinert, um beim Umspritzen des Rohres mit dem den Kunststoffkörper 10 bildenden Sunststoff das Eindringen von Kunststoff in den Rohrinnenraum sicher zu verhindern.
• Die Herstellung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Spikes kann mit Vorteil so erfolgen, daß das Verankerungsteil 11 mit dem Gleitschfutzstift 12 als vormontierte Baueinheit hergentellt und in ein Spritzgieß-Werkzeug eingemetnt wird, in welchem der kunststoffkörper 10 durch Einspritzen von Kunststoff gebildet wird. Hierdurch wird das Verarherungsteil formschlüssig in den Kunssttoffkörper 10 eingehettet und hat in dem Kunsstoffköfrper 10 einen sicheren Helt. Der Flanschf 13 des Verankerungsteiles verhindert eine axiale Verschiebung des Hohres 15 in des Kunststoffkörper. Günstig wirkt sich auch die große Länge des Verankerungsteiles auf seine stabgile Halterung in dem Kunststoffkörper ans.

Claims (13)

P a t a n t s p r ü c h e

1. Spike für Kraftfahrzeugreifen, mit einem Konischen Gleitschutzstift aus hartem Material, vorzugsweise Hartmetall, der in einem metallischen Verankerungsteil gehalten ist, das in einem in den Kraftfahrzeugreifen einsetzbaren Kunststoffköfrper, der auks einem Schaft und einem an den Schaft anschließdenen, niethkopfartigen Fuß besteht, gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, da.3 das Verankerungsteil (11) auf mindestens einem Teil seiner axialen Länge als Rohr (15) ausgebildet i.st, das von dem Kunststoffkörper (10) formschlüssig unlfaßt ist und an seinem dem Gleitschutzstift (12) banachbarten Ende einen sich von oben nach unten verjüngenden konischen Längsbereich (16) aufweist, in welchem der Gleitschutzstift kreaftschlüssig gehalten ist, wobei das Ende (20) des kleinsten Durchmessers de3 Gleitsohutzstiftes (12) nach unten gerichtet ist, daß ferner der an dieses untere Ende (20) des Gleitschntzstiftes anschließende Rohrinnenbereich (23) auf mindestenns einem an dem Gleitschutzstift angrenzenden Teil seiner Länge hohl ist, und sumindest der konische Rohrbereich (16) des Verankerungsteiles aus einem Metall besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffisient größer als der Wärmeausdehnungskoeffisient des Gleitschut.stiftes ißt.

2, Spike nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des unteren Endes (20) des Gleitschutzstiftes (12) kleiner als der Durchmesser des unteren Endes (14) des konischen Rohrbereiches (16) ist.

3. Spike nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das untere Ende (14) des konischen Bereiches (J6) des Rohres (15) ein Rchrlüngchereich (14-14B) anschließt, dessen kleinster Druchmesser größer als der Iurchmessor des unteren Endes (20) des Gleitschatzstiftes ist.

4. Spike nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an das untere Ende (14) des konischen Bereiches (16) des Rohres (15) ein Rohrlängsbereich (14-14') anschließt, dessen kleinster Durchmesser mindestenn se groß wie der kleinste Durchmesser des konischen Rohrbereiches ist.

5. Spike nach einem der vorhergehenden Ausprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Verankernngsteils (11) sich in geringem Abstand unterhalb der freien Stirnseite des Schaftes (21) des Kunststoffkörpers (10) befindet

6. Spike nach einem der vorhergehenden Ausprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (11) auf seiner gansen Länge in den Kunststoffkörper eingebettet ist.

7. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohr sich von der Nähe des oberen Endes des nststoffkörpers aun bis in den Fuß (22) des Kunststoffkörpers erstreckt.

8. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (11) ans dem Rohr (15) und einem an den unteren Ende des Rohres befindlichem, aufwärts gerichteten Flansch (13) bestoht, der vorzugsweise einsttokig mit dem Rohr ist.

9. Spike nach einem der vorhergehorden Ausprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß er ein Sackloch aufweist, das sich von der Stirnseite des Fußes (289) fes kianutstoffköfrpers aus in den Innenfaum Ges Rohres (151 bis zum unteren Ende des Gleitschutzstiftes erstrecks (Fig. 1).

10. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschutzstift mit ungefähr zwei Drittel seiner Länge in das Rohr (15) des Verankerungsteiles hineinragt.

11. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Länge des Gleitschutzstiftes (12) ungeführ 5 tim beträgt.

12. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des konisohen Rohrbereiches (16) ungefähr der halben Längs des Gleituohutzstiftes entspricht.

13. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekannzeichnet, daß der an den konischon Bereich (16) des Rohres anschließende Rohrbereich (14-14') zylindrisch ist.