DE2111682A1

DE2111682A1 - Spike fuer Kraftfahrzeugreifen

Info

Publication number: DE2111682A1
Application number: DE19712111682
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fakarl Simon; SIMON FA KARL
Current assignee: Karl Simon GmbH and Co KG
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1972-09-21
Also published as: FR2128860B1; DD95329A5; NO131665C; FI55015C; FR2128860A1; DE2159540A1; CH544669A; AT315657B; NO131665B; SE389477B; FI55015B

Description

2773 Spike für Kraftfahrzeugreifen

Die Erfindung betrifft einen Spike für Kraftfahrzeugreifen mit .einer in den Kraftfahrzeugreifen einsetzbaren Kunststoffhülse, die eine mittige Ausnehmung aufweist, in der ein über sie überstehender Gleitschutzstift gehalben ist.

Derartige Spikes sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Die Kunststoffhülse eines solchen Spikes hat gegenüber Metallhülsen den Yorteil eines geringeren Gewichtes und geringerer Geräuschentwicklung beim Rollen des Kraftfahrzeugreifens. Jedoch bereitet es Schwierigkeiten, den Gleitschutzstift in der Kunststoffhülse so zu halten, daß er beim Fahren, nicht herausgeschleudert wird. Auch haben die bekannten Spikes mit Kunststoffhülsen den Nachteil, daß sich die länge des über die Kunststoffhülse überstehenden Bereiches des Gleitschutzstiftes infolge der unvermeidlichen Abnutzung der Kunststoffhülse und des Reifenprofils im Betrieb unerwünscht vergrössert, da der aus Hartmetall bestehende Gleitschutzstift sich weniger als das Reifenprofil und die Kunststoffhülse abnutzt. Bin zu weit über die Kunststoffhülse überstehender Gleitschutzstift kann Straßendecken unerwünscht stark angreifen und kann auch zu einer zu starken Erwärmung der Kunststoffhülse und damit zu erhöhter Gefahr des Herausschleuderns des Gleitschutzstiftes führen. . .

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Spike der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Spikes dieser Art vermieden sind, der

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ein geringes Gewicht, einen geräuscharmen und straßenschonenden Lauf des betreffenden Kraftfahrzeugreifens bewirkt und der "billig und einfach herzustellen ist. Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist es ferner, einen Spike der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Gleitschutzstift sich beim Rollen des Reifens von selbst nachstellen kann, derart, daß er seine axiale'Stellung relativ zur. Kunststoffhülse in Abhängigkeit der Abnutzung der Kunststoffhülse verstellt, indem er bei Abnutzung der Kunststoffhülse in Richtung auf den Fuß der Kunststoffhülse zu in günstiger ¥eise wandert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Spike der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Spike so ausgebildet ist, daß die axiale Stellung seines Gleitschutzstiftes sich im Betrieb durch die auf ihn einwirkenden ]?ahrbahnstöße in Abhängigkeit der Abnutzung der oberen Stirnseite der Kunststoffhülse in Richtung auf den 3?uß des Spikes zu nachstellt, wobei

a) die Kunststoffhülse eine metallische, zu ihrer mittigen Ausnehmung koaxiale Drahtarmierung aufweist, die formschlüssig mit der Kunststoffhülse verbunden ist und dem Aufweiten der mittigen Ausnehmung der Kunststoffhülse Widerstand entgegensetzt,

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b) a ie mitt ige Ausnehmung der Kunststoffhülse langer als der in sie eingreifende Bereich des G-leitschutzstiftes ist,

c) der Gleitschutzstift zumindest auf einem Teilbereich seiner axialen Länge in Richtung auf seinen Fuß zu verjüngt ausgebildet ist,

d) der Gleitschutzstift reibungsechlüssig gehalten ist.

Herstellungstechnisch ist es im allgemeinen zweckmäßig, den Gleitschutzstift erst nach Herstellung der Kunststoffhülse in deren mittige Ausnehmung einzutreiben. Die Kraft zum Eintreiben des Gleitschutzstiftes in die vorgesehene Stellung ist, wie Versuche zeigten, im allgemeinen mehrfach größer als ohne Drahtarmierung. Die Drahtarmierung kann sich infolge ihres formschlüssigen Haltes relativ zur Kunststoffhülse nicht verschieben, jedoch verlieren im Betrieb die durch Abnutzung der Kunststoffhülse freiwerdenden Bereiche der Drahtarmierung ihre das axiale Abwärtswandern des Gleitschutzstiftes behindernde Punktion, mit der Folge, daß der Gleitschutzstift durch die beim Rollen des Kraftfahrzeuges auf il»einwirkenden Fahrbahnstösse ungefähr in dem Maße fortlaufend in die Kunststoffhülse eingetrieben wird, in welchem sich die Kunststoffhülse stirnseitig abnutzt. Der Gleitschutzstift kann deshalb aus einem sehr abriebsfesten Hartmetall oder einem vergleichbaren Material, wie Aluminiumoxyd oder einem sonstigen

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Bartstoff gefertigt werden, das sich im Betrieb fast nicht abnutzt, ohne daß deshalb die Gefahr besteht, daß es zu einem zu weiten Überstehen des Gleitschutzstiftes über die Kunststoffhülse kommt.

Mit besonderem Yorteil kann der Gleitschutzstift relativ kurz sein, so daß er nur ein entsprechend gegeringes Gewicht aufweist, was die auf ihn beim Rollen des Kraftfahrzeugreifens einwirkenden Zentrifugalkräfte entsprechend vermindert und auch sonstige Vorteile hat. Infolge Verwendung von Kunststoff für die Hülse des Spikes wird das Gewicht des Spikes noch weiter vermindert. Die Drahtarmierung kann ebenfalls mit sehr geringem Gewicht ausgeführt werden, so daß der Spike insgesamt ein äußerst geringes Gewicht hat, was den Halt des Spikes im Kraftfahrzeugreifen verbessert und .erleichtert, die Rollgeräusche vermindert und auch sonstige Vorteile hat.

Die Drahtarmierung ist so auszubilden,, daß sie der Tendenz des Gleitschutzstiftes, die mittige Ausnehmung der Kunststoffhülse aufzuweiten, wirksamen Widerstand entgegensetzt, so daß bereits bei geringen Aufweitungen auf den Gleitschutzstift große seitliche Kräfte einwirken, die ein weiteres Eindringen des Gleitschutzstiftes in die mittige Ausnehmung verhindern und eine axiale Verschiebung des Gleitschutzstiftes in Richtung auf den !Fuß der Kunststoffhülse zu immer nur dann gestatten, wenn die ihn haltenden Reibungskräfte sich infolge Verschleisses oder !Freiwerden der jeweils obersten Lage der Draht-

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armierung· so vermindern, daß der G-Ie it schutz stift um einen entsprechenden Betrag in Richtung auf den !Fuß der Kunststoffhülse zu weiter wandern kann, Ms die hierbei anwachsenden, auf den G-leitschutzstift einwirkenden Seitenkräfte ein weiteres Abwärtswandern verhindern. Im Betrieb kann sich dieser Vorgang des Abwärtswanderns des G-leitsohutzstiftes nahezu stetig oder je nach Art der Drahtarmierung auch in kleinen Schritten vollziehen. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn die Drahtarmierung durch die von dem G-leitschutzstift auf sie ausgeübten Kräfte elastisch nicht überbeansprucht wird, d.h. die auf die Drähte einwirkenden Zugkräfte im elastischen Bereich bleiben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drahtarmierung sich kreuzende Drähte auf. Sie kann hierbei vorzugsweise als Drahtgewebe oder Drahtgeflecht ausgebildet sein. Infolge der formschlüssigen Halterung der Drahtarmierung durch die Kunststoffhülse kann es in vielen Fällen ausreichend sein, ein solches Drahtgewebe oder Drahtgeflecht als in Umfangsriehtung geschlossene Bahn auszubilden. Die Enden dieser Bahn können mit Torteil sich überlappen oder die Bahn kann in mehreren lagen aufgewickelt sein. Bevorzugt ist anstelle einer Bahn vorgesehen, daß die Drahtarraierung mit sich kreuzenden Drähten schlauchförmig ausgebildet ist, was u.a. das Spritzen der Kunststoffhülse erleichtert, indem ein solcher Schlauch ohne besondere Maßnahmen auf

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einen die mittige Ausnehmung der Kunststoffhülse "bewirkenden Dorn des Spritzwerkzeuges aufgesteckt werden kann. Auch hat ein solcher Schlauch ein besonders hohes Widerstandsmoment gegen radiale Aufweitung.

Zweckmäßig ist die Drahtarmierung mit sich kreuzenden Drähten so ausgebildet, .daß beim Spritzen der Kunststoffhülse der Kunststoff durch die sich neben den Kreuzungsstellen der Drähte befind liohen. Öffnungen die sei* Drahtarmierung bis zu dem die Drahtarmierung tragenden Dorn hindurchdringen kann. .

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Drahtarmierung eine Drahtwendel, vorzugsweise eine Schraubenfeder. Bei einer solchen Drahtwendel hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die benachbarten Windungen der Drahtwendel zumindest in dem der Abnutzung ausgesetztem Bereich im Abstand voneinander angeordnet sind. Auch hier wird bei der Herstellung der Kunststoffhülse die Drahtwendel zweckmäßig auf einen der Erzeugung der mittigen Ausnehmung der Kunststoffhülse dienenden Dorn eines Spritzwerkzeuges aufgesteckt, wobei es ebenfalls vorteilhaft ist, wenn der Kunsstoff beim Einspritzen in die Werkzeugaushöhlung zwischen benachbarten Windungen der Drahtwendel bis zum Dorn vordringen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drahtarmierung vollständig in die Kunststoffhülse in geringem Abstand von der Innenwandung ihrer mittigen Ausnehmung eingebettet. Es

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befindet sich dann zwischen der Innenfläche der mittigen Ausnehmung und den benachbarten Drähten eine dünne Kunststoffhaut, die einstückig mit dem außerhalb der Drahtarmierung befindlichen Kunststoff der Kunststoffhülse durch die nicht von Draht bedeckten seitlichen Zwischenräume der Drahtarmierung hindurch verbunden ist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Drahtarmierung an die Innenwandung der mittigen Ausnehmung der Kunststoffhülse angrenzend in die Kunststoffhülse eingebettet ist. Dies läßt sich herstellungstechnisch auf die Weise einfach verwirklichen, indem die Drahtarmierung dicht an den die mittige Ausnehmung der Kunststoffhülse erzeugenden Dorn des Spritzwerkzeuges angelegt oder angepreßt ist. · ·

Die metallische Drahtarmierung wirkt sich auch günstig auf die Ableitung der beim Rollen des Reifens im Spike entstehenden Wärme aus.

Der Kunststoff der Kunststoffhülse kann mit Torteil aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. Doch können, falls erwünscht, auch duroplastische Kunststoffe vorgesehen sein. Als besonders günstig hat sich Polyamid und Polyoxymethylen erwiesen. Zweckmäßig kann ein verhältnismäßig harter Kunststoff verwendet werden, vorzugweise ein Kunststoff, dessen

Elastizitätsmodul mindestens 5000 kp/cm , vorzugsweise mindestens 15000 kp/cm beträgt. Dem Kunststoff können zur Erhöhung seiner Härte noch Glasfasern zugegeben sein.

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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt in längsgeschnittener Darstellung einen erfindungsgemäßen Spike 10, der. aus einer mit einem nietkopfartigen 3i*uß 11 versehenen Kunststoffhülse 12, einer in die Kunststoffhülse 12 vollständig eingebetteten, als zylindrische, metallische Schraubenfeder 13 ausgebildeten Drahtarmierung und einem konischen Gleitschutzstift 14 aus Hartmetall besteht.

Der Gleitschutzstift 14 ist in einer durchgehenden, mittigen, rotationssymmetrisehen Ausnehmung 15 der Kunststoffhülse so angeordnet, daß das Ende seines kleinsten Durchmessers dem nietkopfartigen !Fuß 11 der Kunststoffhülse 12 zugewendet ist. Sein oberes Ende größten Durchmessers steht um einen bestimmten Betrag, von beispielsweise 2 mm über das obere stirnseitige Ende 16 der Kunststoffhülse 12 über. Wie dargestellt, erstreckt sich der konische Bereich des Gleitschutzstiftes 14 zu beiden Seiten des oberen Endes 16 der Kunststoffhülse. Die Ausnehmung 15 der Kunststoffhülse 12 weist einen an der oberen Stirnseite 16 des Schaftes 17 der Kunststoffhülse 12 beginnenden und sich bis in den Fuß 11 hinein erstreckenden kreiszylindrischen Bereich 19 auf, an den ein kurzer, im Durchmesser größerer kreiszylindrischer Bereich 20 über einen konischen Bereich anschließt, desL feis„,zur unteren Stirnseite des Busses 11 der Kunststoffhülse reicht.

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Der zylindrische Bereich 19 kleineren Durchmessers der mittigen Ausnehmung 15 ist auf seiner ganzen länge vollständig von der zylindrischen Schraubenfeder 13 umfaßt, die ihrerseits vollständig in den Kunststoff der Kunststoffhülse 12 in geringem Abstand von der Innenwandung der mittigen Ausnehmung 15 eingebettet ist. Diese Schraubenfeder 13 weist Windungen konstanter Steigung auf, wobei benachbarte Windungen im Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Schraubenfeder 13 besteht in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Draht runden Querschnittes, doch können auch andere Querschnittsformen des Drahtes vorgesehen sein. Der Drahtdurchmesser kann beispielsweise 0,5 bis 1,0 mm, vorzugsweise ungefähr 0,6 bis 0,8 mm betragen.

Der Gleitschutzstift 14 ist relativ kurz. Die Länge seines in die Kunststoffhülse 12 eingreifenden Bereiches beträgt in.diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel nur etwa 1/3 bis 1/2 der axialen Länge der Kunststoffhülse 12. Die Abmessungen des Gleitschutzstiftes H, der Kunststoffhülse 1.2 und der zylindrischen Schraubenfeder 13 sind so getroffen, daß die zum Eindrücken des Gleitschutzstiftes H in die vorgesehene Stellung erforderliche Kraft so groß ist, daß der Gleitschutzstift, solange die Kunststoffhülse stirnseitig nicht abgenutzt i3t, beim Rollen des Kraftfahrzeugreifens durch die auf ihn einwirkenden ]?ahr bahn stoße praktisch nicht mehr weiter Iv. die Kunststoffhülse hineingetrieben werden kann, sondern diese Stellung ungefähr beibehält. Im Betrieb stellt sich jedoch unvermeidlich eine Abnutzung des derartige Spikes 10 aufweisenden Kraftfahrzeugreifens und

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damit auch der Kunststoffhülse 12 ein. Und zwar wird" "bei der dargestellten Drahtarraierung der Kunststoff der Kunststoffhülse rascher als der Draht der Drahtarmierung abgenutzt, so daß der der oberen Stirnseite 16 der Kunststoffhülse benachbarte Drahtbereich aus seiner Einbettung gelangt und hierdurch nicht mehr zur Halterung des (JIe it schutz Stiftes beitragen kann..Infolge der dargestellten Konizität des Gleitschutzstiftes 14 vermindern sich hierdurch die den Gleitschutzstift reibungsschlüssig haltenden Seitenkräfte, so daß er durch die auf ih einwirkenden ]?ahrbahnstöße in axialer Richtung auf den Puß der Kunststoffhülse zu in die Ausnehmung der Kunststoffhülse weiter eingetrieben wird, bis die hierbei sich durch die Konizität des Grleitschutzstiftes 14 einstellende Erhöhung der auf ihn einwirkenden Seitenkräfte sein weiteres Eindringen verhindert wird. Es ergibt sich'auf diese Weise, daß die axiale Stellung des Gleitsehutzstiftes 14 sich im Betrieb in Abhängigkeit der Abnutzung der oberen Stirnseite der Kunststoffhülse in Richtung auf den Fuß des Spikes zu fortlaufend selbsttätig nachstellt, hier derart, daß die länge des über die obere Stirnseite 16 der Kunststoffhülse 12 überstehenden Bereiches des G-leitschutsstiftes 14 unabhängig von der stirnseitigen Abnutzung der Kunststoffhülse in relativ engen Grenzen bleibt, und zwar hier ungefähr konstant bleiben kann.

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Die aufgrund der Abnutzung der Kunststoffhülse aus der Einbettung gelangenden Drahtbereiche der Drahtarmierung werden im Betrieb fortlaufend durch YersGhleiß abgetragen..

Die Kunststoffhülse kann im Betrieb ohne Machteil soweit abgenutzt werden, bis sich der Gleitschutzstift im Bereich der untersten Windungen der Drahtarmierung 13 befindet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drahtarmierung als zylindrische Schraubenfeder 13 ausgebildet. Die Drahtarmierung kann jedoch auch eine von der Zylinderform abweichende Gestalt haben, da hierdurch auf einfache Weise erreicht werden kann, daß die Länge des über die obere Stirnseite 16 der Kunststoffhülse 12 überstehenden Bereiches des Gleitschutzstiftes in Abhängigkeit der Abnutzung der Kunststoffhülse in irgendeiner gewünschten Weise variiert. So kann beispielsweise im Betrieb der Pail vorliegen, daß sich in Abhängigkeit der Abnutzung des Reifenprofils der Abstand der jeweils oberen Stirnseite 16 der Kunststoffhülse von der Reifeηoberfläche ändert, d.h. umso kleiner oder größer wird, je stärker der Reifen abgenutzt ist. Es ist hierbei jedoch erwünscht, daß sich die Länge des über die Reifenoberfläche überstehenden Bereiches des Gleitschutzstiftes während der Laufzeit des Reifens möglichst nicht oder nur geringfügig ändert. In diesem lall muß sich dann, falls sich der axiale

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Abstand der oberen Stirnseite der Kunststoffhülse von der Reifenoberfläche ändert, die Länge des über die Kunststoffhülse überstehenden Bereiches des Gleitschutzstiftes in Abhängigkeit der Abnutzung des Reifens so ändern, daß der Gleitschutzstift stets ungefähr gleich weit über die jeweilige Reifenoberfläche übersteht. Dies kann in diesem Fall auf einfache Weise erreicht werden, indem man die Schraubenfeder nicht zylindrisch, sondern auf mindestens einem Teilbereich konisch, bikonisch oder dergleichen ausbildet und/oder der Durchmesser der in Reibungsschluß mit dem Gleitschutzstift gelangenden Wandung der mittigen Ausnehmung der Kunststoffhülse kann in axialer Richtung variiert werden. Entsprchende Maßnahmen können auch bei Drahtarmierungen vorgesehen sein, die nicht als Drahtwendel ausgebildet sind.

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Claims

Patentansprüche

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Spike für Kraf tf ahrzeugre if en mit einer in den Kraftfahrzeugreifen einsetzbaren Kunststoff hülse, die eine mittige, axiale Ausnehmung aufweist,- in der ein Gleitschutzstift über die Kunststoffhülse überstehend gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spike so ausgebildet ist, daß die axiale Stellung seines Gleitschutzstiftes (.14) sich im Betrieb durch die auf ihn einwirkenden Pahrbahnstöße in Abhängigkeit der Abnutzung der oberen Stirnseite (16) der Kunststoffhülse (12) in Richtung auf den Puß des Spikes (10) zu nachstellt, wobei

a) die Kunststoffhülse (12) eine metallische, zu ihrer mittigen Ausnehmung koaxiale Drahtarmierung (13 aufweist, die formschlüssig mit der Kunststoffhülse verbunden ist und dem Aufweiten der mittigen Ausnehmung (15) der Kunststoffhülse -Widerstand entgegensetzt,

b) die mittige Ausnehmung (15) der Kunststoffhülse langer als der in sie eingreifende Bereich des Gleitschutzstiftes (H) ist,

c) der Gleitschutzstift (14) zumindest auf -einem Teilbereich seiner axialen Länge in Richtung auf seinen Fuß zu verjüngt ausgebildet ist, und

d) der Gleitschutzstift (14) reibungsSchlussig gehalten ist.

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2. Spike nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der sich verjüngende Bereich des Gleitschutzstiftes (14) sich von im Abstand oberhalb der oberen Stirnseite (16) der Kunststoffhülse bis in die mittige Ausnehmung (15) der Kunststoffhülse hinein erstreckt.
φ 3. Spike nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtana ierung sich kreuzende Drähte aufweist, vorzugsweise ein Drahtgewebe ist.
4. Spike nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung ein Drahtgeflecht ist.
5· Spike nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung schlauchförmig ausgebildet ist.
6. Spike nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung eine Drahtwendel (13) ist.
7· Spike nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

. Drahtwendel eine vorzugsweise zylindrische Schraubenfeder (13) ist.
8. Spike nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Windungen der Drahtwendel (]5 ) zumindest in dem der Abnutzung ausgesetzten Bereich im Abstand voneinander angeordnet sind.
9. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung (13) vollständig in die Kunststoffhülse in geringem Abstand von der Innenwandung ihrer mittigen Ausnehmung eingebettet ist.

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10. Spike nadh einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung an die Innenwandung der mittigen Ausnehmung der Kunststoffhülse angrenzend in die Kunststoffhülse eingebettet ist.
11·.· Spike nach einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung an der oberen Stirnfläche (16) der Kunststoffhülse beginnt.
12. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtarmierung sich bis in den nietkopfartigen Fuß (11) der Kunststoffhülse erstreckt.
13. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse von ihrer mittigen Ausnehmung (15) vollständig durchdrungen ist.

.14. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastizitätsmodul des Kunststoffes der Kunststoffhülse (12) mindestens 5000 kp/cm²,

2 vorzugsweise mindestens 15000 kp/cm beträgt.

15. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kunststoff der Kunststoffhülse Glasfasern eingebettet sind.

16. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gleitschutzstift (14) zumindest auf einen Teilbereich seiner Länge konisch ausgebildet ist.

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17. Spike naeii eimern äeio YaxliexgeTaencle-a Ansprüclie, iadureli ge&eimze leimet, daß öle mittige Ausneliiiiuiig (1:5) übt EaiD3tsto.ifMn.se zumiBäest in dein für ile i?eiifaiiii.gssGi]lüssIge Halteraiag des G-Ieitselmtzstiftes (
14) Törgeseiieiien Bereich iroi?2aagswei,se lcreiSizylinärlsGii, Ist.

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