DE2304036A1 - Spike fuer kraftfahrzeugreifen - Google Patents

Description

• Spike für Kraftfahrzeugreifen Die Erfindung betrifft einen Spike für Kraftfahrzeugreifen mit einer Fassung, in welcher ein Gleitschutz stift zentrisch angeordnet st.
• Es sind zahlreiche Aus führungs formen von derartigen Spikes bekannt. Bei den bekannten Spikes ist die statische Angriffskraft des C-leitschutzstifts an die Straßenoberfläche und damit auch die dynamische Angriffskraft verhälünismäßig groß, wodurch sich beim Fahren auf nicht mit Schnee oer Eis bedeckten Fahrbahnen ein erheblicher Verschleiß der Fahrbahndecke ergibt, der sogar zu Erwägungen silber ein Verbot von Spikesreifen führte. In der deutschen Offenlegungsschrift 2 o36 oll ist bereits die Erkenntnis beschrieben, daß man den Fahrbahnverschlelß erheblich reduzieren kann, indem man die Anpreßkraft des Gleitschutzstiftes an die Straßendecke reduziert, die dort als radiale Stützkraft beschrieben ist. Zu diesem Zweck ist gemäß der in dieser Veröffentlichung beschriebenen Lösung bei einem dort als Gleitschutzelement bezeichneten Spike für Fahrzeugreifen voraesehen, daß das in die Lauffläche eingesetzte Gleitschutzelernent, welches aus einer Gleitschutzstift und einer den Gleitschutzstift aufnehmenden Fassung besteht, über ein Polster von im Vergleich zur Elastizität des Laufflächenomaterials des Reifens größere Elastizität gegen die Reifenkarkasse radial abgestützt ist. Bei eier bevorzugten Ausführungsfcrm kann das Polster als Eestandteil des Gleitschutzelerentes vorgesehen sein, indem man es unter der eigentlichen Fassung des Cleitschutzstiftes mit der Fassung forrnschlüssig verbunden anordnet. Den in dieser Vorveröffentlichung beschriebenen Ausftihrur.gsformer ist gereinsar, daß die den Gleitschutzstift umgebende Fassung selbst nicht elastisch ist, sondern ihre elastische Lagerung und damit die elastische Lagerung des Gleitschutzstiftes durch radial unterhalb der Fassung befindliche Polster erzielt wird. Dies hat unter anderem den Nachteil, daß die Fassung sich zusammen mit dem Gleitschutzstift in der sie aufnehmenden Bohrung der Reifens decke bei jedem Auftreffen des Gleitschutzstiftes auF die Straßendecke axial verschiebt, was unerwünschten Verschleiß der Fassung und des diese Fassung umgebenden Reifenmaterials hervorruft. Auch wird die Federung durch die Reibung zwischen Fassung und Reifen behindert. Auch ist der bauliche Aufwand relativ groß.
• Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Spike zu schaffen, der die Straßendecke zumindest wie die Spikes nach der Offenlegungsschrift 2 o36 oll schont, jedoch die Nachteile dieser vorbekannten Spike- nicht hat und auch besonders wirksam ist.
• Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck bei einem Spike der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Fassung in sich federnd ausgebildet ist, daß der Gleitschutzstift zusairitien mit dem ihm unmittelbar benachbarten Innenbereich der Fassung relativ zur Umfangswand der Fassung in axialer Richtung federn kann, wodurch die Ar.preßkraft des Gleitschutzstiftes an die Straßendecke erheblich reduziert wird, vorzugsweise die statische Anprekraft kleiner als lo kg ist.
• Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist die Fassung so federnd ausgebildet, daß der Gleitschutzstift sich durch elastische Verformung der Fassung beim Fahren auf nicht mit Eis oder Schnee bedeckter Fahrbahn bei jedesmaliaerw Auftreffen auf die Straßendecke sc in den Reifen hineinbewegen kann, daß er die Straßendecke nicht oder nur noch unwesentlich verschleißt. Durch dieses elastische Ausweichen des Gleitschutzstiftes in den Reifen hinein wird auch die Haftung zwischen Reifen und Straßenbelag beim Fahren auf trockenen oder nassen Straßen erheblich verbessert. Bei Fahren auf Eis oder Hartschnee verkrallt sich jedoch der Gleitschutzstift in dem Eis oder Hartschnee, wobei es sich zeigte, daß dieses Verkrallen in der Regel nur dann sehr intensiv wird, wenn gebremst oder beschleunigt wird oder Kurven durchfahren werden, a dann der Gleitschutzstift nach außen gezogen wird und sich hierbei infolge seiner federnden Lagerung durch die Fassung auch schrag stellen, d.h. verkanten kann, wodurch eine sehr gute Haftung des Reifens auf eis- ocer schneebedeckten Straßen kcim Bremsen, Beschleunigen und Durchfahren von Kurven erzielt wird.
• Der Spike kann dabei sehr einfache Bauarten aufweisen, die auch für assenherstellung geeignet und billig sinc.
• Da die Umfangswandung der Fassung llnbeweglich in der betreffenden Sackloch des Reifens verankert oder auf sonstige Weise im Reifen befestigt sein kann, findet kein VerschleiR dieser Umfangswandung der Fassung und der ihr gegenüberliegenden Wandung des Sackloches des Reifens statt. Auch wird die Federung des Gleitschutzstiftes nicht durch mechanische Reibung zwischen Fassung und Reifen gehindert, wodurch die Straßendecke noch besser geschont und das Verkrallen des Gleitschetzstiftes in Eis oder Hartschnee noch weiter verbessert wird.
• Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß der Werkstoff der Fassung einen Elastizitätsmodul von lobis 4 ooo kp/cm², vorzugsweise von loo bis 3 cco kp/cm.2, insbesondere :0 200 bis 800 kp/cm2 hat.
• Die erfindungsgemaße federnde Lagerung des Gleitschutzstiftes durch die elastomeren Eigenschaften una aeaebererfalls sonstigen Ausbildungen der Fassunrr hat auch de Vorteil, daß der Gleitschutzstift erheblich weniger als bei bekannten Spikes abgenutzt wird. Deshalb ist es raindest in vielen Fällen nicht mehr erforderlich, ihn aus Hartmetall zu fertigen. Vorzugsweise kann er aus Me-'allen oder Metallegierungen bestehen, die eine geringere Härte als Hartmetall und zweckmäßig auch ein gerinaeres spezifisches Gewicht als Hartmetall haben. Ein möglichst geringes spezifischeF Gewicht des Gleitschutzstiftes ist im Hinblick auf die dynamische Anpreßkraft des Gleitschutzstiftes an die Straßendecke vorteilhaft und senkt den Verschleiß der Straßendecke weiter, ohne die Wirksamkeit des Spikes zu verändern. Als vorteilhafte.Werkstof-fe für den Gleitschutzstift haben sich erwiesen: Titankarbid, Wolframkarbid-Titankarb id-Kobalt-Legierungen mit hoher Titankarbidgehalt, Titankarbid-Eisen-Legierunaen. In vielen Fällen kann der Gleitschutzstift auch lediglich aus gehärtetem Stahl oder ähnlichen Materialien bestehen.
• Die Erfindung läßt in der Gestaltung des Spikes viel Freiheit. So kann bei einer bevorzugten A;sführungsforri der Gleitschutzstift durch formschlüssige Einbettung in der Fassung direkt gehalten sein. Oder man kann bei eler anderen bevorzugten Ausführungsform vorsehen, daß der Gleitschutzstift in einem metallischen Halter gehalten ist, der seinerseits in der Fassung formschlüssig gehalten ist. Auch kann der Spike so ausgebildet sein, da.
• sich sein Gleitschutzstift in der Fassung von selbst entsprechend der Abnutzung der Reifenoberfläche beziehungsweise der Fassungsstirnseite nach unten verschiebt, d.h.
• von selbst nachstellt. Spike mit selbst nachstellenden Gleitschutzstiften sind an sich bekannt (OS 2 111 682).
• Die Erfindung ist auch auf solche selbst nachstellenden Spikes demzufolge anwendbar, indem man die Fassung so federnd ausbildet, daß sie in sich selbst relativ weich federn kann.
• In der Zeichnung sind AusfUhrungsformen der Erfindundargestellt.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen in einen Reifen eingesetzten Spike gegemäß einer ersten Xusführungsfcrr; der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Spike gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spikes in ebenfalls längsgeschnittener Darstellung.
• Der in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte seifen lo weist für jeden in ihn einzusetzenden Spike ein kreiszylindrisches Sackloch 11 auf und in jedes Sackloch ist ein Spike eingesetzt, von dem in der Zeichnung einer dargestellt und mit 12 bezeichnet ist. Dieser Spike weist eine der Form des Sackloches angepaflte zylindrische Fassung 13 aus elastomerem Werkstoff auf, vcrzLgsweise aus synthetischer oder natürlichem Gummi, trorzugs-2 weise eines Elastizitätsmoduls von locbis 3000 kp/cm², insbesondere von ungefahr 200 bis 800 kp/cm². Je nach Abmessungen der Fassungen können jedoch auch abweichende Elastizitatsmoduln vorgesehen sein. Zentrisch ist in diese Fassung 13 ein Gleltschutzstift 14 formschlüssig eingebettet, der aus einem verschleißfestem Werkstoff besteht, beispielsweise aus Hartmetall. Im Hinblick auf die federnden Eigenschaften der Fassung 13 kann jedoch auch ein anderer Werkstoff für ihn als Hartmetall vorgesehen sein, vorzugsweise eine Titankarbid-Legieruna. oder eine Wolframkarbid-Titankarbid-Kobalt-Legierung mit hohem Titankarbidgehalt oder eine Titankarbid-Eisen-Legierung. In manchen Fälle kann der Gleitschutzstift auch aus gehärtetem Stahl oder einem anderem verschleißfestem, harter Werkstcff bestehen. Wie dargestellt, befindet sich die in der Fassung 13 befindliche untere Stirnseite des <tleitschutzstiftes 14 ungefähr in halber axialer höhle der Fassung so daß der Gleitschutzstift 14 zusarruen mit dem an ihn unmittelbar angrenzenden Bereich der Fassung 13 relativ zum Außenumfang der Fassung 13 relativ weich federn kann. Als zwecksmäßig hat es sich erwiesen, die Fassung 13 in diesem Ausführungsbeispiel in den Reifen eirzuvulkanisieren. Damit sich der Gleitschutzstift 14 relativ zu dem ihn verankernden BereIch der Fassung 13 nicht verschieben kann, weist er zwei im axialen Abstand übereinander befindliche ringförmige Wulste 15 auf, die sich im Inneren der Fassung 13 befinden. Sein oberes Ende steht um einen für die Ausführung seiner Funktion erforderlichen Betrag über die Fassung 13 über, ir allgemeinen zweckmäßig um etwa 1,5 bis 2 rnjr.
• Dieser Spike 12 hat ausgezeichnete straßenschonende Eigenschaften, da sein Anpreßdruck an die Straßendecke erheblich reduziert ist und zwar infolge der federnden Eigenschaften der Fassung 13, die eine relativ weiche federnde Lagerung des Gleitschutzstiftes 14 bewirken.
• Zweckmäßig ist der Spike insgesamt so auszubilden, daß seine statische Anpreßkraft an die Straßendecke kleiner als lo kg, vorzugsweise etwa 6 bis 9 kg ist.
• Es zeigte sich, daß dieser Spike bei ungebremster C-eradeausfahrt auf vereister Straße nur wenig in das Eis eindringt, sobald jedoch der Reifen gebremst oder beschleunigt oder eine Kurve durchfahren wird, verkrallt er sich unter Schrägstellung intensiv in das Eis, was durch seine federnde Lagerung bewirkt wird. Dies trifft auf alle erfindungsgemäß ausgebildeten Spikes zu.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein zylindrischer Gleitschutzstift 14 nicht lösbar in einen metallischen, hülsenförmigen Halter 16 eingesetzt, der einen verbreiterten Fuß 17 und drei im axialen Abstand übereinander anoeordnete ringförmige Wulste 19 aufweist. Dieser Halter 16mit dem Gleitschutzstift 14 ist formschlüssig in eine Fassung 13 aus elastomerem Werkstoff, vorzugsweise aus weichelastischem synthetischem oder natürlichem Gurnn'.i oder eine Kunststoff mit vergleichbaren Figenschaften eigebttet, Der Gleitschutzstift 14 steht über den Halter 16 und die Fassung 13 in der für seine Funktion erforderlichen Weise etwas über. Die Fassung 13 hat einen kreiszylindrischen Schaft 20, an den ein im Durchmesser verbreiterter Kopf 21 anschließt, dessen dem Boden 23 des diesen Spike 12 aufnehmenden Sackloches 11 des Bei fens lo zugewendete Stirnseite eine kugelkalottenförmige konkave Einwölbung 24 aufweist, die zentrisch angeordnet ist und deren maximaler Durchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser des Kopfes 21 ist.
• Der Halter 16 endet im axialen Abstand oberhalb dieser Einwölbung 24 innerhalb der Fassung 13. Durch diese Einwölbung 24 tbrd die Federungseigenschaft der Fassung 13 noch verstärkt, d.h., daß an der federnden Lagerung des Halters 16 mit Gleitschutzstiftl4 sowohl das elastomere Material der Fassung 13 als auch.
• die- durch die konkave Einwölbung bewirkte Forngebunc der Fassung mitwirkt. Der Boden 23 des Reifesackloches 11 ist eben, damit die federnde wirkung der Einwölbung 24 zur Geltung kommen kann. Die Fassung 13 braucht in diesem Ausfürrungsbeispiei in den Reifen im allaemeinen nicht einvulkanisiert oder eingeklebt zu sein, da sie durch ihren verbreiterten Kopf 21 in dem Reifen lo gehalten wird.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Spike 12 so ausgebildet, daß sich sein Gleitschutzstift 14 in der Fassung 13 von selbst entsprechend der Abnutzung der Reifenoberfläche hzw. der Fassungsstirnseite nach unten verschiebt, d.h., daß der Uberstand des C-leitschutzstiftes über die Oberseite der Fassung bzw. die Reifenoberfläche unabhängig von deren Abnutzung stets ungefähr konstant ist, d.h., der Gleitschutzstift sich je nach dieser Abnutzung von selbst in der Fassung 13 nach unten verschiebt.
• In der deutschen Offenlegungsschrift 2 111 662 ist ein Spike mit sich selbst nachstellendem Gleitschutzstift beschrieben. Bei dem Spike nach Fia. 3 wird ir Prinzip von der dort beschriebenen Konstruk'ion Gebrauch gemacht, jedoch unter anderem mit dem Unterschied, däß die Fassung 13 aus elastomerem Werkstoff besteht. Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt ferner einige weitere Unterschiede, die nachfolgen im Zusæmmenhang mit der Beschreibung dieses erfindungsgemäßen Spike nach Fig. 3 beschrieben werden. Die Fassung 13 weist an ihrem Umfang drei rincförmiae Wulste 30 rechteckförmigen Querschnittes auf, die im axial Abstand übereinander angeordnet sind und die Fassung 13 formschlüssig in dem zugeordneten Sackloch des Reifens verankern; die untere Stirnseite der Fassung, 13 ist Shr.-lich wie im Ausführunqsbeispiel nach Fic. 2 mit einer konkaven Einwölbung 24', hier einer konischen Einwclbung versehen. Die Fassung 13 weist eine durchgehende mittige zylindrische Bohrung 31 auf. Unmittelbar angrenzend an die Bohrung 31 ist in die Fassung 13 eie zylindrische Schraubenfeder 32 eingebettet. Sie bildet eine die Selbstnachstellung des konischen Gleitschutzstiftes 14, dessen Ende kleineren Durchressers sich i Inneren der Bohrung 31 befindet, bewirkende Drahtarmierung, indem sie eine reibungsschlüssige Halterung des Gleitctzstiftes 14 bewirkt, wobei sich jedoch der Stift 14 durch die Fahrbahnstöße gezwungen nach unten bewegt entsprechend des stirnseitigen Verschleißes der Feder 32. Diese Schraubenfeder 32 ist über etwa 2/3 ihrer axialen Länge beginnend an ihrem oberen, an die freie Stirnseite der Fassung angrenzenden Fnde ohne Abstand ihrer Windungen gewickelt und in diesem Bereich 33 sind die Windungen miteinander verlötet. Das untere Drittel 34 dieser Schraubenfeder 32 ist so gewickelt, daß sich dort die Windungen im axialen Abstand voneinander befinden, so daß in diesem Bereich 34 die Schraubenfeder 32 in axialer PXichtung relativ weich federn kann, um die durch die Fassung 13 bewirkte federnde Lagerung des Gleitschutzstiftes 14 möglichst wenig zu behindern. Der Gleitschutzstift 14 wird, wie bereits ausgefilhrt, entsprechend der Abnutzung der jeweiligen freien Stirnseite der Fassung 13 und damit entsprechend der Abnutzuny der Schraubenfeder 32 durch die auf ihn einwirkenden Stöße beim Rollen des Reifens auf der Straßeroberflache fortlaufend so in Richtung des Pfeiles A in der Bohrung 31 verschoben, daß sein Uberstand über die freie Stirnseite der Fassung 13 ungefähr konstant bleibt. Die axiale Länge des Gleitschutzstiftes 14 ist erheblich kleiner als die axiale Länge der Fassung 13, so daß er sich während der gesamten Lebensdauer des Reifens ständig selbst nachstellen kann.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Spike für Kraftfahrzeugreifen mit einer Fassung, in welcher ein Gleitschutzstift zentrisch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (.13)so in sich federnd ausgebildet ist, daß der Gleitschutzstift (14) zusammen mit dem ihm unmittelbar benachbarten Innenbereich der Fassung relativ zur Umfangswand der Fassung in axialer Richtung federn kann, wodurch die Angriffskraft des Gleitschutzstiftes an die Straßendecke erheblich reduziert wird, vorzugsweise die statische Angriffskraft kleiner a]-s 10 kg ist.

2. SI)ike nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (13) aus elastomerem Material besteht, vorzugsweise aus natürlichem oder synethetischem Gummi.

3. Sj?ike nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dc'3ß der Außenumfang der Fassung (13) mindestens einen Versprung aufweist, der in eine komplementäre Ausnehmung des Reifens formschlüssig eingreift (Fig. 2, 3).

4. Spike nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorsprünge der Fassung eine Nehrzahl von in axialem Abstand übereinander befindliche ringförmige Wulste (30) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vomhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (13) einen nietkopfartigen verbreiterter Fuß (21, 30) aufweist, dessen Stirnseite eine konkave einwölbung (24; 24') aufweist, wobei der Boden (23) des der Aufnahme des Spikes dienenden Sackloches (10) des Reifens zweckmäßig ungefähr eben ist, so daß der Fuß der Fassung weich federn kann.

6. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Fassung einen Elastizitätsmodul von 10 bis 4000 kp/cm2, vorzugsweise 2 von 100 bis 3000 kp/cm , insbesondere von 200 bis 800 kp/cmC hat.

7. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschutzstift aus Titankarbid besteht.

8. Spike nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenezeichnet, daß der Gleitschutzstift aus einer Wolframkarbid-Titankarbid-Kotalt-Legierung mit hohem Titankarbidgehalt besteht.

9. Spike nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenczeichnet, daß der Gleitschutzstift aus einer Titankarbid-Eisen-Legierung besteht.

1O.Spike nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschutzstift aus gehärtetem Stahl besteht.

11. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekannzeichnet, daß er so ausgebildet ist, daß sich sein Gleitschutzstift (126) in der Fassung (13) von selbst entsprechend der Abnutzung der Reifenoberfläche bzw.

der Fassungsstirnseite nach unten bewegen kann, d.h. von selbst nachstellt.

12. Spike nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschutzstift (14) in einem metallischen Halter (16; 32) gehalten ist, der seinerseits in der Fassung (13) formschlüssig gehalten ist.

13. Spike nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Halter eine Schraubenfeder (32) ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß zumindest eine Teiianzahl der Windungen der Schraubenfeder miteinander verlötet sind und einige Windungen, die in der Nähe des dem Fuß des Spikes benachbarten Endes der Schraubenfeder sich befinden, im abstand voneinander angeordnet sind, so daß der untere Teil der Schraubenfeder axial ledern kann, und daß der Gleitschutzstift vorzugsweise konisch ausgebildet ist, mit seinem Ende größeren Durchmessers über die Fassung (13 vorsteht und in der Fassung ach selbst nachstellend reibungsschlüssig gehalten ist.

t4. Spike nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter eine Metallhülse (16) ist, die an ihrem Umfang slorsprünge aufweist, vorzugsweise im axialen Abstand übereinander angeordnete ringförmige Vorsprünge, die se in der Fassung (13) verankern.

15. Spike nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekernzeichnet, daß der Gleitschutzstift (14) direkt in der Fassung (13) verankert ist und vorzugsweise zur formschlüssigen Verankerung mehrere im axialen Abstand übereinander ahgeordnete ringförmige Vorsprünge (15) aufweist (Fig.l).

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