DE2359280A1

DE2359280A1 - Gleitschutzelement fuer fahrzeugreifen od. dgl

Info

Publication number: DE2359280A1
Application number: DE2359280A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-28
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1974-05-30
Also published as: AT329393B; FR2207813B1; CH565056A5; FR2207813A1; JPS4982002A; SE411029B; ATA999373A; US3913650A; IT997641B; CA984721A

Description

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J;.:^!:tam'.7/\5..T
Dipl.-Ing. E< p. IVi ί ΤΪΝΪ-FR München, den 2$. November I973

80OO München QO

fohlotthauarstraßea

Tel. (0811)65 23 21

Ma rtti Salakari,
Piikkiö (Pinnland)

Gleitschutzelement für Fahrzeugreifen ο d „ dgl.

Die Erfindung betrifft ein Gleitschutzelement für Fahrzeugreifen od.dgl. mit einer im Laufstreifengummi des Reifens festgehaltenen Hülse und einem in dieser Hülse geführten stift- oder zapfenförmigen, mindestens an seinem Vorderteil aus verschleißfestem Material bestehenden Gleitschutzkörper.

Bei den meisten, bisher üblichen Gleitschutzelementen dieser Art ist an einem Schaftteil ein harter Stift starr befestigt, der sich beim Fahren gegen die Fahrbahn drückt. Dabei wird, der ganze Stift in

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das Gummimaterial des Reifens hineingepreßt^ was verhältnismäßig große Kräfte von ca. 20 - 30 kp bis zu 50 kp erfordert. Dies rührt daher, daß der Bodenflansch des Gleitschutzelementes eine große Fläche hat und er sich außerdem in der Nähe der steifen Gewebeschichten des Reifenkörpers befindet. Daher übt der Stift auf die Fahrbahn eine große Kraft aus, die etwa 300 - βΟΟ kp/

cm pro Flächeneinheit der Zapfenspitze bzw. des vorderen Endes des Stiftes beträgt. Da bereits während einer Fahrzeit von .1 Std.-die Gleitschutzelemente eines Personenkraftwagens 10 - 30 Millionen Schläge auf die Fahrbahn machen, verursacht dieser Angriff eine starke Abnutzung der Fahrbahn.

Gleichzeitig sind auch die Gleitschutzelemente einer erheblichen Belastung unterworfen. Die Zugkräfte und die Bremskräfte des Fahrzeuges erzeugen auch horizontale Kraftkomponenten, welche den Gleitschutzstift zu neigen suchen. Außerdem verursacht das Fahren in Kurven noch eine Querkraft. Infolgedessen schneiden die Flanschen der Gleitschutzelemente in den Gummi ein, und es besteht außerdem die Gefahr, daß die Gleitschutzstifte herausges^.chleudert werden. Unter diesen Umständen legte man bisher bei der Konstruktion von Gleitschutzelementen den Hauptwert darauf, einen Gleitschutzstift zu erhalten, der eine feste Halterung im

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Reifengummi hat und dessen vorderes Ende mögliehst verschleißfest ist. Der Angriff der Gleitschutzstifte auf die Fahrbahn wird erst seit, neuerer Zeit mehr beachtet. Er besteht nicht nur aus einer statischen Belastung, sondern auch aus dynamischen Kräften, weil der Stift unter der Wirkung der Zentrifugalkraft aus dem Reifengummi herausgeschleudert werden will. Diese Kräfte sind umso größer, je höher das Gewicht der Gleitschutzstifte ist und je schneller gefahren wird. Das Rad eines Personenkraftwagens dreht sich bei einer Geschwindigkeit von 120 km pro Std. etwa 17 mal pro Sekunde. Wenn das Gewicht eines Stahlstiftes 3,2 g beträgt, will sich der Stift mit einer Kraft von 1040 g losschleudern. Es gibt zwar auch Stifte mit einem Aluminiumschaft, deren Gewicht nur ca_o 0,9 g beträgt, wobei die Schleuderkraft nur ca. 330 S beträgt«, Auf jeden Fall treten die Stiftspitzen unter der Wirkung dieser Kräfte immer mehr nach außen hervor. Um sie schnell auf das gleiche Niveau mit dem Gummi zu bringen, ist eine große Beschleunigung in axialer Richtung und damit eine große Kraft.erforderlich. Auch dadurch wird die Belastung der Fahrbahn erhöht, besonders wenn es sich um schwere Stahlstifte handelt. Sehr negativ wirkt sich außerdem der Umstand aus, daß sich der außerhalb der Gummioberfläche liegende Stiftteil sehr leicht neigt, wodurch ·

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er seine Halterung verliert, sich verschiebt und auch den Reifen beschädigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleitschutzkörper zu schaffen, der bei Belastung in den Reifengummi sinkt und der möglichst verschleißfest ist, wobei die Form, die Härte und die Verschleißfestigkeit dieses Gleitschutzkörpers in einem möglichst optimalen .Verhältnis stehen sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gleitschutzkörper, praktisch ein Stift oder ein Zapfen, in seiner Hülse axial verschiebbar gelagert und an seinem dem Vorderteil entgegengesetzten Ende mit einem radial erweiterten Kopfteil versehen ist.

Bei einem solchen Gleitschutzkörper leistet die Masse des Körpers keinen wesentlichen Widerstand, wenn der Körper auf das Niveau des Reifengummis gedrückt wird. Die nach außen wirkende Kraft des Gleitschutzkörpers ist geringer als bei einer starren bzw. steifen Konstruktion,-Dadurch wird erreicht, daß die Tendenz des Gleitschutzkörpers, sich zu neigen, wesentlich abnimmt, der Gummi verschleißt dadurch weniger, und der stift- oder zapfenförmige Gleitschutzkörper bleibt aufre^ cht an seinem Befestigungsort stehen. Wegen der geringeren Einstichkraft des Gleitschutzelementes wird die Fahrbahn

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wesentlich weniger abgenutzt, und vor allem verschleißtauch die Spitze des Gleitschutzkörpers weniger.

Der sich erweiternde Kopfteil des stift- 'oder zapfenförmigen Gleitschutzkörpers kann verschiedene Formen erhalten. Er kann mindestens teilweise zylindrisch ausgebildet sein, er kann sich auch mindestens teilweise konisch oder kegelförmig erweitern. Eine weitere Ausführungsform hat einen konischen oder kegelförmigen Abschnitt, der in einen zylindrischen Abschnitt übergeht.

In den Vorderteil des stift- oder zapfenförmigen Gleitschutzkörpers kann ein kleinerer Stift aus einem vom Material des Gleitschutzkörpers abweichenden Material eingelassen werden. Anstattdessen oder zusätzlich kann der Vorderteil des zapfen- oder stiftförmigen Gleitschutzkörpers mit einem den Außendurchmesser des Körpers nicht vergrößernden Ring oder Mantel aus einem vom Material des Körpers abweichenden Material umgeben sein.

Die Hülse, in welcher der stift- oder zapfenförmige Gleitschutzkörper axial beweglich gelagert ist, kann mit einem erweiterten Kopfteil versehen sein, welcher den entsprechenden Kopfteil des Gleitschutzkörpers aufnimmt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Hülse .aus einem vorderen, mit einem Verankerungsflansch versehenen Hülsenteil und

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einem in einer zylindrischen Bohrung desselben geführten hinteren Hülsenteil, der den Kopfflansch aufweist, welcher den erweiterten Kopfteil des Gleitschutzkörpers aufnimmt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt teils in Seitenansicht, teils im Längsschnitt einen Gleitschutzstift mit erweitertem Kopfteil,

Fig. 2 zeigt eine hierzu passende Hülse,

Fig. 3 zeigt teils in Seitenansicht, teils im

Längsschnitt eine andere Aus führung sf ο rrn des Gleitschutzstiftes,

Fig. 4 zeigt im Längsschnitt eine in das Gummimaterial des Reifens eingesetzte zweiteilige Hülse mit einem Gleitschutzstift, und.

Fig. 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Gleitschutzstiftes mit' kegelförmigem Kopfteil.

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Der Gleits/chutzkörper gemäß Fig. 1 besteht aus einemStift 1 mit einem sich konisch oder kegelig erweiternden Kopfteil.2-2, der in einen zylindrischen Teil 2-1 übergeht. In den Vorderteil 3 des Stiftes 1 ist ein¹ kleinerer Stift 4 aus abweichendem Material eingesetzt.

Die .zu diesem Gleitschutzstift passende Hülse 9 hat gemäß Fig. 2 eine axiale Bohrung 1-2 zur beweglichen Führung des Stiftes 1. Das hintere Ende der Hülse 9 geht in einen erweiterten Flanschteil 8 über, Welcher eine zu dem erweiterten Kopfteil 2-1, 2-2 des Stiftes 1 passende Ausnehmung 2-4, 2-5 hat.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 hat der Stift 1 lediglich ein kegelförmiges Kopfteil 2-3» Anstelle des kleinen Stiftes k hat das vordere Bnäe des Stiftes 1 einen hülsenförmigen Ring 5 aus abweichendem Material. ,

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der mit einem Kopfteil 2-1, 2-2 versehene Gleitschutzstift 1 in einer zweiteiligen Hülse geführt, die aus einem vorderen, mit einem Verankerungsflansch 10 versehenen Hülsenteil 9 und einem hinteren, einen erweiterten Kopfflansch 8 aufweisenden Hülsenteil 7 zusammengesetzt ist, der in einer zylindrischenBohrung 6 des vorderen Hülsenteiles 9 axial verschiebbar geführt ist. Die

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Laufgummischicht des Reifens ist mit 11 bezeichnet, während der Gewebekörper des Reifens mit 12 angedeutet ist.

Bei einem lediglich zylindrischen Kopfteil des Gleitschutzstiftes kann es vorkommen, daß diese Erweiterung tiefer als normal in den Gummi einsinkt und eine Kante des zylindrischen Kopfteiles unter der Kante der Hülse stecken bleibt. Dann kann der Vorderteil oder die Spitze j5 des Stiftes nicht genügend aus der Oberfläche des Laufstreifengummis herauskommen, so daß der Gleitschutz nicht ausreichend zur Wirkung kommt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist das hintere Ende 2 des. Stiftes 1 nach außen erweitert, z.B. teilweise oder ganz kegelförmig, wie die Erweiterungen 2-2 oder 2-3. Ein Abschnitt kann auch als zylindrischer Teil 2-1 ausgeführt sein. Es können auch andere Formen der Erweiterung verwendet werden, z.B. solche, bei denen das Seitenprofil der Erweiterung gekrümmt ist.

Diese Ausbildung hat erhebliche Vorteile. Der Vorsprung des Stiftes oder Zapfens 1 kann sehr groß sein, wodurch der Gleitschutz auf einem weichen Boden, z.B. im Schnee oder auf Sandgrund fester wird. Man erreicht ferner einen langen Bewegungsweg des Stiftes·. Der Gleitschutzstift 1 kann auch nicht in der Hülse steckenbleiben. Man kann auch einen großen Stiftdurchmesser verwenden, und zwar sogar bei Reifen für

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Personenkraftwagen bis zu 4 mm, durch entsprechende Wahl des Kopfteildurchmessers 2-1 derart, daß die Druck-

p kraft nicht zu groß wird. Der Stift übt dann pro mm einen geringeren Flächendruck auf die Fahrbahn aus, wodurch der Verschleiß erheblich abnimmt. Schließlich ist es auch wichtig, daß sich der Gleitschutzstift selbst reinigt, weil es in der Innenbohrung der Hülse keine schmutzsammelnde Ecken, sondern nur abfallende Flächen gibt. Bezüglich der Wahl des Materials für den Gleitschutzstift oder -zapfen hat man ebenfalls eine wesentliche und vorteilhafte Verbesserung gefundene Es hat sich nämlich gezeigt, daß die bisher allgemein verwendeten, aus Wolframkarbid hergestellten Gleitschutzstifte oder -zapfen, deren Härte z.B. I38O - I52O Vickers beträgt, bei 10 kp Belastung gemessen, zu hart sind und zu langsam abgenutzt werden. Bei einem axial beweglichen Gleitschutzstift gemäß der Erfindung, dessen Druckkraft kleiner ist, erfolgt daher der Verschleiß nicht in einem richtigen Verhältnis zum Verschleiß der Gummilauffläche, und die Stiftspitze wird dann zu lang. Für den Verschleiß der Stiftspitze ist auch wesentlich, mit wie großer Kraft sie sich gegen die Fahrbahn preßt. Zwisehen der drückenden Fläche und der erreichten Druckkraft besteht ein bestimmtes Verhältnis. Beispielsweise ergibt ein Durchmesser von 8 mm eines starren Stiftes

2 oder Zapfens· eine Fläche von 50- mm ..« Dagegen ergibt

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der Kopfteil mit 5 mm Durchmesser eines axial bewegliehen Stiftes oder Zapfens eine Fläche von 19*5 mm ·

Um dieses nachteilige Hißverhältnis im Verschleiß zu beseitigen, verwendet man erfindungsgemäß eine weichere Spitze für den Stift oder Zapfen. Es vnarde als zweckmäßig gefunden, ein Material zu verwenden, dessen Verschleiß dem Verschleiß eines gehärteten Stahles entspricht, dessen Härte €0 - 70 Rockwell C oder ca. 550 650 Vickers, auf besonders harter Fahrbahn 1000 Vickers beträgt. Ein Gleitschutzstift aus solchem Material verschleißt in gleichem Maße wie das Gummimaterial des Reifens. Es sei bemerkt, dä3 es besonders schwierig ist, einen gut wirkenden Stift für einen Gürtel- oder Radialreifen mit dünnem Laufstreifen herzust eilen. Die obigen Zahlenwerte gelten für einen Fall, bei dem in einen Gürtelreifen ein Gleitschutzstift eingesetzt ist, dessen Körperdurchmesser 9 mm, dessen Länge 8,5 mm beträgt und dessen Stift oder Zapfen einen Durchmesser von 3 mm und eine Länge von 10,5 mm hat. Der Durchmesser des erweiterten Kopfteiles des Stiftes oder Zapfens beträgt 6 mm. Durch entsprechende Variation dieser Abmessung kann man die Druckkraft des Stiftes oder Zapfens und damit den Druck regulieren, den die Spitze des Stiftes oder Zapfens auf die Fahrbahn ausübt.

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' Zwecks Herstellung eines Stiftes oder Zapfens mit solchen Verschleißeigenschaften kann man als.Werkstoff ein homogenes oder mehrere Komponenten enthaltendes Material wählen. Man kann auch eine entsprechende Wirkung dadurch erzielen, daß man den Stift 1 gemäß Pig. 1 mit einem inneren, kleineren Stift 4 oder mit einem äußeren Ring 5 aus einem anderen Material versieht. Als härtesteigernde Maßnahme kann man auch Werkstoffe verwenden, bei denen dem Bindematerial harte Komponenten in Form von Pulver oder Stücken z.B. aus Oxiden, Karbiden, Mineralien usw. zugefügt werden. Das Bindematerial kann-metallisch sein oder auch aus Kunststoff, Kunstfasern od.dgl. bestehen.

Ansprüche

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Claims

Patentansprüche :

1. / Gleitschutzelement für Fahrzeugreifen od.dgl. mit einer

im Laufstreifengummi des Reifens festgehaltenen Hülse und einem in dieser Hülse geführten stift- oder zapfenförmigen, mindestens an seinem Vorderteil aus verschleißfestem Material bestehenden Gleitschutzkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschutzkörper (1) in der Hülse (9) axial verschiebbar gelagert und an seinem dem Vorderteil (3) entgegengesetzten Ende mit einem radial erweiterten Kopfteil versehen ist.

2. Gleitschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (2-1) mindestens teilweise zylindrisch ausgebildet ist.

3. Gleitschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (2-2; 2-3) mindestens teilweise konisch erweitert ist.

4. Gleitschutzelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (2-2; 2-3) kegelförmig ausgebildet ist.

5. Gleitschutzelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des konischen oder kegelförmigen Kopfteiles (2-2; 2-3) eine gerade oder gekrümmte Erzengende hat.

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6. Gleitschutzelement.nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß der konische oder kegelförmige Abschnitt (2-2) des erweiterten Kopfteiles in einen zylindrischen Abschnitt (2-1) übergeht (Pig. I oder 4).

7. Gleitschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche

1, 3* 4, 5* dadurch gekennzeichnet, daß der erweiterte Kopfteil über seine ganze Länge aus einem kegelförmigen Abschnitt (2-3) besteht (Fig. 3 oder 5).

8. Gleitschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorderteil (3) des zapfen- oder stiftförmigeh Gleitschutzkörpers

(1) ein kleinerer Stift (4) aus einem vom Material des Körpers (1) abweichenden Material eingelassen ist (Fig.l)-.

9. Gleitschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderteil (3) des zapfen- oder stiftförmigen Gleitschutzkörpers (1) von einem Ring (5) aus einem vom Material des Körpers (1) abweichenden Material umgeben'ist, welcher den gleichen Außendurchmesser wie der übrige stift- oder zapfenförmige Teil des Körpers (1) hat.

10. Gleitschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß,mindestens der

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Vorderteil (5) des stift- oder zapfenförmigen Gleitschutzkörpers (1) aus einem Material besteht, dessen Härte und VerschieiQeigenschaften denjenigen eines gehärteten Stahles entspricht, dessen Härte ca. 60 - 70 oder mehr ' Rockwell C bzw. 550 - 650 Vickers, auf besonders harter Fahrbahn bis ca. 1000 Vickers beträgt.

11. Gleitschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Vorderteil (5) des stift- oder zapfenförmigen Körpers (1) aus einem genügend harten homogenen oder mehrere Komponenten enthaltenden Material besteht, wobei dem Bindematerial harte, pulverförmige oder stückige Komponenten aus Oxiden, Karbiden, Mineralien od.dgl. hinzugefügt sind.

12. Hülse für stift- oder zapfenförmige Gleitschutzkörper nach einem oder mehreren der Arisprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) mit einem den erweiterten Kopfteil des Gleitschutzkörpers (1) aufnehmenden Planschteil (3) versehen ist (Fig. 2).

15. Hülse für stift- oder zapfenförmige Gleitschutzkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem vorderen, mit einem Verankerungsflansch (10) versehenen Hülsenteil (9) und einem in einer zylindrischen Bohrung (6) desselben geführten hinteren, einen Kopfflansch (8) aufweisenden

Hülsenteil (7) besteht (Fig. 4). 409822/0413

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