DE3122792A1

DE3122792A1 - Vehicle tyres, in particular for winter use

Info

Publication number: DE3122792A1
Application number: DE19813122792
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: TECHNOLOGY INTERTRADE EST
Current assignee: TECHNOLOGY INTERTRADE EST
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1982-12-23

Abstract

Vehicle tyres for winter use have until now been provided with so-called spikes which however can damage the road pavement and have ultimately been prohibited in some countries. In order to enable such a winter tyre to grip better on ice and snow and yet to avoid damage to the road pavement, elements made of glass fibres or other synthetic materials, in particular carbon fibres, are inserted into the tread of the tyre.

Description

Fahrzeugreifen, insbesondere für den Vehicle tires, especially for

Winterbetrieb Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen, insbesondere für den Winterbetrieb, mit einer Vielzahl von stab- oder nadelförmigen Elementen, die regelmäßig über die Lauffläche verteilt in diese eingebettet sind und in etwa senkrechter Ausrichtung zur Oberfläche diese mit ihren äußeren Enden im Fahrbetrieb zumindest bereichsweise überragen und wesentlich harter als das Laufflächenmaterial sind. Winter operation The invention relates to a vehicle tire, in particular for winter operation, with a large number of rod or needle-shaped elements, which are regularly embedded in the running surface and roughly perpendicular to the surface, these with their outer ends when driving At least partially protrude and much harder than the tread material are.

ZuiiiZwecke einer besseren Haftung auf winterlichen Strassen, insbesondere bei Glatteis, wurden Fahrzeugreifen bislang mit sogenannten Spikes ausgestattet, Stiften aus Hartmetall, die in die Reifenlauffläche eingesetzt wurden. Weiterhin ist bekannt, statt massiver Stifte Bündel von Stahl drähten zu verwenden.For the purpose of better grip on winter roads, especially in the case of black ice, vehicle tires have so far been equipped with so-called spikes, Tungsten carbide pins that were inserted into the tire tread. Farther is known to use bundles of steel wires instead of solid pins.

Diese Spikes verursachen eine erhebliche Beschädigung gebräuchlicher Straßenbeläge, weshalb ihre Verwendung untersagt wurde. Sie haben weiterhin den Nachteil eines relativ hohen spezifischen Gewichtes, weshalb Höchstgeschwindigkeiten vorgeschrieben werden mußten. Bei Bremsbelastung, insbesondere auf er'freien Straßen, wurden hohe thermische Belastungen aufgrund des verhältnismäßig guten Wärmeleitvermögens über diese Metall spikes in das Laufflächengummi des Reifens übertragen.-Unter solchen Wärmeb-elastungen neigen Metallspikes darüber hinaus dazu, sich in Richtung der Lauffläche des Reifens "ve schmierend zu verformen,wodurch die Spurhaltung und insbesondere die Bremswirkung beeinträchtigt wird.These spikes cause significant damage to common ones Road surfaces, which is why their use has been banned. You still have that Disadvantage of a relatively high specific weight, which is why high speeds had to be prescribed. When braking, in particular on er'frei streets, high thermal loads were due to the relatively high good thermal conductivity via these metal spikes in the tread rubber of the tire - Under such thermal stresses, metal spikes also tend to to deform in the direction of the tread of the tire "ve lubricating, whereby the lane keeping and especially the braking effect is impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reifen der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der den Straßenbelag i schont und dennoch eine gute Griffigkeit auf winterlichen Strassen, insbesondere Glatteis, gewährleistet.The invention is based on the object of providing a tire of the type mentioned at the beginning to create the type mentioned, which is gentle on the road surface and still has a good grip guaranteed on winter roads, especially black ice.

Erfindungsgemäß werden anstelle von Stahlstiften od-er Stahldrähten Fasern aus Glas oder einem anderen synthetischen Werkstoff, insbesondere Karbonfasern, in der Lauffläche des Reifens placiert. Die Materialeigenschaften dieser Fasern gewährleisten eine gute Griffigkeit auf Eis, ohne bei fehlendem Eis den Straßenbelag zu zerstören. Diese Fasern sind im Dauerbetrieb hochhitzebeständig, sie neigen nicht zum Verschmieren, sind schlechte Wärmeleiter und besitzen ein verhältnismässig niedriges spezifisches Gewicht. Aufgrund dieser besondere 1 Material eigenschaften greifen die schmalen Fasern in die Bodenunebenheiten des Straßenbelages ein, ohne diesen aufzureis-i sen. Die Fasern nutzen sich ab, ohne in Laufflächenrichtung vergrößerte Flächen durch verschmierende Verformung zu bilden.According to the invention, instead of steel pins or steel wires are used Fibers made of glass or another synthetic material, in particular carbon fibers, placed in the tread of the tire. The material properties of these fibers ensure good grip on ice without the road surface when there is no ice to destroy. These fibers are highly heat-resistant in continuous operation, they do not tend to smear, are poor heat conductors and have a relatively low specific weight. Because of this particular 1 material properties take hold the narrow fibers into the unevenness of the road surface without it to tear open. The fibers wear out without enlarging in the direction of the tread Form surfaces by smearing deformation.

Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit wird im Fahrbetrieb auftretende Wärme kaum in die Laufflächengummimischung über- i tragen, weshalb die Halterung der Fasern in der Lauffläche nicht beeinträchtigt wird. Das niedrige spezifische Gewicht entlastet darüber hinaus die Verankerung der Fasern in der laufflächengummimischung, wodurch die Fliehkraftbelastung der Ankerung entsprechend verringert wird, was sich in höheren: zulässigen Fahrgeschwindigkeiten äußert.Due to the low thermal conductivity, this occurs during driving Hardly any heat is transferred into the rubber compound of the tread, which is why the bracket the fibers in the tread are not affected. The low specific Weight also relieves the anchoring of the fibers in the tread rubber compound, whereby the centrifugal load on the anchorage is reduced accordingly, which is Expresses itself in higher: permissible driving speeds.

Die Fasern der erfindungsgemäß verwendeten Art haben durch Molekülausrichtung in Längsrichtung die hier besonders gefragten Festigkeitseigenschaften, die sie den bisher verwendeten Stählen überlegen sein lassen-. Sie vertragen ohne weiteres Wärmedauerbelastungen von 200° C.The fibers of the type used in the present invention have molecular orientation in the longitudinal direction the strength properties that are particularly in demand here let the steels used so far be superior. They tolerate without further ado Long-term thermal loads of 200 ° C.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung werden die erfindungs-' gemäß eingesetzten Fasern fein verteilt über die Lauffläche des Reifens angeordnet, d.h. bei der Herstellung des Reifens in zur Lauffläche etwa senkrechter Ausrichtung in diese eingebettet. Dazu kann eine Verankerungsschicht verwendet werden, die insbesondere aus den verwendeten Fasern selbst besteht.In a preferred embodiment of the invention, the inventions' according to The fibers used are finely distributed over the tread of the tire, i. e. in the manufacture of the tire in an orientation approximately perpendicular to the tread in these embedded. For this purpose, an anchoring layer can be used, in particular consists of the fibers used themselves.

Die Fasern können zu einer Matte verflochten werden, deren einzelne Faserelemente endseitig etwa senkrecht zur Lauffläche des Reifens gerichtet sind.The fibers can be woven into a mat, the individual Fiber elements are directed at the ends approximately perpendicular to the tread of the tire.

In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern zu Bündeln zusammengefaßt, die - ähnlich der bisherigen Anordnung von Hartmetallspikes - in regelmässiger Verteilung über die Lauffläche hinweg gesehen in dieser verankert sind. Diese Bündel von Fasern sind vorzugsweise zumindest in ihrem dem Reifeninneren zugewandten Endbereich mit einem Kleber versehen und in weiterhin bevorzugter Ausführung in einer Fassung gehalten. Diese Fassung weist vorzugsweise einen Bodenteil auf, der den Endbereich des Bündels umfaßt und mit einer Nase versehen ist. Diese Nase kann einstückig mit der Fassung ausgebildet sein und einen geringeren Durchmes ser als das Bündel aufweisen. Bei Belastung senkrecht zur Lauffläche drückt sich das Faserbündel über diese Fassung und die Nase in das darunter befindliche Reifenmaterial federnd ein. Dadurch wird der Eingriff in Eis sichergestellt und gleichzeitig der Eingriff unter erhöhtem Widerstand an der eistreien: Straßenoberfläche nachgiebig gestaltet. In anderer Ausführun(g kann die Nase aus einem relativ weichen federelastischen Material bestehen, das sich selbst bei Druckbelastung in Richtung des Reifeninneren verformt.In another, particularly preferred embodiment, the fibers are combined into bundles, which - similar to the previous arrangement of hard metal spikes - Anchored in the running surface in a regular distribution across the tread are. These bundles of fibers are preferably at least in their interior of the tire facing end area provided with an adhesive and in a further preferred embodiment held in one version. This socket preferably has a bottom part, which includes the end region of the bundle and is provided with a nose. That nose can be formed in one piece with the socket and have a smaller diameter than have the bundle. When the load is perpendicular to the running surface, this is expressed Fiber bundle over this socket and the nose into the tire material below resilient. This ensures the intervention in ice and, at the same time, the Intervention with increased resistance on the ice-free: road surface yielding designed. In another embodiment, the nose can be made of a relatively soft, resilient Made of material that moves in the direction of itself when subjected to pressure of Deformed inside of the tire.

Diese Faserbündel können von Hülsen eingefaßt sein, die sich vorzugsweise bis zur Lauffläch« bin erstrecken und sich unter der Fahrbelastung leicht abnutzen. Um eine radiale Beweglichkeit zu erhöhen, können die Fasern bzw. das-Faserbündel gegenüber dem umgebenden Gummi oder der Hülse mit einem Schmiermittel versehen sein. Aufgrund der Materialeigenschaf der Nase bzw. dessen relativ kleinen Durchmesser wird die Federelastizität ausgenutzt, um die Fasern des Bündels entsprechend leichtgängig unter entsprechenden Belastungen radial nachgebend zu gestalten.These fiber bundles can be surrounded by sleeves, which are preferably to the tread and wear out slightly under the traffic load. In order to increase radial mobility, the fibers or the fiber bundle can be provided with a lubricant against the surrounding rubber or the sleeve. Due to the material properties of the nose and its relatively small diameter the spring elasticity is used to smooth the fibers of the bundle accordingly to design radially yielding under corresponding loads.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit den in. der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen, auf die besonders Bezug genommen wird und deren nachfolgende Beschreibung-die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen mit in dessen Lauffläche separiert angeordneten Fasern; Fig. 2 ein Bündel einer Vielzahl von parallel ausgerichteten Fasern in einer Hülse nebst Fassung; Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Reifen mit den Bündeln gemäß Fig. 2; Fig. 4 und 5 eine andere Ausführungsform von gebündelten Fasern in einer Fassung mit einer integrierten Nase im radial entlasteten und belasteten Zustand; Fig. 6 und 7 eine weitere Ausführungsform einer Fassung des Faserbündels im radial entlasteten und belasteten Zustand.Further preferred refinements of the invention emerge from Subclaims in connection with the embodiments shown in the drawing, to which particular reference is made and their subsequent description — the invention explained in more detail. 1 shows a cross section through a pneumatic vehicle tire with fibers arranged separately in its running surface; Fig. 2 shows a bundle of a A plurality of fibers aligned in parallel in a sleeve and socket; Fig. 3 a cross section through a tire with the bundles according to FIG. 2; Figures 4 and 5 another embodiment of bundled fibers in a socket with an integrated one Nose in the radially relieved and loaded state; Figures 6 and 7 another embodiment of a mount of the fiber bundle in the radially relieved and loaded condition.

In Fig. 1 ist die Lauffläche 1 des insgesamt mit 2 bezeichneten Reifenquerschnittes mit einer Vielzahl von Karbonfasern versehen, die etwa senkrecht zur Lauffläche ausgerichtet und in diese. eingebettet sind. Die Darstellung ist schematisch zu werten. Die einzelnen Fasern können in eine gewebeartige Matte verflochten und in dieser befestigt sein bzw. Teile dieser bilden, wobei die Matte in die Laufflächen-Gummimischung eingelegt ist.In Fig. 1, the tread 1 of the overall designated 2 tire cross-section provided with a large number of carbon fibers, which are approximately perpendicular to the tread aligned and in this. are embedded. The representation is schematic too evaluate. The individual fibers can be intertwined into a fabric-like mat and in this be attached or form parts of this, the mat in the tread rubber compound is inserted.

Fig. 2 zeigt die Vereinigung einer Vielzahl von Fasern 3 in einem Bündel 4, das von einer kreisringförmigen Halterung 5 umgeben ist. Das Bündel 4 und die Halterung 5 ist mit einer Hülse 6 aus Kunststoff oder einem anderen leicht verschleiB-fähigen Werkstoff ummantelt.Fig. 2 shows the union of a plurality of fibers 3 in one Bundle 4, which is surrounded by an annular holder 5. The bundle 4 and the bracket 5 is lightweight with a sleeve 6 made of plastic or other encased in wear-resistant material.

Fig. 3 zeigt die Anordnung solcher Bündel im Querschnitt Ueber die Lauffläche des Reifens hinweg gleichmäßig verteilt angeordnet. In ähnlicher Weise regelmäßig verteilt sind diese Bündel über den Umfang des Reifens hinweg angeordnet. -Die Fassung 5 kann sich auf eine Kreisform beschränken. Vorzugsweise ist diese Fassung jedoch mit einem Boden verstehen, der den dem Reifeninneren zugewandten Endbereich des Bündels übergreift. In den Fig. 4 und 5 ist eine Fassung gezeigt, die dem Reifeninneren zugewandt eine Nase 7 aufweist, deren Durchmesser erheblich geringer ist als der Durchmesser des Bündels 4. Wird das Bündel radial in Richtung zum Reifeninneren hin belastet, so dringt die schmalere Nase 7 in den elastischen Reifenwerkstoff ein, so daß das -Bündel radialen Belastungen gegenüber eine Versetzbewegung zum Reifeninneren hin ausführen kann. Um Beschädigungen des Reifenwerkstoffes zu vermeiden, ist die Nase 7 zum Reifeninneren hin abgerundet ausgebildet. Fig. 4 zeigt den radial unbelasteten Zustand des Bündels nebst Fassung, Fig 5 das Eindringen der Nase 7 der Fassung 5 in dem Betriebs-zustand, in dem das Bündel 4 durch Angriff an der Fahrbahn zum Reifeninneren hin gegen die Rückfederungskraft des Reifenwerkstoffes radial nach innen verschoben ist.Fig. 3 shows the arrangement of such bundles in cross section over the Tread of the tire arranged evenly distributed away. In a similar way These bundles are regularly distributed over the circumference of the tire. -The version 5 can be limited to a circular shape. Preferably this is However, understand the frame with a base that faces the inside of the tire Overlaps the end of the bundle. In Figs. 4 and 5 a version is shown, which has a nose 7 facing the inside of the tire, the diameter of which is considerable is less than the diameter of the bundle 4. The bundle becomes radial in direction towards the inside of the tire loaded, the narrower nose 7 penetrates into the elastic tire material, so that the bundle of radial loads opposite can perform a displacement movement towards the inside of the tire. To damage To avoid the tire material, the nose 7 is rounded towards the inside of the tire educated. Fig. 4 shows the radially unloaded state of the bundle together with the mount, 5 shows the penetration of the nose 7 of the socket 5 in the operating state in which the Bundle 4 by attacking the roadway towards the inside of the tire against the rebound force of the tire material is shifted radially inward.

In den Fig. 6 und 7 ist die Fassung 5 im Bodenbereich mit einer Nase 8 aus einem relativ weichen Werkstoff, beispiels weise Weichgummi, versehen, die sich bei radialer Belastung verformt Fig. 6 zeigt den radial unbelasteten Zustand, Fig.In FIGS. 6 and 7, the socket 5 has a nose in the bottom area 8 made of a relatively soft material, for example soft rubber, provided that deforms under radial load Fig. 6 shows the radially unloaded state, Fig.

7 zeigt den radial belasteten Zustand. Man erkennt, daß die Weichgummi-Nase 8 sich selbst verformt und gleichzeitig eine Verformung des sie umgebenden Reifengummis verursacht.7 shows the radially loaded state. You can see that the soft rubber nose 8 deforms itself and at the same time a deformation of the tire rubber surrounding it caused.

In den vorgeschilderten Fallen wird sichergestellt, daß der Angriff der Faserbündel an dem Straßenbelag schonend erfolgt. Das Bündel ist radial versetzbar gehalten. Die Befestigung der einzelnen Fasern des Bündels an der Fassung wird mit einem Kleber sichergestellt, der insbesondere unter Luftabschluß und Druck aushärtbar ist.In the above-mentioned traps it is ensured that the attack the fiber bundle takes place gently on the road surface. The bundle can be moved radially held. The attachment of the individual fibers of the bundle to the socket is carried out with an adhesive ensured, which is curable in particular under exclusion of air and pressure is.

Die vorgeschilderten Ausführungen sind nur exemplarischer Art. Selbstverständlich lassen sich andere Halterungen der Fasern bzw.Faserbündeln in dem Reifen denken, dies hängt jeweils von der Herstellungsart des Reifens ab.The above explanations are only exemplary. Of course other mounts for the fibers or fiber bundles in the tire can be imagined, this depends in each case on the type of manufacture of the tire.

Faserbündel der vorgeschilderten Art lassen sich in bereits vorhandene Spikes-Uffnungen vorhandener Reifen einbringen, insbesondere aber lassen sich die für das Einbringen dieser Spikessnach dem Stand der Technik vorhandene Vorrichtungen dazu ausnutzen, die vorerwähnten Faserbündel in den Reifen einzubringen.Fiber bundles of the type described above can be incorporated into existing ones Introduce stud openings of existing tires, but in particular the for bringing this in Prior art spikes available Use devices to introduce the aforementioned fiber bundles into the tire.

Claims

Vehicle tires, especially for winter use REQUIREMENTS 1. Vehicle tires, especially for winter use, with a variety of rod-shaped or needle-shaped Elements that are embedded in the running surface, distributed regularly and in an approximately perpendicular alignment to the tread, these with their outer ends When driving, protrude at least in some areas and are much harder than the tread material are that the elements (o) are made of glass fibers or other synthetic materials, especially1 carbon fibers.

2. Vehicle tire according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nI-z e i c h n e t that in each case a multiplicity of fibers (3) in a parallel position to form a bundle (4) summarizes which bundle (4) is evenly distributed over the tread (1) are arranged.

3. Vehicle tire according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the bundles (4) have a diameter of 1 mm to 5 mm.

4. Vehicle tire according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n It is noted that the bundle (4) at its end located inside the tire with a socket (5) are provided, the radial dimension of which is greater than the diameter of the bundle (4).

5. Vehicle tire according to one of claims 2 to 4, d a -d u r c it is noted that the version (5) extends over the end of the bundle Has bottom (9).

6. Vehicle tire according to claim 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the bottom (9) with a nose directed towards the inside of the tire (7; 8) is provided.

7. Vehicle tire according to claim i, d a d u r c h g e -k e n n z e I do not know that the nose (7) has a smaller diameter than the bundle (4).

8. Vehicle tire according to claim 6 or 7, d a d u r c h g e k e n It is not indicated that the nose (8) is made of a resilient, softer material than the tire layer it attacks.

9. Vehicle tire according to claim 7 or 8, d a d u r c h g ek e n It is indicated that the nose (7; 8) at its end facing the inside of the tire is rounded.

lO.Vehicle tire according to one of claims 2 to 9, d a -d u r c h it is noted that the bundle (4) with a sleeve (6) made of plastic or coated with a soft metal.

11. Fahrze-ugreifen according to one of claims 2 to 10, d a -d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the fibers (3) of each bundle (4) at least embedded in an adhesive in its end area facing the inside of the tire are.

12. Vehicle tire according to claim 11, d a d u r c h g e -k e n n z It is certain that the adhesive has hardened in the absence of air and pressure.

i3. Vehicle tire according to one of Claims 2 to 12, d a -d u r c h e k e n n n e i c h n e t that the bundles (4) in the same distribution arrangement as the prior art spikes are introduced into the running surface (1).

14. Vehicle tire according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fibers (3) are finely distributed over the entire tread (1) are arranged.

15. Vehicle tire according to claim 14, d a d u r c h g e - E k e n n z e i c h n e t that the fibers (3) in a below the tread in the tire integrated carrier layer are involved.

16. Vehicle tire according to claim 15, d a d u r c h g - -k e n n z e i c h n e t that the carrier layer is woven from the same fiber material or is formed from the fibers (3).

17. Vehicle tire according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k. It is noted that the fibers (3) are highly heat-resistant.

18. Vehicle tire according to one of the preceding claims, d a d u It is noted that the fibers (3) are more brittle than hard metal.

19. Vehicle tire according to one of the preceding claims, d a d It is noted that the diameter of the fibers is less than or equal to 0.5mm.

20. Vehicle tire according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n e i c h n e t that the fibers (3) or the bundle (4) with are coated with a lubricant.