DE3640384A1 - Rutschfester reifen - Google Patents
Rutschfester reifenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen rutschfesten
Reifen oder auch Antirutschreifen zum Verhindern eines
Rutschens des Reifens, insbesondere auf schneebedeckter
oder gefrorener Strasse oder wenn während des Fahrens
des Fahrzeuges Schnee fällt oder es regnet.
Reifenketten oder Reifenspikes wurden bisher als
Antirutschmassnahmen bei Reifen verwendet. Diese sind
jedoch relativ kompliziert anzubringen. Ausserdem
verursachen die Spikes einen staubförmigen Abrieb, der
die Umwelt verschmutzt. Ein Wasserfilm bildet sich
zwischen der Gummifaser und der Strassenoberfläche, so
dass sich beim herkömmlichen Reifen hinsichtlich der
Verbesserung des Reifengummis eine Grenze setzt. Der
Erfinder hat einen Antirutschreifen für schneebedeckte
Strassen aus diesem Gesichtspunkt heraus entwickelt.
Als Ergebnis hat er einen Reifen geschaffen, der sich
hervorragend dazu eignet, an zusammengepresstem Schnee
auf der Strasse oder auf einer gefrorenen Strasse zu
haften oder Wasser zu absorbieren. Ein derartiger Reifen
mit diesen Eigenschaften ist neu und wird durch den
Stand der Technik nicht präsentiert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Antirutschreifen zu
schaffen, bei dem die Rutschgefahr auf schlüpfriger
Strasse erheblich reduziert wird und der eine Wirkung
dahingehend zeigt, auf eine Oberfläche gefallenen Schnee
zusammen zu pressen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch später beschriebene
Massnahmen.
Der erfindungsgemässe Reifen zeigt eine bestimmte
Wasserabsorptionsfähigkeit. Ausserdem zeigt der
erfindungsgemässe Antirutschreifen gute Hafteigenschaften
sowie eine gute Wasserabsorptionsfähigkeit auf einer
mit vereistem Schnee bedeckten Fläche, um wirksam zu
verhindern, dass der Reifen während der Fahrt durchrutscht.
Ausserdem wird die Bremszeit verkürzt und das Anfahren
erleichtert.
Die vorgenannten Vorteile der Erfindung werden erzielt
durch einen Reifen, bei dem ein faseriges Material aus
einer pflanzlichen, tierischen oder synthetischen Faser
oder dergleichen gesammelt und verfestigt wird, um eine
Anzahl von kleinen Antischlupfstücken vorbestimmter
Schnittform so auszubilden, dass die kleinen Stücke in
der Lauffläche des Reifens eingegraben sind, wobei
die Schnittfläche zur Aussenseite freiliegt.
Entsprechend dieser Konstruktion sind eine Anzahl von
kleinen Stücken, die durch Verfestigen von faserigem
Material gebildet sind, auf der Grundberührungsoberfläche
des Reifens eingesetzt bzw. eingegraben. Daher liegt
die Schnittfläche des faserigen Materials frei und
berührt den Grund zum Absorbieren von Wasser, um zunächst
ein Rutschen des Reifens und dann ein Haften an der
gefrorenen Strasse zu verursachen. Das Wasser zwischen
der Bodenberührungsfläche des Reifens und der
Strassenoberfläche klebt aneinander, um ein Schlüpfen
des Reifens zu verhindern.
Die kleinen Stücke innerhalb der Ausnehmungen der
Reifenlauffläche entsprechen Spikes herkömmlicher
Spikereifen, stossen jedoch nicht in die Strassenoberfläche,
haben jedoch eine differenzierte Eigenschaft des
Absorbierens von Wasser und des Klebens des Reifens
an einer schneeisigen Strassenoberfläche. Das Material
einer solchen Eigenschaft umfasst faseriges Material,
welches verschiedene Typen von gewebtem Tuch oder
nicht-gewebtem Tuch oder Papier oder sowohl natürliche
als auch künstliche Fasern enthält. Vorzugsweise enthält
das faserige Material jedoch Tuch aus pflanzlicher Faser
mit vorzüglicher Wasserabsorptionsfähigkeit, wie
beispielsweise Gewebeeinlagen, Canvas Flachs und
Baumwolltuch. Pulpe, hölzerne Chips oder Stroh sind
verwendbar.
Diese Erfindung ist aufgebaut durch Ineingriffbringen
einer Anzahl von kleinen Stücken aus faserigem, verfestigtem
Material mit einem Gummi oder Klebemittel als mehrschichtige
Form mit der Lauffläche eines Reifenkörpers, wobei die
Schnittfläche des faserigen Materials, wie Canvas,
frei liegt und den Boden berührt, um hauptsächlich durch
das Kapillarrohrphänomen Wasser zu absorbieren und den
Reifen zunächst zu einem Schlupfen zu verursachen, wodurch
ein Kleben oder Haften des Reifens an der Strassenoberfläche
erfolgt, wenn die Strasse mit vereistem Schnee bei einer
Temperatur bedeckt ist, die unter dem Gefrierpunkt liegt.
Da die kleinen Stücke mit Wasser imprägniert sind, wenn
die kleinen Stücke und die Strassenoberfläche mit Wasser
befeuchtet sind, sogar wenn Wasser auf einer Oberfläche
mit zu Eis gefrorenem Schnee vorhanden ist, wird ein
Wasserfilm kaum zwischen der Bodenberührungsfläche des
ablaufenden Reifens und der Strassenoberfläche ausgebildet
und gefrorener vereister Schnee auf der Strassenoberfläche
wird leicht durch das Ablaufen des Reifens verflüssigt,
so dass das in die kleinen Stücke gedrängte Wasser schnell
abkühlt und am Reifen haftet. Daher kann in jedem Falle
verhindert werden, dass der Reifen durchrutscht oder
schlüft. Je mehr die Strassentemperatur fällt, umso stärker
wird die Haftwirkung an der Strassenoberfläche beschleunigt,
um ein kräftiges Haften des Reifens an der
Strassenoberfläche vorzusehen.
Weitere Vorteile werden durch die erfindungsgemässe
Lösung erzielt.
- 1. Da die Lauffläche des Reifenkörpers ursprünglich keine Wasserabsorptionsfähigkeit hat, kann durch die Wasserabsorptionsfähigkeit der Vielzahl von kleinen Stücken Wasser zwischen dem Reifen und der Strassenoberfläche in die kleinen Stücke absorbieren, um ein Durchrutschen bzw. Schlüpfen des Reifens zu verhindern.
- 2. Der Reifen schlüpft kaum durch die Haftwirkung zwischen den wasserimprägnierten kleinen Stücken und der gefrorenen, schneebedeckten Strassenoberfläche zum Gefrieren des Wassers aufgrund des Temperaturabfalls. Der Reifen kann optimal wieder nach dem Anhalten auf der Strasse angefahren werden.
- 3. Da eine Anzahl von kleinen Stücken, gebildet aus einem Material, das sich vom Reifengummi unterscheidet, mit der Lauffläche des Reifens in Eingriff stehen, wird die Eigenschaft der Lauffläche irregulär, um den Reibungswiderstand zwischen Reifen und Strasse zu verbessern.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
einer ersten Ausführungsform
eines Antirutschmechanismus
auf einem rutschfesten Reifen
gemäss der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht
einer zweiten Ausführungsform
eines rutschfesten Reifens
gemäss der Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht
eines Reifens;
Fig. 4, 5 und 6 teilweise abgewickelte Ansichten
von zwei Beispielen eines
Laufflächenmusters;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht
einer dritten Ausführungsform
eines rutschfesten Reifens
gemäss der Erfindung;
Fig. 8 und 9 Vorderansichten von zwei
Beispielen eines kleinen Stückes,
betrachtet von einer Schnittseite;
Fig. 10 und 11 Schnittansichten von zwei
Ausführungsformen eines
Eingriffsaufbaus im Zusammenhang
mit einem kleinen Stück;
Fig. 12 eine teilweise abgewickelte
Ansicht eines Beispiels eines
Laufflächenmusters;
Fig. 13 und 14 Schnittansichten entlang der
Linien XIII-XIII und XIV-XIV
der Fig. 12; und
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht
eines Reifens.
Ausführungsformen eines rutschfesten bzw. Antirutschreifens
der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Das Bezugszeichen (1) bezeichnet ein faseriges
Material und das Bezugszeichen (2) kleine Stücke, die
aus zusammengefasstem und verfestigten Material (1)
bestehen. Fig. 1 zeigt ein längliches blockförmiges
kleines Stück (2 A). Fig. 2 zeigt ein zylindrisches,
stiftförmiges Stück (2 B). Fig. 6 zeigt ein im Querschnitt
quadratisches, zylindrisches, stiftförmiges kleines
Stück (2 C). Das Bezugszeichen (3) bezeichnet einen Reifen.
Die Bezugszeichen (5 A, 5 B, 5 C) bezeichnen Nuten zum
Aufnehmen der kleinen Stücke (2 A, 2 B, 2 C), wobei diese
Nuten oder Ausnehmungen in der Reifenlauffläche (4) des
Reifens ausgebildet sind. Die lange rechtwinklige Nut
(5 A) hat in der Mitte einen verengten Hals (6). Die
zylindrische Nut (5 B) und die im Querschnitt quadratische,
zylindrische Nut (5 C) sind kleiner ausgebildet als das
kleine Stück (2 B). Die kleinen Stücke (2 A, 2 B) werden
so gebildet, dass Fasern auf pflanzlicher oder tierischer
Basis, synthetisches Harz oder Metall, Mineralfasern
oder dergleichen in eine der zuvor beschriebenen Formen
gebracht wird, was in einer Form erfolgt. Mehr insbesondere
wird das kleine Stück (2 A) dadurch hergestellt, dass
eine Vielzahl von Gewebeeinlagen mit einem Klebemittel
(oder Gummi) verklebt werden und die verklebten
Gewebeeinlagen auf eine geeignete Grösse geschnitten
werden. Die kleinen Stücke (2 B, 2 C) werden dadurch
ausgebildet, dass strangförmige oder kurze Fasern in
eine runde Stabform oder in eine Stabform mit quadratischem
Querschnitt gebündelt werden, dann auf dem Umfang
eine Schicht aus Gummi oder Klebemittel aufgebracht
wird und dann ein Schneiden in die vorbestimmte Form
erfolgt. Die Stücke haben eine Wasserabsorptionsfähigkeit,
die der Faser selbst entspricht, wobei ein
Kapillarrohrphänomen zwischen den Fasern besteht.
Das Bezugszeichen (7) bezeichnet einen seitlich
trapezförmigen Laufflächenvorsprung. Das Bezugszeichen
(8) bezeichnet eine kleine Wand, durch die verhindert
werden soll, dass Schnee zur Aussenseite entweichen
kann. Das Bezugszeichen (9) bezeichnet ein dammartiges
Gebilde, das gleicherweise ein Entweichen des Schnees
oder das Verfestigen des Schnees verhindert. Wie zuvor
beschrieben wurde, sind die kleinen Stücke (2) auf den
Vorsprüngen (7) der Lauffläche eingegraben. In
Ergänzung zu dem zuvor beschriebenen Verfahren des
Einsetzens der kleinen Stücke nach dem Ausbilden der
Nuten (5), können die kleinen Stücke auch während des
Giessens des Reifens eingegraben werden. In diesem Fall
ist es möglich, durch zusätzliche Mittel besser zu
verhindern, dass sich die kleinen Stücke lösen. Das
Bezugszeichen (10) bezeichnet die schräg verlaufenden
Umfangsflächen der Lauffläche. Die Form des Vorsprungs
(7) umfasst eine rechtwinklige Form (in Fig. 4 und Fig. 5)
oder eine konisch sich verjüngende Form (Fig. 6), ohne
dass dies für die Erfindung eine einschränkende Massnahme
ist.
Fig. 7 bis 15 zeigen weitere Beispiele von kleinen
Stücken. Ein kleines Stück (21) mit einer gewissen
Wasserabsorptionsfähigkeit hat einen Aufbau dahingehend,
dass Gewebeeinlagen (22) und Gummischichten (23)
abwechselnd laminiert sind. Das kleine Stück in Fig. 7
hat die Form eines langen Blockes. Jedoch kann das
kleine Stück auch eine willkürliche Form haben, wie
die Form eines zylindrischen Stiftes oder eine Trapezform.
Das kleine Stück (21) mit einer kubischen Blockform
kann hergestellt werden, indem ein grosses Stück in
kleine Stücke einer vorbestimmten Grösse geschnitten
wird. Die Oberfläche der an den Schnittflächen in
Dickenrichtung der Gewebeeinlagen (22) freiliegenden
Gewebeeinlagen (22) wird als Grundberührungsfläche (24)
verwendet. Die kleinen Stücke werden in ein vorbestimmtes
Muster der Lauffläche (26) des Reifenkörpers (25)
eingegraben. Fig. 8 zeigt ein Laminat in dem
Gewebeeinlagen (22) und Gummischichten abwechselnd
übereinander geschichtet sind. Fig. 9 zeigt ein Beispiel,
bei dem Gummiplatten (23) zwischen Gewebeschichten (22)
verwendet werden. Der hauptsächliche Beitrag zur
Wasserabsorptionsfähigkeit erfolgt an der Schnittfläche
des Gewebeeinlagen-Faserbündels. Ein Verfahren zum
Befestigen der kleinen Stücke (21) besteht in der Ausbildung
einer Anzahl von mit Hälsen versehenen Eingriffsnuten
(27), in die im wesentlichen im mittleren Zeitraum der
Reifenherstellung die kleinen Stücke (21) eingesetzt
und mit den Nuten (27) verklebt werden. Es können auch
die kleinen Stücke (21) während der Reifenherstellungszeit
gleichzeitig integral gegossen werden. Jedes geeignete
Verfahren kann vorzugsweise eingesetzt werden. Fig. 10 und
11 zeigen Beispiele des Verhältnisses zwischen dem
kleinen Stück (21) und der Eingriffsnut (27). In beiden
Fällen erfolgt das Einsetzen des kleinen Stückes durch
einen Pressitz. Das kleine Stück der Fig. 10 hat einen
abgerundeten Boden (21 a) und die Eingriffsnut (27) der
Fig. 11 hat am Boden einen Vorsprung (27 b). Beide
Massnahmen verhindern ein Lösen des kleinen Stückes
(21) durch ein stabiles Kleben des kleinen Stückes am
Boden der Nut. Das Bezugszeichen (27 c) bezeichnet eine
im wesentlichen T-förmige Nut für das Entweichen von
Luft rund um das kleine Stück zum Zeitpunkt der Berührung
des Reifens mit dem Untergrund, um an beiden Seiten
Schwingungen zu absorbieren.
Ein Verfahren zum Herstellen des kleinen Stückes wird
nachfolgend beschrieben. Entsprechend diesem Verfahren
erfolgt zunächst ein Beschichten einer Gewebeeinlage
(Nr. 6 in JIS - Japanese Industrial Standard) mit einem
Primer, wonach ein Trocknen erfolgt. Dann wird ein Gummi
in einer Stärke von 0,2 mm in einem 6-Schichten-Aufbau
aufgeklebt. Dieser Verband wird dann in eine Presse
mit einer Maximallast von 100 Tonnen eingelegt und
zusammengepresst. Dann erfolgt für 15 Minuten ein
Vulkanisieren mit Dampf von 7 bis 8 Atm, wodurch ein
Material für ein kleines Stück erzeugt wird. Dieses
Material war realisiert für Gewebeeinlagen (Nr. 1 bis 11,
spezifiziert in JIS L-3102) und Papierfasermaterial,
wobei die Dicke des Gummis wie erforderlich geändert
wurde. Drei Lagen bis 10 und verschiedene Materialschichten
wurden hergestellt und es wurden kleine Stücke mit
einigen Millimetern bis 30 und einigen Millimetern
seitlicher und Längsgrösse und einigen Millimetern bis
10 mm Dicke hergestellt. Die kleinen Stücke wurden mit
einem Eisklumpen in Berührung gebracht für eine bis
mehrere Sekunden, für ein Kleben gepresst und dann
angehoben, um bei niedriger Temperatur die Klebekraft
zu untersuchen. Das kleine Stück aus Canvas Nr. 6 könnte
7 kg heben.
Die Lauffläche (26) des Reifekörpers (25) ist mit einer
Lauffläche (32) versehen, auf der siche eine Gruppe
von Vorsprüngen (28, 29, 30, 31) befindet, die teilweise
um die Lauffläche als Satz angeordnet sind, und zwar
über die gesamte Reifenumfangsfläche. Rechte und linke
Vorsprünge (8, 9) sind in Seitenrichtung des Reifens
vorgesehen. Kleine Vorsprünge (30, 32) befinden sich
vorne und hinten zwischen den Vorsprüngen (8, 9). Feine
Vorsprünge (12) umgeben teilweise die kleinen Vorsprünge
(30, 31). Die Lauffläche weist ebenfalls einen Raum auf,
der von einer Gruppe von Vorsprüngen (28′, 29′, 30′, 31′)
an beiden Seiten umgeben wird. Die Form der Vorsprünge
(28 bis 31; 28′ bis 31′, 32) entspricht der Draufsicht
und Schnittansicht der Zeichnungen, ohne allerdings
eine Beschränkung auf diese Ausführungsformen hier vorzunehmen.
Wie beschrieben, absorbiert das faserige Material Wasser
und bewirkt ein Haften an der Strasse dadurch, dass das
Wasser oder zu Eis gewordener Schnee mit dem zu
Eis gewordenen Schnee auf der Strasse zusammenwirkt.
Eine Abnutzung des faserigen Materials erfolgt zusammen
mit der Abnutzung des Reifengummis.
Claims (4)
1. Reifen, dadurch gekennzeichnet, dass
ein faseriges Material aus pflanzlicher oder
tierischer Faser oder Kunststoffaser oder dergleichen
gesammelt und verfestigt wird, um eine Anzahl von
kleinen Antirutschstücken (2; 21) vorbestimmter
Querschnittsform auf solche Weise zu bilden, dass
die kleinen Stücke in die Lauffläche (4) des Reifens
(3) so eingesetzt sind, dass die Querschnitts- bzw.
Schnittfläche des faserigen Materials aussen liegt.
2. Reifen, dadurch gekennzeichnet, dass
ein faseriges Material mit einem Gummi oder Klebemittel
vergossen wird, dass kleine Stücke mit einer
gewissen Wasserabsorptionsfähigkeit, deren Flächen an
den Schnittflächen des Materials freiliegen, so
ausgebildet sind, dass zumindest eine Fläche eine
behandelte Fläche des gegossenen Materials ist,
dass in der Lauffläche des Reifens eine Anzahl von
Ausnehmungen (5) ausgebildet sind, in denen die
kleinen Stücke sitzen und geringfügig aus der
freiliegenden Oberfläche des Reifens vorstehen.
3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das faserige
Material aus einer natürlichen oder künstlichen
Faser gebildet ist, beispielsweise als Gewebeeinlage
oder anderes starres, gewebtes Tuch, nicht-gewebtes
Tuch oder starres Papier.
4. Reifen nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lauffläche
des Reifens eine Gruppe von Vorsprüngen (28 bis 32)
aufweist, die teilweise die Lauffläche des Reifens
umgeben, und dass in den Vorsprüngen Ausnehmungen
zum Aufnehmen der kleinen Stücke ausgebildet sind.
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