DE3640384A1 - Rutschfester reifen - Google Patents

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.