DE3700838A1 - Vorrichtungen zur erhoehung der griffigkeit und lenkstabilitaet der raeder an kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet: Alle motorisch bewegten Radfahrzeuge und Anhänger, außer Motorräder.

Zweck der Erfindung ist das Durchdrehen der Antriebs­ räder von Kraftfahrzeugen bei abnormalen Straßenver­ hältnissen und im weichen Gelände zu verhindern, wei­ terhin bei Aquaplaning die Lenkstabilität der Vorder­ räder zu erhalten. Bei Fahrzeugen verbreitert die er­ findungsgemäße Vorrichtung die Aufstandfläche der Räder, verhindert das tiefe Einsinken auf weichem/schlammigen/ sandigem Grund und verbessert die Lenkbarkeit.

Bekannt gegen das Durchdrehen von angetriebenen Rädern von Kraftfahrzeugen auf mit Schnee bedeckten Straßen sind Schneeketten, Griffeisen ("Anfahrhilfen") und Greifarme ("Stiefelletten"). Bei vereisten Straßen er­ höhen Spikes-Reifen die Griffigkeit. Um auf weichem Ac­ kerboden das zu tiefe Einsinken der Antriebsräder von Traktoren zu vermeiden und deren Griffigkeit zu erhöhen, schraubt man Gitterwalzen an die Räder.

Die Mängel der genannten Mittel sind: Schneeketten kön­ nen nur bei geringen Geschwindigkeiten und im Prinzip nicht auf schneefreien Straßen benutzt werden. Im all­ gemeinen können die Ketten erst bei Bedarf montiert wer­ den. Die Montage ist umständlich und unterwegs unangenehm.

"Anfahrhilfen" und "Stiefelletten" können nur am Einsatz­ ort angelegt werden und bedingen eine geringe Fahrge­ schwindigkeit, weil die Abstände t (Fig. 12) zwischen den Greifarmen zu groß sind. Beim Abrollen des Rades plat­ tet sich der Reifen ab und das Rad muß dann am Punkt "A" angehoben werden. Dieser "unrunde" Lauf wird noch durch die Starrheit der Greifarme und wegen des verwendeten Werkstoffes verstärkt. Außerdem werden die Straßen auf schneefreier Strecke beschädigt. Die Antirutschhilfen müssen auf diesen Strecken demontiert werden, was bei wechselnden Straßenverhältnissen nachteilig ist. Diese Einschränkungen gelten sinngemäß auch für Schneeketten.

Spikes in Reifen sind während der gesamten Zeit der mon­ tierten Reifen im Eingriff, begrenzen die Höchstge­ schwindigkeit auf trockener Straße und beschädigen den Straßenbelag.

Gitterwalzen an den Antriebsrädern von Zugmaschinen (Traktoren) sind aus Gewichts- und Dimensionsgründen schwierig zu montieren und stellen wegen ihrer Breite im Straßenverkehr eine Unfallgefahr dar. Sie werden da­ her selten an die Räder angeschraubt.

Mittel gegen die Lenkunfähigkeit von Kfz bei Aquaplaning sind nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ein­ schränkungen des Fahrverhaltens von Motorfahrzeugen bei Schnee, Eis, Matsch, weichem Untergrund und Aqua­ planing durch eine an den entsprechenden Rädern an­ gebrachte Vorrichtung zu begegnen. Diese Vorrichtung besitzt Griffelemente, die bei normalen Fahrbahnver­ hältnissen eingezogen sind und erst bei Bedarf zur Be­ rührung/zum Eingriff mit/in den Untergrund gebracht werden, um das Drehmoment der Räder auf die Fahrbahn zu übertragen und/oder die Aufstandfläche der Räder zu vergrößern oder bei nicht außer Eingriff zu bringenden Griffstellen zu gewährleisten, daß die Vorrichtung auch bei wechselndem Untergrund einen "runden" Ablauf der Fahrzeugräder ermöglichen.

Diese Vorrichtung besteht vorzugsweise aus den Elemen­ ten der Halterung, den Führungen für die Griffelemente, den Griffelementen mit/ohne Verstelleinrichtungen.

Beispiele für die Gestaltung der Vorrichtung zur Ver­ stellung der Griffelemente mit mechanischen Mitteln zeigen die Fig. 1 bis 6.

Die Halterung der Vorrichtung wird im allgemeinen lösbar mit dem Rad verbunden. In den Fig. 1, 2 und 5 ist die Halterung 1.1 bzw. 2.1 bzw. 5.1 im Felgenbett 1.11 bzw. 2.11 bzw. 5.11 zentriert. Ihre Arretierung 1.12/2.12/5.12 erfolgt in den vorhandenen Felgenlöchern.

Dabei ist die Position 5.1 geteilt, um bei gleichen Reifendurchmessern, aber unterschiedlichen geformten Felgen die anderen Vorrichtungsteile einheitlich be­ messen zu können. In den Fig. 3 und 4 ist die Zent­ rierung 3.11 bzw. 4.11 der Halterung 3.1/4.1 an der Radverschraubung 3.12/4.12 dargestellt. Es sind auch andere, spezielle Befestigungen der Vorrichtungen an den Rädern möglich.

Die Führungen 1.2/2.2/3.2/4.2/5.2 für die radial zu ver­ stellenden Griffelemente bzw. Greifarme sind in ihrer Ge­ staltung abhängig von der Art der Verstellmechanismen. Beispiele der unterschiedlichen Ausbildung zeigen die Fig. 1 bis 6. Einerseits sind die Darstellungen der Führung gemäß den Punkten 1.2, 2.2 und 3.2 ähnlich, was andererseits auch in bezug auf die Führungen 4.2 und 5.2 zutrifft. Im Beispiel 6 liegt die Führung 6.2 des Griff­ elementes im Greifarm 6.31. Die Führungen in den Bei­ spielen sind untereinander austauschbar. Die Verbin­ dungen der Führungen mit der jeweiligen Halterung kön­ nen fest oder lösbar gestaltet werden. Bei Ausführungen ähnlich den Fig. 3 und 4 ist bei Ausgang von einer entsprechend großen Ronde eine Fertigung aus einem Stück möglich.

In den Fig. 1 und 3, ist ein Ver­ stellmechanismus 1.3 bzw. 3.3 dargestellt. Jedes Griff­ element 1.4/3.4 muß einzeln verstellt werden. Der Mecha­ nismus 1.3/3.3 besteht aus den Haltegliedern, welche die Griffelemente im eingezogenen Zustand (Fig. 1) in der Rastposition 1.34 oder im ausgeklapptem Zustand (Fig. 3) in der Führung 3.35 halten. Eine Feder (Sperre) ge­ währleistet die Beibehaltung der eingestellten Position. Durch das Langloch 3.35 ist eine Drehung des Griffele­ mentes um Punkt 3.36 möglich. Bei Ausbildung des Punktes 3.36 als Langloch wird eine zusätzliche Bewegung des Griffelementes in radialer Richtung ermöglicht. Damit können Unregelmäßigkeiten zwischen der Reifenbahn und der Griffelemente überbrückt werden. Bei geeigneter Aus­ bildung und Anordnung des Langloches 3.36 wird in Zusam­ menhang mit dem Langloch 3.35 als Folge der Zentrifugal­ kräfte ein tieferes Eindringen der Griffelemente in den Untergrund erzielbar.

Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Verstellmechanismus wie die der Fig. 1 und 3. Die Änderung besteht in der Führung 2.35 der Halteglieder für die Griffelemente 2.4. Die Führung ist bis zum Rastpunkt für die eingeklappte Stellung der Griffelemente verlängert. Die Arretierung erfolgt durch eine geeignete Umschlingung 2.36, welche die Halteglieder an den Nasen 2.37 in der Rastposition hält. Liegen die Schwerpunkte der Griffelemente außer­ halb der Führungen 2.2, gehen die Griffelemente nach Lösung der Umschlingung und Drehen der Räder allein in den ausgeklappten Zustand. Umgekehrt brauchen bei Ar­ retierung nicht alle Elemente eingeklappt werden. Sie fallen teilweise durch die Schwerkraft in die ein­ geklappte Stellung zurück.

In den Fig. 4, 5 und 6, erfolgt die Verstellung der Griffelemente 4.4 bzw. 5.4 bzw. 6.4 durch Hubmechanismen. Um in Fig. 4 die Greifarme 4.31, an dem die Griffelemente 4.4 befestigt sind, in radialer Richtung zu bewegen, muß die Scheibe 4.32 verdreht wer­ den. Mit der Scheibe fest verbunden sind Bolzen 4.33, die in die Kurvenbahnen 4.34 eingreifen. In der Vorder­ ansicht, Fig. 4, befindet sich der Bolzen 4.33 bei ein­ gezogenem Griffelement in der linken Endlage der Kurve 4.34. Um den Greifarm 4.31 mit dem Griffelement 4.4 in die Einsatzposition zu bringen, muß die Scheibe 4.32 im Uhrzeigersinn gedreht werden. (Rechte Darstellung in der Vorderansicht Fig. 4). Zwischen beiden Extremstellungen ist die Einstellung unterschiedlicher Grifftiefen der Griffelemente möglich. Damit kann unterschiedlichen Bo­ denbeschaffenheiten Rechnung getragen werden.

In der Darstellung Fig. 5 wurde ein prinzipieller ähn­ licher Grundaufbau der Vorrichtung gewählt wie in Fig. 4. Lediglich die Mittel der Hubverstellung für die Greifarme 5.31 mit den Griffelementen 5.4 wurde geändert. Die Hubverstellung erfolgt über Zugelemente 5.33, die über die Umlenkungen 5.34 geführt werden und mittels der Be­ festigungen 5.35 mit der Drehscheibe 5.32 verbunden sind. Eine Drehung der Scheibe 5.32 im Uhrzeigersinn bringt die Griffelemente 5.4 außer Eingriff. (Dargestellt in der Vor­ deransicht der Fig. 5 sind wieder beide Extremlagen der Griffelemente). Geringere Drehwinkel erlauben die Variation der Grifftiefen der Griffelemente.

Entsprechend der Darstellung in der Fig. 6 (ohne Seitenansicht) erfolgt die Hubverstellung der Greifarme 6.31 über starre Glieder 6.33, die jeweils über die Dreh­ punkte 6.34 verbunden sind. Der Antrieb erfolgt bei­ spielsweise wieder über eine (nicht gezeichnete) Schei­ be im Punkte 6.35. Die Führung 6.2 der Greifarme 6.31 ist hier durch Bolzen dargestellt.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen nur zwei Gruppen von Mechanis­ men für die Positionierung von Griffelementen, und zwar solche zum Klappen und Heben. Technisch sind noch ande­ re Spezialisierungsmöglichkeiten gegeben wie beispiels­ weise Nocken, Federn, Konen, Verzahnungen, Hebel, kinema­ tische Getriebe usw. Auch Kupplungen, die gesperrt oder entsperrt werden können, um die Griffelemente zu betätigen, sind einsetzbar.

Für geringere Ansprüche kann für Antirutschvorrichtungen eine Verstellbarkeit der Griffelemente entfallen. Um ei­ nen "runden" Lauf der Räder mit Vorrichtung - auch auf normaler Fahrbahn zu erreichen, darf ein "Teilungsabstand t" der Greifarmabstände/Griffelemente (Fig. 11) nicht über­ schritten werden. Dabei ist die Teilung t in Bruchteilen auf den Reifendurchmesser D bezogen. Wie in Fig. 11 gezeigt, wälzt sich das Rad - ohne Bodenberührung des Reifens - von Greifarm zu Greifarm/Griffelement zu Griffelement ab. Zur Definition der Teilung t sind in Fig. 11 unterschiedliche Breiten der Greifarme mit und ohne integrierte Griffele­ mente gezeichnet.

Fig. 7 zeigt im Schnitt eine manuell nicht verstell­ bare Antirutschvorrichtung. Greifarm 7.31 und Griff­ element 7.4 sind in diesem Beispiel aus einem Stück geformt. Durch die Führung 7.2 ist eine freie Ein­ stellung der Greifarme in radialer Richtung beim Abrollen des Rades mit Vorrichtung möglich. Zusätzlich ist durch die Form der Greifarme eine elastische Verformung gegeben, was bei der Verformung des Reifens beim Aufstand auf die Fahrbahn und bei unterschiedlichem Reifendruck (auch bei Reifendefekt) eine Rolle spielt. Durch diese Maßnahmen kan sich das Griffelement dem Reifenprofil anpassen, wenn es, wie unter 7.41 gestrichelt angedeutet, über die Reifenschulter reicht. - In der Fig. 7 ist die Halterung der Vorrichtung 7.1 durch das Felgenbett zentriert. Die Übertragung des Drehmomentes von der Felge auf die Halte­ rung erfolgt durch hier nicht dargestellte Nocken oder dgl., die in die Felgenlöcher greifen.

In der Fig. 8 ist eine einfache Ausführung dargestellt, die aus einem Stück gefertigt werden kann. Dabei ist es zweckmäßig, den Werkstoff, die Form und die Dicke der Greifarme 8.31 so zu wählen, daß ausreichende Elastizi­ tät erreicht wird, um Verformungen des Reifens angemes­ sen folgen zu können.

In der Fig. 9 sind die Greifarme 9.31 mittels eines Langloches 9.32 in der Führung 9.2 radial beweglich.

Durch die analoge Führung 10.2, wie in Fig. 7 darge­ stellt, können sich die Greifarme 10.31 radial einstellen. An einem Greifarm ist dabei die Austauschbarkeit der Griffelemente 10.4 versinnbildlicht.

Schließlich soll X. 12 eine Schnellverbindung zwi­ schen der Halterung X. 1 und der Felge symbolisieren (Fig. 9).

Griffelemente können entsprechend ihres Verwendungszweckes in Matsch, Sand, Gelände, verschneiten und vereisten Stra­ ßen, gegen Aquaplaning, entsprechend geformt und aus den unterschiedlichsten Werkstoffen wie Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoff, Gummi, Mineralien oder eine Kombina­ tion dieser Stoffe hergestellt werden. Neben der bekannten Ausführung von Spikes in Gummi bei Reifen ist diese Kom­ bination auch bei Griffelementen möglich, aber bei­ spielsweise auch Metall(gewebe)einlagen in Gummi oder Kunststoff. Diese beschädigen wegen der geringeren Einzel­ drahtdurchmesser den Straßenbelag weniger als Spikes. Ver­ schlissenes Metall wird bei Abrieb des Träger-/Hüll-Ma­ teriales durch unverbrauchtes ersetzt. Neben den verschie­ denen Formen von Metalleinlagen können auch mineralische Körper/Stoffe mit anderen passenden Werkstoffen kombiniert werden. Das würde einen Schleifscheibeneffekt beim Brem­ sen ergeben. In bezug auf Griffigkeit, Wasserverdrängung und Verkürzung des Bremsweges ist auch die beispielswei­ se Anordnung von Stollen unterschiedlichster Werkstoffe und/oder deren Kombination auf einem Griffelement möglich. - Wie in den Fig. 5 und 10, Punkte 5.4 bzw. 10.4 ange­ deutet, ist eine Austauschbarkeit der Griffelemente ent­ sprechend dem Verwendungszweck oder nach Verschleiß mög­ lich. - Die hier skizzierten Beispiele für die Ausführung von Griffelementen gelten analog und in Umkehrung (Gummi an/auf Stahl als Beispiel), wenn die Eingriffstellen (Griffelemente) nicht vom Greifarm getrennt, also Greifarm und Griffelement als eine Einheit aufgepaßt werden können/ausgebildet sind (Beispiele Fig. 7, 8 und 11).

Claims (11)

1. Vorrichtungen für Kraftfahrzeugräder - die nicht aus hüllenden Ketten bestehen - gegen das Durch­ drehen der Räder bei Schnee, Eis und/oder Ein­ sinken auf weichem Boden und/oder zur Erhaltung der Lenkstabilität bei Aquaplaning, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die an der Radaußenseite/Radna­ be angebrachten Vorrichtungen auf normaler Fahrbahn nicht demontiert werden müssen, um wesentliche Be­ einträchtigungen der Geschwindigkeit, des Fahrverhal­ tens bzw. des Verkehrs zu vermeiden.

2. Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die entsprechenden Vorrichtungsteile einzeln in Wirkposition oder außer Eingriff gebracht werden können.

3. Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die entsprechenden Vorrichtungsteile ge- und/oder entsperrt werden, um durch Zentrifugal­ kraft in oder außer Wirkposition gebracht zu werden.

4. Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels eines Mechanismus alle entspre­ chenden Vorrichtungsteile in und/oder außer Wirk­ position gebracht werden.

5. Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingrifftiefe der Wirkelemente in den Untergrund einstellbar sind.

6. Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf/in den Untergrund greifenden Wirkelemente nicht außer Eingriff genommen werden können und so elastisch ausgebildet sind, daß sie den normalen Verformungen des Reifens beim Abrol­ len folgen oder/und sich selbständig in radialer Richtung einstellen können.

7. Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die abrollenden Wirkelemente einen Abstand t zwischen den Elementen haben, der gleich oder kleiner 20% des Reifendurchmessers D ist.

8. Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie teilbar sind, um nach Er­ messen die Halterung oder Teile der Halterung bei Nichtgebrauch der Vorrichtungen an den Rädern be­ lassen zu können.

9. Radfelgen, dadurch gekennzeichnet, daß in/an ihnen Teile oder vollständige Vorrichtungen im Sinne der genannten Ansprüche integriert sind.

10. Die Fahrbahn berührenden/in den Untergrund grei­ fenden Teile von Vorrichtungen gegen das Durch­ drehen von Fahrzeugrädern bei Schnee, Eis oder/ und Aquaplaning - soweit sie nicht aus hüllenden Ketten bestehen - dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Kunststoff oder Gummi oder mineralischen Stoffen bestehen oder eine Kombination dieser Stoffe sind oder eine Kombination mit Metall/ Verbundstoff bilden.

11. Die in Anspruch 10 genannten Teile, dadurch gekennzeichnet, daß sie je nach Einsatzzweck/ Verschleiß austauschbar sind.