DE3739422A1 - Gleitschutz fuer fahrzeugreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitschutz für Fahrzeugreifen, einen sogenannten Hohlkörperspike, der einen an Fahrzeugrei­ fen fest montierbaren Hohlkörperteil aufweist, in dessen axiale Bohrung ein axial beweglich angeordneter, mit einem Bodenflansch versehener Nietenteil eingesetzt ist.

Gleitschutzkörper für Winterreifen der Fahrzeuge, oder Spi­ kes, sind schon lange auch aus der Patentliteratur bekannt. Für die Winterreifen sind schon seit Ende der 50er Jahre in der Praxis mit einer Hartmetallspitze versehene Spikes ange­ wendet, die für die Befestigung am Reifen eine oder mehrere Flansche aufweisen.

Um eine genügende Funktionssicherheit zu erreichen, sind mehrere Grenzbedingungen dem Gleitschutzkörper oder Spike der Fahrzeugreifen gestellt worden. Zum ersten muss der Spi­ ke eine genügend verschleissfeste Spitze aufweisen, welche Voraussetzung durch Anwendung einer geeigneten Hartmetall­ spitze erfüllt wird. Zum zweiten muss die Befestigung des Spikes am Reifen ausreichend sein, damit der Spike nicht im Betrieb von dem Reifen losgelöst wird. Diese Bedingung wird mit an dem Schaftteil des Spikes angeformten Flanschen er­ füllt, die wesentlich grösser als der Schaftteil sind. Eine dritte betriebsmässige Bedingung ist eine ausreichende seit­ liche Stabilität des Spikes, die durch Erweiterung des obe­ ren Teiles des Spikeschaftes erreicht wird.

Da die Spikes einen Verschleiss der Strassendecke verur­ sachen, hat man versucht, diese verschleissende Wirkung auf Anforderung der Behörden durch viele an den Spikes gestellte Begrenzungen zu vermindern. Eine gewöhnlichste an den Spike gestellte Anforderung ist eine Verminderung der statischen Einstechkraft des Spikes. Die statische Einstechkraft kann z.B. durch Verkleinern der Flansche reduziert werden, da die Haltekraft des Flansches proportional dem Verhältnis zwi­ schen dem Flansch und dem Spikeschaft ist. Wenn die Flansche jedoch zu viel verkleinert werden, so kommt man leicht zu einer Situation, wo die Ansätze der Flansche zu klein sind, um das Festhalten des Spikes am Reifen sicherstellen zu kön­ nen.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist später ein sogenannter Hohlkörperspike entwickelt worden. Der Hohlkörperspike ist zweiteilig. Der Spike besteht aus einem Hohlkörperteil, der eine axiale Bohrung aufweist. In diese Bohrung des Hohlkör­ perteiles ist eine zylindrische Niete eingesetzt, die mit einem Bodenflansch und an ihrem anderen Ende mit einer Hart­ metallspitze versehen ist. Der Sitz zwischen der Niete und dem Hohlkörperteil ist gleitfest, wobei der Flansch der Nie­ te im Durchmesser nicht viel grösser als der Schaftteil der Niete sein muss, wobei somit wesentlich kleinere Flansche angewendet werden können, um eine kleine Einstechkraft zu erzielen. Der die Niete umgebende Hohlkörperteil ist meis­ tens aus Kunststoff und ist mindestens mit einem Flansch für die Befestigung am Gummipolster versehen. Mit einer solchen Konstruktion kann auf kleine Kosten der Reibwirkung die strassenverschleissende Wirkung des Spikes u.a. aus folgen­ den Gründen vermindert werden. Zum ersten durch Verkleinern des Bodenflansches der Niete kann die statische Einstech­ kraft des Spikes vermindert werden, da die tragende Fläche des Bodenflansches kleiner ist. Zum zweiten gibt es einen beweglichen Teil, also die eine Hartmetallspitze aufweisen­ de, mit einem Bodenflansch versehene Niete, die mit einer möglichst kleinen Masse ausgebildet ist, wobei der dynami­ sche Stoss des Spikes kleiner ist. Zum dritten beim Stras­ senkontakt beim Verlassen der Strassendecke verursacht die Bewegungsdynamik der Hohlkörperspike einen kleineren, soge­ nannten Ritzeffekt.

Die Anwendung des Hohlkörperspikes ist durch die technischen Materialfragen begrenzt worden. Der zylindrische bewegliche Teil, also der Nietenteil, muss sich während seiner Lebens­ dauer im Hohlkörperteil millionenmal bewegen und ist einem Verschleiss ausgesetzt. Sogar ein geringer Verschleiss ver­ ursacht einen Spalt zwischen dem Hohlkörperteil und der zy­ lindrischen Niete. In diesen Spalt können Strassenmaterial und Mineralien eindringen, wobei der Verschleiss plötzlich beschleunigt wird, oder in den Spalt kann Asphalt eindrin­ gen, der die Bewegung der Niete verhindert. Die sehr dünnen Gummibeläge der heutigen Reifen bestimmen die maximale Länge des Spikes, wobei dieser sogar nur 10 mm lang sein kann. Da­ bei beträgt die steuernde Lagerungsfläche zwischen der Niete und dem Hohlkörperteil vielleicht nur 8 mm in der Länge. Die Verschleisswirkung wird hierbei auf eine kleine Fläche aus­ geübt, auf der ein Linienkontakt zwischen der zylindrischen Niete und dem Hohlkörperteil mit einer grossen Flächendruck entsteht.

Diese Erfindung soll einen Gleitschutz für Fahrzeugreifen schaffen, der mit keinem der obenangeführten Nachteile be­ haftet ist. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein Zapfen des Nietenteils auf seiner Aussenfläche mit axialen Rippen ver­ sehen ist und dass die Bohrung des Hohlkörperteiles den ge­ nannten Rippen entsprechende axiale Nuten aufweist.

Diese Erfindung hat gegenüber den bekannten Lösungen mehrere Vorteile, von denen u.a. folgende genannt werden können: Durch die Erfindung kann die Niete in bezug auf das Moment mehr Stützfläche erhalten, wobei die Bewegung der Niete in radialer Richtung stabil ist. Der Nietenteil des Gleit­ schutzkörpers kann erfindungsgemäss aus einem Stück z.B. aus Hartmetall oder ähnlichem hergestellt werden, wobei der Ver­ schleiss an dem Nietenteil sehr gering ist. Bei der erfin­ dungsgemässen Lösung kann ausserdem ein bedeutend dünnerer Nietenteil als bei den schon bekannten Lösungen angewendet werden, wodurch der Nietenteil eine dünnere Spitze aufweist, die leichter durch Eis eindringt, wobei wiederum der Boden­ flansch noch kleiner gebildet werden kann. Dadurch wird wie­ derum eine im wesentlichen kleinere Einstechkraft als bei den bekannten Lösungen erreicht, ohne die Reibwirkung zu vermindern.

Die Erfindung wird im folgenden als Beispiel anhand der bei­ gefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Gleitschutz­ körper gemäss der Erfindung.

Fig. 2 entspricht der Fig. 1 aus der Richtung der Spitze des Gleitschutzkörpers gesehen.

Fig. 3A zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Gleitschutzkörpers von der Seite und den Hohlkörperteil des Gleitschutzkörpers geschnitten.

Fig. 3B zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform des Gleit­ schutzkörpers gemäss der Erfindung in Längsrichtung.

Fig. 4A zeigt im Schnitt einen Hohlkörperteil des Gleit­ schutzkörpers gemäss der Erfindung in Längsrichtung und Fig. 4B zeigt einen Nietenteil für den Hohlkörperteil gemäss Fig. 4A von der Seite gesehen.

Fig. 5A zeigt eine Ausführungsform des Hohlkörperteiles des Gleitschutzkörpers aus der Richtung der Spitze gesehen und teilweise geschnitten und Fig. 5B zeigt einen Nietenteil für den Hohlkörperteil gemäss Fig. 5A auch aus der Richtung der Spitze gesehen.

Fig. 6A zeigt eine alternative Ausführungsform des Hohlkör­ perteiles des Gleitschutzkörpers aus der Richtung der Spitze gesehen und teilweise geschnitten und Fig. 6B zeigt einen Nietenteil für den Hohlkörperteil gemäss Fig. 6A aus der Richtung der Spitze gesehen.

Gemäss den Figuren umfasst der Gleitschutzkörper gemäss der Erfindung, also ein sogenannter Hohlkörperspike, einen am Fahrzeugreifen fest montierbaren Hohlkörperteil 2 sowie ei­ nen im Hohlkörperteil beweglichen Nietenteil 1. Der Nieten­ teil besteht aus einem Zapfen 7, an dessen einem Ende ein Bodenflansch 3 gebildet ist. An der Oberfläche des Zapfens 7 des Nietenteils 1 sind axial verlaufende Rippen 11 ange­ formt, wobei der Nietenteil 1 wesentlich leichter gemacht werden kann, als bei den mit einem zylindrischen Nietenteil versehenen Spikes. Um die Verschleissfestigkeit des Nieten­ teiles 1 zu erhöhen, ist der Nietenteil 1 aus einem sehr verschleissfesten Material, wie Hartmetall oder ähnlichem Material hergestellt. Der Nietenteil 1 wird vorteilhaft z.B. durch Spritzen von pulverförmigem Metall durch eine Düse hergestellt. Das Spritzen gelingt, wenn dem Metallpulver nur genügend Paraffin zugegeben wird. Mit der Spritztechnik wird der Nietenteil als ein homogenes und verschleissfestes Mate­ rialstück erhalten.

Der Hohlkörperteil 2 des Gleitschutzkörpers ist vorteilhaft aus Kunststoff hergestellt, um die notwendige Leichtigkeit zu erreichen. Vorzugsweise ist der Hohlkörperteil 2 aus solchem Kunststoff hergestellt, der gute Gleiteigenschaften aufweist, weil die Reibfläche zwischen dem Nietenteil 1 und dem Hohlkörperteil sehr gross ist. Der Hohlkörperteil 2 ist, was seine Aussenfläche anbetrifft, z.B. gemäss den Figuren ein zylindrischer Körper, dessen untere Ende einen Flansch 4 aufweist, mit welchem der Hohlkörperteil 2 am Gummipolster festgehalten wird. Um das Montieren des Gleitschutzkörpers an einem Reifen zu erleichtern, ist am Flansch 4 des Hohl­ körperteiles eine Schrägung 8 angeformt, wie es aus Figuren ersichtlich ist. In den Hohlkörperteil 2 ist eine axiale Bohrung 6 gebildet, in die der Nietenteil 1 axial beweglich eingesetzt ist. In die Bohrung 6 des Hohlkörperteiles sind Nuten 12 angeformt, deren Form und Anzahl der Rippen 11 des Zapfens 7 im Nietenteil entsprechen. Die Rippen 11 sind aus­ serdem zur Mittelachse des Nietenteiles 1 im senkrechten Qu­ erschnitt von der genannten Mittelachse in radialer Richtung weg abgeschrägt gebildet, so dass der Querschnitt des Nie­ tenteils 1 sternförmig ist, wie es aus Fig. 2, 5B und 6B ersichtlich ist. Eine solche Form ist auch herstellungstech­ nisch vorteilhaft. Die Nuten 12 in der Bohrung 6 des Hohl­ körperteiles 2 sind entsprechend ausgebildet. Der Nietenteil 1 und der Hohlkörperteil 2 sind somit in axialer Richtung in bezug aufeinander beweglich, aber ihr Rotieren in bezug auf­ einander sowie ihre radiale Bewegung in bezug aufeinander ist verhindert.

Die Anzahl der Rippen 11 im Nietenteil 1 und entsprechend die Anzahl der Nuten 12 in der Bohrung des Hohlkörperteiles 2 kann variiert werden. So ist z.B. in Fig. 2 eine Ausfüh­ rungsform dargestellt, bei der fünf Rippen 11 im Nietenteil angeformt sind, in der Ausführungsform gemäss Fig. 5B sind drei Rippen 11 und in der Ausführungsform gemäss Fig. 6B sind sechs Rippen angeformt.

In bezug auf die Funktion des erfindungsgemässen Gleit­ schutzkörpers ist es notwendig, dass mindestens zwei Rippen 11 im Nietenteil angeordnet sind, aber diese Anzahl der Rip­ pen ist nicht die vorteilhafteste für die Erfindung, weil der Gleitschutzkörper am Reifen positioniert werden muss, wenn nur zwei Rippen 11 angeordnet sind. In der vorteilhaf­ testen Ausführungsform der Erfindung sind 3-7 Rippen ange­ ordnet, obwohl auch mehrere Rippen 11 angewendet werden kön­ nen. Wenn jedoch die Anzahl der Rippen 11 grösser als 7 ist, kann die Herstellung des Nietenteils 1 schwerer sein. Wie schon festgestellt wurde, werden bei den modernen Reifen sehr dünne Gummischichten angewendet. Aus diesem Grunde müs­ sen auch die an Reifen angewendeten Gleitschutzkörper genü­ gend kurz sein. Bei den erfindungsgemässen Gleitschutzkör­ pern bedeutet dieses, dass die Gesamthöhe des Hohlkörpertei­ les 2 des Gleitschutzkörpers vorteilhaft 8-10 mm und ins­ besondere etwa 9 mm ist. Entsprechend ist die Gesamthöhe des Nietenteils vorteilhaft 9-12 mm, welches Mass auch gleich­ zeitig die Gesamthöhe des Gleitschutzkörpers ist. Der Durch­ messer des Flansches 4 im Hohlkörperteil 2 ist vorteilhaft 7- 13 mm und insbesondere etwa 10 mm. Ein so dimensionierter Hohlkörperteil 2 kann leicht am Reifen montiert werden und er wird auch sehr gut am Gummipolster des Reifens festgehal­ ten.

Ausserdem wurde schon oben festgestellt, dass der Boden­ flansch 3 im Nietenteil, der sich einerseits auf den Flansch 4 im Hohlkörperteil 2 und andererseits auf das Gummipolster des Reifens stützt, kleiner gemacht werden kann, um die sta­ tische Einstechkraft zu vermindern, ohne auf die Reibwirkung zu verzichten. Der Durchmesser des Bodenflansches 3 des er­ findungsgemässen Gleitschutzkörpers beträgt vorteilhaft 5 -10 mm und insbesondere ca. 7 mm. Um den Nietenteil 1 weiterzuerleichtern, kann ausserdem eine sich von dem Boden­ flansch 3 in den Nietenteil 1 erstreckende axiale Aushöhlung 5 im Nietenteil 1 ausgebildet werden, wie es z.B. in Fig. 3B dargestellt ist. Die Länge der Aushöhlung 5 in der Höhen­ richtung des Nietenteils 1 kann ziemlich frei gewählt wer­ den, je nach Erleichterungsbedarf des Nietenteils 1, wenn nur genügend Material zur Verwendung zwischen dem Ende der Aushöhlung 5 und der Spitze des Nietenteils 1 gelassen wird. Durch die obigen Dimensionen kann ein besonders leichter Gleitschutzkörper gemäss der Erfindung gemacht werden. Der Nietenteil wiegt z.B. nur ca. 1 g, während Spikes mit einem festen Schaft 2,5 g wiegen, wobei die durch die Spikes be­ dingte Stossenergie zu gross ist. Mit der Konstruktion des Gleitschutzkörpers gemäss der Erfindung wird ausser der ge­ ringen statischen Einstechkraft ein optimaler dynamischer Stoss erreicht. Die strassenverschleissende Wirkung des er­ findungsgemässen Gleitschutzkörpers ist somit wesentlich kleiner als bei gewöhnlichen Spikes.

Die Erfindung ist oben beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern verschiedene Modifikationen sind im Rahmen des in den Patentansprüchen dargestellten Erfindungsgedanken möglich.

Claims (7)

1. Gleitschutz für Fahrzeugreifen, ein sogenannter Hohlkör­ perspike, der einen am Fahrzeugreifen fest montierbaren Hohlkörperteil (2) aufweist, in dessen axiale Bohrung (6) ein axial beweglich angeordneter, mit einem Bodenflansch (3) versehener Nietenteil (1) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (7) des Nie­ tenteils (1) auf seiner Aussenfläche mit axialen Rippen (11) versehen ist und dass die Bohrung (6) des Hohlkörperteiles (2) den genannten Rippen (11) entsprechende axiale Nuten (12) aufweist.

2. Gleitschutz nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die genannten Rippen 11 zur Mittelachse des Zapfens (7) im senkrechten Querschnitt von der genannten Mittelachse in radialer Richtung weg sich ver­ engend gebildet sind, so dass der Querschnitt des Nieten­ teils 1 sternförmig ist, und dass die Nuten (12) des Hohl­ körperteiles (2) der Form der Rippen (11) entsprechend ange­ formt sind.

3. Gleitschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass mindestens zwei Rippen (11) in den Nietenteil (1) und entsprechend zwei Nuten (12) in die Bohrung (6) des Hohlkörperteiles angeformt sind.

4. Gleitschutz nach einer der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass 3-7 Rippen (11) in den Nietenteil (1) und entsprechend 3-7 Nuten (12) in die Bohrung des Hohlkörperteils (2) angeformt sind.

5. Gleitschutz nach einer der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Nieten­ teil (1) des Gleitschutzes aus einem homogenen verschleiss­ festen Material, vorteilhaft aus Hartmetall oder ähnlichem, hergestellt ist.

6. Gleitschutz nach einer der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Hohlkör­ perteil (2) des Gleitschutzes aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften, vorteilhaft aus Kunststoff, hergestellt ist.

7. Gleitschutz nach einer der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass um den Nie­ tenteil zu erleichtern, eine sich von dem Bodenflansch (3) in den Nietenteil (1) erstreckende Aushöhlung (5) in den Nietenteil ausgebildet ist.