Beschreibung
Spike für Fahrzeugreifen
Die Erfindung betrifft einen Spike für die Lauffläche eines Fahrzeugreifens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Spikes für die Lauffläche eines Fahrzeugreifens, insbesondere eines Winterreifens, sind in verschiedensten Ausführungen bekannt.
Alle Spikes bestehen aus einem Körper, der wenigstens teilweise in die Lauffläche des Fahrzeugreifens einbringbar ist. Hierzu sind in der Lauffläche des Fahrzeugreifens üblicherweise an vorgegebener Stelle Löcher vorgesehen, in welche die Spikes mit großer Kraft hineingedrückt werden können. Da sich die Lauffläche eines Fahrzeugreifens üblicherweise aus einem elastischen Material, insbesondere aus Gummi, zusammensetzt, wer- den die Löcher beim Einbringen der Spikes derart reversibel gedehnt, dass das elastische Material nach dem Einbringen der Spikes vollflächig auf den Spikes aufliegt und die Spikes in der Lauffläche des Fahrzeugreifens hält.
Bekannte Spikes sind beispielsweise in der EP 1 199 193 AI beschrieben. Der Körper die- ser Spikes umfasst eine plattenförmige Wurzel, mit welcher der Spike in der Nähe der oberen Gürtellage im Fahrzeugreifen verankert ist und die den größten Durchmesser der Spiketeile aufweist. Die Wurzel ist üblicherweise über einen Halsteil mit einem Spikeoberteil verbunden, wobei der Spikeoberteil üblicherweise aus einem dickeren Spiketeil und einer demgegenüber verjüngten Spikespitze besteht, welche üblicherweise aus der Lauffläche herausragt. Bei der Spikespitze kann es sich um einen Stift handeln, der im
Spiketeil eingebettet ist. Alle Teile des in die Lauffläche eingebrachten Körpers sind zylin- derförmig, besitzen also zwei Grundflächen, die parallel, eben, kongruent und durch eine Mantelfläche miteinander verbunden sind. Die Grundflächen können hierbei unterschiedli
ehe Formen, beispielsweise die eines Kreises, eines Dreiecks, eines Quadrats, eines Rechtecks oder eines Ovals, aufweisen.
Nachteilig an den bekannten Spikes ist, dass diese bei Benutzung des Fahrzeugreifens auf einer Schnee- oder Eisfläche oder auf einer Fläche mit Schmutzpartikeln trotz ihrer Wurzelverankerung relativ schnell aus der Lauffläche des Fahrzeugreifens herausfallen oder zumindest relativ große Bewegungen in der Lauffläche vollführen. Dies fuhrt nachteilig dazu, dass die gewünschte Wirkung der Spikes relativ schnell verloren geht und der mit den Spikes versehene Fahrzeugreifen nur eine geringe Lebensdauer hat.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Spike bereitzustellen, der eine bessere Haftung in der Lauffläche des Fahrzeugreifens aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Spike für die Lauffläche eines Fahrzeugreifens, insbesondere eines Winterreifens, mit einem Körper, der wenigstens teilweise in die Lauffläche des Fahrzeugreifens einbringbar ist, durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Benutzung der mit herkömmlichen Spikes versehenen Fahrzeugreifen auf einem schnee-, eis- und oder schmutzhaltigen Untergrund Schnee-, Eis- und oder Schmutzpartikel in den Raum zwischen dem Spike und dem elastischen Material der Lauffläche gelangen. Dies führt dazu, dass das elastische Material der Lauffläche vom Spüce weggedrängt wird. Die im Zwischenraum befindlichen Partikel bilden dann quasi eine Art Gleitmittel und setzen die Haftung der Spikes in der Lauffläche derart herab, dass diese aus der Lauffläche herausfallen oder sich stark bewegen.
Dadurch, dass erfϊndungsgemäß der in die Lauffläche einbringbare Teil des Körpers wenigstens teilweise kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei die Grundfläche des kegel- oder kegelstumpfföπriigen Teils des in die Lauffläche eingebrachten Körpers
ins Innere des Fahrzeugreifens weist, wird auf überraschend einfache Weise eine bessere Haftung der Spikes in der Lauffläche erreicht. Insbesondere wird auch die Bewegung der Spikes innerhalb der Lauffläche verringert, so dass insgesamt die Haltbarkeit und die Lebensdauer des Fahrzeugreifens erhöht wird. Zudem wirkt vorteilhaft eine niedrigere Spike- kraft auf den Untergrund, so dass weniger Straßenabrieb entsteht.
Dies ist auf die geänderte Kraftverteilung des auf den kegel- oder kegelsürmpfföπriigen Teil des Spikekörpers wirkenden elastischen Materials der Lauffläche zurückzuführen. Es wirken zwei Kraftkomponenten, nämlich einerseits eine vertikale Kraft F(S) x cos α und andererseits eine radial Kraft F(S) x sin α, wobei die daraus resultierende vertikale Kraft F(STOTAL) x cos α den Spike ins Innere des Fahrzeugreifens drückt. Eine derartige vertikale Kraft ist bei den herkömmlichen in die Lauffläche des Fahrzeugreifens eingebrachten Spikes nicht vorhanden.
Als Winkel α wird der Winkel zwischen Mantelfläche und Grundfläche des kegel- oder kegelstumpfförmigen Teils verstanden, welcher zwischen 1 und 89°, vorzugsweise zwischen 20 und 70°, besonders bevorzugt zwischen 30 und 50°, liegt.
Die Grundfläche des kegel- oder kegelstumpfförmigen Teils kann hierbei kreisförmig, el- liptisch, dreieckig, quadratisch, sechseckig, vieleckig oder sternförmig sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der kegel- oder kegelstumpfförmige Teil gerade oder schief ist.
Vorzugsweise bildet der kegel- oder kegelstumpfförmige Teil den Hauptteil, also den größten Teil des in die Lauffläche eingebrachten Körpers. Durch die große Oberfläche des kegel- oder kegelstumpfföπnigen Teils wird eine große vertikale Kraft und damit eine entsprechend große Haftung des Spikes in der Lauffläche des Fahrzeugreifens sichergestellt.
Der in die Lauffläche des Fahrzeugreifens eingebrachte Körper umfasst vorzugsweise einen Stift, der form- und/oder kraftschlüssig im Körper eingebettet ist und mit einem Ende aus der Lauffläche des Fahrzeugreifens herausragt, wobei der Stift vorzugsweise aus
Hartmetall, Sintermetall oder dergleichen besteht. Der Körper des Spikes besteht vorzugsweise aus Metall, Kunststoff oder anderen verschleißfesten Werkstoffen besteht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen:
Fig. 1 einen Spike nach dem Stand der Technik in a) Seitenansicht und in b) Stirnansicht, Fig. 2 einen Spike nach dem Stand der Technik in a) Seitenansicht und in b) Stirnansicht,
Fig. 3 einen Spike nach dem Stand der Technik in a) Seitenansicht und in b) Stirnansicht,
Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Spike in a) Seitenansicht und in b) Stimansicht,
Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Spike in a) Seitenansicht und in b) Stimansicht, Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Spike in a) Seitenansicht und in b) Stirnansicht,
Fig. 7 einen erfmdungsgemäßen Spike in Seitenansicht und
Fig. 8 einen erfindungsgemäßen Spike in Seitenansicht.
In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils ein Spüce nach dem Stand der Technik in a) Seitenansicht und in b) Stirnansicht dargestellt, wobei gleiche Bezugsziffern jeweils gleiche Teile bezeichnen.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Spikes für die Lauffläche 1 eines hier nicht dargestellten Fahrzeugreifens bestehen aus einem Körper 2, der wenigstens teilweise in die Lauffläche 1 des Fahrzeugreifens eingefügt ist.
Der Körper 2 umfasst eine plattenförmige Wurzel 7, mit welcher der Spike in der Nähe der hier nicht dargestellten oberen Gürtellage im Fahrzeugreifen verankert ist und die den größten Durchmesser der Spiketeile 6, 7, 8 oder 9 aufweist. Die Wurzel 7 ist in Fig. 1 über einen Halsteil 8 und in den Fig. 2 und 3 direkt mit einem Spikeoberteil verbunden, wobei der Spikeoberteil aus einem dickeren Spiketeil 9 und einem demgegenüber verjüngten Stift 6 besteht, der im Spiketeil 9 eingebettet ist und aus der Lauffläche 1 herausragt.
Alle Teile 6, 7, 8 oder 9 des in die Lauffläche 1 eingebrachten Körpers 2 sind zylinderfor- mig, besitzen also zwei Grundflächen, die parallel, eben, kongruent und durch eine Mantelfläche miteinander verbunden sind. Die Grundflächen können hierbei unterschiedliche Formen aufweisen. In Fig. 1 sind alle Teile 6, 7, 8 und 9 im Querschnitt kreisförmig. In Fig. 2 sind die Wurzel 7 und der Spiketeil 9 im Querschnitt kreisförmig, der Stift 6 dagegen im Querschnitt quadratisch. Schließlich sind in Fig. 3 die Wurzel 7 und der Spiketeil 9 im Querschnitt ovalförmig und der Stift 6 im Querschnitt sechseckig.
Aus den Fig. 1 bis 3 wird deutlich, warum herkömmliche Spikes nach dem Stand der Technüc nur eine geringe Haftung in der Lauffläche 1 aufweisen, wenn Schnee-, Eis- und/oder Schmutzpartikel in den Raum zwischen Spike und elastischem Material der Lauf- fläche 1 eindringen. Die eindringenden Partikel drängen nämlich das elastische Material der Lauffläche 1 vom Körper 2 des Spikes derart weg, dass der Spüce aus der Lauffläche fallt, sobald der Form- und/oder Kraftschluss zwischen Spike und elastischem Material nicht mehr gegeben ist. Hierbei erniedrigen die Partikel insbesondere die Reiblcraft zwischen Spike und elastischem Material und wirken selbst quasi als Gleitmittel.
In den Fig. 4 bis 6 ist jeweils ein erfindungsgemäßer Spike in a) Seitenansicht und in b) Stirnansicht dargestellt, wobei gleiche Bezugsziffern jeweils gleiche Teile bezeichnen. Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Spikes für die Lauffläche 1 eines hier nicht dargestellten Fahrzeugreifens bestehen aus einem Körper 2, der wenigstens teilweise in die Lauffläche 1 des Fahrzeugreifens eingefügt ist.
Der in Fig. 4 abgebildete Körper 1 umfasst eine plattenförmige Wurzel 7, die über einen Halsteil 8 mit einem Spüceoberteil verbunden ist, wobei der Spikeoberteil aus einem ringförmigen Vorsprung 10, einem erfindungsgemäßen kegelstumpfförmigen Teil 4und einem Stift 6 besteht, der im kegelstumpfförmigen Teil 4 eingebettet ist und aus der Lauffläche 1 herausragt. Während die Wurzel 7 und der Stift 6 im Quersclmitt oval ausgebildet sind, weisen der ringförmige Vorsprung 10 und der kegelstumpfförmige Teil 4 einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Der in Fig. 5 abgebildete Körper 2 umfasst ebenfalls eine plattenförmige Wurzel 7, die direkt mit einem Spikeoberteil verbunden ist, wobei der Spüceoberteil aus einem erfindungsgemäßen kegelstumpfförmigen Teil 4, der einen ringförmigen Vorsprung 10 aufweist, und einem Stift 6 besteht, der im kegelstumpfförmigen Teil 4 eingebettet ist und aus der Lauffläche 1 herausragt. Während die Wurzel 1, der kegelstumpfförmige Teil 4 und der ringförmige Vorsprung 10 im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sind, weist der Stift 6 einen dreieckigen Querschnitt auf.
Der in Fig. 6 abgebildete Körper 2 ist sehr einfach aufgebaut und besteht lediglich aus einem kegelstumpfförmigen Teil 4 mit quadratischem Querschnitt und einem Stift 6 mit kreisförmigem Querschnitt, wobei der Stift 6 im kegelstumpfföimigen Teil 4 eingebettet ist und aus der Lauffläche 1 herausragt.
In Fig. 7 ist ein erfindungsgemäßer Spüce in Seitenansicht dargestellt. Vom prinzipiellen Aufbau entspricht dieser dem in Fig. 1 in a) Seitenansicht dargestellten Spüce, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile benennen. Der Spike in 7 unterscheidet sich von dem Spi- ke in Fig. 1 erfindungsgemäß dadurch, dass anstelle des zylindrischen dickeren Spiketeils 9 ein kegelstumpfförmiges Teil 4 vorgesehen ist.
Durch den in den Fig. 4 bis 7 dargestellte kegelstumpfförmige Teil 4 des Körpers 2 wird eine bessere Haftung der Spüces in der Lauffläche 1 erreicht. Dies ist auf die geänderte Kraftverteilung des auf den kegelstumpfförmigen Teil 4 des Spücekörpers 2 wirkenden elastischen Materials der Lauffläche 1 zurüclczuführen.
Hierbei wirken zwei in Fig. 8 dargestellte Kraftkomponenten, nämlich einerseits eine vertikale Kraft F(s) x cos α und andererseits eine radiale Kraft F(s) x sin α, wobei eine resultierende vertikale Kraft F(STOTA ) X cos α den Spike ins Innere des Fahrzeugreifens drückt. Der in Fig. 8 in Seitenansicht dargestellte Spüce entspricht im Aufbau dem Spüce aus Fig. 7, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.
Bezugszeichenliste
(ist Bestandteil der Beschreibung)
1 Lauffläche
2 Körper
3 Grundfläche
4 kegel- oder kegelstumpfförmiger Teil
5 Mantelfläche
6 Stift
7 Wurzel
8 Halsteil
9 Spiketeil
10 Vorsprung