DD235224A5 - Ein hoher mantel reibungs-koeffizient fuer gummibereifte fahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Ueberzug mit hohem Reibungskoeffizienten fuer Gummireifen von Fahrzeugen und allgemeinen Rollkoerpern. Ziel ist es, die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort auf nassen, schnee- und/oder eisbedeckten Strassenoberflaechen zu verbessern. Die Aufgabe besteht darin, die Fahrzeuge bzw. Rollkoerper auf der Strassenoberflaeche sehr rutschfest zu machen und die Zugkraft der Raeder zu erhoehen. Als Loesung wird ein Ueberzug vorgeschlagen, der ein tragendes und elastisches Verbindungssubstrat enthaelt, das eine Vielzahl harter Koerper oder "Koernchen" einschliesst, die eine Haerte von nicht weniger als 7 Mohs aufweisen und willkuerlich darin verteilt sind und teilweise aus der Substratoberflaeche herausragen, wobei das genannte Substrat aus mindestens einem Gummi oder mindestens einem synthetischen Harz gebildet ist und die genannten Koernchen eine anorganische Substanz beinhalten und die Form unregelmaessiger Polyeder aufweisen, die von einer idealen Kugel mit einem Durchmesser von 1 bis 9 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm umhuellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft einen Überzug mit hohem Reibungskoeffizienten für Gummireifen von Fahrzeugen und allgemeinen Rollkörpern.
Es ist bekannt, daß, mit dem Ziel, die Zugfähigkeit von Fahrzeugen, insbesondere von Personenwagen, zu verbessern, die Reifen bei eis- oder schneebedeckten Straßenoberflächen mit Spikes oder Ketten versehen werden. Die Ketten haben einige gut bekannte Nachteile, die im einzelnen daher resultieren, daß das Fahrzeug langsam und unkomfortabel fährt, besonders dann, wenn nach dem Räumen der Eis- oder Schneelage von der Straßenoberfläche das Fahrzeug über den normalen tragenden Belag der Straße fahren muß; in dem Fall müssen die Ketten abghenommen werden oder die Geschwindigkeit muß drastisch verringert werden, während das Fahrzeug und die Passagiere unangenehmen Erschütterungen ausgesetzt werden.
Spikes haben den Nachteil, daß sie zwar eine gute Zugkraft auf eisbedeckten Straßen ermöglichen können, daß aber eine grundlegend verschiedene Situation vorliegt, wenn tiefer Schnee vorhanden ist. Darüber hinaus können sich Spikes von der Lauffläche des Reifens lösen, wenn er auf einer Asphalt-Oberfläche läuft und den Straßenhaftungszustand gefährlich machen sowie dazu führen, daß die Radzugkraft ungleichmäßig wird.
Ziel der Erfindung ist es, die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort auf nassen, schnee- und/oder eisbedeckten Straßenoberflächen zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Überzug mit hohem Reibungskoeffizienten für Gummireifen von Fahrzeugen und Rollkörpern im allgemeinen zu schaffen, der die Fahrzeuge bzw. Rollkörper bei Nässe, Schnee- und/oder Eisbelag auf der Straßenoberfläche sehr rutschfest macht und die Zugkraft der Räder verbessert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Überzug ein tragendes elastisches Verbindungssubstrat enthält, das eine Vielzahl harter Körper oder Körnchen einschließt, die willkürlich in diesem verteilt sind und teilweise aus der Oberfläche des verbindenden Substrats hervorragen.
Die Kömchen weisen eine Härte von nicht weniger als 7 Mohs auf und eine Größe, die von einer idealen Kugel mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1 bis 9 mm umhüllt wird, vorzugsweise 1 bis 3 mm.
Das tragende Substrat enthält mindestens einen synthetischen oder natürlichen Gummi oder mindestens ein synthetisches Harz, vorteilhaft ein Epoxidharz einschließlich an sich bekannter Additive, wie Antioxidationsmittel, Stabilisatoren, Bewehrungsfüllungen, Plastizierer und dergleichen.
Die oben genannten Körnchen (im folgenden ebenfalls als „harte Körnchen" bezeichnet) bestehen aus einer anorganischen Substanz in einer unregelmäßigen, polyederförmigen Gestalt, vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Aluminiumoxid, Borkarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid, Hartmetall, Metallkeramik und keramischem Material. Der genannte Gummi oder das genannte Harz, welche natürlich bekannte konventionelle Additive enthalten kann, wie Stabilisatoren, Härtemittel, Plastizierer, Bewehrungsfüllungen, Antioxidiermittel und dergleichen) halten die genannten Körnchen in sich verankert, indem sie mit denselben durch Bindemittel einer physikalischen und/oder physio-chemischen Art verbunden sind.
Die Erfindung kann in verschiedenen Ausführungsformen aufgebaut werden, die auf der Grundlage der im vorangegangenen angegebenen Merkmalen der Erfindung ausgeführt sind.
Der erfindungsgemäße Überzug kann als eine Mischung zur Anwendung als Lauffläche für die Reifen eingesetzt werden oder in einer Band- oder Blockstruktur auf der äußeren Oberfläche der Gummireifen verankert werden.
Zum Beispiel besteht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, vier schon abgefahrene Gummireifen eines Automobils zu behandeln, indem mit konventionellen Mitteln die abgefahrene Lauffläche des Reifens bis auf die Karkasse
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abgenommen wird, dann die Karkasse selbst regeneriert wird und unter Verwendung bekannter Verfahren eine neue Lauffläche aufgebracht wird, die eine Mischung auf vulkanisierbarem Gummi enthält, wie es nach dem Stand der Technik bekannt ist, wobei in die Mischung (vor ihrer Bildung und Vulkanisierung) harte Körnchen der Art eingegeben wurden, wie sie im vorangegangenen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden (zum Beispiel Aluminiumoxid) in einer Menge, die sich in der Größenordnung von 30 bis 50 Gewichtsprozent der Mischung bewegt.
Bevor die Körnchen in die Mischung eingebracht werden, können sie mit einer dünnen Lage eines Klebers beschichtet werden, der eine hohe Kompatibilität und Affinität sowohl für den Gummi als auch für die Körnchen aufweist und dieses zu dem Zweck, die Haftungs-Bindung der genannten Körnchen mit dem Gummi fest und stabil zu machen, wenn er geformt und vulkanisiert wird, um eine neue Schnee- und Eislauffläche für die vier Räder zu erhalten, welche deshalb gut für die Verwendung auf nassen und/oder schnee- und/oder eisbedeckten Straßenoberflächen geeignet ist.
Natürlich kann das vorerwähnte Verfahren (ebenso wie beim Wiederaufbau gebrauchter Reifen) während des Standardverfahrens der Reifenherstellung (oder Herstellung pneumatischer Reifen für Kraftfahrzeuge oder dergleichen) durch Einfügen der harten Körnchen in die Mischung, aus der die Lauffläche des Reifens geformt wird, während eines geeigneten Verfahrensschrittes beim Herstellungsprozeß angewendet werden.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden.
100 Teile (Gewichtsteile) der Komponente „Chem-Res 200" bzw. 120 Teile der Komponente „PGF50" (Härtemittel), eines Epoxidharzes, das durch die Firma Ditta Chemplast of Buicinasco, Mailand, Italien, hergestellt wird, werden getrennt auf eine Temperatur im Bereich von 300C bis 400C erwärmt und die genannten beiden Komponenten werden dann miteinander vermischt.
Der daraus entstehende harzige Sirup wird dazu verwendet, eine gleichmäßige Lage von ungefähr 3 bis 8 mm über die Lauffläche von vier Autoreifen zu formen (noch in einem üblichen Zustand), die vorher mit Trichlorethylen verkleinert wurden. Danach wird es dem genannten Sirup ermöglicht, bei Raumtemperatur auszuhärten bis er eine „weiche" Konsistenz erreicht. Bevor der genannte harzige Sirup über die Lauffläche gesprüht wird, werden Teile eines 10 mm breiten klebenden Bandes in einer kreuzweisen Konfiguration auf der letzteren aufgelegt, um eine Vielzahl von Rhomben zu bilden, wobei die Größe der Rhomben angenähert 10 bis 14 cm beträgt. Es ist ersichtlich, daß während der Behandlung kein Harz auf den Bereichen der Lauffläche haften darf, die von den Bandteilen eingenommen werden, wodurch den letzteren ermöglicht wird, Abflußrillen und Führungskanten auszubilden.
Mittlerweile wird ein zweiter Epoxidharz-Sirup vorbereitet, der dem vorhergehenden gleich ist, mit der Ausnahme, daß in den Sirup unregelmäßig polyederförmige Körnchen aus Aluminiumoxid des rotbraunen Typs eingebracht und homogen durch diesen verteilt werden, die eine Härte von 9 Mohs und eine durchschnittliche Größe von ungefähr 2,5 mm (in Bereichen des Durchmessers einer idealen Kugel, die die genannten Körnchen einhüllt) aufweisen, wobei die genannten Körnchen einen Wert bis ungefähr 75 Gew.-% im bezug auf den harzigen Sirup annehmen können.
Diese Mischung, die eine Dispersion von Aluminiumoxid-Körnchen in einem Epoxidharz bildet, wird gleichmäßig in einer Dicke von ungefähr 3 bis 6 mm über die Lauffläche der vorher überzogenen vier Räder gesprüht - wie es im vorangegangenen beschrieben wurde - mit einem Epoxidharz in „weichem" Zustand.
Die vier Räder werden dann in einer geeigneten Aufbewahrungsform für ungefähr 10 Stunden stehengelassen, wobei der harzige Sirup der vorgenannten Dispersion zum Aushärten gebracht wird, bis zu einer Konsistenz, die seine Behandlung gestattet. Danach werden die vier Räder nach Entfernen der zuvor erwähnten Bandteile einer Behandlung in einem Ofen bei einer Temperatur von 60 bis 7O0C unterzogen, derart, daß der Sirup, der zuerst in zwei aufeinanderfolgenden Schritten, wie vorstehend beschrieben, aufgebracht wurde, vollkommen aushärtet, wodurch deshalb ein einheitlicher Körper gebildet wird, der in seiner äußeren Lage die Aluminiumoxid-Körnchen einschließt, wobei die genannten Körnchen zumindest teilweise in die genannte äußere Lage eingebettet sind, aus der sie hervorstehen, zumindest teilweise.
Es wurden Straßenprüfungen sowohl auf schnee- als auch auf eisbedeckten Straßen mit einem Wagen mit Frontantrieb vom Typ „Volkswagen Golf" durchgeführt, sowohl mit dem Fahrer allein, als auch unter voll beladenen Bedingungen (Fahrer plus drei Passagiere), die eine unerwartet gute Zugkraft und Haftfähigkeit des Fahrzeuges auf dem Boden offenbarten, sowohl auf ebenen als auch auf bergigen Straßen, bei Geschwindigkeiten im Bereich von 60 bis 90 km/h.
Es ist natürlich möglich, an Stelle von Epoxidharzen andere Typen synthetischer Harze zu verwenden, solange diese wirksam „kleben" und die harten Körnchen (Aluminiumoxid und dergleichen, wie im vorangegangenen beschrieben) elastisch festhalten, die sie durchsetzen und von einer derartigen Beschaffenheit sind, daß sie an Gummi haften und jeder Expansion und Kompression und elastischen Verformung desselben folgen.
Geeignete Harze können zum Beispiel Polyurethanharze und Polyesterharze sein.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in der Vorbereitung eines gerieften Gummibandes, das vorteilhaft zumindest teilweise derart verformt ist, daß es mit dem rollenden Querschnitt eines Automobilrades übereinstimmt, wobei das genannte Band eine Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge des Umfangs des genannten Rades ist, und harte Körnchen einschließt (solche wie aus Aluminiumoxid), wobei die genannten Körnchen sich zumindest teilweise aus dem genannten Band nach außen hin erstrecken, wenn das genannte Band auf dem Rad angebracht wurde.
Die Montage des genannten Bandes auf das Rad, das mit Hilfe der Erfindung erhalten wurde, wird entweder durch Kleben, zum Beispiel durch Kleber, der auf der inneren Oberfläche des Bandes und auf der äußeren Oberfläche der Lauffläche des Rades aufgebracht wurde, durchgeführt oder durch eine abtrennbare Verankerung des Bandes an dem Rad mit Befestigungsmittel, in bekannterWeise.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in dem Aufbringen (durch Bürsten, Sprühen und dergleichen) eines Sirups aus einem Harz (zum Beispiel einem Epoxidharz) über die genannte Oberfläche (einschließlich aller Vertiefungen) der Lauffläche eines Reifens eines Kraftfahrzeugrades und anschließendem „Bestreuen" derselben mit Körnchen (zum Beispiel aus Aluminiumoxid), wonach das Harz in einem Ofen bei vorzugsweise 50 bis 600C vollkommen durchgehärtet wird.
Noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung (mit geeigneten Formen und bekannten
Technologien) und Blöcken, die ein tragendes und elastisches Verbindungssubstrat aus Gummi oder Harz enthalten, in das eine Vielzahl harter Körper eingeschlossen ist, die willkürlich durch das Substrat verteilt sind und teilweise aus der äußeren Oberfläche des Blocks herausragen. Derartige Blocks weisen im wesentlichen eine parallel-epipedförmige oder abgestumpfte Pyramidenform oder dergleichen Form auf, mit einer Basis, deren Abmessungen sich orientierungsgemäß im Bereich von 1x1 cm bis 6x6 cm und mit einer orientierungsmäßigen Tiefe im Bereich von 4 bis 10 mm.
Zur Anordnung derartiger Blöcke auf den Reifen von Fahrzeugrädern werden dort geeignet Vertiefungen, über die Reifenlauffläche eines derartigen Reifens verteilt vorgesehen, in welche die Blöcke eingeführt und unter Verwendung an sich konventioneller Mittel befestigt werden können.
Bei einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die genannten Blöcke direkt in der Vertiefung geformt werden, die in der Lauffläche des Reifens ausgebildet ist, indem direkt in diese Vertiefung eine Mischung entsprechend der vorliegenden Erfindung gegossen wird, zum Beispiel entweder Gummi oder Harz, die die aufgezeigten harten Körnchen enthält. In der praktischen Anwendung der Erfindung ist es natürlich möglich, andere Verfahren zum Formen des Überzugs entsprechend der vorliegenden Erfindung anzuwenden, wobei derartige Verfahren leicht durch einen auf dem technischen Gebiet der Erfindung beschlagenen Fachmann aus ähnlichen Verfahren und entsprechenden Vorrichtungen abgeleitet werden können (zum Beispiel von Formen, Einspannvorrichtungen, Aushärtemittel, Erhitzer, Sprühmittel und dergleichen), die in der Technologie der Herstellung von Überzügen allgemein Verwendung finden und insbesondere in den Technologien zum Bilden von Überzügen, Bändern und dergleichen entweder aus Gummi oder aus synthetischen Harzen, vorzugsweise in der Kombination der genannten Verfahren und der genannten Vorrichtungen um einen Überzug gemäß der Erfindung in einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen automatisierten Verfahren herzustellen.
Auch die Auswahl des synthetischen Harzes und/oder Gummis kann in einem weiten Bereich aus den Homopolymeren, den Copolymeren und den Elastomeren getroffen werden, da dort, wie bereits im vorangegangenen ausgedrückt, die Anwendungscharakteristiken (sowohl für das Erzeugnis als auch für das Verfahren) für das genannte synthetische Harz und den genannten Gummi gut definiert sind, insbesondere ihre Fähigkeit, die harten Körper oder „Körnchen" elastisch in sich festzuhalten.
Von den vielen verschiedenen möglichen Variationen beim Verfahren und beim Erzeugnis, die in der Praxis mit der Erfindung durchgeführt werden können, soll, aber nur in Form eines Beispiels, das Verfahren die größte Beachtung finden, das das Herstellen des Überzuges gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet, bei dem derselbe in verschiedenen Lagen aus Harz aufgebaut wird, worin jede der genannten Lagen aus einer verschiedenen Harzart besteht, jede der genannten Harzarten eine verschiedene Härte aufweist, verschiedene Elastizitäts- und Adhäsionseigenschaften, derart, daß ein Optimum an elastischer Befestigung der Körnchen darin erreicht wird.
Das Formieren der vorgenannten Lagen (welche folglich einen zusammengesetzten Überzug bilden), wird durch ein oder mehrere der bekannten Verfahren erreicht, zum Beispiel beim Herstellen des Harzes (durch Tauchüberzug, Aufsprühen, Bürsten und dergleichen) in der Polykondensationsphase oder durch Auflösen eines Polymers in einer organischen Lösung (die dann während des Trocknungsschritts wieder entfernt wird).
Claims (7)
1. Überzug mit hohem Reibungskoeffizienten für Gummireifen von Fahrzeugen, gekennzeichnet dadurch, daß diese ein tragendes elastisches Verbindungssubstrat enthält, das eine Vielzahl harter Körper oder Körnchen einschließt, die willkürlich in diesem verteilt sind und teilweise aus der Oberfläche des tragenden Substrats herausragen und der zur Anwendung an Gummireifen für die Räder von Fahrzeugen und allgemein an Rollkörpern geeignet ist, um diese insbesondere sehr rutschfest auf nassen, schnee- und/oder eisbedeckten Straßenoberflächen zu machen.
2. Überzug nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dieser als eine Mischung zur Anwendung als Lauffläche für die Reifen von Fahrzeugen, unter Verwendung an sich bekannter Verfahren, für die Wiederaufbereitung und die Herstellung von Reifen eingesetzt ist.
3. Überzug nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dieser eine Bandstruktur oder Blockstruktur aufweist, die dazu geeignet ist, auf der äußeren Oberfläche von Gummireifen für Fahrzeuge, unter Verwendung an sich bekannter Befestigungsmittel verankert zu werden.
4. Überzug nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das tragende Substrat mindestens einen synthetischen oder natürlichen Gummi oder mindestens ein synthetisches Harz enthält, vorteilhaft ein Epoxidharz, einschließlich an sich bekannter Additive, wie Antioxidationsmittel, Stabilisatoren, Bewehrungsfüllungen, Plastizierer und dergleichen.
5. Überzug nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Körnchen eine anorganische Substanz in einer unregelmäßigen polyederförmigen Gestalt beinhaltet, vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Aluminiumoxid, Borkarbid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid, Hartmetall, Metallkeramik und keramischem Material.
6. Überzug nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Körnchen eine Härte von nicht weniger als
7 Mohs aufweisen und eine Größe, die von einer idealen Kugel mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1 bis 9 mm umhüllt wird, vorzugsweise 1 bis 3 mm.
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