DE102007012402B4

DE102007012402B4 - Verwendung eines Mittels für die Reifenmontage

Info

Publication number: DE102007012402B4
Application number: DE102007012402A
Authority: DE
Inventors: Dirk Kaschub; Jorge Dr. Lacayo-Pineda
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: DE102007012402A1

Abstract

Verwendung eines Mittels für die Reifenmontage auf Aluminium- und Stahlfelgen, das aus einer wässrigen Lösung besteht, umfassend ein wasserlösliches Polyacrylatsalz, wobei der Mengenanteil des Polyacrylatsalzes 5 bis 20 Gew.-% beträgt und die Lösung einen pH-Wert von 6,5 bis 7,5 aufweist, wobei die Lösung nach Auftragen auf die Felge und Aufziehen des Reifens unter Abbinden als Reifenhaftmittel wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Mittels für die Reifenmontage auf Aluminium- und Stahlfelgen, wobei Fahrzeugreifen, insbesondere Fahrzeugluftreifen, von besonderer Bedeutung sind.
Durch den hohen Reibungskoeffizienten der vulkanisierten Kautschukmischung von Fahrzeugluftreifen lassen sich Reifen häufig nur mit hohem Kraftaufwand auf der Felge montieren, wobei die Reifenwülste über die Felgenhörner gehoben werden müssen. Um die Montage zu vereinfachen und die Wülste vor Beschädigungen während der Montage zu schützen, ist es bekannt, die Kontaktbereiche zwischen Wulst und Felge, d. h. den Wulst und/oder die Felge, mit Gleit- und Trennmitteln zu behandeln, die als so genannte Montagepasten, -cremes, -wachse oder -fluids erhältlich sind.
Die unterschiedlichen Montagemittel sollen sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass sie sich chemisch neutral gegenüber dem Gummi und dem Metall der Felge verhalten und eine hohe Gleitwirkung bei der Montage aufweisen. Gleichzeitig sollen die Montagemittel schnell trocknen und einen Kraftschluss zwischen Felge und Reifen gewährleisten, damit der Reifen nicht auf der Felge durchrutscht. Weitere Anforderungen, die an Montagemittel gestellt werden, sind die Schleuderfestigkeit und vorzugsweise die ökologische Unbedenklichkeit.
Als Montagemittel werden Zusammensetzungen mit unterschiedlichen Inhaltsstoffen verwendet, wobei bislang im Wesentlichen folgende Substanzen bzw. Substanzklassen zum Einsatz kommen: Glycerin, Tenside (z. B. Seifen, Sulfonate), Silikonöle, -harze und -tenside, Cellulosederivate, Polyethylenglycole und Polyether. Montagepasten auf Seifenbasis enthalten als weitere Inhaltsstoffe üblicherweise ein Verdickungsmittel und Wasser. Um die Trocknungszeit des Montagemittels zu verbessern, ist es bekannt, dem Montagemittel ein schneller flüchtiges Lösungsmittel zuzusetzen.
In der EP 0 223 146 B1 ist eine wässrige Montagepaste für Fahrzeugluftreifen beschrieben, die ein Cellulosederivat, einen nichtionischen Polyglycolether und ein oder mehrere Konservierungs- und/oder Rostschutzmittel enthält.
Die DE 195 15 314 C1 offenbart biologisch abbaubare Gleit- und Trennmittel für Kautschuk und Gummi, die spezielle Polyester enthalten.
Aus der Offenlegungsschrift JP 53031066 A ist ein Schmiermittel für Gummi und Gusseisenrohre bekannt, das aus einer 20%-igen Natriumpolyacrylatlösung besteht.
Die Offenlegungsschrift JP 2004067813 A offenbart Steckverbindungen von Gußeisenrohren, welche mit Gummiringen abgedichtet werden. Das Schmiermittel beruht wiederum auf Natriumpolyacrylat und besitzt eine Viskosität von 2000 bis 200000 mPas.
Aus der Offenlegungsschrift JP 2004217852 A ist ein Schmiermittel für Rohrverbindungen bekannt, welche mit Gummiringen abgedichtet werden. Das Schmiermittel beruht auf einer 6%-igen wässrigen Natriumpolyacrylatlösung, die etwa 13% weitere Bestandteile enthält.
In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 016 051 A1 wird zudem ein Montagemittel vorgestellt, das zumindest ein Kautschuklatex enthält, beispielsweise ein Naturkautschuklatex.
Im folgenden werden die bisher bekannten Montageanwendungen sowie ihre Vor- und Nachteile kurz zusammengefasst.

– Montage ohne Montagepaste: schlechte Montage, keine Trocknungszeit, hoher Haftreibungskoeffizient;
– Montagepasten auf Seifenbasis: gute Schmierwirkung, niedriger Haftreibungskoeffizient, lange Trocknungszeit;
– Montagepasten auf Lösungsmittelbasis: gute Schmierwirkung, niedriger Haftreibungskoeffizient, kürzere Trocknungszeit;
– Montagepasten auf Latexbasis. gute Schmierwirkung, hoher Haftreibungskoeffizient, jedoch nicht geeignet für die automatische Reifenmontage.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, die Haftung zwischen Reifen und Felge bei einem mit Hilfe eines Montagemittels montierten Reifen so zu verbessern, dass der Reifen selbst bei starken Seitenkräften oder im Pannenfall länger auf der Felge haftet. Darüber hinaus soll sich das Mittel im Rahmen einer automatischen Reifenmontage spritzen lassen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass bei der Montage des Reifens ein Mittel verwendet wird, das aus einer wässrigen Lösung besteht, umfassend ein wasserlösliches Polyacrylatsalz, wobei der Mengenanteil des Polyacrylatsalzes 5 bis 20 Gew.-% beträgt und die Lösung einen pH-Wert von 6,5 bis 7,5 aufweist, wobei die Lösung nach Auftragen auf die Felge und Aufziehen des Reifens unter Abbinden als Reifenhaftmittel wirkt.
Bislang werden Polyacrylate in nicht wässriger Lösung eingesetzt, beispielsweise als Gleit- und Trennmittel für Kautschuk und Gummi ( DE 195 15 314 C1 ) oder als Verdickungsmittel ( DE 196 08 947 A1 ). In wässriger Lösung sind sie bislang als Schmiermittel in der Rohrverbindungstechnik bekannt ( JP 53031066 A , JP 2004067813 A , JP 20044217852 A ).
Als Polyacrylatsalze werden im Rahmen der wässrigen Lösung vorzugsweise ein Lithium-, Natrium-, Kalium- und/oder Ammoniumpolyacrylat eingesetzt. Diese einwertigen Salze gewährleisten eine gute Wasserlöslichkeit. Von besonderer Bedeutung ist dabei das Natriumpolyacrylat.
In der Tabelle 1 sind die Mengenanteile der Bestandteile der Lösung im Rahmen eines vorteilhaften Bereichsspektrums angegeben. Tabelle 1

Bestandteile der Lösung Mengenanteile (in Gew.-%)

Wasser 95 bis 70

Polyacrylatsalz 5 bis 20

Sonstige Zusatzstoffe 0 bis 10
Zumeist ist es ausreichend, wenn ausschließlich das Polyacrylatsalz in das Wasser eingemischt ist, wobei destilliertes Wasser oder Leitungswasser mit den natürlichen Zusatzstoffen (in der Tabelle 1 bei den Zusatzstoffen unberücksichtigt) einsetzbar ist. Da die Polyacrylate stabile Substanzen sind und neben ihrer Haftwirkung als zentrale Aufgabe zudem korrosionsschützende Wirkung aufweisen, sind zusätzliche wasserlösliche Zusatzstoffe, beispielsweise Stabilisatoren oder Korrosionsschutzmittel, nicht erforderlich. Gegebenenfalls kann es zur Erzielung eines optimalen pH-Wertes sinnvoll sein, einen wasserlöslichen pH-Regulator (saures Salz, basisches Salz) beizugeben.
Die in der Tabelle 1 angegebenen Mengenanteile beziehen sich auf die fertige Lösung vor dem Auftragen auf die Felge. Während des Abbindens, verbunden mit einem Verdunsten des Wassers, erhöht sich ständig die Konzentration des Polyacrylatsalzes, bis schließlich ein polymerer Film entsteht, der sich durch eine hohe Haftwirkung im Sinne der eingangs gestellten Aufgabe auszeichnet.
Darüber hinaus lässt sich die Lösung spritzen, so dass eine automatische Reifenmontage gewährleistet ist.
Die Tabelle 2 hält nun die optimalen Daten der eingesetzten Lösung fest. Tabelle 2

Kriterium Werte

pH-Wert 6,5 bis 7,5

Viskosität 10 000 bis 15 000 mPas

Dichte 1 g/cm³

Gefrierpunkt 0° bis – 5° Celsius

Siedepunkt 96° bis 105° Celsius
Versuche haben gezeigt, dass bei Einhaltung der in der Tabelle 2 festgehaltenen Werte die besten Resultate hinsichtlich der Haftwirkung erzielt werden, insbesondere bei einer pH-neutralen Lösung (pH 7).
Die Herstellung des Montagemittels kann nach üblichen Misch- und Rührverfahren erfolgen. Bei der Montage des Reifens wird dann das Montagemittel mit Hilfe von Sprühvorrichtungen auf den Kontaktbereich zwischen Wulst und Felge automatisch aufgesprüht. Danach werden die Wülste des Reifens mit üblichen Werkzeugen über die Felgenhörner der Fahrzeugfelge gehoben, wobei sie durch das vorhandene Montagemittel leicht über die Felgenhörner gleiten. Nach einer Verdunstungszeit (Trocknungszeit) ist das Montagemittel unter Filmbildung getrocknet und gewährleistet eine sichere Haftung zwischen Felge und Reifen.
Anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Eingesetzt wurden dabei folgende Montagemittel (A, B, C) bzw. es wurde eine Trockenmontage (D) durchgeführt.

A. Das neue Montagemittel war eine pH-neutrale, wässrige Lösung auf der Basis von Leitungswasser, die 9 bis 11 Gew.-% Natriumpolyacrylat umfasste. Sonstige wasserlösliche Zusatzstoffe waren nicht in der Lösung enthalten.
B. Eingesetzt wurde eine handelsübliche Montagepaste auf Seifenbasis, beispielsweise Universal und Breitreifen Montagepaste.
C. Eingesetzt wurde eine ebenfalls handelsübliche Montagepaste auf nicht wässriger Lösungsmittelbasis. Das Lösungsmittel war dabei schnell flüchtig.
D. Hier wurde kein Montagemittel eingesetzt (Trockenmontage).

Diese Versuchsreihe unter Ermittlung des Reibkoeffizienten μ wurde bei einer üblichen Wulstmischung für Reifen und lackierten Felgen aus Aluminium durchgeführt. Die Kontaktfläche zwischen den Materialien betrug 5,44 cm² bei einer Normalkraft von 176 N.
Die maximale Haftkraft wurde über eine Umlenkrolle mit einer Zugprüfmaschine des Typs ZWICK Z2.5 der Firma Zwick GmbH, Deutschland, bei einer Prüfgeschwindigkeit von 800 mm/min gemessen. Der Reibungskoeffizient μ wurde nach unterschiedlichen Zeiten nach der Aufbringung des Montagemittels (A, B, C) bzw. im Rahmen der Trockenmontage bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3

Montagemittel μ nach 10 Minuten μ nach 16 Stunden

A 0,13 1,85

B 0,21 -

C 0,29 0,93

D - 1,85
Das neue Montagemittel (A) hat zwar nach einer zehnminütigen Einwirkzeit einen niedrigeren Reibungskoeffizienten μ als die Montagemittel (B, C). Nach 16 Stunden Einwirkzeit (Trocknungszeit) weist jedoch das neue Montagemittel (A) einen Reibungskoeffizienten μ auf, der einer Trockenmontage (D) entspricht, und zwar unter Umgehung der eingangs aufgeführten Nachteile einer Trockenmontage. Das neue Montagemittel bindet zumeist bereits nach 6 bis 8 Stunden ab, verbunden mit einer hohen Haftwirkung.
Wegen seiner Wasserlöslichkeit ist das neue Montagemittel auf der Basis eines Polyacrylatsalzes auch für die Demontage des Reifens von der Felge geeignet.

Claims

Verwendung eines Mittels für die Reifenmontage auf Aluminium- und Stahlfelgen, das aus einer wässrigen Lösung besteht, umfassend ein wasserlösliches Polyacrylatsalz, wobei der Mengenanteil des Polyacrylatsalzes 5 bis 20 Gew.-% beträgt und die Lösung einen pH-Wert von 6,5 bis 7,5 aufweist, wobei die Lösung nach Auftragen auf die Felge und Aufziehen des Reifens unter Abbinden als Reifenhaftmittel wirkt.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Lösung ein Lithium-, Natrium-, Kalium- und/oder Ammoniumpolyacrylat umfasst.
Verwendung nach Anspruch 2, wobei die Lösung ein Natriumpolyacrylat umfasst.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mengenanteil des Polyacrylatsalzes 8 bis 15 Gew.-% beträgt.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei der Mengenanteil des Polyacrylatsalzes 8 bis 12 Gew.-% beträgt.
Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Mengenanteil des Polyacrylatsalzes 9 bis 11 Gew.-% beträgt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Mengenanteil löslicher Zusatzstoffe 0 bis 10 Gew.-% beträgt
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lösung pH-neutral ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lösung eine Viskosität von
000 bis 15.000 mPas aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lösung einen Gefrierpunkt von 0° bis – 5° Celsius aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lösung einen Siedepunkt von 96° bis 105° Celsius aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Lösung eine Dichte von 1 g/cm³ aufweist.