DE3816279A1 - Selbstverloeschender reifen - Google Patents

Selbstverloeschender reifen

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Otto Peters
Hasso Dipl Ing Tonn
Guenter Albers
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L11/00—Compositions of homopolymers or copolymers of chloroprene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for

Description

Die Erfindung betrifft einen Reifen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Reifen können sich unter bestimmten Umständen entzünden. Ursache kann ein Bremsvorgang sein, bei dem eine sehr hohe Reibungswärme entsteht, die nicht sofort an die Umgebung abgeführt wird. Auch ein Unfall kann zu einem Entzünden des Reifens führen. Das Feuer eines brennbaren Reifens kann sich dann rasch auf weitere Wagenteile ausbreiten, wobei die Ausbreitung eventuell explosionsartig erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Ausbruch eines Feuers am Reifen zu verhindern. Diese Aufgabe wird gelöst durch das Kennzeichen des Anspruchs 1.
Im Rahmen folgender Versuchsreihen werden die verschiedenen Versuchsergebnisse des erfindungsgemäßen Reifens festgehalten. Bei allen Versuchen hatte die selbstverlöschende Kautschukmasse eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 3.
1. Brandtechnische Untersuchungen
1.1. Prüfkörper waren zunächst zwei ungebrauchte Reifen mit Stahlcord-Gürtel und Textil-Karkasse. Nach der Variante A wurde der Reifen nur an der Lauffläche runderneuert, während nach der Variante B der Reifen von Wulst zu Wulst runderneuert wurde. Prüfbedingungen und Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle festgehalten.
Tabelle
Bei sämtlichen Versuchen nach 1.1. war der Brenner (nach DIN 22 117 und 22 118) mittig zum Reifen ausgerichtet.
Ein Straßenreifen ohne selbstverlöschende Kautschukmasse verbrannte nach einer Beflammungsdauer von 10 min bei ansonsten gleichen Prüfbedingungen lichterloh.
1.2. Prüfbedingungen im Freilandgelände: Ein ungebrauchter Reifen mit Stahlcord-Gürtel und Stahlcord-Karkasse, der zuvor von Wulst zu Wulst mit der selbstverlöschenden Kautschukmasse runderneuert wurde, wurde drucklos auf der Felge montiert. Der Reifen tauchte dabei teilweise in einen Behälter (Länge 1100 mm, Breite 400 mm, Höhe 150 mm), der mit 2 l Benzin gefüllt war. Das Benzin wurde entzündet. Prüfergebnis:
  • a) Der Reifen fing nach 1 min und 9 sec Feuer.
  • b) Mit abnehmender Intensität des Benzinfeuers verlöschten die zuckenden Flammenzungen auf dem Reifenumfang.
  • c) Das Benzin war nach 3 min verbrannt.
  • d) Nach 6 min und 30 sec war der Reifen selbstverlöscht; die Seitenwand zerstört.
Unter den gleichen Prüfbedingungen lieferte ein ungebrauchter Reifen mit Stahlcord-Gürtel und Stahlcord-Karkasse, der jedoch keine selbstverlöschende Kautschukmasse aufwies, folgende Ergebnisse:
  • a) Der Reifen brannte bereits 30 sec nach dem Entzünden des Benzins.
  • b) Das Benzin war nach 3 min verbrannt. Der Reifen loderte weiter.
  • c) 6 min und 20 sec nach Versuchsbeginn stand der Reifen in hellen Flammen.
1.3. Die Untersuchungen nach 1.2. wurden wie folgt modifiziert: Statt Benzin wurden 2 l Dieselkraftstoff in einer 0,5 × 1 m großen gemuldeten Wanne eingesetzt, wobei die Reifen so positioniert wurden, daß sie zu der Kraftstofflache Kontakt hatten.
In dem kleinen Brandstollen (Kunststoffprüfbestimmungen 4.1.1. und Anlage 5, Blatt 5/1 der Kunststoffprüfbestimmungen des Landesoberbergamtes Nordrhein-Westfalen vom 15. 12. 81) wurden Testreifen von einem Wetterstrom von 1,2 m/s längs und quer angeströmt. Bei selbstverlöschenden Reifen verloschen die Flammen nach ca. 5 min (längs) bzw. 10 min (quer).
2. Elektrostatische Untersuchungen
Die Prüfung der elektrostatischen Eigenschaften wurde nach dem unter Nr. 4.8.3. der Kunststoffprüfbestimmungen des Landesoberbergamtes Nordrhein-Westfalen vom 15. 12. 81 festgelegten Verfahren vorgenommen und gab einen Widerstand von R D = 7 × 10³ Ohm. Während der Messung betrug die Luftfeuchte 50% und die Temperatur 23°C (der höchstzulässige Widerstandswert beträgt 10⁶ Ohm).
3. Filterverstopfungstest
Im Rahmen eines sog. Filterverstopfungstests wurde die Erhöhung des Einamtenwiderstandes eines Auer-Filterselbstretters bei Verschwelung von verlöschendem und/oder herkömmlichem Reifenmaterial gemäß Pkt. 4.3.2. der Kunststoffprüfbestimmungen des Landesoberbergamtes Nordrhein-Westfalen, Nov. 1981 untersucht. Bei den Prüfungen wurde der viertausendste Teil des Elastomer-Anteils von insgesamt 4 Reifen verschwelt.
Die Bedingungen und Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle festgehalten.
Tabelle
A: (1 : 1)-Verschnitt aus verlöschendem und herkömmlichem Material
B:verlöschendes Material C:herkömmliches Material
Bei einem zulässigen Anstieg des Einatemwiderstandes von 5 mbar lagen die Prüfsysteme A und B im Gegensatz zu dem System C deutlich unter diesem Richtwert. Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für den Einsatz der erfindungsgemäßen Reifen im Untertage-Bergbau.
4. Dauerlauftest
Die dynamische Tüchtigkeit der verlöschenden Reifen wurde in einem sog. In-Door-Dauerlauftest untersucht. Für die Reifengröße 205 R 16 C 8 PR lauteten die Prüfbedingungen: v = 80 km/h, Prüflast = 1060 kg.
Die Erfindung wird nun anhand einer Abbildung beschrieben.
Der im Querschnitt dargestellte Reifen besteht aus der Karkasse (1) und dem Elastomerkörper (2) aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff, der von dem Wulst (3) zu dem anderen Wulst (hier nicht dargestellt) reicht. Dabei unterscheidet man zwischen der Seitenwand (4) und der Lauffläche (Laufstreifen) (5), die Profile (6) aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Reifen kann nun der gesamte Elastomerkörper aus der selbstverlöschenden Kautschukmasse bestehen, d. h. die entsprechende Kautschukmischung kommt bereits bei der Herstellung des Reifens zum Einsatz. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß bei einem herkömmlichen Reifen die Oberschicht des Elastomerkörpers nach dem Runderneuerungsverfahren gemäß der Varianten A oder B erneuert wird, indem die alte Oberflächenschicht abgetragen und durch die erfindungsgemäße Kautschukmasse ersetzt wird. Die selbstverlöschende Kautschukmasse wird abschließend vulkanisiert.
Die verschiedensten Reifentypen können mit der erfindungsgemäßen Kautschukmasse ausgestattet sein.

Claims (15)

1. Reifen aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche des Reifens aus einer selbstverlöschenden Kautschukmasse besteht.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstverlöschende Kautschukmasse als Hauptbestandteil Polychloropren (CR) enthält.
3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstverlöschende Kautschukmasse folgende Bestandteile enthält: Polychloropren (CR)38-45 Gew.-% Polybutadien5-10 Gew.-% Sb₂O₃3-10 Gew.-% Chlorparaffin5-20 Gew.-% organische Bromverbindung0-10 Gew.-% organische Siliciumverbindung0,5-2 Gew.-% Kieselsäure oder Silikat5-20 Gew.-% Ruß10-25 Gew.-%
4. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstverlöschende Kautschukmasse zwecks Erhöhung der Entzündungstemperatur und zum Löschmittelzweck ganz oder teilweise mit einem Medium (z. B. Wasser, Gas) gefüllt ist.
5. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstverlöschende Kautschukmasse als Oberflächenschicht nach dem Runderneuerungsverfahren aufgebracht wird.
6. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erneuerung von Wulst zu Wulst erfolgt.
7. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erneuerung nur an der Lauffläche erfolgt.
8. Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der selbstverlöschenden Kautschukmasse an der Seitenwand 0,5 bis 10 mm (zweckmäßigerweise 1 bis 3 mm) beträgt.
9. Reifen nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der selbstverlöschenden Kautschukmasse an der Lauffläche mindestens 6 mm beträgt.
10. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Elastomerkörper aus selbstverlöschender Kautschukmasse besteht.
11. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der selbstverlöschenden Kautschukmasse und dem alten Elastomerkörper bzw. der Karkasse eine Haftmischung befindet.
12. Reifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmischung folgende Bestandteile enthält: Polychloropren (CR)20-80 Gew.-% Kondensationsprodukte aus tert.-Butylphenol und Acetylen (Harz 1)2-15 Gew.-% Naturharzmodifizierter Terpen-Phenol-Novolac (Harz 2)2-35 Gew.-% MgO4-10 Gew.-% ZnO4-10 Gew.-% Vulkanisationsmittel0,3-1 Gew.-% Kieselsäurefüllstoff5-25 Gew.-%
13. Reifen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmischung in Form folgender Lösung aufgetragen wird: Haftmischung10-40 Gew.-% Toluol10-19 Gew.-% MEK10-25 Gew.-% Bitumen 80/11025-46 Gew.-%
14. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieser im Untertagebergbau (z. B. Steinkohlenbergbau, Salzbergbau) eingesetzt wird.
15. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieser in explosionsgefährdeten Bereichen der chemischen Industrie (einschließlich Erdölindustrie) eingesetzt wird.
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