DE60111050T2

DE60111050T2 - Gleitmittelzusammensetzung für eine sicherheitsauflage eines luftreifens beim fahren ohne luft

Info

Publication number: DE60111050T2
Application number: DE60111050T
Authority: DE
Inventors: Georges Salaun; Jean-Louis Mauclin
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: US20030087766A1; AU2001285799A1; ATE296209T1; US20030186822A1; JP2004502590A; DE60111050D1; EP1301360A1; EP1301360B1; US7041626B2; WO2002004237A1; FR2811329A1; US6750181B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitmittelzusammensetzung, die zum Schmieren einer Grenzfläche zwischen einem Luftreifen und einer Sicherheitsauflage, die auf einer Radfelge im Inneren des Luftreifens montiert ist, verwendet werden kann, und eine montierte Einheit für Kraftwagen, die mit dieser Gleitmittelzusammensetzung versehen ist. Die Erfindung betrifft die Schmierung zwischen der Sicherheitsauflage und dem Luftreifen, wenn in Folge eines Abfalls des Luftdrucks im Inneren des Luftreifens ohne Luft gefahren wird.
Um beim Fahren eines Luftreifens mit Minderdruck oder ohne Druck (das als Fahren ohne Luft bezeichnet wird) Beschädigungen durch die Erhitzung von Reibungszonen zwischen verschiedenen Teilen der Innenseite des Reifens entgegenzuwirken, wurde in der Vergangenheit versucht, auf der Innenseite des Luftreifens eine Gleitmittelzusammensetzung aufzubringen, mit der die Reibung zwischen den verschiedenen Teilen des Luftreifens vermindert werden soll.
Diese Zusammensetzungen enthalten im Wesentlichen ein wässeriges Gleitmittel, ein Verdickungsmittel, mit dem die Viskosität des Gleitmittels erhöht werden soll, um weitestgehend zu verhindern, dass das Gleitmittel auf Grund der Schwerkraft fließt, wenn das Fahrzeug steht oder wenn es mit Reifen im aufgepumpten Zustand fährt, und einen grenzflächenaktiven Stoff.
In der französischen Patentschrift FR-A-2 100 803 sind solche Gleitmittelzusammensetzungen zur Luftreifen/Luftreifen-Schmierung aufgeführt. Sämtliche in dieser Druckschrift beschriebenen Gleitmittel enthalten hauptsächlich Wasser und eine kleinere Menge einer Verbindung zum Schmieren, wie ein Siliconöl, Ethylenglykol oder Glycerin. In dem Ausführungsbeispiel, bei dem Glycerin genannt wird, liegt das Glycerin in dem Gleitmittel und in der Gleitmittelzusammenset zung in Volumenanteilen von etwa 30 % vor, während das Wasser 70 Vol.-% ausmacht. Als Verdickungsmittel wird Hydroxyethylcellulose angegeben.
Es wird darauf hingewiesen, dass das große Wasservolumen dazu dient, dass einerseits der Reifen beim Fahren im platten Zustand durch Verdampfung wieder gefüllt und auf diese Weise die Beanspruchung, die schwerpunktmäßig die Reifenwände betrifft, bis zu einem gewissen Grad vermindert wird und dass andererseits beim Fahren ohne Luft die Schaumwirkung des verwendeten grenzflächenaktiven Stoffs optimiert wird.
In der französischen Patentschrift FR-A-2 397 453 und der japanischen Patentschrift JP-B-83/30 000 ist ferner eine Gleitmittelzusammensetzung zur Luftreifen/Luftreifen-Schmierung erwähnt, die dafür vorgesehen ist, die Reibung zwischen den oberen und unteren Partien der Wände im luftentleerten Zustand herabzusetzen. Das Gleitmittel der auf die Reifenwände aufgebrachten Zusammensetzung enthält wie in der Druckschrift FR-A-2 100 803 zum überwiegenden Teil Wasser und zu einem kleineren Teil Ethylenglykol. Die Gleitmittelzusammensetzung enthält als Verdickungsmittel ein Polyethylenoxid und ein Polysaccharid und außerdem einen faserigen Füllstoff vom Cellulosetyp.
In neuerer Zeit wurde versucht, die Lebensdauer der montierten Einheiten unter Fahrbedingungen mit vermindertem oder ohne Fülldruck zu verbessern, indem eine Sicherheitsauflage vorgesehen wird, die auf der Radfelge montiert wird, damit sie die Lauffläche des Luftreifens im Fall eines Abfalls des Fülldrucks stützen kann. Für die Beschreibung einer solchen Unterlage kann die französische Patentschrift FR-A-2 746 347 angegeben werden.
In diesem Zusammenhang wurden unter Bedingungen, bei denen ohne Luft, unter höheren Lasten und über deutlich längere Zeitspan nen gefahren wurde als bei den früheren Tests ohne Sicherheitsauflage, Zusammensetzungen zur Auflage/Luftreifen-Schmierung getestet, die speziell dafür vorgesehen sind, die Reibung zwischen der Auflage und der Innenseite des die Auflage umgebenden Luftreifens herabzusetzen, wobei die Zusammensetzungen üblicherweise auf die Innenseite des Luftreifens aufgebracht werden, bevor dieser auf der Felge montiert wird.
Als Gleitmittelzusammensetzung zur Auflage/Luftreifen-Schmierung kann beispielsweise eine Zusammensetzung aus einem Gleitmittel auf der Basis von Polyalkenglykolen und ethoxyliertem Nonylphenol und einem Verdickungsmittel angegeben werden.
Eine derartige Zusammensetzung verleiht den montierten Einheiten, in denen sie vorliegt, eine zufriedenstellende Haltbarkeit beim Fahren ohne Luft. Ein wesentlicher Nachteil der Zusammensetzung besteht jedoch darin, dass sie ethoxyliertes Nonylphenol enthält, bei dem es sich um ein Produkt handelt, das die Haut und die Augen reizt.
Die Anmelderin hat überraschend festgestellt, dass durch die Verwendung eines Gleitmittels, das Glycerin in einem Massenanteil von größer oder gleich 60 % enthält, in einer Gleitmittelzusammensetzung, die zum Schmieren einer Grenzfläche zwischen einem Luftreifen und einer im Inneren des Reifens auf einer Radfelge montierten Sicherheitsauflage verwendet werden kann, wobei die Zusammensetzung im Wesentlichen einerseits das wässerige oder nicht wässerige Gleitmittel und andererseits ein Polysaccharid, das das Gleitmittel verdicken soll, in einer solchen Menge enthält, dass das Gleitmittel in der Zusammensetzung in einem Massenanteil im Bereich von 95 bis 99 % vorliegt, sowohl verhindert werden kann, dass die Gleitmittelzusammensetzung vor dem Fahren ohne Luft fließt, als auch beim Fahren ohne Luft eine im Vergleich zu den bekannten Gleitmittelzusammensetzungen verbesserte Schmierung gewährleistet werden kann, ohne dass die Zusammensetzung unangenehm zu handhaben ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt das Glycerin in dem Gleitmittel in einem Massenanteil von größer oder gleich 70 % vor, wobei das Gleitmittel ferner Wasser in einem Massenanteil von kleiner oder gleich 30 % enthält.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt das Polysaccharid in der Zusammensetzung in einem Massenanteil im Bereich von 1 bis 2 % vor.
Das Polysaccharid liegt in der Zusammensetzung vorzugsweise in einem Massenanteil im Bereich von 1,5 bis 1,7 % vor.
Es wird darauf hingewiesen, dass mit dem Polysaccharid in diesem speziellen Massenkonzentrationsbereich unerwartet und in vorteilhafter Weise verhindert werden kann, dass die Zusammensetzung vor dem Fahren ohne Luft fließt, und dass die Schmierung beim Fahren ohne Luft erhalten bleibt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Gleitmittelzusammensetzung bei 25 °C und bei Atmosphärendruck eine nach dem "Brookfield"-Verfahren mit einem mobilen Teil mit der Bezeichnung "LV4" bestimmte Viskosität auf, die im Bereich von 100 000 bis 160 000 Centipoise liegt.
Mit dem als Verdickungsmittel verwendeten Polysaccharid können der erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung thixotrope Eigenschaften verliehen werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem Polysaccharid um ein Xanthangummi.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Gleitmittelzusammensetzung mindestens einen grenzflächenaktiven Stoff, der in der Zusammensetzung in einem Massenanteil von kleiner oder gleich 0,2 % vorliegt.
Mit diesem grenzflächenaktiven Stoff kann der Gleitmittelzusammensetzung auf der Innenseite des Luftreifens ein ausreichendes Netzvermögen verliehen werden; es handelt sich beispielsweise um ein Alkalimetallsalz einer Alkylarylsulfonsäure.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine erfindungsgemäße Gleitmittelzusammensetzung ferner verschiedene Zusatzstoffe enthalten kann, wie Farbstoffe, Bakterizide oder Konservierungsstoffe.
Eine erfindungsgemäße montierte Einheit für Kraftfahrzeuge weist eine Felge, eine auf der Felge montierte Sicherheitsauflage, wobei zumindest die in radialer Richtung außen liegende Seite dieser Sicherheitsauflage aus einem elastomeren Material oder einem Kunststoff besteht, und einen Luftreifen auf, der um die Sicherheitsauflage herum auf der Felge montiert ist, wobei die Felge auf ihren beiden Außenrändern jeweils einen Felgensitz aufweist, auf dem ein Wulstkern des Luftreifens montiert ist, und wobei die Felge zwischen den beiden Sitzen ein Bett besitzt, das die Auflage aufnimmt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die radial außen liegende Seite der Auflage aus einer Kautschukzusammensetzung, wie beispielsweise einer Zusammensetzung auf der Basis von Naturkautschuk, oder auch aus einem Kunststoff bestehen kann, wie beispielsweise einem Stoff auf Polyurethanbasis, vorteilhaft auf der Basis eines wärmehärtbaren Polyurethans.
Gemäß der Erfindung ist diese montierte Einheit auf der Innenseite des Luftreifens mit der Gleitmittelzusammensetzung versehen.
Die oben genannten sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung besser verständlich, die der Erläuterung dienen und nicht einschränkend sind, wobei die Beschreibung auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
1 eine Seitenansicht einer Sicherheitsauflage ist, die zum Einbau in eine erfindungsgemäße montierte Einheit bestimmt ist,
2 ein Axialschnitt einer erfindungsgemäßen montierten Einheit ist, worin die Unterlage von 1 auf einer Radfelge montiert ist und sich in Auflage an einem Luftreifen befindet,
3 eine Grafik ist, die die Wärmeentwicklung im Inneren von zwei montierten Einheiten, die mit einer bzw. einer zweiten erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung versehen sind, beim Fahren ohne Luft im Vergleich zu einer montierten Einheit, die mit einer nicht erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung versehen ist, zeigt,
4 eine Grafik darstellt, die den Verdampfungsgrad erfindungsgemäßer Gleitmittel in Abhängigkeit von der Temperatur zeigt,
5 eine Grafik ist, die den Verdampfungsgrad eines nicht erfindungsgemäßen Gleitmittels in Abhängigkeit von der Temperatur zeigt,
6 eine Grafik darstellt, die die Wirkung einer thermischen Alterung auf die Laufleistung von zwei Reifen beim Fahren ohne Luft zeigt, die mit einer Gleitmittelzusammensetzung nach einem Beispiel der Erfindung bzw. mit einer bekannten Gleitmittelzusammensetzung versehen sind,
7 eine Grafik ist, die die Wärmeentwicklung im Inneren von zwei montierten Einheiten beim Fahren ohne Luft zeigt, die mit einer erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung bzw. mit der bekannten Gleitmittelzusammensetzung versehen sind, und
8 eine Grafik ist, die die Wärmeentwicklung im Inneren von zwei montierten Einheiten beim Fahren ohne Luft zeigt, die mit einem Gleitmittel, das in einer erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammen setzung vorliegt, bzw. mit einem nicht erfindungsgemäßen Gleitmittel versehen sind.
Vergleichsversuche mit erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzungen:
Die drei nachfolgend getesteten Gleitmittelzusammensetzungen werden jeweils durch Mischen eines Gleitmittels mit einem Verdickungsmittel und einem grenzflächenaktiven Stoff bei Umgebungstemperatur hergestellt.

– Eine Gleitmittelzusammensetzung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist folgende Formulierung auf (der Massenanteil der einzelnen Bestandteile in der Zusammensetzung wird in % angegeben):

Das verwendete Verdickungsmittel ist von der Firma RHODIA unter der Bezeichnung "RHODOPOL 23" im Handel; es wird in pulverförmigem Zustand mit den anderen Bestandteilen der Gleitmittelzusammensetzung vermischt. Es kann bei Umgebungstemperatur vermischt werden, da das Verdickungsmittel in Wasser löslich ist. Wenn für die erfindungsgemäße Gleitmittelzusammensetzung ein nicht wässeriges Gleitmittel verwendet wird (d.h. ein Gleitmittel, das aus reinem Glycerin besteht), muss nämlich das Verdickungsmittel "in der Wärme" mit den weiteren nicht wässerigen Bestandteilen vermischt werden, um es in dem Glycerin zu lösen. Genauer muss das Gemisch etwa 15 Minuten bei einer Temperatur um 70 °C gerührt werden.
Der verwendete grenzflächenaktive Stoff ist von der Firma SIDOBRE SINNOVA unter der Bezeichnung "SINNOZAN NS 30" im Handel.
Die Zusammensetzung weist ferner eine Viskosität von 140 000 Centipoise auf (bestimmt nach dem "Brookfield"-Verfahren mit einem mobilen Teil "LV4", das sich mit einer Geschwindigkeit von 3 Umdrehungen/Minute dreht).

– Eine Gleitmittelzusammensetzung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die gleichen Bestandteile wie die vorstehende erste Zusammensetzung, weist jedoch folgende Formulierung auf (der Massenanteil der einzelnen Bestandteile in der Zusammensetzung ist in % angegeben):

Die Zusammensetzung weist ferner eine Viskosität von 110 000 Centipoise auf (bestimmt nach dem "Brookfield"-Verfahren mit dem oben genannten Gerät).

– Eine nicht erfindungsgemäße Gleitmittelzusammensetzung weist folgende Formulierung auf (der Massenanteil der einzelnen Bestandteile in der Zusammensetzung ist in % angegeben):

Das Verdickungsmittel und der grenzflächenaktive Stoff dieser Zusammensetzung sind mit den oben genannten Verbindungen identisch.
Die nicht erfindungsgemäße Zusammensetzung weist eine (wie oben bestimmte) Viskosität von 110 000 Centipoise auf.
Es wurden drei identische Luftreifen (mit den Dimensionen 205 – 650 R 440) mit 60 g der ersten erfindungsgemäßen Zusammensetzung, mit 60 g der zweiten erfindungsgemäßen Zusammensetzung bzw. mit 60 g der nicht erfindungsgemäßen Zusammensetzung versehen. Genauer wurden die drei Gleitmittelzusammensetzungen jeweils auf einen Bereich in der Mitte der Innenseite des entsprechenden Luftreifens aufgebracht, wobei der Bereich in etwa die Äquatorialebene des Reifens als Symmetrieebene aufweisen kann.
Dann wurden die mit den vorstehenden Gleitmittelzusammensetzungen versehenen Reifen auf identische Felgen aufgezogen, nachdem zunächst jeweils eine identische elastomere Sicherheitsauflage auf die Felgen montiert worden war.
Die kennzeichnenden Dimensionen der einzelnen so erhaltenen montierten Einheiten, die als Ausstattung für einen Kraftwagen vorgesehen sind, der unter der Bezeichnung "PEUGEOT 806" im Handel ist, betragen in mm 205 – 650 – 440 (entsprechend Reifenbreite – Reifendurchmesser – Felgendurchmesser).
Als Felge wurde jeweils eine Felge verwendet, wie sie in 2 zu sehen ist (diese Felge ist auch ausführlich in der französischen Patentschrift FR-A-2 720 977 beschrieben).
Gemäß 1 und 2 bestehen die einzelnen getesteten Unterlagen 1 im Wesentlichen aus drei Teilen:

– einer gewöhnlich ringförmigen Basis 2,
– einem im Wesentlichen ringförmigen Scheitel 3, der auf der in radialer Richtung außen liegenden Wand (wahlweise) Längsrinnen 5 aufweist, und
– einem ringförmigen Körper 4, der die Basis 2 und den Scheitel 3 verbindet.

2 zeigt insbesondere die Funktion einer Unterlage 1, die darin besteht, die Lauffläche des Luftreifens bei einem starken Aufpumpdruck-Verlust des Reifens zu stützen.
Der in 2 dargestellte Schnitt zeigt ein erstes massives Teil 4a des ringförmigen Körpers 4 sowie ein zweites Teil 4b, das aus Ausnehmungen besteht (siehe auch 1), die sich in axialer Richtung über deutlich mehr als die Hälfte des ringförmigen Körpers 4 erstrecken, wobei sie von der Außenseite in im Wesentlichen axialer Richtung ausgerichtet sind. Die Ausnehmungen 4b sind gleichmäßig über den gesamten Umfang des ringförmigen Körpers 4 verteilt und begrenzen Trennwände 6, die die direkte Verbindung zwischen dem Scheitel 2 und der Basis 3 der Unterlage 1 in radialer Richtung sicherstellen. Dieser Aufbau weist den Vorteil auf, dass die Trennwände 6 einer Biegebelastung und nicht einer Druckbelastung unterworfen werden, wenn sie zusammengedrückt werden. Die Ausnehmungen 4b und damit die Trennwände 6 sind zahlreich genug, um bei einer Fahrt auf der Unterlage eine gleichmäßige Abstützung sicherzustellen.
Die kennzeichnenden Dimensionen der Unterlagen 1 (jeweils Breite – Innendurchmesser – Höhe) betragen jeweils in mm: 135 – 440 – 50.
Genauer weist jede Unterlage 1 über ihren Umfang 38 Trennwände 6 auf, die jeweils 18 mm dick sind, wobei der Abstand zwischen zwei Trennwänden jeweils 38 mm beträgt.
Die Basis 2 bzw. der Scheitel 3 weisen ferner eine Dicke von 6 bzw. 7 mm auf. Was den ringförmigen Körper der Unterlage 1 anbelangt, so beträgt seine Breite (in axialer Richtung) jeweils 35 mm. Das Gewicht jeder Unterlage 1 beläuft sich auf 5,7 kg.
Die Unterlage 1 enthält jeweils eine elastomere Matrix auf der Basis von Naturkautschuk und einen verstärkenden Füllstoff auf der Basis von hochdispergierbarer Kieselsäure.
Anschließend wurden drei aufeinander folgende Fahrversuche ohne Luft mit einem Fahrzeugs "PEUGEOT 806" durchgeführt, wobei das rechte Vorderrad für die Versuche jeweils mit einer wie vorstehenden Unterlage und einem Luftreifen versehen wurde, der mit einer der drei zu testenden Gleitmittelzusammensetzungen beschichtet war.

Die Fahrversuche ohne Luft wurden jeweils unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

– Radlast:	530 kg;
– durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit:	80 km/h;
– maximale Fahrstrecke:	405 km;
– Umgebungstemperatur bei der Fahrt:	12 bis 17 °C;
– Fahrt auf einer Strecke vom Autobahntyp.

In 3 ist die Temperaturdifferenz zwischen der Innentemperatur im Inneren des rechten vorderen Luftreifens, der von Anfang an (Kilometer 0) ohne Innendruck fährt, und der Umgebungstemperatur oder Außentemperatur in Abhängigkeit von der zurückgelegten Fahrstrecke in Kilometern dargestellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Fahrzeug bei allen drei durchgeführten Versuchen bei Kilometer 150 und bei Kilometer 300 zwei Mal angehalten wurde, was in einem Abfall der Differenz (T_innen – T_Um _gebung) bei diesen beiden Fahrdistanzen zum Ausdruck kommt.
Aus 3 geht hervor, dass nach einer Fahrt von 10 km ohne Luft die montierten Einheiten gemäß dem ersten und zweiten Beispiel der Erfindung (in 3 "Erfindung Nr. 1" bzw. "Erfindung Nr. 2") jeweils einen Temperaturanstieg im Inneren zeigen, der im Vergleich zu dem Temperaturanstieg in der nicht erfindungsgemäßen montierten Einheit, welche sehr schnell heiß wird und nach nur 30 km eine Innentemperatur von etwa 110 °C aufweist (oben angegebene Differenz von 96 °C), was zur Beendigung der Fahrt zwingt, maßvoll größer wird. Mit Analysen dieser nicht erfindungsgemäßen montierten Einheit nach einer Fahrt von 30 km konnte nämlich gezeigt werden, dass es im Inneren des Luftreifens in unerwünschter Weise zur Bildung von Kautschukstaub kommt, dass eine Zerstörung der Unterlage einsetzt und dass die anfangs vorliegende Gleitmittelzusammensetzung auf der Basis von Ethylenglykol fast vollständig verschwunden ist, was zu der festgestellten starken Erwärmung führt.
Bei den beiden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bleibt der Wert dieser Differenz dagegen nach 30 km bis zum Ende der Fahrt (etwa 405 km bzw. etwa 300 km bei den montierten Einheiten gemäß dem ersten bzw. dem zweiten Beispiel der Erfindung) mit etwa 62 °C im Wesentlichen gleich.
Anders ausgedrückt kann mit den erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzungen auf Glycerinbasis den entsprechenden montierten Einheiten eine Schmierung und damit eine Haltbarkeit beim Fahren ohne Luft verliehen werden, die gegenüber der Schmierung und der Haltbarkeit, die bei Vorliegen eines anderen Gleitmittels auf der Basis von Ethylenglykol erreicht wird, deutlich besser ist.
Es wird im übrigen darauf hingewiesen, dass es mit dem Massenanteil des Verdickungsmittels (Xanthangummi) in der Gleitmittelzusammensetzung, der sich im ersten bzw. im zweiten Beispiel der Erfindung auf 1,5 % bzw. 1,8 % beläuft, nicht nur möglich ist, eine aus reichende Schmierung beim Fahren ohne Luft zu erzielen, sondern dass auch vermieden werden kann, dass die Gleitmittelzusammensetzung fließt, bevor ohne Luft gefahren wird (unabhängig davon, ob sich das Fahrzeug im Stillstand befindet oder ob die mit der Gleitmittelzusammensetzung versehene montierte Einheit im luftgefüllten Zustand gefahren wird).
Anschließend sollte der Grad der Verdampfung des Glycerins in Abhängigkeit von der Temperatur mit dem Grad der Verdampfung des Ethylenglykols verglichen werden.
4 zeigt den Verlauf des Verhältnisses (Glycerinmasse bei der Erwärmungstemperatur T des Glycerins/Glycerinmasse bei einer am Anfang vorliegenden Umgebungstemperatur von etwa 25 °C) in Abhängigkeit von der Erwärmungstemperatur T (die sich im Wesentlichen im Bereich von 25 bis 250 °C bewegt) für:

– sogenanntes "technisches" Glycerin (Kurve "G1" in 4), d.h. Glycerin, das Glycerin in einem Massenanteil von 90 % und Wasser in einem Massenanteil von 10 % enthält, wobei das "technische" Glycerin bei Umgebungstemperatur eine anfängliche Masse von 32,74 mg aufweist, und
– reines Glycerin (Kurve "G2" in 4), das bei Umgebungstemperatur eine anfängliche Masse von 40,15 mg aufweist.

5 zeigt in gleicher Weise den Verlauf des Verhältnisses (Ethylenglykolmasse bei der Temperatur T/Ethylenglykolmasse bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25 °C) in Abhängigkeit von der Temperatur T (die sich im Wesentlichen im Bereich von 25 bis 250 °C bewegt), für reines Ethylenglykol, das bei Umgebungstemperatur eine anfängliche Masse von 13,79 mg aufweist.
Für die Messungen wurden ein unbewegliches Schiffchen, das die zu erwärmenden Produkte enthalten soll, und ein Gerät zur thermischen Analyse "METTLER TOLEDO" eingesetzt.
In 4 und 5 ist zu sehen, dass erst bei einer sehr hohen Temperatur in der Größenordnung von 250 °C die Hälfte der ursprünglich vorliegenden Masse des ("technischen" oder reinen) Glycerins verschwunden ist, während die Hälfte der ursprünglichen Ethylenglykolmasse bereits bei einer Temperatur um nur 150 °C verschwunden ist.
Im übrigen wurden drei Vergleichsfahrversuche auf einem Trommelprüfstand durchgeführt, um die Wirkung einer thermischen Alterung auf die Haltbarkeit von zwei mit einer Gleitmittelzusammensetzung gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung bzw. mit einer bekannten Gleitmittelzusammensetzung versehenen Luftreifen beim Fahren ohne Luft zu untersuchen.
Die bekannte Gleitmittelzusammensetzung enthält ein in einem überwiegenden Anteil vorliegendes Gleitmittel, das in Kohlenstofftetrachlorid löslich ist und auf Polyalkenglykolen und ethoxyliertem Nonylphenol basiert, und sie enthält ferner ein Verdickungsmittel, das einen kleineren Anteil stellt, in Kohlenstofftetrachlorid unlöslich ist und Calcium-Ionen und Stearat enthält.
In einem auf 55 °C aufgeheizten Wärmeschrank wurde während einer Zeitspanne von 2 Monaten eine thermische Alterung herbeigeführt, worauf für verschiedene Massen der einzelnen auf die Innenseite eines Luftreifens aufgebrachten Gleitmittelzusammensetzungen die Reichweite beim Fahren ohne Luft ermittelt wurde, wobei die Fahrt bei einem Anstieg der Einfederung von 1,5 m eingestellt wurde.
Der Durchmesser der Trommel betrug 1,59 m; es wurde unter folgenden Bedingungen gefahren:

- Last: 530 kg;

- Geschwindigkeit: 75 km/h;

- Umgebungstemperatur: 20 °C.
6 zeigt die Ergebnisse, die mit der Zusammensetzung gemäß des ersten Beispiels der Erfindung ("Erfindung Nr. 1", vor und nach der Behandlung im Wärmeschrank) und mit der bekannten Zusammensetzung ("Vergleich", vor und nach der Behandlung im Wärmeschrank) erhalten wurden.
6 zeigt, dass nach der thermischen Alterung die Lebensdauer eines Luftreifens, der mit einer Gleitmittelzusammensetzung gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung (auf Glycerinbasis) versehen ist, bei der gleichen Masse der Gleitmittelzusammensetzung von etwa 30 bis 100 g die Lebensdauer eines Luftreifens, der mit einer bekannten Gleitmittelzusammensetzung auf der Basis von Polyalkenglykolen versehen ist, immer übertrifft.
Es wurden außerdem weitere Fahrversuche ohne Luft unter analogen Bedingungen wie den oben bei 3 angegebenen durchgeführt, jedoch bei Temperaturen der umgebenden Luft, die sehr deutlich unter den die Versuche von 3 kennzeichnenden Temperaturen liegen. Die Ergebnisse der neuen Versuche bei niedriger Temperatur sind in den 7 und 8 dargestellt.
Hierfür wurde das gleiche Fahrzeug "PEUGEOT 806" eingesetzt, dessen rechtes Vorderrad mit einer wie oben angegebenen Unterlage und einem mit einer zu testenden Gleitmittelzusammensetzung beschichteten Luftreifen versehen war, wobei die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur im Inneren des rechten Vorderreifens, der von Beginn an ohne Innendruck lief, und der Umgebungstemperatur in Abhängigkeit von den gefahrenen Kilometern bestimmt wurde.

Bei den einzelnen Versuchen wurde unter folgenden Bedingungen ohne Luft gefahren:

– Radlast:	530 kg;
– durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit:	80 km/h;
– maximale Fahrstrecke:	405 km;
– Umgebungstemperatur bei der Fahrt: –2 bis 5 °C bei den in Fig. 7 dargestellten Versuchen und 10 bis 11 °C bei den in Fig. 8 dargestellten Versuchen;
– Fahrt auf einer Strecke vom Autobahntyp.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Fahrzeug bei allen durchgeführten Versuchen bei Kilometer 100, 200 und 300 drei Mal (für 2 min, 2 min. bzw. 1 h 30 min) angehalten wurde, was bei diesen Fahrdistanzen jeweils in einem Abfall der Differenz (T_innen – T_Umgebung) zum Ausdruck kommt.
Bei einer ersten Versuchsreihe bei niedriger Temperatur (7) wurden auf zwei Luftreifen 60 g der Zusammensetzung gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung (auf der Basis von Glycerin in einem Massenanteil von 88,6 %) bzw. 60 g der bekannten Zusammensetzung auf der Basis von Polyalkenglykolen aufgebracht.
Aus 7 wird ersichtlich, dass die montierte Einheit gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung ("Erfindung Nr. 1" in 7) nach einer Fahrt von etwa 20 km ohne Luft einen Temperaturanstieg im Inneren aufweist, der langsamer größer wird als der Temperaturanstieg bei der bekannten montierten Einheit ("Vergleich" in 7), die sich sehr schnell aufheizt und nach nur 30 km eine Innentemperatur um 90°C aufweist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Innentemperatur der montierten Einheit gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung während einer Fahrt über 300 km ohne Luft immer unter der Innentemperatur der bekannten montierten Einheit bleibt.
Anders ausgedrückt kann der entsprechenden montierten Einheit mit der erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung beim Fah ren ohne Luft eine Schmierung und damit eine Dauerfestigkeit verliehen werden, die bezogen auf die Schmierung und die Dauerfestigkeit, die beim Vorliegen eines bekannten Gleitmittels auf Polyalkenglykolbasis erreicht wird, besser ist.
Bei einer zweiten Versuchsreihe bei niedriger Temperatur (8) wurden 40 g des Gleitmittels der Zusammensetzung gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung (das ausgedrückt in Massenanteilen zu 90 % aus Glycerin und zu 10 % aus Wasser besteht) bzw. 40 g eines nicht erfindungsgemäßen Gleitmittels auf Siliconölbasis auf zwei Luftreifen aufgebracht, um die entsprechende Erwärmung beim Fahren ohne Luft zu vergleichen.
Das Gleitmittel auf Siliconölbasis ist unter der Bezeichnung "SILICONE FLUIDE 47V300" von der Firma RHODIA im Handel; es weist bei 25 °C eine Viskosität von 350 Centistoke auf.
Aus 8 geht hervor, dass die montierte Einheit gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung ("Glycerin + Wasser" in 8) nach einer Fahrt von 20 km ohne Luft einen Temperaturanstieg im Inneren aufweist, der langsamer zunimmt als der Temperaturanstieg bei der mit dem Siliconöl versehenen montierten Einheit, die sehr schnell heiß wird und nach nur 30 km eine Innentemperatur um 80°C aufweist. Wie zuvor wird darauf hingewiesen, dass die Innentemperatur der montierten Einheit gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung während einer Fahrt über 300 km ohne Luft immer unter der Innentemperatur der mit dem Siliconöl versehenen montierten Einheit bleibt. Anders ausgedrückt kann der entsprechenden montierten Einheit mit dem erfindungsgemäßen Gleitmittel beim Fahren ohne Luft eine Schmierung und damit eine Dauerfestigkeit verliehen werden, die bezogen auf die Schmierung und die Dauerfestigkeit, die beim Vorliegen eines nicht erfindungsgemäßen Gleitmittels auf Siliconölbasis erreicht wird, besser ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Polysaccharid vom Xanthangummi-Typ, das in den erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzungen vorteilhaft eingesetzt wird, dem speziellen erfindungsgemäßen Gleitmittel, dessen Grundlage Glycerin ist, eine zufriedenstellende Dickflüssigkeit verleiht.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass bei Verwendung eines nicht wässerigen Gleitmittels (das aus reinem Glycerin besteht) in der erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung der Massenanteil des Verdickungsmittels in der Zusammensetzung in einem Bereich variieren kann, der breiter ist als die oben genannte Spanne von 1 bis 2 %, und dass dabei dennoch ein Fließen der Zusammensetzung beim Fahren ohne Luft verhindert werden kann und die Schmierung beim Fahren ohne Luft erhalten bleibt.
Im übrigen wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzungen wasserlöslich sind, wodurch es möglich ist, die Felge oder den Luftreifen einer mit einer solchen Zusammensetzung versehenen montierten Einheit zu reinigen, wenn die Felge oder die Außenseite des Luftreifens verschmutzt ist oder auch, wenn eine Reparatur durchgeführt werden soll.

Claims

Gleitmittelzusammensetzung, die zum Schmieren einer Grenzfläche zwischen einem Luftreifen und einer im Inneren dieses Luftreifens auf einer Radfelge montierten Sicherheitsauflage (1) verwendet werden kann, wobei die Zusammensetzung im Wesentlichen einerseits ein wässeriges oder nicht wässeriges Gleitmittel und andererseits ein Polysaccharid enthält, das das Gleitmittel verdicken soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel Glycerin in einem Massenanteil von größer oder gleich 60 % enthält, wobei das Gleitmittel in der Zusammensetzung in einem Massenanteil im Bereich von 95 bis 99 % vorliegt.
Gleitmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel wässerig ist, wobei das Glycerin in dem Gleitmittel in einem Massenanteil von größer oder gleich 70 % vorliegt und wobei das Gleitmittel ferner Wasser in einem Massenanteil von kleiner oder gleich 30 % enthält.
Gleitmittelzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysaccharid in der Zusammensetzung in einem Massenanteil von 1 bis 2 % vorliegt.
Gleitmittelzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysaccharid in der Zusammensetzung in einem Massenanteil von 1,5 bis 1,7 % vorliegt.
Gleitmittelzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei 25 °C und Atmosphärendruck eine nach dem "Brookfield"-Verfahren mit einem mobilen Teil mit der Bezeichnung "LV4" bestimmte Viskosität aufweist, die im Bereich von 100 000 bis 160 000 Centipoise liegt.
Gleitmittelzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polysaccharid um ein Xanthangummi handelt.
Gleitmittelzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen grenzflächenaktiven Stoff enthält, der in der Zusammensetzung in einem Massenanteil von kleiner oder gleich 0,2 % vorliegt.
Gleitmittelzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem grenzflächenaktiven Stoff um ein Alkalimetallsalz einer Alkylarylsulfonsäure handelt.
Montierte Einheit für Kraftwagen, die eine Felge, eine Sicherheitsauflage, die auf der Felge montiert ist, wobei zumindest die in radialer Richtung außen liegende Seite der Auflage aus einem elastomeren Material oder Kunststoff besteht, und einen um die Auflage herum auf der Felge montierten Luftreifen umfasst, wobei die Felge auf ihren beiden Außenrändern jeweils einen Felgensitz aufweist, auf dem ein Wulst des Luftreifens montiert ist, und wobei die Felge zwischen ihren beiden Sitzen ein Bett aufweist, das die Auflage aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Gleitmittelzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche versehen ist.
Montierte Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der Innenseite des Luftreifens mit einer Gleitmittelzusammensetzung versehen ist.