NO177048B - Slitebane for bildekk - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår slitebaner for bildekk for kjøring på isete og glatte veier.

Det er mange faktorer som virker inn på et bildekks gripeevne på isete og glatte veier, herunder dekkets konstruk-sjon, slitebanens mønster samt slitebanens beskaffenhet og sammensettingen av den gummiblandingen som anvendes.

Det er gjennom årene nedlagt meget forskningsarbeide og store pengesummer for utvikling av bildekk med forbedrede kjøreegenskaper på vinterføre, særlig på isete og glatte veibaner. Særlig* har det blitt lagt vekt på gjennom forskningsarbeide å komme frem til vinterdekk med forbedrede egenskaper under isete og hålkete forhold for å kunne redusere bruken av stålpigger pga. den store veislitasjen, særlig på asfaltdekker, som bruken av slike pigger medfører. Det er blitt forsøkt en lang rekke ulike dekkmønstre, samt forskjel-lige gummiblandinger med eller uten såkalte "friksjonsskapende stoffer", herunder kornete og partikkelformete materialer som innblandes i dekkets slitebane.

Som eksempel på teknikkens stilling kan vises til følgende publikasjoner: US 2582701, US 2672910, US 2675047, US 2766800, US 3062255, GB 1578077, EP 442155, FR 2317109, WO 85/05329, DE 2101224, DE 3220603, US 1578121 og NO søknader 903245 og 903259.

Patentsøkeren har utført en rekke praktiske forsøk såvel med ulike gummiblandinger, som med ulike blandingsforhold mellom gummimaterialet og innblandingsstoffene i slitebanen. Herunder har patentsøkeren kommet til den erkjennelse at forholdet mellom innblandingsstoffets hårdhetsgrad, korn-størrelsen og den prosentvise andelen av innblandingsstoffer i dekkets slitebane utgjør viktige parametre mht. selve materialets kontaktflatefriksjon mot isete og hålkete under-lag. Patentsøkeren har kommet til det resultat at i avhengig-het av materialets hårdhetsgrad,, kan korn- eller partikkel-størrelsen av innblandingsmaterialet med fordel reduseres i vesentlig grad, samtidig som andelen av innblanding i gummimaterialet økes, også i vesentlig grad.

Gummiblandingen ifølge foreliggende oppfinnelse karakteriseres generelt ved at gummimaterialet eller gummiblandingen for slitebanen er sammensatt av en blanding av krystallinsk olivinpulver og metallpulver, så som stålpulver og/eller pulver av en aluminiumlegering, samt eventuelt et ytterligere friksjonsgivende materiale med god bindeevne til gummiblandingen.

Ved en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen er gummiblandingen sammensatt av 20-60, fortrinnsvis ca. 45 vektprosent av friksjonsmassen.

Mht. friksjonsmassens sammensetning, har man etter forsøk kommet til at best resultater oppnås ved anvendelse av ca. 5-20 % pulverformet stålmateriale, ca. 30-60 % krystallinsk olivinpulver, samt eventuelt et ytterligere pulverformet materiale.

Mht. kornstørrelse, har en ved forsøk kommet frem til at det benyttes såvidt finmalte materialer som mulig. Olivinpulveret og de øvrige anvendte materialene bør f.eks. ha en kornstørrelse på mellom 0,001 til 0,1 mm, fortrinnsvis med en kornstørrelse på fra 0,0015 til 0,022.

Ved bruk av de ovenfor nevnte blandinger fremkommer et særdeles stabilt forhold mellom gummi- og friksjonsmasse, såvel pga. av massens beskaffenhet i blandingen som som følge av kornfinheten.

Når det gjelder innblanding av det ytterligere materiale, kan dette eksempelvis bestå av kokspulver, eller kokspulveret kan helt eller delvis erstattes med et silisiumkarbid i pulverform. Anvendelse av kokspulver i friksjonsmassen gir særdeles gode friksjonsegenskaper, men kokspulveret i seg selv gir en mer slitasjeutsatt gummiblanding. Olivinpulveret har vist seg å gi en slitebane med meget gode friksjonsegenskaper i tillegg til at olivinet som sådant har gode formtekniske egenskaper. Videre har det vist seg mulig å oppnå en meget god og homogen sammenblanding av olivinpulveret og stålpulveret, og stålet har i forbindelse med vulkaniseringen vist seg å øke blandingens varmeledende egenskaper i ganske vesentlig grad, noe som bidrar til en bedre og jevnere vulkanisering av massen på dekkstammen. Stålpulveret bidrar også til å øke slitebanens styrke og stødighet.

Utgangsmaterialene for friksjonsmassen blandes innledningsvis i tørr tilstand i en trommelblander e.l., f.eks. i 10 minutter. Under denne tørrblandingen har krystallinsk olivinpulver vist seg spesielt gunstig, fordi det bidrar til å fjerne eventuelle oksyder og belegg fra overflaten av stålpulveret, noe som er viktig fordi enhver form for belegg på stålpulveret eller stålgranulatet reduserer festet til den endelige gummiblanding. Deretter tilsettes en såkalt "primer" av i og for seg kjent type, og omrøringen i blanderen fort-settes f.eks. i 3 0 minutter inntil primeren, som innledningsvis foreligger i vaeskeform, har blandet seg godt med utgangsmaterialene og har tørket. Behandlingen med primer foretas fortrinnsvis i to trinn med en mellomliggende tørketid. En egnet primer markedsføres under produktnavnet Chemosil 211 og Chemosil 220. Den ferdigbehandlede friksjonsmassen med belagt og tørket primer blandes deretter inn i gummimaterialet for dekkets slitebane.

Ved en foretrukket fremgangsmåte for fremstilling av slitebaner ifølge oppfinnelsen, innmates friksjonsmassen i en blandemaskin for.sammenblanding av gummiblandingen med friksjonsmassen. Deretter "stripses" blandingen til passende biter eller strimledimensjon for innmating i en ekstruder, hvorved massen ekstruderes til bånd eller strimler for pålegg-ing på dekkstammen. Når slitebanen på dekkstammen har fått passende tykkelse, blir dekket fintrinset og overføres til en vulkaniseringsform for vulkanisering av slitebanen på dekkstammen under trykk og varme på kjent måte.

Mht. anvendte stålmaterialer, kan en med fordel benytte pulver eller granulat av rustfritt stål, men da dette faller forholdsvis kostbart, kan en alternativt anvende annet høyverdig stål, f.eks. ståltyper som selges under produktnavnet FLEXGRAIN eller FERROGENT. Istedenfor stålpulver kan alternativt helt eller delvis benyttes granulat eller pulver av en lettmetallegering, så som en aluminiumslegering al.mg. 5 (N.S. 17552).

Innblandingen av friksjonsmassen i gummiblandingen kan foregå på flere måter. Friksjonsmassen kan således innblandes på fabrikk i gummiblandingen mens denne ennå er flytende. Alternativt kan friksjonsmassen valses inn i gummiblandingen mens denne er mer eller mindre flytende. Som tidligere nevnt, anvendes så meget friksjonsmasse at denne utgjør 20-60 vektprosent av den ferdige gummiblandingen, fortrinnsvis ca. 45 vektprosent.

Et viktig trekk ved oppfinnelsen er at det anvendes stålpartikler eller stålpulver med samme kornfinhet som den øvrige friksjonsmassen, og fortrinnsvis i blandingsforholdet 1 del stålpulver til 7 deler av samlet friksjonsmasse. Dette innebærer at et enkelt stålkorn kan være omgitt av 7 korn av friksjonsmassen. Dermed vil friksjonsmassen få en bedre sammenvulkanisering pga. av at stål leder varme bedre enn de øvrige materialene, og derved mer eller mindre påsmeltes gummimaterialet under vulkaniseringen.

Forsøk har vist at ved bruk av metallpulver i form av en aluminiumlegering, ledes varmen bedre ut av dekket, hvorved det vil bli mindre varmgang og dermed mindre slitasje.

Mht. aktuelle dekkmønstre, har patentsøkeren kommet til

at slitebanens relieffmønster kan med bruk av en gummisammen-setning ifølge oppfinnelsen med fordel utføres med færre spor og riller enn hva som er vanlig, slik at slitebanen istedet oppviser en større kontaktflate mot veibanen. Dette fordi selve gummimaterialet oppviser en forøket adhesjon mot is enn hva som er tidligere kjent. Gjennom forsøk har patentsøkeren kommet til at et spesielt fordelaktig mønster synes å være et dekkmønster bestående av i alt vesentlig kvadratiske, mot veibanen plane, materialstykker adskilt med riller som for-løper vinkelrett på hverandre, slik at et sett parallelle riller forløper i slitebanens lengderetning mens et annet sett forløper på tvers av slitebanen eller dekket.

Rillene bør ha avtagende tverrmål mot bunnen, f.eks. 7 mm tverrmål ved ytterkanten avtagende til ca. 5 mm tverrmål mot bunnen. Derved vil man til en viss grad hindre at rillene tilstoppes med is o.l.

Et foretrukket slitebanemønster ifølge oppfinnelsen omfatter kvadratiske sliteflatestykker på ca. 20 x 20 mm, adskilt med ca. 5 mm spalteåpninger, for rask vannavgang.

Bildekk ifølge foreliggende oppfinnelse kan produseres i forbindelse med ordinær dekkfabrikasjon på fabrikker, eller eventuelt i forbindelse med regummiering av brukte dekk.

Fremstilling av bildekk ifølge foreliggende oppfinnelse i forbindelse med regummiering av dekk illustreres på vedlagte tegninger, hvor: fig. 1 viser et snitt gjennom et bildekk med lagvis påført slitebane .bestående av en gummiblanding ifølge oppfinnelsen,

- fig. 2 viser et forstørret utsnitt av dekket vist på fig. 1, mens

fig. 3 viser et utsnitt av et dekk ifølge oppfinnelsen sett rett mot slitebanen.

Fig. 1 illustrerer en vanlig metode som benyttes ved regummiering av brukte dekk, nemlig ved at det pårulles et forønsket antall lag - her 5 - av et endeløst belte av et slitebanemateriale 2. Ved fremstilling av bildekk ifølge oppfinnelsen kan benyttes slitebaner som allerede i produk-sjonsfasen i fabrikk iblandes den forønskete andelen av korn-eller pulverformet materiale ifølge oppfinnelsen.

Som tidligere nevnt på side 3, vulkaniseres den nye slitebanen på dekket, f.eks. ved en temperatur på 150 - 165° C og under et trykk på 7 - 25 kg/cm<2> i en vulkaniseringsform. Gjennomskårede prøver av regummierte dekk med slitebaner viser, ifølge oppfinneren, at de lagvis pålagte lagene av gummi/friksjonsmasse har fordelt seg på tvers gjennom tilstø-tende slitebanelag, slik at hele slitebanen har fått en til-nærmet homogen materialstruktur, slik som skjematisk illus-trert på fig. 2. Mønsteret kan hensiktsmessig på kjent måte utpresses ved vulkaniseringen.

Som tidligere nevnt har det ved forsøk vist seg at et dekk ifølge oppfinnelsen kan med fordel utføres med relativt store slitebaneflater i forhold til relieffmønsteret eller rillene. Ved en foretrukket utførelsesform for et dekkmønster ifølge oppfinnelsen, gis slitebaneflåtene en kvadratisk form 6 som vist på fig. 3 med mellomliggende henholdsvis langsgående og tversgående riller, for god vannavgang under dekket mot veibanen. Bånd- og belteformede slitebaner til benyttelse ved regummiering av dekk har ulik tykkelse og kan variere mellom ca. 2 mm til 3-4 mm. En vanlig tykkelse er ca. 3 mm til 4 mm, og det har vist seg at man oppnår god sammenblanding av det lagvis pålagte blandede materialet i slitebanene, når det eksempelvis benyttes belter med ca. 2 mm til 4 mm tykkelse.

Når dekkstammen har fått tykt nok lag pålagt av belter, blir dekkbanen jevnet, og dekket innlagt i vulkaniseringsform for vulkanisering.

Claims (7)

1. Slitebane for bildekk, særlig for isete veier, av den art hvor gummien eller gummiblandingen tilføres friksjonsfremmende tilsetningsstoffer, karakterisert ved at de friksjonsfremmende tilsetningsstoffene utgjør ca. 20-60 vektprosent av gummiblandingen, og består, av en blanding av krystallinsk olivinpulver og metallpulver, så som stålpulver og/eller pulver av en aluminiumslegering, samt eventuelt et ytterligere friksjonsgivende materiale med god bindeevne til gummiblandingen.

2. Slitebane for bildekk som angitt i krav 1, karakterisert ved at de friksjonsfremmende tilsetningsstoffene utgjør en friksjonsmasse som inneholder ca. 5-20 % pulverformet eller granulert stålmateriale, ca. 30-60 %-krystallinsk olivinpulver, samt eventuelt et ytterligere materiale.

3. Slitebane for bildekk som angitt i krav 1, karakterisert ved at metallpulveret i sin helhet består av pulver av en aluminiumslegering.

4.' Slitebane for bildekk som angitt i hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at det ytterligere materiale består av kokspulver.

5. Slitebane for bildekk som angitt i kravene 1, 2 eller 4, karakterisert ved at stålmaterialet består av rustfritt stål.

6. Slitebane for bildekk som angitt i hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at friksjonsmassen også er tilført en viss andel av silisium karbid, eventuelt til erstatning for f.eks. 3-40 % av den anvendte kokspulvermengde.

7. Slitebane for bildekk som angitt i hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at det anvendte olivinpulveret og fortrinnsvis de øvrige anvendte materialene har en kornstørrelse på mellom 0,001 - 0,1 mm, idet størstedelen av materialene fortrinnsvis har en korn-størrelse på fra 0,0015 - 0,022.