Testen im Labor statt auf der Straße

Der ICCA von Coesfeld ist ein Messgerät zur Charakterisierung von Gummi für PKW- und LKW-Reifen.

Mit dem ICCA (Instrumentierter Chip und Cut Analyzer) hat Coesfeld, Dortmund, seine Produktfamiliel zur Beschreibung bruchmechanischer und verschleißtechnischer Eigenschaften von Gummi erweitert. Mit Hilfe dieses Geräts kann schon im Labormaßstab die Verschleißentwicklung von Gummi, für Reifenlaufflächen unter den verschiedensten Belastungsbedingungen zuverlässig messtechnisch erfasst werden. Die Messung erfolgt an ringförmigen Probekörpern, die unkompliziert hergestellt werden. Die Messzeiten sind sehr kurz. Mit dem Messgerät sind erstmals mit geringem zeitlichen und finanziellen Aufwand sowohl die Entwicklung der Schädigung als auch die Schädigungsbilder objektiv bewertbar. Die Messung kann zur Anpassung realitätsnaher Belastungen vielfältig parametriert werden.

Bei rauen Fahrbahnen werden die Reifenoberflächen durch Wurzeln und Steine sowie scharfkantige felsige Untergründe peneriert (ORT, Off Road Terain). Das sogenannte Chip & Cut-Verhalten von Reifenlaufflächen beschreibt die Wirkung der Fahrbahnoberflächen auf den Reifenverschleiß. Bei den bisher bekannten Messverfahren wird lediglich der Masseverlust der Probe zur Beurteilung des C&C-Verhaltens herangezogen. Beim Abriebtest wird dazu eine Gummiprobe auf eine rotierende abrasive Oberfläche gedrückt (DIN abrader/NBS abrader).

Beim C&C-Test von BF Goodrich wird eine rotierende Probe durch einen Indenter zyklisch penetriert. Diese Verfahren sind wenig zuverlässig in ihrer Aussage, es erfolgt keine Regelung der Messbedingungen und vor allem werden keine Messwerte erfasst. Somit ist nur eine qualitative Bewertung des Verschleißzustandes möglich. Aus diesem Grund werden Tests des C&C-Verhaltens von Reifenlaufflächen letzten Endes mithilfe kosten- und zeitintensiver Tests im Gelände durchgeführt, wobei auch bei diesen Tests die Rahmenbedingungen nicht reproduzierbar sind.

Bei der Geräteentwicklung im Hause Coesfeld standen aus diesem Grunde die Einstellmöglichkeiten von Belastungshöhe und Belastungsfrequenz und deren Regelung als auch die realitätsnahe Darstellung der Belastungen die auf die Reifenlauffläche wirken. Dabei wird ein horizontal im ICCA eingespannter ringförmiger Prüfling mit einstellbarer Drehzahl geregelt rotiert. Radial zum Prüfling befindet sich ein wechselbarer Indenter, der ebenfalls mit parametrierbarer Kraft und mit einstellbarem Puls/Pause-Verhältnis mithilfe eines schnellen Pneumatikzylinders im rechten Winkel gegen den Probenumfang bewegt wird.

Während der Prüfung werden die Normalkraft, die Reibkraft, die durch den Indenter erzeugte Deflektion des Prüflings sowie der durch Abrieb reduzierte Umfang des Prüflings synchron mit hoher Auflösung über der Zeit gemessen und dokumentiert. Weiterhin werden alle auftretenden Energien ermittelt. Neben den Messwerten, die am Ende der Messungen für die Auswertung zur Verfügung stehen, wird ein Parameter P aus der gemessenen Normalkraft ermittelt, der ein Maß für das C&C-Verhalten der getesteten Gummimischung ist, wobei ein P sich reziprok zum C&C-Verhalten der Gummimischung verhält. Das heißt: Keines P, hoher C&C-Widerstand; großes P, niedriger C&C-Widerstand.

sk