Das Reibverhalten von Gummi unterscheidet sich vom Reibverhalten harter Feststoffe dadurch, dass es nicht linear zur Belastung verläuft und stark von Reibgeschwindigkeit und Temperatur abhängt. Zwischen diesen beiden Variablen und deren Einfluss auf den Reibungskoeffizienten existiert eine Beziehung, die zuerst bei der Viskosität von Flüssigkeiten beobachtet wurde und generell mit der allgemein gültigen WLF-Gleichung (Williams-Landel-Ferry) beschrieben wird. Der Reibungskoeffizient bei konstanter Belastung wird dabei durch eine sogenannte Masterkurve' beschrieben. Solche Masterkurven wurden für ungefüllte und gefüllte Gummiqualitäten auf unterschiedlich gearteten Oberflächen aufgenommen. Es wurde auf nassen und trocken Oberflächen gemessen und sie können ebenso auch für Eis aufgenommen werden. Die Form der Kurven und ihre Position auf der log(a (ind(T) v)-Achse hängt vom Polymer und von der Struktur der Oberfläche der jeweiligen Reibfläche ab und weist daraufhin, dass zwei unterschiedliche Abläufe das Reibverhalten bestimmen. Die Haftreibung beruhtauf der Relaxation von Molekülen und auf einer Deformation, bei der durch eine zyklische Verformung des Gummis aufgrund der Rauheit der Oberfläche Energie verbraucht wird. Um solche Masterkurven aufzunehmen ist es erforderlich, die Geschwindigkeit bei den Messungen so niedrig zu halten, dass der Temperaturanstieg in der Kontaktzone vernachlässigbar klein bleibt. Bei Reifenversuchen in der Praxis ist die Reibgeschwindigkeit jedoch hoch und die Temperatur erhöht sich mitzunehmender Geschwindigkeit Da die WLF-Gleichung aber eine negative Funktion der Temperatur ist, ist der Bereich von log(a (ind(T) v) begrenzt. Werden Thermoelemente als Reibelemente auf diesem Gummi eingesetzt zeigt sich, dass die experimentell als Funktion der Geschwindigkeit aufgenommenen Kurven als Segment in eine Masterkurve übernommen werden können. Für Reibwertmessungen innerhalb einer Mischungsentwicklung genügt ein eng begrenzter Temperatur- und Geschwindigkeitsbereich um zu gut mit Reifentests vergleichbaren Ergebnissen zu kommen. Schon eine Einpunktmessung im Labor kann mit den Ergebnissen von Straßenversuchen korrelieren, wenn die Bedingungen sorgfältig gewählt wurden. Häufig führt dies aber doch zu falschen Schlüssen. Die Messung der Seitenkräfte bei genügend großem Rutschwinkel spiegelt ebenfalls den Reibungskoeffizienten wider und gilt als hilfreiche Labormethode um die Traktion von Laufflächenmischungen zu bestimmen.

    Rubber friction differs from that of hard solid materials in that it is not linearly related to the normal load and it depends strongly an sliding speed and temperature. There exists an interrelation between these two variables on their effect on the friction coefficient, first observed for the viscosity of liquids and generally described by the universal WLF transformation equation. The friction coefficient at a constant load is then described by a so-called master curve. Such master curves have been obtained on different types of surface and for gum rubbers as well as filled rubbers on wet and dry surfaces and it is shown that they may also be obtained on ice. The shape of the curve and position on the log(a (ind(T) v) axis depends on the polymer and the track surface structure indicating that two distinct processes determine the friction; Adhesion friction akin to a molecular relaxation process and a deformation process in which energy is lost due to the cyclic deformation of the rubber by the surface asperities. To obtain such a master curve it is necessary to keep the experimental speeds so low that the temperature rise in the contact area can be neglected. In practical tyre tests sliding speeds are high and hence the temperature rises with speed. Since the WLF equation is a negative function of temperature the range of log(a (ind(T) v) is limited. If thermocouples are used as sliders on rubber it is shown that the experimental curves as function of speed can be transformed into a part of a master curve. For compound development friction tests a limited range of track temperatures and speeds are sufficient to ensure a high correlation with road test data. A single point laboratory measurement, may correlate with road tests if carefully chosen. More usually, it leads to misleading conclusions. Side force measurements at a reasonably large slip angle also reflect the friction coefficient and are a useful laboratory tool to evaluate the traction properties of tread compounds.


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    Title :

    Reibwert von Gummi und dessen Beziehung zur Traktion von Reifen - Ein kurzer Überblick (Teil 1)


    Contributors:

    Published in:

    Gummi Fasern Kunststoffe ; 62 , 7 ; 417-427


    Publication date :

    2009


    Size :

    11 Seiten, 25 Bilder



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German