BANDEN
GaragastenEncyclopedie
De rubberen revolutie
W
at lijkt jou het meest comfortabel: houten karrenwielen of rubberen autobanden? Tja, die keuze is snel gemaakt. En het comfort is maar een van de voordelen van autobanden. Betere wegligging en verhoogde rijprestaties horen daar zeker ook bij. Maar waar komt rubber eigenlijk vandaan? En welke uitvinders hebben de autoband voortdurend verbeterd? Dat verhaal begint bij Christoffel Columbus, de ontdekkingsreiziger die in 1492 voor het eerst aan land ging in Amerika.
1495 Christoffel Columbus maakt een tussenstop op Hispanola, een pas ontdekt eiland in de buurt van Amerika. Daar ziet hij hoe indianen een speciale bal gebruiken voor hun balspelen: hij is zacht, stevig en stuitert hoog op. Het geheim? Rubber. Een materiaal dat toen nog onbekend was in Europa. Columbus neemt een bal mee naar Spanje, maar het zou nog honderden jaren duren voor rubber massaal gebruikt wordt.
1490
1500
1830
1840
1850
Rond 1835 Nu pas is de technologie klaar om rubber op grote schaal te verwerken.
2
1830
186
60
GaragastenEncyclopedie
BANDEN
1888 De Schotse uitvinder John Boyd Dunlop ziet hoe zijn zoontje nauwelijks vooruitkomt op z’n driewieler met volle rubberen banden. Hij gaat op zoek naar een lichtere oplossing en ontwikkelt een band die met lucht gevuld kan worden. De luchtband is geboren. Hij richt meteen de eerste fabriek voor de productie van luchtbanden op. In Frankrijk beginnen ook de broers Michelin met een bandenfabriek.
1870
1880
1890
1935 De firma Dunlop ontwikkelt de eerste tubelessband. Dat is een autoband zonder binnenband (tube). Het voordeel? Een tubelessband die lekt raakt, loopt langzaam leeg. Een binnenband die lekt raakt, klapt en is meteen onbruikbaar. Een kwestie van veiligheid dus.
1904 Om hun grip op de weg te verbeteren, krijgen banden voor het eerst groeven. Op pagina 8 lees je hoe belangrijk die groeven zijn.
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1906
1953
De afneembare band komt op de markt. Tot nu toe moest een lekke band samen met de hele velg vervangen worden.
De firma Michelin lanceert de eerste succesvolle radiaalband. Vandaag rijden bijna alle auto’s op onze wegen met dit bandentype. Wat radiaalbanden zo bijzonder maakt, lees je op de volgende pagina’s.
3
Techniek aan banden
O
p het eerste gezicht is een band een simpel voorwerp: een rubberen omhulsel, gevuld met lucht, dat op een velg gemonteerd wordt. Maar schijn bedriegt. Een autoband is het toppunt van wetenschap en techniek. Lees dus gauw hoe je grip kan krijgen op een tubeless radiaalband.
Voor een goed begrip Voor elk soort voertuig en voor elke ondergrond bestaat er wel een band. Om te snappen waarom zoveel bandensoorten nodig zijn, komen enkele begrippen uit de fysica goed van pas.
Wrijving is de weerstandskracht die ontstaat als twee oppervlakken over of tegen elkaar schuiven. Wrijving kan leiden tot vormverandering (slijtage) en warmteproductie (wrijf maar ’s een paar keer snel met je handen over elkaar). Omdat de wrijvingskracht altijd in tegengestelde richting werkt als de beweging, leidt wrijving altijd tot vertraging. Een bewegend voorwerp gaat door de wrijving dus langzamer bewegen. Je kan een glas dus wel over de tafel laten schuiven door het een zetje te geven, maar dankzij de wrijving komt het wat verder weer tot stilstand. En liefst voor het van de tafel valt.
Rolweerstand leidt ook tot vertraging. Rolweerstand ontstaat als een voorwerp over een ander voorwerp rolt. Het verschil met wrijving? Bij rolweerstand raken de voorwerpen elkaar zonder over elkaar te wrijven, zoals een draaiende autoband en het wegdek. Bij wrijving schuren de voorwerpen over elkaar, zoals de band van een remmende auto en het wegdek.
4
Grip is de aantrekkingskracht tussen twee stoffen. Hoe beter de grip hoe meer wrijving natuurlijk. Rubber is een materiaal dat behoorlijk wat grip geeft. Daarom kan je met rubberhandschoenen beter touwklimmen dan met blote handen. Contactoppervlak is het oppervlak waar twee voorwerpen elkaar raken.
GaragastenEncyclopedie
BANDEN
Hoe zit een band in elkaar? Een autoband is opgebouwd uit verschillende onderdelen, die stuk voor stuk superbelangrijk zijn voor de kwaliteit van de band. Een overzicht:
De gordel. Om de hele band meer stevigheid te geven, wordt er tussen het karkas en het loopvlak een gordel van een of meerdere lagen staaldraad gelegd.
Het loopvlak is het deel van de band dat tijdens het rijden contact maakt met de weg. Om de band een stevigere grip op de weg te geven, worden in dat loopvlak groeven gesneden. Dat is het profiel van de band. Afhankelijk van het type ondergrond kies je voor een bepaald profiel. Daarover lees je straks meer op pagina 9.
De hiel: dit is het gedeelte van de band dat achter de velgrand geklemd zit zodra de band opgeblazen is. De hiel zelf bestaat uit staal en wordt ‘verpakt’ in de koorddraden van het karkas.
Het karkas geeft aan de band zijn sterkte, stijfheid en verende eigenschappen. Daarom moet dit deel van de band erg sterk zijn. Bij autobanden wordt het karkas gemaakt van draden uit rayon of polyester. Dat zijn twee lichte, maar stevige kunststoffen.
De flank. Om de hiel en het karkas wordt een laag rubber aangebracht. Die laag vormt de buitenkant van de band. De flank is het deel van de band dat tijdens het rijden voortdurend ingedrukt wordt en weer uitveert. Gelukkig is rubber een soepel maar sterk materiaal. 5
Radiaal of diagonaal? lengterichting en overdwars. Dat maakt de diagonaalband erg stevig, maar omdat de lagen voortdurend over elkaar heen schuren, ontstaat er warmte en dat maakt de band minder betrouwbaar.
Het grote verschil tussen een diagonaalband en een radiaalband is de constructie van het karkas. Dat karkas is altijd opgebouwd uit meerdere lagen rayon of polyester. Bij een diagonaalband lopen de lagen in
Diagonaalband
loopvlak
flank loopvlak
Radiaalband
flank
karkas
staalgordel
karkas
Bij een radiaalband liggen de karkaslagen haaks (of radiaal) op de rijrichting. De radiaalband is daardoor eigenlijk minder stevig dan de diagonaalband. Maar dat heeft zo z’n voordelen: omdat de radiaalband meer vervormt, houdt het loopvlak in de bochten juist
beter contact met de weg. Trouwens, de gordel van staaldraad onder het loopvlak geeft de radiaalband toch extra stevigheid en daarom rijden bijna alle personenwagens in ons land met radiaalbanden. Diagonaalbanden vind je vandaag vooral bij motoren.
6
GaragastenEncyclopedie
BANDEN
Een band in cijfers en letters 1 10
9 8 7 6
11
5 4
12
3
13 1 Merk 2 Profielaanduiding/Bandtype
Breedte van de band in mm 4 De verhouding van de bandhoogte/bandbreedte in %. Een getal van /50 betekent dus dat de bandhoogte half zo groot is als de bandbreedte. Hoe kleiner het getal, hoe kleiner de zijkant van de band en hoe sportiever hij lijkt. 5 R staat voor radiaalbanden 6 Doorsnee van de velg in inches, dus in dit geval 15 x 2,54 cm = 38,1 cm 7 Kenmerk voor de draagkracht (belastbaarheid) van de band. Die waarde moet je aflezen in een tabel. Daar zie je dat de 91 3
2
uit dit voorbeeld overeenkomt met 615 kg. De gemonteerde banden moeten minstens de waarde hebben die in het instructieboekje vermeld staat. 8 Snelheidsindex, die verwijst naar de goedgekeurde maximumsnelheid van de auto: T = 190 km/h, H = 210 km/h, V = 240 km/h. Als een auto goedgekeurd werd voor een maximumsnelheid van 200 km/h, mag je niet met banden met snelheidsindex T rondrijden. 9 TL staat voor tubeless (banden zonder binnenband). 7
10 Productiedatum 11 Slijtage-index
(Tread Wear Indicator). De groeven in de band moeten minstens 1,6 mm diep zijn. Daarom zijn er tussen de groeven verhogingen tot 1,6 mm aangebracht. Als die de grond raken, is de band versleten. 12 Toegevoegd aan banden met een verhoogde draagkracht (Reinforced) 13 M+S (modder en sneeuw): duidt aan dat het om een winterband gaat.
Veiliger met profiel
H
eb je je ooit al afgevraagd waarom er groeven in een band staan? Tja, intussen weet je vast wel dat die groeven alles te maken hebben met grip op het wegdek. Bij nat weer vormen de groeven in de banden smalle gootjes die het water op de weg afvoeren. Zonder bandenprofiel (die groeven dus) schuift een auto meteen van de weg af. Maar dat is nog lang niet alles. Ken je ook het verschil tussen, pakweg, een dwarsprofiel en een moddersneeuwprofiel? Een overzicht:
terreinwagen sportwagen
Formule 1-wagen personenwagen
koersfiets mountainbike
tractor
8
GaragastenEncyclopedie
BANDEN
Deze band heeft een eenrichtingsprofiel. Perfect voor de brede banden van heel snelle auto’s en motorfietsen. Om te voorkomen dat de bandenmonteur de band verkeerd monteert, staat de juiste draairichting met een pijl op de zijkant van de band aangegeven.
Deze band heeft een dwarsprofiel met groeven die dwars over de band lopen. Dat maakt deze band heel geschikt voor modder en zand. Ideaal voor een tractor dus. Al kan je je afvragen waarom alleen de achterste wielen van een tractor een dwarsprofiel hebben. Dat komt omdat die achterwielen rechtstreeks door de motor worden aangedreven en dus heel wat kracht te verwerken krijgen. Zij zorgen voor de grip (de tractie) op een modderig veld.
Dit is een asymmetrisch profiel: de ene kant van de band heeft dwarse groeven, de andere kant heeft doorlopende groeven. Dat maakt ‘m geschikt voor een droog en voor een nat wegdek.
Het langsprofiel is typisch voor de banden op de voorwielen van een tractor. Een dwarsprofiel zou hier niet werken omdat met zo’n dwarsprofiel amper te sturen valt. De waterafvoer is prima, maar een langsprofiel geeft weinig grip op een modderig veld. Voor- en achterwielen van een tractor moeten dus samenwerken om te kunnen rijden en draaien.
Deze profielloze band wordt alleen gebruikt voor autoraces. Een slick – zo heet deze band – is alleen bruikbaar bij droog weer, omdat hij geen water afvoert. In de Formule 1 zijn slicks sinds 1998 verboden. In plaats daarvan worden semislicks gebruikt, waarin in de lengterichting vier groeven aangebracht zijn. Hey, is dat dan geen langsprofiel? Jazeker.
Het modder-sneeuwprofiel is heel geschikt voor de aangedreven wielen van terreinwagens. Het combineert de voordelen van een dwarsprofiel en een langsprofiel. Banden met dit profiel geven flink wat grip in modder en sneeuw en zijn toch heel stuurbaar.
Ook fietsbanden kan je herkennen aan hun profiel. De profielloze banden van een koersfiets zijn alleen geschikt voor een droog wegdek. De noppen op de band van een mountainbike zorgen dan weer voor extra grip op een zanderige ondergrond. 9
Groene banden
J
e had het misschien niet meteen gedacht, maar banden spelen een grote rol in de zuinigheid van een auto. Eén vijfde van alle energie gaat immers naar de banden. De rolweerstand, weet je nog wel? Daarom zoeken bandenproducenten voortdurend naar nieuwe materialen en technieken om zuinige, betrouwbare banden te maken. En naar manieren om afgedankte banden opnieuw te gebruiken.
Hoe zuiniger hoe beter
Om energie te besparen, moet de rolweerstand naar beneden. Dus moet de band gemaakt worden van een materiaal dat makkelijk van de weg loskomt en zijn oorspronkelijke vorm meteen weer aanneemt. Rubber is ideaal, maar slijt nogal snel. Daarom wordt het rubber tijdens de productie gemengd met een stof die de band steviger maakt. Vroeger werd daarvoor roet gebruikt. En dan weet je meteen waarom banden bijna altijd zwart zijn. Om banden nog minder te laten doorzakken, wordt het roet vandaag steeds vaker door silica vervangen. Deze superkleine glaspareltjes verminderen de rolweerstand met maar liefst 30%. Minder rolweerstand, betekent een lager verbruik. En energie sparen is goed voor het milieu en de portemonnee. Bij de verbranding van diesel, benzine en lpg komt namelijk CO2 vrij, de stof die de aarde doet opwarmen. Minder verbruik = minder CO2.
Silicabanden hebben een lage rolweerstand, maar het kan nog sterker. Bandenproducenten experimenteren voortdurend met nieuwe materialen en het nieuwste vulmiddel is… maïszetmeel. Zo’n maïsband ondervindt nog minder rolweerstand dan de silicaband én hij is gemiddeld zo’n honderd gram lichter. Voorlopig is de maïsband niet te koop omdat de juiste formule nog niet is gevonden. Maar uiteindelijk moet er een band komen die volledig uit maïs bestaat. Benieuwd of die dan geel zal zijn in plaats van zwart. 10
GaragastenEncyclopedie
Sport en spel
BANDEN
gerecycleerd. Het verschil? Sommige banden worden afgedankt omdat het profiel van het loopvlak te erg versleten is, terwijl het karkas nog prima functioneert. Dan kan je de band opnieuw gebruiken door het versleten loopvlak te vervangen. Je haalt de oude rubberlaag eraf en legt er een nieuw loopvlak met profiel op. Vooral voor vrachtwagenbanden is dat interessant omdat splinternieuwe banden behoorlijk prijzig zijn. Maar als ook het karkas versleten is, wordt de band aan een rubberverwerkende firma geleverd voor recyclage. Die vermaalt de band tot kleine korrels die rubbergranulaat genoemd worden. En wat je met rubbergranulaat allemaal kan doen...
Lage rolweerstand en minder verbruik. Heel mooi is dat. Maar als alle afgedankte autobanden gewoon op de vuilnisbelt terechtkomen, zorgen ze wel voor zware milieuhinder. Banden vergaan immers nauwelijks. Gelukkig gaan oude autobanden niet verloren, ze worden opnieuw gebruikt. Hey, misschien heb jij wel al ’s gevoetbald op een terrein met gerecycleerde autobanden. Net omdat ze zo schadelijk zijn voor het milieu mogen autobanden niet op een vuilnisbelt gestort worden. Autobedrijven zijn verplicht om afgedankte banden in te zamelen. Dan kan die band twee kanten uit. Ofwel wordt hij opnieuw gebruikt, ofwel wordt hij
11
ingestrooid om het nepgras dezelfde eigenschappen te geven als een gewoon grasveld, zodat de bal niet te snel rolt en niet te hoog stuitert. Rubberkorrels maken het kunstgras ook beter geschikt voor slidings. Zou Ronaldinho weten dat hij soms op afgedankte autobanden loopt te voetballen?
Onder de speeltuigen van een speelterrein zie je wel eens rubberen tegels liggen. Die moeten ervoor zorgen dat een spelende peuter niet gewond raakt als hij van het speeltuig valt. En waar is zo’n tegel van gemaakt, denk je? Precies. Oude autobanden. Maar nog sterker is het gebruik op kunstgrasvelden. Daar wordt rubbergranulaat
12
GaragastenEncyclopedie
BANDEN
Vraag en antwoord Hoe vaak controleer je de bandenspanning het best? Minstens één keer per maand. En als je wagen met een band tegen de stoeprand geparkeerd stond, kan je maar best meteen controleren. Waarom? Of een auto nu rijdt of stilstaat, er ontsnapt voortdurend lucht uit z’n banden. En daar waar een stoeprand ‘m indrukt, gaat nog meer lucht verloren. Een te lage bandenspanning (te weinig lucht in de band) heeft veel nadelen: slecht weggedrag en slijtage, overbelasting en oververhitting van de banden. De optimale bandenspanning is voor elke bandmaat anders en wordt aangegeven door de bandenfabrikant. Zorg ervoor dat de banden ‘koud’ zijn als je de spanning meet. Wat is het verschil tussen zomerbanden en winterbanden? Zomerbanden hebben een prima grip, kunnen veel warmte afvoeren en hebben een lange levensduur. Maar bij temperaturen onder de 7°C presteert de band minder goed. Dan is het verstandig om speciale winterbanden te monteren. Door hun speciale samenstelling blijven winterbanden altijd elastisch en flexibel bij lage temperaturen. Winterbanden bieden dan veel meer grip en dus veiligheid. Wat is de minimumdiepte van de groeven in een band? 1,6 mm. De diepte van het profiel is erg belangrijk, omdat het profiel niet alleen voor grip op de weg zorgt, maar ook het vuil en het water dat onder de band komt, afvoert. Een nieuwe band heeft meestal een profieldiepte van 7 tot 8 mm. Die diepte kan je meten met een profieldieptemeter. Mag je verschillende bandentypes op één as monteren? Nee. Op één as (de vooras of de achteras) moet je twee banden met exact dezelfde kenmerken monteren: hetzelfde merk, dezelfde maat, dezelfde maximale belasting en hetzelfde profiel. Je mag ook geen zomerband met een winterband combineren op dezelfde as.
13
Geboeid door banden
W
ie zorgt ervoor dat een auto de juiste banden krijgt en dat die banden juist gemonteerd worden? De bandenmonteur, een echte specialist. En wat voor auto’s geldt, geldt al helemaal voor fietsen. Fietsmecaniciens hebben altijd speciale aandacht voor banden en wielen.
Wielen worden op een speciaal toestel gebalanceerd. Door op bepaalde plaatsen op de velg kleine gewichtjes aan te brengen, zorgt de monteur ervoor dat het gewicht van het wiel precies gelijk verdeeld is. Dat is belangrijk, want een wiel in onbalans gaat bij hoge snelheden flink trillen.
Een band vervangen is geen kinderspel. Een oude band moet op de gepaste manier, met een demontagetoestel, van de velg gehaald worden. Met datzelfde toestel gaat een nieuwe band er weer op. Klaar, denk je? Mis. Nu komt het vakmanschap van de bandenmonteur naar boven. Hij moet de wielen uitbalanceren en de auto uitlijnen.
Uitlijnen heeft dan weer te maken met de auto zelf. De monteur moet ervoor zorgen dat de banden perfect recht op de weg staan zodat de auto altijd rechtuit rijdt. Wielen die niet 14
GaragastenEncyclopedie
BANDEN
ook de spanning op de spaken van het fietswiel. Wielen die slecht gespaakt zijn, trekken krom en met kromme wielen is het lastig fietsen. Wielen spaken is daarom een echte handigheid, een beetje te vergelijken met het uitbalanceren van een autowiel.
goed in lijn staan, veroorzaken extra bandenslijtage, zorgen ervoor dat de auto meer brandstof verbruikt en dat het stuur na een bocht niet vanzelf terugdraait. In zo’n auto moet je dus constant sturen waardoor je als chauffeur op een lange rit sneller vermoeid raakt. Niet overtuigd? Weet dan dat wielen die zelfs maar een paar millimeter uit de lijn staan, een slijtage veroorzaken alsof de banden 100 kilometer dwars over het wegdek zijn gesleept.
En hey, voor auto’s bestaan ze nog niet, maar voor fietsen wel: de band die niet lek kan raken. Een Nederlandse firma kwam als eerste op het idee om een buitenband te maken uit kevlar. Dat is een speciale vezel die soepel maar toch ondoordringbaar is, daarom worden zelfs kogelvrije vesten uit kevlar gemaakt. Eén nadeel van deze geweldige band: hij kost meer dan 30 euro per stuk. Maar hij gaat dus wel lang mee.
Stadsfiets, mountainbike of koersfiets... Brede banden, terreinbanden of kale banden... Een fietsmecanicien kan voor elk type fiets de ideale band aanbevelen en monteren. En dan is niet alleen de band belangrijk, maar
15
De GaragastenEncyclopedie is een initiatief van toekomstopwielen.be toekomstopwielen.be is een actie van de autosector. toekomstopwielen.be, J. Bordetlaan 164, 1140 BRUSSEL Verantwoordelijke uitgever: Luc De Moor, toekomstopwielen.be Concept en realisatie: www.linkinc.be en www.zeppo.be Tekeningen: Sam Vanallemeersch