Iedereen weet wat een band is en waar hij voor dient, toch? Het is een zwarte rubberen ring die op een voertuig wordt gemonteerd, zodat de bestuurder zichzelf en zijn lading van punt A naar punt B kan vervoeren. De band moet gemakkelijk kunnen sturen, remmen en bochten maken. Hij moet zorgen voor een comfortabele en veilige rit en daarnaast duurzaam zijn. En dat is zo’n beetje alles wat de meesten van ons weten.

Gebruik de tabbladen hierboven om de verschillende stadia van het fabricageproces te bekijken.

WAARVAN WE GEMAAKT ZIJN

RUBBER SAMENSTELLING

De twee belangrijkste ingrediënten in een rubbersamenstelling zijn het rubber zelf en de vulstof, die op een specifieke manier worden gecombineerd om verschillende doelstellingen te bereiken. Afhankelijk van het beoogde gebruik van de band, kan het doel zijn om de prestaties te optimaliseren, de tractie te maximaliseren in zowel natte als droge omstandigheden, of een superieure rolweerstand te bereiken. Dit gewenste doel kan worden bereikt door een zorgvuldige selectie van een of meer soorten rubber, samen met het type en de hoeveelheid vulstof die met het rubber wordt gemengd.

GRONDSTOFFEN

In het algemeen worden vier belangrijke soorten rubber gebruikt: natuurlijk rubber, styreen-butadieenrubber (SBR), polybutadieenrubber (BR) en butylrubber (samen met gehalogeneerd butylrubber). De eerste drie worden voornamelijk gebruikt in loopvlak- en zijwandmengsels, terwijl butylrubber en gehalogeneerd butylrubber voornamelijk worden gebruikt voor de binnenvoering of het binnendeel dat de samengeperste lucht in de band houdt.

De meest populaire vulstoffen zijn roet en silica, en er zijn verschillende soorten van elk. De selectie hangt af van de prestatie-eisen, aangezien deze verschillen voor het loopvlak, de zijwand en de top. Andere ingrediënten komen ook in het spel om te helpen bij de verwerking van de band of om te functioneren als antioxidanten, antiozonanten en antiverouderingsmiddelen. Bovendien wordt het “vulcanisatiesysteem” – een combinatie van vulkanisatiemiddelen en versnellers – gebruikt om de band te vormen en elasticiteit te geven.

HET MENGEN VAN RUBBERSAMENSTELLINGEN

Zodra de samenstelling is bepaald, is de volgende uitdaging hoe je alles kunt mengen. Het mengen is typisch een batchproces, waarbij elke batch in minder dan drie tot vijf minuten meer dan 200 kilogram rubbersamenstelling produceert. De mixer is een geavanceerd stuk zwaar materieel met een mengkamer waarin rotoren zitten. De belangrijkste functie is om de rubberen baal, vulstoffen en chemicaliën af te breken en te mengen met andere ingrediënten.

De volgorde waarin de ingrediënten worden toegevoegd is van cruciaal belang, evenals de mengtemperatuur, die kan oplopen tot 160-170 graden Celsius. Als de temperatuur te hoog is, kan de verbinding beschadigd raken, zodat het mengen meestal in twee fasen wordt uitgevoerd. Het vulcanisatiesysteem wordt normaal gesproken toegevoegd in de laatste fase van het mengen, en de uiteindelijke mengtemperatuur mag niet hoger zijn dan 100-110 graden Celsius, anders kan verbranding optreden.

STOF EN STAAL

Omdat banden zware lasten moeten dragen, worden staal- en stoffen koorden in de constructie gebruikt om de rubbersamenstelling te versterken en stevigheid te geven. Geschikte materialen voor de bandentoepassing zijn: katoen, rayon, polyester, staal, glasvezel en aramide.

STOFKOORD

De kwaliteit van het textielkoord wordt bepaald door zijn sterkte, rek, krimp en elasticiteit. Het gebruikte garen wordt eerst gedraaid en vervolgens worden twee of meer spoelen garen tot een koord gedraaid. Voordat het koord naar de bandenfabriek wordt verzonden, behandelt de fabrikant het koord voor en brengt een lijm aan om een goede hechting met het rubber te bevorderen. Temperatuur-, vochtigheids- en spanningsregeling zijn van cruciaal belang voordat de textielkoorden worden gekalanderd met de rubbersamenstelling. Om deze reden wordt het textielkoord bij aankomst in de fabriek in een ruimte met gecontroleerde temperatuur en vochtigheid bewaard.

STAALKABEL

De kwaliteit van staalkabels wordt bepaald door treksterkte, rek en stijfheid. Ze worden gemaakt van stalen staaf met een hoog koolstofgehalte; en hoewel de gebruikte staaldraden verschillende configuraties hebben, zijn het allemaal met messing beklede strengen die in elkaar zijn gedraaid tot kabels. Als de draad wordt gebruikt in een meerlagige band in plaats van een gordelband, zal de vermoeidheidsprestatie belangrijk zijn. Bij gebruik in gordelbanden is de stijfheid van het grootste belang. Omdat de staaldraad met messing is bekleed, zijn opslagomstandigheden belangrijk om de hechtingseigenschappen van staaldraad aan rubber te behouden. Daarom worden de staaldraden ook bij aankomst in de fabriek in een ruimte met gecontroleerde temperatuur en vochtigheid bewaard.

KALANDERPROCES VOOR WEEFSEL EN STAALKOORD

Om het weefsel of de stalen banden te produceren, moet het weefsel of staalkoord een kalanderproces doorlopen – een bewerking waarbij de rubbersamenstelling op en in de koorden wordt geperst. Omdat de hechting van stof aan rubber of staal aan rubber van cruciaal belang is voor de prestaties, is het kalanderproces een belangrijke stap.

Een kalender is een zware machine die is uitgerust met drie of meer rollen van verchroomd staal die in tegengestelde richtingen draaien. De roltemperatuur wordt geregeld met stoom en water. Bij dit proces wordt de rubbersamenstelling op de koorden aangebracht.

Eerst wordt een vooraf ingesteld aantal weefsels of staalkoorden onder de juiste spanning continu door twee stalen rollen geperst en wordt een rubbersamenstelling toegevoegd aan het openingsgebied tussen de rollen. Vervolgens wordt de rubbersamenstelling in, op en onder de stof of staalkoorden geperst. Een doorlopend vel koord-rubbercomposiet gaat door meerdere rollen om een goede penetratie en hechting tussen het rubber en de koorden te verzekeren. De kwaliteit wordt gemeten door de dikte van het vel, de afstand tussen de koorden, het aantal koorden en de penetratie van rubber in de samengestelde plaat. Het samengestelde vel wordt vervolgens in geschikte maten, vormen en hoeken gesneden, afhankelijk van de gewenste contour van de band.

DE HIELCOMPONENT VAN DE BAND

De hielcomponent van de band is een niet-uitrekbare composietlus die de carrosserielagen verankert en de band op het wielsamenstel vastzet, zodat deze niet over de velg glijdt of schommelt. De bandhielcomponent omvat de staaldraadlus, de apex of hielvuller, de chafer die de onderdelen van de draadkraal beschermt, de versnipperaar die de onderste zijwand beschermt, en de flipper die helpt om de kraal op zijn plaats te houden. De staaldraadlus is gemaakt van een ononderbroken staaldraad bedekt met rubber en rond gewikkeld met verschillende ononderbroken lussen. De hielvuller is gemaakt van een zeer harde rubbersamenstelling, die wordt geëxtrudeerd om een wig te vormen. De staaldraadlus en hielvuller worden op een geavanceerde machine in elkaar gezet.

De precisie van de hielomtrek is van cruciaal belang. Indien te klein, kan het monteren van een band problematisch zijn; maar als hij te los zit, kan de band te gemakkelijk van de velg komen onder belasting en in bochten. Nadat de omtrek is gecontroleerd, is de hielcomponent klaar voor de bandenbouw.

LOOPVLAK, ZIJWAND EN BINNENVOERING

Het loopvlak van de band, of het gedeelte van de band dat in contact komt met de weg, bestaat uit het loopvlak zelf, de schouder van het loopvlak en de loopvlakbasis. Drie rubbersamenstellingen worden gelijktijdig uit verschillende extruders geëxtrudeerd en vervolgens samengevoegd tot één extruderkop. De volgende stap is naar een matrijsplaat waar de vorm en afmetingen worden gevormd, en vervolgens door een lange koellijn – van 30 tot 60 meter lang – om de afmetingen verder te beheersen en te stabiliseren. Aan het einde van de lijn wordt het loopvlak op een specifieke lengte en gewicht gesneden voor de band die wordt gebouwd.

HET LOOPVLAK EN DE ZIJWAND

Bandcomponenten zoals het loopvlak, de zijwand en de apex worden voorbereid door niet-uitgeharde rubbersamenstelling door een extruder te persen om de loopvlak- of zijwandprofielen van de band te vormen. Extrusie is een van de belangrijkste bewerkingen in het bandenfabricageproces, omdat het de meeste rubbercomponenten die tijdens het mengen worden geproduceerd, verwerkt en vervolgens verschillende componenten voorbereidt voor de uiteindelijke bandenbouw.

De extruder in een bandenfabricageproces is een schroefsysteem dat voornamelijk bestaat uit een extrudercilinder en een extruderkop. Eerst wordt de rubbersamenstelling in de extrudercilinder gevoerd, waar het een verwarmings-, meng- en drukproces ondergaat. Vervolgens stroomt de rubbersamenstelling naar de extruderkop waar deze onder druk wordt gevormd. De moderne extruder met koude voeding is computergestuurd voor nauwkeurigheid.

ZIJWAND

De zijwand van de band wordt op dezelfde manier geëxtrudeerd als het loopvlak van de band; de structuur en de gebruikte samenstelling verschillen echter behoorlijk van het loopvlak. Soms kan het extrusieproces van de zijwand ingewikkelder zijn en zijn er mogelijk vier extruders nodig; bijvoorbeeld bij het bouwen van een band met witte zijwanden of met witte letters op de zijwanden.

BINNENVOERING

De binnenvoering is precies zoals het klinkt: de binnenste laag van de band. De belangrijkste functies zijn om de gecomprimeerde lucht in de band te houden en de bandenspanning op peil te houden. Vanwege de lage luchtdoorlaatbaarheid is butylrubber – of gehalogeneerde butylrubbersamenstelling – de primaire rubbersamenstelling die wordt gebruikt. Omdat dit een dun laagje is, wordt het ook met een kalander gemaakt. De diktecontrole en de onberispelijke oppervlakteafwerking zijn van cruciaal belang voor het behouden van de luchtdruk. Het kalanderen van de binnenvoering is ook een continue bewerking. De juiste lengte van de binnenvoering wordt voorgesneden om klaar te zijn voor het bandenbouwproces.

Ten slotte is de band klaar om te worden gebouwd door een sterk gerobotiseerde machine die kwaliteit en efficiëntie garandeert. Alle componenten – hielconstructies, gekalanderde lagen, gordels en binnenvoering, loopvlak- en zijwandsecties – worden geassembleerd en het bouwproces begint.

Een typische radiaalband wordt in twee fasen op een platte trommel gebouwd. In de eerste fase wordt de binnenvoering om een trommel gewikkeld en wordt de eerste karkaslaag er bovenop gewikkeld, gevolgd door de tweede karkaslaag. De hielconstructies worden dan gepositioneerd en een blaas op de trommel wordt opgeblazen en vanaf beide uiteinden van de trommel naar binnen geduwd, waardoor de karkaslagen worden gedwongen omhoog te draaien om de hielconstructies te bedekken. De zijwanddelen worden vervolgens aan beide zijden aangedrukt.

In de tweede fase van het bandenbouwproces wordt een andere machine gebruikt om de riemen, de nylon kap en het loopvlak bovenop de eerste fase aan te brengen. Op dit punt moet de band nog worden uitgehard omdat er geen loopvlakpatroon op zit.

In deze laatste stap vindt uitharding plaats door een reeks chemische reacties. Bovendien zijn de zijwanden en het loopvlak gevormd. Het uitharden van banden is een batchbewerking bij hoge temperatuur en hoge druk waarbij de niet-uitgeharde band bij een bepaalde temperatuur in een mal wordt geplaatst. Nadat de mal is gesloten, stroomt de rubbersamenstelling in de mal die de loopvlakdetails en zijwand vormt. De mal kan pas worden geopend als de uithardingsreactie is voltooid.

De bandeninspectie is de laatste stap in het fabricageproces van de banden – een belangrijke stap in het waarborgen van kwaliteit in zowel prestaties als veiligheid. De bandeninspectie omvat:

Trimmen van de vormflits en micro-ventilatieopeningen
Visuele inspectie op uiterlijk en om duidelijke gebreken te ontdekken
Röntgenonderzoek om de interne structuur te controleren en defecten op te sporen
Controle van de duurzaamheid, uniformiteit en gewichtsbalans van banden

Nadat een band deze strenge inspecties heeft doorstaan, is het tijd voor het rubber om de weg te ontmoeten! Onze band is klaar om in gebruik genomen te worden.

Hoe een band wordt gemaakt Stroomschema