Gummiventile an Transportern

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1 Gummiventile an Transportern Dipl.-Ing. Franz Nowakowski 1

2 Vortrag DEKRA Reifensymposium Reifenmesse Essen 24. Mai 2006 Untersuchung von Gummiventilen an Transportern Diplomarbeit an der Fachhochschule München 2 Dipl.-Ing. Franz Nowakowski DEKRA Automobil GmbH Hufelandstrasse München Tel. 089/ Mobil

3 Inhalt 1. Anlass für die Untersuchungen 2. Erste Reaktionen 3. Inhalte der Diplomarbeiten 4. Ergebnisse der Diplomarbeiten - Montageeinflüsse - Einfluss der Betriebsbedingungen 3

4 Anlass für die Untersuchung - Verzehnfachung des Auftragseingangs zu Gutachten von Reifendefekten wegen Schäden an Gummiventilen, speziell bei Transportern: 1 Ventilschaden pro Jahr bis Ventilschäden pro Jahr in 2005 und 2006 (bisher) - über einen ähnlichem Anstieg informierte der Obermeister der bayer. Vulkaniseurinnung - eine Firma die nicht genannt werden möchte meldete Schäden an ca Reifen und 200 Felgen im Zeitraum 2004 bis 2005 bei einem Jahresverbrauch von ca Ventilen - die TU Darmstadt berichtete von häufigen Ventilschäden an 50 Citroen Jumper eines Rettungsdienstes - Vorversuche der DEKRA Automobil GmbH 4

5 Erste Reaktionen Der BRV empfiehlt seinen Händlern, bei Transportern nach Möglichkeit nur noch Metallschraubventile zu verwenden. Trotzdem werden bei fast allen Transporterherstellern noch immer Gummiventile TR414 in der Erstausrüstung verwendet. 5

6 Inhalte der Diplomarbeiten 1. Ursachen von Schäden an Gummiventilen in Abhängigkeit von Montageeinflüssen (Zugversuche, Winkelfehler, Verwendung von Montagepaste, Handmontage unter Werkstattbedingungen in der Praxis, dynamische Einflüsse) 2. Ursachen von Schäden an Transporterreifen durch Einflüsse von Felgenkontur, Ventilbohrung und Geometrie (Analyse von Anlageflächen, dynamische Ventilverformung, erhöhter Innendruck, hohe Betriebstemperaturen) 6

7 Ergebnisse der Diplomarbeiten Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Verwendete Ventiltypen Bezeichnung Erklärung TR413 Immler TR413 Berner TR413 Röper TR413 Alligator TR414 Alligator TR414 BernerA Ventil TR413, bereitgestellt von Herrn Immler, keine Herstellerangabe Ventil TR413, Zulieferer Firma Berner, keine Herstellerangabe Ventil TR413, Zulieferer Firma Röper, keine Herstellerangabe Ventil TR413, aus Dekra-Bestand von Vorversuchen, Hersteller Alligator Ventil TR414, bereitgestellt von Firma Alligator Ventil TR414, Zulieferer Firma Berner, Hersteller Alligator TR414 Wonder TR414 Immler TR414 AlligatorF Ventil TR414, vom freien Markt, Hersteller Wonder Ventil TR414, bereitgestellt von Herrn Immler, Hersteller Alligator Ventil TR414, vom freien Markt, Hersteller Alligator 7 TR418 Immler Ventil TR418, bereitgestellt von Herrn Immler, Hersteller Alligator

8 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Versuchseinrichtung Datenerfassung im Computer Kraftmessung Zwick / 1464 Kraftmessdose Spannbacke Wegmessung Wegaufnehmer Steuer und Elektronikeinheit Gewichte Traverse 8

9 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Versuchseinrichtung 9

10 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich verschiedener Ventiltypen Ventile mit Paste 0 v= Kraft [N] TR414 BernerA, max TR414 BernerA, min TR418 Immler, max TR418 Immler, min TR413 Alligator, max TR413 Alligator, min Weg [mm]

11 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Kurvenschar einer Versuchsreihe/Streuung TR414 Alligator ohne Paste 0 Grad Kraft [N] Weg [mm]

12 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Kurvenschar einer Versuchsreihe/Streuung 300 TR413 Berner ohne Paste Kraft [N] Weg [mm]

13 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich verschiedener Allligator-Ventile Ventile mit Paste 0 v= Kraft [N] TR414 Alligator, max TR414 Alligator, min TR414 BernerA, max TR414 BernerA, min Weg [mm]

14 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich gerader Einzug/Winkelfehler TR414 Alligator mit Paste/30 /v= Kraft [N] , max 0, min 30, max 30, min Weg [mm]

15 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich Ventile mit/ohne Montagepaste TR414 Alligator 0 v= Kraft [N] ohne Paste, max ohne Paste, min mit Paste, max mit Paste, min Weg [mm]

16 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich neuwertige Ventile mit thermisch belasteten (170, 20 Min.) 500 TR414 mit Paste 0 v= neu, max Standardkraft [N] neu, min gealtert (Immler), max gealtert (Immler), min gealtert (Alligator), max gealtert (Alligator), min Standardweg [mm]

17 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Alte Ventile (ca. 5 Jahre) alte Ventile aus Laborbestand Kraft [N] TR418, Nr.1 TR418, Nr.2 TR Weg [mm]

18 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich altes/neues Ventil TR413 ohne Paste 0 L Kraft [N] neu alt Weg [mm]

19 Montageeinflüsse Zugversuche im Labor Vergleich verschiedener Einziehgeschwindigkeiten TR414 BernerA ohne Paste v=90, max 350 v=90, min Kraft [N] v=130, max v=130, min v=500 v=900, max v=900, min 19 Weg [mm]

20 Montageeinflüsse Handmontage Verschiedene Einziehwerkzeuge 20

21 Montageeinflüsse Handmontage Verschiedene Einziehwerkzeuge /Allgemeine Feststellungen: - unter Verwendung von Montagepaste deutlich geringere Einziehkraft - schneller Einzug erleichtert Montage - langsamer Einzug verringert die Gefahr des Überdehnens - bei langsemem Einzug Einschnappen leichter bemerkbar - geforderter axialer Einzug bei sachgemäßer Handhabung möglich 21

22 Montageeinflüsse Handmontage Verschiedene Einziehwerkzeuge Ventileinziehhebel der Fa. Alligator: geringster Kraftaufwand geringste Gefahr von Ventilschäden einfachste Handhabung längster Zeitaufwand Ventilzange Quick von der Fa. TipTop: schnellste Handhabung Kraftaufwandfür Einzug gering Kraftaufwand für Fixierung des Ventils Zwei Kraftrichtungen notwendig grobe Winkelabweichung/ Einzug auf Kreisbahn möglich Ventileinzieher von der Firma Hazet: größter Kraftaufwand beste Position der Ventilbohrung auf Montiermaschine 6:00 Uhr geringste Gefahr der Schädigungen des Felgenhorns 22

23 Einfluss der Betriebsbedingungen Lastwechselversuche - Simulation der dymanischen Verformungen - verschiedene Betriebstemperaturen - hoher Betriebsdruck bis 5,5 bar - verschiedene Felgen - Vorbeanspruchungen durch Montageeinzug 23

24 Einfluss der Betriebsbedingungen Lastwechselversuche Versuchsaufbau 24

25 Einfluss der Betriebsbedingungen Lastwechselversuche Schäden (bleibende Verformung) 80 C LW 25

26 Einfluss der Betriebsbedingungen Lastwechselversuche Schäden (Ventilriss) 20 C LW Ventil beim Einziehen überdehnt 26

27 Einfluss Betriebsbedingungen Einbauproben Schraubventile Felge Lemmerz Daimler 27

28 Einfluss Betriebsbedingungen Einbauproben Schraubventile Felge Kronprinz Daimler 28

29 Einfluss Betriebsbedingungen Einbauproben Schraubventile Felge Fergat Renault 29

30 Einfluss Betriebsbedingungen Einbauproben Schraubventile Felge Kronprinz VW 30

31 Einfluss Betriebsbedingungen Einbauproben Schraubventile Einfluss der Ventilform (Schlüsselweite) SW 14 SW 14 SW 11 31

32 Probleme bei der Erstausrüstung: Nahezu alle Hersteller von Transportern mit zul. Gesamtgewicht kg und Luftdruckempfehlung an der Hinterachse von 4,5 bis 4,75 bar verwenden Gummiventile Beispiel: neuer Mercedes Sprinter 32

33 Fazit: 33 - Gummiventile (Snap-In) können beim Einzug in die Ventilbohrung vorgeschädigt werden - die Standfestigkeit von Gummiventilen reduziert sich bei Reifendrücken von deutlich über 4,5 bar - Gummiventile werden bei Transportern dynamisch stärker beansprucht, da Ventilabstützungen fehlen - zwischen den einzelnen Herstellern gibt es deutliche Unterschiede bei den Montage-Einzugskräften - Die Einziehgeschwindigkeit und der Einzugswinkel beeinflussen die Ventil-Haltbarkeit - dies gilt auch für die Verwendung mit/ohne Montagepaste - die BRV-Empfehlung für Metallventile sollte auf SW 11 eingegrenzt werden - die Platzverhältnisse der Felgen haben erheblichen Einfluss auf die Ventilhaltbarkeit - Neue Transporter mit 4,5 bar empfohlenem Reifendruck sollten nicht mehr mit Gummiventilen ausgerüstet werden