Rover Research – Der weltweit erste runderneuerte Reifen

Ein neues industrielles Verfahren zur Verbesserung von Leistung, Nachhaltigkeit und Effizienz

Die Runderneuerung von Reifen stellt seit Jahrzehnten eine strategische Lösung für den Schwerlastverkehr dar: Sie ermöglicht es, die Lebensdauer der Karkassen zu verlängern, die Betriebskosten zu senken und die Umweltbelastung zu verringern.

Wir von Sos Tyres International sind stets an neuen Technologien im Reifenbereich interessiert und haben daher ein Werk besucht, das ein neues technologisches Runderneuerungsverfahren entwickelt hat, das direkt auf die Molekularstruktur des Gummis einwirkt und so Abfall, Energieverbrauch und Materialverbrauch drastisch reduziert.

Während des Besuchs haben wir den für das Projekt verantwortlichen Ingenieur interviewt, der uns durch die verschiedenen Produktionsprozesse geführt hat: von den traditionellen Methoden bis hin zur neuen, vom Unternehmen entwickelten Technologie.

Die traditionellen Runderneuerungsverfahren

Francesco:
Um die von Ihnen entwickelte Innovation besser zu verstehen, beginnen wir mit den traditionellen Verfahren. Wie läuft die Runderneuerung von Reifen heute ab?

Ingenieur Silvio Mennella:
Es gibt im Wesentlichen zwei traditionelle Runderneuerungsverfahren: die Kaltrunderneuerung und die Heißrunderneuerung. Beide haben eine gemeinsame Anfangsphase: das Abtragen der Karkasse.

Bei diesem Vorgang werden die abgenutzte Lauffläche und ein Teil der darunterliegenden Schicht vollständig entfernt, bis etwa 1–2 Millimeter vor den Metallgeweben der Karkasse.

Das Abtragen erfolgt mit rotierenden Metallklingen, die den Gummi abschneiden. Während dieses Prozesses entsteht an der Kontaktstelle viel Wärme und es bildet sich Rauch, da der Gummi hohe Temperaturen erreicht und teilweise verbrennen kann.

Das entfernte Material wird zu Gummischrott, der als Industrieabfall entsorgt werden muss. Es lässt sich nicht ohne Weiteres im Produktionsprozess wiederverwenden.

Kalt-Runderneuerung

Francesco:
Wie funktioniert die Kalt-Runderneuerung?

Ingenieur Silvio Mennella:
Nach dem Abtragen wird ein Spezialkleber auf die Karkasse aufgetragen. Anschließend wird ein vorgeformtes Laufflächenprofil aufgebracht, das bereits vulkanisiert ist und das endgültige Profil aufweist.

Das Profil wird um die Karkasse gewickelt und der Reifen wird in eine Vakuumkammer oder einen Autoklaven gegeben, wo der Klebstoff vulkanisiert wird, der die beiden Komponenten miteinander verbindet.

Man spricht von einer „Kalt“-Runderneuerung, da das Profil bereits vulkanisiert ist und die Wärme daher hauptsächlich dazu dient, den Klebstoff zu aktivieren, der die Verbindung zwischen den beiden Teilen herstellt.

Dieses System erfordert ein Lager mit vorgefertigten Profilen, die jeweils unterschiedliche Muster aufweisen.

Heißrunderneuerung

Francesco:
Und wie funktioniert die Heißrunderneuerung?

Ingenieur Silvio Mennella:
Das Heißverfahren ist komplexer, ähnelt aber auch stärker der Herstellung eines neuen Reifens.

Nach dem Abschleifen der Karkasse kommt ein Extruder zum Einsatz, eine Maschine, die den noch nicht vulkanisierten Gummi schmilzt und direkt auf die Karkasse aufträgt.

In der Praxis:

Der Rohgummi gelangt in den Extruder.
Eine Schnecke schmilzt ihn und drückt ihn zum Auslass.
Das Material wird auf die Karkasse aufgetragen und bildet eine gleichmäßige Schicht.

Anschließend wird der Reifen in eine Sektorenform eingelegt, die sich schließt und das Profil einprägt.

Das Ganze verbleibt etwa anderthalb Stunden bei etwa 120 °C in der Form – der für den Vulkanisationsprozess erforderlichen Temperatur, die den Gummi von einem plastischen in ein elastisches Material umwandelt.

Unterschied zu herkömmlichen Methoden

Francesco:
Was ist der Hauptunterschied zu herkömmlichen Methoden?

Ingenieur Silvio Mennella:
Der größte Nachteil besteht darin, dass beim Abschaben eine große Menge an Material entfernt wird, das eigentlich noch vollkommen intakt ist.

Wenn man sich den Karkassengeweben nähert, wird viel strukturell intakter Gummi entfernt. Praktisch gesehen wird die Karkasse dabei aufgebrochen, um anschließend wieder große Mengen an Material darauf aufzutragen.

Außerdem:

entsteht Gummiabfall, der entsorgt werden muss
wird Energie für das Abschaben und die Vulkanisierung verbraucht
wird viel neuer Gummi verwendet

Das neue, von Rover Research entwickelte Verfahren

Francesco:
Kommen wir nun zu Ihrem innovativen Verfahren. Worin besteht der wesentliche Unterschied?

Ingenieur Silvio Mennella:
Der grundlegende Unterschied besteht darin, dass wir die ursprüngliche Struktur der Karkasse nicht zerstören.

Bei herkömmlichen Methoden wird fast das gesamte Profil bis auf die Gewebeschichten abgetragen. Bei unserem Verfahren entfernen wir hingegen nur das absolut Notwendige und erhalten so den größten Teil des Originalgummis.

In vielen Fällen ist das ursprüngliche Profilmuster noch zu erkennen, da wir nur wenige Millimeter entfernen.

Das bedeutet, dass wir einen Großteil der ursprünglichen Karkassenstruktur erhalten und den Ausschuss drastisch reduzieren.

Kontrollierte Entvulkanisierung

Francesco:
Welches technologische Prinzip steckt hinter diesem Verfahren?

Ingenieur Silvio Mennella:
Das Herzstück der Technologie ist ein Verfahren zur kontrollierten Entvulkanisierung der Gummioberfläche.

Mithilfe eines Systems, das Wasser und einen Hochenergiestrahl nutzt, gelingt es uns, die chemischen Bindungen des Schwefels in der Gummioberfläche aufzubrechen.

Auf diese Weise kehrt die Oberfläche vorübergehend in einen reaktiven chemischen Zustand zurück, wodurch sich der neue Gummi auf molekularer Ebene direkt mit dem vorhandenen verbinden kann.

Es handelt sich also nicht um eine einfache Verklebung: Es entsteht eine echte molekulare Kontinuität zwischen dem alten und dem neuen Gummi.

Eine strukturelle Verbindung

Francesco:
Unterscheidet sich die Verbindung zwischen den Materialien also von der bei herkömmlichen Verfahren?

Ingenieur Silvio Mennella:
Genau.

Bei herkömmlichen Verfahren entsteht eine Verklebung zwischen zwei unterschiedlichen Materialien.

In unserem Fall hingegen entsteht eine einzige durchgehende elastische Struktur.

Der Test ist einfach: Wenn man versucht, die beiden Schichten voneinander zu trennen, lösen sie sich nicht voneinander. Vielmehr verformt sich der gesamte elastische Körper des Reifens.

Ein vollständig kreislauforientierter Prozess

Francesco:
Welche Vorteile bringt diese Technologie aus ökologischer Sicht?

Ingenieur Silvio Mennella:
Die Vorteile sind sehr bedeutend.

Zunächst einmal reduzieren wir den Abfall drastisch. Die Menge des abgetragenen Materials beträgt etwa 200–300 Gramm pro Reifen, gegenüber mehreren Kilogramm bei herkömmlichen Verfahren.

Außerdem:

Das verwendete Wasser wird vollständig gefiltert und wiederverwendet.
Das entfernte Material wird zu entvulkanisiertem Pulver.
Dieses Material kann in neuen Mischungen oder in anderen industriellen Anwendungen wiederverwendet werden, beispielsweise in der Landwirtschaft aufgrund seiner hohen Wasseraufnahmefähigkeit oder als Zusatzstoff für die Bauindustrie.

Praktisch gesehen erzeugt der Prozess fast keinen Abfall.

Fahrleistung

Francesco:
Liegen Ihnen bereits Leistungsdaten vor?

Ingenieur Silvio Mennella:
Ja, wir haben Vergleichstests mit neuen Reifen durchgeführt.

In einigen Tests haben wir einen neuen Premium-Reifen und einen nach unserem Verfahren runderneuerten Reifen auf denselben Sattelauflieger montiert.

Das Ergebnis war sehr interessant: Die Laufleistung war im Wesentlichen identisch.

Derzeit sind etwa tausend Reifen im Einsatz, und die ersten Ergebnisse zeigen Laufleistungen von über 100.000 km, wobei noch höhere Werte zu erwarten sind.

Reduzierung der CO₂-Emissionen

Francesco:
Wie sieht die Umweltbilanz im Vergleich zu einem neuen Reifen aus?

Ingenieur Silvio Mennella:
Ein neuer Lkw-Reifen enthält etwa 75 kg Material.

In unserem Fall verwenden wir nur etwa 10–12 kg neuen Gummi, während der Rest aus der wiederverwerteten Originalkarkasse besteht.

Das bedeutet, dass der CO₂-Fußabdruck bis zu achtmal geringer ist als bei der Herstellung eines komplett neuen Reifens.

Die Karkasse kann mehrfach wiederverwendet werden

Francesco:
Wie oft kann eine Karkasse wiederaufbereitet werden?

Ingenieur Silvio Mennella:
Hochwertige Karkassen können im Laufe ihres Lebenszyklus mehrfach wiederaufbereitet werden.

In den Vereinigten Staaten findet man in einigen Fällen Karkassen, die drei- oder viermal wiederaufbereitet wurden.

Das liegt daran, dass der Vulkanisationsprozess in der Presse auch dazu beiträgt, die inneren Spannungen der Struktur neu auszubalancieren und das Material in einen stabileren Zustand zu versetzen. Die Hitze lockert jene Mikroräume, die sich um die Lagen herum bilden, und das verjüngt den Reifen.

Kreislaufwirtschaft im Reifenbereich

Francesco:
Welche industrielle Vision steckt hinter diesem Projekt?

Ingenieur Silvio Mennella:
Das Ziel ist es, die Reifenrunderneuerung zu einem echten Kreislaufwirtschaftsmodell zu machen.

Dabei geht es nicht nur um die Rückgewinnung der Karkasse, sondern auch darum:

Abfälle zu reduzieren
das zurückgewonnene Material wiederzuverwenden
den Energieverbrauch zu senken
die CO₂-Emissionen drastisch zu verringern

Auf diese Weise wird der Reifen zu einem wirklich wiederverwertbaren Produkt, mit wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen für den gesamten Transportsektor.