Die Wissenschaft der Reifenalterung

„Die Autooxidation von Kautschuk ist seit langem bekannt, und auch seit langem ist bekannt, dass sie eine wichtige Rolle spielt an der spontanen Verschlechterung oder Alterung beteiligt, und es war Gegenstand zahlreicher Studien von großem Interesse.“ - Zeitschriftenartikel von 1931.

In letzter Zeit gab es einige Kontroversen über das Thema Reifenalterung. Viele Leute würden gerne sehen, dass Hersteller und Händler entweder ein Verfallsdatum auf ihren Reifen anbringen oder das Alter jedes Reifens für die Verbraucher zum Zeitpunkt des Kaufs auf andere Weise deutlich kennzeichnen.

Das Thema spitzte sich Anfang dieses Jahres zu, als Maryland einen Gesetzentwurf debattierte, der von Reifenhändlern in Maryland verlangt, den Verbrauchern eine gedruckte Erklärung zu den Gefahren der Reifenalterung abzugeben, wenn sie verkaufe einen Reifen das mehr als drei Jahre nach dem Herstellungsdatum liegt.

Hier stehen mehrere und komplexe Probleme auf dem Spiel:

• Sollten Reifen eine deutlichere Datierung haben?
• Wann ist ein Reifen zu alt, um sicher zu sein?
• Sollte ein Reifen aus Altersgründen außer Betrieb genommen werden, auch wenn er noch eine Restlebensdauer hat?
• Soll ein neuer Reifen bei längerer Lagerung mit Warnhinweis oder gar nicht verkauft werden?

Die Wissenschaft des Alterns

„Reifen bauen sich hauptsächlich von innen nach außen ab, aufgrund der Permeation und Reaktion des unter Druck stehenden Sauerstoffs innerhalb der Reifenstruktur, mit Geschwindigkeiten, die proportional zur Temperatur sind.“ - Zusammenfassung der Entwicklungsforschung des NHTSA-Reifenalterungstests

Reifenalterung ist eine Frage der Oxidation. Wenn Gummi Sauerstoff ausgesetzt ist, trocknet er aus und wird steifer, was zu Rissen führt. Es geht in erster Linie darum, wie die inneren „Keilschichten“ des Gummis oxidieren.

Das Versteifen und Reißen von gealtertem Gummi kann dazu führen, dass sich die inneren Schichten des Reifens von den Stahlgürteln ablösen, anstatt sich mit dem Stahl zu biegen, wenn der Reifen unter Gewicht rollt.

Es gibt im Wesentlichen vier Hauptfaktoren, die bestimmen, wie schnell ein Reifen altert:

• Der Innenliner: Der Innenliner jedes Reifens besteht aus einer speziellen Butylkautschukmischung, die luftundurchlässig ist, um die Luft im Reifen dort zu halten, wo sie hingehört. Kein Innenliner ist vollständig wasserdicht, so dass aufgrund von Osmose immer etwas Luft langsam durch den Liner entweicht. Die Qualität des Innenliners bestimmt, wie viel Luft entweicht und damit wie schnell die Innenstruktur des Reifens mit Sauerstoff beaufschlagt wird.
• Sauerstoffkonzentration: Es ist ziemlich leicht zu erkennen, dass die Oxidationsraten zunehmen, wenn die Sauerstoffkonzentration höher ist. Dies bedeutet, dass ein montierter und mit Druckluft gefüllter Reifen viel schneller altert als ein Reifen, der nur gespeichert werden, da der Luftdruck in einem gefüllten Reifen um Größenordnungen höher ist und mehr Sauerstoff durch den Liner.
• Hitze: Die Oxidation von Gummi erfolgt bei hoher Hitze viel schneller als bei niedriger Hitze. Im Wesentlichen erhöht Wärme sowohl die Permeabilität als auch die Reaktivität von Sauerstoff, wodurch es sowohl für Sauerstoff einfacher ist, durch den Innenliner zu gelangen als auch mit dem Gummi im Inneren des Reifens zu reagieren.
• Verwendungszweck: Wenn ein Reifen gefahren wird, zirkulieren der Druck und die Biegebewegung die internen Öle durch den Gummi. Diese Öle schmieren den Innengummi und verhindern, dass er austrocknet und versteift. So sind Reifen, die weniger genutzt werden, oft anfälliger für Alterungseffekte.

Die Geschichte der Wissenschaft

• 1989 stellte der ADAC fest: „Auch Reifen, die gerade einmal sechs Jahre alt sind – obwohl sie nagelneu erscheinen – können ein Sicherheitsrisiko darstellen. Reifenexperten sagen sogar, dass Reifen schneller altern, wenn sie nicht benutzt werden.“
• 1990 haben Fahrzeughersteller wie BMW, Audi, Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz, Nissan und GM Europe unter anderem in der Bedienungsanleitung enthaltene Warnungen, dass Reifen, die älter als sechs Jahre sind, nur im Notfall verwendet und sofort ersetzt werden sollten möglich.
• Die British Rubber Manufacturer's Association stellte fest: „BRMA-Mitglieder empfehlen dringend, keine unbenutzten Reifen abzulegen wenn sie älter als 6 Jahre sind und alle Reifen 10 Jahre ab dem Datum ihrer Herstellung."
• 2005 fügten Ford, DaimlerChrysler und Bridgestone/Firestone Warnungen hinzu, dass Reifen nach 5 Jahren inspiziert und nach 10 Jahren ersetzt werden sollten. Michelin und Continental haben 2006 ähnliche Bulletins herausgegeben. Hankook tat dies 2009.

NHTSA-Forschung liefert Beweise

Im Jahr 2007 präsentierte der Forschungsbericht der NHTSA an den Kongress zur Reifenalterung klare Beweise für sowohl Reifenalterungsfehler als auch die übergroßen Auswirkungen anhaltender Hitze auf den Alterungsmechanismus.

• „Dieser Trend wurde bei der Analyse der Daten einer großen Versicherungsgesellschaft durch die NHTSA beobachtet… Es berichtete, dass 27 Prozent seiner Versicherungsnehmer aus Texas, Kalifornien, Louisiana, Florida und Arizona stammen. aber 77 Prozent der Reifenansprüche stammten aus diesen Staaten und 84 Prozent davon bezogen sich auf Reifen über 6 Jahre alt. Während Reifenversicherungsansprüche nicht unbedingt ein absolutes Maß für die Ausfälle aufgrund von Alterung sind, [sie sind] ein Hinweis dass eine große Anzahl von Reifenausfällen aufgrund der Auswirkungen anhaltend hoher Temperaturen auf die Reifen wahrscheinlich auftreten wird.“ - NHTSA-Forschungsbericht an den Kongress zur Reifenalterung

Als die NHTSA weitere Tests in Arizona durchführte, stellten sie nicht nur fest, dass Reifen eine zunehmende Ausfallrate aufwiesen mit zunehmendem Alter, insbesondere im Alter von etwa 6 Jahren, stellten sie auch fest, dass die Alterungsrate nur geringfügig geringer war Reifen.

• „Die DOE-Analyse bestätigt, dass die Laufleistung ein relativ unwichtiger Faktor bei [Ausfällen aufgrund] des Alterns im Vergleich zur Zeit war. Somit ist die Zeit, nicht die Laufleistung, der richtige Maßstab für die Reifenalterung... Neben Variationen von Hersteller zu Hersteller scheint die Reifengröße oder genauer gesagt das Reifenseitenverhältnis die Reifenalterungsrate zu beeinflussen. Reifen mit höheren Streckungsverhältnissen altern schneller als Reifen mit niedrigeren Streckungsverhältnissen.“ - Kautschukoxidation und Reifenalterung – ein Rückblick.
• „...die Ergebnisse unterstützen die Hypothese, dass Ersatzreifen während der Lagerung im Fahrzeug verschleißen können. Dies ist ein besonderes Problem, wenn es mit dem Reifendruck von Ersatzreifen voller Größe bei der Entnahme verbunden ist. Über 30 % der Pkw- und Leicht-Lkw-Reifen am Ersatzreifenstandort hatten einen Luftdruck unter den Mindestwerten der T&RA-Lasttabelle. Eine aktuelle Studie der Agentur prognostizierte, dass noch mehr als 50 % der Pkw auf der Straße in den USA. Nach 13 Dienstjahren, und mehr als 10 % werden auch nach 19. noch auf der Straße sein Jahre. Für leichte Tucks gehen diese Zahlen auf 14 bzw. 27 Jahre. Da nur wenige Verbraucher ihre vollwertigen Ersatzreifen ersetzen, wenn sie On-Road-Reifensätze ersetzen, haben vollwertige Ersatzreifen das Potenzial für eine sehr lange Lebensdauer. Dies ruft die logische Besorgnis hervor, dass ältere Ersatzreifen in voller Größe mit möglichen Leistungseinbußen im Notfall verwendet werden können, während sie deutlich zu wenig aufgepumpt sind.“ - NHTSA-Entwicklungsprojekt für Reifenalterungstests: Phase 1

Reifen mit höherer Geschwindigkeitsbewertung verschlechterten sich weniger – sogar auf Ersatzreifen.

• „Die Ergebnisse zeigten eine starke Korrelation mit der Geschwindigkeitsbewertung des Reifens, wobei die Reifen mit höherer Geschwindigkeitsbewertung mit zunehmendem Alter und zunehmender Laufleistung die geringste Leistungsfähigkeit verlieren.“ - NHTSA-Entwicklungsprojekt für Reifenalterungstests: Phase 1

Schlussfolgerungen

Wenn Sie seit fünf Jahren Reifen am Auto haben, sollten Sie sie auf Risse entlang der Seitenwand oder in den Profilrillen überprüfen, was auf Alterungsprobleme hinweisen würde. Wenn Sie seit sechs Jahren Reifen am Auto haben, sollten sie ersetzt werden.

Wenn Sie in Phoenix leben, sollten Sie nach maximal vier Jahren sowohl Ihre Reifen als auch Ihren Verstand überprüfen. Ersatzreifen sollten nach dem gleichen Zeitplan überprüft und ersetzt werden. Sie sollten auch überprüfen, bevor Sie einen verwenden. Da Ersatzreifen nicht oder nur selten verwendet werden, die Öle im Reifen nicht unter Druck zirkulieren und Kofferräume sehr heiß werden können, können Ersatzreifen besonders anfällig für Alterungseffekte sein.

Reifen können bei der Lagerung etwas altern, aber sie altern erst, wenn sie montiert und mit Luft gefüllt sind. Selbst wenn Sie einen neuen Reifen kaufen würden, der bereits drei Jahre alt ist, würde ich diese Jahre konservativ als halbe Jahre zählen und sagen, der Reifen hat noch 4,5 Jahre. Es müsste an Ihnen liegen, ob Sie denken, dass Sie so viele Jahre aus dem Tritt bekommen. Eine Lagerung unter heißen Bedingungen kann diesen Effekt jedoch etwas aufheben.

Um herauszufinden, wann der Reifen hergestellt wurde, müssen Sie ihn jetzt entschlüsseln Reifenidentifikationsnummer oder TIN. Viele sind für a lesbar Herstellungsdatum auf beiden Seitenwänden angebracht.

Niedrigere Seitenverhältnisse und höher Geschwindigkeitsbewertungen neigen dazu, mit einer längeren Lebensdauer zu korrelieren. Dies liegt wahrscheinlich an einer geringeren Oberfläche in der Luftkammer und einer besseren Konstruktion, insbesondere besseren Innenauskleidungen.