Waar is een autoband van gemaakt en welke is waarvoor geschikt?

Waar is een autoband van gemaakt en welke is waarvoor geschikt?

Ze bepalen al honderd jaar ons straatbeeld, zijn het enige contact van de auto met de weg en zijn daarom van groot belang voor het rijgedrag en de veiligheid van voertuigen. We hebben het over autobanden, ook wel banden genoemd. Dit laatste komt van het Griekse woord pneuma, wat lucht of adem betekent. Maar wat weet je eigenlijk over autobanden? Waaruit bestaat een moderne autoband? Wie heeft deze ingenieuze zwarte ‘patschers’ voor auto’s uitgevonden? Wat is precies het verschil tussen zomer-, winter- en vierseizoensbanden die de laatste tijd steeds populairder worden? En tot slot: wat betekent e-mobiliteit voor de bandenindustrie? Deze vragen worden in het volgende artikel beantwoord.

De luchtgevulde banden hebben we in principe te danken aan twee heren die in de 19e eeuw leefden en werkten. Een daarvan was Robert William Thomson, een Schotse ontwerper en uitvinder. Zo zijn de vulpen en de lintzaag, maar vooral de luchtband, op hem gebaseerd. Thomson werkte aan een wielsysteem dat meer comfort en tractie zou bieden dan de destijds conventionele koetswielen met hun ijzeren banden. Op 10 december 1845 kreeg hij uiteindelijk het Britse patent nr. 10990 voor zes maanden - voor het 'Aerial Wheel'. Het zogenaamde Thomson-wiel bestond uit een leren buis waarin een andere buis werd gestoken - deze bestond uit een luchtdicht canvasweefsel, gevulkaniseerd met rubber en vervolgens gevuld met lucht.

Dit werd mogelijk gemaakt dankzij een andere ingenieuze uitvinding van een Amerikaan: Charles Goodyear had een jaar eerder in de VS al patent gekregen op een proces om rubber te vulkaniseren. Vulkanisatie is het verhardingsproces waardoor een autoband zijn vorm krijgt. Ruw rubber wordt bij een bepaalde temperatuur en druk omgezet in elastisch rubber.

Als je in de geschiedenis van de banden kijkt, kom je onvermijdelijk een andere man tegen wiens naam vandaag de dag nog steeds een begrip is en die – net als Goodyear – onlosmakelijk verbonden is met de bandenindustrie: John Dunlop. Opmerkelijk genoeg was de Schot eigenlijk een dierenarts die in Dublin woonde. In zijn praktijk ontwikkelde hij apparaten en kwam hij rubber tegen. In 1887 (hij was toen 47 jaar oud) ontwierp Dunlop eindelijk zijn eerste luchtgevulde rubberen band.

Volgens de legende had hij hiervoor een heel bijzondere motivatie: hij wilde de driewieler van zijn zoon stiller en competitiever maken om tegen zijn vrienden te racen. Het Thomson-wiel was toen al in de vergetelheid geraakt (onder meer omdat het veel te duur was om te produceren). En dus had Dunlop er geen weet van toen hij in 1888 patent aanvroeg op de eerste luchtfietsband, een zeer vergelijkbare uitvinding. Het typische fietsventiel wordt tegenwoordig nog vaak Dunlop-ventiel genoemd.

Tot zover het oorsprongsverhaal. Nuttige bandenkennis gaat uiteraard verder dan dat. Waaruit bestaat een moderne autoband? In tegenstelling tot de meeste fietsbanden zijn de huidige autobanden meestal tubeless. Van buiten naar binnen gezien kan een autoband in twee hoofdelementen worden verdeeld: het loopvlak, ook wel loopvlak genoemd, en het karkas.

Dit laatste is de ondersteunende onderbouw, het raamwerk van een band. Het bestaat meestal uit twee lagen, een weefsellaag (textielkoordinzet) van met rubber bekleed rayon (kunstzijde) of polyester en een binnenlaag van rubber, met name butylrubber (wat op zijn beurt de korte naam is voor isobuteen-isopreenrubber, een polymeer uit de groep van synthetische rubbers).

Bij radiaalbanden (ook wel radiaalbanden genoemd) bestaat het weefsel ook uit staalkoorden (dit noemen we steel belt radiaalbanden). Daarover gesproken: radiaalbanden hebben de diagonale banden al lang vervangen. Deze laatste waren tot in de jaren zestig gebruikelijk in personenauto's. Ze hebben verschillende diagonaal gekruiste karkaslagen. Tegenwoordig worden diagonale banden vrijwel alleen in de landbouw of op oldtimers gebruikt. Zonder dat veel mensen het weten, gaat de uiteindelijk winnende technologie van de radiaalband terug naar Michelin. Het Franse bedrijf registreerde er in 1946 een patent voor. Michelin Dit bracht een revolutie teweeg in de bandenconstructie. Zelfs de eerste radiaalbanden gingen ruim twee keer zo lang mee als diagonale banden.

Terug naar het karkas: De binnenkant is gevuld met lucht en wordt afgedicht door de binnenlaag. Dit betekent dat de binnenlaag de binnenband vervangt bij moderne tubeless banden. De binnenlaag (ook wel binnenvoering genoemd) bestaat uit een speciale rubberlaag. Het zorgt ervoor dat de lucht niet naar buiten diffundeert.

En tot slot is er nog de bandhiel als onderdeel van het karkas. De hiel vormt de binnenring van de band en zorgt voor een strakke verbinding tussen band en velg. Het bestaat uit drie delen: De versteviging van nylon of aramide, een sterke, hittebestendige kunstvezel, zorgt voor rijstabiliteit en maakt nauwkeurig stuurgedrag mogelijk. Het kernprofiel is een stabiliserende wig van synthetisch rubber, die dezelfde taken vervult als de hielversterking en ook een beslissende invloed heeft op het doorbuigcomfort. En tot slot de kern: deze bestaat uit staaldraad ingebed in rubber, wat ervoor zorgt dat de band stevig op de velg zit.

Het loopvlak, het tweede hoofdelement van een band, zorgt voor de verbinding met de weg. Het loopvlak bevat het loopvlakontwerp (loopvlakblokken en groeven) en lamellen, die verschillend zijn ontworpen afhankelijk van de zomer- of winterbanden. Het is gemaakt van natuurlijk of synthetisch rubber. De loopband bestaat uit drie delen: de kap (dit is het deel, het deel van de band dat het meeste contact maakt met de weg), de basis (deze bevindt zich onder de kap, vermindert de rolweerstand en absorbeert de schokoverdracht naar het karkas) en het zijdeel (deze bevindt zich aan de buitenkant van het loopvlak en vormt de overgang naar de zijwand).

De zijwand vertegenwoordigt op zijn beurt de externe bescherming van het karkas. Het is via het zijdeel verbonden met het loopvlak en is gemaakt van natuurlijk rubber. Onder het loopvlak bevinden zich nog twee lagen: de spoelverbanden (bestaande uit een nylonkoord ingebed in rubber) en de gordellagen met staalkoord (zij geven de band zijn sterkte, waardoor de stabiliteit en het kilometerrendement toenemen en de rolweerstand wordt verminderd). 

Zoals uit al deze uitspraken blijkt, hebben moderne autobanden een complexe structuur. Dit verklaart ook het verschil tussen de producten van verschillende fabrikanten. Premiumkwaliteit begint bij de gebruikte grondstoffen (van staal tot rubber tot diverse chemicaliën), gaat verder bij de productie en eindigt uiteindelijk bij de kwaliteitscontrole.

Maar waar bestaat een band precies uit, uit welke materialen en welke verhoudingen? Continental heeft dit voor zijn best verkochte zomerband als volgt onderverdeeld:

Rubber (natuurlijk en synthetisch rubber): 41%
Vulmaterialen (roet, silica, koolstof, krijt, etc.): 30%
Verstevigingsmaterialen (staal, polyester, rayon, nylon): 15%
Weekmakers (oliën en harsen): 6%Chemische stoffen voor vulkanisatie (zwavel, zinkoxide, enz.): 6%
Stoffen die veroudering tegengaan en andere chemicaliën: 2%

Een band bestaat voor 41 procent uit rubber. Het is niet verrassend dat rubber de belangrijkste grondstof is. Omgekeerd betekent dit ook dat meer dan de helft van een band uit andere materialen bestaat.

Het duurt overigens twee tot drie jaar om een ​​nieuwe band te ontwikkelen voordat deze klaar is voor de markt. Bovendien wordt de industrie geconfronteerd met het feit dat de verscheidenheid aan modellen en afmetingen explosief groeit. Volgens interne schattingen van een grote bandenfabrikant werd in 2005 ongeveer 80 procent van de markt gedekt door 153 verschillende bandenmodellen. Tegenwoordig zijn er al 323 varianten en in 2027 zullen dat er waarschijnlijk 524 zijn. Dit maakt processen ingewikkelder en tijdige levering aan klanten een uitdaging. Ook voor professionals is dit belangrijk om over na te denken en onderdeel van de relevante bandenkennis in 2022.

Het rubbermengsel is cruciaal voor het rijgedrag en de juiste grip op verschillende ondergronden. Het beïnvloedt hoe intens de wrijving tussen de banden en de grond is en hoe goed het contact van het voertuig met de grond is. Slechte grip kan de remweg vergroten, waardoor de kans op een ongeval groter wordt. De grip wordt beïnvloed door de ondergrond, de rubbersamenstelling, de juiste bandenspanning, de profieldiepte en daarmee de kilometerstand, maar ook de leeftijd van de band. “Als er sprake is van hoge bandenslijtage, kan ook een verhoogd brandstofverbruik worden verwacht”, aldus de website van bandenfabrikant Continental.

Theoretisch zou er voor elke rijsituatie de meest geschikte band zijn. Dit is duidelijk zichtbaar in de Formule 1, waar banden tijdens een race vaak meerdere keren worden verwisseld en vaak als reactie op veranderende rijomstandigheden. Dit is natuurlijk niet praktisch in het dagelijks leven. In Midden-Europa is er echter een essentieel verschil dat zich elk jaar herhaalt: dat tussen zomer en winter. De rubbercompounds van de zomer- en winterbanden zijn optimaal afgestemd op de betreffende externe omstandigheden.

Zomerbanden zijn ontworpen voor wegomstandigheden zonder sneeuw en ijs. Hun rubbermengsel wordt zelfs bij hoge temperaturen niet te zacht en de slijtage is relatief laag bij hoge snelheden. Naarmate de profieldiepte afneemt, verslechtert het gedrag in de regen. De wet schrijft daarom een ​​profieldiepte van minimaal 1,6 mm voor, maar autoclubs adviseren voor zomerbanden minimaal 3 mm profieldiepte.

Winterbanden (M+S-banden) zijn ontworpen voor winterse wegomstandigheden. Ze beschikken over een rubbermengsel dat ook bij lage temperaturen voldoende elastisch is om voldoende krachtoverbrenging te realiseren. Winterbanden zijn gemarkeerd met het M+S-symbool (Engels voor modder en sneeuw). Het loopvlakpatroon, de loopvlakcompound of de structuur zijn in de eerste plaats ontworpen om betere rij- en tractie-eigenschappen op sneeuw te bereiken. Ook hier gaan de hechteigenschappen achteruit naarmate de profieldiepte afneemt. In Oostenrijk moet een winterband daarom een ​​profieldiepte van minimaal 4 mm hebben, waaronder de band als zomerband wordt beschouwd. 

All-season banden (ook wel all-weatherbanden genoemd) kunnen zowel in de zomer als in de winter gebruikt worden. Ze vertegenwoordigen een compromis tussen zomer- en winterbanden. Ze worden vooral gebruikt in landen waar tussen de seizoenen kleine temperatuurverschillen bestaan.  

Het profiel van all-weather banden combineert de twee verschillende groeven van zomer- en winterbanden, zodat de longitudinale groeven die nodig zijn voor hogere temperaturen en in natte omstandigheden kunnen worden gevonden, evenals de profielbloktanden die grip bieden op gladde sneeuw en ijs. Vooral op het gebied van all-season banden, dat dankzij de grote vraag sinds enkele jaren een echt groeisegment is, wordt het kaf van het koren gescheiden. Goedkope merken presteren meestal slecht in relevante tests, maar een paar bekende fabrikanten hebben naam kunnen maken. Daartoe behoren naast merken als Goodyear en Continental ook de Nederlandse fabrikant Apollo Vredestein, die voor zijn Quatrac all-season band al talloze onderscheidingen heeft ontvangen. 

De eigenschappen van all-season banden zijn uiteraard een compromis: op sneeuw komen ze niet in de buurt van de eigenschappen van goede winterbanden en in de zomer hebben ze – vanwege hun inherent zachtere rubbercompound – een hogere slijtage en daardoor een iets hoger brandstofverbruik. Volgens Harald Kilzer, directeur van Apollo Vredestein Oostenrijk, zijn vierseizoensbanden zelfs in de Alpenrepubliek gerechtvaardigd, maar alleen in niches: “Dit is in stedelijke gebieden, voor onregelmatige bestuurders of zelfs voor tweede en derde voertuigen”, zegt hij. Bovendien is het land te klein en zijn de regionale verschillen te groot. "Elke Wener gaat wel eens skiën. En daarvoor heb je duidelijk een zomer- en een winterband nodig", legt Kilzer uit.

All-terrain banden mogen niet worden verward met of gelijkgesteld met all-season banden. Ze behoren tot het offroad-bandensegment en kunnen – zoals de naam al doet vermoeden – zowel offroad als op asfalt worden gebruikt.

“De juiste selectie hangt af van individuele criteria”, legde Holger Rehberg, Product Manager Goodyear Dunlop Tyres Duitsland, onlangs uit aan KFZwirtschaft: “Dit omvat onder meer de jaarlijks gereden kilometers, de voertuigcategorie en -sterkte, maar ook het individuele rijgedrag.” Voor voertuigbezitters die minder dan 10.000 km per jaar rijden en vooral in stedelijke gebieden reizen, is een all-season band soms een goed alternatief, zegt Rehberg. Maar als u voor uw werk door Oostenrijk of Duitsland reist of op wintervakantie gaat, raadt de expert winterbanden zeker aan.
Goodyear biedt trouwens een gratis exemplaar online aan  Bandenquiz. Onder het motto: "Welk type band heb je? Met zes adviesvragen" kunnen chauffeurs door het beantwoorden van zes vragen snel en eenvoudig te weten komen of ze voor all-season banden of voor winterbanden moeten kiezen.

En waar moet u bij elektrisch rijden rekening mee houden? Een band is een band, de aandrijving maakt niet uit? Je zou denken. Maar dat is niet het geval. Door de accu’s zijn elektrische auto’s aanzienlijk zwaarder dan auto’s met verbrandingsmotor en beschikken ze over een relatief hoog koppel, wat resulteert in een directe, krachtige acceleratie. Uiteraard zorgen beide eigenschappen voor een hogere belasting van de banden. En dan is er nog de kwestie van bereik, die van cruciaal belang is. Een lagere rolweerstand is hiervoor gunstig.

“We hoefden het wiel niet opnieuw uit te vinden, maar we hebben wel veel aspecten van de band zoals wij die kennen heroverwogen om optimale prestaties te bereiken”, zegt de Duitse fabrikant Continental. Naast goede grip en lage rolweerstand moet het rubbermengsel dat voor elektrische voertuigen wordt gebruikt ook maximale robuustheid bieden. Bij Conti heet het resultaat van relevant onderzoek EcoContact6, een band speciaal ontworpen voor elektrische voertuigen.

“Eigenaren van puur elektrische auto’s doen er goed aan om bij de aankoop van nieuwe banden de overeenkomstige originele uitrusting te gebruiken”, zegt Lars Netsch, bandenexpert bij TÜV SÜD. Vooral in de stad en in het matig snelle intercityverkeer hebben de E-types voordelen. Volgens de bandenfabrikanten kan de lagere rolweerstand resulteren in een actieradius die tot 8 procent groter is. 

Er wordt veel onderzoek gedaan op het gebied van autobanden, en niet alleen vanwege de opkomende e-mobiliteit. De banden van de toekomst zullen steeds intelligenter worden (ze zijn verbonden met de auto), duurzamer en duurzamer (recycling is een groot probleem). Er wordt ook gewerkt aan airless banden. Je kunt de meest opwindende toekomstige trends zien  hier. 

Over duurzaamheid gesproken: niet elke defecte band hoeft meteen vervangen te worden door een nieuwe; soms kan het gemakkelijk worden gerepareerd. Je kunt doen waar rekening mee gehouden moet worden  hier  lees het en verkrijg vervolgens uw kennis in één  eLearning  eenvoudig en eenvoudig controleren. 

Achter al deze ontwikkelingen schuilt een industrie met miljarden omzet. De  grootste bandenfabrikant ter wereld  zijn Michelin en Bridgestone, die elk een jaarlijkse omzet van ongeveer 20 miljard euro uit autobanden genereren. Continental volgt op de derde plaats. Alleen al met zijn bandendivisie genereerde de Duitse toeleveranciersgigant in 2020 een omzet van ruim tien miljard euro.