Geschiedenis van de luchtband
De luchtband is een uitvinding die van groot belang is geweest voor ons hedendaags vervoer. De voertuigen die wij gebruiken zouden aanmerkelijk minder comfortabel en waarschijnlijk ook minder populair zijn geweest als ze geen banden hadden om de oneffenheden in de weg voor ons af te vlakken. De fiets was in dit kader het eerste voertuig waarop luchtbanden succesvol werden toegepast. Dat zou echter niet zo goed zijn gelukt als er geen bruikbaar rubber was gekomen en geen ventiel.Artikelindeling
- Geschiedenis rubber
- De twee uitvinders van de luchtband
- Fabricage en ontwikkeling; Dunlop versus Michelin
- Het ventiel
- Banden gemotoriseerd vervoer
Geschiedenis rubber
De luchtband was dus nooit uitgevonden als er niet eerst belangrijke verbeteringen waren bedacht voor de productie van rubber. Van nature is rubber namelijk te zacht voor de meeste toepassingen. Vanwege de ongewone elasticiteit van het materiaal zijn wetenschappers echter toch blijven zoeken naar manieren om het steviger en harder te maken.
Bron: AxelBoldt, Wikimedia Commons (Publiek domein)In 1770 ontdekte de Chemicus Joseph Priestley toevallig dat rubber potloodstrepen kon verwijderen. In de vorm van 'vlakgom' vond het aldus zijn eerste belangrijke toepassing in de moderne tijd. Het woord 'rubber' is ook afgeleid van het Engelse werkwoord 'to rub' dat 'wrijven' betekend. In Nederland werd het materiaal ook bekend onder de naam 'gummi'.
In 1839 vond de Amerikaan Charles Goodyear een proces uit waarmee hij rubber kon vulkaniseren. Daartoe maakte hij een mengsel van rubber met zwavel en loodwit dat hij vervolgens verhitte. Daardoor werd het materiaal al steviger.
Dit proces werd in 1844 verbeterd door Ernst Hancock, die behalve de zachte variant ook een harde vorm van rubber wist te creëren. Nu waren er veel meer toepassingen mogelijk en nam de vraag naar rubberen producten rap toe.
De twee uitvinders van de luchtband
Al sinds 1791 werden er massieve rubberbanden gemaakt, maar deze waren van slechte kwaliteit. Pas na het verbeterde fabricageproces van rubber nam ook de kwaliteit van dergelijke banden iets toe.Vrij kort na de uitvinding van Hancock kwam de Engelsman Robert Thomson als eerste op het idee om een band te maken waar je lucht in kon pompen. Deze banden waren, net als de eerste massieve banden, bedoeld voor de wielen van koetsen. Thomson kreeg in 1845 het patent in Engeland, in 1846 in Frankrijk en 1847 in de Verenigde Staten. De Londense wagenmakers 'Whitehurst & Co.' wilden de nieuwe vinding wel op hun rijtuigen proberen. Het was een voortvarend begin, maar het zou toch uitdraaien op een teleurstelling. De luchtband sloeg totaal niet aan en raakte in de vergetelheid.
De Schotse veearts John Boyd Dunlop was niet bekend met deze geschiedenis toen hij veertig jaar later de luchtband opnieuw uitvond. Dunlop leefde in een tijd dat een relatief nieuw voertuig dat wij tegenwoordig kennen als de 'fiets' een groeiende populariteit genoot. In 1885 was net de 'Rover veiligheidsfiets' op de markt gekomen. Dat was de eerste versie van de fiets zoals wij die min of meer nog steeds kennen. Dit rijwiel was vaak voorzien van massieve rubber banden, een gewoonte die gedurende het tijdperk van de hoge bi opgang had gekregen.
Zoontje Dunlop op eerste fiets met luchtbanden / Bron: Onbekend, Wikimedia Commons (Publiek domein)In eerste instantie verving hij de massieve band door een vel opgerold rubber, dat al veerkrachtiger was. Niet veel later kreeg hij een beter idee. Hij maakte een holle slang van gummi en blies deze op met een voetbalpomp. Daarna draaide hij de band om de houten velg en omwikkelde deze met stroken zeildoek. vervolgens kwam op het loopvlak een strook rubber voor de stevigheid. Aldus was de eerste luchtband gemaakt voor een fiets een feit.
In de jaren die volgden perfectioneerde Dunlop zijn vinding en in 1888 kreeg hij tenslotte het patent. Een patent dat na een paar jaar al zijn waarde zou verliezen, toen dat van Thompson werd teruggevonden. Toch zou Dunlop het op zakelijk gebied beduidend beter stellen dan zijn voorganger.
Fabricage en ontwikkeling; Dunlop versus Michelin
De fietsconstructeurs R.W. Edlin en Finley Sinclair uit Belfast wilden de nieuwe uitvinding wel toepassen op een aantal van hun fietsen. Vervolgens organiseerden ze de promotie door een aantal bekende Britse wielrenners te contracteren. Deze zouden de voordelen van de fiets op luchtbanden demonstreren aan het publiek. In dit kader wist wielrenner W. Hume tijdens wedstrijden op Queens College in mei 1889 de toeschouwers te amuseren met zijn 'puddingbanden'. Afgezien daarvan won hij ook de wedstrijden. Dat werd gezien door papierfabrikant Harvey du Cros, die de patentrechten van Dunlop opkocht. Er kwam een 'Pneumatic Tyre Company' in Belfast, die vanaf 1896 toch 'Dunlop' zou gaan heten. Deze fabriek deed het goed en wist zich op de Britse eilanden te verzekeren van een zeer dominante positie.Aan de overkant van het kanaal, in het fietsminnende Frankrijk, stond echter wél een belangrijke concurrent op. In 1889, nog maar een jaar na het patent van Dunlop, bedacht Edouard Michelin uit Clermont-Ferrand al een eenvoudiger type luchtband. Dat was een band die niet omwikkeld hoefde te worden met een extra mantel, maar zo op het wiel geplaatst kon worden. Dat maakte het een stuk gemakkelijker om de band te monteren en te repareren. Geen overbodige luxe aangezien de eerste generatie luchtbanden veel vaker lek raakten dan wij gewend zijn.
Charles Terront / Bron: Henri Meyer, Wikimedia Commons (Publiek domein)Dat wilde echter niet zeggen dat Dunlop zich bij de situatie neerlegde. Al snel kwamen ze met een nieuwe draadbandconstructie welke nog gemakkelijker te monteren was dan die van Michelin. Later zouden ze het gladde oppervlak van de band ook nog vervangen door een loopvlak met profiel.
Wat dan weer niet betekende dat Michelin ondertussen stil was blijven zitten. Zelf kwamen ze in 1892 met de verwisselbare binnenband. Hierdoor werd de tijd die een reparatie van een lekke band kostte, teruggebracht van een half uur naar vijf minuten. Er kwam ook een wedstrijd, de Course Michelin, een race over 400 kilometer tussen Parijs en Clermont-Ferrand, die de nieuwe band moest promoten. Helaas echter voor Michelin wist Dunlop zich tijdens deze wedstrijd minstens evengoed te manifesteren en won de concurrent een belangrijk aandeel van de markt terug.
Het ventiel
Ondanks de successen dachten veel mensen lange tijd toch niet dat de luchtband veel toekomst had. Dat had alles te maken met het vele lek rijden. Ondanks de afneembare band bleef het een lastig karwei de banden te repareren en op te pompen, zeker als je onderweg was.Dat zou worden verholpen door een andere uitvinding die het gebruiksgemak van de fietsband er nog eens behoorlijk op vooruit deed gaan: het luchtventiel. Dit werd in 1890 bedacht door de Engelsman Wood, die daar nooit het krediet voor heeft gekregen dat hij eigenlijk verdiende.
Met de toevoeging van het ventiel was de luchtband echter compleet en geschikt voor gebruik op grote schaal. En met de
luchtband was de Rover veiligheidsfiets ook compleet en geschikt voor het grote publiek. De opmars van de fiets als vervoersmiddel kon nu pas echt beginnen.
Banden gemotoriseerd vervoer
De wielen van de eerste auto's die vanaf 1885 rondreden leken sterk op de wielen van fietsen of koetsen en droegen vergelijkbare luchtbanden. Later werden deze banden echter steeds breder en werden de eisen voor deze luchtbanden anders. De krachten die door auto's, motoren en later ook vrachtwagens, bussen en vliegtuigen op hun banden worden uitgeoefend zijn tenslotte vele malen groter dan bij een fiets het geval is. Dat komt niet alleen door het gewicht van deze voertuigen, maar ook door de hogere snelheden, het remmen en druk die er ontstaat als je door een bocht rijdt.In het begin gebruikte men soms toch weer massieve banden maar dat was wederom geen bevredigende oplossing. Daarom ontwikkelde men de diagonaalband. Om de krachten goed te weerstaan is het voor autobanden van belang hoe het karkas waar het rubber op wordt aangebracht is gemaakt. Bij de diagonaalband bestaat het karkas uit gevlochten staaldraden of vezels van nylon, rayon of polyester die schuin op de rijrichting van het wiel staan. Een verstevigingsgordel in de looprichting van het wiel doet de rest. Een probleem met deze banden was echter dat er tamelijk veel wrijving was tussen de verschillende lagen, waardoor zowel het karkas als het rubber snel sleten. Al speelde dit probleem bij de auto meer dan bij andere vormen van gemotoriseerd verkeer, omdat de wielen van andere voertuigen een beter contact met de weg hebben.
In 1946 kwam Michelin met de radiaalband om het probleem te verhelpen. Bij deze band staan de koordlagen van het karkas haaks op de rijrichting. Dat maakt de radiaalband feitelijk zwakker dan de diagonaalband, maar het is juist dat gebrek aan stugheid dat als voordeel kon worden gebruikt. Het autowiel werd er beter bestuurbaar door en paste zich beter aan de wegligging aan. De interne wrijving was nu een stuk minder. Wil men de stevigheid van deze banden toch groter hebben, kan er een extra gordel van staaldraden worden toegevoegd. Dan krijg je een staalgordelband. Later werden door allerlei verbeteringen radiaalbanden ook geschikt gemaakt voor motoren en vrachtauto's.
Dat de concurrentiestrijd tussen de verschillende fabrikanten als Goodyear, Dunlop, Michelin en het Italiaanse Pirelli inmiddels op volle gang was, blijkt wel uit het feit dat de samenstelling van het rubber dat men gebruikte een fabrieksgeheim werd van de hoogste orde. Iets dat nog steeds het geval is.
