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Elektrostatik
Einführung
Vor ca. 100 Jahren (LeBlanc 1916) wurde festgestellt, dass, wenn freies Material in einen rotierenden Körper eingeführt wird, jede Unausgewogenheit automatisch korrigiert wird.
Dieser Ausgleichsprozess wird schon seit Jahren erfolgreich in der Reifenindustrie angewandt.
(Fogal 1991, Heffernan 1998) Beim Ausgleichen von Fahrzeugreifen tritt das Problem auf, dass, wenn das Fahrzeug anhalten muss, das eingeführte Material sich zum unteren Teil des Reifens bewegt. Dieses Material fängt dann nur wieder an zu arbeiten, wenn das Fahrzeug wieder in Bewegung kommt. In der Zwischenzeit bis zur erneuten Wuchtung kann die Unwucht noch stärker sein als ohne Wuchtung. Das freie Material kann sich auch im Reifen umsetzen, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt oder beschleunigt. Optimal wäre, wenn das sich das eingeführte Material immer an der korrekten Stelle befinden würde. Dieses Dokument beschreibt ein solches System, das in LKW Reifen nachgewiesen wurde. Dieses Material besteht aus kugelförmigen Auswuchtperlen, die die Eigenschaft haben sich durch den Kontakt mit dem Reifen elektrostatisch aufzuladen. Dies wiederum ermöglicht, dass sich das Material an der inneren Wand des Reifens befestigt und an der notwendigen Stelle bleibt, auch wenn das Fahrzeug stehen bleibt oder die Geschwindigkeit verringern muss.
Radauswuchtung
Wenn eine bestimmte Menge von Auswuchtperlen innerhalb eines rotierenden Körpers, wie einem LKW Reifen, gelegt wird, bewegen sie sich durch Zentrifugalkraft automatisch zur balancierten Position, wie auf Abbildung 1 gezeigt wird. Auf der oberen Seite der Abbildung ist zu sehen, dass weitere Kräfte rund um den Schwerpunkt entstehen wenn ein Körper zu
rotieren beginnt. Auf der unteren Seite der Abbildung erkennt man, dass wenn ein rotierender Körper, wie ein LKW Reifen, Auswuchtperlen enthält, diese sich gegenüber des Schwerpunktes befestigen und ihn dann völlig ausgleichen. Überschüssige Mengen werden gleichförmig im Inneren des Reifens verteilt. Auf dieser Weise kann eine vollkommene dynamische und statische Auswuchtung des Reifens erreicht werden. Das einzige Problem ist es, die Auswuchtperlen an ihrem Platz zu halten, sobald die Auswuchtung erreicht wird.
Abbildung 1: Mit Auswuchtperlen ausgewuchteter Reifen
Wenn der Reifen zu rollen beginnt, sind die Counteract Microperlen wegen der Fliehkraft gleichmäßig an der Innenwand verteilt. Durch die Bewegung im Reifen ist die Elektrostatische Haftung entstanden.
Sobald die Fliehkraft an dem unausgewuchteten (schweren) Punktes größer wird und die Federungen das Rad hoch und runter schwanken lässt, werden die Counteract Microperlen wegen der Trägheit in die Gegenrichtung der vertikalen Schwankungen wandern.Die Counteract Microperlen verstreuen sich gleichmäßig, bis der ganze Reifen und Radbau voll ausgewuchtet ist. Counteract Microperlen sind ein umweltfreundliches Produkt und es reagiert nicht mit bekannten chemischen Produkten. Diese einzigartigen Eigenschaften geben das Beste aus zwei Welten her: die mechanische Auswuchtung, wie bei Gewichten, und die automatische Verschiebung der internen Auswuchtungselemente.
Triboelektrische Aufladung
Wenn zwei unterschiedliche Materialien in Kontakt kommen, entsteht immer eine Ladungsübertragung, so dass ein Material Elektronen aufnimmt und Positiv geladen wird. Diese Verhältnisfähigkeit von Materialen wird Berührungselektrische Spannungsreihe genannt. Diese wird in der Tabelle 1 dargestellt. Beim Kontakt, eines oben stehendes Materials auf der Tabelle, mit einem unteren stehenden Material auf der Tabelle, wird der Erste positiv geladen. Zum Beispiel, wenn Gummi mit Polyvinylchlorid (PVC) in Kontakt kommt, wird der Gummi positiv geladen und das PVC negativ geladen. Jedoch, wenn Gummi in Kontakt mit Glas kommt, wird der Gummi negativ und das Glas positiv geladen. Gegensätzliche Ladungen ziehen sich an, wodurch Counteract Auswuchtperlen an der Innenseite des Reifens „kleben“ können.