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Truckreifen selbst gemacht

Mittwoch, 02.06.2021 von Herwig Lorenz Truckreifen selbst gemacht

Möglichkeiten und Erfahrungen

Vor mehr als 20 Jahren las ich einmal den Rat, erst die passenden Reifen zu beschaffen, bevor mit dem Bau eines Truckmodells begonnen werden sollte. Dieser Rat war wahrscheinlich der Tatsache geschuldet, dass zur damaligen Zeit das Angebot an Modellreifen äußerst dürftig war. Das hat sich heute glücklicherweise geändert. Das Angebot an Truck- und Baumaschinenreifen ist heute breit gefächert und in den gängigen Maßstäben fast unübersichtlich groß.

Deshalb nehme schon einen Teil meines Resümees vorweg: Wer heute seinen Wunschreifen mit seinem Wunschprofil in der richtigen Größe zu einem angemessenen Preis im Handel kaufen kann, sollte das tun und muss nicht weiterlesen. Kann er das nicht, dann könnte er im folgenden Text die Lösung finden.

Genau das war mein Problem, als ich für ein geplantes Modell eines 6×6-Magirus-Jupiter aus dem Jahr 1967 im Maßstab 1:12 trotz intensiver Suche nicht die maßlich passenden Reifen mit dem authentischen Militärprofil finden konnte. Und das Reifenangebot, das mit Kompromissen gepasst hätte, hat mich dann schlussendlich mit Kosten verschreckt, die mein gesamtes Budget für das geplante Modell schon fast aufgefressen hätten.

In Internetforen gibt es einige Beiträge zum Thema Reifen allgemein und wie vorhandene Reifen dupliziert werden können. Aber praktisch keine Beiträge befassen sich mit Truckreifen, die ein selbst hergestelltes Modell als Reifenbasis haben. Ich habe mich deshalb in das Abenteuer gestürzt, meine Wunschreifen selber herzustellen. Dass es tatsächlich ein Abenteuer werden würde, war mir allerdings anfangs nicht klar.

Von der Theorie her ist alles ganz einfach. Man stellt ein Modell des Reifens her, formt dieses ab und gießt dann darin mit einem geeigneten Material den Reifen ab. Als Reifenmaterial wird immer wieder von Ebalta 951 gesprochen, einem schwarzen, gießfähigen, gummiartigen Polyurethan. Das wollte ich auch verwenden. Damit begannen aber schon die ersten Schwierigkeiten. Das Material wird vom Hersteller nicht mehr an Privatpersonen verkauft. Bei anderen PUs sind Gebindegrößen ab 8 kg und darüber erhältlich oder die Materialien sind nicht schwarz oder sehr teuer. Meine Anfrage auf Kleinmengenbezug bei zwei anderen möglichen Herstellern wurde überhaupt nicht beantwortet. Schlussendlich fand ich doch noch einen Händler (www.kunstharzshop.de), der zu einem akzeptablen Preis von unter 20,- €/kg liefern konnte, wo ich dann auch 2 kg und das passende Trennmittel bestellte.

 

Reifenmodell herstellen

Bei meinem ersten Reifenmodell habe ich mich für eine Ausführung in zwei Hälften entschieden, um das spätere Abformen zu erleichtern und weil meine Reifen nicht nur „eine Schokoladenseite“ haben sollten. Dazu wurden zwei Scheiben aus einem alten PP-Schneidebrett mit einem Loch im zukünftigen Felgendurchmesser minus 2 mm versehen und mit zwei Stiften gegen Verdrehen gesichert. Dann auf einem Kern aus Alu zusammengespannt und auf der Drehbank nach Originalmassen gedreht. Das Militärprofil ist glücklicherweise recht simpel, so dass auch die je Seite 30 Einkerbungen für die Profilstollen auf der Fräse und mithilfe des Teilkopfes eingebracht werden konnten. Der dazu benötigte konische Fräser wurde aus Silberstahl selbst gefertigt und gehärtet. Obwohl PP die lobenswerte Eigenschaft hat, sich von Haus aus nicht mit anderen Materialien wie z.B. mit dem Abformsilikon zu verbinden, war das trotzdem nicht die beste Wahl. Die sich bei der Bearbeitung von PP immer bildenden Grate sind nur mühsam zu entfernen, wobei immer die Gefahr besteht, dass dabei die Kanten beschädigt werden.

Ein späteres zweites Modell wurde aus transparenten PS-Platten (die waren gerade verfügbar) gefertigt. Das war zwar auch nur die zweitbeste Wahl, weil dieses Material auf die Lösungsmittel in Trennmitteln mit Spannungsrissen reagieren kann. Aber immerhin gelangen damit trotzdem die Abformungen der Reifenform. Mein Modell hat dabei sehr gelitten, aber durchgehalten. Zukünftige Reifenmodelle werde ich deshalb aus Alu oder einem anderen Material fertigen, das bei der Bearbeitung keinen oder nur einen geringen Grat erzeugt und nicht böse auf Trennmittel reagiert. Also vorher testen!

 

Reifenform herstellen (Silikon)

Jetzt ging es ans Abformen der beiden Hälften des Reifenmodells. Gängige Abformsilikone sind mit Preisen von 30,- €/kg und darüber sehr teuer und nach Anbruch der Gebinde nicht mehr lange haltbar. Da ich bei Abformungen von Figuren bereits gute Erfahrungen mit Baumarktsilikon aus Kartuschen (Preise um 2,- €/Stück) hatte, das mit normaler Haushaltsmaisstärke vermischt wird, sollte das auch diesmal gelingen. Die Maisstärke hat in Verbindung mit dem Kartuschensilikon die Eigenschaft, die Vernetzung/Aushärtung rasant zu beschleunigen und das auch bei Wandstärken von mehreren Zentimetern, was ohne Stärkezusatz Monate dauern kann. Außerdem lässt sich über den Stärkeanteil die Härte/Weichheit beeinflussen.

Das Vermischen von Silikon und Stärke funktioniert am besten nach dem „Prinzip Brotteig" kneten. Also die Stärkemenge nach Augenmaß auf einer geeigneten Unterlage wie Mehl verteilen und dann die gewünschte Menge Silikon aus der Kartusche darauf verteilen. Dann das Ganze mit einem Spachtel mehrfach umwälzen und falten. Dadurch wird schon eine grobe Vermischung erreicht. Zum Schluss folgt die Vermischung zu einer homogenen Masse, indem die Masse mehrfach mit dem Spachtel dünn und flach auf der Unterlage ausgestrichen und wieder zusammengeschoben wird. Diese Art des Mischens entspricht dem Kalandrieren auf einem Walzenstuhl, wie es in der Gummiindustrie angewendet wird. Die Friktion innerhalb des Gemenges sorgt für eine feine homogene Vermischung. Ich verwende normalerweise etwa 1 bis 2 Volumenanteile Stärkemehl auf 10 Volumenanteile Silikon (nach Augenmaß).

Nach dem Vermischen bleiben jetzt ca. 5 Minuten Zeit, die Silikon/Stärkemischung (ich nenne es einfach mal Stärkesilikon) mit dem Spachtel fest auf das mit Trennmittel behandelte Modell und tief in dessen Rillen und Vertiefungen zu drücken und eine ca. 5 mm dicke Schicht darum zu verteilen. Wenn die Profilrillen des Modells sehr tief sind, hat es Vorteile, diese erst mit unvermischtem Silikon und der feinen Spitze der Handpresse vorzufüllen und dann das ganze Modell mit einer 1 bis 2 mm dicken unvermischten Silikonschicht zu umhüllen. Dickere Schichten verlängern das Abbinden wesentlich. Der Vorteil beim Vorfüllen mit unvermischtem Silikon ist die im Vergleich zum „schnelleren" Stärkesilikon wesentlich längere Zeit bis zum Anfang der Vernetzung.

Ist diese Schicht nach etwa 1 bis 2 Stunden fest, wird ein Ring (z.B. der Abschnitt eines PP-Abwasserrohres) um das Modell zur Abstützung gelegt und der gesamte Raum darum mit einer Stärkesilikon-Mischung aufgefüllt. Nach etwa 3 bis 6 Stunden ist die Form durchgehärtet und das Modell kann entformt werden.

 

Reifen herstellen (Silikon)

Ursprünglich wollte ich diese beiden Formhälften zusammenspannen und mithilfe einer mit Ebalta 951 gefüllten Kartuschenpresse durch einen angeklebten Nippel aus Silikon von unten steigend füllen. Obwohl dieses Füllprinzip grundsätzlich funktioniert, missglückte dieser Versuch gleich in zweifacher Hinsicht.

- Erstens härtet Ebalta 951 mit Baumarktsilikon und einigen anderen gebräuchlichen Gießsilikonen an der Kontaktfläche zur Form nicht aus (was mir nach Rücksprache mit dem Händler bestätigt wurde. Umgekehrt, also Baumarktsilikon in Ebalta-Form, funktioniert auch nicht. Mittlerweile weiß ich, dass einige Silikonhersteller wegen dieser Problematik ausdrücklich Vorversuche empfehlen).

- Zweitens bildeten sich wider Erwarten doch Lufteinschlüsse an den oberen Reifenstollen. Hier wären oben je Profilstollen Entlüftungsbohrungen angebracht gewesen, die sich in einer fertigen Silikonform aber nicht mehr ordentlich einbringen lassen. So ging es also nicht und eine andere Lösung musste her.

Beim etwas ratlosen Betrachten und Befühlen meiner Formen kam mir dann der Gedanke, dass sich das Formenmaterial eigentlich auch für die Reifen eignen müsste. Allerdings müssen dann die Formhälften einzeln gefüllt werden. Und um sicher zu gehen, dass mein Magirusprojekt nicht an den Reifen scheitert, habe ich mich daran gemacht, meine acht Reifen genau nach dieser Methode herzustellen. Deshalb wurde schwarzes preiswertes Kartuschensilikon (etwa 3,- bis 4,- € je 330-g.-Kartusche) besorgt. Dann nach dem oben beschriebenen Verfahren mit Stärke vermischt und in einer ersten dünnen Schicht in die Silikonformhälften hinein gestrichen und gedrückt.

Gelingt es damit nicht, die Form ohne Lunker zu füllen, empfiehlt es sich, wie bei der Formherstellung beschrieben, erst mit unvermischtem Silikon aus der Kartusche die Vertiefungen und Rillen zu füllen und dünn zu verstreichen. Nach dem Abbinden dieser Schicht wurde die Form bis zum Formrand mit Stärkesilikon aufgefüllt und oberseitig glatt gestrichen. Die Haftung von Silikon zu Stärkesilikon ist ausgezeichnet.

Wenn die Form und deren Ränder vorher sorgfältig mit wachshaltigem Trennmittel behandelt wurden, löst sich das Formteil einfach aus der Form. Nach ca.3 Stunden kann entformt werden. Dazu vorher die Form aus ihrem Stabilisierungsring herausdrücken. Kleine Hinterschneidungen stellen kein Problem dar, weil sowohl die Form als auch das Formteil sehr flexibel sind.

Ich habe die Formhälften beim Abformen vom Modell jeweils in der Mitte mit einem losen Kern aus Aluminium versehen. Beim Zusammenkleben der Reifenhälften wird zur Zentrierung ein doppelt so langer Kern in eine der entformten Reifenhälften gesteckt und dient als Zentrierung. Vorher habe ich die Laufflächen der Reifenhälften sorgfältig mit Trennmittel bestrichen, dann lässt sich austretendes Silikon vom Zusammenkleben leicht entfernen. Die Klebeflächen müssen natürlich frei von Trennmittel bleiben. Das Zusammenkleben selbst erfolgt mit purem schwarzen Silikon aus der Kartusche, das in ausreichender „Wurst“ auf beide Reifenhälften aufgetragen wird. Dann müssen die Reifenhälften zentriert zusammen gedrückt und leicht belastet werden, bis das Silikon abgebunden hat. Im Übermaß austretendes Silikon kann man vorsichtig mit einem Spachtel abnehmen. Wenn man dann auch den Außendurchmesser mit einem passenden Kunststoffring umgibt, werden die Reifen richtig rund. Bei symmetrischen Reifenprofilen reicht es deshalb aus, nur eine Formhälfte als Modell herzustellen und abzuformen.

Weil ich vor Beginn meiner „Serienreifenproduktion aus Baumarktsilikon" sicher sein wollte, dass diese Reifen auch praxistauglich sind, wurde ein provisorischer Prüfstand gebaut. Auf diesem Prüfstand liefen die ersten zwei kompletten Reifen etwa zwei Stunden lang mit 400 U/min und einer Last von etwa 2,5 kp, die mit einer Druckrolle aufgebracht wurde. Dabei gab es keine bleibenden Verformungen und keine Auf- oder Ablöseerscheinungen, auch nicht in der Klebefläche. Das sollte also für ein Modelltruckleben reichen. Bis zur Zerstörung eines Reifens wie bei einem richtigen Reifentest habe ich es aber nicht getrieben.

Ein anderes Ergebnis dieser Reifentests war, dass die Reifen wegen ihrer großen Weichheit bei stärkerer Belastung auf dem Reifenumfang ausbeulen und sich von der Felge lösen können, wenn sie nicht verklebt sind. Da ich nur im Notfall Reifen mit den Felgen verkleben möchte, umgehe ich dieses Verhalten durch einen dünnen Drahtring, der entweder schon beim Füllen der Reifenhälfte mit eingelegt wird oder beim Verkleben der Reifen mittig in die Klebefuge eingelegt wird. Ein so verstärkter Reifen sitzt bei entsprechender Dimensionierung des Felgendurchmessers „bombenfest", und das sogar bei 1.500 U/min.

Die Oberfläche der Reifen ist etwas matt und, im Vergleich mit industriell gefertigten gespritzten oder gegossenen Reifen, nicht so perfekt. Sollte sich trotz aller Sorgfalt ein Lunker auf der Sichtseite zeigen, lässt sich das reparieren, indem der Lunker mit etwas purem Silikon gefüllt wird und die Reifenhälfte noch einmal zum Abbinden in die Form gedrückt wird. Trennmittel nicht vergessen!

Der eine oder andere Fehlversuch sollte schon mit eingeplant werden, bis der richtige Umgang gefunden ist. Ich hatte nach dem vierten Reifen „den Bogen raus" und nur zwei Reifen wanderten in den Schrott. Die restlichen „2. Wahl-Reifen" werden  zu Reserverädern. Die Farbe der fertigen Reifen wird durch das Stärkepulver nur unwesentlich verändert. Die Reifen sehen also aus wie Reifen, die schon einige tausend Kilometer auf guten und schlechten Straßen hinter sich haben. Meinen Modellen kommt das entgegen, da diese auch gerne im Gelände unterwegs sind bzw. unterwegs sein werden. Das ist natürlich ein Nachteil, wenn jemand ein tadelloses „fabrikneues Modell"  präsentieren möchte.

 

Bewertung der Methode „Baumarktsilikon"

Die fertigen Reifen sind sehr weich und griffig. Das Stärkesilikon hat eine hohe Abriebfestigkeit und ist trotzdem weich, geschätzt ca. 30 Shore A, und hat guten „Grip“ auch auf harten Böden. Ich habe auf einer glatten Plexiglasplatte den Haftreibungskoeffizienten mit ca. 1,2 ermittelt!

Ein Vorteil ist bestimmt der günstige Materialpreis, der am Beispiel meiner Reifendimension 90×48×26 und 110 g Gewicht bei ca. 1,50 €/Stück liegt. Dazu kommen etwa 3,- € für zwei Formhälften, die etwa je für drei bis vier Reifenabformungen gut sind. Außerdem besteht die Möglichkeit, Dimensionen und Profile frei zu gestalten oder von bestehenden Reifen abzunehmen und dimensionell zu variieren. Auch kompliziertere Profile lassen sich als Modell herstellen, wenn z.B. das Reifenmodell aus mehreren Platten aufgebaut wird und diese vor dem Zusammenleimen einzeln mit Profilen versehen werden. Bei symmetrischen Profilen reicht dann auch die Anfertigung von nur einer Modellreifenhälfte und Reifenform. So kann schnell mal ein besonderer Reifen erstellt werden, wenn es z.B. darum geht, verschiedene Reifen an einem Modell auszuprobieren.

 

Form herstellen  (Ebalta 951)

Nun war das Ebalta 951 gekauft und vorhanden. Und im Umkehrschluss zu meinen Überlegungen beim Silikon, habe ich nach Rücksprache mit dessen Lieferanten aus Ebalta einen Formabguss hergestellt. Ebalta ist recht dickflüssig und der Härter sehr dünnflüssig. Das Anmischen ist deshalb nicht einfach und erfordert einiges an Rührarbeit. Dabei lässt sich nicht vermeiden, dass Luft in die Mischung eingearbeitet wird, die während der Topfzeit von etwa 17 Minuten nicht sicher entweicht. Eine Evakuierung per Vakuum wäre angebracht, aber wer kann das schon. Staubsauger bringen nicht viel an Unterdruck und mögen keine Blockierung der Luftzufuhr über längere Zeit. Um diese Probleme zu vermeiden, habe ich auch hier den jetzt schon erprobten Weg gewählt, die Reifen aus zwei Hälften herzustellen.

Dazu wird eine Modellhälfte mit Trennmittel versehen, mit der flachen Seite auf einer mit Trennmittel versehenen Unterlage befestigt (kleben, z.B. mit einem Tropfen Sekundenkleber oder Knete), ein Kern (bei mir aus Alu) mit dem inneren Reifendurchmesser eingesetzt und ein äußerer Ring (z.B. PP-Abwasserrohr) der etwa 5 mm höher ist als das Reifenmodell drum herum gestellt und mit Knete abgedichtet. Dann Ebalta 951 exakt nach Vorgabe anrühren, warten bis sich die eingerührte Luft weitestgehend oben gesammelt hat und langsam in den Zwischenraum eingießen. Wird jetzt die Modelloberfläche mittels eines geeigneten Hölzchens oder Pinsels benetzt, können Luftblasen auf der Modelloberfläche verhindert werden. Dann mit dem restlichen Material bis oben hin auffüllen. Die beim Mischen der zwei Komponenten eingerührte Luft steigt noch während der Ruhezeit in der Formhälfte nach oben und bildet dort kleine Blasen. Die stören dort aber nicht, weil sie nur auf der Rückseite, also der späteren Auflagefläche der Form sichtbar sind. Mindestens 24 Stunden aushärten lassen (bei 60° im Backofen geht es in 2 bis 3 Stunden) und entformen. Dann noch einmal 2 bis 3 Tage warten, bis die Oberfläche nicht mehr klebrig ist oder 5-6 Stunden bei 60°C tempern.

 

Reifenherstellung (Ebalta 951)

Das Gießen der Reifen ist jetzt recht einfach. Die Form mindestens zweimal mit Trennmittel behandeln und das wie vorher angerührte Ebalta 951 wie bei der Formherstellung genau bis zur Formoberkante einfüllen. Dazu muss die Form natürlich genau waagerecht ausgerichtet sein. Eventuell mit einer Teilmenge der Füllung die Form schwenken, um schon die gesamte Formfläche zu benetzen, damit Lufteinschlüsse vermieden werden.

Nach dem Aushärten entformen und zwei halbe Reifen mit ebenfalls angerührtem Ebalta (z. B. dem Rest aus dem folgenden Reifenabguss) zusammenkleben. Wenn die Reifenhälften vor dem Kleben sehr lange gelegen haben oder Aufwerfungen am Rand haben, sollten die Klebeflächen mit grobem Schmirgel etwas aufgeraut bzw. egalisiert werden. Die kleinen Lufteinschlüsse auf der Klebefläche stören nicht. Wenn beim Füllen der Reifenhälfte ein hoher Kern in der Mitte verwendet wurde, kann alternativ auch eine fertige, ausgehärtete Reifenhälfte nach etwa einer Stunde Wartezeit auf die noch klebrige Oberfläche des gerade gegossenen Reifens gedrückt werden. Der hohe Kern dient hierbei als Zentrierung. Das Ebalta härtet an der Oberfläche am langsamsten aus. Darunter hat der Vernetzungsprozess schon begonnen, weshalb beim Eindrücken der fertigen Reifenhälfte in die klebrige Oberfläche sich hier schon ein passender Widerstand bildet.

Auch hierbei ist die Lauffläche der oberen Reifenhälfte vorsichtig mit Trennmittel einzustreichen, um eventuellen Materialaustritt leicht entfernen zu können. An den Reifenhälften habe ich bewusst eine kleine dünne Gratfahne erzeugt, mit der sich beim Zusammenkleben die richtige Reifenposition (in Verdrehrichtung) bestimmen lässt.

 

Bewertung der Methode „Ebalta"

Die Herstellung von Form und Reifen ist einfacher. Diese Reifen sind wesentlich fester und durch die festere Form besser in der Oberfläche. Der „Grip" ist geringer als bei den Silikonreifen (Haftreibungskoeffizient ca. 0,7 ermittelt mit der „Plexiglasmethode"). Eventuell vorhandene Glanzunterschiede lassen sich mit Schmirgel und einer Messingdrahtbürste egalisieren, was bei den Silikonreifen nicht funktioniert. Allerdings schlagen diese Reifen der o.g. Größe mit etwa 5,- bis 6,- €/Stück etwas höher zu Buche. Durch das Gießen von zwei Reifenhälften gibt es keine Probleme mit eingerührter Luft, da sich diese in den späteren Klebeflächen sammelt, wo sie nicht stört. Deshalb gibt es hier auch praktisch keinen Gießausschuss. Eine Verstärkung mit Draht zur Verbesserung des Reifensitzes auf der Felge ist nicht nötig. Die Reifengestaltung erlaubt feinere Strukturen, weil die Ebalta-Form robuster ist und länger hält.

 

Ergänzungen für beide Methoden

Für die Modellbauer, die Reifen mit sichtbarem Walken wünschen, habe ich testweise einen „Hohlkammerreifen“ hergestellt. (Allerdings nur aus Silikon, da mein Ebalta Vorrat aufgebraucht war.) Dazu wird der Hohlraum im Reifen mit einem entsprechend geformten Mittelstück beim Abguss der Reifenhälften erzeugt bzw. in die frische Silikonmasse eingedrückt. Das Zusammenkleben der Hälften muss aber vorsichtig geschehen, um beim Zusammendrücken diese nicht zu verformen. Auch hier habe ich die Reifenhälften (Silikon) innen mit einem dünnen Drahtring zur Stabilisierung des Innendurchmessers versehen. Ein zusätzlicher äußerer Stützring hilft beim Verkleben. Dieser Reifen walkt bei geringer Belastung sehr deutlich.

Leider ist meine Verklebung wegen zu geringem Klebesilikonauftrag nicht luftdicht geworden, was aber grundsätzlich möglich wäre. Dann hätte ich einen echten Luftreifen erhalten, der per Injektionsnadel mit zusätzlicher Luft gefüllt werden könnte. Silikon hat nämlich die lobenswerte Eigenschaft, sich nach dem Durchstechen mit einer Nadel wieder selbst zu verschließen. Sinnvoller ist die Hohlkammervariante aber wahrscheinlich beim härteren Ebalta Reifen, aber dazu reichte mein Material nicht mehr.

 

Resümee

Dieser Bericht zeigt ein einige Möglichkeiten auf, wie mit überschaubaren Kosten bei angemessenem Arbeitsaufwand Reifen je nach gewählter Methode individuell hergestellt werden können, wenn dafür der Bedarf besteht. Bei der Variante „Hohlkammerreifen" gehen die Möglichkeiten noch wesentlich weiter. So kann z.B. für Trialfahrer auch ein Stahl- oder Bleiring eingelegt werden, um den Schwerpunkt des Fahrzeuges zu senken. Durch die mögliche Verstärkung mit Drahteinlagen sind die Reifen auch für höhere Drehzahlen und damit auch andere Bereiche als den Truckmodellbau denkbar. Dem Ideenreichtum für Änderungen und Verbesserungen sollen hier keine Grenzen gesetzt werden.

Ich hoffe, hiermit ein paar Anregungen und Hilfen zum Selbstbau von Reifen gegeben zu haben. Ich kann jeden interessierten Modellbauer nur ermuntern, es bei Bedarf selbst einmal zu probieren.

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