Fahrzeugreifen und Fahrwerkentwicklung - Strategie, Methoden, Tools

2 Der Reifen (S. 5-6)

Der Reifen ist ein rotationssymmetrischer, nicht isotroper, aus mehreren untereinander verbundenen verschiedenen Gummikomponenten bestehender Verbundwerkstoff, der durch textile- bzw. Stahl-Verstärkungsmaterialien bezüglich seiner Festigkeitseigenschaften bestimmt wird. So lautet die formale Beschreibung eines Reifens in einem Lexikon. Reifen müssen Radlasten aushalten um Fahrzeuge zu tragen, Seitenkräfte aufbringen um Fahrzeuge sicher um die Kurve zu führen, Längskräfte aufbringen um sowohl die Motorleistung als auch die Bremskräfte auf der Straße absetzen zu können. Dabei sollten diese unter allen Witterungsbedingungen eine möglichst große Straßenhaftung aufweisen. Reifen müssen auch Federungs- und Dämpfungseigenschaften haben und sie müssen das Lenkverhalten durch entsprechende Ansprecheigenschaften unterstützen.

Der Reifen muss eine gute Lau.eistung bei möglichst wenig Rollwiderstand und geringer Geräuschentwicklung haben und muss natürlich über seine Lebensdauer dimensionsstabil, sicher und langlebig d. h. strukturfest sein. Der Reifen selbst darf im Fahrbetrieb nicht von der Felge springen und muss eine entsprechende Robustheit gegen Luftverlust haben. Da aber alle diese Eigenschaften nicht kon.iktfrei sind, ist ein optimaler Kompromiss das Ziel jeder Entwicklung.

Die Festlegung des optimalen Kompromisses ist dabei Aufgabe des Fahrzeugherstellers, die technische Umsetzung muss der Reifenhersteller durchführen. Für moderne Personenkraftwagen werden heute ausschließlich Stahlgürtelreifen eingesetzt. Im grundsätzlichen Aufbau unterscheiden sich Stahlgürtelreifen unterschiedlicher Fabrikate nur unwesentlich, Die Innenschicht besteht aus Synthese- und Brombutylkautschuk. Sie dient zum Luftabschluss und ersetzt den früher üblichen Schlauch.

Der Kern sorgt für den festen Sitz des Reifens auf der Felge und besteht in der Regel aus mit Gummi ummanteltem Stahldraht. Mit dem aus Synthesekautschuk hergestellten Kernprofil lassen sich die vertikale Federsteitigkeit und damit der Komfort beein.ussen. Außerdem sorgt das Kernprofil, ebenso wie der Wulstverstärker aus Nylon oder Aramid für Lenkpräzision und Fahrstabilität. Der Seitengummi ist aus Natur- oder Synthesekautschuk und schützt die Karkasse vor seitlichen Beschädigungen und Witterungseinflüssen.

Die aus gummiertem Polyester oder Rayon gefertigte Textilcordkarkasse ist der wesentliche Festigkeitsträger gegenüber dem Reifeninnendruck. Die Stahlcord-Gürteleinlagen bestehen aus gummiertem Stahlcord und sorgen für Fahrstabilität, verbessern den Rollwiderstand und erhöhen die Laufleistung. Die Bandage aus Nylon verbessert die Hochgeschwindigkeitstauglichkeit. Ein Stahlgürtelreifen kann aus über 20 verschiedenen Gummimischungen bestehen.

Wichtige Beschreibungsgrößen der Gummimischungen, insbesondere des Laufstreifens sind neben der Meisterkurve und der visko-elastischen Eigenschaften die Shorehärte. Sie ist im Wesentlichen vom Rußtyp, vom Ruß-Weichmacherverhältnis sowie von der Dosierung des Vulkanisationsmittels abhängig. Der Gürtel, der dem Stahlgürtelreifen seinen Namen gegeben hat, besteht aus mindestens zwei übereinander gelegten Stahlcord-Gürteleinlagen, gefertigt aus verdrillten Stahldrähten, die zum Teil mit Messing überzogen sind. Er befindet sich unter der Lauf.äche, durch Nylonbandagen bedeckt. Die Stahlfäden liegen nicht in Laufrichtung, sondern in einem spitzen Winkel dazu. Seitlich sind die Gürteleinlagen entweder gefaltet oder geschnitten.