Reifen

Rollwiderstand

Die Reifen gehören zu den am stärksten beanspruchten Bauteilen von Nfz. Um die Lebensdauer der Reifen zu verlängern, sollte der Rollwiderstand möglichst gering sein. Eine Verringerung des Rollwiderstands verbessert den Kraftstoff-Verbrauch erheblich. Beispielhafte Wirtschaftlichkeitsberechnungen zeigen, dass die Reifenkosten 3 % und die Kraftstoffkosten bis zu 18 % der gesamten Betriebskosten eines Nfz ausmachen. Während der ersten 100 km sollten die Reifen schonend gefahren werden. Vollbremsungen und Höchstgeschwindigkeiten müssen vermieden werden, um ein gleichmäßiges Anlegen des Reifens an das Felgenhorn zu gewährleisten. Bei Reifen mit Schlauch muss beim Reifenwechsel auch der Schlauch erneuert werden.

Reifenanforderungen

Reifen sollten folgende Anforderungen erfüllen:

Sicherheit: 4 Guter Kraftschluss zwischen Fahrbahn und Reifen

4 Ausreichende Schnelllauffestigkeit

4 Geringe Radlastschwankungen

4 Hohe Pannensicherheiten

Komfort: 4 Hoher Federungskomfort und gutes Schluckvermögen

4 Laufruhe

4 Geringe Geräuschentwicklung

Wirtschaftlichkeit: 4 Hohe Tragfähigkeit bei geringen Eigengewicht

4 Geringer Rollwiderstand

4 Hohe Lebensdauer

4 Geringer Seitenwandabrieb

4 Runderneuerbarkeit

Reifen von Nfz bestehen aus:

4 Karkasse 4 Gürtel 4 Lauffläche mit Profil (Bild 1)

Die Karkasse besteht aus 1 bis 2 radial verlaufende Lagen Stahl-cord. Sie mün-

det mit ihren verdickten Enden (=Wulst) in die Felge und liegt am Felgenhorn

an. Auf der Innenseite ist die Karkasse bei schlauchlosen Reifen mit einer Luftdichten Gummischicht versehen. Zwischen Karkasse und Lauffläche befindet sich je nach Reifenaus-führung ein Gürtel aus mehreren Lagen Stahlcord.

In die Lauffläche wird das Profil geschnitten.

Bild 1: Reifenaufbau (Nfz Radialreifen schlauchlos)

1 Lauffläche mit Profil 2 Gürtel 3 Karkasse

4 Seitenwand 5 Wulst 6 Luftdichte Gummischicht

Je nach Aufbau des Reifens unterscheidet man Diagonal- und Radial bzw. Gürtel-reifen. Bei Nfz verwendet man heute fast ausschließlich Radialreifen wegen der durchweg besseren Eigenschaften:

4 Hohe Laufleistung 4 Hohe Tragfähigkeit

4 Größere Fahrbahnberührungsfläche, die höhere Brems- und Antriebs- Kräfte übertragen kann

4 Bessere Federwirkung 4 Geringerer Rollwiderstand

4 Große Laufleistung durch geringeren Abrieb 4 Kleiner Rollwulst

Diagonalreifen

Diagonalreifen haben diagonal gekreuzte Gewebelagen im Unterbau. Die Haupt-fadenrichtung der Karkasse- Gewebelagen schneidet die Reifenumfangslinie unter einem Fadenwinkel von 35° bis 38° (Bild 2) wegen der hohen Festig-keitsanforderungen und Tragfähigkeitsreserven werden bei Nfz meist Karkassen aus Stahlcord verwendet. Damit Radialreifen ausreichend große Seitenführungs-kräfte aufbauen können, müssen auch die Seitenwände sehr stabil mit mehreren Gewebelagen aufgebaut werden können. Durch Anordnung der Gewebelagen ist

der Rollwulst, also die beim abrollen entstehende Verformung des Reifens, sehr groß. Durch die stetige Deformation der stabilen Seitenwand ist somit auch der Rollwiderstand relativ groß.

Radialreifen

Der Fadenwinkel beträgt beim Radialreifen 85° bis 90°. Die Hauptfadenrichtung verläuft somit radial zum Reifen (Bild 3). Die Fäden der Karkassenlagen ver-laufen auf kürzestem Weg von Wulst zu Wulst. Um ausreichende Stabilität ge-gen Axialkräfte zu gewährleisten, wird der Unterbau des Reifens mit einem Gürtel in Umfangsrichtung umschlossen. Daher tragen Radialreifen auch die Be-zeichnung Gürtelreifen. Der Radialreifen besteht also aus zwei Hauptbaugruppen, der Karkasse und dem Gürtel. Die Karkasse besteht aus 1 bis 2 Lagen, je nach Art des Reifens setzt sich der Gürtel aus 2 bis 5 Lagen Stahlcord zusammen.

Radialreifen Diagonalreifen

1 Karkasse 2 Gürtel

Reifenprofile

Die Profilierung der Lauffläche sorgt für das Verzahnen mit den verschiedenen Fahrbahn- Oberflächen. Die Form der Profilblöcke und das Verhältnis zwischen Profilblöcken und Profilkanälen sind abgestimmt auf die zu befahrenden Unter-gründe. Während bei Antriebsachsen die Traktion in Längsrichtung besonders wichtig ist, stehen bei Lenkachsen die maximalen Seitenführungskräfte im Vor-dergrund. Für die Haftung auf den Oberflächen ist die Gummimischung der Profiloberfläche verantwortlich, ebenso wie für die Abriebeigenschaften bei jeder Art des Einsatzes. Ein guter Kompromiss aus Haftung und Abrieb ist das Ziel der

Entwickler. Die Profilkanäle müssen sich durch entsprechende Formgebung selbstständig wieder von eindringenden Verunreinigungen befreien.

Aquaplaning

Als Aquaplaning bezeichnet man das Aufschwimmen des Reifens auf nasser Fahrbahn. Der Kontakt zur Fahrbahn geht verloren, weil die Profilkanäle das Wasser nicht mehr schnell genug abtransportieren können. Das Fahrzeug ist dann nicht mehr brems- und lenkfähig.

Profilanforderungen

Ein gutes Profil sollte folgende Forderungen erfüllen:

4 Gute Haftung auf dem Untergrund 4 Geringer Rollwiderstand

4 Gute Traktion (Kraftübertragung in Fahrtrichtung

4 Geringer Abrieb und Laufleistung 4 Geringe Aquaplaningneigung

4 Gute Selbstreinigung (kein Zusetzen der Profilrillen mit Sand oder Schnee

Winterreifen haben gegenüber Sommerreifen ein tieferes, grobstolligeres Profil und eine auf niedrige Temperaturen abgestimmte Gummimischung. Das gröbere offene Profil von Winterreifen erhöht den Rollwiderstand und die Abrollgeräusche. Reine Sommerreifen zeichnen sich durch niedrigen Rollwiderstand und geringe Abrollgeräusche aus.

Ganzjahresreifen

Einen guten Kompromiss bieten Ganzjahresreifen. Sie verbinden Eigenschaften von Winter- und Sommerreifen und sind inzwischen bei Nfz die Regel.

Nachschneiden

Neue Reifen haben eine Profiltiefe von ca. 14 mm und meist ein zusätzliches Polster von 4 mm zum Nachschneiden. Die StVZO erlaubt ein Nachschneiden bis 2 mm oberhalb des Zwischenbaus (Stahlcordlagen des Gürtels), wodurch zusätzliche Laufleistungen bis zu 50.000 km erreicht werden können. Nachschneidbare Reifen werden mit “Regroovavble” gekennzeichnet.

Runderneuerung

Durch Aufbringen neuer Laufflächengummis auf die Karkasse können abgefah-rene Reifen runderneuert werden. Die Lauffläche erhält so wieder die Original -Gummiqualität. Die Nachschneidefähigkeit bleibt erhalten.

Verschleißanzeiger

Über Verschleißanzeiger (Tread Wear Indicator, TWI) kann bei vielen Reifen das Einhalten der vorgeschriebenen Profiltiefe kontrolliert werden. Ein Gummisteg auf dem Profilgrund kommt zum Vorschein, wenn das gesetzliche Mindestmaß von 1,6 mm erreicht ist.

Bild 4 Reifenprofile

A Straßen- Sommerreifen (Lenkachse) c Straßen- Winterreifen

B Straßen- Sommerreifen (Antriebsachse) D Baustellenreifen

Reifenkennzeichnung

Die Reifen werden durch viele Angaben gekennzeichnet, um die Auswahl je nach Einsatzgebiet zu erleichtern. Die Kenndaten und Bezeichnungen der Reifen wer-den in die Reifenflanken eingeprägt (Bild 5). Die Angabe der Reifengröße erfolgt durch zwei Maße: Reifennennbreite und Felgendurchmesser. Die angegebenen Zahlenwerte stimmen mit den wirklichen Größen nicht exakt überein; genaue Werte müssen aus Normtabellen entnommen werden. Alle Maße gelten für den aufgepumpten, unbelasteten Reifen. Den Radius eines belasteten Reifens bezei-chnet man als statischen Radius r stat. Im fahrenden Zustand vergrößert sich der Radius durch die wirksame Fliehkraft geringfügig. Man bezeichnet diesen Radius als Dynamischen Radius r dyn. Er dient zur Berechnung des Abrollumfangs.

Niederquerschnittreifen

Bei einem Höhen- /Breitverhältnis von weniger als 88 % spricht man von Niederquerschnittreifen; andernfalls von Ballonreifen.

Reifentragfähigkeit

Die Tragfähigkeit der Reifen wurde früher durch die PR- Zahl angegeben. 16 PR (Ply Rating) bedeutete, dass Festigkeit und Tragfähigkeit entsprechend einem Reifen mit 16 Lagen Baumwollcord erreicht werden. Heute stimmt die Pr- Zahl nicht mehr mit der Anzahl der Lagen im Reifen überein. Sie wird deshalb durch die Tragfähigkeits- Kennzahl LI (Load Index) ersetzt. Der Buchstabe hinter der Tragfähigkeitskennzahl bezeichnet die Referenzgeschwindigkeit, bei welcher der Reifen seine Tragfähigkeit besitzt.

Diagonalreifen- Kennzeichnung

Die Kennzeichnung von Diagonalreifen lässt sich anhand eines Beispiels erläutern (Tabelle 1).

Radialreifen- Kennzeichnung

Die Kennzeichnung von Radialreifen wird ebenfalls anhand eines tabellarischen Beispiels erläutert (Tabelle 1).

DOT- Nummer

DOT steht für das amerikanische “Department of Transportation”. Mit der Dot- Nummer entspricht der Reifen US- Bestimmungen. Die Buchstaben danach sind Angaben vom Hersteller. Drei Ziffern am Ende geben über das Alter des Reifens bis Ende 1999 Auskunft. Seit Baujahr 2000 werden die Bauwoche und das Bau-jahr eines Reifens vierstellig angegeben.

Beispiele: 8 DOT FHWC 419 8 DOT EWB 4201

Im ersten Beispiel wurde der Reifen also in der 41. Woche 1999 produziert.

Der Reifen im zweiten Beispiel wurde produziert in der 42. Woche 2001.

Darüber hinaus gibt es noch weitere Bezeichnungen mit speziellen erweiterten Angaben (Tabelle 1).

Bild 5 Kennzeichnung eines Reifens

1 Breite des Reifens in Millimeter (alternativ in Zoll)

2 Verhältnis Höhe/Breite in Prozent 3 R = Radialreifen

4 Felgendurchmesser (von Wulst zu Wulst) in Zoll

5 Tragfähigkeits- Kennzahl des Einzelreifens

6 Tragfähigkeits- Kennzahl für Zwillingsanordnung

7 Geschwindigkeitskategorie

Pannensicherheit

Pannen kommen heute nur noch selten vor. Jeder Fahrer schwerer Nfz erlebt eine Panne im statistischen Mittel nur noch etwa alle 5 Jahre oder nach rund

500.000 km. Gerade deshalb wird die Reifenwartung und- pflege oft zu wenig beachtet. Folgende Punkte sind regelmäßig zu prüfen:

4 Profiltiefe 4 Luftdruck 4 Reifenschäden 4 Abnutzungsbild

Reifenwartung und Pflege

Richtige Reifenwartung und- pflege tragen erheblich zur Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit des Nfz bei. Werden die genannten Punkte nicht beachtet, kann durch Minderluftdruck eine erhöhte innere Reibung (Walken) des Reifens zu starker Hitzeentwicklung und sogar zum Ausfall des Reifens mit Unfallfolgen führen. Die Haftung wird teilweise stark eingeschränkt, was einen erheblichen Sicherheitsverlust bedeutet.

Reifenprofiltiefe

Die gesetzliche Profiltiefe von 1,6 mm wird von Experten unter Sicherheits-aspekten (u. a. Aquaplaning) als deutlich zu gering eingestuft. Sie empfehlen Sommerreifen bis 2,5 mm Profiltiefe und Winterreifen mit einem Restprofil unter 4,0 mm auszutauschen.

Reifendruckkontrolle

Luftdruckverluste in geringem Maße sind unvermeidbar und somit regelmäßige Kontrollen notwendig. Zu geringer Luftdruck stellt ein Sicherheitsrisiko dar. Be-einträchtigt werden das Fahrverhalten und die Dauerfestigkeit bis hin zum eventuellen Reifenausfall. Die reduzierte Kilometerleistung durch erhöhten Ver-schleiß an den Außenseiten des Profils und erhöhter Kraftstoffverbrauch senken die Wirtschaftlichkeit. Auch bei zu hohem Luftdruck verkleinert sich die sicherheitsrelevante Aufstandsfläche, Der Luftdruck muss im kalten Zustand mit einem Druckmesser geprüft werden. Mit modernen Reifendruckkontrollsystem, wie z. B. dem MAN System TPM erübrigen sich die Kontrollen da der Fülldruck laufend geprüft wird.

Reifenschäden

Durch eingedrungene Fremdkörper, Risse und Beulen dringt Feuch-tigkeit, die den Unterbau des Reifens zerstören kann. Als Folge kann sich sogar die Lauffläche ablösen: Also Reifen vom Fachmann regelmäßig überprüfen und gegebenenfalls reparieren oder aus-wechseln lassen.

Reifenabnutzung

Bei einseitiger oder ungleichmäßiger Abnutzung sollte unbedingt die Fachwerk-statt aufgesucht werden, da die Achsgeometrie verstellt sein kann. Im Extremfall kann es zur Überhitzung (Reifenausfall) kommen.

Reifenalter

Nach 5 bis 6 Jahren sollten Reifen ausgetauscht werden, weil sie dann nicht mehr die ursprünglichen Haft- und Elastizitätseigenschaften besitzen. Der Kontakt mit Chemikalien und Kraftstoffen beschleunigt die Alterung stark.

Zurück