Aufbau von Reifen

Ein Reifen ist doch ein Stück Gummi, oder?

Ein Reifen besteht tatsächlich aus viel mehr als einem einzigen Stück Gummi: In jedem Reifen sind bis zu 20 Bauteile enthalten.

Jeder Reifen umfasst die folgenden Elemente:

Die im Laufstreifen verwendete Gummimischung und die Profileinschnitte in diesen beeinflussen maßgeblich die Haftung auf der Straße.
Die Laufstreifen-Unterplatte verbindet den Reifen mit der Nylonabdeckung.
Die Verbindung zwischen Lauffläche und Seitenteil wird durch Microflanco hergestellt.
Die in zwei Lagen spiralgewickelte Nylonabdeckung stellt eine Sicherheitsbandage insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsreifen dar.
Der Stahlgürtel sorgt für die nötige Festigkeit im Reifen und beeinflusst damit die Fahreigenschaften und die Reifenkontur.
Die sogenannte Karkasse aus Rayon oder Polyester ist wie der Stahlgürtel ein Festigkeitsträger und bestimmt die Kontur des Reifenquerschnitts.
Das Seitenteil schützt die Karkasse
Der Liner wird an Stelle eines Schlauches zur Abdeckung eingesetzt.
Der Wulstschutz beeinflusst die Stabilität und schützt die Felge.
Der Kernreiter ist ein weiteres Teil, das die Stabilität beeinflusst.
Kabel aus Stahldraht sichern den Felgenschutz.
Der Mischungs-Wulstschutz schützt den Reifen vor Montageschäden.
Die Kernfahne, ein Kreuzgewebe aus Kevlar oder Rayon, beeinflusst die Stabilität des Reifens.

Darüber hinaus besteht wiederum jeder Reifen aus verschiedenen Gummimischungen – insgesamt werden rund 30 verschiedene Zutaten für eine solche Gummimischung verwendet.

Quelle: reifenqualitaet.de

Schematischer Aufbau eines Reifens

Ein Reifen entsteht nicht an einem Tag

Die Initiative Reifenqualität – „Ich fahr auf Nummer sicher!“ war bei Continental in Hannover zu Gast und hat hinter die Kulissen der Forschung und Entwicklung der Continental Reifen Deutschland GmbH geschaut. Schnell wurde dabei klar: Reifen sind wahre High-Tech-Produkte und bis ein fertiges Produkt vom Band rollt, werden tausende Arbeitsstunden investiert:

Die Mischung macht’s!

Gut 30 verschiedene Zutaten stecken in einem Reifen. Welche das sind, hängt vom Einsatz ab: Lkw-Reifen werden anders belastet als Pkw-Reifen, die eines schweren SUV oder Sportwagens mehr gefordert als die eines Kleinwagens. Auch für Winter- und Sommerreifen müssen unterschiedliche Rezepte her – und nicht zuletzt haben die Automobilhersteller ganz unterschiedliche Pflichtenhefte für ihre verschiedenen Fahrzeugmodelle. Für alle Reifenarten gilt: Die Mischung ist essentiell für die die Eigenschaften des gesamten Reifens und damit für die Bodenhaftung.

Im kleinen Mischsaal der Abteilung „Physikalische Materialprüfung“ werden noch keine fertigen Reifenmischungen hergestellt, sondern vulkanisierte Prüfkörper für Laborversuche – z. B. kleine Scheiben mit einem Durchmesser von ca. 5 cm und einer Dicke von rund 5 mm. Diese dienen der Vorentwicklung von neuen Reifenmischungen. Dabei wird vorhergesagt, wie sich das Material im Reifen verhält und wie gut es sich verarbeiten lässt. Außerdem arbeitet das Team an neuen Mischprozessen und der Technologieentwicklung für neue Heizverfahren.

Im Physiklabor werden die erstellten Rezepte auf Herz und Nieren getestet. Quelle: Conti

Drücken, Quetschen, Abprallen

Die Gummiproben, die im Mischsaal hergestellt werden, werden im Physiklabor genau unter die Lupe genommen:
Welche physikalischen Eigenschaften haben sie?
Halten die Testmischungen den Anforderungen stand?

Eiseskälte oder Affenhitze? – kein Problem mit dem High Speed Linear Friction Tester (HSLFT)

Getestet werden die Gummiproben nicht nur im Physiklabor, sondern auch mit dem HSLFT: Dieser ermöglicht die Untersuchung von Reibungsmechanismen. Dabei lässt sich nicht nur die Temperatur in einem Bereich zwischen -15° C und +30° C einstellen, sondern es können auch verschiedene Untergründe eingesetzt werden. So wird geprüft, wie sich die Gummimischung auf Asphalt, Beton, Schnee oder Eis verhält. Dabei werden Geschwindigkeiten von bis zu 36 km/h simuliert, um lokale Schlupfgeschwindigkeiten am Reifen nachzustellen.

Auf Basis der gewonnen Daten aus dem Verhalten der verschiedenen Prüfkörper können Vorhersagen für traktionsdominierte Reifentests, z. B. auf Eis und Schnee, gemacht werden.

Übrigens: Ganz ähnlichen Tests werden etliche Produktionsschritte später auch fertige Reifen unterzogen. Und zwar auf einer speziell präparierten Teststrecke des firmeneigenen Testgeländes im Contidrom, auf dem in der wetterunabhängigen Testanlage „AIBA“ Reifen ebenfalls auf unterschiedlichen Bodenbelägen und sommerlichen wie winterlichen Temperaturen getestet werden können.

Quelle: Continental Reifen Deutschland
Im HSLFT werden die Gummiproben unter extremen Temperaturen getestet.

Vor dem Reifen kommt die Simulation

Wenn die Gummimischungen getestet und für gut befunden wurden, geht noch lange kein Testreifen in die Produktion: Mittels der FEM-Reifensimulation werden die wichtigsten Eigenschaften eines Reifens aus dem zu prüfenden Material mit dem vorgesehenen Profil errechnet. Dabei werden bevor der Reifen je physisch greifbar war z. B. die folgenden Fragen beantwortet:

Wie hoch ist der Rollwiderstand?
Wie reagiert der Reifen auf Kälte bzw. Hitze?
Wie hoch ist die Lebensdauer des Reifens?
Wie gut ist das Bremsverhalten?
Wie reagiert der Reifen in Extremsituationen?

Erst wenn diese Fragen zur vollen Zufriedenheit bewertet werden, hat der Reifen eine Chance, tatsächlich in Produktion zu gehen.

72 Dezibel-Reifen klingen doch immer gleich, oder?

Nein, so einfach ist das tatsächlich nicht.
Dies ist nur ein kleiner Einblick in das, was passiert, bevor ein Reifen in Produktion geht, es gibt noch zahlreiche andere Stationen. Uns hat das gezeigt, dass auf den zweiten Blick unglaublich viel Forschung und damit Qualität in unseren Reifen steckt und wie riesig die Qualitätsunterschiede zwischen den Reifen, die allesamt „schwarz und rund“ sind, sein können.

Daher lautet die einhellige Empfehlung von Verkehrssicherheitsexperten:
Qualität bringt Sicherheit – Hände weg von schlechten Reifen! Orientieren Sie sich bei der Wahl Ihrer Pneus an der Empfehlung Ihres Fachhändlers und ziehen Reifentests zu Rate.

Quelle: Continental Reifen Deutschland

Am PC wird simuliert, wie gut ein Reifen sich in der Praxis bewähren wird.