Wissenschaft im Alltag: Eine tragende Rolle
Vier gerade mal postkartengroße Flächen bringen die Kräfte
des Motors auf die Straße, trotzen in Kurven Fliehkräften
und halten auch auf nassen Blättern und festgefahrener Schneedecke den Kontakt zur Fahrbahn.
Kautschuk gibt die erforderliche Elastizität, dichtet ab und leitet gemeinsam mit dem Ruß Wärme ab, die durch Reibung und Kompression der Luft entsteht. Insbesondere Gewebelagen halten die Form. Beim so genannten Diagonalreifen kreuzen sich ihre Fäden in einem spitzen Winkel. Das macht den Reifen zwar fest, aber auch hart. Dieser Typ wird heute nur noch bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen und Motorrädern eingesetzt. Pkws fahren derzeit auf Radialreifen. Wie der Name schon sagt, verlaufen die Textilfäden dort radial von der Achse aus entlang der Seitenwand und queren die Lauffläche beinahe in einem 90-Grad-Winkel. Den Gürtelreifen verstärkt ein zusätzlicher steifer Ring aus Textilfasern oder Stahlseilen.
WUSSTEN SIE SCHON?
Die Profiltiefe eines Sommerreifens darf nicht weniger als 1,6 Millimeter betragen. Experten vom Deutschen Verkehrssicherheitsrat empfehlen aber, Sommerreifen schon bei weniger als 2,5 Millimetern, Winterreifen bei weniger als 4 Millimetern auszutauschen. Besonders bei starkem Regen sind abgefahrene Reifen gefährlich, denn das Wasser kann durch die zu engen Rillen nicht mehr abgeleitet werden und das Fahrzeug verliert den Bodenkontakt (Aquaplaning).
Die Lauffläche unterteilt ein Profil aus längs und quer verlaufenden
Rillen in blockartige Bereiche. Wasser auf der Straße
kann so seitlich abfließen. Einschnitte in den Profilblöcken, die Lamellen, vermitteln zusätzliche Reibung und damit Haftung.
Allerdings erhöht eine solche Struktur auch das Abrollgeräusch. Ab einer Geschwindigkeit von sechzig Kilometer pro Stunde hört man sogar hauptsächlich den Reifen, nicht den Motor.
Die Europäische Union fordert deshalb ab 2007 auch diesen
Anteil am Fahrzeuglärm zu reduzieren. Dazu schneiden die
Ingenieure Profilblöcke schräg, sodass ihre Einlaufkanten nicht auf einmal die Straße berühren, sondern abrollen wie ein guter Laufschuh. Neben dem Reifengeräusch senkt das den Rollwiderstand, spart also Treibstoff.
Die Profiltiefe eines Sommerreifens darf nicht weniger als 1,6 Millimeter betragen. Experten vom Deutschen Verkehrssicherheitsrat empfehlen aber, Sommerreifen schon bei weniger als 2,5 Millimetern, Winterreifen bei weniger als 4 Millimetern auszutauschen. Besonders bei starkem Regen sind abgefahrene Reifen gefährlich, denn das Wasser kann durch die zu engen Rillen nicht mehr abgeleitet werden und das Fahrzeug verliert den Bodenkontakt (Aquaplaning).
WUSSTEN SIE SCHON?
Den Luftreifen erfand der englische Ingenieur Robert William Thompson schon 1845, um Kutschen sanfter über holprige Wege rollen zu lassen. Doch seine Prototypen hielten der Belastung nicht stand, Vollgummireifen waren haltbarer. Der Tierarzt John Boyd Dunlop kam 1888 erneut auf die Luftfederung, um das Dreirad seines Sohnes zu verbessern. Er klebte einen dünnen Gummischlauch auf eine Holzscheibe, schützte das Ganze mit einem Streifen Segeltuch und pumpte den Schlauch auf. Als er dieses erste luftgefederte Rad und das Original-Vollgummirad miteinander verglich, kam Ersteres fast doppelt so weit. Thompsons Patent war mittlerweile abgelaufen, sodass Dunlop die Erfindung wirtschaftlich nutzen konnte.
Laut einer Studie des ADAC fährt mehr als ein Drittel aller
Fahrzeuge mit zu geringem Reifendruck. Die Gefahr: Der
Gummimantel erhitzt sich zu stark und löst sich im schlimmsten
Fall ab. Weil mit starkem Druckverlust erhöhter Schlupf
einhergeht, entwickelten Dunlop und Bridgestone eine Software,
die Informationen der ABS-Sensoren unter diesem Aspekt
auswertet. Siemens VDO und Goodyear wollen sogar einen
Drucksensor im Reifen einbetten, der über einen wenige
Quadratmillimeter großen Sender (Transponder) Daten zu
Druck und Temperatur an den Bordcomputer übermittelt. Anhand
von Radumfang und Drehzahl bestimmt dieser die schon
zurückgelegten Kilometer und errechnet bei Druckverlust die
noch tolerierbare Strecke.
Den Luftreifen erfand der englische Ingenieur Robert William Thompson schon 1845, um Kutschen sanfter über holprige Wege rollen zu lassen. Doch seine Prototypen hielten der Belastung nicht stand, Vollgummireifen waren haltbarer. Der Tierarzt John Boyd Dunlop kam 1888 erneut auf die Luftfederung, um das Dreirad seines Sohnes zu verbessern. Er klebte einen dünnen Gummischlauch auf eine Holzscheibe, schützte das Ganze mit einem Streifen Segeltuch und pumpte den Schlauch auf. Als er dieses erste luftgefederte Rad und das Original-Vollgummirad miteinander verglich, kam Ersteres fast doppelt so weit. Thompsons Patent war mittlerweile abgelaufen, sodass Dunlop die Erfindung wirtschaftlich nutzen konnte.
Reifen mit "Notlaufeigenschaften" halten bei gedrosseltem Tempo auch ohne Luft noch 50 bis 150 Kilometer, etwa indem verstärkende Streifen die Seitenwand stützen. Allerdings sind solche Reifen härter und haben einen höheren Rollwiderstand. Diesen Nachteil umgeht das PAX-System von Michelin: Ein Innenring aus Gummi stützt bei einer Panne die Lauffläche; allerdings benötigt dieses System eine spezielle Felge. Das Tochterunternehmen Kleber entwickelt sogar einen selbstheilenden Reifen: Bis 4,7 Millimeter große Löcher in der Lauffläche dichtet eine hochelastische Schicht aus Polymeren ab.
"Wissenschaft im Alltag" ist eine regelmäßige Rubrik in Spektrum der Wissenschaft. Eine Sammlung besonders schöner Artikel dieser Rubrik ist soeben als Dossier erschienen.
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