Die Konstruktion eines modernen Reifens ist eine komplexe Struktur, bei der jedes Element eine wichtige Rolle für die Leistung und den Komfort des Fahrzeugs spielt. Die Entwicklungen in Technologie und Technik haben dazu geführt, dass diese Konstruktion aus viel mehr Elementen besteht als nur aus einem Stück Vollgummi, das auf eine bestimmte Weise zugeschnitten ist. Erfahren Sie mehr über den Aufbau eines Autoreifens und die Funktionen seiner Bestandteile!
Konstruktion eines Autoreifens - Konstruktionsarten
Autoreifen werden heute aus verschiedenen Materialien hergestellt. Je nach Bauart können Autoreifen in Radial- und Diagonalreifen unterteilt werden. Die wichtigsten Konstruktionsunterschiede ergeben sich hier aus der Anordnung der Kordeln und Karkassen der Reifen.
Die wichtigsten Reifenaufbauarten
- Radiale Reifenkonstruktion - ein Kord verbindet die Reifendrähte in einem radialen Muster.
- Bias-Ply-Reifenkonstruktion - zwei Schichten von kreuzweise angeordneten Kordeln.
Reifenkonstruktion - die wichtigsten Elemente
Moderne Autos werden immer leistungsfähiger und leistungsfähiger. Um Sicherheit und Komfort zu gewährleisten, entwickelt sich die Reifenkonstruktion weiter. Die Hersteller investieren kontinuierlich in neue Gummimischungen und Laufflächenprofile, die auf die Bedürfnisse moderner Autofahrer zugeschnitten sind.
Ein moderner Reifen besteht aus Dutzenden von Komponenten, darunter Drähte, Textilfasern und zusätzliche Materialien. Bei der Reifenkonstruktion gibt es mehrere Schlüsselelemente, die wir im Folgenden erläutern.
Reifenprofil
Die Lauffläche (die Vorderseite des Reifens) ist bei weitem der wichtigste Teil der Reifenstruktur und macht etwa 35 % des Reifens aus. Sie ist die direkte Kontaktfläche zwischen dem Reifen und der Straße. Das Profildesign ist daher weitgehend für die Haftung, das Fahrverhalten und die Fahrstabilität des Reifens verantwortlich.
Elemente der Reifenlaufflächenstruktur
- Blöcke - die Grundelemente, aus denen die Lauffläche besteht. Die wichtigste Funktion der Klötze ist es, eine gute Traktion beim Fahren zu gewährleisten.
- Lamellen - sind ein Netz von schmalen Schlitzen in der Oberfläche der Laufflächenblöcke, die in der Regel bis zu 1,5 Millimeter breit sind. Die Lamellen sollen die Traktion verbessern, insbesondere auf Schnee und nassen Straßen, und das Wasser unter der Lauffläche des Reifens ableiten.
- Profilrillen - das sind die länglichen, konkaven Teile der Lauffläche. Das Design der Profilrillen hat einen großen Einfluss auf das Fahrverhalten und die Bremsleistung des Reifens. Ihr Profil und ihre Tiefe sind auch für das vom Reifen erzeugte Außengeräusch verantwortlich.
Je nach Verwendungszweck des Reifens gibt es sechs verschiedene Profildesigns: laufrichtungsgebundenes, symmetrisches, asymmetrisches, gemischtes, geripptes und Traktionsprofil. Die ersten drei Profilmuster sind heute der Standard für Autoreifen.
Die gängigsten Reifenprofilmuster
- Laufrichtungsgebundenes Profil - das Reifenprofil ist normalerweise V-förmig angeordnet. Die Blöcke werden an der Mittellinie des Vorderreifens ausgerichtet.
- Symmetrisches Profil - ein gleichmäßiges Muster über die Breite und den Umfang des Reifens. Die Blöcke sind symmetrisch auf beiden Seiten des Reifens angeordnet.
- Asymmetrisches Profil - das fortschrittlichste Profil, oft in zwei Abschnitte für unterschiedliche Zwecke unterteilt. Die Position der Blöcke in diesem Muster ist auf der Innen- und Außenseite des Reifens unterschiedlich.
Seitenwand des Reifens
Die Seitenwand des Reifens besteht aus einer weichen Gummimischung und Karkassenschichten, die entsprechend geformt sind. Die Seitenwand verbindet den vorderen Teil des Reifens und den Wulst miteinander. Er besteht aus einer weichen und flexiblen Gummimischung, die hohen Kräften standhält und Lasten gut hält.
Die Seitenwand des Reifens enthält alle wichtigen Informationen über die Leistungsfähigkeit des Reifens. Die Hersteller geben darauf die Reifengröße, den Geschwindigkeits- und Lastindex sowie die Drehrichtung an.
Die wichtigsten Funktionen der Reifenflanke:
- Schutz des Reifens vor Stößen,
- Abfederung von Unebenheiten (was den Fahrkomfort verbessert),
- Widerstand gegen Radlasten,
- technische Informationen und das Herstellungsdatum des Reifens anzugeben.
Die Seitenwand enthält alle wichtigen Reifenkennzeichnungen
Reifengürtel (Karkasse)
Die Karkasse eines Reifens (Stahlgürtel) ist ein Strukturelement in der oberen Schicht des Reifens. Es besteht hauptsächlich aus mehreren Schichten dünner Drähte, die miteinander verwoben sind. So entsteht ein sehr starker Reifencord mit einem Durchmesser von bis zu einem Millimeter.
Der Stahlgürtel bildet eine Art Schutzpanzer für das Rad. Es ist wichtig zu wissen, dass bei maximaler Abnutzung des Reifens die Gürtellage nach oben kommt.
Die wichtigsten Funktionen eines Stahlbandes:
- die dem Reifen Festigkeit verleihen,
- Reduzierung der Reifenerwärmung,
- Stabilisierung des Reifenprofils,
- Widerstand gegen Zentrifugalkräfte.
Reifenkarkasse
Die Karkasse ist das Strukturelement des Reifens, das den Schulterbereich mit der Vorderseite verbindet. Es ist das Skelett des Reifens, das aus mehreren Textilschichten besteht, die von einem Wulst zum anderen reichen. Die Fasern sind parallel zueinander angeordnet und mit Gummi verdichtet.
Die Karkasse spielt eine wichtige Rolle für die Gesamtfestigkeit des Reifens. Je besser und präziser dieser Teil des Reifens gefertigt ist, desto besser behält er seine Form und desto besser hält er den Überlastungen und dem Druck im Inneren des Reifens stand.
Die Hauptfunktionen der Reifenkarkasse sind
- Beibehaltung der korrekten Form des Reifens,
- Gewährleistung der Beständigkeit gegen Verformung und Innendruck,
- Übertragung der Last bei Kurvenfahrt, Bremsen und Beschleunigung.
Reifendichtschicht
Die Dichtungsschicht ist der Teil des Reifens, der aus Butyl (synthetischem Kautschuk) besteht und die gesamte Innenseite der Struktur bedeckt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Reifen undurchlässig für Luft, Wasser und andere Substanzen ist.
Es weist eine hohe Beständigkeit gegen Oxidationsmittel, Säuren und Laugen auf. Die Reifendichtschicht ersetzt somit den Schlauch in schlauchlosen Reifen.
Hauptfunktionen der Dichtungsschicht
- Sicherstellung der Dichtheit des Reifens,
- Schutz gegen Druckverlust,
- Schutz der Innenkonstruktion vor äußeren Einflüssen.
Reifenführer
Der Reifenwulst ist ein wichtiges Bauteil, das den Reifen auf der Felge hält. Sie besteht aus eng gewickelten Drähten, die in die Perle eingebettet sind. Die Reifenhersteller legen in der Regel zwei Drahtgeflechte in den Reifen, um die eine Textillage (Karkasse) gewickelt wird.
Die Hauptfunktionen der Schnur sind folgende:
- stabiler Sitz des Reifens auf der Felge,
- Fähigkeit des Reifens, hohe Lasten zu tragen (ohne Gefahr des Rutschens).
Perle
Der Wulst wird gemeinhin als "Flansch" des Reifens bezeichnet. Es besteht aus einem Cordgewebe und einem Stahlkern. Der Wulst besteht in der Regel aus einem Material, das die Reifendrähte von der Felge isoliert und nur wenig Verschleiß aufweist.
Die wichtigsten Funktionen eines Reifenwulstes sind:
- die den Reifen mit der Felge verbindet,
- um eine Verformung bei Belastung durch das Fahrzeuggewicht zu verhindern,
- Aufrechterhaltung des richtigen Reifendrucks.
Jedes Element der Reifenstruktur spielt eine wichtige Rolle
Konstruktion von Lkw-Reifen
Die Konstruktion eines Lkw-Reifens ist völlig anders als die eines Pkw-Reifens. Sie müssen für harte Arbeit ausgelegt sein, was bedeutet, dass sie viel größer sind und eine andere Konstruktion haben.
Lkw-Reifen sind für sehr lange Laufleistungen und schwere Lasten ausgelegt und können je nach Achse des Fahrzeugs auch andere Aufgaben erfüllen. Die wichtigsten Unterschiede in der Konstruktion von Lkw-Reifen werden im Folgenden erläutert.
Was ist der Unterschied zwischen einem Lkw-Reifen und einem Pkw-Reifen?
- Höheres Gewicht - ein Lkw-Reifen kann bis zu zehnmal mehr wiegen als ein Standardreifen.
- Steifere Konstruktion - die Seitenwand des Reifens ist oft verstärkt, um den Reifen vor Abrieb und Stößen (z. B. von Bordsteinen) zu schützen.
- Unterschiedliche Mischungen - die in Lkw-Reifen verwendeten Gummimischungen sind sehr widerstandsfähig gegen mechanische Beschädigungen und Verschleiß. Darüber hinaus wird bei den modernen Modellen der Schwerpunkt auf den Rollwiderstand gelegt, was sich in einem geringeren Kraftstoffverbrauch niederschlägt.
- Eine andere Art von Profil - bei diesem Reifentyp ist das häufigste Profil symmetrisch. Asymmetrische Laufflächen und laufrichtungsgebundene Laufflächen sind sehr selten.
- Anpassung an unterschiedliche Bedingungen - das hohe Gewicht und die Größe des Fahrzeugs erfordern vor allem einen entsprechenden Ballast. Diese Reifen sind im Allgemeinen das ganze Jahr über für unterschiedliche Bedingungen geeignet. Die weniger verbreiteten Wintermodelle werden vor allem unter schwierigeren Bedingungen, etwa in Nordeuropa, eingesetzt.
Reifen für schwerere Fahrzeuge haben eine völlig andere Konstruktion
Konstruktion eines Flat Run Reifens
Reifen mit Notlaufeigenschaften ermöglichen es Ihnen, auch nach einer Reifenpanne weiterzufahren, oft bei hoher Geschwindigkeit. In gewisser Weise entlasten sie den Fahrer auch von der Notwendigkeit eines Reserverads. Ihre Konstruktion muss so angepasst werden, dass sie vor unglücklichen Schäden geschützt ist.
Die Hersteller verwenden unterschiedliche Konstruktionslösungen für die Konstruktion von Run-Flat-Reifen. Im Allgemeinen werden drei Arten von Reifen unterschieden: Reifen mit Stützring, Reifen mit verstärkter Struktur und selbstdichtende Reifen.
Die wichtigsten Unterschiede in der Konstruktion von Run Flat-Reifen
- Trägerring - ein spezieller Ring wird für die Konstruktion des Reifens verwendet. Im Falle einer Reifenpanne verhindert er das Abrutschen des Reifens von der Felge und dient als Träger. Beispiel: ContiSupportRing von Continental.
- Verstärkte Konstruktion - in der Seitenwand des Reifens befindet sich eine Gummieinlage, die den Reifen nach einem Druckverlust abfedert. Der Wulst an der Felge ist zusätzlich verstärkt, so dass ein Druckverlust während der Fahrt nicht spürbar ist. Beispiel: Michelin ZP-Technologie.
- Dichtungsschicht - Der Reifen hat eine zusätzliche Dichtungsschicht, die im Falle einer Reifenpanne den Druck stabil hält. Beispiel: die SWS-Technologie von Pirelli.