Die Tüftler-Gene der Erfindergeist von Goodyear, Dunlop und den Michelins haben aus einer zähen, klebrigen Masse einen der wichtigsten Bestandteile moderner Mobilität gemacht. Doch woraus besteht ein Reifen und was worauf kommt es im Reifenalltag eigentlich an?
Die Hauptbestandteile eines Pkw-Reifens setzen sich aus vier Materialgruppen zusammen. Den größten Anteil bildet Kautschuk (rund 40 Prozent), der etwa zur Hälfte aus Naturkautschuk, dem Latex von tropischen Kautschukbäumen, und zur Hälfte aus synthetischem Kautschuk besteht. 30 Prozent eines Reifen machen die sogenannten Füllmaterialien aus. Ihr Einsatz entscheidet über die Eigenschaften des Reifens. Moderne Hochleistungsreifen kombinieren oft Kieselsäure und Ruß, um das sogenannte „magische Dreieck“ der Reifentechnik – niedrigen Rollwiderstand, hohen Nassgrip und gute Abriebfestigkeit – optimal auszubalancieren:
- Ruß verleiht dem Reifen die schwarze Farbe und sorgt für Traktion.
- Kieselsäure (Silica) verbessert die Nasshaftung und reduziert den Rollwiderstand.
- Kreide (Calciumcarbonat) ist ein kostengünstiger Füllstoff , der das Volumen des Reifens erhöht und die Verarbeitbarkeit der Gummimischung verbessert.
15 Prozent eines Reifens machen die sogenannten Verstärkungsmaterialien aus: Stahldrähte und Stahlcorde für die Gürtellage und textile Corde aus Polyester, Rayon, Nylon oder Aramidfasern für die Karkasse. Insgesamt werden bis zu 80 Meter Stahldraht pro Reifen verarbeitet. Die restlichen 14 Prozent entfallen auf Chemikalien und Zusatzstoffe wie Vulkanisationsmittel (Schwefel), Weichmacher (Öle), Härter, chemische Verstärker und Schutzmittel.
Haftung vs. Abrieb
Die zwei ungleichen Geschwister eines Reifens sind die Haftung und der Abrieb. Eigentlich passen diese beiden Anforderungen an einen modernen Reifen nicht so richtig zusammen. Maximale Haftung und Gripp für höchste Fahrsicherheit bei minimalem Abrieb für möglichst geringe Umweltbelastung. Ein Blick auf die Unterscheide eines Formel-1-Reifens zu einem herkömmlichen Pkw-Reifen macht das klar: Während ein normaler möglichst abriebfester Straßenreifen eine Lebensdauer von rund 25.000 bis 50.000 Kilometer hat, muss ein Formel-1-Reifen, bei dem alles auf Haftung aufgelegt ist, bereits nach 100 bis 120 Kilometer getauscht werden. Wer einmal den Blick auf den Asphalt abseits der Ideallinie einer Rennstrecke geworfen hat, weiß, was gemeint ist. Die Strecke ist dort übersäht mit Reifenstaub und -partikeln. Das ist der Preis für maximale Haftung.
Nachhaltig, intelligent, luftfrei
Bis heute sind luftgefüllte Pneus mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, Profilen und Einsatzbereichen der Standard in der Reifenwelt. Auf Felgen gezogen, stellen sie die Verbindung des Fahrzeugs mit dem zu befahrenen Untergrund her. Und morgen? Da soll es vor allem nachhaltiger, intelligenter und luftfrei rollen.
Michelin und Goodyear arbeiten an Reifen, die komplett ohne Luft auskommen. Michelin nennt sein System Uptis und möchte damit nach 2030 in Serie gehen. Der Reifen besteht aus einer Kombination von Gummi, Aluminium für das Rad und einer flexiblen, lasttragenden Struktur aus glasfaserverstärktem Kunststoff – ähnlich einer Wabenstruktur. Die Vorteile: kein Reifendruckcheck mehr nötig, keine Pannen durch Nägel oder Schrauben, wartungsfrei und besonders interessant für autonome Fahrzeuge. Goodyear entwickelt den NPT-Reifen (Non Pneumatic Tyre) nach einem ähnlichen Konzept.
500 Reifen-Backstuben
In den Werken der Reifenhersteller geht es zu, wie in einer Backstube: Mischen, Rühren, Walken, Backen. Aus unterschiedlichsten Zutaten entsteht der schwarze Pneu in zahlreichen Produktionsschritten. Ganz gleich, ob es sich um einen Fahrradreifen, einen Winterreifen für einen Pkw oder den Reifen für einen Airbus handelt: Der Produktionsprozess ist vergleichbar. Der erste Schritt ist die Herstellung der Gummimischung, gefolgt von der Fertigung der Einzelkomponenten, dem Reifenaufbau oder Konfektionierung, dem Zusammenfügen via Vulkanisation und der abschließenden Qualitätskontrolle.
Smarte Pneu-Sensoren
Eingebaute Sensoren überwachen schon heute den Reifendruck. Der Reifen der Zukunft wird zum Smart-Sensor und kommuniziert mit dem Fahrzeug sowie anderen Verkehrsteilnehmern über Car-to-Car-Kommunikation. Künftig werden sie auch Temperatur, Straßenzustand und Grip-Level erkennen sowie vor Aquaplaning warnen.
Die Hersteller wollen Reifen außerdem umweltfreundlicher machen – weg von erdölbasierten Rohstoff en, hin zu biobasierten und recycelten Materialien. Zudem forschen die Hersteller intensiv daran, den Reifenabrieb zu reduzieren und biologisch abbaubare Reifenverschleißpartikel zu entwickeln. Die Kreislaufwirtschaft erreicht in der Reifenbranche bereits heute eine Quote von etwa 70 Prozent.
Charles Goodyear, John Boyd Dunlop und die Gebrüder Michelin haben es vorgemacht: Ihre Tüftler-Gene und ihr Erfindergeist haben aus einer zähen, klebrigen Masse einen der wichtigsten Bestandteile moderner Mobilität gemacht. Wir können damit rechnen, dass Reifen uns auch künftig auf Trab halten werden.
Dies ist Teil 2 unserer zweiteiligen Reihe zum Thema „Reifen – Genies zwischen Auto und Straße“. Hier geht es zu Teil 1.
