Breite Reifen, schmale Reifen, Rillen und Slicks

Hallo

Man hört immer wieder Widersprüchliches zu Reifen. Zum einen heisst es vom Rennsport her: die Slicks halten am besten, weil sie die grösste Auflagefläche haben… dann heisst es mal wieder: die Winterreifen mit viel Profil halten besser auf allen Strassen, weil dann auf die zwar geringere Auflagefläche ein grösserer Druck wirkt… aus der Physik kennt man aber die Aussage, dass die grösse der Auflagefläche keinen Einfluss auf die Haftreibung hat… allein das Gewicht und die Beschaffenheit der Auflagefläche machen einen Unterschied aus…
… nun, das mit der Physik ist nachvollziehbar… das mit dem Slick aber bekannt… daher wird es da nicht allein um Reibung gehen, sondern um etwas wie die Verformung vom Gummi, nehme ich mal an… (in den Kurven könnte ich mir vorstellen, dass der stabiler ist gegen eine seitliche Dehnung, weil mehr Material da ist, als wenn ich 4 Rillen reinschneide) … die Idee hinter dem schmalen Winterreifen müsste mir allerdings noch jemand begründen… (evtl. grössere prozentuale Auflagefläche, wenn es nicht ganz eben ist? oder grössere Wärmeentwicklung durch geringere Auflagefläche -> somit bessere Haftung?)
Kann mir da jemand helfen? Ist das Blödsinn? Stimmen meine anderen Annahmen?

danke
MR

Hi,

Man hört immer wieder Widersprüchliches zu Reifen. Zum einen
heisst es vom Rennsport her: die Slicks halten am besten, weil
sie die grösste Auflagefläche haben…

Ob die von dir genannte Begründung stimmt, weiss ich nicht.
Ich weiss aber aus eigener Erfahrung, dass bei optimalen (!)Strassenverhältnissen
gilt: Je weniger Profil, desto bessere Haftung.
(…)

die Winterreifen mit viel Profil halten besser auf
allen Strassen, weil dann auf die zwar geringere Auflagefläche
ein grösserer Druck wirkt…

Auch hier weiss ich nicht, ob die Begründung stimmt.
Aber auch hier weiss ich aus eigener Erfahrung, dass dies IM MITTEL bei unterschiedlichen Strassenverhältnissen zutrifft.

aus der Physik kennt man aber die
Aussage, dass die grösse der Auflagefläche keinen Einfluss auf
die Haftreibung hat… allein das Gewicht und die
Beschaffenheit der Auflagefläche machen einen Unterschied
aus…

Das gilt bei „idealisierten“ Reibungsbedingungen.
Eine direkte Folge dieser idealisierten Bedingungen ist beispielsweise, dass die Bremskraft nicht grösser als die Gewichtskraft sein kann.
In der Praxis -und auch das habe ich schon gemessen - kann die Bremskraft deutlich höher liegen.

… nun, das mit der Physik ist nachvollziehbar…

Weil idealisiert!

das mit dem
Slick aber bekannt…

Weil die Realität nicht so einfach ist!

daher wird es da nicht allein um Reibung
gehen, sondern um etwas wie die Verformung vom Gummi, nehme
ich mal an…

Verzahnung ist hier das richtige Stichwort.
Ausserdem: Hohes Profil walkt mehr.
Schmale Reifen mit viel Profil sind nur auf Schnee gut.

Gruss,

Hallo

Danke für deine schnellen Antworten… ich dachte mir schon, dass es etwa auf das rauslaufen wird :smile: … gut zu wissen, dass mein Gefühl nicht total daneben gelegen hat.

MR

Man hört immer wieder Widersprüchliches zu Reifen. Zum einen
heisst es vom Rennsport her: die Slicks halten am besten, weil
sie die grösste Auflagefläche haben… dann heisst es mal
wieder: die Winterreifen mit viel Profil halten besser auf
allen Strassen, weil dann auf die zwar geringere Auflagefläche
ein grösserer Druck wirkt…

eine korrekte aussage waere sicher spekulativ. die reifenfirmen entwickeln und finden immer verbesserungen.

… die
Idee hinter dem schmalen Winterreifen müsste mir allerdings
noch jemand begründen… (evtl. grössere prozentuale
Auflagefläche, wenn es nicht ganz eben ist? oder grössere
Wärmeentwicklung durch geringere Auflagefläche -> somit
bessere Haftung?)
Kann mir da jemand helfen? Ist das Blödsinn? Stimmen meine
anderen Annahmen?

naja…225er breitreifen im sommer eine super strassenlage - im winter wuerdest du im schnee nicht sehr versinken.
mit z.b. trabantreifen versinkt man und kommt mit dem asphalt leichter in kontakt. im winter muessen auch nicht so grosse seitenkraefte aufgenommen werden.
ein weiterer grund kann die waermeentwicklung sein, wie du schon gesagt hast.
mfg
rene

Hallo

Man hört immer wieder Widersprüchliches zu Reifen. Zum einen
heisst es vom Rennsport her: die Slicks halten am besten, weil
sie die grösste Auflagefläche haben… dann heisst es mal
wieder: die Winterreifen mit viel Profil halten besser auf
allen Strassen, weil dann auf die zwar geringere Auflagefläche
ein grösserer Druck wirkt… aus der Physik kennt man aber die
Aussage, dass die grösse der Auflagefläche keinen Einfluss auf
die Haftreibung hat… allein das Gewicht und die
Beschaffenheit der Auflagefläche machen einen Unterschied
aus…

Hallo Rudolf,
deine Feststellungen zur Physik treffen zu, sie gelten für das „lineare“ Modell zur Haftreibung. Allerdings hat ein Reifen - wenn man es genauer wissen will - ein nichtlineares Verhalten. Auch kommt es durch die Verformungen des Gummis zwischen Reifenaufstandsfläche und (uneben strukturierter) Fahrbahnoberfläche zum sogenannten Formschluss. D.h. der Reifen „krallt“ sich teilweise fest. Deswegen legen die Formel-1-ler soviel Wert auf vorgewärmte Reifen. So hat man von Anfang an das weichere Gummi, das sich besser „festkrallt“.

… nun, das mit der Physik ist nachvollziehbar… das mit dem
Slick aber bekannt… daher wird es da nicht allein um Reibung
gehen, sondern um etwas wie die Verformung vom Gummi, nehme
ich mal an… (in den Kurven könnte ich mir vorstellen, dass
der stabiler ist gegen eine seitliche Dehnung, weil mehr
Material da ist, als wenn ich 4 Rillen reinschneide) … die
Idee hinter dem schmalen Winterreifen müsste mir allerdings
noch jemand begründen… (evtl. grössere prozentuale
Auflagefläche, wenn es nicht ganz eben ist? oder grössere
Wärmeentwicklung durch geringere Auflagefläche -> somit
bessere Haftung?)

Letzteres nein : das wäre ja der Schlttschuh-Effekt.
Groberes Profil und weicheres Gummi geben dem Winterreifen die besser Haftung durch Formschluss (siehe oben). Auch ein schmalerer Reifen mit höherem Aufstandsdruck kann beim Verformen und Anpassen an die Schnee-„Brösel“ vorteilhaft sein.
Gruß
Karl

Kann mir da jemand helfen? Ist das Blödsinn? Stimmen meine
anderen Annahmen?

danke
MR

Hallo,

wie fast überall in der Technik ist die Entwicklung von
Reifen an ein ganzen Haufen von Einsatzbedingungen gekoppelt,
die sich aber oft konträr widersprechen. Demzufolge müssen
immer Kompromisse gemacht werden.
Beispiele für Randbedingungen:

  • max. Haftung auf unterschiedlichten Fahrbahnbelägen
  • Temperaturbereich (starker Frost bis Wüstenklima)
  • max. Lebensdauer
  • geringster Rollwiderstand
  • geringe Geräuschentwicklung
  • niedrige Masse
  • Zuverlässigkeit
  • gesetzliche Vorschriften
  • Kundenakzeptanz und Modeerscheinungen
  • Preis
  • Nutzung vorhandener Technologien, Patente
  • Beständigkeit gegen UV-Licht, Kraftstoffe, Feuchte usw.
  • Beständigkeit gegen mechn. Belastungen
  • Akzeptanz Reifendruck in einem bestimmten Bereich
  • unterschiedliche Belastung durch Fahrzeugmasse und Beladung
  • Verhalten bei Defekt (Reifenschaden)
  • Geschwindigkeitsbereich (max. Fleihkräfte)
  • Kombination mit unterschiedlichen Felgensystemen
  • Kombination mit unterschiedlichen Antriebsleistungen

Das ist schon ein riesen Batzen an Bedingungen, der
nie und nimmer nur durch ein Reifensystem erfüllt werden
kann. Je nach Anwendung wird man also den einen oder
anderen Aspekt bevorzugen und dafür andere Kriterien
vernachlässigen.
Da sind also Formel 1 und Straßenverkehr schon mal total
verschieden Welten. Dann wird auch schon mal zw. Sommer
und Winterbetrieb unterschieden.
Beim Komfort (Geräusch und Fahreigenschaften) und bei
Energiesparen gibt’s auch Brüche. … usw…

Man hört immer wieder Widersprüchliches zu Reifen. Zum einen
heisst es vom Rennsport her: die Slicks halten am besten,
weil
sie die grösste Auflagefläche haben… dann heisst es mal
wieder:

Ja, die Belastungen sind im Grenzbereich, es kommt nur
auf max. Geschw. bzw. min. Rundenzeiten an.
Das oberste Kriterium ist: Kann man mit den Reifen gewinnen?
Und das nur bei den momentan vorherrschenden Verhältnissen.

Das geht eben auf trockener warmer Fahrbahn mit weichen
Slics am besten. Die kleben bei den hohen Betriebstemp.
regelrecht am Fahrbahnbelag (wie Kaugummei) fest.
2% Spriteinsparung, Geräuschenw., Winterverhalten,
Verhalten auf Kopfsteinflaster oder im Gelände, Preis
usw. sind zweit und drittrangig oder völlig unwichtig.

die Winterreifen mit viel Profil halten besser auf
allen Strassen, weil dann auf die zwar geringere
Auflagefläche ein grösserer Druck wirkt…
aus der Physik kennt man aber die Aussage,
dass die grösse der Auflagefläche keinen Einfluss auf
die Haftreibung hat…

Das ist ein vereinfachstes phys. Modell, daß nur für
glatte Flächen gute Ergebisse liefert
(z.B. Stahlblock auf Glasscheibe).
Das System Fahrzeug mit Reifen auf unterschiedlichsten
Untergründen und bei unterschiedlichstem Wetter ist weitaus
komplexer.

Formschluß von groben Stollen im Schnee ist da nicht
im Modell enthalten. Spikes oder Schneeketten auch nicht.

allein das Gewicht und die
Beschaffenheit der Auflagefläche machen einen Unterschied
aus…

Nein, auch ein haufen konstruktiver Bedingungen des
Reifens und die physikalischen Bedingungen zw. Reifen und
Fahrbahn aber auch Fahrgestell, Federung+Dämpfung,Beladung,
Schwerpunkt, usw.
Alles hochkomplexe Systeme, wo jeder Teil seinen Einfluß
hat.

… nun, das mit der Physik ist nachvollziehbar…

Doch, das ist alles physikalisch nachvollziehbar,
nur nicht mit einem einzigen einfachen Gesetz und einem
sehr einfachen idealisierten Modell.

das mit :dem
Slick aber bekannt… daher wird es da nicht allein um :Reibung
gehen, sondern um etwas wie die Verformung vom Gummi, nehme
ich mal an… (in den Kurven könnte ich mir vorstellen, dass
der stabiler ist gegen eine seitliche Dehnung, weil mehr
Material da ist, als wenn ich 4 Rillen reinschneide) … die
Idee hinter dem schmalen Winterreifen müsste mir allerdings
noch jemand begründen… (evtl. grössere prozentuale
Auflagefläche, wenn es nicht ganz eben ist? oder grössere
Wärmeentwicklung durch geringere Auflagefläche -> somit
bessere Haftung?)

Das wurde ja schon beschrieben.

Kann mir da jemand helfen? Ist das Blödsinn? Stimmen meine
anderen Annahmen?

Einige andere Kriterien:
Für geringes Abrollgeräusch wären Slics sicher gut.
Ansonsten spezielle Profilformen, die eben nicht poltern.

Für geringsten Spritverbrauch wären ganz dünne Reifen mit
sehr harten Gummi und hohem Druck optimal (auch großer
Durchmeser).
Die hätten aber miserablen Komfort und schlechte Seiten-
führung sowie geringe Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

Für max. Lebensdauer wären dicke und breite Reifen
mit hartem Gummi vorteilhaft - die hätten aber schlechten
Komfort und schlechte Haftung und große Masse.

Die Problematik trocken und nass ist sicher halbwegs
bekannt. Da wären breite Slics verheerend, aber grobe
Stollen und schmale Reifen gut.

Die Sache mit Sommer-Winter und weichen/hartem Gummi
kennt auch jeder. Grobe stollen poltern aber auf glatter
trockener Fahrbahn und zu weicher Gummis halten im
Sommer nicht lange.

usw. …usw…

Ist wirklich sehr sehr schwirig, da den richtigen
Kompromiß zu machen und annähernd optimal Reifen zu
entwickeln.
Gruß Uwi

Hallo MR,

Man hört immer wieder Widersprüchliches zu Reifen. Zum einen
heisst es vom Rennsport her: die Slicks halten am besten, weil
sie die grösste Auflagefläche haben…

Könntest du dir vorstellen bei deinem PW, schon nach 50km die Reifen wechseln zu müssen, weil sie abgefahren sind. Oder wenns regnet die Reifen zu wechseln ?
Oder alle 200km den Motor zu wechseln ?
Zwischen der Fahrt auf der Autobahn und einer Passstrasse das ganze Getriebe auszutauschen ?
Im Rennsport ist das normal …

Im Rennsport werden alle Teile für jede einzelne Rennstrecke und die Witterungs-Verhältnisse optimiert.

Ein normaler PW ist auf Alltagtauglichkeit optimiert, also lauter Kompromisse für alle möglichen Bedingungen. Allerdings mach so ein Fahrzeug auch keine 300 km/h …

Zudem scheint es ja schon ein grosses Problem für die meisten Autofahrer zu sein, Winterreifen zu montieren …

Alle alltagstauglichen Dinge sind ein Kompromiss, meist sich wiedersprechnder, Anfoderungen, welche zudem noch billig sein sollten.

Spitzengeräte sind immer sehr teuer und meist nur für einige wenige Anforderungen zu gebrauchen. Dabei spielt es keine Rolle ob dies ein Rennwagen, ein Messgerät oder sonst etwas ist.

Und wie auxch schon geschrieben wurde, hat die Physik kein Problem dies alles zu erklären.

MfG Peter(TOO)

Hallo,

die
Idee hinter dem schmalen Winterreifen müsste mir allerdings
noch jemand begründen… (evtl. grössere prozentuale
Auflagefläche, wenn es nicht ganz eben ist? oder grössere
Wärmeentwicklung durch geringere Auflagefläche -> somit
bessere Haftung?)

der wesentliche Vorteil der schmalen Winterreifen liegt in der geringeren Neigung bei Aquaplaning aufzuschwimmen, weil weniger Wasser beiseite geschoben werden muss. Sämtliche Breitreifen sind in dieser Disziplin den schmalen unterlegen. Auf Schnee haben die Breitreifen mit den schmalen praktisch gleichgezogen. Heutzutage haben Winterreifen kein grobes Stollenprofil mehr. Lamellen heißt das Zauberwort. Das sind eine Menge winziger Einschnitte im ansonsten sommerreifenartigen Profil (ein deutliches Erkennungszeichen für Winterreifen). An diesen Einschnitten kann sich die Lauffläche bei Krafteinwirkung leicht scherend verschieben und damit so eine Art „Zahn“ bilden, der sich im Schnee verkrallt. Durch das ständige „Arbeiten“ der Lamelle, kann sie sich auch nicht mit Schnee zusetzen (im Gegensatz zum sonstigen Profil). Je mehr Lamellen umso besser und auf einen Breitreifen passen nunmal mehr als auf einen schmalen. Damit sind die Nachteile wie geringerer Druck wieder wettgemacht.

Ein wesentlicher Nachteil der WiRe war früher das schlechte Aquaplaningverhalten welches bei SoRe um Längen besser war. Durch die Lamellen konnte das Profil der WiRe ähnlich wie bei SoRe gestaltet werden und damit bei Nässe deutliche Verbesserungen erzielt werden. Heute gibt es sehr gut regentaugliche WiRe.

Gruß, Niels