Reifen – mehr als nur Gummi
Reifen werden aus so unterschiedlichen Materialien wie Gummi, Stahl und Textil zusammengesetzt. Der Hauptbestandteil von Pneus ist Gummi. Reifen bestehen zu rund 40 Prozent aus Kautschuk. Dabei verwenden die Reifenhersteller sowohl natürliche als auch synthetisch hergestellte Stoffe. In der Reifenmischung sind zudem Füllstoffe, Weichmacher sowie Chemikalien enthalten. Ein Reifen kann aus mehr als zehn Gummimischungen bestehen. Die unterschiedliche Zusammensetzung der Gummimischungen von Pkw-Reifen resultiert aus den verschiedenen Anforderungen, die an die einzelnen Bauteile des Reifens – beispielsweise Lauffläche, Seitenwand und Wulst – gestellt werden. Entscheidend für die Qualität des Reifens ist das Mischungsverhältnis.Die Mischung macht’s
Reifen müssen die Brems-, Antriebs- und Seitenkräfte eines Fahrzeugs auf die Fahrbahn übertragen. Dazu ist Reibung nötig. Diese muss ein Pneu auf trockener und nasser Fahrbahn, bei Schnee und Eis gewährleisten. Der Reifenentwicklung stehen hierfür drei wesentliche Parameter zur Verfügung. Neben dem konstruktiven Aufbau des Reifens und seinem Profil ist die Reifenmischung eine wichtige Einflussgröße für das Leistungsspektrum des Pneus. Die Auswahl und Zusammensetzung der Mischungsbestandteile hat maßgeblichen Einfluss auf den Rollwiderstand sowie das Kraftschlussverhalten. Darunter wird die Haftreibung verstanden, die beim Abrollen zwischen der Reifenaufstandsfläche und der Fahrbahn entsteht und beispielsweise für den Bremsweg entscheidend ist. Grundsätzlich kommt es bei der Entwicklung auf ein ausgewogenes Mischungsverhältnis an. Eine weiche Mischung bietet zwar eine bessere Verzahnung mit der Fahrbahn, nutzt sich aber schneller ab und kann insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten zur Instabilität führen. Eine harte Mischung ist zwar unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoll, bietet aber weniger Grip. Bei Kautschuk ist der Reibwert, der die Haftung des Reifens auf der Straße definiert, sehr temperaturabhängig. Konkret bedeutet dies, dass Gummimischungen für Winterreifen den höchsten Kraftschluss bei niedrigen Temperaturen bieten und nicht den hohen Temperaturbereich eines Sommerreifens vertragen. Dagegen verhärtet die Gummimischung eines Sommerreifens bei Schnee und Kälte, was zu erheblichen Leistungseinbußen bei Traktion, Seitenführung und Bremsvermögen führt. Aus diesem Grund werden mehrere Kautschuksorten mit unterschiedlichem Temperaturverhalten zu einer Mischung zusammengefügt, die möglichst hohe Reibbeiwerte für den Temperaturbereich sichert, für den der Reifen bestimmt ist.
Natur- und Kunstkautschuk
Für die Gummimischung verwenden die Reifenhersteller sowohl natürliche als auch synthetisch hergestellte Stoffe. Naturkautschuk wächst auf großen Plantagen, man gewinnt ihn aus dem Saft in der Rinde von Gummibäumen. Der Vorteil von synthetischem Kautschuk ist, dass er sich exakt an die Wünsche der Reifenhersteller anpassen lässt. Bei der Reifenherstellung werden je nach gewünschter Mischung mehrere Natur- und Kunstkautschuksorten zusammengeführt. Dabei werden Natur- und Kunst-Kautschukarten ausgewählt, die eine möglichst hohe Rutschfestigkeit besitzen, und mit Werkstoffen kombiniert, die den Rollwiderstand senken, ohne diese Rutschfestigkeit zu beeinträchtigen.Weitere Zusatzstoffe im Reifen
Das Öl als weiterer wichtiger Bestandteil beeinflusst die Rutschfestigkeit des Reifens positiv. Es dient zudem ebenso wie Harze als Weichmacher. Aus diesem Grund werden sehr alte Reifen auch hart, wenn sich die Weichmacher nach Jahren verflüchtigen. Weitere Zusätze werden unter dem Oberbegriff „Chemikalien" zusammengefasst. Von der chemischen Industrie werden Mischhilfen, Vulkanisationsbeschleuniger, Verzögerer, Aktivatoren, Licht- und Alterungsschutzmittel geliefert. Letztere zeichnen dafür verantwortlich, den sorgfältig entwickelten Mischungscharakter über die gesamte Lebensdauer des Reifens zu erhalten. Der elementare Schwefel sorgt bei der Vulkanisation dafür, dass sich die langen Molekülketten des Kautschuks vernetzen und aus der klebrigen Masse elastischer Gummi wird.
