Karkasse, Gürtel, Wulst und Felge
Die Karkasse bildet das tragende Reifengerüst. Beim Radialreifen verlaufen ihre Cordfäden annähernd quer zur Umfangsrichtung von Wulst zu Wulst. Unter der Lauffläche liegt das Gürtelpaket. Es stabilisiert den Laufstreifen, während die Seitenwand die Verformung des Reifens zulässt. Die Anordnung der Verstärkungen entscheidet darüber, wie der Reifen Lasten und Verformungen aufnimmt.
Die Wulstkerne verankern die Karkasse an der Felge. Die Felge trägt den Reifen; Radscheibe oder Radkörper verbinden sie mit der Nabe. Der Kraftweg beim Antreiben führt von der Nabe über Rad und Wulstbereich durch die Reifenstruktur zur Aufstandsfläche. Beim Bremsen kehrt sich die Richtung des übertragenen Moments um.
Stahlcord und zusätzliche Wulstverstärkungen erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Michelin beschreibt für die X-Multi-Z2/D2-Familie in 19,5 Zoll leichtere, hochfeste Stahlcordkonstruktionen unter dem Namen Powercoil und eine Nylonverstärkung am Wulst unter dem Namen Duracoil. Diese Produktmerkmale gelten für die bezeichnete Familie; sie beschreiben keinen einheitlichen Aufbau aller Lkw-Reifen.
Quellenhinweis: Michelin · Glossar: Karkasse, Radialbauart, Stahlgürtel und Felge · Michelin · X Multi Z2/D2: Powercoil und Duracoil
Reifengröße lesen: 315/70 R 22.5
Die Größenbezeichnung trennt Nennbreite, Querschnittsverhältnis, Bauart und Felgendurchmesser. Die Millimeterangabe für die Breite und die Zollangabe für die Felge dürfen in einer Rechnung nicht unverändert vermischt werden. Last- und Geschwindigkeitsindex ergänzen die Größe; die Dimension allein legt die zulässige Belastung nicht fest.
| Angabe | Bedeutung |
|---|---|
| 315 | Nennbreite des Reifenquerschnitts: 315 mm |
| 70 | Nennhöhe des Querschnitts: 70 % der Nennbreite |
| R | Radiale Karkassenbauart |
| 22.5 | Felgen-Nenndurchmesser: 22,5 Zoll am Wulstsitz |
- Geometrische Näherung: 315 × 0,70 = 220,5 mm Querschnittshöhe. Mit 22,5 × 25,4 = 571,5 mm Felgendurchmesser ergibt sich ein nomineller Außendurchmesser von 1.012,5 mm. Daraus folgen etwa 3,181 m Kreisumfang. Dieser Rechenwert ist kein gemessener Abrollumfang.
Quellenhinweis: Michelin · Größen- und Indexkennzeichnung bei Lkw-Reifen
Reifengrößen umrechnen: Nennbreite, Flankenhöhe und Zollmaß
Auch beim Pkw steht nicht die gesamte Reifengröße in Zoll. Bei einer Angabe wie 225/45 R17 sind 225 Millimeter die Nennbreite, 45 Prozent das Verhältnis von Querschnittshöhe zu Breite und 17 Zoll der Felgendurchmesser am Reifensitz. Das R bezeichnet die radiale Karkassenbauart, nicht den Radius. Ein großer Geländereifen mit der Bezeichnung 335/80 R20 verwendet genau dieselbe Schreibweise; seine hohe Seitenwand entsteht durch das größere Querschnittsverhältnis.
Für 335/80 R20 ergibt die Nennrechnung eine Querschnittshöhe von 335 × 0,80 = 268 Millimetern. Ein Zoll entspricht 25,4 Millimetern; der Felgendurchmesser beträgt somit 20 × 25,4 = 508 Millimeter. Über dem Felgendurchmesser liegen zwei Reifenquerschnittshöhen. Der rechnerische Außendurchmesser ist deshalb 508 + 2 × 268 = 1.044 Millimeter. In Zoll umgerechnet sind das rund 41,1 Zoll Außendurchmesser und 13,2 Zoll Nennbreite. Diese Rechnung erläutert die Geometrie, sie erzeugt keine neue verbindliche Größenbezeichnung.
Die ältere Angabe 14.00 R20 folgt einer anderen Nennmaßkonvention: Die erste Zahl bezeichnet eine Breitenklasse in Zoll, die letzte wieder den Felgendurchmesser. 14 × 25,4 ergibt zwar 355,6 Millimeter, aber daraus wird kein automatisch austauschbarer 355er- oder 365er-Reifen. Das Querschnittsverhältnis ist hier nicht ausdrücklich ausgeschrieben. Continental unterscheidet bei zölligen Geländereifen außerdem konventionelle und breite Querschnittsreihen mit unterschiedlichen Höhenverhältnissen. Die fehlende Prozentzahl darf daher nicht bei jeder solchen Angabe pauschal durch 100 ersetzt werden.
Für die Fahrzeugrechnung braucht man schließlich das Datenblatt des konkreten Reifens. Tatsächliche Breite auf der Messfelge, Außendurchmesser, belasteter Radius und dynamischer Abrollumfang sind verschiedene Größen. Michelin führt beispielsweise 14.00 R20 und 335/80 R20 innerhalb derselben Geländereifenfamilie als eigenständige Dimensionen. Ein ähnlicher Zahlenwert nach der Umrechnung beweist weder gleiche Abmessungen noch passende Tragfähigkeit, Felgenzuordnung oder Freigängigkeit.
- Merksatz: Erst die Schreibweise entschlüsseln, dann die Einheiten umrechnen. Nennmaße erklären die Form; der Herstellerwert bestimmt den tatsächlichen Abrollumfang.
Quellenhinweis: Continental · Nennbreite, Querschnittsverhältnis, Radialbauart und Felgendurchmesser · Continental · OTR-Datenbuch, S. 12–13: zöllige Größen und Querschnittsreihen · Michelin · X-Force-/XZL-Dimensionen in metrischer und zölliger Schreibweise
Zwillingsbereifung: zwei Reifen mit gemeinsamer Raddrehzahl
Bei Zwillingsbereifung sitzen zwei Räder nebeneinander an derselben Radnabe. Sie drehen deshalb mit derselben Winkelgeschwindigkeit. Aus dieser starren Verbindung folgt: Unterscheiden sich ihre wirksamen Abrollumfänge, können beide Reifen nicht gleichzeitig völlig schlupffrei dieselbe Strecke zurücklegen. Die Abweichung muss durch Verformung und Schlupf ausgeglichen werden.
Der Mindestmittenabstand beschreibt den Abstand zwischen den Mittelebenen der beiden Reifen beziehungsweise Felgen. Er ist nicht identisch mit dem sichtbaren Spalt zwischen den Seitenwänden. Im Continental-Datenbuch stehen Mindestmittenabstand, Felgenbreite, Reifenabmessungen und Tragfähigkeit getrennt. Der benötigte Freiraum muss auch unter Last bestehen, wenn sich die Seitenwände ausbauchen.
Für die Lastzuordnung ist die Tabelle für die tatsächliche Einzel- oder Zwillingsanordnung maßgeblich. Vier montierte Reifen ergeben keine Freigabe durch bloßes Vervierfachen eines beliebigen Einzelreifenwerts. Ebenso ersetzt die Kontrolle des gut sichtbaren äußeren Reifens nicht die Prüfung des inneren Reifens und seines Ventils.
Quellenhinweis: Continental · Technical Data Book 03/2024: Felgenabstand, Reifendaten und Lasttabellen · Michelin · Betriebshinweise zu Lkw- und Busreifen, Ventilen und Luftdruck
Tragfähigkeit, Kaltluftdruck und Temperatur
Michelin ordnet den Kaltluftdruck nach Last, Geschwindigkeit und Einsatzbedingungen zu. Für eine belastbare Auswahl werden daher die tatsächlich auftretenden Achslasten und die zum Reifen gehörige Last-Luftdruck-Tabelle benötigt. Eine pauschale Druckzahl für alle Reifen eines schweren Lkw wäre technisch unzureichend.
Zu geringer Druck begünstigt stärkere Verformung und Wärmeentwicklung. Ein warm gefahrenes Rad hat jedoch auch bei korrektem Ausgangsdruck einen höheren Innendruck. Ein warmer Messwert ist deshalb nicht unmittelbar mit einem vorgeschriebenen Kaltwert vergleichbar; der Betriebsdruck darf nicht allein wegen der Erwärmung auf den Kaltwert abgesenkt werden.
Beim Zwillingsrad müssen beide Reifen betrachtet werden. Fällt einer aus, übernimmt sein Partner zusätzliche Last. Zwei Reifen nebeneinander sind daher keine allgemeine Notlaufzusage. Die Auslegung von Rad, Reifen und Achse bleibt auch dann maßgeblich, wenn die Profiltiefe noch ausreichend erscheint.
Quellenhinweis: Michelin · Betriebsdruck, Temperatur und Einsatzbedingungen · Michelin · Kaltprüfung, warme Reifen und Prüfung des Zwillingspartners
Mercedes-Benz TireControl Plus: Druck dem Einsatz anpassen
Mercedes-Benz nennt für den hochgeländegängigen Unimog die Reifendruckregelanlage TireControl Plus mit den vorwählbaren Einsatzarten Straße, Sand und Schlechtweg. Sie ermöglicht, den Druck an wechselnde Untergründe anzupassen. Anders als eine reine Drucküberwachung kann eine Regelanlage den Druck also aktiv verändern.
Ein geringerer Druck verändert die Reifenverformung und kann auf nachgiebigem Boden eine größere Aufstandsfläche ermöglichen. Gleichzeitig ändern sich Erwärmung, Tragfähigkeits- und Geschwindigkeitsgrenzen. Geländeeinstellungen dürfen deshalb nicht ohne die fahrzeug- und reifenspezifischen Bedingungen in den Straßenbetrieb übernommen werden.
Die Programmnamen sind keine allgemeingültigen Druckwerte. Reifenausführung, Last und vorgesehener Geschwindigkeitsbereich bleiben für die Wahl des zulässigen Betriebszustands maßgeblich.
Quellenhinweis: Mercedes-Benz · Unimog: TireControl Plus und Einsatzprogramme
Schwere Kipper und Geländefahrzeuge: Tragfähigkeit ist nicht Notlauffähigkeit
Ein Kipperreifen muss Achslast, wechselnde Untergründe und die Beanspruchung beim Lenken oder Rangieren zusammen bewältigen. Die Luftfüllung und die gespannte Karkasse tragen gemeinsam; Gürtel, Wulst und Felge halten die dafür erforderliche Form und Verbindung. Ein grobes Profil verbessert unter passenden Bedingungen die Verzahnung mit losem Boden, erhöht aber nicht automatisch die zulässige Last. Auch Schnittfestigkeit des Laufstreifens und Widerstand der Seitenwand gegen Anprall sind eigene Auslegungsaufgaben.
Schon dieselbe Größenangabe kann verschiedene Lastfreigaben umfassen. Michelin führt 365/80 R20 innerhalb seiner Geländereifenfamilie beispielsweise mit den Kennzeichnungen 152K und 158K. Die höhere erste Kennzahl steht für eine andere Tragfähigkeitsklasse; K ist die Geschwindigkeitskategorie. Welcher Luftdruck dafür erforderlich ist und welche Last bei einem bestimmten Einsatz zulässig bleibt, ergibt sich aus der zugehörigen Betriebsdatentabelle. Ein breiter Reifen oder ein besonders massives Erscheinungsbild ersetzt diese Zuordnung nicht.
Bei einem hochgeländegängigen Unimog kann eine Reifendruckregelanlage die Aufstandsfläche an den Untergrund anpassen. Sinkt der Druck innerhalb des freigegebenen Einsatzbereichs, verformt sich der Reifen stärker und seine Aufstandsfläche wächst. Diese Beweglichkeit hilft auf weichem Boden, steigert aber zugleich die Walkbeanspruchung. Die Druckregelung stellt daher einen Betriebszustand ein; sie macht weder Karkasse noch Felge beliebig belastbar und ist kein Ersatz für einen Notlaufeinsatz.
Geschützte und militärische Radfahrzeuge können zusätzlich einen tragenden Ring im Reifen verwenden. Nach einem Druckverlust stützt dieser den zusammengedrückten Reifen gegen die Felge ab und erhält begrenzte Beweglichkeit. Beim Hutchinson VFI verbindet ein verstärkter Gummieinsatz die Notlauffunktion mit einer Wulsthaltefunktion. Andere Systeme verwenden beispielsweise Verbundwerkstoffringe. Ein Beadlock allein hält dagegen den Reifenwulst auf der Felge; er muss noch keine tragende Notlaufstütze sein.
Auch bei einer durch Beschuss verursachten Beschädigung bedeutet Notlauf nicht, dass der Reifen unversehrt oder allgemein beschusssicher wäre. Entscheidend ist das geprüfte Gesamtsystem aus Rad, Reifen, Einsatz, Belastung und Schadenszustand. Zulässige Strecke und Geschwindigkeit gehören zur konkreten Systemfreigabe. Eine Reifendruckregelanlage kann einen vollständig geöffneten Reifen nicht durch unbegrenztes Nachpumpen ersetzen; die Luftversorgung und der mechanische Restzustand setzen eigene Grenzen.
- Systemvergleich: Tragfähigkeit beschreibt die zulässige Belastung, Reifendruckregelung den Betriebszustand und Notlauf die begrenzte Weiterbewegung nach Druckverlust.
Quellenhinweis: Michelin · Geländereifen: gleiche Dimension mit unterschiedlichen Lastindizes · Michelin · Last, Reifendruck und Wärmeentwicklung · Hutchinson · VFI, Verbundwerkstoff-Notlaufringe und Wulsthaltefunktion
Breitreifen in Einzelanordnung als eigenes System
Ein breiter Einzelreifen kann eine Zwillingsanordnung nur in einer dafür vorgesehenen Fahrzeugauslegung ersetzen. Ein Herstellerbeispiel ist der Michelin X One Multi D in 495/45 R22.5 für die Antriebsachse: Michelin beschreibt ihn als Lösung mit zwei statt vier Reifen an der Achse. Der X One Maxitrailer+ in 455/45 R22.5 ist dagegen eine gesonderte Anhängerlösung.
Die Einordnung nach Achsposition ist entscheidend. Felge, Radanschluss, Freigängigkeit, Lastzuordnung und Fahrzeugfreigabe müssen zusammenpassen. Aus einer ähnlichen Reifenbreite oder ausreichenden rechnerischen Tragfähigkeit folgt noch keine Austauschbarkeit. Eine allgemeine Umbaufreigabe lässt sich aus dem Produktbeispiel nicht ableiten.
Quellenhinweis: Michelin · X One: getrennte Lösungen für Antriebs- und Anhängerachsen
Vom Radumfang zur Motordrehzahl
Der dynamische Abrollumfang beschreibt den Weg je Radumdrehung unter den jeweiligen Betriebsbedingungen. Er ist nicht exakt gleich dem aus einem unbelasteten Außendurchmesser berechneten geometrischen Umfang. Für genaue Übersetzungsrechnungen wird deshalb der passende Reifendatenwert benötigt.
Der statische belastete Radius ist der Abstand zwischen Radmitte und Fahrbahn am stehenden, belasteten Reifen. Der dynamische Abrollumfang ist dagegen ein Weg je Umdrehung. Deshalb darf auch der statische Radius nicht einfach mit 2π multipliziert und als Abrollumfang verwendet werden. Continental führt beide Größen getrennt im Datenbuch; Michelin weist auf den Einfluss von Last, Druck und Geschwindigkeit auf die Umdrehungen je Strecke hin.
Ohne Schlupf gilt bei v in km/h und U in Metern: Raddrehzahl n = v × 1000 / (60 × U). Die Motordrehzahl ergibt sich daraus durch Multiplikation mit Getriebe- und Achsübersetzung sowie eventuell weiteren Übersetzungsstufen.
Reines Rechenbeispiel: Bei 80 km/h und 3,20 m Abrollumfang dreht das Rad rund 417-mal pro Minute. Mit direktem Gang i = 1,00 und Achsübersetzung i = 2,80 ergibt das rund 1167 min⁻¹ am Motor. Das Beispiel beschreibt keine konkrete Fahrzeugfreigabe.
Quellenhinweis: Michelin · Glossar: belasteter Radius und Umdrehungen je Strecke · Continental · Technical Data Book: static radius und rolling circumference
Abrollumfang und Gangübersetzung gemeinsam vergleichen
Für eine geschlossene Kupplung, einen fest eingelegten Gang und vernachlässigten Reifenschlupf gilt: Motordrehzahl = Geschwindigkeit × 1000 × Gesamtübersetzung / (60 × Abrollumfang). Die Gesamtübersetzung enthält alle wirksamen Stufen zwischen Motor und Rad. Ein Wandler mit Schlupf oder eine schleifende Kupplung erfordern zusätzliche Betrachtungen.
Die Tabelle verwendet ausschließlich frei gewählte Lehrwerte: 80 km/h, Achsübersetzung 2,80 und keine weitere Vorgelegestufe. Die erste Zeile führt das vorhandene Beispiel fort. Der Overdrive-Faktor 0,84 senkt die Drehzahl bei gleichem Umfang auf 980 min⁻¹. Ein größerer Umfang senkt ebenfalls die Drehzahl, verändert aber keine einzige Zahnradübersetzung.
| Abrollumfang | Gangübersetzung | Motordrehzahl, gerundet |
|---|---|---|
| 3,20 m | 1,00 | 1.167 min⁻¹ |
| 3,20 m | 0,84 | 980 min⁻¹ |
| 3,10 m | 1,00 | 1.204 min⁻¹ |
| 3,30 m | 1,00 | 1.131 min⁻¹ |
- Die Zahlen sind keine Reifendaten und keine Auslegung eines konkreten Serienfahrzeugs. Gerechnet wird mit der Übersetzung des eingelegten Gangs, nicht mit der Anzahl verfügbarer Gänge.