Reifen VIAVISION NR 07. Zwischen guter Haftung und leichtem Lauf. 5 Prozent. September 2012

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1 VIAVISION VOLKSWAGEN GROUP NACHRICHTEN AUS DER MOBILEN ZUKUNFT NR 07 September 2012 Editorial Dr. Ulrich Hackenberg 2 Heimliche Helden Wofür Reifen die Verantwortung tragen 2 Schichtarbeit Dem Aufbau auf den Grund gegangen 4 Mehr als Gummi Die Mischung macht den Reifen Ausgerollt Wie Altreifen recycelt werden können 8 Impressum 8 Reifen Zwischen guter Haftung und leichtem Lauf Um 3o Prozent kann der Bremsweg durch die Wahl der Reifen verkürzt werden. 5 Prozent Kraftstoff werden außerorts durch Leichtlaufreifen eingespart.

2 EIGENSCHAFTEN VIAVISION Editorial Dr. Ulrich Hackenberg, Mitglied des Markenvorstands Volkswagen, Geschäftsbereich Forschung und Entwicklung. Wie umweltfreundlich ein Fahrzeug ist, hängt unter anderem von seinen Reifen ab. Unser Ziel ist es, für jedes Fahrzeugmodell und jede Motorkombination den idealen Reifen auszuwählen, der hinsichtlich Fahrzeugsicherheit, Kraftstoffverbrauch und Komfort den besten Kompromiss darstellt. Auf welche Weise Bauteile, neue Zusatzstoffe und die Wiederverwertung des Reifens für Sicherheit und eine gute Umweltbilanz sorgen, zeigt Ihnen VIAVISION auf den folgenden Seiten. Viel Spaß bei der Lektüre. Rollwiderstand Wenn der Reifen die Fahrbahn berührt, wird er im Bereich der Lauffläche gestaucht. Diese Verformung verbraucht Energie, die als Rollwiderstand in Form von Wärme verloren geht. Je größer der Rollwiderstand ist, den ein Reifen überwinden muss, umso mehr Leistung muss der Motor erbringen das kostet Kraftstoff. Quellen: Michelin; ADAC (beide Stand 2012) Heimliche Helden Wofür Reifen die Verantwortung tragen Ohne Reifen läuft nichts. Trotzdem wird ihnen oftmals nur wenig Beachtung geschenkt. Dabei erfüllen die schwarzen Pneus viel mehr Aufgaben, als man auf den ersten Blick erkennt: Sie sollen durch besonders gute Bodenhaftung den Bremsweg verkürzen und damit für mehr Sicherheit sorgen, aber trotzdem einen geringen Rollwiderstand haben, um Kraftstoff einzusparen und so den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid zu verringern. Und das ist noch nicht alles: Darüber hinaus sollen sie möglichst leicht und leise sein. An diesen Stellen setzen die Reifenhersteller an, um die unterschiedlichen Eigenschaften des Reifens immer weiter zu verbessern. Spriteinsparung durch die Verwendung von Leichtlaufreifen: (in Prozent) innerorts außerorts auf der Autobahn Die Reifenhersteller versuchen, den Rollwiderstand durch immer neue Gummimischungen in Leichtlaufreifen zu verringern. Neben dem Rollwiderstand haben noch Luftwiderstand, Reibungskräfte und Trägheitskräfte einen Einfluss auf den Spritverbrauch. Bei mittlerer Geschwindigkeit ist das Einsparpotenzial durch Leichtlaufreifen am größten, weil der Anteil des Rollwiderstands an den gesamten Fahrwiderständen dann am höchsten ist. Außerorts liegt es darum bei fünf Prozent, im Schnitt können durch Leichtlaufreifen vier Prozent Sprit gespart werden. Quelle: Initiative ich & mein auto/dena (Stand 2010) 2

3 07 September 2012 EIGENSCHAFTEN Verlängerung des Bremswegs bei abnehmender Profiltiefe: (in Metern) volle Profiltiefef + 9,5* drei Millimeter Profiltiefe 1, Millimeter Profiltiefe + 9,5** + 9,1*** Bei einer Restgeschwindigkeit von * 34 Stundenkilometern, ** 44 Stundenkilometern und *** 31 Stundenkilometern. Ein tiefes Profil sorgt für mehr Bodenhaftung bei Nässe und verkürzt den Bremsweg. Schon bei einer Profiltiefe von weniger als vier Millimetern nimmt die Haftung bei Nässe deutlich ab, weil die Reifen das Wasser auf der Straße nicht mehr ausreichend verdrängen können. Gesetzlich vorgeschrieben ist eine Mindestprofiltiefe von 1, Millimetern. Sommerreifen sollten jedoch schon bei einer Profiltiefe von drei Millimetern ausgetauscht werden, Winterreifen bei einer Tiefe von vier Millimetern. Quelle: Continental (Stand 2012) Steigerung des Kraftstoffverbrauchs bei abnehmendem Luftdruck: (in Prozent) Der korrekte Luftdruck im Reifen spielt eine wichtige Rolle. Ist er zu niedrig, kann sich der Reifen während der Fahrt stark erwärmen, was dem Material schadet. Zudem erhöhen sich durch den stärkeren Rollwiderstand Kraftstoffverbrauch und Verschleiß. Auch in Bezug auf die Sicherheit ist ein korrekter Luftdruck unerlässlich: Schon bei geringem Druckverlust verlängert sich der Bremsweg erheblich, Stabilität und Haftung bei Nässe nehmen deutlich ab. Experten empfehlen, den Reifendruck alle 14 Tage zu überprüfen und anzupassen, wenn das Auto stärker beladen ist das senkt auch den Kraftstoffverbrauch. Quellen: FOCUS Online; Continental (beide Stand 2012) Luftdruck- Sollwert: 2 bar + 1 1,8 bar + 2 1, bar + 4 1,4 bar + 8 1,1 bar Reifendruckkontrolle bei Volkswagen Um den richtigen Luftdruck im Reifen kümmert sich der Fahrer, indem er zur Tankstelle fährt und den Druck mit einem Messgerät überprüft. Im Fahrzeug verbaute Reifendruckkontrollsysteme nehmen ihm diese Arbeit ab. Sie überwachen den Luftdruck und zeigen per Kontrollleuchte oder Warnton gefährliche Druckveränderungen an. Volkswagen hat zwei solcher Systeme im Programm: die passive Reifenkontrollanzeige (RKA) und die aktive Reifendruckkontrolle (RDK) mit oder ohne Positionserkennung. Die Reifenkontrollanzeige ist ein Softwaremodul im Steuergerät des Fahrzeugs. Anhand von Daten des Antiblockiersystems ermittelt sie den Abrollumfang der Reifen, bei Veränderungen wird der Fahrer gewarnt. Dieses System gibt es für die Modelle Golf, Passat und Polo. Die aktive Reifendruckkontrolle misst mithilfe von Sensoren an den Ventilen der Reifen Druck und Temperatur und leitet die Daten an das Steuergerät des Fahrzeugs weiter. Die Reifendruckkontrolle mit Positionserkennung zeigt dem Fahrer zusätzlich an, welcher Reifen Druck verloren hat. Dieses aktive System wird in Phaeton, Touareg und Passat verbaut. Quelle: Volkswagen 3

4 AUFBAU VIAVISION Schichtarbeit Dem Aufbau auf den Grund gegangen Die Vorgänger unserer heutigen Autoreifen waren aus Holz, das mit einem Bezug aus Leder oder Metall vor Verschleiß geschützt werden sollte. Der erste Benz-Motorwagen fuhr auch noch auf hölzernen Rädern, die aber schon mit einer schützenden Gummischicht überzogen waren. Bis die Reifen schließlich mit Luft aufgepumpt wurden, vergingen noch einige Jahre. Heute wird ein Reifen aus neun verschiedenen Bauteilen zusammengesetzt. Jedes davon hat eine bestimmte Funktion, die das Fahren sicherer macht. 1 Der Laufstreifen ist der äußere Teil des Reifens, der direkten Kontakt zur Fahrbahn hat. Er besteht in der Regel aus Synthetik- und Naturkautschuk und ist zuständig für Straßenhaftung und Wasserverdrängung. Von ihm hängt die Laufleistung, also die Haltbarkeit des Reifens ab. Bauteile des Reifens: Laufstreifen, Spulbandage und Stahlgürtel gehören zur Lauffläche des Reifens. Alle anderen Bestandteile bilden die Karkasse, also das Reifengerippe. 2 3 Die Spulbandage liegt direkt unter dem Laufstreifen. Sie besteht aus Nylongewebe und verstärkt den Laufstreifen zusätzlich, wodurch höhere Geschwindigkeiten möglich werden. Der Stahlgürtel gibt dem Reifen Festigkeit und Stabilität. Dadurch behält er beim Fahren seine Form, und der Rollwiderstand bleibt gering Die Textilcordeinlage ist ein fester Stoffstreifen und wird so geschnitten, dass der Faden später quer zur Fahrtrichtung verläuft. Direkt über der Innenschicht gelegen hält die Textilcordeinlage den Reifen in Form. Die Innenschicht aus Gummi ersetzt den früher üblichen luftgefüllten Reifenschlauch und macht den Reifen luftdicht. 7 Die Seitenstreifen aus Gummi schützen den Reifen vor Beschädigungen von außen. Der Wulstverstärker oder Verstärkerstreifen besteht aus Nylon oder Aramid, einem Kunststoffgewebe. Er unterstützt die Fahrstabilität und ermöglicht präzises Lenken. Außerdem werden die Fahrbahnverhältnisse besser rückgemeldet. 8 9 Das Kernprofil aus synthetischem Kautschuk verbessert die Fahrstabilität und vermindert die Reifenverformung in Kurven. Zusätzlich trägt es zu einem besseren Lenkverhalten bei und verbessert die Federung des Reifens, beispielsweise beim Fahren über eine Bordsteinkante. Der Stahlkern sorgt für einen festen Sitz auf der Felge. 4 Quellen: Continental (Stand 2011); Goodyear (Stand 2009)

5 07 September 2012 AUFBAU Randnotiz Über die wichtigsten Daten des Reifens gibt die Beschriftung auf der Flanke Auskunft. Hinter der kleinen Kombination aus Zahlen und Buch staben verbergen sich verschiedene Informationen zu den Maßen und der Belastbarkeit des Reifens. Reifenbreite Angegeben wird die Breite der Reifen in Millimetern. Sie reicht von 125 bis zu 335 Millimetern. Höhen-Breiten-Verhältnis Die zweite Ziffer gibt das prozentuale Verhältnis von Höhe zu Breite des Reifenquerschnitts an. Bei einem Reifen mit einem Höhen-Breiten- Verhältnis von /50 ist der Reifenquerschnitt halb so hoch wie breit. Reifenbauart Der Buchstabe R steht für die heute übliche radiale Bauweise, bei der die Textilfäden der Karkasse im rechten Winkel zur Laufrichtung angeordnet sind. Steht hinter dem R ein zusätzliches F, handelt es sich um einen Notlaufreifen. Felgendurchmesser Der Durchmesser der Felge wird in Zoll angegeben und reicht üblicherweise von zehn bis 20 Zoll, das entspricht 25,4 bis 50,8 Zentimetern. Tragfähigkeit Mit dem Last-Index (kurz: LI) wird die Höchstlast angegeben, die ein Reifen bei maximal 210 Stundenkilometern und vorgegebenem Reifendruck tragen kann. Das Spektrum reicht von einem Last-Index 30, das entspricht 10 Kilogramm pro Reifen, bis zu einem Last-Index von 109, was Kilogramm entspricht. Geschwindigkeit Das Geschwindigkeitssymbol, auch Speed-Index, gibt die zulässige Höchstgeschwindigkeit an. F bezeichnet mit 80 Stundenkilometern die niedrigste Höchstgeschwindigkeit, Y steht für eine zulässige Höchstgeschwindigkeit von 300 Stundenkilometern. Quellen: ADAC; Fulda (beide Stand 2010); Continental (Stand 2012) Notlaufreifen Bei einer Reifenpanne nicht anhalten müssen, sondern einfach bis zur nächsten Werkstatt weiterfahren das versprechen die sogenannten Run-Flat-Reifen. Verstärkte Flanken lassen den Reifen das Gewicht des Fahrzeugs auch dann noch tragen, wenn alle Luft entwichen ist. Bis zu 150 Kilometer können so bei maximal 80 Stundenkilometern noch zurückgelegt werden. Da der Druckverlust im Reifen während der Fahrt unter Umständen vom Fahrer nicht bemerkt wird, ist ein elektronisches Druckkontrollsystem vorgeschrieben. Wer sich für Notlaufreifen entscheidet und deshalb auf das Ersatzrad verzichtet, spart zwar dessen Gewicht und damit Kraftstoff ein, muss aber auch hinnehmen, dass die Run-Flat-Reifen deutlich steifer und schwerer sind. Bei niedrigen Geschwindigkeiten bieten sie weniger Fahrkomfort und verursachen lautere Geräusche als herkömmliche Reifen. Starke Seite: Standard Run-Flat Der Notlaufreifen kann wegen der verstärkten Seitenwände das Gewicht des Autos auch dann noch tragen, wenn die Luft entwichen ist. Quellen: ADAC (Stand 2010); Bridgestone (Stand 2012) 5

6 MATERIAL VIAVISION Mehr als Gummi Die Mischung macht den Reifen Bei der Auswahl der Materialien stehen Reifenhersteller vor einem klassischen Zielkonflikt: Ein Reifen sollte einen guten Grip, also Haftung auf der Straße, und gleichzeitig möglichst wenig Rollwiderstand und Abrieb haben. Verbessert man aber den Grip durch mehr Elastizität, steigen parallel auch Abrieb und Rollwiderstand. Umgekehrt gilt: Ein verringerter Rollwiderstand durch höhere Steifigkeit verschlechtert die Straßenhaftung. Um diesem Ziel konflikt zu begegnen, steckt im Reifen mehr als nur Gummi. Zusammensetzung eines Standardreifens: (in Prozent) Chemikalien für die Vulkanisation Für die Vulkanisation werden unter anderem Schwefel und Zinkoxid eingesetzt. Bei diesem Teilprozess der Reifenherstellung wird der Kautschuk eine bestimmte Zeit lang bei festgelegten Temperaturen einem hohen Druck ausgesetzt, wodurch sich die Schwefelmoleküle mit dem Gummi verbinden. Dadurch kehrt der fertige Reifen später nach einer Verformung in die Ursprungslage zurück, hat eine höhere Reißfestigkeit und ist beständiger gegen Witterung und Alterung. Festigkeitsträger Stahl, Nylon, Polyester oder andere Kunststoffe dienen als Festigkeitsträger, zum Beispiel beim Stahlgürtel oder dem Wulstverstärker (siehe Seite 5). 15 2* 30 Weichmacher Öle und Harze erhalten die Flexibilität des Gummis. Über die Jahre verflüchtigen sie sich allerdings, und die Reifen werden hart und brüchig.

7 07 September 2012 MATERIAL Kautschuk Da die von der Reifenindustrie benötigte Kautschukmenge nicht allein aus dem Saft des Kautschukbaums gewonnen werden kann, wird dieser Rohstoff für Autoreifen hauptsächlich synthetisch hergestellt. Die Eigenschaften des Kautschuks sind temperaturabhängig: Mischungen, die bei hohen Temperaturen gut gefahren werden können, verhärten bei Kälte. Daher werden verschiedene Sorten gemischt, um für Sommer- und Winterreifen die jeweils richtigen Eigenschaften zu erzielen. Erdölersatz Synthetischer Kautschuk basiert vor allem auf Erdöl doch dieser Rohstoff ist knapp und teuer. Aus diesem Grund haben einige Reifenhersteller andere Biostoffe nutzbar gemacht, zum Beispiel Maisstärke und Zuckerrohr. Das Biomaterial wird mit Hilfe von Bakterien so umgewandelt, dass es als Grundstoff für synthetischen Kautschuk dienen kann. Dieser Biokautschuk zeichnet sich durch geringes Gewicht und eine hohe Beständigkeit gegen Hitze und Witterung aus. 41 Füllstoffe Füllstoffe können Ruß, Silika, Kohlenstoff oder Kreide sein. Sie sollen die Konsistenz des Reifens bewahren, indem sie den Abrieb senken. Früher wurde hierfür ausschließlich Ruß verwendet, heute kommt überwiegend Silika, das Salz der Kieselsäure, zum Einsatz. Silika kann den Zielkonflikt bei der Reifenherstellung (niedriger Rollwiderstand bei gleichzeitig guter Haftung) entschärfen, indem es den Kautschuk härter macht, aber durch seine Molekülstruktur den Grip erhöht. Quellen: Continental (Stand 2011); Gevo; Bridgestone; LANXESS (alle Stand 2012) * Sonstiges. Fotos (im Uhrzeigersinn): BP Europa SE; jakawan_k-fotolia.com; ThyssenKrupp Steel Europe AG; styf-fotolia.com; LANXESS 7

8 RECYCLING VIAVISION 1oo Prozent der Altreifen in Deutschland werden recycelt. Europaweit sind es 9, in den USA 85 Prozent. Quelle: Continental (2012) Runderneuerung Ist nur die äußere Lauffläche beschädigt, aber das tragende Gerüst noch brauchbar, kann der Reifen runderneuert werden. Die alte Lauffläche wird abgefräst und durch eine neue mit unverbrauchtem Profil ersetzt. Der Anteil der runderneuerten Autoreifen beträgt in Deutschland rund 5,5 Prozent. Bei Nutzfahrzeugen mit deutlich größeren und schwereren Reifen liegt er bei etwa 40 Prozent, weil neue Reifen hier wesentlich teurer sind. Foto: Reifen Ihle GmbH Ausgerollt Wie Altreifen recycelt werden können Was passiert eigentlich mit einem Reifen, wenn er nicht mehr zu gebrauchen ist, etwa weil das Profil abgefahren oder das Material spröde geworden ist? Immerhin fallen in Europa jedes Jahr mehr als drei Millionen Tonnen Altreifen an, davon allein in Deutschland. Recycelt werden die Altreifen auf drei verschiedene Arten. Stoffliche Verwertung Nachdem die Altreifen zerkleinert und in ihre Bestandteile zerlegt wurden, können Gummi, Textilien oder Metalle einzeln weiterverarbeitet werden. Gummi beispielsweise findet in Form von Granulat im Straßen bau Verwendung und sorgt dort im Asphalt für Geräuschdämmung. Thermisches Recycling Foto: Smileus-Fotolia.com In der Zementindustrie werden Altreifen als Ersatzbrennstoffe eingesetzt, um fossile Brennstoffe einzusparen. Wegen ihres hohen Energiegehalts eignen sie sich besonders für die Herstellung von Zement, die bei einer Temperatur von bis zu Grad Celsius stattfindet. Der in den Altreifen enthaltene Stahl ersetzt darüber hinaus das benötigte Eisenerz. Foto: mhp-fotolia.com Quellen: Continental; Volkswagen (beide Stand 2012) Impressum Herausgeber Volkswagen Aktiengesellschaft Konzern Kommunikation Brieffach 1972, 3843 Wolfsburg Telefon: 0531/9-7704, Fax: 0531/ Verantwortlich (V.i.S.d.P.) Stephan Grühsem, Leiter Konzern Kommunikation; Peter Thul, Leiter Kommunikation Marke & Produkt Redaktion Susanne van den Bergh, Stefanie Huland, Kathi Preppner, Carina Reez, Lena Wilde Kontakt: Verlag Verlag Rommerskirchen GmbH & Co. KG Mainzer Straße 1-18, Rolandshof, Remagen, Telefon: 02228/ Druckerei L.N. Schaffrath GmbH Marktweg 42-50, 4708 Geldern 8