Die geschichte des autoreifens

Die Erfindung des Rades geht auf 3500 v Chr zuruck. Der erste Stahlreifen am Rad wurde mehr als 1000 Jahre v Chr beobachtet. Wir werfen einen Blick darauf, wie der Reifen am Automobil entstanden ist und wie er sich zu dem Autoreifen entwickelt hat, den wir heute kennen.

Das Rad

Noch bevor das Rad erfunden wurde, gab es bereits das Rad. Die ersten Nachweise fur Wagen mit Radern stammen aus der fruhen Bronzezeit um etwa 3500 v. Chr. Aus Ausgrabungen und anderen historischen Quellen geht hervor, dass das Rad nahezu gleichzeitig in Mesopotamien, im Kaukasus und in Mitteleuropa verwendet wurde. Damals bestand das Rad lediglich aus einer massiven Holzscheibe aus zwei miteinander verbundenen Segmenten, mit einem Loch fur die Achse in der Mitte (siehe Abbildung). Die Frage, welche der drei Kulturen das Rad nun erfunden hat, ist bis heute noch immer nicht abschliessend geklart.

Nach Ansicht von Historikern waren es die Agypter, die um etwa 1500 v. Chr. erstmals Speichenrader aus Holz anstelle von Vollradern verwendeten. Das hölzerne Rad mit Speichen war deutlich leichter und hatte einen grosseren Durchmesser. Das Fahren auf Sandwegen (Wuste) und schlammigen Pfaden wurde dadurch einfacher und auch komfortabler.

Das Stahlband

Ein Reifen ist das Bauteil, das das Gewicht des Fahrzeugs tragen muss, das Rad vor Bruch und Verschleiss schuetzt und fuer einen besseren Kontakt zwischen Rad und Fahrbahn sorgt.

Der erste Stahlreifen am Rad wurde um etwa 1000 v. Chr. an keltischen Wagen beobachtet. Der Stahlreifen machte das hölzerne Speichenrad stabiler und widerstandsfaehiger gegen Abnutzung. Die Herstellung eines Holzrades mit einem Stahlreifen war reine Handwerksarbeit. Der handgeschmiedete Stahlreifen wurde zunaechst bis zur Rotglut erhitzt, dann mit einem Hammer auf das Holzrad aufgezogen und anschliessend mit Wasser abgekuhlt. Durch das Abkuehlen zieht sich der Stahlreifen zusammen und presst das hölzerne Wagenrad zu einer festen Einheit (siehe Abbildung unten).

Zwei schoene Beispiele fuer Wagen mit Holzspeichenraedern und Stahlreifen sind die portugiesische Traquitana Pferdekutsche aus dem Jahr 1775 und der Bauernwagen von 1884, die beide im Louwman Museum zu besichtigen sind. Diese Holzspeichenraeder mit Metallreifen wurden um das Jahr 1900 auch bei der ersten Generation von Automobilen verwendet, die von der Pferdekutsche abgeleitet waren. Das Holzrad mit Stahlreifen blieb nahezu unveraendert bis 1870, als die Drahtspeichenraeder und der Gummireifen erfunden wurden.

Der Vollgummireifen

Es war um 1600 v Chr, als Naturkautschuk (Latex) entdeckt wurde. Latex ist ein klebriger, milchiger Saft, der vom Kautschukbaum abgezapft wird. Damit er als Gummi verwendbar wird, wird der Latex vulkanisiert. In diesem Prozess wird dem geschmolzenen Latex Schwefel zugesetzt und der Latex (der Milchsaft) verwandelt sich in ein glattes, biegsames und elastisches Material, das sich fur viele Anwendungen eignet. Die Verwendung von Latex als Grundlage fur den Vollgummireifen begann ab 1867. Robert Thomas erhielt in diesem Jahr das Patent, und die Produktion wurde ein Jahr spater von der North British Rubber Company aufgenommen. Der Benz Motorwagen von 1886 und der Benz 5-HP Phaeton von 1895 im Louwman Museum sind zwei schonen Beispiele fur Fahrzeuge mit Speichenradern und Vollgummireifen.

Synthetische Kautschuke wurden im Laufe der 1920er Jahre in den Laboren von Bayer erfunden. Synthetischer Kautschuk besteht aus verschiedenen Polymeren, die aus Erdol hergestellt werden, und weist Eigenschaften auf, die mit Polymeren aus Naturkautschuk vergleichbar sind. Aufgrund der Knappheit und der besonderen Eigenschaften von Naturkautschuk verwenden Reifenhersteller sowohl Naturkautschuk als auch synthetischen Kautschuk, abhangig vom jeweiligen Einsatzzweck des Reifens. Heute macht synthetischer Kautschuk zwei Drittel der weltweiten Kautschukproduktion aus. Synthetischer Kautschuk, insbesondere das von DuPont entwickelte Neopren, ist im Gegensatz zu Naturkautschuk besser bestandig gegen Hitze, Ol und Benzin. Dadurch wurde Neoprenkautschuk auch fur Kraftstoffschlauche, Dichtungsringe und Isoliermaterial eingesetzt.

Das pneumatische Gummiband

Im Jahr 1888 war es der britische Tierarzt John Boyd Dunlop (siehe Foto), der als Erfinder des allerersten luftgefullten Reifens gilt.

Die Erfindung entstand aus dem Unmut, den John empfand, wenn er sah, wie sein 10-jahriger Sohn mit seinem Dreirad mit Vollgummireifen holpernd uber das Kopfsteinpflaster fuhr. Dunlops Luftreifen wurde zuerst am Fahrrad eingesetzt. John Dunlop experimentierte mit einem Gummischlauch, der auf die Felge geklebt und mit einem Textilband umwickelt wurde. Ende 1890 begann die Herstellung des pneumatischen Fahrradreifens durch Dunlop Pneumatic Tyre in Belfast. Dunlops Produktion des pneumatischen Autoreifens fand im Jahr 1900 statt.

Der allererste pneumatische Autoreifen stammte jedoch nicht von Dunlop, sondern von den Bruder Andre und Eduard Michelin im Jahr 1895. Der Luftreifen wurde in diesem Jahr beim Rennen Paris-Bordeaux-Paris eingesetzt und zog trotz der vielen Reifenpannen grosse Aufmerksamkeit auf sich. Man war von dem Komfort des Luftreifens beeindruckt. Michelin & Cie. verbesserte den Reifen und schon bald wurden sie zum fuhrenden Hersteller von pneumatischen Autoreifen in Europa. Gleichzeitig verschwand der Vollgummireifen aufgrund seines schlechten Komforts nach und nach vom Markt.

Ab Anfang 1900 bestand der pneumatische Autoreifen aus einem Schlauch, der die komprimierte Luft hielt, und einem Mantel, der den Schlauch schutzte und fur die Traktion sorgte (siehe Abbildung).

Der Reifen A, der mit mehreren Gewebeschichten versehen ist, bildet die Kammer, in die der Schlauch B auf einen Druck von 4 bis 5 bar aufgepumpt wird. Beim Aufpumpen des Schlauchs setzen sich die Wulste des Reifens in der Stahlfelge C fest. Durch mehrere Schrauben mit Fluegelmutter rund um die Felge wird der Wulst des Reifens in der Felge eingeklemmt. Dadurch wird verhindert, dass sich der Reifen waehrend der Fahrt in der Felge verschieben kann. Diese Schraubbolzen mit Fluegelmutter hatten jedoch auch Nachteile. Sie koennen beim Montieren eines Reifens Schwierigkeiten bereiten und dazu fuehren, dass der Schlauch beschaedigt wird. Die Verwendung eines Reifens und einer Felge mit solchen Schraubbolzen und Fluegelmuttern blieb daher nur von kurzer Dauer. Ein Beispiel dafuer ist amSpyker 60HP Racing Car von 1903im Louwman Museum zu sehen.

Weisse und schwarze Baender

In der Anfangszeit des Luftreifens wurde der Reifen meist aus kohlenstofffreiem Gummi hergestellt. Der Reifen hat dann die weisse Farbe des Naturkautschuks (Latex). Durch das Hinzufugen von schwarzem Kohlenstoff zum Latex wird der Reifen stabiler, verschleissfester und hitzebestandiger. Die Lebensdauer dieser ersten Generation schwarzer Reifen betrug ungefahr 4000 km. Aus rein kosmetischer Sicht liessen sich schwarze Reifen auch leichter schon und sauber halten als die weissen Naturkautschukreifen. Der schwarze Reifen setzte sich daher bald allgemein durch. Bemerkenswert in diesem Zusammenhang ist jedoch die Verwendung von Whitewall-Reifen, die in den 20er und 50er Jahren beliebt waren, vor allem bei prestigetrachtigen Autos aus den Vereinigten Staaten. Ein Beispiel fur ein Auto mit vollig weissen (Latex-)Reifen ist der unten abgebildete Ford Model A aus dem Jahr 1903der ebenfalls im Museum zu besichtigen ist.

Der Diagonal- und Radialreifen

In den 20er Jahren fuehrte die Zunahme der Autonutzung und der Fahrgeschwindigkeiten auf oeffentlichen Strassen dazu, dass die Eigenschaften des Reifens verbessert wurden. Der Reifen wurde breiter und geschmeidiger, und der Gummi des Aussenreifens wurde mit in den Gummi eingearbeiteten Textillagen verstaerkt. Diese Reifen sind als Diagonalreifen (Bias-Ply) bekannt, benannt nach den diagonal zur Fahrtrichtung angeordneten Kordlagen (siehe Zeichnung). Diagonalreifen werden noch immer hergestellt und an Besitzer und Sammler von Oldtimern aus dieser Epoche verkauft.

Im Jahr 1946 fuhrte Michelin erstmals den Radialreifen ein. Der Reifen traegt seinen Namen als Radialreifen wegen der radial, also rechtwinklig zur Fahrtrichtung, angeordneten Kordlagen. Der Radialreifen wird zusaetzlich durch Stahlkordlagen verstaerkt, die rund um den Umfang des Reifens verlaufen (siehe Zeichnung). Nach dem Tod von Andre Citroen im Jahr 1935 wurde Citroen vom Grossaktionaer Michelin uebernommen, mit Pierre-Jules Boulanger als Vizepraesident und Leiter der Entwicklungs- und Designabteilung. Es war daher naheliegend, dass Citroen den Michelin Radialreifen in grossem Umfang einsetzte, etwa beim Citroen 2CV, der 1948 auf den Markt kam. Im Vergleich zum Diagonalreifen hat der Radialreifen eine laengere Lebensdauer, eine bessere Spurstabilitaet und einen geringeren Rollwiderstand, was zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch fuehrt. Der Radialreifen ist jedoch etwas steifer und aufgrund seines komplexeren Aufbaus auch rund 40% teurer.

Der Durchbruch des Radialreifens

Aufgrund der besonderen Eigenschaften des Radialreifens war jedoch eine angepasste Federung des Autos erforderlich. Im Allgemeinen wird davon abgeraten, Radialreifen auf Autos zu verwenden, die fur Diagonalreifen konstruiert wurden. Ab 1950 wurden Radialreifen zum weltweiten Standard. Eine Ausnahme bildete hier die amerikanische Reifenindustrie, die an den billigeren Diagonalreifen festhalten wollte. Zudem sah die amerikanische Automobilindustrie in den Kosten fur die Anpassung der Federung ihrer neuen Modelle eine Bedrohung. Die meisten amerikanischen Automobil und Reifenhersteller beschrieben den Radialreifen als a freak product that isnt going anywhere. Man war nicht bereit, die Offentlichkeit mehr fur einen steiferen Reifen zahlen zu lassen, und so blieb die Industrie dabei, nur Diagonalreifen herzustellen. Die einzige Ausnahme war B.F. Goodrich mit dem Silvertown Radial 900, der 1965 eingefuhrt wurde, jedoch kein Erfolg wurde.

Die Situation veranderte sich, als 1973 die Olkrise ausbrach. In Amerika stieg der Benzinpreis von 30 Cent auf 1 Dollar pro Gallone. Der amerikanische Markt verlangte nach sparsameren Autos. Innerhalb von 10 Jahren stieg der Autoimport von 15 auf 28 Prozent. Alle Importautos hatten naturlich Radialreifen, und bald florierten Michelin und Bridgestone mit ihren Reifen auf dem amerikanischen Markt. Goodyear produzierte schliesslich 1977 nach einer Millioneninvestition einen Radialreifen. Andere amerikanische Reifenhersteller gingen Kooperationen ein oder wurden aufgekauft. 1983 wurden alle neuen amerikanischen Autos mit Radialreifen ausgeliefert.

Der Tubeless-Reifen

Im Jahr 1955 gab es eine wichtige Anderung in der Reifenbauweise. Nach einer langen Phase des Testens und Bewertens verschiedener Patente wurde der schlauchlose Reifen, der Tubeless Tyre, zum Standard fur neue Automobile.

Der traditionelle Luftreifen mit Schlauch hatte einige Nachteile, wie die schwierige Montage von Reifen und Schlauch sowie die ubermassige Warme, die durch Reibung zwischen Schlauch und Reifen entstehen kann und zu einem Reifenplatzer fuhren kann.

Der neue schlauchlose Reifen war einfach zu montieren und sicherer. Das Risiko eines Reifenplatzers war gering, da kein Schlauch vorhanden war, und im Falle eines Lecks, zum Beispiel durch einen Nagel, verlor der Reifen langsam und damit sicher Luft. Anstelle eines Schlauchs bildeten nun der Reifen und die Felge zusammen eine geschlossene Kammer. Um eine luftdichte Konstruktion zu erhalten, dichtete der Reifen am Felgenbett ab, und das Ventil mit Gummidichtung war an der Felge angebracht. Es war B. F. Goodrich, der 1955 als Erster einen schlauchlosen Reifen auf den Markt brachte.

Das Profil der Band

Die Laufflaeche des Reifens wurde schon frueh mit einem Profil versehen. Man stellte fest, dass dies fuer besseren Grip auf nasser und schlammiger Fahrbahn sorgt. Das Profil nimmt Wasser und Schlamm in den Rillen auf und leitet sie seitlich ab. Ausserdem sorgt das Profil fuer eine gewisse Kuehlung des Reifens. In der Anfangszeit des Luftreifens wurde die Laufflaeche manchmal mit einem Schriftzug versehen, der auf schlammigen Wegen einen Abdruck hinterliess, wie zum Beispiel "NON SKID", zu sehen am Pierce-Arrow Model 38 von 1917 im Louwman Museum. Heutzutage muessen Reifen strengen internationalen Sicherheitsstandards genuegen, unter anderem in Bezug auf die zulaessige Hoechstgeschwindigkeit und die maximale Belastung. Diese Angaben sind, neben der Reifengroesse und der erforderlichen Felgengroesse, codiert an der Reifenflanke angegeben.

Die Zukunft

Es ist bemerkenswert, dass es das Rad mit Reifen fur den Strassenverkehr schon seit mehr als 3000 Jahren gibt. Was wird uns die Zukunft bringen? Werden wir das Rad auf der Strasse noch lange nutzen oder werden wir uns mit unserem eigenen Verkehrsmittel durch die Luft fortbewegen? Schliesslich gibt es bereits Schwebebahnen und Hubschrauber.

Alfred Koeten