Hinter der Herstellung Ihres Reifensatzes steckt viel mehr, als Sie denken

„Die meisten Menschen halten die Reifen ihrer Autos für selbstverständlich“, sagte Jay Jakupca. „Man kauft sie, man nutzt sie, man mag sie entweder, oder man mag sie nicht. Sie machen Lärm oder auch nicht, aus welchem ​​Grund auch immer. Wir wissen, dass sich dort ein paar Stahlgürtel befinden, und wir wissen, dass sich oben etwas Gummi befindet und dass es ein Profilmuster hat. Aber abgesehen davon neigen wir dazu, nicht wirklich viel zu wissen oder uns darauf einzulassen.“

Jakupca weiß mehr als das; Er ist ein Offroader Reifen Designer für BFGoodrich. Als das Digital Trends-Team feststellte, dass wir nicht annähernd genug über Reifen wussten, riefen wir Jakupca und seinen On-Road-Kollegen bei BFGoodrich an, um zu sehen, ob wir einen Hinweis bekommen könnten.

Die Herstellung von Reifen ist ziemlich kompliziert

Wenn man darüber nachdenkt, ist ein gewöhnlicher Reifen ein erstaunliches Stück Arbeit. Es ist weich genug, dass Sie mit dem Fingernagel Spuren hinterlassen können, aber es hält 20.000 bis 50.000 Meilen an Ihrem Auto. Im Laufe der durchschnittlichen Lebensdauer eines Reifens kann es sein, dass er bei Minustemperaturen bei einem Schneesturm oder bei über 150 Grad an einem heißen Sommertag funktionieren muss. Es rollt über Steine, Bordsteine, Schlaglöcher und Schlimmeres und fährt weiter. Um zu überleben, muss ein Reifen robust genug sein, um Stöße zu verkraften, und flexibel genug, um millionenfach zurückzufedern.

Diese Zähigkeit ist eingebaut, wenn a Reifen wird gemacht. Es beginnt mit den Doppelringen, die den Reifen am Rad abdichten. Jeder Reifen ist um diese beiden steifen Drahtringe herum aufgebaut. Gummischichten, verstärkt mit Nylon, Polyester, Kevlar oder anderen Materialien, bilden zunächst das, was Reifenhersteller als Karkasse bezeichnen. Anschließend werden auf die Außenseite gummierte Lagen aus flexiblem Stahldraht geschichtet. Jede Schicht wird mit einem Kleber befestigt. Zum Schluss wird der weiche Gummi, der die Lauffläche und die Seitenwand bildet, aufgetragen und festgeklebt.

Sobald der „grüne“ Reifen hergestellt ist, wird er zum Aushärten in eine Form gegeben. Auf der Innenseite der Form befindet sich das Profilmuster, und der Reifen wird erhitzt und unter Druck in die Form gedrückt. Durch diesen Vorgang entsteht die Lauffläche, zusammen mit den erhabenen Schriftzügen an den Seitenwänden. Wenn der Reifen aus der Form kommt, kann er getestet und versendet werden.

Natürlich steckt noch mehr dahinter. Die Gummimischungen von Winterreifen, Hochleistungsreifen, LKW-Reifen und Schwerlastreifen unterscheiden sich erheblich Ausrüstungsreifen und die Reifen mit niedrigem Rollwiderstand, die bei vielen Hybrid- und Elektrofahrzeugen zur Verbesserung der Energie verwendet werden Effizienz. Die von jedem Reifenhersteller verwendete Gummimischung ist ein streng gehütetes Geheimnis. Sie werden nicht einmal über die Inhaltsstoffe sprechen, geschweige denn über die Formel.

„Es ist ein sehr aufwändiger und langwieriger Prozess“, sagte Jakupca. „Wir probieren viele, viele Mischungen aus, weil unterschiedliche Mischungen die Traktion bei Nässe um ein paar Prozent oder zwei Prozent besseres Handling ermöglichen. Es scheint vielleicht nicht viel zu sein, aber die Verbindung ist sehr wichtig. Auf einem Winterreifen möchte man keine Sommermischung verwenden.“

Das Entwerfen von Reifen ist superkompliziert

Sobald Sie an dem Punkt angelangt sind, an dem die Reifen tatsächlich hergestellt werden, ist die harte Arbeit bereits erledigt. Um einen genaueren Blick auf den Designprozess zu werfen, haben wir Kevin Reim, Global Product Category Manager für B.F. Goodrich On-Road Products, kontaktiert.

„Mischung, Profildesign und Architektur – all das wird durch unsere Erfahrung im Rennsport bewiesen und hilft uns bei der Entwicklung“, erklärte Reim. „Aber wir führen auch unseren traditionellen Entwicklungsprozess durch, bei dem wir Konzepte erstellen und diese modellieren in unseren Computersystemen und testen sie dann, indem sie sie tatsächlich in unserem Computer simulieren Systeme.“

Mithilfe der Computersimulation können Ingenieure wie Jakupca und Reim so viele potenzielle Entwürfe wie nötig durcharbeiten, bevor sie sich auf einen Prototyp festlegen müssen. Der erste Schritt bei der Entwicklung eines neuen Reifens besteht darin, Fragen zu stellen.

„Was wollen wir konkret anstreben?“ fragte Jakupca. „Zum Beispiel, wenn Sie sagen, dass Sie die beste Schlammtraktion haben wollen, die es gibt. Nun, es wird einen Kompromiss geben. Oft müssen Sie möglicherweise auf Lärm oder Verschleiß verzichten. Unser BFGoodrich KM3 Offroad-Reifen zum Beispiel ist zum Klettern und zum Erobern gebaut. Wir müssen also in der Lage sein, Schlamm- und Felstraktion zu erreichen, und wir brauchen auch diese sehr robuste Seitenwand.“

„Wir führen viele Markt-zu-Verbraucher-Studien durch“, sagte Reim, „und wir nehmen viel Feedback von Verbrauchern entgegen.“ Wir berücksichtigen sowohl die Bedürfnisse des Verbrauchers als auch die Bedürfnisse des Marktes und alle regulatorischen Anforderungen zusammen in einer sehr spezifischen Produktspezifikation, zusammen mit wichtigen Leistungszielen und anderen Zielen Spezifikationen.“

Sobald sie wissen, was sie wollen, nutzen die Ingenieure ein ausgefeiltes virtuelles Testmodell.

„Wir haben Simulationen für Traktion und verschiedene Elemente wie nasse Fahrbahn“, sagte Reim gegenüber Digital Trends. „Wir führen einige Aquaplaning-Simulationen durch. All diese Dinge tragen dazu bei, unsere Konzepte weiterzuentwickeln und zu erproben. Sobald wir glauben, dass wir die ideale Kombination gefunden haben, werden wir unsere Prototyp-Varianten bauen. Es geht wirklich darum, so viele Ideen wie möglich im Rahmen des Zumutbaren auszuprobieren, nachdem wir simuliert haben, was wir wollen. Dann wird dieser Reifen getestet.“

Tests in der realen Welt

Das Testen eines neuen Reifendesigns erfolgt methodisch, wiederholbar und datengesteuert.

„Zum Zeitpunkt unserer Tests verfügen wir über eine Reihe von Prototyp-Reifenvarianten“, erklärte Reim. „Dann gehen wir zu unserer Testanlage in South Carolina. Wir haben dort eine Reihe von Gleisen und eine Reihe von Fahrzeugen. Der springende Punkt ist, dass wir versuchen, die Bedingungen, unter denen diese Reifen verwendet werden, und sogar noch extremere Bedingungen zu simulieren oder nachzubilden.“

Für einen begeisterten Autofahrer könnte die Tätigkeit als Reifentestfahrer die ultimative Karriere sein.

„Unsere Testfahrer sind sehr gut ausgebildet und erfahren darin, Nuancen zwischen diesen Produkten zu erkennen und uns Feedback zu den verschiedenen von uns angeforderten Tests zu geben“, sagte Reim. „Bei Tests geht es typischerweise um die üblichen Nass- und Trockenbremsungen, Geräusche und Komfort. Aber wir fahren viel Autocross bei Nässe und Trockenheit.“ Die Tester werden also für Autocross bezahlt. Melden Sie sich bei uns an!

Neben menschlichen Tests gibt es automatisierte maschinelle Tests.

„Es ist sehr objektiv“, sagte Reim. „Bei Maschinentests geht es eher um Haltbarkeit und Ausdauer. Wir sammeln all diese Daten und verarbeiten sie, um Entscheidungen über unseren nächsten Schritt im Produktentwicklungszyklus zu treffen. Normalerweise durchlaufen wir mehrere Runden von der Konzepterstellung bis zur Prototypenerstellung und zum Testen, bevor wir zu dem unserer Meinung nach besten Produkt für den Markt gelangen. Es steckt also viel in jedes neue Produkt.“

Der ultimative Test ist das echte Leben

Jakupcas Aufgabe ist es, das zu machen im Gelände Reifen, die die härtesten Rennen der Welt, wie die Baja 1000, meistern werden. Fahrer mit BFGoodrich-Reifen haben die Baja insgesamt 30 Mal gewonnen. Im Jahr 2018 fuhren acht der zehn besten Fahrer der Baja 1000 auf BFGoodrich-Reifen. Dieses Rennen gilt als ultimativer Test.

„Wir haben einige Daten von der Baja 2016 erhalten“, sagte Jakupca. „Diese Informationen waren für uns von entscheidender Bedeutung, um herauszufinden, was optimiert werden musste. Aus der Offroad-Perspektive gab uns der Baja das nötige Vertrauen in den KM3.“

„Wir sind eine Performance-Marke“, betonte Reim. „Wir bringen Produkte auf den Markt, die sich wirklich an Leistungssuchende richten. Leute, die die Leistung, die sie aus Fahrzeugen herausholen können, und natürlich die Komponenten, die zu diesen Fahrzeugen passen, wirklich zu schätzen wissen. Deshalb sind wir an einer Reihe von Motorsportveranstaltungen für die Entwicklung auf der Straße beteiligt. Ob es um die Karkassenkonstruktion oder die Mischung für die Lauffläche oder sogar das Profildesign geht, das verschafft uns das nötige Know-how, um weitere Produkte für den Massenmarkt herzustellen.“

Die nächste Herausforderung

Autos, Lastwagen und SUVs werden ständig mit mehr Drehmoment und mehr PS ausgestattet, was die Anforderungen an Reifenhersteller wie Jakupca und Reim immer weiter erhöht. Darüber hinaus gibt es nicht nur mehr Drehmoment und Geschwindigkeit; Es geht darum, wann und wie dieses Drehmoment angewendet wird.

„Bei elektrischen Systemen beginnt das Drehmoment durch die Decke zu gehen, und wir gehen davon aus, dass dies auch weiterhin der Fall sein wird“, sagte Reim gegenüber Digital Trends. „Wir verstehen also genau, wohin wir mit unserem Produkt gehen müssen. Wir müssen Profildesigns entwickeln, die steifer sind, um dieses Drehmoment bewältigen zu können.“

Wenn Sie erst einmal verstanden haben, welche Arbeit in Ihren Reifen steckt, ist es schwierig, sie als selbstverständlich zu betrachten. Denken Sie daran, wenn Sie das nächste Mal über einen Stein oder ein Schlagloch fahren.