„Seitenführungskraft“ – Versionsunterschied
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Die Seitenführungskräfte werden von der [[Reifenaufstandsfläche|Kontaktzone]] über die quer-[[Elastizität (Physik)|elastischen]] Reifenseitenwände, das [[Autofelge|Rad]] und die [[Radaufhängung]] zum [[Karosserie|Fahrzeugkörper]] übertragen. Die zwischen Reifen und Straße übertragbaren Seitenkräfte begrenzen die [[Querbeschleunigung]] in Kurven. Wirken gleichzeitig Umfangskräfte, beeinflusst dies die Seitenkraft. Die Zusammenhänge lassen sich mit dem [[Kammscher Kreis|Kammschen Kreis]] oder der [[Krempelsche Reibungsellipse|Krempelschen Reibungsellipse]] veranschaulichen. |
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Damit ein Reifen Seitenkräfte aufbauen kann, müssen die Profilteilchen verspannt werden. Der Mechanismus der Kraftentstehung kann mit dem Bürstenmodell erklärt werden. Die Profilteilchen laufen unverspannt in den Latsch ein und werden zunehmend durch den Geschwindigkeitsunterschied zwischen Karkasse und Straße verformt.<ref>{{Literatur|Autor=Günter Leister |
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|Titel=Fahrzeugreifen und Fahrwerkentwicklung: Strategie, Methoden, Tools |
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|Verlag=Vieweg+Teubner|Datum=2009 |
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|ISBN=978-3-8348-0671-0 |
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|Seiten=109 |
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|Online={{Google Buch |BuchID=IO3Z4SKIb9UC|Seite=109}}}} |
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| ⚫ | </ref> Unter Schräglaufwinkel baut sich eine etwa dreiecksförmige Verspannung auf. Erst am Ende der Kontaktzone beginnen die Profilteilchen zu gleiten und kehren wieder in die Ausgangslage zurück. Läuft der Reifen unter einem Sturzwinkel zur Strasse wie bei einem Zweirad, baut sich eine parabelförmige Verspannung auf. Die Seitenkraft bei einem Grad Sturz ist aber maximal 10 % der Seitenkraft bei einem Grad Schräglaufwinkel. Beim Motorrad das an der Kraftschlussgrenze bewegt wird, kommt deshalb immer noch ein zusätzlicher Schräglaufwinkel hinzu. |
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Die Seitenkraft kann auf Reifenprüfständen gemessen werden und wird als Funktion des Schräglaufwinkels mit dem Parameter Radlast dargestellt. Da nicht alle Betriebspunkte gemessen werden können, müssen in Simulationen bei kombinierter Beanspruchung des Reifens mathematische [[Reifenmodell]]e eingesetzt werden. |
Die Seitenkraft kann auf Reifenprüfständen gemessen werden und wird als Funktion des Schräglaufwinkels mit dem Parameter Radlast dargestellt. Da nicht alle Betriebspunkte gemessen werden können, müssen in Simulationen bei kombinierter Beanspruchung des Reifens mathematische [[Reifenmodell]]e eingesetzt werden. |
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Version vom 16. März 2019, 17:00 Uhr
Die Seitenführungskraft ist die diejenige Komponente der Kraft auf das Rad in der Kontaktzone zwischen Rad und „Fahrbahn“, die senkrecht auf der Schnittlinie von Fahrbahn und Radmittenebene steht. Unter Fahrbahn ist bei Straßenfahrzeugen die Straße, bei Schienenfahrzeugen die Schiene zu verstehen.
Luftbereifte Fahrzeuge
Bei Reifen hängt die Seitenführungskraft von Schräglaufwinkel, Radlast, Schlupf, Radsturz und Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn ab.
Die Seitenführungskräfte werden von der Kontaktzone über die quer-elastischen Reifenseitenwände, das Rad und die Radaufhängung zum Fahrzeugkörper übertragen. Die zwischen Reifen und Straße übertragbaren Seitenkräfte begrenzen die Querbeschleunigung in Kurven. Wirken gleichzeitig Umfangskräfte, beeinflusst dies die Seitenkraft. Die Zusammenhänge lassen sich mit dem Kammschen Kreis oder der Krempelschen Reibungsellipse veranschaulichen.
Damit ein Reifen Seitenkräfte aufbauen kann, müssen die Profilteilchen verspannt werden. Der Mechanismus der Kraftentstehung kann mit dem Bürstenmodell erklärt werden. Die Profilteilchen laufen unverspannt in den Latsch ein und werden zunehmend durch den Geschwindigkeitsunterschied zwischen Karkasse und Straße verformt.[1] Unter Schräglaufwinkel baut sich eine etwa dreiecksförmige Verspannung auf. Erst am Ende der Kontaktzone beginnen die Profilteilchen zu gleiten und kehren wieder in die Ausgangslage zurück. Läuft der Reifen unter einem Sturzwinkel zur Strasse wie bei einem Zweirad, baut sich eine parabelförmige Verspannung auf. Die Seitenkraft bei einem Grad Sturz ist aber maximal 10 % der Seitenkraft bei einem Grad Schräglaufwinkel. Beim Motorrad das an der Kraftschlussgrenze bewegt wird, kommt deshalb immer noch ein zusätzlicher Schräglaufwinkel hinzu.
Die Seitenkraft kann auf Reifenprüfständen gemessen werden und wird als Funktion des Schräglaufwinkels mit dem Parameter Radlast dargestellt. Da nicht alle Betriebspunkte gemessen werden können, müssen in Simulationen bei kombinierter Beanspruchung des Reifens mathematische Reifenmodelle eingesetzt werden.
Schienenfahrzeuge
Bei Schienenfahrzeugen bestimmt die Auslegung der Schiene (insbesondere die Kurvenneigung) und des Rades die maximale Seitenführungskraft. Dynamische Instabilitäten und der durch die Lage des Schwerpunkts definierte Kippwinkel begrenzen die maximal mögliche Kurvengeschwindigkeit für das betreffende Fahrzeug.
Literatur
- Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3
- ↑ Günter Leister: Fahrzeugreifen und Fahrwerkentwicklung: Strategie, Methoden, Tools. Vieweg+Teubner, 2009, ISBN 978-3-8348-0671-0, S. 109 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).