Haftgrenze

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Als Haftgrenze bezeichnet man den Übergang von der Haftreibung in die Gleitreibung einer Körperpaarung, ausgelöst durch die Losbrechkraft.

Umgangssprachlich wird der Begriff auch im Kontext Reifen/Fahrbahn bei Kraftfahrzeugen und im Rennsport verwendet. Die Kraftübertragung mit kleineren Schlupfwerten wird dort als „quasi Haften“ angenommen. Die Vorgänge in der Reifenaufstandsfläche sind jedoch komplizierter, da sich Haft- bzw. Gleitvorgänge auf einzelne Profilteilchen beziehen.[1] Es wäre daher korrekter statt Haftgrenze den Begriff maximale Kraftschlussgrenze zu benutzen.

Gerade- und Kurvenfahrt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die bei Geradeausfahrt übertragbaren Kräfte erreichen, je nach Reifentyp, zwischen 8 und 30 Prozent Schlupf ein Maximum. Rennreifen (Slicks) können kurzzeitig Haftreibungszahlen von 5,0 erreichen.[2] Bei Kurvenfahrt fällt die Bewegungsrichtung des Radaufstandspunkts nicht mit der Rad-Mittelebene zusammen,[3] die Kraftübertragung erreicht dann zwischen 4 und 10 Grad Schräglaufwinkel ihr Maximum. Dabei gleiten die im hinteren Bereich des Latsches befindlichen Profilteilchen.

Nähert sich der Betrag der einwirkenden Kräfte (Umfangs- und Seitenkraft) der idealistisch im Kammschen Kreis [4] definierten maximal übertragbaren Kraft, beginnt der Reifen durchzudrehen oder wegzurutschen. Verringert sich die Seitenführungskraft des Reifens in der Kurve, drängt das Rad zur Kurvenaußenseite. Drängt eine Fahrzeugachse zur Kurvenaußenseite, spricht man von driften. Um instabile (schleudernde) Fahrzustände zu vermeiden, werden in modernen Fahrzeugen Antiblockiersysteme und ESP eingebaut.

Einflüsse auf die Haftgrenze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Haftgrenze wird bestimmt durch die Reibpaarung Straße/Reifen, den Reibwert der Straße (durch unterschiedliche Asphaltmischungen oder andere Straßenbeläge wie Blaubasalt), die Mischung und Arbeitstemperatur der Reifen. Nässe, Schnee, Eis, Staub, Sand, Splitt, Laub sowie anderweitige Straßenverunreinigungen wie Öl- oder Benzinreste von Fahrzeugen, Erde oder Stroh von landwirtschaftlichen Geräten stören die Verzahnung der Reifenoberfläche mit dem Untergrund und setzen so die Haftgrenze erheblich herab.

Der Grenzbereich der Haftung variiert je nach Reifentyp. Tendenziell ist dieser Bereich bei profilierten Reifen größer als bei im Motorsport verwendeten Slicks, bei denen die Haftung schneller abreißt und die deshalb im Grenzbereich schwerer zu kontrollieren sind. Das Ausnutzen der Leistungsfähigkeit solcher Reifen muss deshalb erlernt und auf jeder Strecke (wegen wechselnder Fahrbahnbeläge und Witterungsbedingungen) neu „erfahren“ werden. Straßenzugelassene Serienreifen sind dagegen leichter zu kontrollieren, da sie durch die Walkarbeit der Profilblöcke im Grenzbereich den Verlust der Haftung früher spürbar machen.

Verhalten unterhalb der Haftgrenze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Fahren eines mit Rennreifen bestückten Autos zeigt der Reifen in groben Zügen das Verhalten des Fahrzeuges/ Fahrers in der zurückliegenden Runde: Bei schneller Fahrt auf der Ideallinie bleibt der Reifen „sauber“, die Auflagefläche ist glatt, und man kann die Markierungen für die Profiltiefe erkennen. Bei einer langsamen Fahrt, z. B. in einer Auslaufrunde, sammelt der Reifen den von anderen Fahrzeugen stammenden Gummiabrieb ein. Dieses Verhalten wird genutzt, um einem Fahrzeug am Gewichtslimit einige 100 g, bis ca. 1,5 kg an Gewicht aufzusammeln.

In einer Safety-Car-Runde ist dieses Verhalten unerwünscht, und die Fahrer versuchen, durch Fahren von Schlangenlinien sowohl die Reifentemperatur zu erhöhen, als auch eingesammelten Gummi abzufahren.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. tuev-sued.com@1@2Vorlage:Toter Link/www.tuev-sued.com (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiveni Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. (PDF; 616 kB)
  2. Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik, Vieweg und Teubner Verlag, Wiesbaden, 2. Auflage 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8
  3. Karl-Heinz Dietsche, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 27. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2011, ISBN 978-3-8348-1440-1, Seite 322
  4. Vittore Cossalter: Motorcycle Dynamics, 2. Auflage 2006, ISBN 978-1430-30861-4