Grundlagen: So entsteht Grip Alles über Grip und Haftung

Verrät mir eine Straße, wie viel Schräglage ich auf ihr fahren kann? Warum sind viele Straßen im Frühjahr griffiger als im Herbst? Wie kann Gummi verglasen? Und was hat das mit Haftung zu tun? Hier erfahren Sie alles über Grip und die richtige Haftung auf der Straße mit dem Motorrad.

Foto: jkuenstle.de

So entsteht Grip

Beschleunigen, Bremsen und Kurvenfahren  - der viel beschworene Grip, die Haftreibung zwischen Reifen und Straßenoberfläche, ist unverzichtbar. Damit diese Verbindung möglichst viel Kraft übertragen kann, ist es notwendig, dass sich das mehr oder weniger weiche Gummi in den mehr oder weniger tiefen Poren des Asphalts verzahnen kann. Dazu stehen beim Motorrad allerdings nur geringe Auflageflächen zur Verfügung, da die Reifenbreite durch bestimmte physikalische Faktoren begrenzt ist.

Klares Ziel bei der Reifenentwicklung: eine möglichst gute Haftung auf nasser und auf trockener Fahrbahn und in möglichst allen Temperaturbereichen und auf allen Belägen. Moderne Gummi-mischungen sind so entwickelt, dass sie auch bei niedrigen Temperaturen eine sichere Radführung garantieren. Denn wäre die Gummimischung bei Kälte zu hart und spröde - man spricht von Glasverhalten - könnten sich die kleinen Spitzen des Asphalts, dessen Mikrorauigkeit, nicht mit dem Gummi verzahnen, die Haftung ist dann miserabel. Erst wenn der Reifen warm, infolgedessen viskoelastisch wird und sein eigentliches Gummiverhalten erreicht, klappt es auch mit der Verzahnung, weil sich die Asphaltspitzen tief in das Gummi bohren. Richtig griffig wird der Reifen jedoch erst, wenn er mit leichtem Schlupf, also einem minimalen Durchrutschen über die Verzahnung im Asphalt gleitet. Dabei verformt sich das Gummi unter der Last von Mensch und Maschine sowie Umfangs- und Seitenkräften, seine ursprüngliche Form nimmt es nur verzögert wieder an. Man spricht dann von der Gummi-Hysterese.

Das war jetzt zu abstrakt? Ist auch ein höchst komplizierter Vorgang, der verständlicher wird, wenn man den Daumennagel in einen warmen Renn- oder Sportreifen drückt und das Gummi den Abdruck des Nagels noch eine gewisse Zeit beibehält - das ist in groben Zügen die Wirkung der ominösen Gummi-Hysterese. Womit wir zum Gegenstück des Reifengummis kommen, der Straßenoberfläche. Je nach Inhaltsstoffen weist der Reibpartner Asphalt einen mehr oder weniger guten Reibbeiwert auf, der als „µ“ (sprich „Mü“) bezeichnet wird und in untenstehender Tabelle den jeweiligen Straßenbelägen und der theoretisch möglichen Maximal-Schräglage zugeordnet ist.

Ach so, warum der Grip auf Landstraßen im Frühjahr häufig besser ist als im Herbst? Weil über den Winter die kleinen Wassereinschlüsse in der Straßenoberfläche, speziell in den runden Steinchen, durch den Frost aufbrechen und jene feine -Spitzen ausbilden, mit denen sich die Reifenoberfläche verzahnt - die sogenannte Mikrorauigkeit.

Sind Salz, Staub und die sandigen abgesprengten Partikel erst einmal gründlich ausgespült, können sich die Reifen in diesen aufgerauten Oberflächen sehr effizient ver-zahnen. Leider polieren die Autoreifen auf viel befahren Kurvenstraßen, beispielsweise den Alpenpässen, diese Spitzen im Lauf des Sommers wieder glatt, was den Grip speziell bei Nässe oder kalten Reifen verschlechtert.

Blick durchs Mikroskop

Foto: Archiv

Die so genannte Mikrorauigkeit  (rot), deren Rautiefe zwischen 0,001 und 0,1 Millimetern liegen kann, verbessert die Haftung speziell bei Nässe entscheidend, während die Makrorauigkeit (grün) zwischen 0,1 und 10 Millimetern angesiedelt ist und überwiegend die grobe Verzahnung bei trockener Straße verbessert.

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Im rauen Rennstreckenbelag  können sich weiche Gummimischungen bestens verzahnen. Zudem sickert bei Nässe das Wasser in die Vertiefungen. Auch griffiger Landstraßenasphalt bietet dank Mikrorauigkeit beste Bedingungen für die zügige und sichere Kurvenfahrt. Glatter Landstraßenasphalt mit rund polierten Steinen ist bei Regen mit Vorsicht zu genießen. Extrem glatte Beläge kommen im Straßenbau nur in Form von lackiertem oder mit Kunststoff überzogenem Asphalt vor, z. B. Fahrbahnmarkierungen. Sie sind vor allem bei Nässe sehr gefährlich: Dann können sie beinahe so rutschig wie Eis werden.

Foto: Archiv

Die Reifenaufstandsfläche, (rot gekennzeichnet), stellt den Kontakt zwischen Straße und Motorrad her. Die Skizze zeigt einen 180er-Sportreifen mit spitzer Reifenkontur in 48 Grad Schräglage. Aus etwa 38 Quadratzentimetern Kontaktfläche ergibt sich die Seitenführungskraft des Reifens. Dabei ist zu berücksichtigen, dass meist nur ein Teil dieser Fläche vollständigen Bodenkontakt hat.

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Bei zu niedrigen Reifentemperaturen kann es bei speziellen Gummimischungen, zum Beispiel für den Sporteinsatz, zum Glasverhalten kommen. Das Gummi ist zu hart, um sich mit der rauen Oberfläche zu verzahnen (blau) und rutscht leicht weg.

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Erst mit höherer Temperatur bildet die Lauffläche des Reifens (rot) einen nahezu formschlüssigen Kontakt zur Straße und kann deutlich höhere Seitenkräfte übertragen.

So schräg geht's


Reibbeiwertmögliche Schräglage (Grad)
Asphalt rau1,256
Asphalt normal0,952
Asphalt glatt0,744
Kopfsteinpflaster    
0,533
Nasser Staub0,322
Eis0,087

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