Was sind Semi Slicks?

Du fragst Dich, was sind Semi Slicks? Das sind Rennreifen mit Straßenzulassung, also ein Kompromiss zwischen einem reinen Rennreifen (profilloser Slick) und einem herkömmlichen profilierten Straßenreifen. Man bezeichnet sie auch häufig als Semi Racings oder Sportreifen, aber sie sind nicht zu verwechseln mit sportlichen Sommerreifen (UHP- oder UUHP-Reifen).
Der Semi Slick ist primär für den Einsatz auf der Rennstrecke, z.B. bei Trackdays, für Slalom oder auch für Asphalt-Rallies entwickelt worden. Er unterscheidet sich von einem normalen Straßenreifen in folgenden Kriterien:

 🔹 in einer geänderten Karkasse

 🔹 in einer optimierten Laufflächenmischung

 🔹 in einer verstärkten Seitenwand

Trotzt Straßenzulassung ist er für den Alltagsgebrauch im öffentlichen Straßenverkehr nur bedingt geeignet. Der Grund: Das auf größtmöglichen Grip ausgelegte Profildesign (ein hoher Positivprofilanteil = große Kontaktfläche mit der Straße oder Rennstrecke und ein geringer Negativprofilanteil = weniger und nicht so tiefe Profilrillen) stößt bei Nässe und besonders bei heftigerem Regen schnell an seine Grenzen. Denn die wenigen Profilrillen können das Wasser nicht ausreichend ableiten und dann besteht die Gefahr, dass der Kontakt abreißt und die Reifen aufschwimmen (Aquaplaning).

Definition aus Wikipedia

Welche Aufgabe haben Semi Slicks?

Die Aufgabe eines Semi Slick ist ähnlich wie die eines reinen profillosen Rennreifens (Slick): er soll einen optimalen und bestmöglichen Grip (Haftung) aufbauen, um möglichst hohe Längs- und Querkräfte (also Beschleunigen, Bremsen, Lenken) übertragen zu können. Hierzu werden eine für den Rennstreckeneinsatz optimierte Karkasse, eine verstärkte Seitenwand sowie eine spezielle Gummimischung verbaut. Im Vergleich zu einem normalen Straßenreifen in gleicher Dimension, ist auch die Reifenkontur (Layout) eines Semi Slicks breiter ausgelegt (die Reifenschulter ist weniger rund) und bietet deshalb auch eine größere Aufstandsfläche, so können mehr Kräfte übertragen werden. Die Profiltiefe ist bei einem Semi Slick ebenfalls reduziert – ca. 6 mm im Vergleich zu 8 – 9 mm bei normalen Straßenreifen. Damit will man das Bewegen (Walken) der Gummiblöcke reduzieren, was wiederum einen Temperaturanstieg und somit ein möglicher Gripverlust bedeuten würde.

Was ist eigentlich Grip?

Grip beschreibt die Bodenhaftung zwischen Reifen und Straße/Rennstrecke und ist das, was uns erlaubt zu lenken, zu beschleunigen und zu bremsen. Je höher der Grip-Level, umso schneller kann man durch eine Kurve fahren, umso später kann man bremsen und umso früher wieder beschleunigen. 

Der Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Rennstrecke wird durch die Asphaltoberfläche und die Reifenmischung bestimmt. Auf den rennstrecken werden häufig unterschiedliche Asphaltsorten aufgetragen, die wiederum unterschiedlichen Grip liefern. Aber auch andere Faktoren können in diesem Zusammenhang den Grip beeinflussen, wenn zum Beispiel kurz zuvor noch andere Rennfahrzeuge auf der Strecke gefahren sind. Im Idealfall waren es Fahrzeuge, die aufgrund ihrer Bereifung weicheren Gummiabrieb hinterlassen haben und dadurch mehr Grip auf der Strecke zu erwarten ist. Im Gegensatz dazu wird es schmierig und rutschig, wenn zuvor historische Fahrzeuge auf der Rennstrecke gefahren sind, denn diese Autos neigen oft dazu Kraftstoff und Öl zu verlieren und so die Strecke verschmutzen.

Die Größe der Aufstandsfläche (Latsch) ist ein weiterer Aspekt, der den Grip beeinflusst. Er beschreibt die Fläche mit der der Reifen die Fahrbahnoberfläche berührt, im Normalfall ist sie nicht größer als eine Postkarte. Deshalb werden oft breitere Reifen mit einer größeren Aufstandsfläche montiert, die dann entsprechend mehr Grip liefern.

Die vertikale Belastung, mit der der Reifen auf den Asphalt gedrückt wird und maßgeblich vom Fahrzeuggewicht abhängt, beeinflusst ebenfalls den Grip. Deshalb können Fahrzeuge mit viel Abtrieb (Downforce) so schnell durch Kurven fahren. Die Reifen werden mit mehr Kraft auf die Asphaltoberfläche gedrückt und können sich so besser mit der Struktur der Straße verzahnen. Deshalb spielt auch die Gewichtsverteilung und – verlagerung eine wichtige Rolle – ein guter Fahrer ist in der Lage, die Balance des Fahrzeugs durch seine Fahrtechnik positiv zu beeinflussen.

Fazit: Alles dreht sich nur um Grip, deshalb müssen die Rahmenbedingungen passen, damit die bestmögliche Traktion, die größtmögliche Verzögerung und die höchstmögliche Kurvengeschwindigkeit erzielt werden kann.

Welche Kräfte wirken auf Semi Slicks?

Die Reifen sind die einzige Verbindung zwischen Fahrzeug und Straße/Rennstrecke und müssen sämtliche Kräfte übertragen. Beim Beschleunigen/Bremsen ist es die Längskraft und bei Kurvenfahrt ist es die Seitenkraft, die quer zur Abrollrichtung wirkt. Solange die Kräfte einzeln (entweder Längs- oder Seitenkraft) auf die Reifen wirken, hat man nahezu ideale Bedingungen, aber die Realität sieht jedoch oftmals anders aus.

Denn häufig treten die Kräfte gleichzeitig auf, zum Beispiel beim Bremsen in der Kurve und es kommt zu einer Überlagerung. Die Längs- und Querkräfte addieren sich dann zu einer gemeinsamen Kraft, der Resultierenden. Diese resultierende Kraft kann umso größer ausfallen, je griffiger die Fahrbahn und die Reifen sind. Auf nasser Fahrbahn lassen sich jedoch nur geringe Kräfte übertragen. Anhand des Kammschen Kreises lassen sich diese Kräfteverhältnisse anschaulich darstellen. 

Die Kreise bedeuten hierbei jeweils die maximale vom Reifen auf die Fahrbahn übertragbaren Kräfte, bestehend aus Längskraft und Seitenkraft. Der innere Kreis zeigt dabei die Haftgrenze bei Nässe und der äußere Kreis die Grenze bei trockener Fahrbahn.

Beispiel: Wird auf nasser Strecke die Kraft FL (roter Pfeil) zu 100 % für die Beschleunigung genutzt, dann ist kein Spielraum mehr für die Seitenkraft FS um eine Lenkkorrektur vorzunehmen – die Resultierende FR endet außerhalb der Haftgrenze und man verliert den Grip.

Wird daher bei Kurvenfahrt gebremst oder beschleunigt, geschieht das zwangsläufig auf Kosten der übertragbaren Seitenkräfte. In kritischen Fahrsituationen das Optimum zwischen Längs- und Seitenkräften zu finden, kommt einer Gratwanderung gleich. Erfordert ein Fahrmanöver tatsächlich einmal die volle Seitenführung (Lenken), hilft nur noch, sämtliche Kräfte in Längsrichtung des Reifens abzubauen, etwa indem die Kupplung getreten wird.

Die Grafik zeigt, wie Seitenkräfte und Umfangskräfte bei verschiedenen Fahrsituationen (enge/weite Kurve; gute/geringe Haftung) zusammenhängen:

Der rote Pfeil (R) zeigt die maximal übertragbare Kraft (Resultierende), sie hängt von der Bodenhaftung ab.

Der gelbe Pfeil zeigt die Längs- (L) oder Umfangskraft, sie hängt davon ab, wie stark gebremst oder beschleunigt wird.

Der graue Pfeil zeigt die Seitenführungskraft (S) Die Durchmesser der gestrichelten Kreise (Kammscher Reibungskreis) sind ein Maß für die jeweilige maximale Bodenhaftung.

Die einzelnen Bilder bedeuten dabei folgendes:


🔹 Bild (1) zeigt große Längskräfte in einer weiten Kurve.
🔹 Wenn 
die Kurve enger wird Bild (2) wachsen die Seitenkräfte und für Antriebskräfte bleibt weniger Potential, das Fahrzeug kann also nicht mehr so stark beschleunigt oder gebremst werden.

🔹 In Bild (3) wird die Bodenhaftung geringer (Nässe) und das grenzt die Möglichkeit stark ein, enge Kurven zu fahren oder die maximalen Antriebs- und Bremskräfte zu nutzen.
🔹 Bild (4) zeigt eine größere Bodenhaftung, deshalb können auch 
höhere Kräfte übertragen werden, entweder um Kurven schneller zu durchfahren oder um das Fahrzeug stärker abzubremsen.

Welche Mischungen für Semi Slicks?

Grundsätzlich werden Reifen aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt, wie z.B. Gummi, Stahl und Textil, aber Gummi ist mit ca. 40% der Hauptbestandteil. Neben natürlichem und künstlichem Kautschuk werden bei der Reifenherstellung zudem Füllstoffe, Weichmacher sowie Chemikalien eingesetzt.

Damit der Reifen die Brems-, Antriebs- und Seitenkräfte auf die Straße übertragen kann, ist Reibung nötig. Drei wesentliche Punkte beeinflussen das Reibungsverhalten: Der Reifenaufbau, sein Profil und die Reifenmischung. Die unterschiedliche
Zusammensetzung und das Mischungsverhältnis sind abhängig von den verschiedenen Anforderungen an den Reifen und entscheidend für die Qualität.

Ein Reifen mit einer weichen Mischung bietet zwar eine bessere Verzahnung mit der Fahrbahn, nutzt sich aber auch schneller ab und kann vor allem bei hohen Geschwindigkeiten zu Instabilität führen. Im Gegensatz dazu ist eine harte Gummimischung zwar unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoll, sie bietet aber auch weniger Grip.

Für die Gummimischung und das Profildesign eines normalen Standardreifens gilt deshalb, den bestmöglichen Kompromiss zu finden, um die vielfältigen Aufgaben meistern zu können.

Die Hauptaufgabe eines Semi Slicks (und auch von Rennreifen) besteht darin, den bestmöglichen Grip zu liefern, damit die größtmöglichen Kräfte (längs und quer) übertragen werden können. Abrollkomfort, Geräuschentwicklung und Abnutzung spielen, wenn überhaupt, eine nur untergeordnete Rolle. Ein Rennreifen, dazu zählen wir jetzt auch mal einen Semi Slick, ist deshalb ein Spezialist, der unter den gegebenen Umständen den maximalen Grip liefern soll. Je nach Außen- und Fahrbahntemperatur sowie anhand des Wetters und der Asphaltbeschaffenheit, hat man die Wahl zwischen verschiedenen Gummimischungen.

Die gängigsten Mischungen sind dabei Soft, Medium und Hard, manche Hersteller bieten mit Super Soft sogar noch eine ganz weiche Mischung an. Die Bezeichnungen für die unterschiedlichen Mischungen können von Hersteller zu Hersteller variieren, die einen markieren ihre Reifen mit Buchstaben, wie z.B.  S = Soft, M = Medium und H = Hard, der nächste mit einer Buchstaben- oder Zahlenkombination, wie z.B. K20/Soft, K60/Medium und K90/Hard und wieder ein anderer Hersteller verwendet nur Zahlen 140/Soft, 180/Medium und 240/Hard.

Um die richtige Mischung auszuwählen, geben einige Reifenhersteller Einsatzempfehlungen heraus, die sich meistens an der Außentemperatur und an der Asphaltbeschaffenheit orientieren.

Welcher Luftdruck für Semi Slicks?

Um die optimale Performance eines Semi Slicks nutzen zu können, ist der Luftdruck elementar wichtig, er beeinflusst massiv das Fahrverhalten und den Reifenverschleiß. Denn auf der Rennstrecke werden die Reifen extrem belastet und erhitzen sich, dadurch dehnt sich die Luft im Reifen aus und sowohl der Luftdruck als auch die Reifentemperatur steigen. Bewegt sich der Luftdruck und die Reifentemperatur außerhalb des sogenannten „Arbeitsfensters“ oder „Temperaturfensters“, dann verliert man Grip (zu hoher Luftdruck = geringere Aufstandsfläche), der Reifen schmiert (zu hoher Luftdruck = zu hohe Temperatur) und der Verschleiß ist entsprechend hoch.

Der Luftdruck ist also alles entscheidend, um die beste Performance zu erzielen. Deshalb ist es wichtig, sich mit dem Thema zu beschäftigen und die Basics zu kennen.

Die meisten Reifenhersteller geben für Semi Slicks Luftdruckempfehlungen an, die hilfreich sind, den Reifen auf die jeweiligen Bedingungen (z.B. Wetter = trocken/nass, Außentemperatur = kalt/warm, Fahrbahnbeschaffenheit = glatt/rau) zu optimieren.

Liegen die Luftdruckempfehlungen nicht vor, kann man anhand der folgenden Tabelle (dient nur als grobe Orientierung) den für sich passenden Startluftdruck (kalt, abhängig vom Fahrzeuggewicht) entnehmen, der sich dann im aufgeheizten Zustand in dem angegebenen Temperaturfenster (Warmluftdruck) bewegen sollte.

Wie stelle ich den Luftdruck ein?

Man startet mit einem Kaltdruck z.B. bei einem Fahrzeug mit ca. 1000kg Gewicht zwischen  1,8 – 2,0 bar. Je nach Streckenlänge „rollt“ man die neuen Reifen dann für ca. 2 – 5 Runden (ca. 20km) bei gemäßigtem Tempo ein und steigert das Tempo dann sukzessive. Durch die zunehmende Belastung erhitzt sich der Reifen und der Luftdruck steigt langsam an, deshalb muss er nach der „Aufwärm-Session“ geprüft und gegebenenfalls auf die vom Hersteller empfohlenen oder die in der Tabelle aufgeführten Werte (hot pressure) korrigiert werden – wichtig ist, dass der Luftdruck unmittelbar nach dem Fahren (direkt nach Eintreffen in der Box oder im Fahrerlager) gemessen wird, um so ein Abkühlen des Reifens und somit eine Veränderung des Luftdrucks zu verhindern.

In Abhängigkeit des Fahrzeugkonzepts (Front-, Mittel- oder Heckmotor), des Antriebs (Front-, Heck- oder Allrad-Antrieb), des persönlichen Empfindens (der eine bevorzugt eine Untersteuertendenz, der andere eher ein Übersteuern) und des Streckenlayouts (z.B. mehr Links- als Rechtskurven), müssen unter Umständen weitere Feinabstimmungen (meistens im Zehntelbereich von 0,1 – 0,3 bar) vorgenommen werden, um so die größtmögliche Aufstandsfläche des Reifens zu nutzen und die maximale Kraft übertragen zu können.

Ebenfalls hilfreich ist die Kontrolle/Messung der Reifentemperatur, die sich je nach Hersteller (und Außentemperatur) unter optimalen Bedingungen zwischen 70 – 90° C bewegen sollte. Aber nicht nur der absolute Wert ist wichtig, sondern auch die Temperaturverteilung über die Laufflächenbreite gesehen, d. h. welche Temperatur wird auf der Innenflanke gemessen und welche auf der Außenflanke. Das Delta von Innen- und Außenflanke sollte sich bei ca. 20° C bewegen, liegen die gemessenen Temperaturen deutlich außerhalb dieses Fensters (z.B. Innenflanke 80° C und Außenflanke 40° C), muss die Fahrwerksgeometrie angepasst werden. In unserem aufgeführten Beispiel 80° C zu 40° C muss der Sturz reduziert werden. Würde die Messung 40° C zu 80° C ausfallen, ist der Sturz zu erhöhen. Neben den reinen Temperaturwerten schaut man sich dann auch noch das Reifenbild an. Die Reifenspezialisten können anhand des Reifenbildes genau erkennen, ob der Sturz und/oder die Spur angepasst werden muss oder eventuell sogar die Dämpfereinstellung (Zug- und Druckstufe) verändert werden sollte.

Vor dem 2. Turn/Stint sind alle Parameter geprüft und falls notwendig korrigiert worden. Jetzt geht´s zurück auf die Strecke und im besten Fall haben die Veränderungen eine spürbare Verbesserung gebracht. Beim 2. Turn von ca. 20 – 30 Minuten Länge sind alle Reifen so gefordert worden, dass sie den maximalen Luftdruck und Temperatur erreicht haben. Nach Beendigung des Turns wird erneut alles kontrolliert, notiert und gegebenenfalls der Luftdruck den Herstellerangaben angepasst – jetzt steht dem 3. Stint nichts mehr im Wege.

Wenn der 3. Turn noch etwas auf sich warten lässt und eine Pause ansteht, lässt man die Reifen abkühlen und notiert den Luftdruck erneut. Je nach Streckenlayout werden die Werte an den vier Radpositionen unterschiedlich sein, d.h. der Reifen mit dem jetzt am niedrigsten gemessenen Kaltluftdruck, wurde am meisten beansprucht – in der Regel vorne links oder vorne rechts, je nach Streckenführung. Mit diesen gemessenen Kaltluftdrücken starte ich dann in den nächsten Stint und nutze die ersten Runden, um die Reifen aufzuheizen.

Übrigens: Startet man mit einem zu niedrigen Kaltluftdruck und räubert dann schon zu Beginn der Session (bevor der Reifen seine Arbeitstemperatur und damit auch einen höheren Luftdruck erreicht hat) über die Randsteine/Curbs, dann kann es durchaus vorkommen, dass der Reifen schon vorgeschädigt wird und später bei extremer Belastung auf der Rennstrecke seinen Dienst mit einem Reifenschaden quittiert.

Wenn der Tag auf der Rennstrecke sich dem Ende neigt, sollte die Strecke niemals unmittelbar nach einer Highspeed-Runde verlassen werden. Die Reifen wie auch die Bremsen (falls vorhanden auch der Turbolader) müssen sich abkühlen. Ein oder zwei langsame Runden ermöglichen es den verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs, in einen normaleren Temperaturbereich zurückzukehren, bevor Sie den Wagen stoppen. Warten Sie nach dem Anhalten, bis sich die Reifen vollständig abgekühlt haben. Nicht vergessen, den Luftdruck vor der Heimfahrt wieder auf den vom Fahrzeughalter vorgeschriebenen Wert einzustellen.

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