Virtuelle Reifenentwicklung

Die Digitalisierung hat längst auch in der Reifenentwicklung Einzug gehalten. Neue Prototypen werden heute am Computer erstellt, getestet und verbessert. Das spart Zeit und Ressourcen.

Den perfekten Reifen wird es nie geben. Aber die Reifenhersteller versuchen, immer näher an ihn heranzukommen. Mit jedem neuen Modell verbessern sie den Grip oder die Wasserverdrängung – und erhöhen damit die Verkehrssicherheit für alle Verkehrsteilnehmenden.

Noch bis vor wenigen Jahren sah die Entwicklung eines neuen Reifens in etwa so aus: Der Reifenhersteller überlegt sich eine neue Reifenmischung und baut einen Prototypen. Dieser wird auf Teststrecken auf seine Eigenschaften überprüft. Mit diesen Erkenntnissen wird die Mischung angepasst und ein neuer Reifen gebaut. Bis zur Marktreife entstehen so einige Prototypen. 

Heute hat sich am Grundprinzip nicht viel geändert. Allerdings entstehen die meisten Prototypen inzwischen am Computer mit einem „digitalen Zwilling“. Statt die echten Reifen an einem echten Prototypen direkt auf der Straße auszuprobieren, finden die Testfahrten rein virtuell in einem Fahrsimulator statt.

Die Auto-Hersteller übermitteln dazu die wichtigsten Fahrzeugdaten ihres neuen Modells, wie z. B. Parameter für das Fahrwerk, die Aufhängung und das Lenksystem an die Reifen-Hersteller. Parallel dazu wird der Computer auch mit den exakten Daten des zu testenden Reifenmodells gefüttert, wie z. B. Reifenkonstruktion, Profilgestaltung und Gummimischung. 

Auch die eigentliche Testfahrt auf der Strecke verläuft rein digital. Für die Fahrerinnen und Fahrer ändert sich dabei gar nicht so viel. Sie sitzen in einem echten Fahrzeug-Cockpit mit Lenkrad, Pedalen und Gangschaltung. Nur ist dies eben alles Teil eines Simulators.

Vor sich sehen sie auf einer Leinwand die Strecke. Dynamische Simulatoren ahmen sogar die Bewegungen und die Topografie der Strecke nach. Das Fahrgefühl wirkt so echt, dass bei Fahrfehlern sogar den Kies auf dem Untergrund zu spüren ist.

Nach der ersten Testfahrt lassen sich die eingespeisten Parameter je nach den erzielten Messergebnissen anpassen und dann geht es erneut auf die digitale Piste. Dieses virtuelle Justieren ist natürlich viel schneller, einfacher und ressourcenschonender als bei realen Tests direkt auf dem Asphalt.

Zudem sind die virtuellen Simulatoren so konstruiert, dass sowohl unterschiedliche Antriebe wie auch unterschiedliche Wetterverhältnisse realistisch darstellbar sind.

„Einer der größten Vorteile unserer digitalen Simulationstechnologie ist die präzisere Abstimmung auf einzelne Fahrzeugmodelle“, bestätigt Florian Waffenschmidt, Leiter des Virtual Development Centers bei Pirelli. Dazu nutzt Pirelli auch maschinelles Lernen.

Dieses gemeinsame Testen der digitalen Fahrzeug- und Reifenzwillinge spart laut Pirelli und Goodyear nicht nur etwa 30 Prozent der sonst dafür benötigten Zeit, sondern laut Pirelli auch etwa 30 Prozent der dafür notwendigen Prototypen. Natürlich entfallen auch die Ressourcen bzw. die Energie in der Produktion sowie für die sonst notwendigen Testfahrten. Continental spricht von einer Einsparung von 400 realen Testkilometern. „2024 haben erstmals mehr Reifensimulationen stattgefunden als real durchgeführte Tests“, ergänzt Julian Kröber, der für den Fahrsimulator von Continental Tires verantwortlich ist.

Goodyear hat sich zum Ziel gesetzt, die Reifenentwicklung nur mit einem einzigen physischen Protoytpen zu erreichen, um so jährlich durchschnittlich 13.000 Reifen und 97.500 Kilometer an physischen Reifentests einzusparen. Und dabei ist das Potenzial der virtuellen Tests noch längst nicht ausgereizt.

Gleichzeitig betonen alle Reifenhersteller, wie wichtig das sogenannte „Popometer“ auf der echten Straße ist. So bestätigt Rutger Uil, leitender Ingenieur bei Goodyear: „Die letzte Phase der Zulassung findet natürlich immer auf realen Straßen oder Teststrecken statt.“