Mechanik

Kreisbewegung

Bremsen in der Kurve

  • Was ist eigentlich die Zentrifugalkraft?
  • Wie komme ich gefahrlos durch den Looping?
  • Welche Kraft erfährt ein Formel-1-Fahrer in einer Kurve?

Bremsen in der Kurve

Hinweis: Diese Seite folgte einer Idee von Dr. Walter Bube.

1 Kräfteverhältnisse beim Bremsen in der Kurve anhand des KAMMschen Kreises

Bei jedem Lenkmanöver muss die Reibungskraft der Reifen am Boden die nötige Zentripetalkraft liefern, Diese Seitenführungskraft (Fs) quer zur Abrollrichtung verhindert, dass das Fahrzeug in einer Kurve von der Fahrbahn abkommt.

Beim Bremsen und Beschleunigen in Längsrichtung muss der Reifen die Längskraft (Fl) in Längsrichtung übertragen.

Diese beiden Kräfte addieren sich vektoriell zu der resultierenden "Summenkraft" (Fres). Sie kann umso größer ausfallen, je griffiger Fahrbahn und Reifen sind; auf Nässe sind nur geringe Kräfte übertragbar.

Ganz anschaulich lässt sich dies in einem Längs-/Seitenkraft-Diagramm, dem sogenannten „KAMMschen Kreis“ darstellen. Der Radius des Kreises dokumentiert hierbei die maximale vom Reifen auf die Fahrbahn übertragbare Haftkraft. Bei voller Ausnutzung der Längskraft (Fl) beim Bremsen bleibt kein Spielraum mehr für Seitenkräfte und umgekehrt.

Fazit: Wird bei Kurvenfahrt gebremst oder beschleunigt, geschieht das auf Kosten der übertragbaren Seitenkraft (Fs ), das Auto kann dabei unfreiwillig die Straße verlassen. Ein Reifen, der alle seine Haltekräfte für die Seitenführung in der Kurve einsetzen muss, hat keine Reserven mehr für eine positive oder negative Beschleunigung übrig. Wer also eine Kurve mit maximal möglicher Geschwindigkeit fährt, sollte weder bremsen noch Gas geben.

  1. Ein PKW der Masse \(1,5\rm{t}\) fährt auf ebener, feuchter Straße (\({\mu _{Haft}} = 0,30\)) in eine Kurve mit dem Radius \(50\rm{m}\). Berechne, bei welcher Geschwindigkeit  der Reifen wegzurutschen beginnt.

  2. Untersuche, ob der Fahrer in einer Kurve mit 80% der maximal übertragbaren Bremskraft bremsen kann, wenn die Seitenführungskraft 70% der bei dem Straßenzustand maximal möglichen Kraft beansprucht. Skizziere dazu einen kammschen Kreis.

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