Rollwiderstand: Reifenluftdruck und Reifenbreite - Seltsame Studien

Nachtrag: Auf Kanten sieht's wieder anders aus als auf flächigem Untergrund. Da schlagen auch breite Reifen schnell durch. Deswegen find ich in der Praxis Karkassenstabilität genauso wichtig wie Breite, wenn's um Reifenfederung geht.
 
Der 1. Teil stimmt doch. Aber das Eindrücken am Latsch hat keinen nennenswerten Einfluß auf den Innendruck. Was an Höhe verloren geht kommt an Breite dazu.
Letzteres ist richtig. Das andere nicht.
Jetzt nimm als experiment einen schlauch, pumpe ihn soweit auf, dass man ihn noch gut mit den fingern zusammendrücken kann. Dann drücke an einer stelle die oberseite mit der unterseite zusammen. Der schlauch hat dort keine höhe mehr aber maximale breite. Wenn der luftdruck im schlauch sich nicht ändert, wieso musst du drücken? Du kannst das ganze auch mit einem langen luftballon oder einem kondom machen. Der gummi bei beiden übt sicher keine nennenswerten kräfte aus.
Kurz und formal: ein stück schlauch hat das volumen V=Al (A querschnitt, l länge)
Für die ellipse gilt: A=πab = π(r+ε)(r-ε)= πr²-πε² dabei ist ε der parameter der elliptizität: πε² ist das differenzvolumen, um das die kreisfläche auf dem weg zur ellipse vermindert wird.
ε=0 ist ein kreis mit r. ε=±r ist je eine gerade, die senkrecht zueinander sind. Das volumen ist dann null! Tritt auf den schlauch und du hast das in der praxis. Er hat etwas dagegen, platt gedrückt zu werden. Du kannst das ganz auch noch mit einem druckprüfer am schlauchventil nachmessen.
 
gemäß der Kesselformel

Tangentialspannung in der Wand = p . dm / 2s


p = Innendruck
s = Wanddicke
dm = Mittel-Durchmesser


ist die Tangentialspannung ( also wie weit man den Finger reindrücken kann )
proportional zum Druck und zum Durchmesser

Ein Rennradreifen mit 23mm Breite und 8Bar sollte die gleiche Spannung haben wein 69mm ( 2,7 Zoll ) breiter Reifen und 2,6Bar
 
Du kannst das ganz auch noch mit einem druckprüfer am schlauchventil nachmessen.
Wie groß ist die Volumenänderung im Verhältnis zum Gesamtvolumen und damit die Druckänderung?

Ob man das mit einem handelsüblichen Reifendruckprüfer messen kann?

Beim Schlauch allein hast du noch das Problem, dass der Schlauch bei der Drückerhöhung durch Volumenänderung diese Druckerhöhung durch Dehnen (Volumenvergrößerung) wieder großteils kompensiert. Da hängt der Druck nur von dem Widerstand des Gummies gegen die Spannung im Gummi ab.
 
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Das mit den Ballonreifen habe ich vor ein paar Jahren auf meinem Alltagsbike getestet. Stadtverkehr um die 100 km die Woche bei +25km/h Schwalbe Big Apple vs Conti Sport Contact. Mein Gott war das eine Tortur mit den Big Apple. Das war mein erster Kontakt mit "Breit rollt besser". Komfort fließt dabei nicht in meine Anforderung ein

Tortur??? Ich habe den Eindruck du neigst zu Übertreibungen... Und zwar gewaltig!

Und warum testet man einen Ballonreifen, wenn nicht wegen dem Komfort??? :spinner:

Meine Dame hat am Stadtrad (Starrbike mit Ballonreifen) und das Bike rollt 1A und bietet mehr Komfort als jedes Trekkingrad mit Federgabel... Bei uns gibt es viel Kopfsteinpflaster auf dem Weg zum Kindergarten und gelegentlich habe ich Junior mit ihrem Rad gefahren... Ich erkenne nix, was das Superlativ "Tortur" auch nur im Ansatz rechtfertigen würde...
 
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Ich erkläre mir das tiefere einsinken mit der Auflagefläche. Auf das Rad wirkt eine Kraft F durch den Fahrer. Sowohl der breite als auch der schmale Reifen haben den gleichen Druck p. Die Kraft wird nun idealisiert über den Reifendruck auf den Boden übertragen. Annahme ist nun dass sich der Reifen soweit verformen muss das die Gleiche Fläche A auf dem Boden aufliegt denn es gilt p=F/A. Wenn man sich die Reifen nun als Kreise vorstellt hat der schmals Reifen einen kleinen Kreis und der breite Reifen einen großen Kreis. Drückt man den Kreis jetzt zusammen muss der schmale Kreis viel stärker verformt werden um mit gleicher Fläche auf dem Boden aufzuliegen. Daraus ergibt sich dann eine viel stärkeres Verformung des schmalen Reifens um die gleiche Kraft übertragen zu können.

@duc-mo Tortur im Sinne von Rollwiderstand bei hohen Geschwindigkeiten und Rotationsträgheit beim beschleunigen im Gegensatz zu meinen Sport Contact. Warum man sich das kauft: Herstellerversprechen -> geringer Rollwiderstand. Wo wir wieder beim Thema sind. Einfach mal "breite Reifen rollen besser" googlen dann erkennst Du was ich kritisiere. Das ist Irreführung weil Otto Normalverbraucher keine Mechanik und Thermodynamik Kenntnisse mitbringt um den Sachverhalt richtig deuten zu können.
 
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Ich erkläre mir das tiefere einsinken mit der Auflagefläche. Auf das Rad wirkt eine Kraft F durch den Fahrer. Sowohl der breite als auch der schmale Reifen haben den gleichen Druck p. Die Kraft wird nun idealisiert über den Reifendruck auf den Boden übertragen. Annahme ist nun dass sich der Reifen soweit verformen muss das die Gleiche Fläche A auf dem Boden aufliegt denn es gilt p=F/A. Wenn man sich die Reifen nun als Kreise vorstellt hat der schmals Reifen einen kleinen Kreis und der breite Reifen einen großen Kreis. Drückt man den Kreis jetzt zusammen muss der schmale Kreis viel stärker verformt werden um mit gleicher Fläche auf dem Boden aufzuliegen. Daraus ergibt sich dann eine viel stärkeres Verformung des schmalen Reifens um die gleiche Kraft übertragen zu können.
Schön beschrieben. Die geometrieänderung in formeln zu fassen, ist leider nicht ganz einfach.

@duc-mo ... Einfach mal "breite Reifen rollen besser" googlen dann erkennst Du was ich kritisiere. Das ist Irreführung weil Otto Normalverbraucher keine Mechanik und Thermodynamik Kenntnisse mitbringt um den Sachverhalt richtig deuten zu können.
Der geringe rollwiderstand von dicken reifen ist ein leeres versprechen. Es kommt darauf an auf welchem untergrund. In der studie (diplomarbeit) auf die die infos zurückgehen, ist klar dargestellt, auf welchem untergrund, bei welchem druck ein reifen besser rollt als der andere.
 
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Oh man @wellenmutter , da wirfst du so viel in einen Topf was nicht zusammengehört ...

Das fängt schon mit dem
optimalen Reifenluftdruck
an, den es nicht so gibt. Der hängt von Gesamtgewicht, Fahrstil, Untergrund, Einsatzzweck, persönliche Vorlieben ... ab. Entsprechend kannst du nur gleiche Drücke vergleichen.

wie einige Reifenhersteller und Studien die Minderung des Rollwidertands durch breite Reifen und niedrigen Druck argumentieren
, ist einfach: Sie machen Prüfstandtests, bei denen alle Randbedingungen normiert bzw. identisch sind. Üblicherweise wird dafür ein glattes Material als Untergrund gewählt, z.B. eine Stahltrommel. Ein anderer, rauer Untergrund wie z.B. Forststraße kann da schon ganz andere Ergebnisse bringen. Nachdem du keinen Prüfstand hast, wird es für dich kaum möglich sein, exakte Ergebnisse zu bekommen. Eine andere Möglichkeit, den Rollwiderstand wenigstens annähernd zu vergleichen, sind Ausrollversuche: Start immer mit identischer Geschwindigkeit, und dann messen, wie weit die Fuhre bis zum Stillstand ausrollt. Dabei darf die Geschwindigkeit nicht zu hoch sein, weil sonst der Luftwiderstand der Reifen einen zu großen Einfluß hat.

Der Luftwiderstand wird bei dem gefühlten "Rollwiderstand" immer unterschätzt. Beim Rennrad werden die schmalen Reifen genau wegen dem Luftwiderstand verwendet, weil das bei den höheren Geschwindigkeiten wesentlich mehr bringt, als leicht laufende breite Reifen, die aber mehr Luftwiderstand bringen. Dazu kommt, daß Stollenreifen den Luftwiderstand ziemlich dramatisch erhöhen, wenn man schneller fährt. Schnelltest: Nimm einen Slick im Montageständer, drehe das Hinterrad auf Höchstgeschwindigkeit, und halte dann die Hand dierkt über den Reifen. Mach das gleiche mit einem groben Stollenreifen. Der Unterschied im Luftzug ist recht eindrucksvoll.

Was du auch ignorierst, ist der Raddurchmesser. Im Liegeradbereich werden auch viel 20"-Räder verwendet, entsprechend haben sich viele über den Rollwiderstand Gedanken gemacht. Deren Ergebnisse decken sich alle: am leichtesten läuft ein kleiner, breiter Reifen.

Wenn du
bist, ist wahrscheinlich jede Diskussion darüber sinnlos, weil du nur dein Ergebnis bestätigt haben willst. Deine
praktischen Erfahrungen
in Ehren, die könnten tatsächlich passen. Nur ist das kein wirklicher Testaufbau, siehe die vielen Einflußgrößen, die ich hier weiter oben beschrieben habe.

Das mit dem Luftwiderstand könnte auch deine Erfahrung mit dem BigApple erklären. Bei deinen Geschwindigkeiten kann das schon einiges ausmachen, verglichen zu einem schmalen Reifen. Fahre den BigApple mit 15 km/h (-->Zielgruppe), wird der Luftwiderstand im Verhältnis kaum was ausmachen, dafür der Rollwiderstand. Bei deiner Geschwindigkeit (30 km/h --> falscher Einsatz für den Reifen) hast du aber vom Reifen her den 4-fachen Luftwiderstand, der wahrscheinlich viel größer ist, als der Gewinn von weniger Rollwiderstand.
 
@ExcelBiker achwas. Ich finde es toll das hier so viel Fachwissen vermittelt wird. Überzeugt von etwas bin ich bis mir jemand ein schlüssiges Gegenargument liefert. In deinem Fall sprechen deine Aussagen ja auch nicht gegen meine Aussage sondern erweitern sie.

@imkreisdreher sehr interessante Artikel. Placebo ist halt manchmal das größte.
 
Hallo zusammen,

mir geht es einfach nicht in den Kopf wie einige Reifenhersteller und Studien die Minderung des Rollwidertands durch breite Reifen und niedrigen Druck argumentieren.

Es wird in der Regel ein breiter mit einem schmalen Reifen mit identischem Reifenluftdruck verglichen. Dabei hat der breite Reifen offensichtlich weniger Rollwiderstand. (Die Auflagefläche muss ja bei identischen Druck die gleiche sein. Beim schmalen Reifen führt das zu einer eher länglichen Auflagefläche in Rollrichtung was die Walkarbeit gegenüber der eher runden Auflagefläche beim breiten erhöht => Folge: Höherer Rollwiderstand) Ich gehe davon aus das der Reifenluftdruck für den breiten Reifen so gewählt ist das der Reifen den optimalen Rollwiderstand hat. Dieser optimale Reifenluftdruck ist beim schmalen Reifen jedoch ein anderer bzw. höherer.

Ich bin davon überzeug wenn beide Reifen gemäß ihrem optimalen Reifenluftdruck befüllt werden der schmale Reifen wesentlich besser rollt. Diese theoretischen Überlegeungen decken sich auch mit meinen praktischen Erfahrungen. Ich werde das Gefühl nicht los, dass es sich bei den breiten Reifen nur um eine rießige Marketingkampagne handelt.

Was sagt ihr? Mich würde Eure Meinung und inbesondere Eure Erfahrung interessieren.
Riesige Marketing Kampagne, nur weil du keine Physik verstehst, is klar..
 
Das mit dem Luftwiderstand könnte auch deine Erfahrung mit dem BigApple erklären. Bei deinen Geschwindigkeiten kann das schon einiges ausmachen, verglichen zu einem schmalen Reifen. Fahre den BigApple mit 15 km/h (-->Zielgruppe), wird der Luftwiderstand im Verhältnis kaum was ausmachen, dafür der Rollwiderstand. Bei deiner Geschwindigkeit (30 km/h --> falscher Einsatz für den Reifen) hast du aber vom Reifen her den 4-fachen Luftwiderstand, der wahrscheinlich viel größer ist, als der Gewinn von weniger Rollwiderstand.
Mal ein beispiel für roll- und luftwiderstand.
Der rollwiderstand ist auf 20 W bei 20 km/h gelegt. Bei mtb-reifen liegt das eher bei etwa 25 W. (gerade im bild einfach entsprechend steiler legen). der luftwiderstand ist berechnet mit realistischen werten für die wirksame querschnittsfläche A und den cw-wert des systems.
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, ist einfach: Sie machen Prüfstandtests, bei denen alle Randbedingungen normiert bzw. identisch sind ... Der Luftwiderstand wird bei dem gefühlten "Rollwiderstand" immer unterschätzt. Beim Rennrad werden die schmalen Reifen genau wegen dem Luftwiderstand verwendet, weil das bei den höheren Geschwindigkeiten wesentlich mehr bringt, als leicht laufende breite Reifen, die aber mehr Luftwiderstand bringen.
So einfach ist es nicht. Denn wie schon erwähnt verbiegen sich die Stollen auf den fetten und schwabbligen MTB-Reifen fröhlich in alle Richtungen. Da es den runden Tritt einfach nicht gibt, muß bei jeder Kurbelumdrehung zweimal beschleunigt werden. Jedes mal raubt der Gummi der sich jedes mal in eine andere Richtung zieht und quetsch sehr viel Leistung.

Auf der Strasse ein Radl mit 23/622er Rennreifen und 52/12 auf 140 UPM auszufahren, was knapp 80 km/h entspricht ist eine Sache von wenigen Sekunden. Ein Radl mit den üblichen 57/622ern und 34/10 auf der Strasse, trotz der kürzeren Übersetzung, überhaupt auf 140 UPM zu bekommen ist schon eine ganz andere Kraftaktion.

Einmal liegt es am Gewicht des, dass Rennreifen besser beschleunigen und dann noch daran, dass sich bei einem 2 Zentimeter breiten Slick kaum etwas verbiegen und zappeln kann.
 
Dann gibt's verschiedene Gummimischungen. Gut dämpfend = "vernichtet" Energie (umgangssprachlich); schlecht dämpfend = gibt beim Zurückfedern die Energie wieder zurück.
Es gibt auch Gewebetypen, die erhöhten Walkwiderstand haben (z.B. Maxxis eXCeption: find ich nur bei schmalen Reifen (hoher Druck) sinnvoll.)
 
Auf der Strasse ein Radl mit 23/622er Rennreifen und 52/12 auf 140 UPM auszufahren, was knapp 80 km/h entspricht ist eine Sache von wenigen Sekunden.
Für wen? Und es ging nicht ums beschleunigen, sondern ums fahren. Wo liegt der weltrekord über 200 m mit fliegendem start für unverkleidete fahrräder?
 
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Und es ging nicht ums beschleunigen, sondern ums fahren.
Wie schon geschrieben. Je Kurbelumdrehung wird zweimal beschleunigt. Beim Radlfahren kommt man einfach nicht umherum dauern zu beschleunigen. Genau diese Viertelsekunde, die man mit Druck auf dem Pedal steht macht der Hinterreifen ein anderes Geräusch, weil sich der Reifen verbiegt, aber dafür muß man schon etwas fester ins Pedal treten.
 
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