Max. Reifendruck 4.2D?

[tombrider]

@tombrider/garbel:
Ihr seid an unterschiedlichen Baustellen. Ihr redet einfach von Unterschiedlichen Belastungen auf die Felge.

Da hast Du in der Tat recht. Ich rede die ganze Zeit davon daß bei den von Garbel empfohlenen 6 Bar bei einer für 4 Bar zugelassenen Felge zunächst mal ganz logisch die eineinhalbfache Kraft auf das Felgenbett wirkt. Und mal eben 50% mehr Kraft als zulässig irgendwo einzuleiten, ist bei Leichtbau immer alles andere als ratsam. Daß das statisch betrachtet kein Problem ist, ist klar. Aber wenn man mit 50 km/h eine Straße runterfährt und eben mal doch ein Schlagloch erwischt, dann fährt man grob gerechnet 15 Meter pro Sekunde, in einer Zehntelsekunde 1,5 Meter, in einer hundertstel Sekunde sind das 15 cm. Wenn man über eine Kante fährt, dann sind das aber nur ca. 5cm, oder etwa sechs tausendstel Sekunden, innerhalb der Reifen eingedrückt wird. Die im Reifen verdrängte Luft verschwindet in Garbels Welt schlagartig im Nichts, bei mir wird sie (ja, wie bei meinen Lautsprechern auch) extrem beschleunigt und erhöht als Druckwelle die Belastung auf dem Felgenbett zusätzlich. Ob derselbe Effekt mit einer anderen, ebenfalls vom Hersteller nicht zugelassenen Reifen/Reifendruck-Kombination auch so wäre, ob ein breiterer Reifen das Felgenbett weniger, aber die Felgenflanken dafür mehr belastet, und was nun genau die schlimmere Belastung darstellt, darüber kann man jetzt sicherlich noch lange weiterdiskutieren. Ich habe beides zur Genüge gesehen: Gerissene Felgenflanken und solche Löcher in den Felgenbetten. Was die Leute hier selbst machen, ist ihr Ding. Aber wie Garbel irgendjemand anderem zu raten: "6 Bar, das geht schon!" bei so etwas sicherheitsrelevantem wie der Felge, erst recht bei einer, die dafür bekannt ist, auch schon bei korrektem Druck zu reißen, finde ich völlig verantwortungslos!

 

[siq]

Da hast Du in der Tat recht. Ich rede die ganze Zeit davon daß bei den von Garbel empfohlenen 6 Bar bei einer für 4 Bar zugelassenen Felge zunächst mal ganz logisch die eineinhalbfache Kraft auf das Felgenbett wirkt. Und mal eben 50% mehr Kraft als zulässig irgendwo einzuleiten, ist bei Leichtbau immer alles andere als ratsam. Daß das statisch betrachtet kein Problem ist, ist klar. Aber wenn man mit 50 km/h eine Straße runterfährt und eben mal doch ein Schlagloch erwischt, dann fährt man grob gerechnet 15 Meter pro Sekunde, in einer Zehntelsekunde 1,5 Meter, in einer hundertstel Sekunde sind das 15 cm. Wenn man über eine Kante fährt, dann sind das aber nur ca. 5cm, oder etwa sechs tausendstel Sekunden, innerhalb der Reifen eingedrückt wird. Die im Reifen verdrängte Luft verschwindet in Garbels Welt schlagartig im Nichts, bei mir wird sie (ja, wie bei meinen Lautsprechern auch) extrem beschleunigt und erhöht als Druckwelle die Belastung auf dem Felgenbett zusätzlich. Ob derselbe Effekt mit einer anderen, ebenfalls vom Hersteller nicht zugelassenen Reifen/Reifendruck-Kombination auch so wäre, ob ein breiterer Reifen das Felgenbett weniger, aber die Felgenflanken dafür mehr belastet, und was nun genau die schlimmere Belastung darstellt, darüber kann man jetzt sicherlich noch lange weiterdiskutieren. Ich habe beides zur Genüge gesehen: Gerissene Felgenflanken und solche Löcher in den Felgenbetten. Was die Leute hier selbst machen, ist ihr Ding. Aber wie Garbel irgendjemand anderem zu raten: "6 Bar, das geht schon!" bei so etwas sicherheitsrelevantem wie der Felge, erst recht bei einer, die dafür bekannt ist, auch schon bei korrektem Druck zu reißen, finde ich völlig verantwortungslos!

ähm, und was machen nun bis zu 80kg RR Fahrer, die mit 10Bar auf ihren Trennscheibenreifen auf Leichtestbaufelgen auf ihren ungefederten Rädern zB Paris-Rubaix damit fahren ? Da federt so gut wie nichts und die Schläge kommen ungemintert "direkt im Felgenbett" an. Die fahren unter Anderem auch Pässe mit über 100km/h runter. Einen Felgenplatzer dabei habe ich noch nie gesehen. Der Fahrer wäre dann vermutlich auch tot.
Diese Sicherheitsdiskussion ist eher theoretisch. Ich bleibe dabei, je schmäler der Reifen, je höher darf der Druck auf der gleichen Felge gefahren werden.
Das Thema 1.35er (und andere) Slickreifen, haben eben die Felgen/Laufrad Hersteller noch gar nicht mitbekommen, desswegen fehlen die Maximaldruckangaben für solche Reifen gänzlich.

 

[tombrider]

tja, was machen den bloss all die armen Rennradfahrer, die auf ihren Leichtestbaufelgen, Reifen mit bis zu 10 Bar fahren .......

So viel leichter sind die gar nicht. Gerechnet auf die tatsächliche Breite sind sie sogar relativ schwer. Und wie gesagt, der Reifen drückt mit weniger Auflagefläche und weniger Hebel auf die Felge. Zudem gibt es beim Rennradfahren nicht so viele seitliche Belastungen. Der Rennradreifen stellt praktisch den Idealfall dar, daß in Schräglage der reifen exakt auf dem "Kipppunkt" in der Reifenmitte aufsetzt und somit auch in Kurven fast keine Seitenkräfte eingeleitet werden. Je breiter der Reifen ist, desto mehr setzt er in der Kurve neben dem idealen Kipppunkt in der Reifenmitte auf, was entsprechende Kraftübertragungen über die Reifenflanken zur Folge hat. Mit den genannten Belastungen, die wie gesagt stärker werden, je dicker der Reifen ist.

 

[siq]

So viel leichter sind die gar nicht. Gerechnet auf die tatsächliche Breite sind sie sogar relativ schwer.

die sind nur "relativ" schwer weil 28". Verglichen mit 26" zB. Triathlon Felgen, sind MTB Felgen robuster und schwerer. Die Felgenbettwandstärke ist wenn überhaupt, sicher bei den RR/Triathlon Felgen dünner.

 

[tombrider]

ähm, und was machen nun bis zu 80kg RR Fahrer, die mit 10Bar auf ihren Trennscheibenreifen auf Leichtestbaufelgen auf ihren ungefederten Rädern zB Paris-Rubaix damit fahren ? Da federt so gut wie nichts und die Schläge kommen ungemintert "direkt im Felgenbett" an. Die fahren unter Anderem auch Pässe mit über 100km/h runter. Einen Felgenplatzer dabei habe ich noch nie gesehen. Der Fahrer wäre dann vermutlich auch tot.
Diese Sicherheitsdiskussion ist eher theoretisch. Ich bleibe dabei, je schmäler der Reifen, je höher darf der Druck auf der gleichen Felge gefahren werden.
Das Thema 1.35er (und andere) Slickreifen, haben eben die Felgen/Laufrad Hersteller noch gar nicht mitbekommen, desswegen fehlen die Maximaldruckangaben für solche Reifen gänzlich.

Das habe ich doch in Post 53 bereits beschrieben. Ein Reifen mit 12 Bar drückt nicht mit mehr Kraft auf die Felge, weil diese entsprechend schmaler ist. Drückt sich aber auch bei Schlaglöchern praktisch gar nicht ein. Es gibt darum innerhalb des Reifens keine Druckwellen/Stöße, die zusätzlich auf die Felge wirken können. Die Belastung liegt hier eher beim Übergang Felge-Speiche. Und natürlich gibt es auch bei Rennradfahrern gerissene Felgen! Aber all das sind ja Dauerbelastungs-Brüche, Ermüdungen, die durch entsprechend häufige Belastungen hervorgerufen werden. Du kannst davon ausgehen, daß im Profi-Bereich kein Laufrad eineinhalb Jahre gefahren wird.

 

[felixthewolf]

dir ist aber klar, dass druck als kraft im fluid kein gerichteten vektor hat?
sondern sich dann doch recht schnell in alle richtungen ausbreitet?

drückst du den reifen an einer stelle ein, steigt der druck um ganzen reifen nicht nur direkt über der druckstelle.

felix

 

[tombrider]

dir ist aber klar, dass druck als kraft im fluid kein gerichteten vektor hat?
sondern sich dann doch recht schnell in alle richtungen ausbreitet?

drückst du den reifen an einer stelle ein, steigt der druck um ganzen reifen nicht nur direkt über der druckstelle.

felix

Ja, natürlich läuft die Druckwelle durch den ganzen Reifen. Trifft also nicht nur die Stelle über der "Einschlagstelle". Nur ist sie dort noch am stärksten und wird dann immer schwächer.

 

[treter62]

Die statische Felgenbeanspruchung durch den Reifendruck ist nicht von der Reifenbreite, sondern von der Flankenhöhe abhängig. Natürlich hängen beide Werte aufgrund der Reifenkonstruktion eng zusammen. Wenn man die Flankenhöhe als Ringfläche betrachtet und mit dem Reifendruck multipliziert kann man ungefähr ausrechnen, mit welcher Kraft die Felgenhörner auseinandergedrückt werden. Für einen MTB Reifen 57*559 und 2,2 bar ergibt das schon eine Kraft von 2100 kg auf jede Felgenflanke. Bei 6 Bar ca. 5700 kg. In der Felge erzeugen diese Kräfte hohe Spannungen. Im Fahrbetrieb werden dieser statischen Vorlast noch die dynamischen Betriebskräfte überlagert. Aufgrund der bei höherem Luftdruck entsprechenden höheren Reifensteifigkeit sind die dynamischen Betriebskräfte ebenfalls erhöht. In Summe ergibt dies eine deutlich verringerte Lebensdauer. Als Faustformel gilt: Doppelte Belastung => Lebensdauer 1/32
Ich wäre also mit einer erheblichen Luftdrucksteigerung sehr vorsichtig.
Von Schwalbe gibt es eine schöne Tabelle für den richtigen Reifendruck. Die wissen schon, was Sie da empfehlen. Mir wären die Nachteile bei höherem Reifendruck in Bezug auf Fahrkomfort, Kurvenhalt und Lebensdauer zu groß.

Reifen- Luftdruck-
breite Empfehlung
20 mm 9,0 bar 130 psi
23 mm 8,0 bar 115 psi
25 mm 7,0 bar 100 psi
28 mm 6,0 bar 85 psi
30 mm 5,5 bar 80 psi
32 mm 5,0 bar 70 psi
35 mm 4,5 bar 65 psi
37 mm 4,5 bar 65 psi
40 mm 4,0 bar 55 psi
42 mm 4,0 bar 55 psi
44 mm 3,5 bar 50 psi
47 mm 3,5 bar 50 psi
50 mm 3,0 bar 45 psi
54 mm 2,5 bar 35 psi
57 mm 2,2 bar 32 psi
60 mm 2,0 bar 30 psi

 

[siq]

also als Fazit: ganz einfach, die max. Druckangaben des verwendeten Reifens beachten und fertig.

in diesem Fall also:
- Kojak 26x1.35 max. 6.5 Bar
- Kojak 26x2.0 max. 5 Bar
- Ultremo R 650x23C (26x0.9) max. 10 Bar
etc.

 

[tombrider]

also als Fazit: ganz einfach, die max. Druckangaben des verwendeten Reifens beachten und fertig.

in diesem Fall also:
- Kojak 26x1.35 max. 6.5 Bar
- Kojak 26x2.0 max. 5 Bar
- Ultremo R 650x23C (26x0.9) max. 10 Bar
etc.

Nein. Druckangabe der Felge ebenfalls beachten und den geringeren Wert nehmen. Wenn Du meinst, darüber gehen zu müssen, dann selbst beim Hersteller eine schriftliche (!) Aussage einholen über die Möglichkeiten, mit einem schmaleren Reifen auch einen höheren Druck zu fahren. Mir ist selbst schon eine durchgebremste Felge gerissen und der Reifen geplatzt. Gut, das war bei relativ geringer Geschwindigkeit. Mir ist aber auch schon aufgrund eines Materialfehlers ein fast neuer Reifen bei über 60 km/h geplatzt. Zum Glück hinten und an einer Stelle, wo ich breite Schlangenlinien fahren konnte. Dieselbe Aktion vorne, vielleicht noch im Wald oder bei Gegenverkehr auf der Straße hätte verdammt böse ausgehen können!

 

[siq]

Nein. Druckangabe der Felge ebenfalls beachten

ja, ja, sofern die Felgenhersteller überhaupt die passenden maximalen Druckangaben haben, für die enstprechenden schmalen Reifen

 

[tombrider]

ja, ja, sofern die Felgenhersteller überhaupt die passenden maximalen Druckangaben haben, für die enstprechenden schmalen Reifen

Wenn Du einen anderen Hersteller findest, der diese hat, könnte man in Erwägung ziehen, die Werte entsprechend zu übertragen. Aber selbst damit wäre ich vorsichtig, denn wie ich ja nun hoffentlich hinreichend dargelegt habe: Zwischen den Schäden im Felgenbett und an den Felgenflanken gibt es unterschiedliche Ursachen und Zusammenhänge.

 

[Cpace]

und wer schon mal eine solch gerissene felge ind er hand hatte, weiß, was hier neben dem aufspreizend es felgenhorns noch für krafte wirken.

aber das mit der schockwelle ist nicht schlecht...

felix

Und Tombrider will mir jetzt erzählen, dass die Felge nicht aufgespreizt wird. Also entweder das was Tombrider sagt stimmt, oder bei uns wird in Technischer Mechanik nur Schei$$e unterrichtet. Was ist wohl realistischer?

Felge rot, Reifen schwarz, Luftdruck blau, Kraft auf Felge pink. Wo sonst sollte der Druck, ergo die Kraft, die von innen auf den Reifen wirkt hin, wenn nicht in die Felge? Es gilt ja immernoch Kraft = Gegenkraft...

 

[garbel]

Ich seh's noch ein bischen anders (Siehe HIER). Der Luftdruck setzt die Karkasse rundrum unter Zugspannung. Da bei einem Draht-/Faltreifen mit Hakenfelge die Karkasse aber am Wulst aufhört und die Felge anfängt, müssen die Kräfte, die an der Felge ziehen, tangential gerichtet sein, d. h. in dem Winkel, in dem die Karkasse an der Felge anfängt. Man hat also einen horizontalen Anteil, der die Felge auseinander drückt und einen vertikalen Anteil, der die Felge zusätzlich belastet.

Blau = Druck
grün = Zugspannung in der Karkasse, über den gesamten Umfang gleich.

lila = Kraft F, die an der Felge zieht mit den beiden Anteilen Fh und Fv

Aus der Kesselformel geht hervor, daß Sigma t (welches dafür sorgt, daß am Reifenwulst gezogen wird) auch vom Durchmesser abhängig ist, der linear mit eingeht. Mit anderen Worten: Wenn Sigma t gleich bleiben soll, darf sich das Produkt aus Druck und Durchmesser im Zähler nicht ändern (siehe Kesselformel). Daher kann man einfach den Durchmesser des Reifens interpolieren, wenn man den Druck nicht kennt.

Beispiel: Ich weiß für eine Felge, daß sie mit 2,4" breiten Reifen mit 3 bar gefahren werden darf, jetzt möchte ich aber einen 1,35" Kojak aufziehen - ergibt grob:

3 bar * 2,35"/1,35" = 5,2 bar. Wenn man das mal mit den Druckwerten durchrechnet, die FRM z. B. angibt (in Beitrag 30), wird man feststellen, daß das schon gut hinkommt.


@Cpace: Meine Zeichnung ist schöner

 

[tombrider]

Und Tombrider will mir jetzt erzählen, dass die Felge nicht aufgespreizt wird. Also entweder das was Tombrider sagt stimmt, oder bei uns wird in Technischer Mechanik nur Schei$$e unterrichtet. Was ist wohl realistischer? :...

Entschuldige, das habe ich nicht gesagt. Ich habe in Post 34 im Gegenteil gesagt, daß über die Reifenflanken die Felgenflanken extrem belastet werden.

 

[Tifftoff]

Man muß unterscheiden zwischen der statischen Belastung und der dynamischen Belastung.

Statisch:

In meiner technischen Mechanik Vorlesung habe ich vor langer Zeit gelernt, dass Körper zuerst freigemacht werden und dann die auf diesen Körper wirkenden Kräfte bestimmt werden.

Wenn die Summe aller Kräfte Null ist, bewegt sich der Körper nicht.

Also einmal den Reifen und einmal die Felge freigemacht.

Reifen: Die Richtung der Kräfte F1 und F2 erfolgt tangential zur Reifenflanke. Die Höhe dieser Kräfte ist aufgrund der Kesselformel abhängig vom Reifendurchmesser. ( das wird von tombrider bestritten, geb mal einen Kommentar dazu ab )

Bei breiteren Reifen hat man einen doppelten Effekt. Die Kraft wirkt flacher und die Kraft ist auch stärker.

Dynamisch:

Beim Überfahren von Schlaglöchern treten dynamische Kräfte auf.

Der Reifen bekommt einen Impuls, er erfolgt eine punktuelle Druckerhöhung, die sich in einer Druckwelle auf den gesamten Reifen verteilt.

Dynamische und statische Kräfte überlagern sich. Deshalb kann man nicht nur eine Seite betrachten.

Felgen reissen, wenn die Felgenflanke zu stark mit der Kraft F1 und F2 nach außen belastet wird.

In welchem Maß dynamische Einflüsse eine Rolle spielen,weiss ich nicht. Aber kann jemand hier das überhaupt jemand sagen. Man müßte Drucksensoren und Dehnmessstreifen verbauen und dann die wirklichen Drücke und Kräfte messen.

Grundsätzlicher Fakt bleibt aber, dass kleinere Reifen mit einem höheren Druck gefahren werden können als breitere. ( Kesselformel )

 

[garbel]

Der Reifen bekommt einen Impuls, er erfolgt eine punktuelle Druckerhöhung, die sich in einer Druckwelle auf den gesamten Reifen verteilt.

Die Anwendung von p * V = const. ergibt aber, daß sich der Innendruck beim Überfahren eines Schlagloches kaum erhöhen kann, weil sich das Luftvolumen nur sehr geringfügig verkleinert. Man kann wohl kaum von eine Druckwelle sprechen, wenn der Innendruck weniger als 1% ansteigt.

 

[Tifftoff]

Zum Zeitpunkt des Schlages gilt:
Der Druck an der Stelle, wo der Schlag auftritt ist höher als an allen anderen Stellen. Das Gesamtvolumen des Reifens ist zwar nur 1% reduziert. Allerdings ist der Druck nicht gleich zum Zeitpunkt des Druckes. Luft hat eine gewisse Trägheit. Deshalb ist der Druckanstieg an der Schlagstelle höher als 1%, aber wieviel höher ( da wird viel spekuliert )

Eine Druckwelle ( nach tombrider ) gibt es auf jeden Fall. Ich gebe Dir aber recht , diese wird nach meiner Meinung sehr gering sein. Alles andere sind doch nur Spekulationen.

Vielleicht kann man jemand einen Prüfstand bauen, mit Drucksensoren in der Felge. Die zeitliche Auflösung müßte aber sehr hoch sein. Und dann gibt man einen Schlag auf den Reifen und mißt dann den zeitlichen Druckverlauf.

Oder man schließt einen Manometer an den Schlauch an ( das Ventil müßte irgendwie entfernt werden ) und schlägt dann an verschiedenen Stellen auf den Reifen. Ob der Manometer allerdings empfindlich genug ist?

Und an dem Punkt, wo der äußere Schlag auftritt, ist bei t=0 der Druck höher als auf der gegenüberliegenden Seite, weils einen zeitlichen Druckverlauf gibt.

Um wieviel höher dieser Druck läßt sich nicht einfach sagen, weil es eine komplizierte Berechnung von dynamischen Größen ist. Also ich warte auf Messungen.

 

[garbel]

Also ich warte auf Messungen.

Ich nicht. Aber hier gibt es ja einen Druckwellen-Experten, vielleicht kann dieser sein umfangreiches Druckwellen-Wissen für den Bau eines Fahrradreifen-Druckwellen-Versuchsstandes zur Verfügung stellen.

Wenn die ersten Ergebnisse vorliegen, schreibt mir ruhig 'ne PM.

 

[Cpace]

Ach, wie wir schon erkannt haben, Luft ist zäh, leitete die Druckwelle also nur schlecht, zum Zeitpunkt des Schlages haben wir ne punktuelle Druckerhöhung, die, wie garbel schön dargestellt hat, die Felge kaputt spreizt. Ist damit jetzt endlich jeder einverstanden?

 

[jan84]

Die Anwendung von p * V = const. ergibt aber, daß sich der Innendruck beim Überfahren eines Schlagloches kaum erhöhen kann, weil sich das Luftvolumen nur sehr geringfügig verkleinert. Man kann wohl kaum von eine Druckwelle sprechen, wenn der Innendruck weniger als 1% ansteigt.

p*V=const funktioniert wenn ich das richtig in Erinnerung habe nur bei langsam ablaufenden / quasistatischen Prozessen, davon sind wir in dem Fall ja nun irgendwie weit entfernt.

Für die Felgenbelastung (wie groß die ist) bei dynamischen Problemen wird in erster Linie das Federverhalten der Luftfeder verantwortlich sein, mit dem Thema wie das ganze in die Felge eingeleitet wird kann bzw. muss man sich dann wohl doch ziemlich intensiv mit der Sache auseinandersetzen, fürs abgreifen eines akademischen Titels wärs vermutlich geeignet .

Wen das dynamische Verhalten ernsthaft interessiert kann sich ja mal in Literatur aus dem PKW Bereich zu dem Thema umgucken, hier sollte das Problem ähnlich, wenn auch aufgrund der massiveren Reifen nicht unbedingt voll übertragbar sein.

grüße
jan

 

[garbel]

Wenn wir uns hier nicht über Luft als ein (im Verhältnis z. B. zu Flüssigkeiten) sehr kompressibles Medium unterhalten würden oder wenn die Druckverändrungen sehr groß wären, dann könnte ich die ganze Druckwellen-Diskussion noch nachvollziehen, aber so halte ich die ganze Angelegenheit für ziemlich albern.

 

[Cpace]

Ach ne ^^

 

[jan84]

Wenn wir uns hier nicht über Luft als ein (im Verhältnis z. B. zu Flüssigkeiten) sehr kompressibles Medium unterhalten würden oder wenn die Druckverändrungen sehr groß wären, dann könnte ich die ganze Druckwellen-Diskussion noch nachvollziehen, aber so halte ich die ganze Angelegenheit für ziemlich albern.

Bleibt trotz allem noch die Frage nach den dynamischen Lasten .

grüße
jan

 

[tombrider]

Bleibt trotz allem noch die Frage nach den dynamischen Lasten .

grüße
jan

In der Tat. Und sie ist die entscheidendste! Denn wie ich schon oben sagte: Der Druck wirkt gleichmäßig in alle Richtungen. Statisch betrachtet unterliegt die Felge den selben Druck- und damit natürlich auch Zugspannungen wie der Reifen. Mit anderen Worten: Die Felge muß auf ihren 2 cm Maulweite die gleichen Kräfte aufnehmen wie 2cm der Reifenflanke. Wenn hier manche der Meinung sind, daß die papierdünnen Seitenwände eines Racing Ralph diese Zugspannung aushalten, der erheblich dickere doppelte Boden der Hohlkammerfelge aber nicht, der sollte sich vielleicht mal die Zugfestigkeiten von dünnem Gewebe und dickeren Metalllegierungen anschauen.