Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

[pandora]

Mal ne Frage an die der Physik mächtigen:
Wenn ich nen Reifen mit Druck x aufpumpe, während das Rad aufm Ständer hängt und ich nehms dann runter und setz mich drauf, wird der Druck im Reifen dann höher?
Meine Überlegungen sind folgende:
Druck setzt sich ja aus ner Kraft und der Fläche, auf die Kraft wirkt, zusammen.
Bin mir nicht sicher ob und wie sich die Fläche (im Aufstandspunkt) ändert (oder ob sie nur ihre Form ändert) bzw wie in Bezug auf die Kraft von aussen (Luftdruck), die im Auftstandspunkt zusätzlich mein Gewicht addiert bekäme (?) eine Änderung eintreten würde.
Interessiert mich nur so und ich grübel seit Tagen darüber nach, wie das wohl ist.
Steht also keine Arbeit in Physik oder so an...

 

[Kubi]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Ich würde Ja sagen!!! Der Druck erhöht sich!

 

[joerg_ffm]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Seit mir mal nach 1000 Höhenmetern bergauf ein Schlauch platzte, glaube ich, der Reifendruck erhöht sich bei Entlastung.

 

[pandora]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Ich würde Ja sagen!

Jaja, "würden" würde ich auch. Aber wie lässt isch das physikalisch begründen/belegen ?

 

[lelebebbel]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Ja, Minimal.

Sieh es mal so: Der Reifen hat einen Umfang von ca. 210cm und ist ungefähr schlauchförmig, Durchmesser ca. 2,3cm (23mm Reifen)

Ergibt eine Querschnittsfläche von pi*r² = 3.14*1.15*1.15 = 4.15cm²

ergibt ein Gesamtvolumen von 4,15cm²*210cm = 872cm³

So, jetzt setzt sich ein Fettsack auf das Rad, der Reifen wird auf der gesamten Länge, auf der er den Boden berührt, komplett plattgequetscht. Das sind vielleicht 10cm. Das wäre sozusagen der ultimative Fall, mehr als so kann sich der Druck auf keinen Fall erhöhen

Damit reduziert sich das Volumen um 1/21stel oder auch von 871,5cm³ auf 830cm³ (200cm*4.15cm²) und der Druck steigt um genau den gleichen Faktor, aus z.b. 8 Bar werden knapp 8,4 Bar.

Natürlihc ist niemand so Fett dass ein Reifen auf 10cm Länge komplett plattgedrückt wird, also steigt der Druck in Wirklichkeit um einen geringeren Betrag, ich würde schätzen: nicht mehr als 0,1 Bar.

Temperaturunterschiede machen VIEL mehr aus.

 

[ghostrider]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Mach doch die Probe auf´s Exempel, dafür mußt Du nicht Physik studieren.

Nimm einen Luftballon. Blase ihn halb auf, so daß er noch Reserven bei der Materialdehnung hat. Den Innendruck kannst Du anhand der Straffung des Materials sehen und spüren.

Diesen Luftballon legst Du auf einen Tisch und belastest ihn durch Druck von oben mit einer Hand.
Mit der anderen Hand kannst Du spüren, wie sich die Spannung der Ballonhülle verändert.

Mehr Druck von oben--> mehr Innendruck --> mehr Spannung des Ballons --> mehr Materialbelastung. Drückst Du zu doll, platzt der Ballon.

Wenn Du den Luftdruck, der von aussen auf den Ballon wirkt, verringerst, so steigt auch wieder die Belastung, da der gleichbleibende rel. Luftdruck innen den Ballon ausdehnt, bis er (spätestens im Vakuum) platzt.

 

[ltz400]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Na ganz so sehe ich die Sache aber nicht!.

Anders als beim Balonbeispiel wird der Reifen ja nicht fast in gänze gequetscht, und das mit der Volumenreduktion ist auch nicht richtig. Der komplette Reifen / Schlauch ist ja elastisch. Wenn du auf dem Rad sitzt und dadurch die Aufstandstelle eingedrückt wird, dann dehnen sich die anderen Bereich des Reifens entsprechend aus. Ich glaube nicht, dass sich der Druck des Reifens unter Belastung wesentlich erhöht, zumindest wenn der Druck in einem Bereich liegt der noch ein Stück unter dem Max.-Druck des Reifens und daher auch unter der Max.-Dehnfähigkeit liegt. Und wenn du diesen Punkt überschreitest, dann hast du eher den Effekt, dass sich der Druck stark reduziert , der Reifen platzt dann nämlich.

Gruß
ltz400

 

[ghostrider]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Anders als beim Balonbeispiel wird der Reifen ja nicht fast in gänze gequetscht, ...

Es ging um ein für jedermann nachvollziehbares und nacherlebbares Beispiel zur Problematik.

Prinzipiell verhält es sich beim Reifen wie beim Ballon. Daß die Volumenreduzierung dort nur minimal ist, daß der Ballon viel mehr gequetscht werden kann, usw. usf.... dies alles kann man für alle elastischen Hüllen anwenden, auf welche ein Innen- und ein Außendruck sowie eine Kraft, die zur Verformung führt, anwenden.

Nur ist es beim Ballon leichter nachzuvollziehen als beim Reifen, da Veränderungen besser spürbar und sichtbar sind.

 

[Der Rheinländer]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Ein Fahrradreifen ist nicht elastisch in dem Sinne, dass das Volumen mit dem Druck steigt. Das Reifenvolumen wird durch die Verformung an der Aufstandsfläche kleiner, der Innendruck dadurch höher.

 

[Radjefhan]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

schließe mich itz400 argumentativ an, die elastizität des matrials gleicht die
platt gedrückte stelle aus.

@ joerg_ffm: das platzen lag möglicher weise daran, daß in der höhe die luft dünner wird, und sich damit der relative reifen-innendruck erhöht hatte.

hatte einen ähnlichen effekt mal mit 'ner ziehmlich dichten brotdose, die ich 'oben' (ca.2000m) verschloß und 'unten' auf ca.600m nur schwer und mit einem zischen aufbekam :lol:

 

[lelebebbel]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

schließe mich itz400 argumentativ an, die elastizität des matrials gleicht die
platt gedrückte stelle aus.

Tut sie nicht, sonst könnte man den Reifen niemals über Umgebungsdruck aufpumpen, da er sich einfach ausdehnen würde. Der Reifen ist nur minimal Elastisch.

 

[Gulp]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Na ganz so sehe ich die Sache aber nicht!.

Anders als beim Balonbeispiel wird der Reifen ja nicht fast in gänze gequetscht, und das mit der Volumenreduktion ist auch nicht richtig. Der komplette Reifen / Schlauch ist ja elastisch. Wenn du auf dem Rad sitzt und dadurch die Aufstandstelle eingedrückt wird, dann dehnen sich die anderen Bereich des Reifens entsprechend aus. Ich glaube nicht, dass sich der Druck des Reifens unter Belastung wesentlich erhöht, zumindest wenn der Druck in einem Bereich liegt der noch ein Stück unter dem Max.-Druck des Reifens und daher auch unter der Max.-Dehnfähigkeit liegt. Und wenn du diesen Punkt überschreitest, dann hast du eher den Effekt, dass sich der Druck stark reduziert , der Reifen platzt dann nämlich.

Gruß
ltz400

Die Tatsache, daß sich der Reifen, wie du schreibst in anderen Bereichen ausdehnt kommt ausschließlich von der Druckerhöhung - Sprich es ist eine Druckerhöhung vorhanden!!!

 

[kampfgnom]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

... und sich damit der relative reifen-innendruck erhöht hatte...

Sagen wir, dass der Innendruck gleich blieb, während der Überdruck (Pi-Pu) stieg

 

[Der Rheinländer]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Tut sie nicht, sonst könnte man den Reifen niemals über Umgebungsdruck aufpumpen, da er sich einfach ausdehnen würde. Der Reifen ist nur minimal Elastisch.

Die Aussage stimmt, die Begründung ist falsch. Einen Luftballon kann man auch über Umgebungsdruck aufpumpen.

 

[speedy_gonzales]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Die Aussage stimmt, die Begründung ist falsch. Einen Luftballon kann man auch über Umgebungsdruck aufpumpen.

Das hat lelebebbel doch ausdrücken wollen (denke ich zumindest )
Auch im Luftballon herrscht nach dem Aufpumpen ein höherer Druck, als außen.
Nur ist dieser Unterschied aufgrund des wesentlich "weicheren" Luftballons natürlich um ein Vielfaches geringer, als beim (fast) unelastischen Fahrradreifen.
Die Volumenausdehnung je Druckerhöhung ist also beim Ballon wesentlich größer, ansonsten gelten aber für Luftballon und Reifen im Prinzip die gleichen Gesetze.

Zur Eingangsfrage:
Ja, der Druck erhöht sich beim Draufsetzen, wenn auch nicht um sehr viel.

 

[pepper.salt]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Seit mir mal nach 1000 Höhenmetern bergauf ein Schlauch platzte, glaube ich, der Reifendruck erhöht sich bei Entlastung.

:lol:

 

[ltz400]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Noch mal ein zweiter Ansatz zum Thema Druck und Belastung.

Schaun wir uns doch mal nen PKW-Reifen an, da ist es ja bekanntlich so, dass man den Reifendruck mit steigender Zuladung bis zum Maximaldruck erhöhen soll. Wenn also die Zuladung alleine zu einer starken Steigerung des Drucks im Reifen führen würde, dann müsste man ja den Druck bei steigender Zuladung verringern und das ist ja offensichtlich nicht so. Ich bleib also dabei, die Gewichtsbelastung führt vorrangig nur zu einer Verformung des Reifens an der Aufstandsfläche.

Gruß
ltz400

 

[xrated]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

ich denke das sich der Innendruck ein kleines bißchen erhöht, weil der Reifen unten etwas Volumen verliert und die Luft dadurch weniger Platz hat

man könnte ja mal ein Manometer an einen schwach aufgepumpten MTB Reifen setzen und dann schauen

 

[pandora]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Da bin ich nu auch gerade am drüber Nachdenken. Es gibt ja diese digitalen Dinger, die zweistellig hinterm Komma anzeigen. MTB-Rad, Autoventil, einer hält den Druckprüfer drauf, der andere setzt sich drauf oder belastet sonstwie das Rad.
Beide hoffen, dass sich ne Druckänderung so stark einstellen wird, dass das Gerät die auch wahrnimmt und anzeigt...

Aber ich seh schon: zwei Rentner, drei Meinungen...
(Eure Ansätze ausserm Reifenplatzter nach 1000hm hatte ich auch schon, kann mich aber noch immer nicht entscheiden, welchen ich für am wahrscheinlichsten halten soll! lelebbebels Rechenexempel kann ich grob nachvollziehen, den Einwand, dass sich der Rest des Reifens nur aufgrund eines höheren Innendruckes ausdehnen würde, halte ich für absolut richtig. Nur: inwieweit ist da bei nem Rennrad mit 8bar noch Elastizität vorhanden? Am Luftballon isses klar).

 

[pandora]

AW: Erhöht sich Reifendruck bei Belastung?

Aaah, aber vielleicht wäre dies ein Ansatz (hab ich bisher nicht drüber nachgedacht;- kommt mir gerade so):
Nehmen wir mal nen Fussball, der ja ne relativ feste Aussenhülle hat. Wenn man den auf, sagen wir mal, 1bar aufpumpt, ist der einerseits so prall, dass er sich nimmer weiter ausdehnt, andererseits noch so weich, dass man ihn zusammen(oder ne Beule rein-)drücken kann.
Die Oberfläche bleibe also gleich, das Volumen im Innern verkleinert sich. Ergo: Druckanstieg.
Was meint ihr?