Gewichtsfrage auf Schotter

[Multiradfahrer]

Darf auch ein promovierter Mediziner antworten und kein Physiker?

OT!
Wenn Du eine mehrjährige wiss. Forschungsarbeit und nicht nur ein paar Monate Literatur-review nebenbei gemacht hast …
SCR

 

[Gelöschtes Mitglied 87928]

Herrlich wie die Theorie hier wieder über schnell und langsam entscheidet. Wir brauchen eindeutig einen Praxistest: 5km Runde mit wechselndem Schotter/Steigungen. Unterschiedlich schwere Fahrer mit gleichem Radmodell, aber identischer Jahres-Trainingsstunden. Wer ist schneller?

Ich würde sagen, Fahrtechnik (schreddern), Leidensfähigkeit, Biss, Taktik und Fahrsituation (andere Fahrer 30m vor mir oder niemand zu sehen) entscheiden über die Rundenzeit.

 

[arno¹]

Bei einem schlecht rollenden Reifen hat der schwerere Fahrer den stärkeren Nachteil, da er stärker durch den Schotter pflügt. Bei einem Reifen mit sehr guter Karkasse gleicht sich das stark an.

Behaupte ich mal

Ich weiß nicht, ob das hier schon untersucht wurde, irgendwann war ich abgehängt.

 

[steppison]

Auf Schotter und Pflaster immer möglichst schnell fahren, dann rollt es sich auch besser.

Bei gleicher Reifenaufstandsfläche und unterschiedlichem Gewicht müsste das schwere System tiefer einsinken, wenn der Schotter locker ist. Da hilft nur schneller fahren, damit der Reifen nicht so viel Zeit hat einzusinken.

Bei Schotter gibt es ja zwei Typen Rennradfahrer:
a) oh neee, Schotter voraus, ich muss bremsen und locker fahren, damit die sündhaft teuren Reigen nicht kaputt gehen.
b) oh yeah, Schotter, ich kralle mich ins Rad und drücke schon vorher mal richtig drauf.

Meist muss man nach einem solchen Abschnitt ewig warten, bis die Gruppe wieder zusammen läuft. Vergleichbar bei langen Pflasterabschnitten. Wer zu wenig Technik oder Druck hat, wird es doppelt schwer haben.

 

[arno¹]

Ich hatte die Gelegenheit, mich ein bisschen in das Thema einzulesen. Demgemäß sind solche Ideen wie "Impedance" von oben nebensächlich, da sie nicht zu Reibungsverlusten führen. Auch die Formel oben ist unnötig komplex.

Der Rollwiderstand setzt sich aus Walkwiderstand und Luftwiderstand des Reifens zusammen. Bei dem Thema hier ist nur der Walkwiderstand relevant. Der Walkwiderstand setzt sich zusammen aus den Verformungen des Reifens und der Oberfläche des Wegs.

Bei den Verformungen gibt es Reibungen innerhalb des Materials des Reifens und der Oberfläche, die durch Umwandlungen von Bewegungs- in Wärmeenergie den Widerstand hervor rufen.

Mehr ist das nicht.

Weil der Walk- und Luftwiderstand schwierig zu ermitteln oder zu beschreiben ist, wird dann anderswo auf den künstlichen "Rollwiderstandsbeiwert" ausgewichen. Das ist für die Praxis des Radfahrens im Gelände, und auf natürlichen Untergründen allerdings nicht geeignet.

Grundsätzlich aber gilt, dass sich durch eine höhere Last ("Radlast", "Normalkraft") auf dem Rad der Rollwiderstand proportional erhöht. Also, schwerere Fahrer haben einfach deutlich mehr Rollwiderstand.

 

[arno¹]

In Bezug auf die Praxis habe ich auch noch ein paar Anmerkungen. Vorab, oben wurde bisher das Thema Reifenbreite nicht einbezogen. @grueni2, das Ding mit der stärkeren Eindrückkraft am Reifen bei schwererem Fahrer ist quasi zu vernachlässigen, da mit Luft kein Reibungsverlust erzeugt wird.

@Stefan84, warum in Praxis schwerere Fahrer trotzdem gut drücken können im Gelände, ergibt sich meist daraus, das sie entsprechend ihrem Gewicht auch muskulöser sind. (Ok bei mir kommt auch noch ne Wampe dazu, aber lassen wir das ).

Vergleich zwischen einem leichten Fahrer "Peter" mit unpassend hohem Luftdruck mit holzigen Reifen und einem schweren Fahrer "Thomas", der mit leicht rollenden Reifen und dem angemessenen Luftdruck unterwegs ist:

Der leichte Peter ist am Höppeln, und der schwere Thomas hat den Flex.​

Ich schreibe da morgen oder so noch was zu. Jetzt grad einfach nur mal ein Vergleich von ansonsten gleich gebauten Reifen, in Bezug auf den durch die Karkasse erzeugten Rollwiderstand, von Bicycle Rolling Resistance:

 

[incognitus]

Ich hatte die Gelegenheit, mich ein bisschen in das Thema einzulesen. Demgemäß sind solche Ideen wie "Impedance" von oben nebensächlich, da sie nicht zu Reibungsverlusten führen. Auch die Formel oben ist unnötig komplex.

Der Rollwiderstand setzt sich aus Walkwiderstand und Luftwiderstand des Reifens zusammen. Bei dem Thema hier ist nur der Walkwiderstand relevant. Der Walkwiderstand setzt sich zusammen aus den Verformungen des Reifens und der Oberfläche des Wegs.

Bei den Verformungen gibt es Reibungen innerhalb des Materials des Reifens und der Oberfläche, die durch Umwandlungen von Bewegungs- in Wärmeenergie den Widerstand hervor rufen.

Mehr ist das nicht.

Weil der Walk- und Luftwiderstand schwierig zu ermitteln oder zu beschreiben ist, wird dann anderswo auf den künstlichen "Rollwiderstandsbeiwert" ausgewichen. Das ist für die Praxis des Radfahrens im Gelände, und auf natürlichen Untergründen allerdings nicht geeignet.

Grundsätzlich aber gilt, dass sich durch eine höhere Last ("Radlast", "Normalkraft") auf dem Rad der Rollwiderstand proportional erhöht. Also, schwerere Fahrer haben einfach deutlich mehr Rollwiderstand.

Nö.
Beweis: Roll mal ein starres Holzrad über eine Buckelpiste in der Ebene. Nach Deinem Verständnis dürfte das ja keinen Rollwiderstand haben.

Schwer ist das aber trotzdem. Was für ein Widerstand ist das denn Deiner Meinung nach?

Warum sollte Impedanz etwas mit Reibungsverlusten zu tun haben?

Pro tip: Die von Dir verlinkte Herleitung bezieht sich auf eine ideal glatte Fläche, und behandeln primär Autoreifen (was Du an den Begriffen Schwallwiderstand und Vorspurwiderstand merken kannst). Bei Autoreifen sind die Impedanzverluste relativ gesehen sehr viel kleiner als bei Fahrradreifen.
Genau das haben Heine, Anhalt & Co. ja auch bei ihren Messungen im realen Leben bemerkt, gemessen, und dann den neuen Begriff der Impedanz vorgeschlagen, der die klassischer Formel ergänzt (Du kannst es auch Suspension Losses nennen).

 

[arno¹]

Ein starres Holzrad walkt nicht (verformt sich kaum). Kein innerer Reibungsverlust, geringer Rollwiderstand.

Nehme als Buckelpiste: Schlamm

 

[arno¹]

Als Konzept für den passenden Luftdruck und weiteres ist sicher der Begriff "Planing" von Heinrich Jan Heine geeignet. Ich spreche lieber vom Flex.

Da geht es um die wiederverwertete Bewegungsenergie, wenn man ein flexendes Rad hat., Also Reifen, Rahmen, Fahrer usw. flexen als Gesamtsystem, wenn man die richtige Abstimmung hat. Es rüttelt, und wird nicht durch eine Federgabel verworfen, sondern als Energie zurück auf die Piste geführt.

Ich kenne das zum Beispiel von Buckelstrecken, wo der Reifen eine Vertiefung für die Erhöhung ausgleicht. Es muss nur die richtige Abstimmung sein. Wahrscheinlich merkt man das auch mental und ist dadurch leistungsfähiger.

 

[incognitus]

@grueni2, das Ding mit der stärkeren Eindrückkraft am Reifen bei schwererem Fahrer ist quasi zu vernachlässigen, da mit Luft kein Reibungsverlust erzeugt wird.

Nö, hat auch nichts mit den Reibungsverlusten der Luft zu tun.

 

[Bursar]

War kürzlich mit einem Freund unterwegs der deutlich mehr Watt fahren kann als ich, nahezu 50% höheren FTP hat - allerdings wiegt er auch um 20kg mehr als ich. Auf Schotter konnte ich problemlos mit ihm mithalten - unsere Räder haben ein ähnliches Setup und er ist nicht sehr viel größer als ich.

Mag ja sein, dass dein Freund mehr Watt fahren kann als du, aber hat er denn auf dem Schotterstück diese Leistung auch abgerufen?

 

[incognitus]

Als Konzept für den passenden Luftdruck und weiteres ist sicher der Begriff "Planing" von Heinrich Jan Heine geeignet. Ich spreche lieber vom Flex.

Da geht es um die wiederverwerte Bewegungsenergie, wenn man ein flexendes Rad hat., Also Reifen, Rahmen usw. flexen als Gesamtsystem, wenn man die richtige Abstimmung hat. Es rüttelt, und wird nicht durch eine Federgabel verworfen, sondern zurückgeführt.

Ich kenne das zum Beispiel von Buckelstrecken, wo der Reifen eine Vertiefung für die Erhöhung ausgleicht. Es muss nur die richtige Abstimmung sein. Wahrscheinlich merkt man das auch mental und ist dadurch leistungsfähiger.

Das ist alles nicht richtig, aber ich weiss echt nicht, wo ich da anfangen soll.
Beantworte mal meine Frage: Wo genau kommt der Widerstand her, wenn Du ein starres Rad über Kopfsteinpflaster rollst? Wird dieser Widerstand größer, wenn Du mehr Gewicht auf das Rad lädst?

Er komm NICHT von:

-Walkverlusten
-Luftströmungsverlusten
-Luftwiderständen

Das ist ein einfach zu verstehendes, wenn auch vereinfachtes Äquivalent zum Thema Impedanz (mit pneumatischen Reifen wird es komplizierter wegen der elastischen Verformung. Der pneumatische Reifen wandelt diese Verluste anders um).

Wie gesagt, das ganze Phänomen ist noch nicht abschließend formuliert. Die Jungs von FLO cycling (deren Messungen nach eine höhere Geschwindigkeit ebenfalls einen Einfluss auf das Phänomen hat und zu einem steileren Anstieg des Crr nach dem impedance breaking point führt) postulieren, dass dies daran liegt, dass die Fahrer bei hohen Geschwindigkeiten stärker treten und dann mehr auf ihrem Rad auf-und-ab "bouncen", was den Reifen dann zyklisch ein wenig eindrückt.
Das ist physikalisch äquivalent zu dem, was passiert, wenn ein Reifen von unten durch ein Hindernis (Stein) eingedrückt wird.

https://blog.flocycling.com/aero-wh...m/aero-wheels/how-velocity-affects-impedance/

 

[arno¹]

Nö, hat auch nichts mit den Reibungsverlusten der Luft zu tun.

Damit war dein Reifeneindrückenbeispiel gemeint. Habs noch mal unten rein gehängt

Beim Reifeneindrücken oder einem theoretischen Verlust, der mit so einem plakativem Beispiel verdeutlicht werden soll, gehe ich nicht mit. Da gibt es im Vergleich null Verluste durch Reibungswärme.

Die Unterschiede bei der Impedance sind sicher nicht physikalisch, sondern mental, oder?

Ansonsten: Drück nochmal auf Deinen Reifen bei 3 Bar (Alfons) , und dann bei 4 Bar (Bernd). Was braucht mehr Kraft? Wo kommt die her? Wohin geht die (erster Hauptsatz der Thermodynamik)?

 

[arno¹]

Wo genau kommt der Widerstand her, wenn Du ein starres Rad über Kopfsteinpflaster rollst? Wird dieser Widerstand größer, wenn Du mehr Gewicht auf das Rad lädst?

Wenn du ohne die hier zentralen Walk-Verluste diskutieren willst, was überhaupt nicht zu Thema passt, kannst du auch gleich fragen: "Wenn ich vor ne Tür laufe, ist da der Rollwiderstand nicht bissel hoch?".

 

[incognitus]

Wenn du ohne die hier zentralen Walk-Verluste diskutieren willst, was überhaupt nicht zu Thema passt, kannst du auch gleich fragen: "Wenn ich vor ne Tür laufe, ist da der Rollwiderstand nicht bissel hoch?".

Je höher der Druck, desto niedriger die Walkverluste. Trotzdem gibt es einen Punkt, an dem Crr wieder ansteigt. Das sind dann die Impedanzverluste. Der Punkt auf der Reifendruck-Skala, bei dem die steigenden Impedanzverluste die sinkenden Walkverluste überkompensierten, ist abhängig von der "Rauheit" der Fahrbahn. Deswegen ist das für auch Gravel relevant. Und schwere Fahrer haben nunmal normalerweise einen höheren Reifendruck als leichte Fahrer. Daher ist das für die Beobachtung des OP relevant.

Meditiere doch nochmal über diese Diagramme, und frage Dich, wie das denn bei (Kopfsteinpflaster, Gravel, ...) und bei unterschiedlichen Fahrergewichten (und damit Luftdrücken) aussehen würde:

Auflösung: Je rauher der Asphalt, desto früher der dominante Einfluss der Impedance in Abhängigkeit vom Luftdruck (=Gewicht). Klick?

Impedanzverluste haben erst mal nix mit Walkverlusten oder Reibungsverlusten zu tun, sondern sind ein zusätzliches Phänomen. Tom Anhalt, die Jungs von Silca, FLO, etc. (alles Ingenieure), haben dazu dutzende Testreihen durchgeführt, die Daten veröffentlicht, und einige Arbeitshypothesen aufgestellt, irgendwie interessiert Dich das aber alles nicht.

 

[Gelöschtes Mitglied 87928]

Ich wünsche mir das alle Theoretiker und Zahlenjunkies ab Oktober bei den CX Rennen am Start stehen und das in der Praxis erklären.

 

[incognitus]

Man kann auch starke Beine haben und rechnen können , das schließt sich nicht zwangsläufig aus.

Ist nun mal so, dass Impedanz zuerst beobachtet, daraufhin wiederholt gemessen und damit bestätigt wurde, dann erst dann wurde es theoretisch hergeleitet. Ist also ein reales Phänomen, welches unabhängig davon existiert, ob man es glaubt, versteht, oder nicht.

 

[Gelöschtes Mitglied 87928]

Man kann auch starke Beine und gleichzeitig gut feuernde Neuronen haben, das schließt sich nicht immer aus.


Ist nun mal so, dass das zuerst beobachtet, daraufhin wiederholt gemessen wurde, dann erst dann wurde es theoretisch hergeleitet. Ist also ein reales Phänomen, welches unabhängig davon existiert, ob man es glaubt, versteht, oder nicht.

Und das heißt? Das klingt oft so als würde alle Welt wissen das man errechnen kann was schnell macht. Aber wie viel % auf eine Stunde fahrt macht der Luftdruck +- 10% aus, und wie viel der Wumms und die Fahrtechnik?
Gemessen? In lustigen Videos bei Fahrten über Kopfsteinpflaster? In der Theorie? Ich würde das gern sehen!

 

[incognitus]

Und das heißt? Das klingt oft so als würde alle Welt wissen das man errechnen kann was schnell macht. Aber wie viel % auf eine Stunde fahrt macht der Luftdruck +- 10% aus, und wie viel der Wumms und die Fahrtechnik?
Gemessen? In lustigen Videos bei Fahrten über Kopfsteinpflaster? In der Theorie? Ich würde das gern sehen!

Diagramm gesehen? Die dazugehörigen Messungen findest Du unter den weiter oben angegeben Links. 16 Watt Differenz zwischen niedrigem und hohem Druck bei rauhem Asphalt. Extrapoliert wird der Effekt umso größer, je rauher (zB Gravel).

 

[arno¹]

Meditiere doch nochmal über diese Diagramme, und frage Dich, wie das denn bei (Kopfsteinpflaster, Gravel, ...) und bei unterschiedlichen Fahrergewichten (und damit Luftdrücken) aussehen würde

Ich weiß nicht, warum ich darüber erneut "meditieren" sollte. Der schwerere Fahrer nimmt einen etwas höheren Druck und macht damit die Walkarbeit im Reifen gleich zu einem leichteren Fahrer.

Nichtsdestotrotz hat er aufgrund seines Gewichts einen deutlich höheren Rollwiderstand wegen des Walkens des Untergrundes. Kleiner Hinweis noch mal auf mein Beispiel mit Holzrad im Schlamm, von mir aus Sand. Hängst du ein schweres Gewicht in die Achse, läuft es noch schlechter.

Alles andere ist Esoterik, da kannste ja mal selber meditieren. Deine Diagramme auf Basis von hartem Untergrund, Asphalt und Beton, kannst du sonstwohin abheften.