Was ist Rollwiderstand? Ein Vergleich des Rollwiderstands von Drahtreifen, schlauchlosen Reifen und Schlauchreifen.

Was ist Rollwiderstand?

Der Rollwiderstand ist eine entscheidende Kraft, die Radfahrer beim Fahren überwinden müssen. Beim Bergauffahren wird der Schwerkraft entgegengewirkt, wodurch potenzielle Energie gewonnen wird, die bei Abfahrten genutzt werden kann. Eine Studie von Malizia und Blocken aus dem Jahr 2020 in der Zeitschrift Zeitschrift für Windtechnik und industrielle Aerodynamik über die Aerodynamik von Fahrrädern stellt fest, dass bei Geschwindigkeiten über 40 km/h in flachem Gelände etwa 90% des Widerstands auf den Luftwiderstand zurückzuführen sind, was die Besessenheit der Rennradfahrer von der Aerodynamik erklärt. Neben dem Luftwiderstand ist die Reibung zwischen Reifen und Straße - der so genannte Rollwiderstand - eine der Hauptkräfte, die Sie überwinden müssen, um die Geschwindigkeit zu erreichen und zu halten.

Nach Angaben des Reifenherstellers Schwalbe ist der Rollwiderstand die Energie, die beim Abrollen eines Reifens verloren geht. Dieser Verlust hat mehrere Ursachen, von denen die wichtigste die Energie ist, die durch die Verformung des Reifens verloren geht. Auch die Reibung zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche spielt eine Rolle, so dass das Fahren auf glattem Asphalt leichter ist als auf Schotter oder im Gelände. Die Verformung oder relative Verschiebung des Reifens erzeugt Wärme und Schall, was ebenfalls zum Energieverlust beiträgt. Faktoren wie Reifenbreite, -durchmesser und -druck wirken sich auf die Verformung aus, während die Flexibilität des Reifens und das Verhältnis der Gummimischungen ebenfalls eine Rolle spielen. Der Ersatz eines Teils des Rußes in der Reifenmischung durch Kieselsäure verringert den Energieverlust durch Verformung, ein Grund, warum Hochleistungsreifen häufig Kieselsäure enthalten. Graphen, das Vittoria seinen Premium-Reifen beifügt, soll eine ähnliche Wirkung haben.

Bei Zeitfahren oder Rennen könnten Sie die Haltbarkeit und den Pannenschutz der Reifen zugunsten der Geschwindigkeit opfern und dünnere Karkassen und Seitenwände ohne Pannenschutzschichten verwenden. Wenn Sie hingegen auf rauen Straßen unterwegs sind oder Reparaturen am Straßenrand nicht mögen, können Sie einen höheren Rollwiderstand für zusätzlichen Pannenschutz, Grip und Langlebigkeit in Kauf nehmen.

Was ist Rollwiderstand?

Der Rollwiderstand ist eine der auffälligsten Kräfte, die Sie bremsen, und eine der am leichtesten zu lösenden. Neben dem Luftwiderstand macht er einen erheblichen Teil des Widerstands aus, der bei niedrigeren Geschwindigkeiten oft den Luftwiderstand übersteigt. Fast jeder Radfahrer möchte schneller, weiter oder mit weniger Anstrengung fahren, und die Verringerung des Rollwiderstands ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, dies zu erreichen. Wie Schwalbe anmerkt, "haben Radfahrer nur eine sehr begrenzte physische Energie, die sie so effizient wie möglich nutzen wollen." Der Umstieg auf Reifen mit geringem Rollwiderstand ist relativ kostengünstig und kann Ihre aktuellen Fahrbedingungen und Strecken optimieren.

Wie wird der Rollwiderstand geprüft?

Die Reifen werden auf ein Prüfrad montiert und auf einen bestimmten Druck aufgepumpt. Sie berühren eine Prüftrommel, auf die von oben Druck ausgeübt wird, um das Gewicht eines Fahrers zu simulieren, wodurch sich der Reifen verformt. Das System misst die überschüssige Leistung bzw. das Drehmoment, das erforderlich ist, um eine bestimmte Geschwindigkeit beizubehalten, und ermittelt so den Rollwiderstand. Mehrere Wiederholungen sorgen für Genauigkeit und Wiederholbarkeit, wobei oft eine Aufwärmphase vorausgeht, um das System und die Reifen auszugleichen. Der Rollwiderstand von Fahrradreifen wird in der Regel in Watt (W) ausgedrückt, eine den Fahrern und Enthusiasten vertraute Einheit, obwohl auch der Rollwiderstandskoeffizient (Crr) - die zur Überwindung des Widerstands erforderliche Kraft geteilt durch die Radlast, oft in N/kg - verwendet wird.

Offene Reifen, Drahtreifen und Schlauchreifen im Vergleich

Ein Faktor, der den Rollwiderstand beeinflusst, ist die Reibung zwischen Schlauch und Reifen, die bei der Verformung unter Last entsteht. In einem Test wurden die Auswirkungen von 10 verschiedenen TPU-, Latex- und Butyl-Schläuchen in Kombination mit einem 25-mm-Außenreifen des Typs Continental GP5000 STR untersucht und mit Tubeless-Konfigurationen verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass Schläuche den Rollwiderstand im Vergleich zu schlauchlosen Reifen um 0,2-3,8 W erhöhen. Latex-Schläuche hatten die geringsten Auswirkungen, während die meisten TPU-Schläuche besser abschnitten als Butyl. Die Schlussfolgerung lautete, dass schlauchlose Reifen für maximale Effizienz besser geeignet sind; bei den Schläuchen war die nicht schlauchlose GP5000-Drahtreifenversion schneller, leichter und billiger. Schlauchreifen, die den Drahtreifen ähneln, aber teurer sind, können beim Rollwiderstand mit Drahtreifen und Latexschläuchen gleichziehen.

Auch Baumwollkarkassenreifen können den Rollwiderstand verringern, obwohl Art, Menge und Trocknungszeit des Klebstoffs die Ergebnisse beeinflussen, was endgültige Schlussfolgerungen aus Vergleichen schwierig macht. Im Allgemeinen ist der Unterschied im Rollwiderstand zwischen schlauchlosen Reifen und Latex- oder TPU-Schläuchen minimal, so dass die Wahl je nach Vorliebe getroffen werden kann. Schlauchlose Reifen bieten einen zusätzlichen Pannenschutz, und das Dichtmittel kann in den meisten Fällen die Heimfahrt nach einer Reifenpanne ermöglichen.

Wie variiert der Rollwiderstand mit der Reifenbreite?

In einem Vergleichstest mit zwei Pirelli P Zero Race TLR-Versionen (26 mm und 30 mm) wurde untersucht, ob breitere Reifen schneller sind. Die Ergebnisse hängen von den Bedingungen ab. Auf Indoor-Rollen benötigte der 30-mm-Reifen bei gleichem Druck weniger Kraft, um die Geschwindigkeit zu halten, da die Verformung durch die breitere, kürzere Aufstandsfläche geringer war. Bei gleichem Druck, der an die Breite angepasst wurde, war der schmalere Reifen effizienter. Theoretisch würde eine perfekte Druckanpassung zur Aufrechterhaltung identischer Kontaktflächen den gleichen Rollwiderstand ergeben. In der Praxis sind breitere Reifen auf guten Straßen nicht langsamer und übertreffen schmalere Reifen auf unwegsamem Gelände, da sie eine bessere Nachgiebigkeit und Haftung bieten - ein Grund, warum Elite-Schotterrennfahrer für Veranstaltungen wie Unbound extrem breite Reifen wählen. Die Reifengröße sollte auf das Gelände und die Fahrziele abgestimmt sein.

Ist der Rollwiderstand wichtig für Mountainbikes und Schotter-Fahrräder?

Die kurze Antwort lautet: Ja, aber in geringerem Maße als bei Rennrädern. Für viele Berg- und Schotterfahrer ist der Rollwiderstand nicht die oberste Priorität. Leichtere, dünnere Reifen mit geringerem Rollwiderstand können leichter platzen, ein Kompromiss, der für Ausdauerrennen oder anspruchsvolle Trails nicht geeignet ist. Mountainbiker könnten bei XC-Rennen, bei denen es auf weniger anspruchsvolle Strecken ankommt, den Grip für einen geringeren Rollwiderstand opfern, und dasselbe gilt für Schotter. Bei den meisten Fahrten im Gelände überwiegen Grip und Pannenschutz den geringen Rollwiderstand.

Wie reproduzierbar sind die Ergebnisse von Rollwiderstandstests?

Die Unterschiede im Rollwiderstand zwischen den meisten getesteten Reifen sind gering, und andere Faktoren - wie Reifendruck, Felgeninnenbreite und Ihr Gesamtgewicht mit dem Fahrrad - können die Effizienz beeinflussen. Bei den Tests wurden die Variablen mit Latexschläuchen mit 80 psi kontrolliert, aber dieser Druck war für einige Setups zu hoch, wie z. B. die hakenlose Felge Zipp 454 NSW (max. 72,5 psi/5 BAR, 23 mm Innenbreite) im Vergleich zur Hunt 54 Aerodynamicist Carbon Disc (20 mm Innenbreite), die beide den Rollwiderstand verändern. Während im Automobilsektor die ISO-Normen die Rollwiderstandsprüfung vereinheitlichen, hängen Fahrradtests vom Prüfer ab. Erfahrene Prüfer bieten die umfassendsten, konsistentesten Methoden. Letztendlich geht es beim Rollwiderstand um Kompromisse mit Luftwiderstand, Haltbarkeit und Grip, was ausgewogene Entscheidungen bei der Reifenwahl, den Bedingungen und dem Druck erfordert.