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

by Martin Yang 18. November 2024
Was ist Rollwiderstand? Ein Vergleich des Rollwiderstands zwischen Drahtreifen, schlauchlosen Reifen und Schlauchreifen.

Zu den kritischsten Kräften, die Radfahrer überwinden müssen, gehört der Rollwiderstand.

Beim Bergauffahren müssen Sie die Schwerkraft ausgleichen, aber dabei gewinnen Sie Gravitationsenergie, die Sie bei Bergabfahrten voll nutzen können. Laut einem 90 im Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics veröffentlichten Artikel über Fahrradaerodynamik von Malizia und Blocken sind etwa 2020 % des Widerstands, auf den Sie stoßen, Luftwiderstand, und zwar bei Geschwindigkeiten über 40 km/h auf ebenem Gelände. Dies verdeutlicht, warum sich Straßenradfahrer so sehr mit allen Aspekten der Aerodynamik beschäftigen.

Neben dem Luftwiderstand ist der Rollwiderstand – die Reibung zwischen Reifen und Straßenoberfläche – eine der Hauptkräfte, die Sie überwinden müssen. Um loszufahren und höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, müssen Sie diese Kraft ausgleichen.

Im Folgenden wird der Rollwiderstand definiert und auf seine Messtechnik und Einflussgrößen eingegangen. Obwohl der Rollwiderstand bei Rennradfahrern allgemein eine große Rolle spielt, erklären Experten auch, warum er für Mountainbiker und Gravel-Fahrer wichtig ist. Außerdem stellen sie drei der besten rollwiderstandsärmsten Rennradreifen vor, die sie im Test gefunden haben.

Was ist Rollwiderstand?

 

Der Reifenhersteller Schwalbe definiert den Rollwiderstand als den Energieverlust beim Abrollen des Reifens. Dieser Energieverlust kann verschiedene Ursachen haben, hauptsächlich ist er auf die Energieableitung durch Reifenverformung zurückzuführen. Das Fahren auf glattem Asphalt ist weitaus einfacher als auf Schotter oder im Gelände, da die Reibung zwischen Reifen und Straßenoberfläche ebenfalls zu diesem Verlust beiträgt. 

Relative Verschiebung oder Reifenverformung erzeugt Wärme und Lärm und verschwendet Systemenergie. Beim Radfahren wird der Grad der Reifenverformung von Elementen wie Luftdruck, Breite und Durchmesser beeinflusst. Auch andere Elemente sind wichtig: die Reifenflexibilität und die Gummimischungen der Lauffläche. 

Durch den Ersatz eines Teils des Rußes in Reifenformulierungen durch Kieselsäure kann der Energieverlust durch relative Verschiebung minimiert und so der Rollwiderstand gesenkt werden. Aus diesem Grund findet man Kieselsäure manchmal in Hochleistungsreifen. Eine ähnliche Wirkung wird auch Graphen zugeschrieben, das Vittoria in ihren Hochleistungsreifen verwendet. 

Bei einem Zeitfahren oder einem Rennen könnten Sie bereit sein, die Lebensdauer und den Pannenschutz der Reifen zu reduzieren, um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Rennreifen, die normalerweise dünnere Laufflächen und Seitenwände haben, verfügen möglicherweise nicht einmal über Pannenschutzschichten. Wenn Sie es hingegen einfach hassen, mitten in der Fahrt einen Reifen zu verlieren oder auf schwierigen Straßen zu fahren, könnten Sie Reifen mit zusätzlichen pannensicheren Schichten wählen, sogar auf Kosten eines höheren Rollwiderstands, um den Pannenschutz, den Grip und die Lebensdauer der Reifen zu verbessern.

 

Warum ist der Rollwiderstand wichtig?

 

Einer der wichtigsten Faktoren, die Sie beim Fahren verlangsamen, ist der Rollwiderstand. Glücklicherweise ist er auch eine der am einfachsten zu kontrollierenden Kräfte. Abgesehen vom Luftwiderstand erklärt der Rollwiderstand einen wesentlichen Teil der Schwierigkeiten, mit denen Sie beim Radfahren konfrontiert sind, und kann bei niedrigeren Geschwindigkeiten sogar den Luftwiderstand überwinden.

Fast jeder Radfahrer möchte mit weniger Kraftaufwand, schneller oder weiter fahren. Eine der einfachsten und kostengünstigsten Möglichkeiten, dies zu erreichen, ist die Verringerung des Rollwiderstands. „Radfahrer haben nur eine sehr begrenzte körperliche Energie“, bemerkt Schwalbe, „und sie wollen sie so effizient wie möglich einsetzen.“

Obwohl Reifen mit geringem Rollwiderstand relativ günstig sind, können Sie sie auch an Ihre aktuellen Fahrbedingungen und Strecken anpassen, und das völlig kostenlos.

 

Wie wird der Rollwiderstand getestet?

 

Der auf einem Prüfrad montierte Testreifen wird auf den vorgeschriebenen Druck aufgepumpt. Anschließend kommt der Reifen mit einer Prüftrommel in Kontakt und von oben wird Druck ausgeübt, um das Gewicht des Fahrers nachzubilden und so den Reifen zu verformen.

Der Rollwiderstand des Reifens wird vom System ermittelt, indem es die zusätzliche Leistung oder das Drehmoment verwendet, das zum Aufrechterhalten einer bestimmten Drehzahl erforderlich ist. Normalerweise werden mehrere Messungen durchgeführt, um Konsistenz und Richtigkeit zu gewährleisten. Vor dem Test besteht manchmal ein Aufwärmen darin, das System und den Reifen zu stabilisieren.

Bei Fahrradreifen wird der Rollwiderstand häufig in Watt (W) angegeben, einer Einheit, die Radfahrern und Liebhabern vertraut ist. Alternativ kann er auch mit anderen Maßeinheiten angegeben werden, wie etwa dem Rollwiderstandskoeffizienten (Crr), der berechnet wird, indem die zur Überwindung des Rollwiderstands erforderliche Kraft durch die Radlast geteilt wird. Normalerweise ergibt sich dies als N/kg.

 

Vergleich des Rollwiderstands zwischen Drahtreifen, Tubeless-Reifen und Schlauchreifen

 

Die Reibung zwischen Schlauch und Außenreifen – die durch ihre Verformung unter Belastung entsteht – ist ein Faktor, der den Rollwiderstand von Fahrradreifen beeinflusst. Rollwiderstand und andere Einflussfaktoren wurden in Tests gemessen. Die Forscher kombinierten 25 mm Continental GP5000 STR-Reifen mit 10 verschiedenen TPU-, Latex- und Butyl-Schläuchen und verglichen deren Rollwiderstand mit dem von schlauchlosen Reifen.

Die Verwendung von Schläuchen erhöhte den Rollwiderstand angeblich um 0.2–3.8 W gegenüber schlauchlosen Konfigurationen. Während die meisten TPU-Schläuche Butyl-Schläuchen überlegen waren, hatten Latex-Schläuche den geringsten Einfluss auf den Rollwiderstand. Wie sich herausstellte, bieten schlauchlose Reifen die beste Fahrleistung. Wenn Sie Schläuche wünschen, wird die Verwendung des nicht schlauchlosen GP5000-Drahtreifens empfohlen, da dieser schneller, leichter und kostengünstiger ist.

Obwohl sie teurer sind, funktionieren Schlauchreifen genau wie Drahtreifen. Ihr Rollwiderstand ist ähnlich dem von Drahtreifen mit Latex-Schläuchen.

Obwohl Reifen mit Baumwollkarkasse ebenfalls zur Verringerung des Rollwiderstands beitragen, können die Auswirkungen je nach Art und Menge des verwendeten Klebstoffs sowie der Trocknungszeit variieren. Dies macht es schwierig, auf der Grundlage von Vergleichstests eindeutige Entscheidungen zu treffen.

Generell unterscheidet sich der Rollwiderstand von schlauchlosen Reifen und Latex- bzw. TPU-Schläuchen kaum, sodass jeder Fahrer je nach Geschmack wählen kann. Außerdem bieten schlauchlose Reifen zusätzlichen Pannenschutz und dank der Versiegelung können Radfahrer in den meisten Fällen nach Hause fahren – sogar nach einer Reifenpanne.

 

Wie ändert sich der Rollwiderstand mit der Reifenbreite?

 

Experten haben mit zwei unterschiedlichen Breiten der Pirelli P Zero Race TLR-Reifen – 26 mm und 30 mm – einen Vergleichstest durchgeführt, um zu sehen, ob breitere Reifen beschleunigen. Das Ergebnis ist also abhängig.

Auf Indoor-Rollern benötigte der 30-mm-Reifen weniger Kraft, um das gleiche Tempo beizubehalten, während beide Reifen mit dem gleichen Druck liefen. Das liegt daran, dass sich der breitere Reifen mit seiner kürzeren und breiteren Kontaktfläche bei gleichem Druck weniger verformt. Der kleinere Reifen erwies sich jedoch als effizienter, wenn der tatsächliche Reifendruck um den gleichen Wert geändert wurde. Der Rollwiderstand wäre theoretisch derselbe, wenn Sie den Druck für jede Breite präzise ändern könnten, um die gleiche Kontaktfläche beizubehalten.

Auf besseren Oberflächen im realen Fahrbetrieb sind breitere Reifen nicht langsamer als schmalere. Breitere Reifen beschleunigen über schwieriges Gelände, wenn Nachgiebigkeit und Grip entscheidend sind. Sie bieten mehr Kontaktfläche für Kurvenfahrten und eine bessere Dämpfung. Dies erklärt, warum viele Top-Gravel-Fahrer für anspruchsvolle Offroad-Events wie Unbound ultrabreite Reifen wählen.

Die Reifengröße sollte entsprechend Ihrem Fahrgelände und Ihren Zielen ausgewählt werden.

 

Ist der Rollwiderstand bei Mountainbikes und Gravelbikes wichtig?

 

Die kurze Antwort lautet: Obwohl es immer noch wichtig ist, ist es nicht so wichtig wie bei Rennrädern. Viele Mountainbiker und Gravel-Fahrer schenken dem Rollwiderstand möglicherweise nicht die größte Aufmerksamkeit. Reifen mit reduziertem Rollwiderstand sind oft dünner oder leichter und neigen eher zu Reifenpannen – ein Kompromiss, der sich auf anspruchsvollen Strecken oder bei Ausdauerwettbewerben nicht lohnt.

Bei XC-Rennen, bei denen Geschwindigkeit entscheidend ist und das Gelände nicht zu anspruchsvoll ist, sollten Mountainbiker abwägen, ob sie etwas Grip gegen weniger Rollwiderstand eintauschen. Gleiches gilt unter bestimmten Umständen auch für das Gravel-Biking.

Normalerweise sind Grip und Pannensicherheit bei den meisten Berg- und Schotterfahrten wichtiger als die Reduzierung des Rollwiderstands.

 

Die schnellsten Rennradreifen des Jahres 2024

Experten haben zuvor viele Reifen eingehend geprüft und nun acht der leistungsstärksten 700x28c-Reifen ausgewählt. Ihr Rollwiderstand wurde im renommierten Silverstone Sports Engineering-Labor in Großbritannien bewertet.

Zur Testausrüstung gehörten ein Drehmomentmesser zur Messung des Rollwiderstands und ein Antriebsmotor. Außerdem wurden Fahrtests unter realen Bedingungen durchgeführt, um die einfache Installation und die Leistung zu beurteilen.

Diese drei Reifen haben den geringsten Rollwiderstand. Ein geringerer Rollwiderstand ist jedoch nicht alles. Die Criterium RS-Reifen von Challenge beispielsweise zeigten in realen Situationen ein großartiges Fahrgefühl und schnitten in Labortests bemerkenswert gut ab. Viele Fahrer werden jedoch möglicherweise von ihrer notorisch komplexen Schlauchlos-Anordnung abgeschreckt.

 

Pirelli P Zero Race TLR

 

Mit nur 11.86 W erreichte dieser Pirelli-Reifen den niedrigsten Rollwiderstand in den Tests. Anfang 2023 gab es die jüngste Verbesserung mit dünneren Seitenwänden und der Einbindung von Aramidfasern in das Material, was den Pannenschutz verbessert und möglicherweise den Rollwiderstand senkt.

Obwohl die Form des Reifens etwas dünn ist und ein abgerundetes Profil aufweist, was das Handling leicht beeinträchtigt, wird der Komfort dadurch nicht beeinträchtigt. Er bietet immer noch erstklassigen Grip und Fahreigenschaften. Mit 310 g ist die 28-mm-Variante etwas schwerer als einige schlauchlose Konkurrenzreifen.

Kürzlich brachte Pirelli außerdem den P Zero TLR RS auf den Markt, der weniger Gewicht, weniger Rollwiderstand und eine bessere Passform mit hakenlosen Felgen verspricht.

 

Schwalbe Pro One TLE

 

Mit einem Rollwiderstand von 12.08 W belegte der Schwalbe Pro One TLE den zweiten Platz unter den acht getesteten schlauchlosen Reifen. Zwei Hauptversprechen von Schwalbe bei der Einführung der neuesten Version waren verbesserter Kurvenhalt und reduzierter Rollwiderstand.

Die überarbeitete Addix Race-Gummimischung und das neu gestaltete Karkassendesign tragen ihren Teil dazu bei. Die getestete 28-mm-Variante wog 264 g pro Reifen und gehörte damit zu den leichtesten Modellen seiner Klasse. Auf der Straße scheint er schnell zu sein; die Tester bewältigten sogar mehrere hundert Kilometer auf Schotterwegen mit einem Druck von nur 40 psi (2.7 bar) ohne Probleme.

 

Herausforderungskriterium RS

 

Mit einer Leistung von 12.18 W sicherte sich der Challenge Criterium RS den letzten Podiumsplatz bei den Rollwiderstandstests. Mit einer flexiblen, hochfädigen Baumwollummantelung – im Gegensatz zum Nylon der beiden Topkandidaten – ist er mit nur 263 g pro Reifen bemerkenswert leicht.

Obwohl Montage und Wartung sehr schwierig waren, schätzten die Tester den Komfort und Grip sowie das durch den geringen Rollwiderstand hervorgerufene Freiheitsgefühl. Manche Fahrer finden diesen Reifen möglicherweise nur in den Breiten 25 mm und 27 mm attraktiv; daher ist seine Verfügbarkeit möglicherweise eingeschränkt.

 

Wie zuverlässig sind die Ergebnisse von Rollwiderstandstests?

 

Bemerkenswert ist, dass die meisten der getesteten Reifen nur sehr geringe Unterschiede im Rollwiderstand aufwiesen. Bei einem Fahrrad können mehrere andere Elemente die Effizienz eines Reifens beeinflussen, darunter der Reifendruck, die Innenbreite Ihrer Felgen und das Gesamtgewicht von Ihnen und Ihrem Fahrrad.

Die Tester kontrollierten die Variablen mithilfe von Latex-Schläuchen mit 80 psi, obwohl dieser Druck für einige Felgen-/Reifenkombinationen zu hoch sein könnte. Die hakenlose Felge Zipp 454 NSW beispielsweise hat eine Innenbreite von 23 mm – viel breiter als die 20 mm Innenbreite des Hunt 54 Aerodynamicist Carbon Disc-Vorderrads, das in den Tests verwendet wurde – und eine Druckgrenze von 72.5 psi (5 BAR). Beides könnte den Rollwiderstand verändern.

Die ISO-Kriterien definieren eine einheitliche Rollwiderstandsmesstechnik im Automobilbereich. Die Vorgehensweise bei Tests des Rollwiderstands von Fahrrädern bestimmen die Tester. Erfahrene Tester bieten jedoch die gründlichsten und einheitlichsten Teststrategien.

Die wichtigste Lektion ist, dass Rollwiderstand, Aerodynamik, Haltbarkeit und Grip immer gegeneinander abgewogen werden müssen. Sie müssen diese Elemente sorgfältig abwägen, wenn Sie entscheiden, welche Reifen Sie bei welchem ​​Druck oder unter welchen Bedingungen verwenden möchten.

 

Literatur-Empfehlungen

 

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