brauche eure Hilfe, denn ich grübele im Moment über folgendes:
Ich demontiere die Reifen von meinem Auto und befülle sie dann mit einem Druck von beispielsweise 2 bar.
Wenn ich sie dann wieder an mein Auto schraube und das Auto abgebockt habe, erfahren die Reifen unter der Belastung der Automasse eine Verformung—>Das Volumen im Reifen-Inneren verringert sich—> die Innen-Fläche des Reifens verringert sich…
Soweit so gut, wenn ihr mir bis hier noch folgen könnt…
Da der Druck mit Kraft/Fläche definiert ist und sich die Fläche ja verkleinert, muss sich der Druck doch über 2 bar steigern,oder?
Was meint ihr dazu?
Und wie sieht es im Winter/Sommer aus?
Dann ziehen sich die Reifen zusammen bzw. dehnen sich aus—> Fläche verringert sich bzw. vergrößert sich---->Druck erhöht sich bzw. verringert sich
Hi
Yo, und dann dann fahr mal ne stund 180 damit, was meinst du was dann abgeht. daher immer: Reifendruck bei warmem rad in montiertem zustand prüfen. Nie vor der Fahrt druck aufs kalte rad geben und dann in den Urlaub ballern.
hh
bitte nicht solche unverantwortlichen Ratschläge geben. Reifenluftdruck wird IMMMER im kalten Zustand geprüft. Alles andere kann gefährlich werden.
Zitat vom Reifenhersteller Michelin:
Korrekter Luftdruck entscheidet darüber, ob die Reifen ihr volles Leistungsspektrum wie Kilometerleistung, Kurvenhaftung, Dauerfestigkeit, Bremsweg usw. entfalten können. Wichtig deshalb: Alle 14 Tage bei kalten Reifen kontrollieren! Achtung: Niemals nach längerer Fahrt den Luftdruck absenken! Bei der Fahrt erwärmen sich die Reifen, und der Reifenluftdruck steigt automatisch an (siehe auch „Unterdruck“ und „Überdruck“).
Wenn ich sie dann wieder an mein Auto schraube und das Auto
abgebockt habe, erfahren die Reifen unter der Belastung der
Automasse eine Verformung—>Das Volumen im Reifen-Inneren
verringert sich—> die Innen-Fläche des Reifens verringert
sich…
Warum „verringert sich“ ? Verformt sich und das Volumen bleibt, wie es ist!
ich glaube nicht, dass sich das Volumen im Reifen gross ändert, er verformt sich eben
Beim Motorrad fahre ich mit einem Luftdruck im KALTEN Reifen von 2 bar los… und habe dann am warmen Reifen mehr als 2,5 bar!! (Nicht auf der STrasse!!!)
also, dass sich das Volumen, damit die Fläche und damit schließlich der Luftdruck durch das Abbocken nicht besonders ändern, nehme ich jetzt einmal an.
Also spielt vielmehr die Temperatur des Reifens in den Druck:
Aber wenn der Reifen sich erhitzt, dann dehnt er sich aus und das Volumen—>Fläche ändert sich und damit müsste der Druck (wegen N/m^2) abnehmen.
Soweit der Teil der Überlegung, doch wenn man den zweiten Teil ebenfalls betrachtet:
Durch die Erhitzung des Reifens wird unweigerlich auch die Füllluft erhitzt und übt damit eine größere Kraft durch das mehr an Luftbewegung(durch Temperaturanstieg) auf die Reifenfläche aus.
Somit müsste der Druck dadurch ansteigen (wegen N/m^2)…
Betrachtet man beide Reaktionen zusammen, so ist es meiner Meinung nach schwer zu erkennen, was bei einer Erhitzung des Reifens überwiegt,oder?
Nimmt der Druck definitiv zu oder ab bei Erhitzung (Sommer)?
Wäre nett, wenn ihr mir eure Meinung schreibt ,oder mir sagen könntet, wo ihr Fehler in meiner Überlegung seht
Nimmt der Druck definitiv zu oder ab bei Erhitzung (Sommer)?
Der Reifeninnendruck nimmt definitv zu. Kautschuk (wie die meisten Festkörper) dehnt sich bei Temperaturanstieg nur wenig aus. Für ideale Gase hingegen gilt
pV = NKT also in diesem Fall p ~ T, wobei T in Kelvin zu rechnen ist.
Nehmen wir an, der Reifen erhitzt sich von 20°C auf 70°C, das würde einem Temperatur- und damit einem Druckanstieg von ca. 17%. Dies würde nur kompensiert, wenn das Reifenvolumen auch 17% größer würde, der Radius und die Breite also um ca. 5% größer würden. Ich glaube nicht, daß meine Autoreifen nach ein paar 100km Autobahnfahrt 5cm größeren Durchmesser haben als vorher - obwohl: nachgemessen habe ich bis jetzt nicht.
Nimmt der Druck definitiv zu oder ab bei Erhitzung (Sommer)?
Der Reifeninnendruck nimmt definitv zu. Kautschuk (wie die
meisten Festkörper) dehnt sich bei Temperaturanstieg nur :wenig aus. Für ideale Gase hingegen gilt
Ich denke, die Ausdehnung des Reifens wird kaum durch den
Gummi bestimmt, weil der Reifen im Innern durch Stahl-
bewehrung zusammengehalten wird.
Man könnte für eine Abschätzung also mal den Ausdehnungs-
koeff. von Stahl annehmen.
-> ca. 12um/1m * 1K , macht bei 100grd ca. 1mm pro 1m Länge.
Diese Ausdehnung ist also tatsächlich marginal.
Eine merkliche Ausdehnung würde sich auch in einer
gut nachweisebaren Toleranz des Kilometerzählers nach-
weisen lassen (was natürlich nicht so ist).
Gruß Uwi
pV = NKT also in diesem Fall p ~ T, wobei T in Kelvin zu
rechnen ist.
Nehmen wir an, der Reifen erhitzt sich von 20°C auf 70°C, das
würde einem Temperatur- und damit einem Druckanstieg von ca.
17%. Dies würde nur kompensiert, wenn das Reifenvolumen auch
17% größer würde, der Radius und die Breite also um ca. 5%
größer würden. Ich glaube nicht, daß meine Autoreifen nach ein
paar 100km Autobahnfahrt 5cm größeren Durchmesser haben als
vorher - obwohl: nachgemessen habe ich bis jetzt nicht.
Hallo,
um die Physik eines Reifens zu verstehen, stellen wir ihn uns zuerst aus ganz dünnem Gummi vor (wie ein Luftballon), unbelastet schön gleichmäßig rund aufgeblasen.
Bei Aufsetzen auf den Boden und Belastung mit einer Kraft egibt sich eine Aufstandsfläche: Qutient aus Kraft durch (unveränderten) Innendruck. Logischerweise bleibt das Luftvolumen gleich (da der Druck gleich bleibt).
In Wirklichkeit besteht der Reifen nicht nur aus dünnem Gummi. Seine Eigensteifigkeit bewirkt, dass er etwas von dem oben beschriebenen Modell abweicht, in Richtung eines Luftvolumens mit einer „steiferen“ Behälterwandung.
Die Druckerhöhung bei Fahrt ist nichts weiter als das Ergebnis der Walkarbeit des Reifens. Der erwärmt sich dadurch, damit auch die Luft in ihm.
Gruß
Karl
Karl hat ja schon alles wesentliche schön erklärt zum Volumen. Hier noch einmal ein Bezug zu deinem Text:
—>Das Volumen im Reifen-Inneren
verringert sich—> die Innen-Fläche des Reifens verringert
sich…
Die InnenFläche hat nichts (nichts!) mit den unten angegebenen Formeln zu tun.
Da der Druck mit Kraft/Fläche definiert ist und sich die
Fläche ja verkleinert, muss sich der Druck doch über 2 bar
steigern,oder?
Die Kraft ist das Autogewicht dass an diesem Reifen wirkt, die Fläche ist nur die Auflagefläche (bei idealem Ballon von Karl).
-> aufgebockt: keine Kraft, keine Fläche
-> abgesenkt: Auto-Geweichtskraft und etwa 100cm^2 Fläche
Die Größenordnungen (falls es noch jemand nicht parat hat)
1 bar ~ 1kg/cm^2
demzufolge bei 1000kg, 4Reifen, 2Bar also etwa 125cm^2 pro Reifen.
Gruß
achim
1bar
= 1000hPa
= 1000*100N/m^2
= 100.000N/m^2 (mit 10.000cm^2/m^2)
= 10N/cm^2 (mit g = 9,81N/Kg Erdbeschleunigung)
~ 1kg/cm^2 * g
~ 1kg gewicht auf jeden Quadratzentimeter für jedes Bar Überdruck
(und für die, denen 9,81kg/N hier als gemogelt vorkommen:
9,81N/kg (mit kg*m/s^2 = N)
= 9,81kg*m/(s^2 * kg) (kg gekürzt)
= 9,81m/s^2
= gebräuchlichere Darstellung für g
Ich denke, die Ausdehnung des Reifens wird kaum durch den
Gummi bestimmt, weil der Reifen im Innern durch Stahl-
bewehrung zusammengehalten wird.
Darüber will ich mich nicht streiten. Allerdings hätte eine Ausdehnung des Innenradius des Schlauchtorus eher noch eine Erhöhung des Drucks zur Folge; bliebe dann die Frage wie das durch die Querausdehnung kompensiert würde. In jedem Fall: darum mein obiger Text in Klammern
Man könnte für eine Abschätzung also mal den Ausdehnungs-
koeff. von Stahl annehmen.
-> ca. 12um/1m * 1K , macht bei 100grd ca. 1mm pro 1m
Länge.
Diese Ausdehnung ist also tatsächlich marginal.
Ich denke, die Ausdehnung des Reifens wird kaum durch den
Gummi bestimmt, weil der Reifen im Innern durch Stahl-
bewehrung zusammengehalten wird.
Hier nur eine kleine Korrektur/Ergänzung am Rande.
Die eigentliche Dehnungssperre bei modernen PKW-Reifen kommt durch die Karkasse zustande, die i.A. aus 1 bis 2 Lagen Rayon oder Polyester besteht. Diagonalreifen (heute noch vielfach verwendet im Rennsport, bei Erdbewegungsmaschinen oder für Flugzeugreifen) haben oft keinen Stahlgürtel und gehen trotzdem nicht auseinander wie ein Luftballon. Der Stahlgürtel ist im Wesentlichen für die Fahreigenschaften verantwortlich.
Man könnte für eine Abschätzung also mal den Ausdehnungs-
koeff. von Stahl annehmen.
t
Nein, eigentlich nicht. Zunächst muss du mit dem E-Modul der Materialien rechnen, denn dieser bestimmt die Dimensionsänderung in Abhängigkeit des Innendrucks.
Bei den Temperatureinflüssen wird es dann noch komplizierter. Rayon und Stahl verändern sich nur minimal bei den entstehenden Temperaturen. Polyester (und das im Reifen oft verwendete Nylon) schrumpfen in Abh. der Temperatur (vergleichbar mit dem Einlaufen der Wäsche, welche aus synthetischen Fasern besteht, die zu heiss gewaschen wurde), d.h. der Reifen hat bei hohen Temperaturen die Tendenz das Volumen zu verringern. Das bedeutet, dass hier gegenläufige Einflüsse wirken. Dazu kommt noch eine zeitabhängige Komponente (das sog. Kriechen der Materialen). Auch hier hat Rayon Vorteile gegenüber PET und Nylon.
Alles das führt dazu, dass in High-Performance-Reifen i.A. Rayon verwendet wird (rel. hoher E-Modul im Anfangsbereich, kaum Schrumpf, kaum Kriechen), was zu einer sehr guten Dimensionsstabilität auch bei hohen Geschwindigkeiten und den dabei entstehenden hohen Temperaturentwicklung führt.
Wenn du das alles (und noch einiges mehr) berücksichtigst stimmt deine Schlussfolgerung:
Ist ja bereits alles beantwortet, dank Karl und Achim. Hier vielleicht noch zwei kleine Hinweise:
Das Gesetz von Boyle-Mariotte ist für den Anfang nicht schlecht. Setz da mal Zahlen ein und rechne Dir die Ergebnisse durch. Du wirst sehen, wenn Du die Temperatur änderst hat das den größeren Einfluß. (Hier helfe ich Dir gerne weiter).
Wenn Du lieber Versuche machen möchtest. Nimm einen Luftballon und blas ihn auf. Jetzt die Temperatur messen. Miß den Aussenduchmesser. Nun leg das gute Stück in die Gefriertruhe und miß den Aussendurchmesser nach einigen Stunden.
Die Volumenänderung kannst Du nun umrechnen in Druck. Du wirst sehen die Temperatur hat viel größeren Einfluß auf den Druck.
Oder zum direkten messen: miß den Reifendruck bei -20°C und bei 40°C.
Dank Karl, Achim und Norbert ist fast alles gesagt.
Aber es ist noch zu berücksichtigen, daß der Druck unten im Reifen höher ist als oben! Wegen der zusätzlichen Luftsäule / Erdanziehung!
Außerdem ist der Reifeninnendruck abhängig vom Luftdruck der Umgebung!
Für eine korrekte Reifendruckkontolle gilt also:
Druck nur prüfen wenn das Barometer auf veränderlich steht (keine hoch- oder tiefdruck Wetterlage). Ein druckgeregelter Raum ist auch denkbar!
Druck ist auf Höhe des Meeresspiegels zu messen, um den gröbsten Fehler durch Variation der Erdanziehung zu kompensieren!
(Alternativ ist auch die Messung während eines Parabelfluges im laderaum eines Transportflugzeuges denkbar, um den Schwerkrafteffekt zu kompensieren)
Das Ventil sollte mittig zwischen oben und unten stehen!
Also sollte eine gedachte Linie durch Ventil und Radmitte horizontal liegen! Abweichungen von bis zu 1° dürften das Messergebnis nur unwesentlich verfälschen!
Das Rad muß kalt sein! Darunter dürften in techniker Kreisen wohl 20°C verstanden werden. Daher ist die Messung am sinnvollsten im klimatisierten Messraum durchzuführen, um Fehler durch z.B. Sonnenbestrahlung auszuschließen.
Ich fasse zusammen was Du beim nächsten Tankstellen Besuch den Tankwart fragen mußt:
Haben sie eine Antonow mit druckgeregeltem und klimatisiertem Lademessraum, weil ich meinen Reifendruck prüfen will!???
Solange Du dann in der Anstalt sitzt und daß Ventil nicht klemmt (siehe Raikönnen am Sonntag), solange ist Dein Reifen keinem unnötigem Verschleiß unterworfen!
)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))