Luftloser Reifen
Von allen Erfindungen in der Fahrradindustrie war wahrscheinlich keine so wichtig und nützlich wie der pneumatische Reifen von Dr. Dunlop
Luftlose Reifen waren seit Jahren überflüssig. Jedoch wollen ein paar spinnerte "Erfinder" sie zurückbringen. Dieser Typ Reifen ist schwer und langsam, sie fahren sich hart und geben schlechten Seitenhalt bei Kurvenfahrten auf unebenem Untergrund. Wegen ihrer fehlenden Dämpfungseigenschaften können sie auch noch zu Laufradschäden führen. Ein pneumatischer Reifen nutzt die gesamte enthaltene Luft, um Stöße gegen die Felge abzufedern, während "luftlose" Schaumstoffreifen nur die Luft unmittelbar an der Stoßstelle nutzen.
Luftlose Reife sind entweder aus Elastomer (gummiartiges Material) oder geschlossene Zellschaumstoffe, in denen tausende winzige Luftbalsen in einem gummiartigem Material eingeschlossen sind. Die bessertn sind die Schaumstoffreifen, da Elastomer noch weniger Stoßabsorptionseigenschaften hat.
Diese Art Material hat ein nichtlineares Ansprechverhalten bei Kompressionsdrücken. Bei Kompression wird das Material immer härter und gleichzeitig immer dünner. Der Vorteil des pneumatischen Reifens ist, dass die Kompression nahezu linear verläuft.
Eine physikalische Grundregel besagt, dass Druck sich invers proportional zum Volumen verändert.
Gesetzt den Fall, dass ein Reifen in viele kleine Segmente unterteil wäre, jedes rund ein Zoll (2,54cm) groß, so dass jedes Segment eine Art abgeschlossenen Ballon bildet. Nehmen wir an, dass der Reifen ein Zoll dick wäre. Durch das Fahrergewicht würde der Reifen um 1/4 seiner Dicke komprimiert. Das heiß, dass der einzelne "Ballon" jetzt rund 75% seines vorherigen Volumens hat. Der Druck erhöht sich auf 133% des Ursprungsdrucks.
Wenn der Reifen jetzt durch eine Unebenheit nochmal um 1/4 seines Volumens komprimiert wird beträgt sein Volumen jetzt 1/2 des Ursprungsvolumens. Damit ist der Druck jetzt auf 200% des Urspungsdrucks angestiegen.
Wenn der Reifen jetzt durch eine Unebenheit nochmal um 1/2 seines Volumens komprimiert wird beträgt sein Volumen jetzt 1/4 des Ursprungsvolumens. Damit ist der Druck jetzt auf 400% des Urspungsdrucks angestiegen.
Die Elastizität des "Luftlose" Reifen mit Zellschaumstoff basiert auf den kleinen Luftblasen im Schaum. Das beschreibt ungefähr das Funktionsprinzip des luftlosen Reifens. Das heißt natürlich, dass ein solcher Reifentyp bei ein Zoll Reifendicke nicht ein Zoll Luft für die Kompressioen hat, sondern nur das Volumen der kleinen Bläschen. Je fester man den Reifen komprimiert, desto mehr erhöht sich der Druck der Luftblasen und zwar in geometrischer Progression.
Stelle dieses Verhalten in Kontrast zum pneumatischen Reifen, bei dem das gesamte Luftvolumen im Reifen komprimiert wird. Der Druck im Reifen bleibt während der Fahrt nahezu Konstant erhöht und wird nur bei Unebenheiten stärker beansprucht und nutzt dann die gesamte Reifendicke um Stöße abzufedern.
Diese nahezu lineare Ansprechverhalten kann mit keine Material nachgestellt werden. Aus diesem Grund werden seit nahezu hundert Jahren alle Straßenfahrzeuge mit pneumatischen Reifen ausgestattet.
Das Ansprechverhalten sorgt nicht nur für Komfort. Es sorgt ebenfalls für gute Traktion bei höheren Geschwindigkeiten, da sie nicht zum Hüpfen tendieren wie härtere Reifentypen. Abheben des Reifens dezimiert die Traktion bei schnellen Kurvenfahrten. Ein Reifen, der nicht den Boden berührt, hat keine Traktion!
Es gibt gute Anwendungsbereiche für luftlose Reifen dort, wo Geschwindigkeit keine Rolle spielt und die Oberflächen sehr glatt sind. Sie sind für Rollstühle sehr zufriedenstellend, vor allem jene, die im Haus benutzt werden. Genausogut sind sie auch für Eisenbahn- und Waggonräder, Rollschuhe, Möbelrollen, Laufräder für Kleinkinder.
Quellen
Dieser Artikel basiert auf dem Glossar von der Website Sheldon Browns. Der Originalautor des Artikels ist Sheldon Brown.
