lufloser Reifen

[Doppelnik]

Hallo zusammen,

das Thema kocht bei Landfahrzeugen ja immer wieder mal hoch, nun holt Michelin das Thema wieder hervor:

Ich denke, dass solche Reifen sicher einen höheren Rollwiderstand haben als konventionelle "pneumatische" Reifen und das Thema Steinchen/Unwucht ist sicher auch nicht ganz einfach. Für leichte Flugzeuge ohne Einziefahrwerk finde ich diese Lösung aber seht interessant wenn man damit auf eine Federung verzichten kann. Damit ließe sich sicher einiges an Gewicht einsparen und in Verbindung mit einer eng sitzenden Verleidung sicher auch der Luftwiderstand verringern. Ich stelle mir eine Lösung wie hier vor (http://www.aerofiles.com/cwa19r.jpg) wobei ich die Verkleidung als als tragendes Element auslegen würde wird um die Achse direkt darin zu lagern. Für eine ausreichenden Federweg müsste der Reifen mit großem Durchmesser ausgeführt werden und könnte im Gegenzu sehr schmal sein.

 

[Airboss]

Großer Durchmesser und schmal? Meinst, das geht? Knickt der nicht zur Seite, ab gewissen Kräften, also, wenn diese Elemente zwischen Reifen und Felge den Federweg einer üblichen Schwinge oder eines Dämpfers übernehmen sollen sollen?
Und warum sollte der Rollwiderstand größer sein? Der ist doch nicht abhängig vom Innenleben im Reifen, oder doch?

 

[Doppelnik]

das mit dem seitlichen Wegknicken ist sicherlich ein potentielles Problem, allerdings kann man, innerhalb gewisser Grenzen, die Steifigkeit mit der federnden Struktur auch durchaus richtungsabhängig machen.

Wenn etwas einfedert und wieder ausfedert, geht dabei immer Energie verloren, weil die Kraft beim Ausfedern immer niedriger ist, als beim Einfedern (Hysterese). Luft ist da ziemlich gut, und bei einfechen Rollen muss die Luft noch nicht mal einfedern, daher sind die Verluste sicherlich geringer als bei sich ständig biegendem Plastik. Das ist aber bei Flugzeigfahrwerken sicher nicht so entscheident

 

[gero]

Eine tolle Idee. Und nun? Welche Probleme eines existierenden Fahrwerkes werden damit gelöst? Die Möglichkeit, daß die Bereifung die Federung mit übernimmt, wird bei manchem Flugzeug bereits (mit gewöhnlicher Bereifung) verwendet (ich weiß, wovon ich schreibe). Ob der neue Reifen bei vergleichbaren Eigenschaften wirklich leichter sein wird? OK, die Gefahr des Platzens der Luftverlust und die Druckkontrolle entfallen. Spannend ist die Frage, womit ich für diesen Vorteil dann bezahle.
Die Ideen mit der engen Verkleidung o.s.w sind eher unpraktisch...

gero

 

[Doppelnik]

Welche Probleme mit Dampfloks habe E-Loks gelöst? Eigentlich funktionierten die doch sehr gut...

Fahrwerke sind nicht ja nichts was schlecht funktionieren würde, aber sie sind teuer (sofern man nicht eine Art Querblattfeder zur Radaufhängung und Federung nutzt), schwer und müssen gewartet werden. Wenn man sie nicht einziehen kann, bremsen sie auch noch erheblich. Es wäre also durchaus schön, wenn man darauf verzichten könnte. Weshalb sollte die enge Verkleidung unpraktisch sein?

Ich bin kein Reifenentwickler und kann nicht alle möglichen Probleme im Vorfeld aussschließen, aber ich sehe hier zumindest die Potentiale. Goodyear geht da noch ein paar Schritte weiter, wie ich eben auf Youtube gesehen habe, allerdings grenzt das schon an Spinnerei...

Zum Runterkommen, hier eine bodenständigere Anwendung:

Gut zu sehen, sind die guten Dämpfungseigenschafte, das wäre sicherlich sehr erstrebenswert für eine Landung.

 

[Doppelnik]

noch eine Anmerkung, Luftreifen federn natürlich auch ein Stück weit, allerdings ist der Kraftaufbau über den Einfederweg stark progressiv, zum einen weil sich die Aufstandsfläche mit zunehmender Kraft vergrößert, zum anderen steigt der Luftdruck beim schnellen Komprimieren mit der Volumenänderung hoch 1,4. Bei den Luftlosen reifen, läßt sich das Kraft/Weg Verhältnis viel linearer einstellen und der nutzbare Federweg wird erheblich größer. Auch kann man die Federung in Querrichtung deutlich steifer gestalten als in radialer Richtung. Die ersten Anwendungen bei Michelin (Tweel) sind wohl daher auch für ungefederte Fahrzeuge, bei denen sie den Fahrkomfort erheblich verbessern.

 

[cool]

Und warum sollte der Rollwiderstand größer sein? Der ist doch nicht abhängig vom Innenleben im Reifen, oder doch?

Ich kann da nur aus der Praxis von meinem Rennrad erzählen. Jeder mm Gummi der da mehr drauf ist, kann man spüren. Ein Schwalbe Marathon (etwas dickerer Tourenreifen) fährt sich dramatisch schlechter als ein neuerer, dünnerer Rennreifen mit wenig Luft. Getoppt wird das von Schlauchreifen mit Latexschlauch oder Schlauchlosen Reifen. Sicherlich ist auch hier etwas "Voodoo" dabei, aber Unterschiede sind schon zu spüren.

Thema Unwucht: Ich denke auf den ungelenkten Achsen von Flugzeugen weniger ein Thema. Auch hier kann ich was aus der Praxis beisteuern: In den Zeiten meiner Rennstrecken-"Karriere" (relativ gesehen langsam, aber wir haben alles gegeben ) mit den Motorrädern haben wir die Reifen selbst getauscht (selbstgebautes Gerät) und zum Schluss hinten gar nicht mehr gewuchtet. Da war es so, wenn die Felge einmal gut gewuchtet war, dann hat der Reifen nur mehr wenig ausgemacht und selbst das war vernachlässigbar. Wahrscheinlich hätten wir uns das vorne dann auch sparen können.

Die Frage bleibt natürlich, in wie weit man das auf Flugzeuge münzen kann. Aus dem Bauch raus würde ich sagen, für Luftreifen spricht das geringe Gewicht.

 

[Doppelnik]

Die Frage bleibt natürlich, in wie weit man das auf Flugzeuge münzen kann. Aus dem Bauch raus würde ich sagen, für Luftreifen spricht das geringe Gewicht.

Meine Hoffnung ist hierbei, dass man die Federweg der luftlosen Reifen so weit vergrößern kann, dass man gar kein gefedertes Fahrwerk mehr benötigt (Buschflugzeuge ausgenommen). Damit würde man in der Summer Gewicht sparen, selbst wenn die Reifen etwas schwerer ausfallen würden. Zudem ließe sich damit auch der Luftwiderstand (bei nicht einziehbaren Fahrwerken) und der Wartungsaufwand reduzieren (keine Stoßdämpfer, Buchsen, Reifenplatten etc.)

 

[Ta152]

Die von dir gewünschten Federwege könnte man mit Luftreifen genauso erreichen. Man darf sie nur halt nicht mit so viel Druck befüllen.

 

[Doppelnik]

nein, Luftreifen haben einen stark progressiven Kraftverlauf, damit würden Landungen ohne Federung zu einen rauen Gehüpfe. Zudem müsste man riesige Ballonreifen mit hohen Luftwiderstand verwenden welche sich zudem bei Einfedern noch seitlich ausdehnen, damit würde eine eng sitzende Verkleidung unmöglich.

 

[gero]

eine eng sitzende Verkleidung

... ist aus verschiedenen Gründen unpraktisch. Vor allem eindringende Fremdkörper sind ein nicht zu unterschätzendes Problem. Das fängt bei Wasser in verschiedenen Aggregatzuständen an und hört bei Steinen noch lange nicht auf. Dazu kommt, daß der Reifen seine Größe ändert (Abnutzung, Wärmeausdehnung). Auch ist ein Reifen ein Verschleißteil, welches regelmäßig zu kontrollieren und zu wechseln ist. Auch da ist eine enge Verkleidung unpraktisch.

gero

 

[Doppelnik]

Wasser wird wohl kaum ein Problem sein... Das Reifen wechseln ist auch damit sehr einfach, einfach eine durchgehende Achse verwenden welche von Außen gelöst werden kann, damit zieht man die Achse raus, wenn man den Reifen wechseln will. Wärmeausdehnungen sind relativ unbedeutend dafür reicht auch 2 mm Spiel locker aus.

 

[gero]

Theorie und Praxis unterscheiden sich in der Theorie nicht ...

• Wasser kann zum Beispiel Schnee, Matsch oder Eis sein. Da ist schon manche Verkleidung geplatzt
• ein Reifen nutzt sich in seiner Einsatzzeit messbar ab, nicht immer gleichmäßig, schiebelandungen verformen den Reifen einseitig, die Verformung unter hoher Drehzahl (Fliehkraft) u. s.w. sind auch alles Feinde der engen Verkleidung. Schau Dir mal die weite Verkleidung einer C172 nach 200 Stunden an

 

[Doppelnik]

Radial ist enges Spiel auch gar nicht wichtig, weil es nicht die Frontfläche beeinflusst. Beim genannten Luft lösen Reifen, wie auch normale Radielreifen, gibt es auch keine nennenswerte Durchmesserändeeung durch Drehzahlen o. Ä. weil es einen Stahlgürtel gibt. Der Verschleiß beeinflusst nur das radiale Spiel nur um wenige Millimeter und das axiale überhaupt nicht

 

[bodo]

Ich sehe schon, Doppelnik wird die Luftfahrt mit seinen Ideen noch revolutionieren.

 

[Simon Maier]

Hallo,

Ich kann da nur aus der Praxis von meinem Rennrad erzählen. Jeder mm Gummi der da mehr drauf ist, kann man spüren. Ein Schwalbe Marathon (etwas dickerer Tourenreifen) fährt sich dramatisch schlechter als ein neuerer, dünnerer Rennreifen mit wenig Luft.

Der Unterschied hier ist ziemlich extrem, da der Marathon noch mal 3 - 5 mm (je nach Ausführung) an zusätzlicher Gummischicht durchwalkt. Viel Luft bringt hier Verbesserung, aber halt schlechtere Federungseigenschaften.
Man merkt es sogar ob ein Rad mit konvent. Ausführung oder Tubeless unterwegs ist, da der Schlauch am Ende auch zusätzlicher Gummi ist der durchgewalkt wird.
Bei dem hier beschriebenen Airless Reifen müssen die ,,Verbindungen'' von Karkasse zum inneren bei jeder Umdrehung gestaucht werden, was Wärme im Gummi und damit Rollwiderstand bringt.
Zusätzlich muss man solche Reifen seitlich schließen, da sonst Dreck oder Steine in das Rad eindringen.

 

[Doppelnik]

Ich habe hier ja selber die These aufgestellt, dass ein luftloser Reifen einen höheren Rollwiederstand hat und bleibe auch dabei solange ich nichts Genaueres darüber erfahre. Allerdings ist diese Ausführung mit den "Speichen" schon ziemlich geschickt, diese werden nämlich gar nicht gestaucht, sonder biegen sich einfach in der Zone des Reifenlatsches. Die (integrierte) Felge hängt an den Gummispeichen welche im oberen Teil auf Zug beansprucht werden. Die Federwirkung kommt hierbei in erster Linie durch den radialen Stahlgürtel zustande, nicht durch das Gummi. Stahl hat eine wesentlich kleinere Hysterese als Gummi, wodurch die Verluste geringer sind. Natürlich ist dies die Idealvorstellung wobei sich das Gummi natürlich trotzdem irgenwo verformt und Verluste erzeugt, nur nicht in dem Maße wie es bei einer Federung vorwiegend mittels Gummi der Fall wäre.

Ein seitliches Schließen der Reifen ist nicht erforderlich, bei fast jedem Youtube Video berichten die Nutzer, dass sie anfänglich Bedenken hatte, dass sich dort Steine oder Dreck drin verfangen könnte aber es passiert nicht, solange sich der Reifen schnell dreht, bzw. das wird alles seht schnell wieder rausgestoßen sobald der Reifen sich dreht.

 

[cool]

DEr Effekt, das Walkarbeit entsteht und dort Energie umgewandelt ist, wird ja bei einem dämpferlosen Fahrwerk eher zum Vorteil, genau das macht ja sonst der Dämpfer.

 

[Doppelnik]

Ja, zweifellos und das Video mit den Baggern zeigt dass das der Fall ist. Natürlich ist ein höherer Rollwiderstand beim Start nicht so toll, aber mit zunehmenden Auftrieb fällt die Walkarbeit immer weiter ab, so dass der Einfluss sicher nicht sehr groß ist.

 

[gero]

Ein seitliches Schließen der Reifen ist nicht erforderlich, bei fast jedem Youtube Video berichten die Nutzer, dass sie anfänglich Bedenken hatte, dass sich dort Steine oder Dreck drin verfangen könnte aber es passiert nicht, solange sich der Reifen schnell dreht, bzw. das wird alles seht schnell wieder rausgestoßen sobald der Reifen sich dreht.

Und genau das fängt sich dann in Deiner engen Verkleidung...