Einfluss Reifendruck auf Laufradbau

[MarkM]

Hallo Forum,

ich hätte eine Frage an die erfahrenen Laufradbauer unter euch.

Nehmen wir an ein Laufrad wurde fachgerecht aufgebaut und im Entstehungsprozess mehrfach abgedrückt. Die max. empfohlene Speichenspannung wurde eingehalten und mittels Tensiometer überprüft. Das Laufrad läuft im Zentrierständer nahezu perfekt. Es wurde darauf geachtet, dass die Abweichungen der Speichenspannungen am linken und rechten Nabenflansch, jeweils untereinander möglichst gering ausfallen, d. h. das Augenmerk lag auf einem möglichst gleichmäßigen Spannungsbild. Ganz präzise geht das aber m. E. nie. Kleine Höhen- oder Seitenschläge sind tolerierbar, weil man sie im Fahrbetrieb ohnehin nicht merkt.

Wird nun der Reifen aufgezogen und aufgepumt, dann ist das immer auch mit einem gewissen Verlust an Speichenspannung verbunden, unabhänigig vom Felgenquerschnitt, Material, Einspeichmuster, Speichenwinkel etc. Damit kann ich leben, denn darauf kann man beim Bau des Laufrades reagieren und die Speichen gleich etwas härter vorspannen.

Der Reifendruck hat allerdings einen weiteren negativen Effekt. Die verursachten Spannungsverluste fallen an den Speichen unterschiedlich stark aus, wodurch fast immer ein nicht unerheblicher Seitenschlag entsteht. Ich muss daher ein neues Laufrad mit montiertem Reifen fast immer nachzentrieren

Da bei einem Hinterrad auf der Nichtantriebsseite der größere Speichenwinkel vorhanden ist, fließt hier im Vergleich zur Antriebsseite ein größerer Anteil der Zugspannung in die axiale bzw. laterale Richtung. Das gilt ebenso für die Disc-abgewandte Seite bei einem Vorderrad. Allerdings fallen die Unterschiede hier nicht so groß aus, weil die Speichenwinkel und folglich die Speichenspannungen i.d.R. nicht so stark differieren.

Der Gedanke war nun, die Speichenspannungen auf der Seite mit dem größeren Speichenwinkel so einheitlich wie möglich vorzuspannen, damit es mit Reifendruck keine oder weniger Veränderungen am Laufrad gibt. Das habe ich ein paar Mal ausprobiert, aber das Ergebnis war nie zufriedenstellend.

Gibt es Tipps oder Tricks, wie ein Laufrad möglichst seine ideale Form beibehält, egal ob mit oder ohne Reifendruck? Danke!

Gruß Mark

 

[snowdriver]

Spontan würde mir fast ketzerisch die Aussage in den Sinn kommen, dass ein (zu) wenig vorgespanntes
System auf die von Dir genannten Faktoren merklich reagiert.

 

[406heijn]

.. wodurch fast immer ein nicht unerheblicher Seitenschlag entsteht. Ich muss daher ein neues Laufrad mit montiertem Reifen fast immer nachzentrieren
.

Kannst Du "nicht unerheblich" ein wenig quantifizieren? In welcher Größenordnung ist denn der Unterschied zwischen nicht montiertem und montiertem Reifen feststellbar?

 

[pumpkin]

Spontan würde mir fast ketzerisch die Aussage in den Sinn kommen, dass ein (zu) wenig vorgespanntes
System auf die von Dir genannten Faktoren merklich reagiert.

Nein, das hat mit dem geschilderten Verhalten nichts zu tun.
Was der TE beschreibt, ist reine Physik und tritt damit auch bei der korrekten Vorspannung auf.

 

[MarkM]

Spontan würde mir fast ketzerisch die Aussage in den Sinn kommen, dass ein (zu) wenig vorgespanntes
System auf die von Dir genannten Faktoren merklich reagiert.

Danke für eure Antworten.

Ich baue grundsätzlich nur hart eingespeichte Laufräder und gehe bis zur Grenze dessen, was die Felgen- oder Nabenhersteller zulassen (manchmal auch geringfügig darüber). Meist bewege ich mich so zwischen 1200 und 1350N. Meine Tensios werden von mir regelmäßig in einer Prüfvorrichtung kalibriert. Neue Speichen werden grundsätzlich vorher einmal stichprobenartig durchgemessen, da es auch hier immer wieder mal produktionsbedingt Abweichungen gibt und die Spannungstabellen der Hersteller nicht immer verlässlich sind.

@406heijn : Der Seitenschlag kann durchaus bis zu 1mm mit Reifendruck betragen. Im Zentrierständer ohne Reifen laut Messuhr weniger als 0,1mm. Ich möchte behaupten es macht wenig Unterschied welche Komponenten beteiligt sind. Egel ob ultraleichte Carbonfelgen oder gewöhnliche Alufelgen aus jedem Preissegment. Meist werden hochwertige Naben, Alunippel, CX Ray oder CX Sprint Speichen verbaut.

Ergänzung: Wurde ein Laufrad mit montiertem Reifen einmal nachzentriert, dann behält es in aller Regel ziemlich gut seine Form und funktioniert über einen langen Zeitraum einwandfrei. Es gibt keine Probleme mit Speichenbrüchen.

 

[406heijn]

1 mm ist schon reichlich, das stimmt. Das Problem habe ich aber bei meinen eigenen selbst gebauten Laufrädern nicht beobachten können.

 

[pumpkin]

1 mm ist schon reichlich, das stimmt. Das Problem habe ich aber bei meinen eigenen selbst gebauten Laufrädern nicht beobachten können.

Hast du es denn mal gemessen? Eigentlich sollte das bei jedem LRS auftreten.
Evtl. nicht bei 2:1 Einspeichung, da hier links und rechts annähernd die gleiche Vorspannung anliegt?

 

[snowdriver]

Nein, das hat mit dem geschilderten Verhalten nichts zu tun.
Was der TE beschreibt, ist reine Physik und tritt damit auch bei der korrekten Vorspannung auf.

Hm, und hab mir erst ein mal einen LRS machen lassen, ansonsten naja selbst Hand angelegt oder eben System-LRS gekauft, aber bei keinem hätte ich einen Millimeter toleriert - weder mit noch ohne Reifen.
Deshalb frage ich mich, ob meine Messmethoden so schlecht sind, oder meine Räder ohne Physik auskommen - Schmarrn - aber was macht denn dann den Unterschied?

 

[woop]

Also den Effekt mit nachlassender Speichenspannung beim Bereifen kenne ich und lässt sich auch per Tensiometer deutlich nachprüfen. Aber ich habe noch nie erlebt, dass das dann konkrete Auswirkungen auf die Zentrierung des Rades an sich hatte. Reden wir hier von minimalsten Abweichungen die einfach in der Praxis nicht auffallen? Wenn nein würde ich doch vermuten, dass da irgendwoanders in deinem Aufbau der Hund begraben liegt.

 

[406heijn]

...Reden wir hier von minimalsten Abweichungen die einfach in der Praxis nicht auffallen? Wenn nein würde ich doch vermuten, dass da irgendwoanders in deinem Aufbau der Hund begraben liegt.

es war von 1mm Abweichung die rede

 

[MarkM]

Ich gehe beim Laufradbau grundsätzlich sehr präzise vor. Wie ich ganz oben bereits schrieb, wird immer versucht, die Abweichungen bei den Speichenspannungen so gering wie möglich zu halten. In Zahlen ausgedrückt ergeben sich meist Differenzen von max. 10-15kg. Das ist nach meiner Erfahrung recht ordentlich.

Ich habe schon das ein oder andere Laufrad von professionellen Laufradbauern durchgemessen. Die sind beim Bau garantiert schneller wie ich, aber definitiv nicht präziser. Schlussendlich hängt das aber nicht nur allein vom Können ab, sondern auch vom Material welches verarbeitet wird.

 

[grueni2]

Du hast ja weiter oben schon beschrieben, dass Du der Ansicht bist, dass die Speichen nicht alle von gleicher Güte sind.
Wenn Du nun diese Speichen so spannst, dass die Spannungen maximiert und die Abweichungen der Spannungen minimiert werden, dann ist es doch zu erwarten, dass die Speichen beim Entlasten durch das Aufpumpen in Abhängigkeit von der Güte unterschiedlich reagieren, wenn sie denn unterschiedlich in der Güte sind.
Genau das deckst Du dann ja auf, wenn Du im aufgepumpten Zustand eine Kontrollmessung machst und dann einen Seitenschlag entdeckst und dann nochmals zentrierst.
Danach hast Du dann ja ein Laufrad, das Dich zufrieden stellt.

Eigentlich hast Du bewiesen, dass die hohe und gleiche Spannung für alle Speichen (natürlich unterschiedlich für hinten bei unterschiedlichen Längen) nicht der allein seligmachende Massstab für ein perfekt eingespeichtes Rad ist.

 

[MarkM]

Das Überprüfen der Speichen vor dem Bau, hat nur den Grund Produktionsschwankungen zu erkennen, um eine noch genauere Referenz beim Zentrieren zu erhalten. Speichen sind natürlich nie in ihren Eigenschaften 100%ig identisch, aber die Abweichungen innerhalb einer Charge sind praktisch vernachlässigbar. Ich überprüfe natürlich nie alle Speichen , aber die Messwertabweichungen mehrerer Speichen des gleichen Typs sind immer extrem gering und können somit nicht die Erklärung für einen relativ großen Seitenschlag sein.

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Da ich häufig Carbonfelgen einspeiche, hatte ich schon mal den Verdacht, ob es bei handgemachten Felgen möglicherweise Abweichungen in Sachen radialer Steifigkeit geben könnte. Damit meine ich nicht den Einfluss von Profilhöhe/Querschnitt, sondern ob eine Carbonfelge evtl. nicht an jeder Stelle (die Verbindungsstelle(n) einmal vernachlässigt) die identischen Eigenschaften bei zunehmender radialer Last aufweist.

Es lässt sich nicht ganz präzise beurteilen, aber ich stelle mit Reifendruck praktisch nie eine Veränderung durch einen Höhenschlag fest. Es entsteht immer nur ein deutlicher Seitenschlag. Durch die harte Einspeichung ist das "System" ja in sich äußerst stabil und eigentlich unanfällig gegenüber äußeren Einflüssen. Demzufolge liege ich mit meiner Vermutung sicher nicht richtig.
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Ergänzung: Eigentlich kann ich mir meine Vermutung selbst widerlegen, weil weder während des Spannungsaufbaus noch beim fertigen Laufrad keine größeren Spannungsabweichungen auftreten bzw. resultieren. Warum sollte sich die Felge bei einem Speichenspannungsverlust infolge des Reifendrucks nun plötzlich anders verhalten als beim Vorspannen der Speichen? Ich denke das kann ausgeschlossen werden.

 

[grueni2]

So ganz falsch liegst Du bestimmt nicht. Es sind aber eben nicht nur die Speichen oder deren Spannung. Du denkst ja auch schon an die Felge.
Du stellst einen bestimmten Zustand her, der Dich zufrieden stellt.
Dann fügst Du weiter Komponenten zu dem System hinzu:

• Reifen
• Schlauch, falls nicht tubeless
• Luftdruck

Mindestens eine der Komponenten im jetzigen System sorgt jetzt eventuell für einen Seitenschlag.
Am ehesten kommen m.E. in Frage:

• Speichen
• Felge
• Reifen

Alle können ungleich verarbeitet sein und einzeln oder gemeinsam mit irgendeiner anderen Komponente einen Seitenschlag verursachen.
Die Effekte bekommst Du mit einfachen Mitteln nicht getrennt und somit auch keinen "Schuldigen".

Macht aber nix, denn mit Deinem Nachzentrieren des Gesamtsystems bereinigst Du das Problem.
Und der Zustand ist ja dann auch der Entscheidende, denn sinnvollerweise verwendest Du das Laufrad beim Fahren mit aufgepumpten Reifen.

 

[pumpkin]

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Es lässt sich nicht ganz präzise beurteilen, aber ich stelle mit Reifendruck praktisch nie eine Veränderung durch einen Höhenschlag fest. Es entsteht immer nur ein deutlicher Seitenschlag. Durch die harte Einspeichung ist das "System" ja in sich äußerst stabil und eigentlich unanfällig gegenüber äußeren Einflüssen. Demzufolge liege ich mit meiner Vermutung sicher nicht richtig.


Geht es um einen Setenschlag ( "Acht") oder um eine Bewegung des ganzen LR aus der Mitte um ca 1mm nach rechts ohne "eiern"?

 

[MarkM]

Ursächlich für diesen Seitenschlag ist ein ungleichmäßiger Spannungsabfall in den Speichen. Wodurch diese Abweichung aber konkret verursacht wird, das ist die Frage. Druck breitet sich in einem Medium in alle Richtungen gleich aus. Felgenflanken und Felgenbett müssten also auf den gesamten Felgenumfang betrachtet den gleichen Druck abbekommen. Ein höherer Reifendruck führt zu einem größeren Seitenschlag.

Ob die Bereifung hier eine Rolle spielt, könnte man im Ausschlussverfahren ermitteln, in dem man die Lage des Reifens und des Seitenschlages markiert und dann den Reifen z. B. um 90° oder 180° gedreht wieder montiert. Ehrlich gesagt glaube ich daran nicht, werde es aber bei Gelegenheit ausprobieren.

Die Speichen ansich schließe ich eigentlich aus, weil sie zum einen sehr gleichmäßig vorgespannt wurden und das mehrfache Abdrücken nicht nur für Setzungen an den Kontaktpunkten sorgt und vorhandene Torsionen abbaut, sondern u. a. Spannungen im Gefüge reduziert. Dies sorgt nochmals für eine Vereinheitlichung in ihren Eigenschaften.

 

[Kees52]

WENN die Speichen ausgeschlossen werden (IMO ist das richtig), dann sind es wohl die Felgen.....
Hast du schon gedacht an lokale Abweichungen im Wandstärke der Felgen und wechselnde Ausweichung bei Spannungsabfall der Speichen?
Ist IMO nicht unmöglich bei Extrusionsprofilen und auch nicht bei Carbonfelgen.

 

[grueni2]

Umdrehen des Reifens ist eine gute Idee.
Da kann man bestimmt Erkenntnisse gewinnen.
Ich muss mich auch korrigieren, die Felge dürfte die höchste Wahrscheinlichkeit haben als Auslöser.

 

[vorTrieB]

... dann sind es wohl die Felgen.....

Das würde ich auch denken. 8 Bar Druck verteilt auf die üblichen 622 x 17 mm macht: 8000 Newton, bei 20 Speichen also 40 pro Stück. Das vermag so heftige Änderungen meiner Meinung nach nicht zu erklären. Schau doch mal, ob sich beim Aufpumpen das Felgenprofil verändert.

 

[pumpkin]

Nochmal die Frage, weil ich es nicht vestanden habe: Geht das Rad beim Aufpumpen gleichmäßig aus der Mitte oder bildet sich eine sog. "Acht"? Das Letztere verstehe ich unter Seitenschlag.