Zeitlicher Druckverlust im Fahrradschlauch

[Leonardi]

Das bei max. Druck der Druckverlußt schneller erfolgt als bei geringerem Druck hatte ich schon beim Messen mit dem Schwalbe Luftdruckprüfer bemerkt. Nun wollte ich es genauer wissen, auch für längere Zeiträume.

Bsp. Hinten Schwalbe Durano 35-559 (4.0-6,5 bar) Umfang 210 cm Durchmesser 3,5 cm -> Volumen 2,0 Liter
Messung: Latexschlauch bei Anfangsdruck 6,5 bar nach 24 Stunden 6,0 bar.

Nebenbei Berechnung der Leckrate:
http://de.wikipedia.org/wiki/Leckrate
Leckrate Q = (500mbar*2 Liter) / (24*3.600 s) = 1,1 * 10[SUP]-2 [/SUP]mbar *l/s

Nach diesen Richtwerten wäre die Strömungsart turbulent:
http://www.leakdetection-technology.com/science/die-stroemung-von-gasen-und-leckagen
Es ist aber deshalb keine turbulente Strömung, weil es sich nicht nur um ein einziges Leck, sondern um viele millionen molekulare Löcher handelt.

Weiter unten steht:
"Aus der Formel von Knudsen kann man erkennen, dass, im Gegensatz zur laminaren Strömung, bei der molekularen Strömung sich die Leckrate in Abhängigkeit vom Druck linear proportional verändert."

Aufstellen der Differentialgleichung:
dp/dt = a * p(t)

(dp = Druckänderung) pro (dt = Zeiteinheit)
a = Proportionalitätskonstante
p = Druckdifferenz (Innendruck- Außendruck)

Lösung der DGL zB. mit
http://de.wikipedia.org/wiki/Variation_der_Konstanten
Ergebnis: p = p(0)* e ^ (a*t)

Bestimmung von a : p(0) = 6,5 bar ; p = 6,0 bar zur Zeit t = 24 h:
a=ln (p/p(0) ) / t = ln ( 6,0/6,5 ) / 24 h = 0,003335 h[SUP]-1[/SUP]

Umgestellt nach:
t = ln ( p/p(0) ) / a

Daraus ergibt sich:
Bei Anfangsdruck 6,5 bar
Nach 24 h Reifeninnendruck 6,0 bar (gemessen)
Nach 50 h Druck 5,5 bar
Nach 146 h ( 6 Tage) Druck 4 bar.


Graphische Darstellung mit online Funktionsplotter 6.5 * e^(-0.003335 * x); hier reinkopieren:
http://www.walterzorn.de/grapher/grapher.htm
6,5 bar zu Beginn, nach 30 Tagen 720 Stunden 0,6 bar :

　
　

　
Gruß Leonardi

 

[einrad]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Ich bin Latexschläuche noch nie gefahren, der rasche Druckverlust klingt für mich auch danach, dass ich dies wohl kaum jemals tun werde.

Kann man annehmen, dass die gerechneten Werte bzw. die Kurve der Realität entsprechen?

Hast Du vielleicht auch Werte für Standard (?Butyl?) Schläuche im Vergleich?

Gruß, Harald

 

[Leonardi]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Realität ? Ich habe mehrmals auch nach bis zu 4 Tagen gemessen ohne nachzupumpen. Keine genauen Notizen gemacht, aber nach meinen Erinnerungen passt mit die Kurve. Könnte das ja nochmal machen und a noch genauer ausrechnen, darum ging es mir aber nicht.

Buthyl hält natürlich viel länger, Bsp. in 30 Tagen von 5 bar auf 4,2 bar 47-622 (Schlauch Nr. 17 oder 19 - vermutlich nicht ExtraLight 19A), wäre also etwa 15 mal so lange wie Latex:
http://www.schwalbe.com/ger/de/produkte/schlaeuche/
bzw. http://www.schwalbe.com/ger/de_media/allgemein/download/grafik_schlauchtabelle.pdf

Aber auch bei Buthyl ist der Druckverlußt am Anfang höher und später wenn die Druckdifferenz innen-außen geringer ist, weniger.

Gruß Leonardi

 

[mbi03]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Hallo Leonardi,

Realität ?

Passtscho ...
Halbiert in 14Tagen ... , kurz vor platt stehen nach reichlich einem Monat ...
Spaetestens nach 3 Tagen mal die Luftpumpe nehmen ...

Das ist so ....
Aber eigendlich nicht weiter dramatisch ....

Die Schlauchreifen&Latexschlauchhasser kolportieren das ja immer so als muesste an der Rennbahn der Kompressorwagen mit rumfahren.
Nein selbst beim Ironman wo die Raeder am Tag vorher hingestellt werden, uebrpumpt man nur ein wenig damit man zum Rennen, 24Stunden spaeter genau den passenden Druck hat.

Aber auch bei Buthyl ist der Druckverlußt am Anfang höher und später wenn die Druckdifferenz innen-außen geringer ist, weniger.

Ja auch Butylschlaeuche haben Druckverlust ... nur halt wenn sie doch mal welchen haben, dann meist schneller ... denn bei Dornen und anderen kleinen Fiesslingen
verlieren die Butylis in Sekunden, Latex mitunter erst in Stunden ....

mfG
Matthias

 

[einrad]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Realität ? Ich habe mehrmals auch nach bis zu 4 Tagen gemessen ohne nachzupumpen...
Gruß Leonardi

Hi Leonardi,

die Frage war nicht negativ gemeint. Sorry, falls das falsche rübergekommen sein sollte.

Z.B. wird jede Messung wohl zu einem minimalen Luftverlust führen.
Diesen Effekt (oder weitere Faktoren wie Temperatur, etc...) abzuschätzen habe ich nicht getan, sondern einfach mal gefragt.

@ Matthias:
Deine Aussage, dass die Latexschläuche bei Stichen "toleranter" sind war mir noch nicht bekannt.
Ist das Phänomen ausreichend, dass man mit einem Latexschlauch oft noch mit Nachpumpen nach Hause kommt?
Oder ist's eher so wie würfeln: mal reicht's - mal reicht's nicht?

Gruß, Harald

 

[noses]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Buthyl hält natürlich viel länger, Bsp. in 30 Tagen von 5 bar auf 4,2 bar 47-622 (Schlauch Nr. 17 oder 19 - vermutlich nicht ExtraLight 19A)

Der Fairness halber solltest Du mal ein paar nicht-Schwalbe-Schläuche testen. Ich habe mittlerweile mehr Probleme mit undichten Ventilen ("schon wieder platt – wie, das blubbert ja SCHON WIEDER am Ventil" und das trotz Rohrzange). Langsam frage ich mich, ob ich meine Schwalbe-Schläuche nach dem Kauf beim Profi schweißen lassen muß.
Das eklige Elefanten-Kondom von Conti (die mit 451 ausgezeichnet sind, aber kaum auf 406 passen) links vorne hält jedenfalls länger und besser als alle Schwalbe rechts vorne und das kann nicht nur an meiner Fahrweise liegen.


noses.

 

[Martin D.]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Realität ? Ich habe mehrmals auch nach bis zu 4 Tagen gemessen ohne nachzupumpen….

Danke für die Messungen und Berechnungen.
Zwei Faktoren fände ich noch wichtig zu wissen:
1. Wurde der Reifen vor dem Test frisch neu aufgepumpt, oder nur nachgepumpt (Reifengas-Zusammensetzung)
2. Der Latex-Schlauchquerschnitt war vermutlich recht genau passend zum Reifen gewählt? (gemäß Matthias; minimale Dehnung)

 

[Martin D.]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

...Ich habe mittlerweile mehr Probleme mit undichten Ventilen...

Das Problem hatte ich auch, lag bei mir aber an der Pumpe/Adapter.Nachdem ich die Messing Ventiladapter durch Kunststoffadapter ersetzt habe, blieben meine Ventile bislang dicht. Teils verwende ich aber auch Schläuche anderer Hersteller. Gruß, Martin

 

[pinguin]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Meinen Dank an Matthias und alle anderen, denn das mit den unterschiedlichen Lufthaltevermögen gerade auch bei Einstichen wusste ich bisher auch nicht.

Ventile selber bereiteten bei allen meinen AV-Schläuchen noch keinerlei Probleme, der Übergang vom Schlauch zum Ventilansatz hingegen schon; hier durfte ich schon oft Luftverlust feststellen, der dann wieder aufhörte, wenn man das ganze Ventil nur um Millimeter in eine andere Richtung bewegte. Genau einmal hatte ich kurz darauf sogar den ganzen eigentlich einvulkanisierten(?) Ventilsatz in der Hand.

 

[noses]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Das Problem hatte ich auch, lag bei mir aber an der Pumpe/Adapter.

Aber die Pumpe habe ich unterwegs (oder beim Parken) gar nicht am Ventil – die kommt nur dran, wenn ich pumpen muß. Und dann arbeite ich rechts mehr als links.


noses.

 

[Martin D.]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Aber die Pumpe habe ich unterwegs (oder beim Parken) gar nicht am Ventil – die kommt nur dran, wenn ich pumpen muß...

Wie bei mir; aber:
Beim abschrauben des damaligen Ventiladapters, lockerte ich leider auch den Ventileinsatz, was später zu Luftverlusten führte. Grund war der Dichtungsring im Adapter. Gruß, Martin

 

[Martin D.]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

… Werte für Standard (?Butyl?) Schläuche im Vergleich?…

Wer erwägt sich einen Latexschlauch zu kaufen, dem wird es meistens wohl insbesondere um den verminderten Rollwiderstand gehen.
Für einen fairen Dichtigkeits-Vergleich, würde ich Leichtlauf-Butylschläuche heranziehen.

Ich verwende hinten z.B einen Supersonic-Schlauch (18/25 - 622/633).
Da dieser andere Abmessungen hat als Leonardis Schlauch, ist nur ein eingeschränkter Vergleich möglich (Volumen / Oberflächen - Verhältnis).
Die Wandstärke soll bei 0,45 mm liegen (also wohl etwa die Hälfte von den Standardschläuchen). Die aktuelle Wandstärke sollte wesentlich dünner sein, da der Schlauch z. Z. auf den maximal zulässigen Querschnitt gedehnt ist ( Reifen 25 - 622).

Komplett neu aufgepumpt, messe ich einen Druckverlust von ca. 8 auf 6 Bar in 7 Tagen.
Der Schlauch ist zwar bereits geflickt, aber der Druckverlust entspricht in etwa meinen Erfahrungen mit diesem Schlauch.
Wenn ich über längere Zeit nur nachpumpe (die alte Luft bleibt im Schlauch), dann sollte der Druckverlust wohl etwas niedriger ausfallen, da der Sauerstoff im Gas vermutlich schneller entweicht (Gaszusammensetzung).

Testbedingungen: Lagertemperatur ca. 15 C°, und in Bewegung bei wechselnden Temperaturen 290 km. Gruß, Martin

 

[tüfti]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Interessehalber habe ich eben meine Reifen mit Latex-Schläuchen auf Luftverlust nachgeprüft:

Vorne Ultremo 23-406 auf 25mm-Felge mit Latexschlauch optimal im Querschnitt passend, hat nach 3 Tagen einen Druckverlust von 9 auf 6 bar.
Hinten Durano 35-559 auf 25mm-Felge mit Latexschlauch optimal im Querschnitt passend, hat nach 3 Tagen einen Druckverlust von 6,5 bar auf 5 bar.

Für täglichen Gebrauch wäre mir die dauernde Aufpumperei zu viel.
Da ich nur etwa 2 x in der Woche fahre, beiße ich in den sauren Apfel und pumpe vor jeder Fahrt auf.
Dafür läuft es halt leichter.

 

[mbi03]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Hallo Harald,

Deine Aussage, dass die Latexschläuche bei Stichen "toleranter" sind war mir noch nicht bekannt.

Und ich fuehle mich schon immer wie ein Wanderprediger ...
Fuer mich ist dieser Effekt noch wichtiger als der absolute "Leichtlauf"

Ist das Phänomen ausreichend, dass man mit einem Latexschlauch oft noch mit Nachpumpen nach Hause kommt?
Oder ist's eher so wie würfeln: mal reicht's - mal reicht's nicht?

Ersteres, im Allgemeinen hat man als Konsequenz im den schlimmeren Faellen einen "Halbstundenschleicher" bei Dornen oder Reisszwecken, also Sachen die nicht schneiden, sondern einen glatten Stich erzeugen, entweicht die Luft ueber Stunden. Viele Rennradfahrer bemerken das garnicht, und schreiben den heftigen Druckverlust danach, systhemisch den Reifen zu. Aber bei genauerem hinsehen, ist oft der Schlauch dann sogar mehrfach zerstochen.
Mitunter bemerkt man solche Schleicher erst wenn man am naechsten Morgen den Reifendruck kontrolliert, und der mehr verloren hat, als ueblich.
Deshalb empfehle ich das taegliche anpumpen&messen vor Fahrtantritt.

Butyl hat aber anders als Latex eher einen Hang zum "weiterreissen", so das dort aus einem kleinen Stich meisst ganz schnell ein kleiner Riss wird.

mfG
Matthias

 

[einrad]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Hallo Matthias,

Danke für die Auskunft.

Und ich fuehle mich schon immer wie ein Wanderprediger ...

Kann ich bestätigen, die Beschreibung passt!

Ich finde in den Predigten auch immer wieder interessante Dinge dabei, auch wenn meine Schlüsse dann manchmal anders sind als die Deinen.

Gruß aus Graz, Harald

 

[Gear7Lover]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Hat's mal jemand mit Stickstoff probiert? Die Autoreifenbuden preissen das ja aus ähnlichen Gründen an.
Oder CO2 aus der Patrone?
Gruss Wolfgang

 

[Tino]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Nö, die preisen das an um mit Uninformierten zusätzliches Geld zu verdienen.

Du kannst ja mal recherchieren woraus die normale Umgebungsluft besteht und dann noch überlegen, was man im aufgezogenen aber unaufgepumpten PKW-Reifen hat.

 

[Gear7Lover]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

Oder den Schlauch mit Pannendichtflüssigkeit versehen? Schliesslich hat er ja eine Dauerpanne...

Gruss Wolfgang

 

[Martin D.]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

...Du kannst ja mal recherchieren woraus die normale Umgebungsluft besteht ….

Um es deutlich zu sagen / schreiben:
http://de.wikipedia.org/wiki/Luft

… Trockene Luft besteht hauptsächlich aus den zwei Gasen Stickstoff (rund 78,08 Vol%) und Sauerstoff (rund 20,95 Vol%)….

 

[Leonardi]

AW: Zeitlicher Druckverlußt im Fahrradschlauch

von Martin D. : "Zwei Faktoren fände ich noch wichtig zu wissen:
1. Wurde der Reifen vor dem Test frisch neu aufgepumpt, oder nur nachgepumpt (Reifengas-Zusammensetzung)
2. Der Latex-Schlauchquerschnitt war vermutlich recht genau passend zum Reifen gewählt? (gemäß Matthias; minimale Dehnung)"

Deine Fragen sehen so aus, als wunderst Du Dich, weil der Druck trotz Latex nur rel. wenig abnahm.

zu 1.) Der Reifen wurde vor dem Test nicht frisch neu aufgepumpt. Nach neuen Informationen scheint sich aber keine wesentliche Änderung der Gaszusammensetzung bei fortlaufendem nachpumpen einzustellen. Auch scheint Sauerstoff sogar etwas schlechter als Stickstoff durch eine Wand zu diffundieren:
http://www.mysnip.de/forum-archiv/thema-3035-52540/Das+Maerchen+Reifengas.html
http://www.rx8forum.de/index.php?page=Thread&threadID=1666
http://de.wikipedia.org/wiki/Reifengas

zu 2.) Ja, der Latex-Schlauch lag im unaufgepumpten Zustand innen überall im Reifen an.
Dieser Latexschlauch: http://www.cnc-bike.de/product_info....ducts_id=10519
Liegt 45mm breit, passt in den Durano 35-559 hinten genau passend rein.

von einrad: "Z.B. wird jede Messung wohl zu einem minimalen Luftverlust führen.
Diesen Effekt (oder weitere Faktoren wie Temperatur, etc...) abzuschätzen habe ich nicht getan, sondern einfach mal gefragt."

Habe diesen Luftdruckprüfer von Schwalbe: http://www.fahrrad.de/fahrradzubehoer/pumpen/luftdruckpruefer/8287.html
Probiert, zB. 5,65 bar, sofort darauffolgende Messung 5,62 bar - jeweils immer 0,03 bar weniger - gilt für Durano 35-559 hinten in dem Druckbereich, Fehler kann man dann ja rausrechnen, bei Messung zum abgelesenen Wert 0,03 bar dazuaddieren. Habe ich auch gemacht. Bei kleinerem Luftvolumen (zB. vorn) wird der Druckverlußt pro Messung vermutlich größer sein.

Temperatur war bei Messungen konstant. Sonst bei 10 Kelvin Temperaturerhöhung (Differenzen nicht in Grad Celsius, sonder in Kelvin) 0,1 bar dazuaddieren: http://de.wikipedia.org/w/index.php...atur2.svg&page=1&filetimestamp=20100326172413

Gruß Leonardi