Ein Fahrradleben-lang wurde uns eingetrichtert: der optimale Luftdruck aufm Pneu ist so hoch wie möglich. Die „max.“ Angabe auf der Reifenflanke ist als Empfehlung zu verstehen. Denn harte Reifen rollen schneller. Die Profis tuns doch auch. Und die können sich ja nicht irren, oder? Die Tücken dieser Idee und generell der irreführenden Wahrnehmung zur Geschwindigkeit werde ich heute im Detail beleuchten. Als auch Tipps zum optimalen Reifendruck geben. Denn einige Studien widerlegen den lange aufrecht erhaltenen Mythos der harten und schnellen Reifen.
Motivation und Ergebnis
Es gibt zwei Arten diesen Beitrag zu lesen. Wenn Du einfach nur jetzt schnell eine Empfehlung für deinen Reifen haben möchtest, dann haben wir Daumenregeln und entsprechende Tabellen aufgestellt. Als reine Orientierung. Und wer die Theorie einfach Theorie sein lassen möchte.
Wer beim Rennradfahren und generell im Sport aufm Rad die Effizienz steigern möchte kommt nicht zu kurz. Ich werde im Folgenden viele Theorien, Fakten und Studien zusammenfassen. Um sich ein eigenes Bild zu machen. Wie so häufig gilt dann: desto mehr ich weiß desto mehr Fragen habe ich. Erwartet also am Ende keine exakte Zahl und Empfehlung! Denn es kommt immer ganz drauf an.
Optimaler Reifendruck fürs Rennrad
Rennradreifen bewegen sich aktuell in den Größen von 23mm bis 32mm. Solche schmalen Reifen benötigen generell einen höheren Luftdruck. Da die Größe einen wichtigen Faktor zum Druck beiträgt. Schließlich gilt in der englischen Maßeinheit: PSI (Pounds per Square Inch). Also Druck pro Fläche. Diesen theoretischen und praktischen Zusammenhang beleuchten wir unten im Detail. Bis dahin kann man sich merken: schmale Rennradreifen fahren viel Bar. Breite Reifen (Autoreifen, Fatbikes, etc.) eben wenig (weil hohe Gesamtfläche und Materialstärke).
Hier eine kleine Tabelle zur Orientierung:
| Reifen | 70kg (Fahrer+Rad) | 80kg (Fahrer+Rad) | 90kg (Fahrer+Rad) |
|---|---|---|---|
| 23mm (23-622) | 4,7 Bar (VR) 5,9 Bar (HR) | 5,5 Bar (VR) 6,8 Bar (RR) | 6,2 Bar (VR) 7,7 Bar (HR) |
| 25mm (25-622) | 4,1 Bar (VR) 5,1 Bar (HR) | 4,7 Bar (VR) 5,9 Bar (HR) | 5,4 Bar (VR) 6,7 Bar (HR) |
| 28mm (28-622) | 3,3 Bar (VR) 4,2 Bar (HR) | 3,9 Bar (VR) 4,8 Bar (HR) | 4,4 Bar (VR) 5,5 Bar (HR) |
| 30mm (30-622) | 2,9 Bar (VR) 3,7 Bar (HR) | 3,4 Bar (VR) 4,3 Bar (HR) | 3,9 Bar (VR) 4,9 Bar (HR) |
Warnung zur Berechnung: Alle Werte wurden basierend auf den Daten von Frank Berto berechnet. Bitte findet unten mehr Details. Dieser optimale Druck richtet sich ausschließlich nach dem optimalen Abrollwiderstand – Kurvenverhalten und Sicherheit müssen separat betrachtet werden! Beachtet immer die min. und max. Angabe auf euren Reifen.
Optimaler Reifendruck für Stadt- und Trekkingrad
Trekkingreifen beginnen da wo Rennradreifen aufhören. Etwa ab 32mm bis zu 48mm sind gängig im Straßenverkehr und abseits der Straße mit dem Fitness- und Gravelbike. Diese Tabelle richtet sich nicht nach dem Einsatzzweck (Gravel, Trekking oder Stadt), sondern allein nach der Größe der Reifen und dem Systemgewicht (Rad, Fahrer und Zuladung).
| Reifen | 75kg (Fahrer+Rad) | 90kg (Fahrer+Rad) | 100kg (Fahrer+Rad) |
|---|---|---|---|
| 34mm (34-622) | 2,5 Bar (VR) 3,2 Bar (HR) | 3,1 Bar (VR) 3,9 Bar (RR) | 3,5 Bar (VR) 4,4 Bar (HR) |
| 38mm (38-622) | 2,0 Bar (VR) 2,6 Bar (HR) | 2,5 Bar (VR) 3,2 Bar (HR) | 2,9 Bar (VR) 3,6 Bar (HR) |
| 42mm (42-622) | 1,7 Bar (VR) 2,1 Bar (HR) | 2,1 Bar (VR) 2,7 Bar (HR) | 2,4 Bar (VR) 3,0 Bar (HR) |
| 46mm (46-622) | 1,4 Bar (VR) 1,8 Bar (HR) | 1,7 Bar (VR) 2,2 Bar (HR) | 2,0 Bar (VR) 2,6 Bar (HR) |
Warnung zur Berechnung: Alle Werte wurden basierend auf den Daten von Frank Berto berechnet. Bitte findet unten mehr Details. Dieser optimale Druck richtet sich ausschließlich nach dem optimalen Abrollwiderstand – Kurvenverhalten und Sicherheit müssen separat betrachtet werden! Beachtet immer die min. und max. Angabe auf euren Reifen.
Optimaler Reifendruck für Mountainbikes
Wenn man Reifen in Zoll (Inch) misst, dann ist man vermutlich im MTB Sektor angekommen. Hierzu zählen wir auch Fatbikes. Jedoch haben wir nur die gängigen MTB-Größen von 50mm (2″) bis 63mm (2,5″) in der Tabelle aufgenommen. Da sich die Berechnung der Werte vor allem an der Effizienz beim Abrollen bestimmt. Was bei MTB-Trails nicht der wesentliche Faktor ist, da es nicht auf die Geschwindigkeit oder Distanz ankommt. Hier zählt viel mehr die Sicherheit und der Grip als auch die Bauweise eures Laufrads (mit oder ohne Schlauch).
Ihr müsst also gerade hier beachten, dass der errechnete Druck in der Tabelle die Herstellerangaben unterschreiten wird! Bitte fahrt niemals einen Reifendruck bei dem Ihr euch unwohl fühlt und achtet auf die Angaben des Herstellers. Den angegebenen Reifendruck zu unter- oder überschreiten kann fatale Folgen haben!
Die errechneten Werte beziehen sich nur auf den optimalen Abrollwiderstand! Für die Sicherheit an eurem Rad seid ihr selbst verantwortlich.
Zur groben Orientierung des optimalen Luftdrucks am Reifen (nach den theoretischen Berechnungen, siehe unten):
| Reifen | 75kg (Fahrer+Rad) | 85kg (Fahrer+Rad) | 95kg (Fahrer+Rad) |
|---|---|---|---|
| 50mm (50-622) 29 x 2,0" | 1,3 Bar (VR) 1,9 Bar (HR) | 1,4 Bar (VR) 2,2 Bar (RR) | 1,6 Bar (VR) 2,4 Bar (HR) |
| 55mm (55-622) 29 x 2,2" | 1,1 Bar (VR) 1,6 Bar (HR) | 1,2 Bar (VR) 1,8 Bar (HR) | 1,4 Bar (VR) 2,0 Bar (HR) |
| 58mm (58-622) 29 x 2,3" | 1,0 Bar (VR) 1,5 Bar (HR) | 1,1 Bar (VR) 1,6 Bar (HR) | 1,2 Bar (VR) 1,8 Bar (HR) |
| 63mm (63-622) 29 x 2.5" | 1,0 Bar (VR) 1,4 Bar (HR) | 1,0 Bar (VR) 1,4 Bar (HR) | 1,0 Bar (VR) 1,6 Bar (HR) |
Warnung zur Berechnung: Alle Werte wurden basierend auf den Daten von Frank Berto berechnet. Bitte findet unten mehr Details. Dieser optimale Druck richtet sich ausschließlich nach dem optimalen Abrollwiderstand – Kurvenverhalten und Sicherheit müssen separat betrachtet werden! Beachtet immer die min. und max. Angabe auf euren Reifen.
Theorien zum Luftdruck
Harte Reifen rollen nicht zwangsweise schneller. Auch wenn es sich vielleicht so anfühlen mag. Denn unsere Sinne werden gerne Mal getäuscht. Was es damit auf sich hat lest ihr im ersten Teil zur Theorie des optimalen Luftdrucks bei Fahrradreifen.
Geschwindigkeit und Wahrnehmung
Menschen können Geschwindigkeit nicht wahrnehmen. Im Sinne der eigenen Geschwindigkeit (im Verhältnis zur Umgebung). Alles was wir direkt wahrnehmen können ist die Beschleunigung, die tatsächlich physische Kräfte auf uns ausübt. Haben wir eine Geschwindigkeit erreicht und halten diese dann haben wir keine innere Wahrnehmung (aus sich heraus) zur aktuellen Geschwindigkeit oder konstanten Bewegung. Lediglich im Kopf reagieren wir auf weitere Signale die wir mit Geschwindigkeit assoziieren. Fahrtwind, Vibration oder Lautstärke sind solche Signale. Diese Zusammenhänge müssen jedoch nicht kausal sein, wie wir im folgenden Kapitel aufzeigen.
Oder habt ihr gerade das Gefühl, ihr würdet mit mehreren tausend Km pro Stunde an der Sonne oder am Mond vorbeifliegen? Während wir uns mit mehreren hundert Km die Stunde um die eigene Achse drehen? Tun wir technisch gesehen. Aber spüren oder wahrnehmen können wir das nicht. Da hier keine Beschleunigung stattfindet. Die Bewegung der Sonne und des Mondes ist so abstrakt für uns, dass wir ohne strukturierte und wissenschaftliche Beobachtung gar nicht sagen könnten wer sich nun um wen genau dreht. Aber verlassen wir lieber dieses Thema, bevor noch jemand über die geometrische Form des Planet eine Diskussion ausruft.
Am Fahrrad nehmen wir Geschwindigkeit hauptsächlich durch Beobachtung wahr. Wie schnell ziehen Objekte neben uns vorbei? Wie stark ist der Fahrtwind? Wie fühlt sich das Rad an – kommen starke Vibrationen vom Untergrund? Aus all diesen Signalen wird eine gefühlte Geschwindigkeit im Kopf berechnet. Welche irreführend sein kann.
Der gefährlichste Täuschungseffekt entsteht durch die Vibration am Rad. Welcher mit dem Reifendruck zusammenhängt. Harte Reifen vibrieren stärker. Und diesen Effekt assoziieren wir mit hoher Geschwindigkeit. Desto schneller man rollt desto stärkere Signale kommen vom Rad. Es ist also nicht erstaunlich, dass diese Einschätzung zu falschen Schlüssen führen kann. Verlässt man sich hier auf das eigene Gefühl dann läuft man Gefahr einer falschen Wahrheit auf der Spur zu sein. Und das ist menschlich. Passiert schließlich Profis und Amateuren gleichermaßen. Denn hier hilft wirklich nur eine Blindstudie.
Hoher Druck macht euch nicht schneller. Das Gegenteil ist der Fall.
Diese wurden bereits zu hauf durchgeführt und kommen zum gleichen Ergebnis. Hoher Druck macht euch nicht schneller. Das Gegenteil ist der Fall. So beispielsweise der Laufradhersteller FLO-Cycling: Why higher tire pressure makes you feel faster but actually makes you slower.
Zum gleichen Ergebnis kommen die Studien des Magazins Bicycle Quarterly. Cycling Myth: Higher Tire Pressure is Faster.
Wer lieber einen Podcast zum Thema hören möchte: Cycling Tips Podcast vom 18.08.2016.
Ansonsten empfiehlt es sich auch selbst Feldstudien durchzuführen. Einfach eine Runde abstecken (ca 1-2km) und mehrmals abfahren. Dabei den Reifendruck variieren. Und die Ergebnisse festhalten. Die Empfehlung zur eigenen Feldstudie kommt auch wieder von Cycling Tips im Beitrag „What is the optimal tire pressure„.
Zusammenhang der Reifengröße und Luftdrucks
Kürzlich erst hatte ich hier im Blog über die optimale Reifengröße (Breite Rennradreifen sind schneller) philosophiert, siehe Link im Bild unten. Dabei hängen Luftdruck und Volumen stark zusammen. In der englischen Einheit „PSI“ steckt beides drin: Pounds per Square Inch. Vergrößert man den Reifen, so muss die gesamte Oberfläche einer höheren Gesamtkraft standhalten. Doch ist dieser Zusammenhang tatsächlich so naheliegend und richtig?
Im oben verlinkten Blogpost von Jan Heine wird die Behauptung aufgestellt, dass größere Reifen auch automatisch mehr Druck standhalten müssen:
If the chain is ten links long, it has to support the weight of ten elephants. Make the chain twice as long, and you’ll have twenty elephants standing on it. The chain has to be twice as strong.
Jan Heine – https://www.renehersecycles.com/myth-16-higher-tire-pressure-is-faster/
Doch diese Logik ist nicht ganz schlüssig. Es ist gibt keine „gesamt“ wirkende Kraft im Sinne des Luftdrucks, er ist pro Fläche gegeben. Mit doppelter Fläche bleibt der Druck pro Fläche gleich. Ob nun 30mm Reifen oder 60mm Reifen, bei 8Bar (116 PSI) ist der Druck auf den cm² gleich. Zumindest in dieser Metapher kann ich hier Jan Heine nicht zustimmen.
Korrekt ist aber, dass mit der Größe der Reifen der empfohlene Reifendruck sinkt. Was jedoch mit der Gewichtsverteilung und Auflagefläche des Reifens zum Untergrund zusammenhängt. Effektiv kann man aus dem Gewicht des Rads/Fahrers und dem Reifendruck die Auflagefläche eines Reifens genau errechnen.
Bei 50kg Gewicht (bei 100kg Gesamtgewicht verteilen wir mal der Einfachheit halber vorne und hinten gleich) und einem Druck von 5 Bar auf dem Reifen wirken 50kg von oben und unten auf den Reifen. Oben im Sinne des Fahrers und damit Reifenmantels/Schlauchs und Unten im Sinne des Untergrund der das Gewicht gegen hält. Bei 5 Bar auf dem Reifen entspricht dies einer Auflagefläche von knapp 10cm². Egal ob 23mm Rennradreifen oder 50mm Mountainbikereifen, die Auflagefläche bleibt gleich groß. Vor allem aufgrund dieses Zusammenhangs verändert sich die Empfehlung zum Reifendruck je Reifengröße.
Mit steigender Reifengröße sinkt der Reifendruck. Reifenhersteller fokussierten sich lange auf reine Verformungsverluste zur Optimierung des Rollwiderstands. Und haben breite Reifen häufig mit einer deutlich stärkeren Karkasse ausgestattet, die sich nicht leicht verformen lässt. Effektiv wurde die Effizienz aber immer schlechter. Pannenschutz und lange Lebenszeit trugen ihr entsprechendes bei um große Reifen mit überhöhtem Luftdruck und steifer Karkasse auf die Straße zu schicken. Im Ergebnis rollten große Reifen immer langsamer. Mehr zu diesem Effekt lest ihr im Beitrag oben zur optimalen Reifenbreite.
Dieses Dilemma löst man heute aber deutlich eleganter und vor allem effizienter. Breite Reifen müssen mit einem niedrigen Luftdruck gefahren werden. Und eine weiche Karkasse haben. Damit sich der Reifen optimal verformt. Genau diesen Zusammenhang zwischen optimalem Luftdruck und Reifenverformung hat Frank Berto untersucht.
Optimalen Reifendruck berechnen – Studien von Frank Berto
Es gibt eine „exakte“ Methode die im Netz kursiert um den optimalen Luftdruck zu berechnen. Diese basiert auf den Daten von Frank Berto. Der auch häufig bei Bicycle Quarterly Magazin als Quelle genannt wird.
Berto (1929*-2019†) war Fahrradtechnik-Journalist der mehrere Bücher und Artikel zu Gangschaltungen, Effizienz und eben Luftdruck der Fahrradreifen herausgegeben hat. Die bekannteste Publikation dürfte „The Dancing Chain“ sein. Für den Reifendruck hatte er ebenfalls mehrere Artikel veröffentlicht, eine PDF Version eines 2006 erschienen Artikels im Australian Bicycle Magazine (© Frank Berto – Australian Bicycle Magazine) habe ich hier hochgeladen „All About Tire Pressure„. Da diese Quellen leider schwer aufzufinden sind habe ich vorsichtshalber diese eigene Kopie auf dem Server publiziert.
15% Tire Drop
Eine gängige Daumenregel, die Berto aus all seinen Studien herauskristalisiert hat, sind die „15% Tire Drop“. Oder auch 15% Reifensenkung. Damit ist gemeint, dass ein optimal rollender Reifen unter Gewicht (Fahrer, Rad, etc.) sich um 15% nach unten eindrücken (sinken) sollte. Damit ist der Abstand von Felgenflansch zum Untergrund gemeint (mit und ohne Gewicht). Sinkt dieser Wert um 15% (im Vergleich von keinem Gewicht zu Reisegewicht) dann hat man in der Regel einen optimalen Rollwiderstand. Darauf basieren die meisten Berechnungen.
Diese hypothetische Berechnung wurde von Berto auch in Studien mit Michelin und anderen größeren Reifenherstellern bestätigt, laut eigener Aussage von Berto. Auch in den folgenden Berechnungen hänge ich mich an diese Theorie um den optimalen Reiendruck zu errechnen.
Reifendruck-Rechner
Leider existiert keine exakte Formel, die ich in Quellen von Frank Berto ausfindig machen konnte. Die genaue Berechnung der folgenden Werte ist also eine Näherung an seine Ergebnisse. In der Regel weichen meine Diagramme und Ergebnisse um weniger als 2% ab, da die Kurven zum Glück alle linear verlaufen. Diese Diagramme findet man vor allem bei Bicycle Quarterly (Originalquelle: Bicycle Quarterly Reprint).
Deshalb habe ich diese Daten ebenfalls als Grundlage herangezogen und einen kleinen Rechner programmiert. Dieser basiert auf der Programmiersprache R (rStudio) und dem shiny Framework (für interaktive Daten als Webapplikation).
Hier könnt ihr alle Details von Zuladung bis Rad- und Fahrergewicht angeben. Und bekommt einen guten Richtwert als Ergebnis.
Mein Tipp: Nutzt diesen Richtwert als Startpunkt. Danach kann man immer noch selbst experimentieren. Beispielsweise den Druck in 5 PSI (0,2 Bar) Schritten heben oder senken.
Warnung: Vorsicht bitte bei allen Werten. Unter- und überschreitet niemals die Angaben auf eurem Reifen. Die min. und max. Werte dürfen nicht unterschritten werden, alle Anpassungen an eurem Fahrrad unternehmt ihr auf eigene Verantwortung. In diesem Rechner können Werte für große Reifen (Mountainbikes) sehr gering ausfallen! Versteht diese Werte also nur als Idee um den für euch idealen Luftdruck zu finden – neben dem optimalen Rollwiderstand sind auch immer die Sicherheit (Kurvenverhalten, Grip, etc.) separat zu berücksichtigen.
