RE: [Eigenbau] einer kleinen elektrischen Schwebebahn, Tipps erwünscht....!!! - 9

Das könnte vielleicht helfen, gerade habe ich ein Rad in den Dremel gespannt und mit
einer guten Rundfeile die V- Form zu einer etwas runderen Form gefeilt, so dass
der seitliche Radrand, also Spurkranz glatt auf dem unteren waagerechten Schienenabschluss
aufliegt, ich probiere es mal aus wenn ich alle vier Räder so bearbeite, es ist ja dickes Blech,
wenn es nicht funktioniert, dann neue Räder....

Versuch macht kluch, also weiter....

mit GRüssen Georg

Edit....



wenn es nicht klappt...... neue Räder.....

mit GRüssen Georg

Zum U, V ... Profil.

Es sind aber zwei Räder.

Vielleicht hilft es schon nur ein Rad mit einem O-Ring auszufüllen. Oder drei. Theoretisch reicht ja ein Rad zur Stromabnahme.

Zitat von elaphos im Beitrag #203

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Gibt das keinen Kurzschluss, wenn die metallenen Räder auf den Stromschienen ohne Isolierung aufliegen? Daher mein Vorschlag mit den Kunststoffauflagen auf den Stromschienen.
Grüße von elaphos

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Zitat von ypsilon im Beitrag #204

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Vielleicht hilft es schon nur ein Rad mit einem O-Ring auszufüllen

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Für Versuche reicht sicher auch ein eingeklebter Bindfaden oder ein normaler Gummiring. Es geht doch erstmal nur darum, das V-Profil zu einem U zu machen, damit die Räder seitliches Spiel erhalten.

Warten bedeutet bei mir ungeduldig sein, habe gelötet und es sieht eigentlich gut aus,
es steht noch der Test aus, muss aber noch zwei Räder beilöten, wäre schön, wenn es klappt...



mit GRüssen Georg

Hallo,

da ich bereits in einem Nachbarforum angemeldet bin, wollte ich es eigentlich vermeiden, mich in einem weiteren Forum mit nahezu deckungsgleichem Inhalt anzumelden, um mich nicht mit zu vielen Beiträgen zu verzetteln. Früher gab es in diesem Forum noch die Möglichkeit, als Gast einen Beitrag zu schreiben. Diese Möglichkeit ist jedoch leider seit geraumer Zeit gesperrt. Daher habe ich mich nun doch auch hier angemeldet.

Das Schaukeln von Georgs Schwebebahn macht z.Zt. noch einige Probleme. Obwohl alle richtigen Lösungsansätze bereits mehr oder weniger deutlich aufgezeigt wurden, fehlt der physikalische Kontext etwas, dessen Verständnis nämlich zu einer wesentlich schnelleren und zielgerichteten Lösung führt. Ich will daher einmal die eigentlich relativ simple, aber dennoch hoch interessante Physik des Rad-Schiene-Systems etwas aufarbeiten.



1)
Zunächst ist die Betrachtung des konventionellen Zweischienengleises erforderlich. Das sieht grob schematisch so aus:

Entscheidend sind die innenliegenden Spurkränze und die leichte Neigung der Radlaufflächen, welche die Neigungsrichtung der wesentlich steileren Spurkränze fortsetzt.

Zunächst soll die Geradeausfahrt betrachtet werden:
Wenn in Bewegung einer solchen Achse beispielsweise das rechte Rad etwas aufklettert, so wird durch den festen Radabstand das linke Rad etwas absteigen. Das rechte Rad läuft nun also auf einem etwas größeren Eigendurchmesser als das linke Rad, was zur Folge hat, dass die Achse eine leichte Linkskurve einschlagen wird. Durch den Kurvenlauf nach links wird nun jedoch das rechte Rad wieder absteigen, während das linke Rad wieder aufsteigt. Das System zentriert sich also automatisch wieder selbst! Die Folge während der Geradeausfahrt ist jedoch, dass jede Achse eines solchen Zuges in Aufsicht in einer ganz lang gezogenen leichten Sinuskurve schlingert. Das ist völlig normal und z.B. für Fahrgäste auch überhaupt nicht spürbar. Da natürlich alle schwingfähigen Systeme zur Resonanz neigen und mithin in eine sog. "Resonanzkatastrophe" führen können, ist eine geeignete Dämpfung der Aufhängung der Aufbauten selbstverständlich erforderlich. Wichtig ist, dass die Spurkränze im normalen Geradeauslauf den Schienenstrang niemals berühren und somit überhaupt keine Funktion übernehmen. Sie bilden sozusagen nur das Sicherheitsnetz.

Im Kurvenlauf wird das Rad auf der Außenseite der Kurve leicht aufsteigen und das Rad auf der Innenseite leicht absteigen, und zwar so, dass der Lauf auf unterschiedlichen Durchmessern genau den Kurvenlauf ergibt. (Bei der Eisenbahn ist also kein Differentialgetriebe wie bei angetriebenen Achsen eines KFZ nötig. Und es ist nicht nur unnötig sondern wäre sogar kontraproduktiv.) Die eben genannte Verlagerung der Achse wird durch die Fliehkraft des Zuges übrigens begünstigt. Wieder überlagert sich auch im Kurvenlauf die obige sinusförmige leichte Schlingerbewegung und wieder sollen die Spurkränze den Schienenstrang eigentlich nicht berühren. Wenn es doch passiert, kommt es zu hässlichem Quietschen und Kreischen sowie erhöhtem Verschleiß. Um dies zu vermeiden, benötigen Fahrzeuge, die sehr enge Kurven durchfahren sollen, etwas stärker geneigte Laufflächen oder man benutzt breitere "Walzen" wie in meinem obigen Bild.



2)
Nehmen wir nun einmal an, man hätte das Rad-Schiene-System genau anders herum konstruiert, nämlich mit außen liegenden Spurkränzen. Das sähe dann so aus:

Wieder soll zunächst der Geradeauslauf betrachtet werden:
Nehmen wir wieder das Beispiel an, dass zunächst das rechte Rad leicht aufklettert, so wird auch hier das linke Rad leicht absteigen und die Achse mithin eine leichte Linkskurve einschlagen. Dummerweise führt diese leichte Linkskurve hier jedoch dazu, dass das rechte Rad noch weiter aufklettert und das linke Rad noch weiter absteigt. In diesem System kommt es also nicht zu einer automatischen Fehlerkorrektur sondern sogar zu einer Fehlerverstärkung. Letztlich wird das rechte Rad so weit aufklettern, dass es auch noch über den steileren Spurkranz aufklettert, was zur Entgleisung führen kann, da der Schwerpunkt des Zuges über der Achse liegen wird.

Auch im Kurvenlauf stellt sich das obige Problem. Und es bedürfte zusätzlich einer Achsbewegung der Fliehkraft entgegen, um die Achse überhaupt in die passende Kurvenlaufposition zu verlagern.

Man erkennt also, dass das System 2) völlig unbrauchbar ist!



3)
Was hat das alles mit Georgs Schlingerproblem der Einschienenbahn zu tun? Nun, sehr viel! Rücken wir nämlich die beiden Räder des Bildes aus 2) gedanklich aneinander und vereinigen mithin auch die beiden Schienen in der Mitte, so ergibt sich folgendes Bild:

Das ist genau die Einschienenbahn! Ich muss nun den Text aus 2) nicht wiederholen. Man kann ihn sich einfach an dieser Steller eingefügt vorstellen. Das System funktioniert also auch hier nicht! Nur wegen des extrem tiefen Schwerpunktes durch den tief hängenden Wagen kommt es hier durch das einseitige Aufklettern nicht zur Entgleisung. Das sich ständig wechselseitig wiederholende und nur durch den tiefen Schwerpunkt wieder eingefangene Aufklettern führt hier nun zu den hässlichen Schaukelbewegungen.

Man erkennt schnell, dass die Wurzel des Übels die 2 Auflagepunkte des Rades auf der Schiene sind. Das gäbe es natürlich ganz korrekt nur dann, wenn alle 4 Räder der Bahn gefedert wären, ein jedes Rad also sauber aufläge. Trotzdem gibt es auch bei Georgs Bahn das gleiche Problem mit den 2 Auflagepunkten. Die beiden Punkte können nämlich an verschiedenen Rädern liegen, was aber letztlich die gleichen Schaukel-Folgen hat, nur dass die Zusammenhänge jetzt wesentlich komplexer werden.



4)
Man muss also unbedingt von den 2 Auflagepunkten weg. Das gelingt nur mit einem runden Schienenprofil und einem runden Profil der Kehlung des Rades. (Alternativ könnte man das gerundete Profil der Kehlung des Rades natürlich auch auf einer "Messerschneide" reiten lassen.) Die runden Profile könnten so aussehen:

Ich habe im schematischen Bild exakte Kreisabschnitte dargestellt. Das können aber auch andere Kreisbahnen sein wie beispielsweise eine Parabel oder der Abschnitt einer Ellipse. Entscheidend ist nur, dass der Radius der Kehlung stets größer sein muss als der Radius des Schienenprofils. Auch in diesem System wird das Rad einseitig leicht aufklettern. Da es jedoch stets bei einem Berührungspunkt zwischen Rad und Schiene bleibt, wirkt hier die Schwerkraft des dranhängenden Wagens ganz schnell automatisch korrigierend. Es kann also gar kein großes Schaukeln entstehen.

Eigentlich kennen wir das auch alle. So wird eine Seilbahn mit ihren Rollen auf dem Tragseil auch nicht sonderlich schaukeln. Ebenso gut funktioniert die Umkehrung des Prinzips mit einem gemeinsamen Trag- und Zugseil (Sessellift), wo das Seil über Rollen läuft, die an Masten fixiert sind.

Ein wichtiger Unterschied ist jedoch, dass die Schwebebahn auch durch Kurven laufen muss. Um einen sauberen Kurvenlauf auch bei engen Kurvenradien zu gewährleisten, muss der Radius der Kehlung des Rades (bzw. der Rolle) sehr viel größer sein als der Radius des Schieneprofils.

Durch das Verspachteln der v-förmigen Kehlungen seiner Räder ist Georg also bereits auf dem richtigen Weg.

Zitat

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Nun drehen Georgs Motoren zwar in gegensätzliche Richtungen, was schon einmal nicht schlecht ist.

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Das stimmt leider nur aus der Sicht der Motoren und ist daher Unsinn. Aus der Sicht der Schwebebahn drehen beide Motoren jedoch entlang einer gedachten gemeinsamen Achse in die gleiche Richtung. Das ist also leider doch sehr ungünstig!

Hallo, Thomas,

ein Glück, dass der Gästebereich (wegen einiger Trolls) geschlossen wurde. Dadurch haben wir das Vergnügen, dich auch hier als Modelleisenbahner begrüßen zu können. Herzlich willkommen !

Schönen Gruß
Udo

Hallo Thomas,

herzlichen Dank, es erklärt jetzt vieles, auch logisch, die Entwicklung eines sich mehrmals drehenden
Mechanismus ist spannend. Auch weil keine Literatur eingeholt wurde, denn der Gedanke, ein überschaubares
Projekt zu planen und mit einfachen Mitteln lösbar zu verwirklichen, zeigt sich nun doch komplizierter als vorher bedacht...

Um so schöner deine logischen Erklärungen, die mich sehr viel weiter und schneller ans Ziel führen können.
Das Forum hatte bereits einige Vorschläge gepostet und ich hätte viele davon ausprobieren müssen,
unter anderem René in #189, Motor drehen in Achsrichtung Rad, das z.B. wäre vielleicht eine Möglichkeit,
jedoch stünde damit der Motor weit ab...

Die Motoren um 90 Grad nach unten drehen, neue Räder weil jetzige Räder Murks, interessant ist dass der
Durchmesser der Radkehle grösser Durchmesser Schiene sein sollte, machbar...

Für den interessanten Beitrag #210 bedanke ich mich...

mit GRüssen Georg

Hallo Georg,

hier eine kleine Skizze:
So sollte sich das doch dämpfen lassen. Entweder Rollenschleifer, oder wesentlich einfacher mit V-Schleifer.
Wichtig wäre nur, möglichst an der senkrechten Achse zum Antriebsrad anzusetzen.



Grüße Bernd

So ähnlich habe ich das auch vorgeschlagen. Nur als Schleifer, gleich zum Stromabnehmen. Genau kann man das auch nicht bauen, schließlich kommen noch Stöße und Kurven.

Hallo Bernd,

das ist super, vielen Dank, wie Ypsilon schon schrieb muss einiges bedacht werden...
---die Kurven, S- Kurven und aus den Kurven wieder in die Gerade und umgekehrt,
---die einzelnen Messingstangen, auf denen das isolierte Gleis aufliegt, müssen verbunden werden, gedacht seitlich mit Messingplatten und vier Bohrlöcher,
---die Haltestangen, sie werden seitlich an die Messingstangen befestigt, wie auch die Verbindungen,
---der Wagen fährt vor- und rückwärts,

mit der Idee bastele ich ein Modell, zu berücksichtigen wäre auch noch das Abnehmen und Aufsetzen der Wagen auf die Schiene,
die Wagen haben Beleuchtung...

Vielen Dank, ich mache jetzt meine angekündigte kleine Pause,

mit GRüssen Georg

Neue Räder habe ich im Baumarkt gekauft, gab es nur als Umlenkrollen, dafür sind die Räder klasse.
Zwei neue Antriebe mit den vier Räder sind soweit, müssen noch elektrisch angeschlossen werden.
Ich bin guter Dinge und werde morgen sehen ob es funktioniert...







Zwei Räder sind gebuchst, die anderen laufen frei mit. Momentan habe ich das Problem, dass
zur Stromabnahme nicht die untere Messingleiste frei verfügbar ist. Es gibt Unterbrechungen
mit den Aufhänger an den Masten, die ragen unter der Messingleiste hinaus, insofern muss
ich das alte Prinzip wieder anbringen, Federblech an den Seiten. Sollte jetzt alles gut
funktionieren, muss ich ja die neuen Masten bauen, dann erst kommt die Überlegung, ob
von unten Rollenschleifer und wie sie angebracht werden...

mit GRüssen Georg

Die Motoren sind schräg eingebaut, vielleicht deswegen, weil das Gewicht der Motoren auf den
Hänger verteilt wird. Beide Hänger haben etwas Spielraum, das heisst, dass theoretisch die Schwebebahn
einen leichten Berg fahren könnte. Ausserdem sind beide schwenkbar für Kurven, nun habe ich die
beiden Antriebe wieder eingebaut und auf die Schiene gelegt, Schleifer angezogen und Trafo an...

... und tatsächlich, läuft ruhig und ohne einen einzigen Wackler, vor und rückwärts, schnell und langsam,
wackelt, schwingt und schlingert nicht mehr. Daran musste ich mich erstmal gewöhnen, schön anzusehen,
das wird bestimmt mächtig Spass bereiten, wenn die eines Tages ihre Runden drehen kann...

Es freut mich, die Hilfen aus dem Forum haben dazu beigetragen, auch die Hilfe aus dem Nachbarforum
hat sehr viel geholfen. Ich komme schneller ans Ziel, vielen Dank und mit GRüssen ins Nachbarforum,
hier werde ich also sehr gut weiterbasteln können, bis jetzt wieder keine Probleme...



mit GRüssen Georg

Das freut mich sehr. Die Räder sind auch weniger dominat gegenüber dem Wagenkasten.

Das stimmt mit den Räder. Auch da bin ich auf Empfehlung via PN sehr dankbar. Es müssen also nicht immer
übergrosse Räder sein. Ich wollte sie auffallend gestalten, aber die kleinen sind schon klasse...

Von beiden Seiten der Wagenkasten mit den Motoren, perfekter Lauf, ich habe es nicht geglaubt, und
jetzt muss ich die anderen vier Räder kaufen, denn der andere Wagenkasten ist schon in Vorbereitung.
Um den Rost zu entfernen, habe ich pro Wagen etwa 10 blaue Silikonscheiben verbraten, die hellbraunen
Polierbürsten von Dremel sind momentan nicht lieferbar, damit wäre der Rost in ein drittel Zeit entfernt...

Die alten Platinen sind wieder brauchbar, denn die waren viel Arbeit, auch hier wieder der Einbau der
Motoren in Schräglage, hat sich ja jetzt bewährt....







Es gibt Tage, da funktioniert überhaupt nichts, dann mähe ich den Rasen, dann gibt es wieder
Tage da klappt alles, dann wächst das Gras auf 40 cm, wie eine Sucht die Bastelei, schrecklich...

mit GRüssen Georg

Ob getrennt oder gekuppelt fahrend, ist beides möglich. Vier Motoren und an den Stirnseiten
eine Birne machen schon etwas aus. Die Lackierung ist noch nicht zufriedenstellend, vielleicht
doch olivgrün oder dunkelrot mit dunklerem Dach. Auch werden die Fensterumrandungen
betont und das Feld unter den Fenster wäre für Werbung denkbar, schöne alte Werbung in
länglicher Form, da habe ich aber noch nichts gefunden...

Auf alle Fälle wieder sehr viel Arbeit, trotzdem lohnt es für mich, denn eine Schwebebahn ist
schon etwas seltenes und das hatte mich gereizt aufzubauen. Ein Wagenboden ist noch in Arbeit,
beide in Holz weil es schneller und einfacher herzustellen ist...



mit GRüssen Georg

... sehr gute Idee...! Top, gefällt mir...

mit GRüssen Georg

Hallo, Georg,

Beitrag #222: ... und das Feld unter den Fenster wäre für Werbung denkbar, schöne alte Werbung in
länglicher Form

Es gab damals nur zwei runde plastische Werbungen für "Coca-Cola" und "Wicküler Pils".

Schönen Gruß
Udo