Re: Wie lassen Schafe eine Bahn entgleisen?

Roland Damm schrieb:

Man wäre ja vom wilden Affen gebissen, wenn man wg. der Regelung auf den Radkranz verzichten würde.

Vor allem dann, wenn Geschwindigkeit und Kurvenüberhöhung nicht zusammen passen.

Mag sein. Aber das mit den konischen Rädern halte ich trotzdem nicht für Zufall, sondern für gute Überlegung und somit Absicht. Sind die Räder zu weit abgefahren, werden sie wieder konisch hingearbeitet. Da geht das Laufruhe gegen Verschleiß. Konisch -> Punktberührung -> hoher Verschleiß, dafür aber gutes Fahrverhalten. Zylindrisch (also verschlissen) -> Linienberührung -> wenig Verschleiß und übles Fahrverhalten.

Allradantrieb sorgt im Vergleich zu Zügen zu sehr großer Steigfähigkeit bis zu (theoretisch) 20%. Das wird ein Zug mit Lok vorne dran nie schaffen können, weil er die nötige Vortriebskraft aufgrund des Gewichts und Reibungskoeffizienten der Lock nicht auf die Schiene kriegen wird. Die Räder würden durchdrehen.

Antischlupfregelung und ABS ist mit Allradantrieb für jedes einzelne Rad machbar.

Das Fahrzeug kann mit Regelung wie ein Ruderboot in der Spur gehalten werden, indem der Abstand Radkranz-Schiene immer symmetrisch mittig eingeregelt wird. Wird der Abstand rechts zu groß, wird links die Antriebsleistung erhöht und umgekehrt.

das ist in erster Linie eine Frage der Stückzahlen! Eine Handbohrmaschine als Einzelstück würde sicher einige zig- bis hunderttausend Euro kosten. Im Baumarkt gibt es für 50,- Euro auch schon ganz gute.

Die viele Technik, die ich die Railtaxis reinpacken will, wird nur mit richtig Stückzahlen interessant. Mit kleinen Stückzahlen gebe ich dir recht - dann ist das Ding unerschwinglich.

Damit kommt man aber auch weg von der Werkstatt- und Kleinserienfertigung, wie sie in der heutigen Eisenbahntechnik noch immer gang und gäbe ist. Stelle dir mal vor, dass PKWs mit den gleichen Methoden wie Loks oder Eisenbahnwaggons gefertigt würden. Sie wären mit Sicherheit für die Bevölkerungsmehrheit unerschwinglich.

Na ja - sooo wichtig ist das richtige Schienenprofil nun auch wieder nicht. Wie du schon ganz richtig bemerkt hast - es wird sich im wahrsten Sinne des Wortes einschleifen.

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Christoph Müller
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Roland Damm schrieb:

Nö. Auch bei zylindrischen Rädern gibt es Seitenführungskräfte. Bei Gummirädern, etwa beim Auto, sind die natürlich viel höher.

Den 'Rand', der eigentlich Spurkranz heißt, braucht man im Idealfall nicht. Die Führung der Räder wird durch das Radprofil und die starren Achsen sichergestellt, der Spurkranz führt nur im Notfall. Wenn dieser eintritt hört man das auch deutlich, etwa bei Straßenbahnen in engen Kurven.

Jein. Im Prinzip ist es ein Konus, allerdings mit variierender Steigung. Tatsächlich ist das derzeit genutzte Radprofil verschleißoptimiert, es verändert sich nur wenig.

Weniger Verschleiß, besserer Fahrkomfort. Inkonsequent sind nur seine Weichen, da könnte man auch 'einfach so' durchfahren wenn man eh lenken kann.

Zylindrische Räder mit nicht durchgehender Achse können gekippt montiert werden, damit ist dann die Berührung zwischen Rad und Schiene kaum verändert.

Tobi

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Tobias Meyer

Roland Damm schrieb:

Doch. Mit der Spurweite steigt auch die kritische Geschwindigkeit. Hochge- schwindigkeitsstrecken werden teilweise sogar mit Spurerweiterung, im Bereich weniger Millimeter, gebaut, damit eben dies ausgenutzt werden kann. Ebenso hat die Konizität der Räder Einfluss. Die Neigung der Schiene ist dabei ein wichtiger Parameter, HGV-Strecken haben deshalb teilweise anders geneigte Schienen als normale Strecken.

Tobi

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Tobias Meyer

Tobias Meyer schrieb:

Und billigere Strecken, weil engere Radien und größeren Steigungen/Gefälle möglich sind.

Den Einwand verstehe ich nicht. Kannst du mal deutlicher werden? Meinst du, dass man die Kurvenfahrt einfach einregeln könnte? Das wäre mir jedenfalls zu heiß. Denn dann hätte man mit einem Schlag sämtliche Nachteile eines zweidimensionalen Verkehrssystems und der "Sicherheitsanker Spurkranz" wäre auch plötzlich keiner mehr. Für sowas fehlt mir der Mut.

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Christoph Müller
*=?KOI8-R?B?SsVucyBNwXJ0aW4gU2NobMF0dMVy?=* wrote on Mon, 08-05-05 07:48:

Das war vor allem ein Thema der Straßenbahnen mit engen Kurven und schrillem Kreischen. Ich vermute jetzt einfach mal, daß das bei den großen Kurvenradien der schnellen Fernbahnen nicht so bald zum Problem wird.

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Axel Berger

Christoph Müller schrieb:

Ne, das ist kein Vorteil von Einzelradantrieb. Allradantrieb mag sein, vor allem gegenüber der Kombination aus angetriebener Lok und rollenden Wagen. Gegenüber etwa einem 425, der ziemlich viele Radsätze angetrieben hat, wird nicht mehr viel zu gewinnen sein.

Du denkst schon in die richtige Richtung. Wenn man lenken kann, kann man auch die Weichen gelenkt durchfahren und braucht keine weitere Spurführung. Dass man dann bei einem Systemausfall ein Problem hätte ist klar, man muss das eben (mechanisch) absichern. Ein ähnliches Prinzip gibts bei normalen Weichen im Herzstück: Die Radsätze laufen im Prinzip frei durch die Weiche, sollte das mal nicht klappen führen die Radlenker durch den kritischen Bereich. So einen Radlenker bräuchte man eben selektiv, das Fahrzeug muss die geführte Richtung auswählen können.

Tobi

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Tobias Meyer

Tobias Meyer schrieb:

Was Kurvengängigkeit im engen Bahnhofsbereich betrifft, dürfte auch der Einzelradantrieb noch Einiges bringen.

Eine Absicherung bei der Parallelweich ist z.B. die 1000 Meter lange Parallelführung. Hat den Sinn, dass man nach dem Fahrwerkswechsel noch vor dem Weichenherz zum Stehen kommen kann, wenn irgendwas nicht 100% geklappt hat.

Tatsächlich? Ich dachte, dass die Räder auf der anderen Seite so lange in einer Rille geführt werden, bis das Weichenherz passiert ist.

Kann mich mir nicht richtig vorstellen. Hast du mal einen Link mit Bildern, damit ich sehen kann, was du meinst? Ein Radlenker ist doch irgendwas, was die Räder anlenkt. Eine Schwinge, eine Stange oder sowas. Wie kann die die Führung übernehmen?

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Christoph Müller

Christoph Müller schrieb:

Wieso? Die Frage meine ich ernst, denn spontan fällt mir kein Grund dafür ein, dass zwei einzeln drehende Räder ein höheres Moment als zwei gemeinsam drehende übertragen können sollten. Oder meinst du mit 'Kurvengängigkeit' etwas anderes als die Zugkraft in Kurven? Meinst du den minimalen befahrbaren Kurvenradius?

1000m? Und was machst du mit Weichenstraßen, etwa im Bahnhofsbereich?

Na egal, die Idee zwei Fahrwerke rumzuschleppen finde ich eh doof.

Im Prinzip bilden Schienenkopf und Radlenker genau diese Rille.

Der Radlenker ist das Stück Gleis gegenüber dem Herzstück. Zu sehen ist der Aufbau recht gut auf .

Tobi

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Tobias Meyer

Tobias Meyer schrieb:

Es ging nicht nur um die Steigfähigkeit, sondern auch um die Kurvengängigkeit.

Richtig.

Genau den.

Im Langsamfahrbereich kann man diese Strecken entsprechend kürzer machen und man kann auch konventionelle Schaltweichen verwenden.

Habe selber auch lange damit gekämpft, weil ich das ja ursprünglich auch so gesehen habe. Es gibt auch noch andere Vorschläge wie z.B. die Leitschienenweiche von Ulrich Kritzner. Bei genauem Hinsehen hat dann aber alles so seine Haken und Ösen, aber auch seine Vorteile.

Ah jetzt. Da bin ich geistig auf dem falschen Koordinatensystem gesessen.

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Christoph Müller

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Tobias Meyer schrieb:

Mal dumm gefragt: Wieso müssen Bahnräder eigentlich sowohl Trage- (und ggf. Antriebs-) als auch Seitenführungsaufgaben übernehmen? Irgendwie hätte ich so die Vorstellung, daß man das Tragen horizontalen Zylinderrollen (also den "Rädern") überlassen sollte und die Seitenführung mit einer (oder auch mehreren) ebenfalls radial beanspruchten Rollen mit vertikaler Achse realisiert - das wäre dann ggf. eine Einschienenbahn oder auch fast ein "normaler" Schienenweg, aber mit einer zusätzlichen mittleren Leitschiene mit einem Führungsschlitz.

Ok, ein Argument könnte sein, daß eine fahrzeuggewichtsbelastete Schiene durch die höhere Reibung die Seitenführungskräfte besser in den Unterbau übertragen kann. Aber dann könnte man auch die Spurkränze einfach weglassen und statt dessen vertikale Rollen am Fahrwerk anbringen - quietscht (und verschleißt) weniger, man hätte allerdings auch nicht unbedingt mehr die "Selbstzentrierung" der Spurlage aufgrund des Konuswinkels.

Nächste Frage: Warum laufen Bahnen eigentlich auf Schienen anstatt auf Gleitvorrichtungen - Leistungsbedarf? Luftgelagerte Gleitstücke wären doch deutlich verschleißärmer als das Abrollen der Räder (wobei sich natürlich wieder die Frage nach der Übertragung der Antriebs- (und Brems-)kräfte stellt). Eine Alternative zu Rollen und Gleiten wäre übrigens noch das Schreiten - ein fahrzeugseitiges Stück "Gegenschiene" wird auf das Gleis während der Fahrt aufgelegt, das Schienenfahrzeug bewegt sich darauf dann mittels eines Pleueltriebs ein Stück vorwärts, danach wird das Gegenschienenstück wie ein "Fuß" angehoben, ein Stückchen nach vorne bewegt und dann wieder auf das Gleis aufgelegt - der Triebwagen "läuft" (bzw. schreitet) sozusagen mit vielen Füßen die Schienen entlang. (Und ja, natürlich bei Hochgeschwindigkeit - gerade da. Nein, den Begriff "Gleiskettenantrieb" verwende ich hier bewußt überhaupt nicht.)

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

Ralf Kusmierz schrieb:

Dürfte in erster Linie finanzielle Gründe haben.

Jede Achterbahn macht das so. Die fährt aber auch nur kurze Wege und da sind kleine Rollen kein großes Problem. Aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit und Lebensdauer wären bei der Eisenbahn allerdings sehr viel größere Rollen wünschenswert. Mit großen Rollen schiebt man sich in den Weg stellenden Dreck nicht einfach zur Seite, sondern überrollt ihn. Die Rollen mit vertikaler Achse werden deshalb den ganzen Dreck der Strecke entlang erst in Richtung Schiene schieben und dort verfestigen, was zu unschönen Schmierfilmen und entsprechend undefinierten Reibungskoeffizienten führen dürfte. Es sei denn, man kommt mit den Schienen hoch genug über das Bodenprofil. Das ist allerdings teuer. Ideal wäre dann eine Hängebahn wie in Wuppertal.

Für das Railtaxi habe ich was Ähnliches im Weichenbereich für das Abbiegefahrwerk übrigens vorgesehen.

Mit geeigneter Mechanik ließe sich da schon eine Selbstzentrierung hin kriegen. Man wird die Rollen ja sowieso anfedern müssen, wenn man halbwegs Fahrkomfort haben will. Man muss auch nicht unbedingt in rechten Winkeln denken. Die Seitenführungsräder kann man aufgrund des Eigengwichts auch schräg ansetzen.

Allerdings.

Sicher. Aber die brauchen Druckluft. Und zwar nicht zu knapp. Was man an Reibungsarbeit spart, muss man für die Druckluft aufwenden. Und noch etwas dazu, weil die Drucklufterzeugung mit schlechtem Wirkungsgrad vonstatten geht. Je höher die Geschwindigkeiten werden, desto mehr Druckluft braucht man.

Was vielleicht funktionieren könnte, wäre, wenn man die sowieso nötige Luftverdrängung in das Luftpolster lenkt. So ähnlich, wie es die Rennboote machen. Die haben fast nur noch die Antriebsschraube im Wasser.

Für die Langsamfahrt wird man wieder auf Rollen zurückgreifen müssen. Oder man baut eben aktive Luftlager mit den genannten Kompressionsverlusten.

Meine Erfahrung aus der Entwicklung von Höchstgeschwindigkeitslagern sagt mir, dass mechanische Rollen in Sachen Wirkungsgrad weit besser sind als ihr Ruf. Magnet- und Luftlager scheiterten alle am hohen Energiebedarf.

Solltest du mal näher erklären. Schreiten bei Hochgeschwindigkeit dürfte zu enormen Beschleunigungskräften führen, die nicht mal konstant sind. Erster Gedanke: Das fliegt in tausend Stücke.

Denkst du da an etwas wie Rüttelförderer? Diese bewegen ihre Teile nur LANGSAM.

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Christoph Müller

Ralf Kusmierz schrieb:

Müssen sie ja nicht. Sieh dir mal die Michelines aus Frankreich an. Früher gab es tatsächlich Busse auf Schienen, heute gibts einige Metrolinien in Paris. Dort werden die Fahrzeuge durch Gummiräder angetrieben, seitliche Rollen führen es. Aber bei der Metro hat man auch das Problem des Verdreckens nicht so arg wie bei einer Strecke unter freiem Himmel.

Wieso sollte? Funktioniert doch und ist sehr einfach. Es spricht IMHO nichts gegen das Prinzip des Führens wie es bei Eisenbahnen derzeit angewendet wird.

Tobi

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Tobias Meyer

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Tobias Meyer schrieb:

Der Satz ist ohne den folgenden, nicht gequoteten Teilsatz:

sinnlos, weswegen die rhetorische Frage inhaltsleer ist.

Verschleiß und Formgebung.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Christoph Müller schrieb:

Logisch. Die Frage ist: warum?

Das hatte ich schon vermutet.

Das hängt sehr von der Spaltbreite ab. (Ok, die muß wahrscheinlich relativ groß sein, weil wegen der Unebenheit der Schienen das Gleitstück dieselben häufig touchieren würde, was dann hinsichtlich Reibung wieder kontraproduktiv wäre.)

Das läuft auf Flugzeuge mit flight level zero und Schienenführung hinaus - dürfte energetisch ungünstiger als Tragräder sein.

Könnte sein.

Konstant sind die Beschleunigungskräfte nicht, aber auch nicht höher als bei Rädern: Wenn der "Fuß" aufliegt, wird er nicht beschleunigt. Sobald er hinten abgehoben wird, macht er dann bezüglich des Fahrzeugsystems z. B. eine halbe Kreisbewegung wie der Radumfang, und an der Oberseite bewegt er sich dann relativ zum Fahrzeug mit Fahrzeuggeschwindigkeit unbeschleunigt nach vorne (also im Schienensystem mit doppelter Fahrzeuggeschwindigkeit, genau wie der Radumfang im oberen Scheitelpunkt), und dort macht er dann wieder eine Halbkreisbewegung, bis er mit Kollisionsgeschwindigkeit Null auf den Untergrund aufgelegt wird. Natürlich braucht man auf jeder Seite mehrere (z. B. sechs) Füße hintereinander, die phasenversetzt schreiten (die Lok soll ja nicht "rennen", also springen), so daß jederzeit zwei hintereinanderliegende Füße aufstehen. Rütteln tut da im Prinzip nichts, die Beschleunigungskräfte der Füße kompensieren sich intern.

Techisch interessant wäre dabei das erforderliche Getriebe, um die Schreitbewegung an die lineare Bewegung des Fahrzeugs anzukoppeln, ferner, die Leistung einer rotierenden Antriebsmaschine in das Schreitgetriebe einzukoppeln, ob wohl letzteres nicht unbedingt erforderlich wäre, denn der Vortrieb wäre auch durch pulsierende Linearantriebe (Kolbenmaschinen) möglich.

Übrigens wäre eine solche Lokomotive praktisch ein Laufpanzer, der gar keine Schienen benötigt und sich mit den passenden "Fußsohlen" auch durch unbefestigtes Gelände bewegen könnte - ich frage mich eigentlich, warum es das noch nicht gibt.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

Ralf Kusmierz schrieb:

Was meinst du? Der Spurkranz verschleißt beim laufenden Betrieb kaum, die Lauffläche hat ein optimiertes Profil -- viel ist das nicht und durch angetriebene, zylindrische Räder würde sich auch nicht viel verändern. Ich sehe einfach keinen Vorteil aber den Nachteil hoher Komplexität.

Tobi

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Tobias Meyer

Ralf Kusmierz schrieb:

Die Reibung beim freien Rollen ist durch die Paarung Stahl-Stahl so gering, dass sich etwas komplizierteres einfach nicht lohnen würde. Immerhin kommen Züge erst nach etlichen Kilometer zum Stehen wenn man den Antrieb abschaltet und sie rollen lässt. Bei einem Luftkissenschienenfahrzeug hätte man enormen Aufwand für nichts.

Mehr würde es bringen, Wagenübergänge (bei Güterzügen) und die Außenhaut (inklusive Boden) zu glätten und die Front aerodynamisch zu optimieren.

Tobi

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Tobias Meyer

Ralf Kusmierz schrieb:

Ein Wulst an ein vorhandenes Rad ist billiger als zusätzliche Räder.

Nicht nur. Ganz wesentlich auch von der Geschwindigkeit. Je schneller, desto mehr Druckluft wird gebraucht.

Du meinst Luftlager auf vorhandener Schiene? Mal nachrechnen. Nutzbare Schienenbreite 2 x 4 cm. Länge für eine Lok 2000 cm. Masse ca. 80.000 kg. Macht eine verfügbare Fläche von 16.000 cm^2 und eine Gewichtskraft von rund 785.000 N. Erforderlicher Druck: 49 N/cm^2. Das wäre sogar noch im Rahmen. Allerdings wird man dafür ein mords Volumen brauchen.

Oder meinst du nur die Seitenführung?

und das ist ein durchaus ernst zu nehmendes Problem.

Vorausgesetzt, die einzelnen Teile sind auch nicht länger auf dem Boden als so ein kleines Profilstück eines Reifens. Doch dann wäre ja der Witz der Schreitmaschine dahin. Dann hätte man ja ein Rad nachgebaut.

Der Dreh mit den Schreitmaschinen ist doch, dass die Bodenberührung LANG anhält, damit sich die Kräfte und Verformungen optimal ausbilden können. Dieser Effekt ist auch verantwortlich für die hervorragende Bodenhaftung von Kettenfahrzeugen in schwierigem Gelände.

Du bildest hier grade ein Rad nach. Wieso willst du dann nicht gleich eins nehmen? Wäre viel billiger und milliardenfach bewährt.

Der Vorteil (und Nachteil) von Schreitmaschinen ist ihre DISkontinuierliche Bewegung, die langen Bodenkontakt mit dem gleichen Flächenelement während der Bewegung erlaubt. Dieser Bewegungsablauf sorgt allerdings für einen zeitlichen Kräfteverlauf, der mit höheren Geschwindigkeiten schnell ins Unbeherrschbare geht.

Ändert nichts daran, dass sich die ganze Mechanik mit aufgrund der Beschleunigungskräfte verwinden und verbieten wird. Jeweils mit Nulldurchgang, was für die Lebensdauer nicht sehr vorteilhaft ist.

Mit Viergelenkgetrieben lässt sich da so Manches zaubern. Die Beschleunigungskräfte kriegt man aber auch damit nicht weg. Diese sind prinzipbedingt.

"Schreitmaschine" liefert in Google rund 1290 Treffer. Es gibt also durchaus Leute, die drüber nachdenken. Eine schweizer Firma hat so eine Maschine für unwegsames Gelände seit mindestens einem Jahr auf dem Markt. Nur - schnell geht da gar nichts. Die Fahrer brauchen auch eine spezielle Ausbildung dafür. Auf der Straße greift auch diese Maschine wieder auf Räder zurück. Die laufen einfach runder und sind wesentlich unkomplizierter in der Bedienung.

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Christoph Müller

Tobias Meyer schrieb:

In Sachen Verschleiß dürfte sich sogar eine ganze Menge ändern. Halbe Belastung, 8-fache Lebensdauer. Kegelräder produzieren Punktlast mit entsprechend hohen Belastung. Zylinderräder Linienlast mit entsprechend geringerer Belastung. OK, die Profiloptimierung sorgt natürlich dafür, dass heute keine mathematisch kleine Punktfläche resultiert, sondern etwas mehr. Trotzdem sollte der Unterschied zum Verschleiß mit Linienlast noch sehr deutlich zu spüren sein.

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Christoph Müller

Christoph Müller schrieb:

Ne, das ist nicht wirklich punktförmig. Als Ansatz für die Berechnung wird üblicherweise Hertzsche Pressung angenommen, was wohl halbwegs passt. Bei zylindrischen Rädern ändert sich das nicht, denn die Schienen sind oben nicht gerade sondern gewölbt. Es macht keinen Unterschied, ob ich unten einen geneigten Auflagebereich habe, weil das Rad konisch ist, oder weil es zylindrisch ist aber schräg steht. Geradestehende zylindrische Räder wären völlig unsinnig, denn die Schienen sind geneigt.

Tobi

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Tobias Meyer

Tobias Meyer schrieb:

Hab' ich doch auch geschrieben.

Richtig.

Wenn viel mit zylindrischen Rädern gefahren wird, dann wahrscheinlich nicht mehr lang.

Warum sollte man zylindrische Räder schräg aufsetzen wollen?

Wird sich im Lauf der Zeit schon einschleifen. Notfalls kann man nachhelfen.

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Christoph Müller

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