Kommt wohl sehr auf die Details dieses speziellen Linearmotors an. Denke schon, dass man das genehmigungsfähig hin kriegen sollte.
Genau in diese Richtung geht das, was ich mir so vorstelle.
Von welchem Geschwindigkeitsbereich reden wir denn überhaupt? Statt 130 km/h vielleicht mal 135 oder gar 140 km/h. Mehr ist da nicht.
Wieso Lok?
Die Idee wurde zusammen mit Dr. Jaschinski (mittlerweile in Rente) von der DLR in Oberpfaffenhofen am dortigen Rad-Schiene-Prüfstand geboren, den er leitete. Gründe für diese Idee: o Wesentlich verringerter Verschleiß (Wälzlagergleichungen!) o ABS und ASR einfach realisierbar - damit auch große Steigungen o optimale Kurvengängigkeit auch mit engen Radien Bahnhofsbereich o keine gleitenden Bewegungsabläufe - nur rollende o äußerst geringe Schallemission wg. fehlender Gleitbewegungen
Der Regelungsaufwand ist zwar hoch. Aber die Stückzahlen auch. Entsprechend der Preis niedrig. Auf den kommt's an.
Unterschiede jetzt schon, nachdem ich weitere genauere Beschreibungen von dir gelesen habe. Nur sehe ich nicht, welchen Vorteil deine Idee gegenüber einem Kettenfahrzeug haben sollte. Aus das setzt die Kettenglieder mit Nullgeschwindigkeit auf den Boden auf. Und hat im Gegensatz zu deiner Idee den Vorteil, dass nur Drehbewegungen auszuführen sind. Die Kettenglieder sind viel kleiner und dafür gibt es mehr als bei deinem Konzept - das dürfte auf weniger Erschütterung hinauslaufen.
Wenn dieses Doppelrad gezwungen wird, genau in der Mitte zu laufen, dann nicht. Läuft es außermittig, dann berührt entweder nur ein Rad seine Schiene, oder die Achse muss geneigt werden. Und genau das wird bei einer normalen Eisenbahn passieren (nicht zu verwechseln mit Kurvenneigetechnik oder geneigten Schienen in Kurvenbereichen). Die Neigung aufgrund dieses Effektes ist ziemlich klein: Läuft eine normale Eisenbahnachse um eine Kurve von 100m Radius bei 1m Spurweite, dass muss der effektive Radius des äußeren Rades 1/100stel größer sein als der des inneren Rades. Die Achse muss sich also bezogen auf die Schienen um
1/100stel neigen, was (umrechnung rad->deg) rund 0.6° Neigung sind.
Interessante Rechnung, denn dann muss das Rad außen einen um 1cm größeren Radius haben, als das Kurveninnere; Angenommen der Kegelwinkel liegt bei 45° heißt das, dass die Achse um 5mm außermittig laufen muss. Der Kegelwinkel wird aber eher kleiner sein, was zu einem noch größeren Außermittig-Laufen führen muss.
100m Radius sind wahrscheinlich auch schon recht eng für übliche Eisenbahnen.
Gut, den gibt es natürlich. Sieht man das dem Profil an, wo dieser Punkt ist? Oder hat das Rad nicht einfach nur ein exponentielles Profil oder sowas? Allerdings nehmen ich an, dass im Idealfall dieser Spurkranz ja garnicht gebraucht wird. CU Rollo
Gleisketten sind teuer, empfindlich und haben einen schlechten Wirkungsgrad. Füße sind robuste starre Körper und völlig unverwüstlich. Außerdem kann man Füße komplett kapseln - macht die Natur bei Lauftieren auch so, dann kann nirgends Dreck in die Mechanik eindringen.
Betriebswirtschaftlich ist es offensichtlich sinnvoll, LKW zu betreiben, die unter allen Umständen die zulässige Höchstgeschwindigkeit erreichen können. Da sind wir wieder bei dem Dilemma: Volkswirtschaftlich ist es wohl nicht sinnvoll:-).
Allerdings sei bei diesem Konzept die Reisegeschwindigkeit ja konstant fest vorgegeben. Die Frage ist also weniger, wie schnell die Fahrzeuge sind, sondern eher, wie lange sie zum Beschleunigen brauchen. Unter den Annahme, dass die Beschleunigungszeiten vernachlässigbar sind (was der Fall ist, wenn es keine Wartezeiten zum Umsteigen gibt, keine Langsamfahrabschnitte, kein Überholmanöver weil eh alle gleich schnell fahren) gegenüber der Gesamtreisezeit, dann reicht es fast hin, wenn die Normgeschwindigkeit irgendwann erreicht werden kann. Die Steigungen sind dann wirklich das einzige Auslegungskriterium für die Motorleistung. Und gerade hier ist es für das Konzept recht wichtig, dass Steigungen mit der gleichen Normgeschwindigkeit befahren werden können, denn wenn das nicht der Fall ist, können sich Rückstaus bilden, so dann im Extremfall einer 100%igen Auslastung aller Strecken ein einziger Berg in Deutschland die Geschwindigkeit für alle Fahrzeuge in Deutschland mitbestimmt. Das wäre fatal.
So lange es geradeaus geht. Gut, Kurven mögen vernachlässigbar sein.
Wieso? Ach ja, weil der Radius, auf dem das Rad abrollt immer gleich und deswegen immer genau bekannt ist.
Das ist ein Vorteil von Einzelradantrieb, nicht von Zylinderrollen.
Ich kann mir schwer vorstellen, dass diese Gleitbewegungungen beim einer Kegelrolle so bedeutsam sind. Schließlich gibt es auch Kegelrollenlager und sie funktionieren und können auch lange Standzeiten bewältigen.
Wie sieht es dagegen mit den Seitenführungskräften aus? Zalinderrollen bieten da garnichts, Seitenkräfte müssen allein durch Haftreibung in Querrichtung aufgefangen werden. Bei einem Haftreibkoeffizienten von 0.1 (praktisch mit Aquaplaning auf nassen Schienen wohl noch viel weniger) sind nur dementsprechende Kurvengeschwindigkeiten möglich. Nach meiner Rechnung läuft das bei 130km/h auf einen Kurvenradius von mindestens 1300m hinaus. Ist das viel, verglichen mit heute üblichem?
Kegelräder haben da einen Vorteil, durch die kegligen Räder können Seitenkrafte erzeugt/abgefangen werden einfach dadurch, dass das kurvenäußere Rad stärker belastet ist als das kurveninnere. Dazu muss die Achse noch nicht mal außermittig laufen.
Ein Kegelrollenlager ist nicht vergleichbar, denn die Kegelrollen laufen immer schräg. Der Durchmesser ihrer Laufflächen ist an einer Seite genauso kleiner wie ihr Durchmesser. Im ganzen ist das dann schlupffrei, was man einer kegeligen Rad-Schiene-Paarung nicht hinkriegen kann.
Auf lange Sicht gesehen schon. Es sollen ja auch lange Distanzen gefahren werden.
Was nicht sagt, dass die Standzeiten auch noch länger sein könnten. Das können sie mit Zylinderrollen. Dazu kommt dann auch noch die durchschnittlich geringere Achslast, die sich ebenfalls sehr deutlich positiv auf die Lebensdauer auswirken wird.
Einer schreibt vom Anderen ab - auch in der Fachliteratur. Tatsächlich liegt er bei ca. 0,2 bis 0,22. 0,1 nur in Ausnahmefällen.
Den Haupteffekt wird nicht der Reibungskoeffizient bringen, sondern die Kurvenüberhöhung und die Fahrt mit sauber definierter und konstanter Geschwindigkeit.
Kommt drauf an, was du sehen willst. Im Bahnhofsbereich wäre das extrem viel. In der freien Landschaft nicht unbedingt. Aber wie gesagt - der Haupteffekt wird die Kurvenüberhöhung in den Kurven sein. Ist heute auch nicht anders, weil die Seitenführungskräfte durch die Kegelräder halt auch nicht grade gigantisch groß sind. Damit kommt man dann schon auf viel kleinere Radien.
Kegelräder verwendet man bevorzugt im Zusammenhang mit Starrachsen. Dabei geht es weniger um die Kräfte als vielmehr um die unterschiedlichen wirksamen Rollradien. Sie sorgen dafür, dass sich das Fahrzeug immer mittig zum Gleis ausrichtet. Wenn man so will, auch wieder mit dem "Ruderbooteffekt". Drängt das Fahrzeug z.B. aus beliebigem Grund nach links, so läuft das linke Rad auf einem immer größeren Rollradius, während das rechte auf einem immer kleineren läuft. Da die Räder starr miteinander verbunden sind, legt das linke Rad einen größeren Weg zurück als das rechte. Deshalb fährt die Achse eine Rechtskurve - also wieder in Richtung Gleismitte. Google einfach mal nach "Sinuslauf".
Der üblicherweise genutzte kleinste Radius beträgt 190m, für ganz enge Radien gehts nur noch mit Deutschlandkurven, bei denen das kurvenäußere Rad auf dem Spurkranz läuft. Das Problem dabei ist aber nicht die seitliche Verschiebung sondern der Rollkreisdurchmesser, eins der Räder hat dann einfach zuviel Schlupf.
Tatsächlich haben die Lauffläche eher 2°...4° Neigung.
Im Prinzip ists ein Kegel, dann ein Radius, dann nochmal ein (wesentlich steilerer) Kegel.
Damit man sieht, wie du dir das vorstellst, damit das nachvollziehbar wird. Gemäß dem Motto "ein Bild sagt mehr als 1000 Worte". Meistens ist es dann auch noch so, dass man durch die bildliche Darstellung selbst schon auf die Haken und Ösen der Idee hingewiesen wird.
An der Rechnung kann übrigens was nicht stimmen, denn der Raddurchmesser müsste mit reinkommen, die Spurweite jedoch nicht. Nochmal drüber nachgedacht müsste sich die Achse gegenüber der Ebene der Schienen so neigen, dass die Verlängerung der Achse im Kurvenmittelpunkt die Ebene der Schienen schneidet. Bei 100m Radius und einem Radradius von sagen wir mal 50cm müsste die Achse also unter einem Winkel von
0.5/100=...=0.3° stehen. Bei einem Meter Spurweite heißt dass, dass das Äußere Rad auf einem Radius von 50.5cm laufen müsste (wenn das innere auf 50cm Radius abrollt).
Das ist jetzt aber interessant. Sagen wir das äußere Rad muss einen um 3mm größeren Radius (der ergab sich aus einer Spurweite von 100cm) als das innere haben, und der Kegelwinkel der Räder ist nur 2°, Radradius angenommen 50cm - die Achse um 70mm außermittig laufen. Kann das sein, sind die Räder so breit?
Na gut, ganz exotisch klingt es nicht. Ich hätte aber eher auf einen Toleranzbereich von 10mm geschätzt.
Allerdings, bei 2° Kegelwinkel sehe ich das Argument, dass so ein Kegelrad reibt, kaum noch ein. 2°... das sieht man mit bloßen Auge ja noch nichtmal.
Das ist eigentlich klar, was mir unklar ist, ist, was du dauernd mit Ruderbooteffekt meinst. Ein Ruderboot neigt nicht dazu, sich zu stabilisieren, so ein Boot muss man dauernd lenken weil es sich sonst immer versucht quer zu stellen b.z.w. spontan Kurven fährt.
Vielgliedrige Geschichte mit vielen Gelenken, in die sich Dreck und kleine Steine reinsetzen können -> aufwendige Herstellung und Wartung, Verschleiß.
Wir trampeln durchs Getreide, wir trampeln durch die Saat, hurra, wir verblöden, für uns bezahlt der Staat!
Der Fuß verformt den Untergrund *einmal*, nämlich beim Drauflatschen, und zwar flächig, also wenig, und bleibt dann liegen wie hingeklatscht, während sich über ihm sein Besitzer in wunderbar leichtgängigen technischen Lagerungen vorwärtsbewegt, bis der ein gutes Stück weiter geruht, die Flosse wieder zu erheben. Die Gleiskette rührt dagegen die Pampe gründlich um und schiebt auch ganz gerne mal eine Bugwelle vor sich her, sie erzeugt auf dem Untergrund eine laufende Last im Gegensatz zum Fuß, der im Prinzip bloß durch die Gewichtsverlagerung von hinten nach vorne kippt, aber im Gegensatz zur Kette ein biegesteifer Balken ist.
(Ja, und was passiert, wenn der Fuß nun auf einen "spitzen Stein" (bitte hamburgisch auss-prechen) tritt? Na, dann bröselt das natürlich was - mit Pech rutscht er auch noch ab. Und die Kette?)
Aber viel kleinere.
*Das* erzähl mal 'ner Panzerkompanie...
Kommt drauf an - ggf. sehr lange, wenn der Faltenbalg ordentlich dimensioniert wurde und aus haltbarem Werkstoff besteht (s. Antriebsmanschette bei Radantrieben).
Zweifellos ein erheblicher Vorteil. Nachteil: Eßbare Komponenten.
Kegelradpaar mit Starrachse: Das Rad, das auf dem größeren Durchmesser läuft, "rudert mehr" als das als andere. Dadurch wird dem Ganzen eine Richtungsänderung aufgezwungen. Genauso, wie beim Ruderboot. Die Regelung beim mit Starrachse verbundenen Kegelradpaar erfolgt dadurch, dass der asymmetrische Antrieb immer dann symmetrisch wird, wenn beide Räder auf dem gleichen Raddurchmesser laufen. Jede Abeichung davon wird aufgrund der Konstruktion sofort (im Rahmen des Möglichen) auskorrigiert.
Mit zylindrischen Rollen funktioniert das nicht mehr. Egal, wie das Räderpaar im Gleis steht - die Räder laufen immer auf dem gleichen Durchmesser, weshalb von selbst kein Ruderbooteffekt zu erwarten ist. Dieser muss durch eine externe Regelung aufgeprägt werden, indem die Räder unterschiedlich stark angetrieben werden.
Fällt diese externe Regelung aus, wird man das wahrscheinlich sehr schnell merken, weil dann die Radkränze öfters anlaufen und werden und für entsprechende Geräuschkulisse sorgen. Solche Fahrzeuge werden dann sofort an der nächsten Ausfahrt zur Reparatur ausgeschleust.
habe ich gezwungenermaßen etwas intensiver herum gerechnet. Man möchte es kaum glauben - wenn man aber Bälge quasi mit dem "ewigen Leben" haben will, dann müssen die Bewegungen schon verdammt klein sein. Mit einem Laufapparat, der hunderttausende Kilometer laufen soll, dürfte das ein ausgesprochen schwieriges Thema sein. Da fällt mir eigentlich nur ein, ein Verschleißteil draus zu machen. Dann muss es auch leicht zu tauschen sein...
Der Fussantrieb wird auch viele Gelenke gaben müssen, darunter auch welche, die ziemlich weit unten nahe dem Dreck sitzen. Apropos Dreck: Reden wir jetzt von einem Antriebssystem, mit dem sich das Fahrzeug durch Morast bewegen können soll oder soll sich das Fahrzeug nur auf Straßen oder ähnlich präparierten Laufwegen bewegen?
So wie ein Kettenglied.
Über die lautmalerische Herkunft dieses Wortes (hingeklatscht) solltest du mal gelegentlich nachdenken, wenn dir wieder mal die Ahnung durch den Kopf geht, der Fussantrieb könnte leise und Erschütterungsfrei laufen.
Ein Fuss wird sich in den Boden eindrücken, selbst wenn nicht, dann hat dennoch der Boden und der Fuss und das Bein eine gewisse Elastizität. Wie willst du das Aufsetzen mit Nullgeschwindigkeit realisieren? Doch sicher so, dass der Fuss bis auf die gleiche Tiefe abgesenkt wird, wie der belastete Fuss. Und genau dann, wenn der aufzusetzende Fuss diese Höhe erreicht hat, sollte seine Vertikalgeschwindigkeit null sein. Zu dumm nur, dass er den Boden schon früher erreichen wird - eben wegen nachgiebigem Untergrund und/oder Elastizität im Gesamtsystem.
Der Film 'Wild Wild West' war keine historische Dokumentation über den ersten Kriminalfall den dann in Folge gegründeten FBI in den USA - hätte man dir das sagen sollen? :-)
Wohingegen der Fuss einfach nur Platsch macht.
Dito war das falsche Wort, in gleichem Maße wäre besser gewesen.
Es bleibt nach wie vor vollkommen offen, wie der Fussantrieb funktionieren soll. Entweder mit einem Viergelenk-Getriebe in Addition mit noch komplizierterem: Dann die die konstante Last auf den Boden und die Erschütterungsfreiheit des Fahrzeugs ein frommer Wunsch, denn so bekommt man keine perfekte Linearführung hin. Außerdem hat man dann eine ganze Menge Gelenke (die du ja für Verschleißanfällig hältst). Oder den Fuss mit irgendeiner Art Linearführung von vorne nach hinten bewegen, dann fängt man sich aber quasi unlösbare Probleme bei den Linearführungen, genauer bei deren Dichtungen ein. Du scheinst hier einfach nur zu postulieren, dass es so eine Mechanik geben können wird und denkst wohl nicht darüber nach, wie sie aussehen soll.
Macht nur einen extrem kleinen Schwenktbereich mit.
Na ja, wenn das den Vergleich mit einem Ruderboot rechtfertigt... Nenne es doch lieber Lenkeffekt oder Selbstlenkfähigkeit, dann kommen Leute wie ich nicht auf die Idee herumzugrübeln, was denn jetzt eine stabil laufende Achse mit einem instabil laufenden Ruderboot zu tun haben soll. Ein Ruderboot hat nämlich die Eigenschaft, dass es - sollte es durch eine Störung mit dem Bug aus der Sollrichtung heraus nach z.B. links auswandern, von selbst eine Linkskurve einleitet. Also so, wie eine Achse mit Kegelrädern auf Schienen, wo die Kegelräder jedoch andersherum montiert sind.
Ja, das ist alles klar.
Woher soll die Regelung die Istgröße Bekommen, also die Information, wie weit die Achse aussermittig läuft? Sensortechnik in der Nähe der Räder ist immer recht heikel... Na ja, vielleicht bekommt man das mit induktiven Gebern hin.
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