Möbiusbahn

[Karl]

Tja, ob die Doppel-Kederprofile zu weich sind oder nicht..., kann man aus der Ferne schlecht beurteilen.
Aber einfache Keder-Fahne-Profile muessten schon eine gewisse Festigkeit haben, vor allem wenn diese
für z. B. Fahrzeug-Planen gebraucht werden. Da ja die Fahnen fast vollständig mit einem Trägermaterial
verklebt werden, gleich ob geschlitzt oder nicht, sollte das Rund- Rohr- oder Vollprofil fest genug sein um
so ein paar Fischertechnik-Röllekens zu führen.

[atzensepp]

Wenn man keinen 3D-Drucker zur Hand hat, kann man eine einfache Schlauchschelle aus einem Streifen dünnen Plastikverpackungsmaterials basteln. Mit Flachzange und Heißluftföhn um den Schlauch zwängen, ein Loch hinein und mit einer M4-Schraube an einem Fischertechnik-Baustein festklemmen:

CGHH.JPG (932.7 KiB) 12423 mal betrachtet

Nach diesem Prinzip könnte man vermutlich auch Parallelschienen, wie sie Karl vorgeschlagen hat machen.

PS: Es gibt da sehr dünnes aber trotzdem festes Sheet-Material, mit dem sich der "Manschettenauftrag" sehr gering halten lässt.

[atzensepp]

Bin momentan wieder bei der Rundschiene angelangt und mache Versuche mit diesem leichten und halbwegs kompakten Vehikel:

MBV2.JPG (1.15 MiB) 12315 mal betrachtet

Die Rundschiene (hier 4mm Teflonschlauch) wird zwischen Nutrollen eingeklemmt, die sich über Zahnräder gegeneinander drehen. Die Antriebsräder und die Zahnräder sind mit Plastikstreifen auf die Achsen geklemmt. Die Klemmung der Rundschiene zwischen den Nutrollen erfolgt mit Gummiringen, die um die roten Lochsteine gezogen sind. Eine Rastachse musste ich stutzen , damit ich die Achse des Antriebsritzels mit der Achse des Differentials über einen Statikverbinder in Position halten kann. (Auch wenn es im Bild so aussieht: die Antriebsachse geht nicht in das schwarze Zahnrad). Durch die andere Ausrichtung der Räder ähnelt das Vehikel jetzt wieder mehr einem "normalen" Fahrzeug.

Für den Antrieb der Hinterachse ist ein Differential eingesetzt, das vom Motor angetrieben wird. Die Rad-Paare der Vorderachse können sich links/rechts bewegen. Vorder- und Hinterachse sind über ein Drehgelenk miteinander verbunden.

Der Freiheitsgrad für auf/ab kann nicht gut abgebildet werden. Lediglich sind die Rad-Paare der Hinterachse um die Antriebsachse drehbar.
Und hier sieht man das Vehikel zwischen den Schienen:

MBV1.JPG (1.45 MiB) 12315 mal betrachtet

Durch die Klemmung werden zwei Probleme gelöst:
1. Traktion der Antriebsrollen auf den Rundschienen
2. Geringere Neigung zum Entgleisen

Dafür besteht noch das Problem, dass sich die vorderen Rad-Paare nicht nach oben/unten bewegen können.
Das Vehikel läuft momentan auf einer begrenzten Strecke zwischen 3 Segmenten, da ich den Schlauch erst mal noch nicht zerschnippeln wollte. Die Anschlüsse zwischen den Schlauchsegmenten habe ich mit 3D gedruckten Halterungen gemacht. Evtl. werde ich probieren, eine Schlauch-schonende Lösung zu finden. (siehe vorigen Beitrag)

[fishfriend]

Hallo...
Sieht schon mal gut aus.
Man könnte um die Seilrollen (Neue Bauform) auch kleine Gummiringe machen. Da hätte der Antrieb mehr Gripp.
Bei den rechten Rollenpaaren könnte ich mir vorstellen, die Zapfen der Lochbausteine jew auf den Seiten auch mit "lockeren" Gummibändern zu verbinden, um die Spur besser zu halten.
Eigentlich ist die Position der Räder ja fest. Nur durch den ungleichmäßigen Schlauch kommt es zur Verwindung - denke ich.
Es juckt in den Fingern, die "mal eben" nachzubauen...
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[fishfriend]

Hallo...
Noch ein Vorschlag
Also, es gibt im Baumarkt Röhrchen oder stangen mit einem oder zwei Schenkel.
Ich hatte noch in Erinnerung, dass ich mal welche gesehen habe, wo dieser Schenkel mittig/senkrecht auf dem Röhrchen ist.
Zumindest hier im Baumarkt hatten sie diese Bauform nicht.
Man könnte sich die aber auch selber machen z.B. aus Messing Röhrchen und Flachstange zusammenlöten.
Im Bereich Schiebetüren, gibt es welche die haben zwei kleine Schenkel und sind sehr steif und somit leider eher ungeeignet.

Die vorrätigen sind etwas versetzt (Rohr zu Schenkel) und somit "leider" etwas steifer.

Warum das Ganze?
Die Bauform ist sehr Steif und meiner Meinung nach könnte man ein Fahrzeug dazwischen setzen, das nur durch Druck nach Außen sich in der Bahn hält. Aber selbst wenn man mehrere Räder zum festklammern nimmt, biegt sich die Konstuktion nicht auseinander.
Zudem hat der Schenkel den Vorteil, dass man durchbohren kann und den an einem Lochbaustein festschrauben kann.

Beim biegen muss man eventuell die Alustange außen einsägen um auf den Radius zu kommen. Ich vermute mal, dass es sowieso besser ist das Modell noch größer zu bauen. Muss ja nicht 1:1 sein.
Wenn man sich aus zwei Messingteilen das zusammenbaut, kann man die ja vorher biegen und dann zusammenlöten.

Ich denke der große Vorteil ist, das der Wagen mehr Gewicht haben darf , z.B. für einen Akku.
Wer nun auf die Idee kommen sollte - Hey, da kann man ja auch Stromabnehmer dranbauen. - sollte noch darüber nachdenken wieviele Schienen das Ganze hat.
Oder man muss einen weiteren Stromabnehmer und eine Schiene dazubauen.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[atzensepp]

Hallo Holger,

Deinen Vorschlag mit Klemmvorrichtung der rechten Rollenpaare:

Bei den rechten Rollenpaaren könnte ich mir vorstellen, die Zapfen der Lochbausteine jew auf den Seiten auch mit "lockeren" Gummibändern zu verbinden, um die Spur besser zu halten.

habe ich mal umgesetzt.

MBV3.JPG (1.43 MiB) 12059 mal betrachtet

Ob die Spurstange eine gute Idee ist, muss sich bei anderen Abschnitten noch zeigen.

[atzensepp]

Es gibt biegsamme Vorhangschienen mit entsprechenden Gleitrollen.
Die Biegung in Links/Rechts-Richtung und die Torsion werden vermutlich kein Problem sein. Allerdings bei der Biegerichtung "auf/ab". Mir scheint die Schiene einen Metallkern zu haben, der Biegung in dieser Richtung behindert. Man müsste in den Abschnitten, in denen diese Biegerichtung benötigt wird schlitzen bzw. Dreiecke ausschneiden.

Bildschirmfoto vom 2023-09-26 14-19-50.png (144.63 KiB) 11902 mal betrachtet

Was meint Ihr: Lassen sie sich für eine Möbiusbahn einsetzen?

Bild von https://de.aliexpress.com/item/10050040 ... DE%21%21AB

EDIT: In diesem Video kann man sich ein Bild von der Flexibilität machen: https://www.youtube.com/watch?v=xPmAHOBUe6k

[atzensepp]

Inzwischen hat es geklappt: Eine Möbiusbahn mit motorisiertem Vehikel.
Als Schienen verwende ich 4mm-Teflonschlauch, die mit selbstgedruckten Halterungen fixiert werden:

MB2-1b.JPG (971.37 KiB) 11857 mal betrachtet

Das Vehikel in der Bahn:

Möbius-Shuttle in der Bahn

MB2-2.JPG (1.39 MiB) 11867 mal betrachtet

hat folgende Mekrmale:
- Antrieb mit S-Motor über Getriebebox und Differential
- 9V-Batteriehalter untergeschnallt
- Nutrollen (Version mit dünner Innen-Nut) mit O-Ringen
- Klemmung der Rollenpaare mit Federn vorne und hinten (Gummiringe gehen im Prinzip auch)
- Vorder- und Hinterteil sind mit einer Feder gekoppelt, die die 3 Freiheitsgrade ermöglicht
- Vorderteil mit Lenkung und Spurstange

Shuttle Oberseite

MB2-5.JPG (1013.03 KiB) 11857 mal betrachtet

Shuttle Unterseite

MB2-6.JPG (830.33 KiB) 11857 mal betrachtet

Was man hier sehen kann ist, dass das Aspektverhältnis des Torus (Durchmesser Haltering : mittlerer Durchmesser Torus) recht groß ist, was zu starken Verdrehungen führt. Bei größere Bahnen mit kleinerem Aspektverhältnis würden die Verdrehungen geringer ausfallen, würden aber starrere Schienen bzw. mehr Haltepunkte erfordern. (z.B. Messing wie andererorts vorgeschlagen)

EDIT: Das Vehikel fährt mit Heck-Antrieb. Bei Front-Antrieb kommt es öfter zu Entgleisungen.

[atzensepp]

Habe schnell mal zwei (zugegebenermaßen verbesserungwürdige) Videos von der Bahn gemacht und bei Youtube hochgeladen:
https://www.youtube.com/watch?v=TTJgXkW-eRs
https://www.youtube.com/watch?v=vr8uFaJ6AMA

Besonders schnell ist sie noch nicht. Aber sie entgleist nicht. Das Hakeln liegt an den Halterungen, die teilweise noch nicht gut entgratet sind.

EDIT: Die Klemmung des Shuttles ist so gut, dass es auch vertikal steigen kann

Vertikal.jpg (616.64 KiB) 11779 mal betrachtet

[atzensepp]

Videos der Möbius-Bahn mit Positionslichtern:
https://www.youtube.com/watch?v=uxPsLzxj9PI
Video von mitgeführter Camera:
https://www.youtube.com/watch?v=uxPsLzxj9PI

[Rudi]

Hallo Florian,
ich bewundere deine Hartnäckigkeit, mit der du dein Projekt verfolgst, Respekt.
Zufällig habe ich eine völlig andere Lösung der Möbiusbahn gefunden:
Superconducting Quantum Levitation on a 3π Möbius Strip

Viele Grüße,
Rudi

[atzensepp]

Hallo Rudi,

die 3-Pi-Bahn mit den Magneten und dem Supraleiter als Vehikel ist wirklich genial. Die Magneten könnte man sich schon kaufen, wobei das bei der Menge nicht ganz billig sein dürfte. Mit dem Supraleiter und dem flüssigen Stickstoff wird's schon schwieriger. Aber prinzipiell könnte man sich ja auch eine imaginata-Bahn mit Magnet-Rails vorstellen.

Ich frage mich, ob das Thema Möbiusbahn mit Firschertechnik inzwischen ausgereizt ist bzw. wie lange ich noch damit herummachen will. Es gibt schon noch Verbesserungs- und Erweiterungsmöglichkeiten.
Zum Beispiel Einsatz von Beilagscheiben und eine doppelte Spurstange, um die starke Verkantung der vorderen Rollen zu verhindern. Das neuste Modell ist in einem Video mit mitlaufenden Außenansicht zu sehen: https://www.youtube.com/watch?v=Q6DJXuDvFxI
(Und ja: Die Spurstange ist sehr empfehlenswert)

Auf jeden Fall will ich den Bau dokumentieren. Vielleicht will das ja jemand mal ausprobieren.
Die STL-Files für den Schlauchhalter gibt es übrigens hier https://www.thingiverse.com/thing:6240632

Und hier das bisher beste Shuttle:

Letzte Schuttleversion - von oben

MB-top.JPG (1.14 MiB) 11511 mal betrachtet

Letzte Schuttleversion - von unten

MV-bottom.JPG (1.17 MiB) 11511 mal betrachtet

Antriebsachse- Heckansicht

MV-DriveBackside.JPG (1.07 MiB) 11470 mal betrachtet

Antriebs-Block mit Positionslichtern

MV-DriveWithPositionLights.jpg (1.11 MiB) 11470 mal betrachtet

Antriebsachse- Seitenansicht

MV-DriveSide.JPG (1.02 MiB) 11470 mal betrachtet

Antriebs-Block

MV-DriveRear.JPG (850.96 KiB) 11470 mal betrachtet

Frontachse

MV-DriveFrontAxis.JPG (999.85 KiB) 11470 mal betrachtet

Explosionsansicht der Vorderachse

MV-FrontAxisExplosion.jpg (692.15 KiB) 11585 mal betrachtet

EDIT: Bilder ersetzt

[steffalk]

Tach auch!

Da gratuliere ich doch mal herzlich zum erfolgreichen Durchbeißen! Sehr stark!

Gruß,
Stefan

[atzensepp]

Nach einer längeren Pause habe ich mich gefragt wie ein kinetisch "sauberes" Fahrgestell aussehen könnte und mich bei den Roller-Coaster-Chassis umgesehen. Herausgekommen ist ein Shuttle mit Achsschenkel-Lenkung vorne und hinten. Die Radpaare sind jetzt Quadrupel um eine "Tangentiale" (wohl eher Sekante) entlang eines Schienenstückes zu definieren. Man sieht hier schön, welche Freiheitsgrade auftreten können. Das Vehikel hat noch eine Längsachse zwischen Vorder- und Hinterteil. Mit der Achsschenkel-Lenkung können auch Spurbreite-Schwankungen ausgeglichen werden.

Das Shuttle ist jetzt noch ohne Antrieb und berechtigte Frage ist natürlich, ob man bei dieser engen Spur noch einen Motor, ein Differential und Gelenkwellen (*) einbauen kann:

Möbius-Shuttle mit Achsschenkellenkung

MB-ASL1.JPG (1.44 MiB) 9376 mal betrachtet

EDIT:
(*) Das homokinetische Gelenk von Jan könnte sich hier als nützlich erweisen, da es einen geringeren "Auftrag" als die ft-Kardangelenke hat.

[atzensepp]

Ein deutlcih schnelleres Shuttle lässt sich mit einem XM-Motor realisieren:

Fastcar1.JPG (1.52 MiB) 9251 mal betrachtet

Fastcar2.JPG (1.63 MiB) 9251 mal betrachtet

EDIT: Es wäre natürlich sehr schön, wenn man das mit der vollen Achs-Schenkel-Lenkung kombinieren könnte um die Cheating-Feder zu ersetzen.
Alternativ bräuchte man statt der Feder ein Gelenk, dessen Drehachse sich der Spur anpasst. Kugelgelenk wird vermutlich nicht gehen. Aber ich probiere das trozdem mal.

[atzensepp]

Tatsächlich klappt es auch mit einem Kugelgelenk:

Fastcar3-mit Kugelgelenk.JPG (1.57 MiB) 9245 mal betrachtet

[atzensepp]

Da sich im vorigen Modell der Differentialkäfig verschiebt hier eine etwas stabilere Variante:

MBF1.JPG (1.44 MiB) 9099 mal betrachtet

MBF2.JPG (1.55 MiB) 9100 mal betrachtet

(EDIT: mit Z15 am Motor schafft der Wagen eine Runde in 10s im Gegensatz zum Modell mit kleinem Motor, der 40 s braucht)
Man beachte die Radstandverkürzung an der Vorderachse. Der Batteriehalter trägt halt etwas auf.

Für einen Antrieb eines Shuttles mit Achsschenkel-Lenkung evtl. eine Flexwelle mit Schraubenfeder:

Flexwelle.JPG (1.67 MiB) 9099 mal betrachtet

[fishfriend]

Hallo...
Nur mal so als Überlegung.
Im idealen Modell, ist der Unterschied im Winkel, von den Vorderrädern zu den Hinterrädern gleich. Man brauch keinen Ausgleich.
Im realen Modell gibt es einen Unterschied.
Aber wenn man des Käfig/Schienen Modell größer machen würde, sollten die Unterschiede kleiner werden.
Es ist die Frage ob man den Ausgleich brauch, da auch mit dem Ausgleich die Räder nicht optimal zur Bahn stehen. Wie man auf den Fotos sieht.
Also es geht nicht um Innen-Außen mit Differenzial.

Es scheint mir, als ob die Feder eher die Räder zur Bahn verdrehen will. Eventuell reicht auch nur ein zusätzlicher Winkelstein.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[atzensepp]

Hallo Holger,

...
Aber wenn man des Käfig/Schienen Modell größer machen würde, sollten die Unterschiede kleiner werden.
Es ist die Frage ob man den Ausgleich brauch, da auch mit dem Ausgleich die Räder nicht optimal zur Bahn stehen. Wie man auf den Fotos sieht.
Also es geht nicht um Innen-Außen mit Differenzial.

Es scheint mir, als ob die Feder eher die Räder zur Bahn verdrehen will. Eventuell reicht auch nur ein zusätzlicher Winkelstein.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

Grundsätzlich hast Du vollkommen Recht, dass bei größerer Bahn die Krümmungen geringer werden und dann die Unterschiede auch kleiner werden.
Ich zögere noch, eine größere Bahn zu bauen, da dann auch die Anforderungen an die Fixierung steigen. Mit Messingrohr oder Draht sollte sich das machen lassen.

Beim einfachen Modell ist die Hinterachse starr und kann sich nur zwischen den Schienen etwas "verkeilen". Die Feder ergibt neben dem Dreh-Freiheitsgrad zwei Freiheitsgrade zum Kippen. Die Feder ist nicht in der Mitte zwischen den Achsen ist sondern näher an der Vorderachse, so dass in der Kurve sich die Gelenkposition nach außen bewegt. Die Feder gleicht die entstehende "Verschiebung" etwas aus. Aber mit einem Kugel-Gelenk geht es auch. Der axiale Ausgleich kommt m.E. dadurch zustande, dass sich die Rollen der Vorderachse leicht verschieben können.

Viele Grüße
Florian

PS: Das mit Winkelstein habe ich mir auch mal überlegt, Das blöde ist, dass sich der Winkelstein irgendwie mitdrehen müsste.

EDIT: Das Differential ist nötig. Denn ohne würden die innenliegenden Räder gegenüber den Äußeren vorlaufen und somit die Achse entgegen der eigentlich notwendigen Richtung verdrehen, dass das Gefährt entgleist.

[fishfriend]

Hallo...
Schon klar.
Versuch mal etwas von der Spannung zwischen Vorderachste und hinterer Achse rauszunehmen, indem du bei der Feder mit den beiden roten Enden, noch einen Winkelstein zwischen dieser Feder und dem roten 30x15x5er Baustein reingibst. (unter dem Batteriekasten)
Mit freundlichen Grüßen
Holger