Möbiusbahn

[atzensepp]

Habe mal Holgers (*) Konstruktion mit den Flex-Schienen etwas weiter gesponnen:

Moebius5.JPG (1.13 MiB) 10397 mal betrachtet

Die Halterungen der Flex-Schienen sind drehbar gelagert. Die Schienen stecken in der Rinne nicht so stark. Deshalb ist doppelseitiges Klebeband angesagt.

Mebius6.JPG (1.14 MiB) 10397 mal betrachtet

Ob das für ein Vehikel taugt ist fraglich, da sich die Achsen der Räder schon etwas gegeneinander verdrehen müssen.
Eigentlich ist der Schienenabstand zu groß. Mit 15-ern ist er zu klein.

Wenn's nicht klappt, kann man versuchen, eine Fischertechnik-Küchenlampe draus zu bauen.
(*) korrigiert nach Harry's post

[atzensepp]

Der Schienenabstand ist eigentlich doch ganz vernünftig. Ein passendes Shuttle könnte dann so aussehen:

Moebiuswagen.JPG (1 MiB) 10386 mal betrachtet

Das wird aber nur funktionieren, wenn die Schienen alle 30 Grad gestützt werden, was eine Rotation jedes 2-ten Halteringes um 30 Grad erfordern würde.

[H.A.R.R.Y.]

Hallöchen beieinander,

Ehre wem Ehre gebührt. Diese Idee mit den Flexschienen scheint mir von fishfriend (Holger) zu sein. Die Credits dafür sollten an ihn gehen, finde ich.

Grüße
H.A.R.R.Y.

[atzensepp]

Hallöchen beieinander,

Ehre wem Ehre gebührt. Diese Idee mit den Flexschienen scheint mir von fishfriend (Holger) zu sein. Die Credits dafür sollten an ihn gehen, finde ich.

Grüße
H.A.R.R.Y.

Ja stimmt. Da habe ich doch nicht aufgepasst. Sorry und danke für den Korrekturhinweis!

[atzensepp]

Der Verlauf eines "Möbius-Schienenstranges" dargestellt auf einem Torus in FreeCAD:

Moebius.PNG (365.64 KiB) 10308 mal betrachtet

Man sieht, dass man die Schiene stärker verdrehen muss, damit die Schienenprofile aufeinander ausgerichtet sind.
Mit einem Rundprofil hat man dieses Problem natürlich nicht.

Interessant ist, dass der Schienenverlauf selber keine Möbius-Schleife ist jedoch die Fläche, die ein Vehikel, das zwischen innerer und äußerer Schiene läuft, abfährt.

[atzensepp]

Hier die Visualisierung des Möbiusbandes zwischen der Schiene in FreeCAD:

Moebiusband.PNG (275.23 KiB) 10258 mal betrachtet

Die Elemente der Fläche werden entlang der Schienenkurve C(phi) berechnet:

Code: Alles auswählen

P1 = C(phi)
P2 = C(phi+dphi)
P3 = C(phi+2*pi)
P4 = C(phi+2*pi+dphi)

Da die Flächen (Faces) in FreeCAD planar sein müssen, habe ich 2 Dreiecksflächen je Abschnitt gezeichnet:

Code: Alles auswählen

(P1,P2,P3) und (P2,P3,P4)

[atzensepp]

Es wird langsam. Eine Möbiusbahn mit Flex-Schienen ohne Sonderteile (außer ggf. doppelseitiges Klebeband); Halterungsringe alle 30 Grad und Spezialhalterungen an "neuralgischen Stellen" dazwischen:

Moebius10.JPG (1.22 MiB) 10214 mal betrachtet

Das Wagen mit drehbar gelagerten Rollen vorne und hinten und Federn für Torsion zwischen Vorder- und Hinterrädern. Der Radstand ist so, dass es gerade noch funktioniert. Man kann auch dünne Federn (1-2 Windungen) auf die Achsen stecken, damit die Rollen nach außen gedrückt werden.

Moebius14.JPG (1.04 MiB) 10214 mal betrachtet

Wagen mit Sitz nach außen:

Moebius11.JPG (1.35 MiB) 10214 mal betrachtet

Moebius12.JPG (1.42 MiB) 10214 mal betrachtet

Wagen nach einer Runde mit Sitz nach innen:

Moebius13.JPG (1.46 MiB) 10214 mal betrachtet

Haltering in Standard-Position (hier noch ohne Klebeband; die Flexschiene ist etwas rausgerutscht):

Moebius16.JPG (1.3 MiB) 10214 mal betrachtet

Haltering in Zwischen-Position:

Moebius15.JPG (1.25 MiB) 10214 mal betrachtet

Ein Zusatz-Support für außenliegende Schienen ist leider notwendig, da die Flexschienen noch zu flexibel sind und der Wagen sonst rausrutschen kann:

Moebius17.JPG (1.45 MiB) 10214 mal betrachtet

Flexschienen haben den Vorteil, dass sie die Torsionen und Verdrehungen mitmachen und außerdem einen seitlichen Support für die Laufrollen des Wagens bieten. Die Flexibilität hat aber auch den Nachteil, dass vor allem die außenliegende Schiene zusätzlich gestützt werden muss. Geringere Torsion des Wagens und größerer Radstand wäre möglich wenn man einen größeren Radius des Torus nehmen würde. Allerdings müssten dann zusätliche Supports für die Flexschienen montiert werden. Eventuell kann man auf weitere Zwischenstütz-Strukturen verzichten, wenn man unter die Flexschienen flexible Statik-Träger baut.

So ganz optimal läuft es noch nicht, denn hin und wieder klemmt der Wagen und man muss ihm nachhelfen. Man kann da sicherlich noch viel durch Justage optimieren.

[PHabermehl]

Muss jetzt doch mal kommentieren...

Mal wieder der Hammer!

Das weist doch direkt den Weg über einen Teilchenbeschleuniger (aus purer fischertechnik) und Fusionsreaktor (aus purer fischertechnik) hin zum DeLorean mit Fluxkompensator aus reiner fischertechnik.
Wenn jemand jetzt anfängt, alle Elektromagnete aufzukaufen, dann wissen wir ja, was dahinter steckt.

Okay, Spaß beiseite, nochmal: tolle Tüftelei und großartige Ausarbeitung der geometrischen Theorie...

Gruß Peter

[fisch-d]

Oooooh! Bitte mach ein Video!

[steffalk]

Tach auch!

Oooh, ist das alles wieder grandios! Und man sieht bei den Fotos den Mehrwert von grauem fischertechnik

Bitte bitte pack das, wenn's fertig ist, auf den ftc-Bilderpool, in ein Video und in die ft:pedia. Das muss überall hin. Was ein Leckerbissen.

Gruß,
Stefan

[atzensepp]

Vielen Dank für Eure Kommentare! Die spornen mich natürlich an. Das mit dem Film ist nicht so einfach. Ich kann den Wagen eine Runde mit einem Faden ziehen. Aber für eine zweite Runde muss ich umfädeln. Oder ich muss einen Film mit Stop-Motion-Technik machen.

Ein Wagen mit 4 statt 2 Federn ist etwas stabiler gegen Kippungen nach oben und unten:

VierFederShuttle.JPG (1.04 MiB) 9994 mal betrachtet

Anleihe aus dem Achterbahn-Bereich (nicht ganz: https://de.wikipedia.org/wiki/Achterbahnfahrwerk): ein Wagen mit starren Achsen: Rotation um die Längsachse und Kippung um die "Vertikalachse":

FixAxisShuttle.JPG (1.05 MiB) 9994 mal betrachtet

Der geht ganz gut. An einer Stelle sind die Krümmungsverhältnisse so, dass der Wagen etwas hakt.
(Eigentlich bräuchte man statt des Axial-Lagers ein Kugelgelenk. Und jedes Rad müsste durch ein Radpaar ersetzt werden.
Aber mit dem kurzen Radstand geht es auch so)
Mit starren Achsen könnte man eine Motorisierung versuchen:

Motor-Shuttle.JPG (994.66 KiB) 9994 mal betrachtet

Leider ist der Aufbau so schwer, dass er die Flex-Schienen zu sehr nach unten drückt und der Wagen entgleist.
Weiterhin ist dieser Antrieb suboptimal: Wenn der Wagen horizontal läuft, da die Drehung der Räder dann an den Seiten der Flex-Schienen wetzt (Gewichtskraft wirkt auf die Wangen der Flex-Schienen) . Das Problem besteht auch beim Handbetrieb aber da gleitet halt das Rad.

Für die Stabilisierung habe ich weitere Halterungen für Außensegmente eingebaut. Wie man sieht, sind die für jedes Segment etwas anders:

ReinforcedTorus.JPG (1.28 MiB) 9994 mal betrachtet

Leider reichen die Maßnahmen für ein Motor-Shuttle nicht aus.

Ich denke, ich komme um eine Versteifung der Flex-Schienen nicht umhin.

Naja und die Idee mit dem Rund-Draht ist ja auch noch im Raum. Dafür brauchts dann aber ein richtiges Achterbahn-Fahrgestell. und ich muss Nicht-Ft-Teile verwenden.

[Karl]

Hallo,

Ader 1,5 mm² aus einer Installations-Mantelleitung NYM mit Klebeband auf
die Rückseite einer Flexschiene befestigt.
Na ja, die Verlegung nicht ganz sauber gelungen, aber macht nix.
Klebeschicht auf dem Textil-Gewebeband ist teuflisch gut.
Meine Meinung:
Vorteil der Kupferader mit der Isolierung wäre..., die Kupferader kann sich beim
Verformen der Flexschiene innerhalb der Isolierung noch gut bewegen.
Nebenbei:
Die Ader aus der 1,5 mm² NYM-Leitung passt auch ganz gut in Teflon-Schlauch, außen 4mm, innen 3mm.
Noch vergessen:
Dazu kann man das Klebeband entsprechend der Flexschiene auch bedarfsmäßig regelmäßig einschneiden,
von den Rändern zur Stabilisierungs-Ader. So wird die Flexschiene auch ein bischen "elastischer".
Habe ich hier allerdings noch nicht gemacht.

[atzensepp]

Hallo,

Ader 1,5 mm² aus einer Installations-Mantelleitung NYM mit Klebeband auf
die Rückseite einer Flexschiene befestigt.
...

Hallo Karl,
guter Vorschlag! Die Mantelleitung könnte auch in die Nut der Halterungssteine passen.

[Karl]

Die Mantelleitung selbst wird wohl nicht in die Nut passen. Enthält ja meist 3 bis 7 isolierte Adern und
das Ganze nochmal isoliert. Die flache Stegleitung kenne ich zwar aber habe ich schon sehr lange nicht
mehr in der Hand gehabt. Denke mal, die Abmessungen der Kupferadern samt Isolierung drumherum sind
(hoffentlich) genormt.
Starre Einzelader isoliert, meterweise oder rollenweise erhältlich, wäre z. B. H07V-U in gewünschtem Norm-Querschnitt
und "Farbe". NYM-Mantelleitung ist meist leichter beim Elektrofritzen seines Misstrauens erhältlich. Muß man leider
die Adern rausschnibbeln. Ist aber sehr einfach, leichter als mit Fischertechnik zu bauen.

[atzensepp]

Hallo Karl,

Klebeband ist eine gute Ad-Hoc-Lösung, die man ohne großen Aufwand anwenden kann. Als Alternative habe ich mir Schienenhalter gedruckt,
durch die man einen Draht ziehen kann. Die Halterungen besitzen Rund-Zapfen, mit denen man die Schiene in Nuten orientierbar befestigen kann:

Flex-Support1.JPG (1003.49 KiB) 9865 mal betrachtet

Hier eine Schiene mit Alu-Bindedraht:

Flex-Support2.JPG (1.08 MiB) 9865 mal betrachtet

Flex-Support3.JPG (1.08 MiB) 9865 mal betrachtet

Die 3 Borhungen sind momentan 2 mm. Man kann sie für die isolierten Kupfer-Massedrähte auf 2.6 mm aufbohren.

[Karl]

Hallo,
auch eine tolle Idee mit den "gedruckten" Haltern. Sehen an den Flexdingern natürlich sehr professionell
aus.
Habe auch nix gegen Aludraht wenn man den in seinem Bestand findet.
2mm Bohrungen sind ja in den Haltern nicht schlecht. Könnte man bei Bedarf, glaube ich jedenfalls,
einfach aufbohren.
Meine 3-D-Druck-Kenntnisse stehen aktuell noch bei "NULL".

[atzensepp]

Die Imaginata-Bahn mit Rundprofil-Schiene erfordert möglicherweise ein etwas komplizierteres Fahrgestell. Wenn die gegenüberliegenden Schienen(Abschnitte) in horizontaler Ebene liegen und man nur jeweils Nutrollen links und rechts nehmen würde, würde das Gewicht des Wagens nur auf den Flanken der Nutrollen liegen, was sehr ungünstig ist. Geht die Spur nur leicht auseinander, fällt der Wagen raus.

Wenn man den Parameter alpha auf 1/3 setzt, schließt sich die Bahnkurve nach 3 Umdrehungen. Man hat an jeder Stelle 3 Schienen, deren Auflagepunkte m.E. ein gleichseitiges Dreieck bilden. Zwischen diesen 3 Schienen könnte man einen Wagen einspannen und evtl. die Gefahr einer Entgleisung mit einfachem Fahrwerk (jeweils nur 1 Rolle je Schiene) etwas reduzieren.
Der Wagen würde sich bei jedem Umlauf um 120 Grad um seine Längsachse drehen und erst nach 3 Umdrehungen wieder in die Ursprungslage kommen und so den "Möbius-Effekt" etwas abmindern.

3Moebius.PNG (188.88 KiB) 9863 mal betrachtet

[Karl]

Hallo,
auch eine tolle Idee mit den "gedruckten" Haltern. Sehen an den Flexdingern natürlich sehr professionell
aus.
Habe auch nix gegen Aludraht wenn man den in seinem Bestand findet.
2mm Bohrungen sind ja in den Haltern nicht schlecht. Könnte man bei Bedarf, glaube ich jedenfalls,
einfach aufbohren.
Meine 3-D-Druck-Kenntnisse stehen aktuell noch bei "NULL".
Die Halter wären bestimmt beim Fischerfriendsman eine tolle Angebots-Erweiterung um die
"Schlabbrigkeit" der Flexdinger etwas lindern zu können.

[fishfriend]

Hallo...
Eventuell geht es auch mit drei Flexschienen, die man mit einem (zwei) 7,5er Bausteinen verbindet.
Also oben die Schiene wo die Bahn drin läuft und unten drunter zwei die um 90° gedreht, von unten gegen die obere Laufschiene drückt.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[atzensepp]

Versuch eines 3D-gedruckten Schlauchhalters, der den Schlauch mit Hilfe eines Klebebandes halten soll. Auf jeden Fall ist das Klebeband dünn genug um eine Rolle nicht zu behindern.

Schlauchhalter1.JPG (229.05 KiB) 9737 mal betrachtet

Schlauchhalter2.JPG (285.71 KiB) 9737 mal betrachtet

Vorteil ist, dass man den Schlauch nicht zerschnippeln muss. Ob das gut hält, muss sich noch zeigen.