Möbiusbahn

[atzensepp]

Kann man mit ft eine Möbius-Bahn bauen?
Erste Idee: Mit Flexschienen

Moebius1.JPG (580.04 KiB) 4211 mal betrachtet

Moebius2.JPG (553.13 KiB) 4211 mal betrachtet

Problem dabei ist die Halterung. Das Vehikel müsste auf der Bahn "kleben" (z.B. Magneten). Wenn man "klammert" wie bei dem gezeigten Vehikel, trifft die "Klammer" dann irgendwann eine Halterung. Die müsste man dann dynamisch umschalten, je nachdem ob sich die Klammer oben oder unten befindet.

Es gibt tatsächlich eine Realisierung einer Möbiusbahn mit einer gefalteten Möbius-Schiene:
https://imaginata.de/files/moebiusbahn.pdf
Zweite Idee: Hier werden gebogene Stahlrohre als Schienen verwendet. Mit den Flex-Schienen ist das nicht möglich, da man Unter- und Oberseite verbinden müsste (EDIT: wie sich im Verlaufe dieses Threads zeigen wird, ist diese Behautpung falsch. Die Flex-Schienen bilden KEIN Möbiusband!) Es sei denn, man macht 2 Runden. Dann hätte man zwar auch eine geschlossene Schiene aber das Vehikel macht dann eine Volldrehung, was nicht ganz so beeindruckend ist.

Ich frage mich , ob man nicht 4mm-Kunststoffschlauch (Teflonschlauch vom 3D-Drucker) als "Schiene" verwenden könnte.

Moebius3.JPG (479.6 KiB) 4211 mal betrachtet

Der Schlauch ist einigermaßen fest. Auf jeden Fall fester als die Flex-Schienen. Mir fehlen leider die Befestigungs-Schellen und ein genügend langer Schlauch.
Vielleicht hat jemand noch andere Ideen.

Edit: Mit einem biegsamen Massedraht könnte es auch gehen.

Es gibt auch den Film "Möbius", der eine Möbius-Bahn thematisiert. Hat ihn zufällig jemand aus dem Forum schon gesehen?
https://de.wikipedia.org/wiki/Moebius_(1996)

[Karl]

Eine Möglichkeit, GraviTrax - Kugellaufbahnen für Ft adaptieren. Stege mittels 3d-Druck
mit Zapfen oder Nut herstellen. Mit oder ohne Abstand ?
Dazu "Seilrolle 21, (35795)", evtl. mit einer Adaptierung an GraviTrax-Rollbahnbreite, verwenden,
evtl. mit Federung fürs konstante Anliegen der Seilrolle an die GraviTrax-Bahn.
Ob alles von den Maßen her alles so einfach sein wird... ?

[fishfriend]

Hallo...
Und innen die Bahn laufen lassen?
Das Modell in der PDF ist doch das ideale Vorbild.
Ringe aus Flachträgern, statt des Rohrs die Flexschienen. Die Verbindungsstellen an die Ringe machen.
Das Fahrzeug ist innen und würde sich in den Flexschienen halten.
Das Modell würde wohl etwas größer werden.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

[geometer]

Tolle Idee!

Ich stimme Holger voll zu. Das Modell der Imaginata in Jena zeigt genau, wie man das bauen kann. Hier ein Video:

https://youtu.be/ONpK1d0lRds

Viele Grüße

Thomas

[Karl]

Im Nachhinein finde ich meine Idee mit den GraviTrax-Schinen nicht prickelnd.
Stören doch die hochgezogenen Laschen an den Schienenenden.
Aber es gibt doch blanken Kupferdraht mit 4mm Durchmesser. An entsprechenden Stellen
entsprechend lange Stücke im ca. 90 Grad Winkel stumpf angelötet und diese Stücke in
Fischertechnik-Nuten gesteckt. Sollte doch gut funktionieren.
Auch kann man die Geraden und die Bögen gut in entsprechende Richtungen schön
parallel richten.
Dazu sind Innen- oder Aussenläufer- Bahnen frei wählbar. Bei Außenläufern sind sicherlich
gleichmäße Stege zwischen den "Laufbahnen" mit an den Stegen angelöteten Stücken, gut
zum Einstecken in Ft-Bauteilen, sicherlich relativ einfach zu realisieren.
4mm Eisen- oder Messingdraht wären auch möglich. 4mm Aludraht läßt sich etwas schlecht Weichlöten.

[fishfriend]

Hallo...
Es gibt den Film von 1996 auch auf DVD. Ob auch in deutsch ist die Frage.
Wer mag/kann, er ist auch YT mit englischen Untertiteln.
Ich hab mal kurz reingeschaut, ist aber nicht so mein Fall.
Es gibt auch einen anderen neueren Film "Möbius", von 2014, der mit der Sache garnichts zu tun hat.

Interessant ist die Berechnung der Bahn an sich und dass die erst ein 1:1 Modell bauen mussten um die genauen Maße raus zu bekommen.
Ich vermute mal, das es sich um eine gekrümmte Fläche handelt, die aufgespannt wird. Ich vermute mal, dass man eine Näherung schon machen kann.

Beim ft-Modell dürfte das eine untergeordnete Rolle spielen, da man ein gewisses Raster hat.
Das Problem was ich sehe ist aber, dass die Flexschienen doch relativ wabbelig sind. Man muss die versteifen und/oder die kurzen Flexschienen nehmen un die Verbindungen etwas großzügiger auslegen muss. Man könnte auch noch zusätzliche Ringe einbringen.
Toll ist aber auch, wenn man einen Wagen hätte, der einen Motor hätte, um so die Bahn zu durchfahren.
Ich vermute, das auch das dazu führt, das insgesammt das Modell noch größer wird.
Mit freundlichen Grüßen
Holger Howey

[atzensepp]

Hallo Holger,

ich dnke auch, dass die Flex-Schienen zu wabbelig sind. Darüber hinaus verdrehen sich die Schienen. Das wäre bei rundem Querschnitt kein Problem. Ein flexibles H-Profil würde wahrscheinlich auch noch funktionieren. Aussichtsreich könnte ein 6mm-Teflon- oder PVC-Schlauch sein. (z.B. 4 mm x 6 mm Teflon schlauch Pneumatik 260°C Natur 3D Drucker PTFE) Der hätte ausreichende Stabilität und könnte in die ft-Kabelhalterungen gesteckt werden. Ich werde mal mit dem, was ich habe ein Probesegment bauen und schau'n ob das stabil genug ist.

Viele Grüße
Florian

[Karl]

Habe gerade ein Stück Ft-Kette, ca. 1,2m, zwischen zwei Zahnrädern, 30Z, einseitig um
180 Grad gedreht auf MakerBaeam zusammengesetzt. An einem Kettenglied "stirnseitig" eine Markierung.
Einmal ist die Markierung auf dem "geraden" Stück weg, dann wieder da..., Zauberei ?

[atzensepp]

Hallo Karl,

das ist eine super Idee! Damit kann man den "Möbius-Effekt" sehr schön demonstrieren. Statt Markierung kann man auch ein Kettenglied mit Befestigungszapfen nehmen.

Ich habe im Keller noch einen 2mm starken Aluminium-Blumenbindedraht gefunden. Der lässt sich in den 2/4mm-Teflon-Schlauch gut einführen und würde wahrscheinlich eine für ein ft-Modell ausreichende Stabilität sorgen:

Mebius4.JPG (428.14 KiB) 3962 mal betrachtet

Florian

[Karl]

Hatte ja oben explizit den Kupferdraht mit 4mm Durchmesser erwähnt weil man daran relativ
problemlos Stücke zur Befestigung etc. anlöten kann und am durchgehenden Stück die V-Rollen
sauber darüber laufen.
Leider habe ich nicht den Platz für eine halbwegs vernünftig aufzubauende Bahn. Sonst würde ich mir
den Kupferdraht besorgen und die Sache ähnlich der "imaginata" bauen.

Nachtrag:
Eigentlich hat ja Fischertechnik schon ein brauchbares Querschnittprofil im Programm gehabt.
Z. B. Verbinder 31330, am besten die alte Ausführung mit dem "8"er Querschnitt.
Etwas weicheres Material und als "Meterware" wären sicherlich gut brauchbar.
Ob es so etwas aus etwas stabilerem "Gummimaterial" als Dichtung meterweise gibt ?
Mir noch nicht überm Bildschirm geflimmert.

[geometer]

Habe gerade ein Stück Ft-Kette, ca. 1,2m, zwischen zwei Zahnrädern, 30Z, einseitig um
180 Grad gedreht auf MakerBaeam zusammengesetzt.

Längere Keilriemen werden oft als Möbiusband zusammengesetzt. Wenn man den Keilriemen normal zylindrisch zusammensetzt, verschleißt die eine Seite des Riemens, die andere nicht. Der Möbiusriemen hält länger.

[Karl]

Längere Keilriemen werden oft als Möbiusband zusammengesetzt. Wenn man den Keilriemen normal zylindrisch zusammensetzt, verschleißt die eine Seite des Riemens, die andere nicht. Der Möbiusriemen hält länger.

Solche Keilriemenführungen sind mir noch nie untergekommen. Wohl Flachriemen als Möbiusband, aber nur, wenn diese
endlos flach zusammengesetzt wurden. Klammern oder sonstige mechanische Verbindungselemente ließen keine Möbius-
führung zu.

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

Hallo zusammen,

die sinnvollste Bauart (à la Imaginata) habt ihr bereits geklärt. Es bleibt die Frage nach dem möglichen Schienenmaterial.

Brainstorming:

Wegen der Laufrollen / Fahrgestelle mag ich an die "Firestrom Megacoaster" erinnern (https://ftcommunity.de/bilderpool/veran ... och/32112/) - natürlich angepasst.

Um die Wagen zu führen, denke ich allerdings an 4 mm Messingrohr, 4/3 und Bohrungen passend zum Blumendraht (ich nehme für so was verzinkten Stahldraht mit 1,5 mm). Den Stahldraht kann man ins Messingrohr löten. Geschickt gemacht, sind so etwa 270° des Umfangs für die Laufrollen frei. Die andere Seite der Drahtstifte kann gegengleich in kurze (15 mm?) Messingrohrstücke rein und die wiederum im ft verankert werden. Für die Schienenverbinder sind 3 mm Stücke (massiv) geeignet, die ins Rohrende gelötet, geklebt oder gepresst werden.

Das einzige Problem ist hier, wie mit den schlauchummantelten Drähten, die präzise Formgebung der Schienen. Für's Messingrohr ist eine sehr spezielle Biegemaschine erforderlich. Für Achterbahnenschienen kommen CNC-Maschinen zum Einsatz.

Es gibt auch 4 mm Rundmaterial aus PVC (Kunststoff-Schweißdraht) oder anderem festen Kunststoff. Das kann mittels Heißluftgebläse, Biegeschablonen und **ganz viel** Feingefühl in die passende Form gebracht werden. Für die Schienenstöße lasst ihr Euch was einfallen (Bohrschablone?).

Der früher von Euch angesprochene 4mm-Schlauch mit Drahteinlage könnte durch 3D-gedruckte Schlauchhalter mit rundem Kopf ans ft fixiert werden.

Aus 100 % ft wird das in kleiner Baugröße eher nicht funktionieren, leider. Die Flexschienen könnten als beidseitige Führungen herhalten wenn mit doppelseitigem Klebeband deren Mittelstücke fixiert werden.

Aber muss es denn rundes Schienenmaterial sein?

Wie wäre es denn mit Winkelträgern und Flachträgern (natürlich ausgesteift), die 3 Seiten (wenngleich eine auch sehr schmal ist) als Laufflächen bereitstellen? 30°-Träger innen und 60°-Träger aussen im richtigen Abstand ergeben die richtige Geometrie und eine recht stabile Strecke.

Grüße
H.A.R.R.Y.

[atzensepp]

Hallo Alle!

Phantastisch, vielen Dank für Eure Ideen und die Links!

Kupferdraht: habe nur welchen mit 4.4mm Durchmesser gefunden, der würde aber vermutlich gehen
Messingrohr: wie Kupfer auch gut zu löten, aber Biegen ist schwierig. Evtl. mit Bindedraht in der Mitte als Stütze?
(Mit Löten von Stahl habe ich bislang keine Erfahrungen)

Kunststoffrohr: Vorteil ist, dass es steif ist aber doch auch flexibel. Auch hier könnte beim Biegen unter Erwärmung evtl. eine Knickung auftreten. Daher ggf. auch mit Bindedraht füllen.

Für Halterungen habe ich noch keine Idee. Mir würden Schellen gefallen, da man da den Draht besser justieren kann.
Die Halterungen dürfen nicht zu stark "auftragen", da sonst die Räder nicht drüber kommen.

Teflon/PVC-Schläuche: Müsste man mit Bindedraht versteifen. Auch hier Problem mit der Halterung.

Das mit dem 3D-gedruckte Schlauchhalter mit rundem Kopf habe ich noch nicht verstanden.

Andere Profile: Muss ich mal drüber nachdenken. Aber Rohr bzw. Schlauch scheint mir momentan das Vernünftigste, weil die Schienen m.E. sich verdrillen müssen.

Den Roller-Coaster muss ich mir noch genauer ansehen. Die Rollen-Mechanik ist aber nicht trivial.
Mein Ansatz wäre, die Rollen des Waggons mit Federn zwischen die Führungsrohre/schienen zu klemmen. Ggf. Drehgelenk vorne und hinten um dem Twist folgen zu können.

Viele Grüße
Florian

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

Hallo zusammen,

Das mit dem 3D-gedruckte Schlauchhalter mit rundem Kopf habe ich noch nicht verstanden.

Das Teil erinnert an ein T-Stück. Einen Schenkel zur Montage irgendwo am Gerüst, einen Kopf dessen Querschnitt dem Schienenprofil entspricht und zwei Teile die in die Schiene hineinragen (halten und zentrieren). Das sieht grob so aus wie in der ASCII-Grafik (ich hoffe das geht hier wie ich das kenne):

Code: Alles auswählen

Von links:
                        !
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     ! !        !       ^
     ! !                !
     : :
     : :
      ^
      !
    Zum ft-Zapfen, Nut oder was auch immer passt

Von vorne:
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     / __ \
    / /  \ \
    ! !   ! !
    ! !   ! !
    \ \__/ /
     \____/
      !  !
      !  !
      :  :

Alternativ geht auch ein Loch für den Stoßverbinder (Stabilisierungsdraht). Das ist dann fast wie ein Gardinenstangenhalter en miniature.

Metallrohre werden für das Biegen kleiner Radien mit feinkörnigem Sand gefüllt. Nach dem Biegen lässt man den rausrieseln. Alles Andere hat so gewisse Nachteile. Mit Messingrohr 4/3 habe ich das noch nicht ausprobiert, 15er Kupferrohr biege ich mit dem Trick hervorragend.

Für Halterungen habe ich noch keine Idee. Mir würden Schellen gefallen, da man da den Draht besser justieren kann.
Die Halterungen dürfen nicht zu stark "auftragen", da sonst die Räder nicht drüber kommen.

Schellen, hast Du schon erkannt, sind den Rädern im Weg. Deswegen die obige Idee mit angepassten Haltern die sich homogen ins Schienenprofil einfügen.

Grüße
H.A.R.R.Y.

[atzensepp]

Hallo Harry,

Vielen Dank für die Erläuterung! Ich habe die bestehenden Ideen aufgezeichnet. Dein Vorschlag entspricht Nr. 1. und ist mir sehr symphatisch.

BEfestigungen.JPG (1.31 MiB) 3746 mal betrachtet

(Mit Loch statt Zapfen wäre es tatsächlich für den 3D-Drucker einfacher und man könnte einen Biegedraht durchführen)
Der Vorteil wäre, dass man alle Teilstücke gleich fertigen und biegen kann. Nachteil ist, dass man den Schlauch in kleine Stücke zerschnippeln muss und die Geometrie dann vorgegeben ist.

Eine Andere Idee wäre es, den Schlauch mittels Fäden (Nr. 4) oder Kunststoff-Folie (Nr. 5) auf eine Lagerrinne zu spannen. Also gewissermaßen eine ultradünne Schelle. Kann sein, dass das mit der Zeit etwas lockert aber das wird ja kein Heavy-Duty-Modell werden.
Vielleicht gibt es noch bessere Einfälle.

Viele Grüße
Florian

[atzensepp]

M.E. müsste man die Bahn so berechnen können mit:

Code: Alles auswählen

      psi= alpha*phi;
      x= cos(phi)*( r*cos(psi)+R);
      y= -sin(phi)*( r*cos(psi)+R);
      z= r*sin(psi);

(phi ist der Laufwinkel der Bahn (Drehung um z-Achse) und psi der Rotations-Winkel auf dem kleinen Kreis im Torus, also gewissermaßen die Orientierung des Wagens)
Für die Möbiusbahn ist alpha=0.5 zu wählen, was dann im Gnuplot so aussieht:

Torus_Moebius.png (91.26 KiB) 3715 mal betrachtet

Im FreeCad könnte man entlang dieser Bahn verschiedene Profile extrudieren und damit die Torsion sichtbar machen. Vielleicht mache ich das noch.

[fishfriend]

Hallo...
Ich hab mal etwas gebastelt.
Ich hab mal (bisher) 8 Ringe genommen und Flexschienen jew. an die Ringe gemacht. Bei jedem weiteren Ring hab ich die Befestigung um zwei Löcher weiter verdreht.

Im Grunde dachte ich, dass sich die Schienen etwas nur ausgleichen müssen.
Das tun sie aber -nicht-.
Dazu müsste man das Modell auf einer Holplatte fest verschrauben und ziemlich daran "ziehen".
Die Flexschienen sind dazu nicht ganz so willig.
Man muss also die Schiene mit einander verbinden und dann im Grunde mit doppelseitigen Klebeband befestigen.
Das würde gehen, ist aber nicht ft-Like und hält nicht so lange.
Man kann die langen Schienen durch kurze ersetzen und dann auch die Aufhängungen auf die andere Seite setzen um die Länge besser auszugleichen.
Eventuell kann man noch zusätzlich die roten 5x15x30er Bausteine drunterbauen. Die haben ja eine lange Nut und man hat noch mehr Spiel zum ausgleichen.
Das Ganze mit 4mm Messing, Kupfer oder Alu zu machen dürfte leichter zu bauen sein.
Je mehr ich an dem Modell rumfummle desto mehr Wellen kommen da rein.
Man kann es besser bauen. Teile hätte ich dazu, aber gerade keine Zeit.
Mit freundlichen Grüßen
Holger

Edit: Bild

Möbius Schiene Bahn fischertechnik.jpg (131.68 KiB) 3650 mal betrachtet

[Karl]

Auf die Schnelle nur mal so eine Idee von mir:
Wenn verklebt werden soll, geht auch Material aus Alu.
Ob die Öse aus 1mm Alu stabil genug ist
Öse kann noch weiter geschlossen werden, je nach Erfordernis oder Wunsch.


Es gibt im Modellbau-Bereich auch Ösen- bzw. Augenschrauben zu kaufen. Sicherlich
auch in 4mm/2mm, Außen / Innen.
Beispielweise:
https://www.fechtner-modellbau.de/mater ... schrauben/

Es fehlt ein "z"

[atzensepp]

Hallo Holger,

Deine Idee mit den Statik-Ringen finde ich gut. Ich habe Ringe aus 15-er und 60-Grad-Winkelsteinen versucht.
Aus der gesamten Schienenlänge kann man den großen Radius des Torus abschätzen. Die gesamte Schienenlänge ist ungefähr der doppelte Umfang U des großen Toruskreises (Die Näherung ist umso besser, je größer R im Vergleich zum kleinen Radius r des Torus ist):

Code: Alles auswählen

2*U = 4*R*pi = N * L
=> R =  N*L/ (4 pi) 

Bei einer Flexschienenlänge von L=18.5cm und N=16 ergibt sich 23.5cm als Radius.
Nun ist es leider so, dass die Rasterung (bei dir alle 360/8) der Halterungskreise nicht mit den Segmentlängen innen und außen übereinstimmt.
Ich habe das mal für N=12 visualisiert:

Moebius4.JPG (374.47 KiB) 3608 mal betrachtet

Und hier noch mal die Trassenlänge vom Start in Abhängigkeit vom Umlaufwinkel phi für (R:r=2:1) :

Trasselnaenge.png (29.81 KiB) 3608 mal betrachtet

Will man beide Segmente an den fixen Haltekreisen befestigen bekäme man unterschiedliche Segmentlängen für innen und außen.
Ein Ausweg wäre, dass man an jeder Halterung immer nur eine Schiene im Wechsel innen und außen befestigt.
Oder eben durchgehende Schienen, die dann durch die Halterungen verschoben werden können. Grundsätzlich halte ich die Flex-Schienen für zu labbrig.
Evtl. ginge es, wenn man zusätzliche Halterungen anklebt.

Hallo Karl,
Deine Ösen-Variante ist super, da der Fertigungsaufwand gering ist. Mit einer M4-Schraube als Verlängerung könnte man die sogar in Lochsteinen montieren. Die Idee könnte man evtl. abwandeln, indem man als Öse einen sehr dünnen Blechstreifen nimmt, den man um den Schlauch spannt.

Grüße
Florian

Edit: Wenn ich mir Holgers Aufbau ansehe, springen mir die stark gekrümmten Statik-Elemente ins Auge. Die sind etwas steifer als die Flexschienen und haben auch noch zahlreiche Befestigungslöcher. Wie wäre es mit denen als Schienen?