Muskelberiebene Draisine - was wäre an Geschwindigkeit möglich?
Also wir nehmen wir an, auf einer abgelegenen, nicht mehr benutzen bahnstrecke würde man diese Versuche machen können. Man entwickelt eine eigene Draisine mit folgenden Regeln:
- Es darf als Energiequelle nur Muskelkraft benutzt werden
- Variante A: Nur mechanische Bauteile / Variante B: Alles wäre erlaubt.
- Es müssen 4 Durchschnitsmenschen* transportiert werden
- Es dürfen alle 4 Menschen mittreten
- Diese Menschen haben 5 Stunde zeit und dann schaut man wie weit sie kommen.
*Also vom Gewicht und der Kondition her halt etwa Durchschnitt, keine Sportler oder so.
Wir gehen jetzt mal davon aus, die Fahrer würden mit den Entwicklern eng zusammenarbeiten und auch die verschiedenen Teams würden sich supporten, ohne Konkurenzdruck, einfach mit dem Wunsch wirklich gemeinsam am Ende das beste Ergebnis präsentieren zu können, nicht dass das eigene Team besser als andere darsteht.
Die Fahrer wären an sich zwar verschieden, würden in der Summe aber dem Durchschnitt entsprechen. Aber das müsste man beim Bau mitberücksichtigen.
Soviel also erstmal zu den Bedinungen.
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Egal ob Variante A oder B, vom Grundkonzept wäre beides ähnlich:
- Chassi
- Vorrichtung um die Spur zu halten
- Eine Möglichkeit, Kraft des Gefährtes in Schub umwandeln.
- Kraftkopplung zwischen Fahrer und Gefährt.
- Das Gefährt, welches dazwischen steht.
1 Das Chassi wäre wohl möglichst leicht. Es muss ja keine Wahnsinnigen Kräfte aushalten.
2 und 3 eben Räder, das liegt da einfach am nahesten. Man könnte nun schauen, ob das Gewicht dann auf den Antriebsrädern liegt und weitere, sehr leichte nur der stabilisierung dienen, so etwas wären dann ansätze. Ebenso gehört hier eine Dämpfung um auftretende Vibrationen zu dämpfen, was das Fahrgefühl und damit auch die Leistung verbessern würde.
4 Hier sind die Fahrer zwar in der Summe im Durchschnitt, unterscheiden sich jedoch voneinander. Auch ist mal einer etwas müder, wärend ander übernehmen. Also muss jeder Fahrer einen individuellen Input in das System eingeben können, wobei Drehmoment und Drehzahl eben variert.
5 Das wäre das Herzstück, denn hier muss der unterschiedliche Kraftinput kombiniert werden. Ob man dort dann noch Energiespeicher wie Gyroskope einbaut, wäre wieder eine andere Sache. Aber benutzt man ein rein mechanisches System, wäre eine art "Kondensator" halt angenehmer.
Mindestens einer der Fahrer ist dann auch der Controller. Er bedient das System soweit das eben geht.
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Aber wenn man das richtig Umsetzt, dann ist da doch einiges an Geschwindigkeit möglich, oder nicht?
3 Antworten
Das kommt auf die Konstruktion der Draisine an.
Die kann in absoluter Leichtbauweise gebaut sein. Der sowieso schon äußerst geringe Rollwiderstand von Schienenfahrzeugen würde damit weiter verringert.
Ich denke, es wären deutlich über 40km/h drin, zumindest auf grader Strecke und ohne Gegenwind.
Okay, aber dann verzichtet man auch komplett auf Komfort und allen Extras.
Nicht wirklich. Unter einer Draisine stellt man sich ja die schweren Metallkonstruktionen von früher vor, aber das muss ja nicht so sein.
Für einen Sitz (wenn man zb. die Beine zum Antrieb hernimmt) würde es vermutlich reichen, wäre auch vorteilhaft wegen des geringeren Luftwiderstandes.
Wenn die Leistungsabgabe der 4 Fahrer tatsächlich so drastisch voneinander abweicht, dass sie sich nicht auf ein gemeinsames Antriebstempo einigen können, dann bräuchte man, als mechanische Lösung, ein Sammelgetriebe. Da das aber recht komplex ist, könnte das zusätzliche Gewicht den geringen Vorteil der maximalen Leistungsausbeute wieder auffressen.
Ich denke die fahren am Besten, wenn sie eine möglichst niedrige Übersetzung (unter 1) fahren, damit der nötige Kraftaufwand an den Pedalen, Hebeln oder was auch immer so groß wie grad noch zu bewältigen ist. Dann tritt jeder so stark in die Pedale wie er kann, es spielt keine Rolle, ob der eine mehr Kraft einfließen lässt als der andere.
Oder man bedient sich eines getakteten Antriebs (so wie die Ur-Draisine auch), also mal zieht der eine den Hebel, mal der andere. Das setzt natürlich Disziplin voraus, und sorgt eher für ein längeres Durchhalten, denn für eine höhere Endgeschwindigkeit.
Letzeres gibt es auch beim Rudern und die Geschwindigkeiten die man damit erreichen kann sind ernorm.
Ja interessant. Das wäre echt mal etwas, dass ich liebend gerne nachbauen würde.
Ja das wäre ja im Prinzip der getaktete Antrieb.
Es ist interessant, aber auch anstrengend, dass muss man schon sagen^^
ich denke die größten limitierenden faktoren wären die reibungsverluste im antriebssystem, der rollwiderstand und vor allem der luftwiderstand.
gemessen an einem fahhrad würde ich sagen, sind 30 kmh, wenns nicht all zu steil berg auf geht, recht realistisch.
genaueres müsste man über expirimente ermitteln.
lg, Anna
Aber gibt es gute mechanische Lösungen um verschiedene Kraftinputs zu koppeln? Bestimmt, oder? Also wenn Drehzahl und Drehmoment varieren.
Hm und Rollwiderstand, meint du da jetzt nur rein die Räder oder auch mehr? Ich denke mal das sollte da doch, in Relation der anderen Störkräfte, eher vernachlässigbar sein, oder nicht?
Es müsste aber so etwas wie ein Getriebe geben, da hat man dann wieder Reibungsverluste.
Aber wenn man von einem rein mechanischem System wegkommt, also 1-2 Motoren treiben die Antriebsräder an, 4 Motoren/Dynamos werden von den Fahrern mit Energie versorgt. Könnte man so komplett auf ein Getriebe verzichten? Bei E-Moptoren haben die ja auch gewisse Drehzahlen in denen sie gut Arbeiten, oder? Ausserden wiegen sie wieder was, aber so könnte man die Energie halt weitaus besser managen.
Der begrenzende Faktor wäre sicherlich der Luftwiderstand. Gefolgt vom Rollwiderstand.
Ich denke dass kann man nur durch Experimente herausfinden. Für exakte Modelle dürfte das zu komplex sein.
Hm ja, der Luftwiderstand dann wohl auch das größte Hindernis, denn diesen kann man nunmal nicht umgehen, egal was man macht (unter normalen Bedinungen). Rollwiderstand durch ein gutes Lager würde da dann wohl erst später zum Problem werden.
In diesem Falle ist es ja auch als "Langstreckenfahrzeug" gedacht, also verbringen die Fahrer viel Zeit auf dem Gefährt, sie sitzen lange, wollen sich auch mal unterhalten, was trinken e.c.t.
Eine Verkleidung wiegt dann erstmal wieder was, würde aber auch vor Regen schützen, was es nochmal angenehmer macht.
Bei einem Sprinter wäre es einfacher: Eine schlanke Verkleidung und alle sitzen in einer Linie hintereinander, der vordere lenkt. Das Gesamtsystem möglichst leicht halten.
Es kommt halt drauf an, auf was du optimieren möchtest.
Ich habe deine Frage so verstanden, dass du nur auf Geschwindigkeit optimieren möchtest und Kosten, Bequemlichkeit, etc. keine Rolle spielen.
Sobald andere Faktoren eine Rolle spielen wirst du nicht mehr die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit erreichen.
Ja das hab ich mir dann nacher auch überlegt. Da wäre dann halt die Frage was man will. Irgend etwas Alltagstaugliches dachte ich erst, also ob das überhaubt realisierbar wäre vom technischen her, aber am Ende kommt da doch einiges zusammen.
Einfacher wäre es wohl erst ein System nur rein auf Leistung zu optimieren. Aus den kenntnissen daraus könnte man sich dann andere Systeme überlegen.
Okay, aber dann verzichtet man auch komplett auf Komfort und allen Extras.
Für die erstren Tests wäre das aber wohl das beste. Aber wie koppelt man die verschiedenen Energieinputs der Fahrer effektiv zu einem einigen, gemeinsamen?