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Die Räder des Zuges sind nicht vollkommen zylindrisch, sondern leicht komisch. Unserer Meinung nach ist diese Kegelform ein technisches Wunderwerk, dass zwei wichtige Funktionen erfüllt: erstens die Bahn des Zuges zur Mitte zu korrigieren, und zweitens dem Zug zu helfen, die Differenzialbewegung zu erreichen.
Um die erste Leistung zu verstehen, lassen Sie uns ein einfaches Experiment mit geklebten Pappbechern betrachten. Wenn ich diese Pappbecher auf einer Schiene zusammenrollen lasse, kann man sehen, dass sie sich perfekt in einer geraden Linie bewegen. Auch wenn ich versuche, die Becher am Anfang ein wenig zu kippen, sie schaffen es immer noch.
Was ist nun mit diesem Satz? Dieser wird in der entgegengesetzten Weise verklebt. Wenn ich diese Becher auf der gleichen Spur rollen lasse, klappt es nicht. Die Eisenbahnräder haben eine solche konische Form. Dieser Winkel sorgt dafür, dass die Räder nie aus der Spur kommen. Aber die Frage ist: warum?
Diese komische Anordnung erzeugt eine selbstzentrierende Kraft — Kraft der Selbstzentrierung. Um zu verstehen, wie das funktioniert, müssen wir die Kräfte untersuchen, die auf die Räder wirken. Die wichtigsten Kräfte, die bei einer geradlinigen Bahnbewegung auf die Reservierten sind, hier dargestellt: die Reaktionskräfte sind immer senkrecht zur Kegeloberfläche. Wenn die Räder zentriert sind, heben sich die horizontalen Komponenten dieser Kräfte gegenseitig auf.
Nehmen wir nun an, dass sich die Räder aus irgendeinem Grund nach rechts bewegt haben. Etwas Interessantes passiert mit den Rädern des Zuges, wenn er sich entlang seiner Achse bewegt — ist Ihnen das aufgefallen? Die Abbildung zeigt, dass sich alle Räder des Zuges wie gezeigt neigen. Diese Neigung geht mit einer Verschiebung der Normalkräfte einher. Wenn Sie eine Kraftanalyse in diesem Zustand durchführen, können Sie sehen, dass eine Nettokraft nach links erzeugt wird. Diese Kraft bringt die Räder automatisch in ihre Mitte zurück.
Wenn sich die Räder der Mitte nähern, verschwindet die Kraft der Selbstzentrierung. Was für eine einfache, aber geniale Technik zur Selbststeuerung der Räder, nicht wahr? Als zusätzliches Sicherheitsmerkmal werden auf jeder Seite der Räder Schrauben angebracht.
Um die erste Leistung zu verstehen, lassen Sie uns ein einfaches Experiment mit geklebten Pappbechern betrachten. Wenn ich diese Pappbecher auf einer Schiene zusammenrollen lasse, kann man sehen, dass sie sich perfekt in einer geraden Linie bewegen. Auch wenn ich versuche, die Becher am Anfang ein wenig zu kippen, sie schaffen es immer noch.
Was ist nun mit diesem Satz? Dieser wird in der entgegengesetzten Weise verklebt. Wenn ich diese Becher auf der gleichen Spur rollen lasse, klappt es nicht. Die Eisenbahnräder haben eine solche konische Form. Dieser Winkel sorgt dafür, dass die Räder nie aus der Spur kommen. Aber die Frage ist: warum?
Diese komische Anordnung erzeugt eine selbstzentrierende Kraft — Kraft der Selbstzentrierung. Um zu verstehen, wie das funktioniert, müssen wir die Kräfte untersuchen, die auf die Räder wirken. Die wichtigsten Kräfte, die bei einer geradlinigen Bahnbewegung auf die Reservierten sind, hier dargestellt: die Reaktionskräfte sind immer senkrecht zur Kegeloberfläche. Wenn die Räder zentriert sind, heben sich die horizontalen Komponenten dieser Kräfte gegenseitig auf.
Nehmen wir nun an, dass sich die Räder aus irgendeinem Grund nach rechts bewegt haben. Etwas Interessantes passiert mit den Rädern des Zuges, wenn er sich entlang seiner Achse bewegt — ist Ihnen das aufgefallen? Die Abbildung zeigt, dass sich alle Räder des Zuges wie gezeigt neigen. Diese Neigung geht mit einer Verschiebung der Normalkräfte einher. Wenn Sie eine Kraftanalyse in diesem Zustand durchführen, können Sie sehen, dass eine Nettokraft nach links erzeugt wird. Diese Kraft bringt die Räder automatisch in ihre Mitte zurück.
Wenn sich die Räder der Mitte nähern, verschwindet die Kraft der Selbstzentrierung. Was für eine einfache, aber geniale Technik zur Selbststeuerung der Räder, nicht wahr? Als zusätzliches Sicherheitsmerkmal werden auf jeder Seite der Räder Schrauben angebracht.
Nehmen wir zum Spaß an, dass die Räder des Zuges sich im entgegengesetzten Winkel befinden. Wenn Sie hier die gleiche Kraftanalyse mit einer Verschiebung nach rechts durchführen, werden Sie sehen, dass die entstehende Nettokraft wieder nach rechts gerichtet wird. Deshalb werden die Räder des Zuges bei dieser Radgeometrie immer aus dem Gleis geschleudert.
Betrachten wir nun den zweiten Grund, warum die Räder eine konische Form haben: 2. Grundlage. Diese konische Form ermöglichte es den Ingenieuren, einen differenzierten Effekt zu erzielen. Nehmen wir an, der Zug muss eine Kurve wie abgebildet machen. In diesem Fall muss das linke Rad eine größere Strecke zurücklegen als das rechte.
Aber wenn die Räder durch eine Quelle verbunden sind, wie kann ein Rad mehr Weg zurücklegen als das andere? Hier kommt die konische Form ins Spiel. Um dies zu erreichen, wird das Rad durch Drehen leicht nach links verschoben. Betrachtet man den Berührungspunkt der Räder, so hat das linke Rad einen größeren Radius als das rechte. Kurz gesagt: bei gleichem Drehwinkel legt das linke Rad eine größere Strecke zurück und erhält eine differenzierte Wirkung. Denken Sie daran: um ein Differential in einem Auto zu erhalten, mussten Ingenieure die Räder trennen und sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Hier erreichen sie den Differenzial-Effekt, indem sie den Rädern eine konische Form geben. Interessant, nicht wahr?
Wenn die Räder nach links gleiten, erzeugt das natürlich automatisch eine Kraft nach rechts, wie wir bereits gesehen haben. In einer Kurbelstellung wird diese Kraft bereitgestellt, um die für das Kurven erforderliche Zentrifugalkraft bereitzustellen. Deshalb rutschen die Räder während der Kurve nicht in die Mitte.
Wir von Lessings gratulieren den brillanten Ingenieuren, die zwei wichtige technische Ziele erreicht haben, indem sie den Rädern eine Verjüngung verliehen haben. Vielen Dank, dass Sie sich das Video angesehen haben — bis zum nächsten Mal.
Betrachten wir nun den zweiten Grund, warum die Räder eine konische Form haben: 2. Grundlage. Diese konische Form ermöglichte es den Ingenieuren, einen differenzierten Effekt zu erzielen. Nehmen wir an, der Zug muss eine Kurve wie abgebildet machen. In diesem Fall muss das linke Rad eine größere Strecke zurücklegen als das rechte.
Aber wenn die Räder durch eine Quelle verbunden sind, wie kann ein Rad mehr Weg zurücklegen als das andere? Hier kommt die konische Form ins Spiel. Um dies zu erreichen, wird das Rad durch Drehen leicht nach links verschoben. Betrachtet man den Berührungspunkt der Räder, so hat das linke Rad einen größeren Radius als das rechte. Kurz gesagt: bei gleichem Drehwinkel legt das linke Rad eine größere Strecke zurück und erhält eine differenzierte Wirkung. Denken Sie daran: um ein Differential in einem Auto zu erhalten, mussten Ingenieure die Räder trennen und sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Hier erreichen sie den Differenzial-Effekt, indem sie den Rädern eine konische Form geben. Interessant, nicht wahr?
Wenn die Räder nach links gleiten, erzeugt das natürlich automatisch eine Kraft nach rechts, wie wir bereits gesehen haben. In einer Kurbelstellung wird diese Kraft bereitgestellt, um die für das Kurven erforderliche Zentrifugalkraft bereitzustellen. Deshalb rutschen die Räder während der Kurve nicht in die Mitte.
Wir von Lessings gratulieren den brillanten Ingenieuren, die zwei wichtige technische Ziele erreicht haben, indem sie den Rädern eine Verjüngung verliehen haben. Vielen Dank, dass Sie sich das Video angesehen haben — bis zum nächsten Mal.