Verkanting in stationssporen

[Hans Reints]

Verkanting is ongelijke hoogte van de spoorstaven in bogen!?

[MOVisser]

Bijgevoegd plaatje.


Ronald Visser

[thonis]

Houdt er wel rekening mee, dat het profiel van vrije ruimte met de verkanting meegaat! Vooral perronwanden kunnen dan problemen geven. Zelf woonde ik jarenlang bij Amsterdam Muiderpoort en op de halte aan de lijn naar Utrecht moest je altijd een behoorlijke sprong maken om uit de trein en op het perron te komen.

[jowi]

Alleen is verkanting in een helix redelijk zinloos.  Verkanting pas je in model alleen toe omdat het mooi oogt, zoals in 't echt. Bij een helix haal je jezelf alleen onnodige complicaties op de hals.

Ben ik niet met je eens. Ik denk dat verkanting in een helix net zo effectief is als het vergroten van de straal om rijweerstand te voorkomen. Dat is ook de de reden waarom men adviseert om, als het mogelijk is, de buitenbaan als stijgbaan te gebruiken, omdat de radius daarvan net iets groter is dan de binnenbaan. Als dat al merkbaar is, dan is verkanting ook een factor. Uiteraard, hoe groter de radius, hoe minder verkanting nodig is. Qua complexiteit is het een nobrainer, niets complex aan, zoals Ronald laat zien, simpelweg de moeten ad buitenkant van de helix een paar mm hoger draaien zodat het hele vlak iets schuin ligt.

Leuke nadenker: als je de straal vd helix oneindig groot maakt, nadert het verschil in radius tussen binnen en buitenbaan tot nul, en rijd je feitelijk een parallel, kaarsrecht traject

[prutser]

Ben ik niet met je eens. Ik denk dat verkanting in een helix net zo effectief is als het vergroten van de straal om rijweerstand te voorkomen.

Hoe kom je daar nu bij?

Stephan.

[jowi]

Ja ik blijf bezig. Iets met natuurkunde en krachten enzo. Je weet wel, dezelfde redenen waarom ze het in het echie ook toepassen.

[prutser]

En daarom slaat het in model nergens op, als je pech hebt trek je lange treinen zelfs om.
Het is alleen voor het zicht, dus om het echte na te bootsen.

Stephan.

[Basoldskool]

@ Stephan:
1  Ik kan mij het omtrekken van lange treinen voorstellen, vooral bij kleine radiï en stijgsporen. Absoluut niet bij het dalen. Ik denk zelfs, dat een verkanting bij het dalen een positieve invloed hebben, doordat het gewicht van de wagons de voorste wagon minder gemakkelijk eruit kunnen drukken door het verleggen van het zwaartepunt. Deze komt door verkanting uit het midden te liggen.  (In Miniatur Wunderland rijden ze met lange treinen en grote radiï zonder verkanting)
2  Het is een feit, dat je de radiï kunt verkleinen door te verkanten. Dit wordt op het grootspoor ook gedaan
3  Elke bocht, die een voertuig neemt kent wrijvingskrachten.
4  Een voorwerp in beweging wil deze beweging graag aanhouden. Denk maar aan het staan in de trein. Als hij over een wissel gaat, dan donder je om omdat je lichaam rechtdoor wil gaan.
5  De verkanting zorgt ervoor, dat zijdelingse krachten gedeeltelijk worden omgezet naar een neerwaartse kracht. Tevens zorgt de verkanting ervoor, dat de zijdelingse krachten op de flenzen van de wielen afneemt.
@ Jowi: Dat men adviseert de buitenbaan als stijgbaan te gebruiken heeft meer te maken met het stijgingspercentage. In een helix, die dwars waterpas ligt, kan er tussen het binnenspoor en buitenspoor wel een verschil bestaan van 0,3%. Dit is substantieel (10%!!), als je uitgaat van een maximale stijgingspercentage van 3%.

Voor mijn baan ga ik in de helix alleen de binnenbaan met 1 mm verkanten (C-rail Märklin).

[72sonett]

... daarom slaat het in model nergens op...

... Iets met natuurkunde en krachten enzo...

Op mijn baan meet ik in één blok de snelheid van iedere trein door de tijd te meten tussen twee pulsgevers op 6 m van elkaar, en dat wordt op het computerscherm aangegeven. Voor een Roco 1142 blijkt dat omgerekend 145 km/u te zijn, oftewel v = 145/(87*60*60) = 0,46 m/s, laat nou de straal r ook toevallig ca 46 cm = 0,46 m zijn.
De Roco 1142 weegt ca 100 ouderwetse gram = 1 N (de massa m is dan 1/10 = 0,1 kg)

De middelpuntvliedende kracht is;

F_m = m * v² / r

oftewel

F = 1/10 * 0,46² / 0,46 = 0,046 N (= 4,6 ouderwetse gram)

Dus, inderdaad, pakkembeet 5 gram zijdelingse kracht... waar hebben we het over

[Marc tramt]

 
Verkanting pas je toe om de krachten op de infra te verminderen en het comfort voor de reizogers te vergroten. Punt 1 lijkt me in model niet van belang (ik heb nog nooit van een loslatende rail gehoord door te grote krachten op de railschoenen, danwel schuivende rails ten gevolge van rijdende treinen, mits de rails vastliggen) en punt 2, vult u zelf maar in. 
De krachten die bij 1:1 spelen zijn totaal anders dan bij ons in model. Niet omdat de natuurwetten veranderen maar omdat massa en snelheid totaal anders zijn. Bij ons gaat het om grammetjes en centimeters per seconde, geen tonnen en vele meters per seconde. Uit bovenstaande formule blijkt dat al, de snelheid zit er kwadratisch in, dat telt nogal aan.

[Marc tramt]

Als ik de formule toepas voor diezelde loc in de boog van Harderwijk (gewicht 82,5 ton, snelheid 110 km/u en radius 800m) kom ik op een zijdelingse kracht van 95.932 N oftwel 9,593 ton. Dat zijn serieuze krachten, waarmee ook gelijk is aangetoond dat 1:1 en 1:87 zich niet laten vergelijken.

[prutser]

Ik weet het niet zeker maar het lijkt mij ook dat verkanting is om de krachten zoveel mogelijk loodrecht op het spoor te laten komen zodat er zo min mogelijk tegen de flenzen gereden wordt.
Omdat de loopvlakken van de wielen onder een bepaalde hoek zijn afgedraaid zoeken de wielstellen altijd het middelpunt van het spoor zodat de flenzen vrij van de rails blijven, ga je door een boog zonder verkanting dan krijg je een veel grotere kracht tegen zijkant van de flenzen.
Modeltreinwielen maken naar ik weet geen gebruik van het vrijlopen van de flenzen door tapse vorm van de loopvlakken van de wielen.

Stephan.

[Hans Grasmaijer]

Duidelijke berekening van 72sonett.
Naast discomfort voor de passagiers of schuivende lading is er ook gevaar voor kantelen.
Wie het filmpje van het ongeluk van de hogesnelheidstrein in Spanje heeft gezien kan het weten. De middelpuntvliedende kracht grijpt aan in het zwaartepunt van de lok, ergens boven de spoorstaven. Als het kantelmoment van die kracht maal arm t.o.v. bk spoor groter is dan de massa van de lok maal g (9,8m/s2) maal de halve spoorbreedte kiepert de lok om. Even Apeldoorn bellen.

[72sonett]

Om in het modelvoorbeeld van een rijdende loc van 100 gram verticaal en 5 gram zijdelings een resultante te krijgen loodrecht op de rails kom je op een verkantingshoek van 3° (tg = 5/100 --> hoek = 3°).

Bij een spoorbreedte van 16,5 mm geeft dat een hoogteverschil van 16,5 * sin 3° = 16,5 *0,05 = 0,8 mm (voor hoeken tot ca 15° geldt sin = tg).

Het probleem is dat dit alleen klopt voor een loc van 100 gram met een snelheid van 46 cm/s, voor andere waarden klopt het al niet meer, vooral als de snelheid anders is.
Het wachten is dus op modelkantelbakwagens met een processor of decoder die in real time de kantelhoek uitrekent en instelt... 

[Frank 123]

Even een praktische vraag tussendoor:
Wat is de juiste plaats om met de verkanting te starten, begin van de bocht of in het rechte stuk voor de bocht??