Hallo, ich habe eine Frage an die Physikspezialisten. Ich baue gerade an einem Freifallturmmodell und würde gerne eine Wirbelstrombremse einbauen. Meine ersten Versuche sind leider fehlgeschlagen. Ich habe ein Aluprofil aus dem Baumarkt geholt und am Turm befestigt. An der Gondel sind Würfelmagneten befestigt 7 Stck auf jeder Seite. (So habe ich das im Internet verstanden wie es funktionieren soll)
Mein Problem ist jetzt, das die Gondel nicht gebremst wird. Weiss vielleicht jemand Rat?
Willst du die Quelle mit uns teilen, dass wir eine bessere Vorstellung davon bekommen?
Was für Magneten, wie stark?
Das Hauptproblem das ich sehe ist, dass du bei einem Modell nur geringe Geschwindigkeiten wiederbildest. Wenn du da vorsichtshalber mit der Hand drunter fährst und das Modell aus Angst nur langsam nach untern lässt, dann bremst da erstmal nicht viel. Genauso müssen die Magneten unverhältnismäßig viel stärker und näher am Modell sein…
Um dich von der Funktionsweise und der Bremskraft zu überzeugen kannst du ja mal test weise einen der Würfelmagneten per Hand und möglichst schnell über das Aluprofil streifen lassen… Da bekommst du vielleicht eine Vorstellung wie das ganze ansonsten aussehen muss.
In den immer schneller und höher
werdenden Achterbahnen und Freifall-Türmen werden zunehmend lineare
Wirbelstrombremsen eingesetzt. Vor allem die im Vergleich zu den klassischen,
auf der Wirkung von Reibung basierenden Klotzbremsen sanfter einsetzende Bremswirkung,
die Verschleißfreiheit und die Sicherheit dieser Bremssysteme führten zu diesem
Trend. Wirbelstrombremsen mit Permanentmagneten benötigen keinen Strom. Deshalb
funktionieren sie auch bei einem Stromausfall einwandfrei.
Je nach Wagentyp von Achterbahnen sind
die Metallschwerter (meistens Kupferlegierungen) seitlich oder unterhalb der
Wagen montiert. An den Bremspunkten bewegen sich die Schwerter zwischen an der
Strecke montierten Permanentmagneten hindurch. Teilweise können die Magnete
nach der Bremsung weggeklappt werden, um eine leichtere Weiterfahrt des Zuges
zu ermöglichen.
Werden sehr hohe Geschwindigkeiten
erreicht und dadurch viele beziehungsweise lange Bremsen eingesetzt, werden
häufig die Magnete an den Achterbahnwagen und die Metallschwerter an der
Schiene montiert. Der Grund liegt darin, dass Magnete in der Anschaffung
deutlich teurer als die Bremsschwerter sind und so weniger davon benötigt
werden. Diese Kombination findet man vor allem bei Abschuss-Achterbahnen, die teilweise mit Geschwindigkeiten
von bis zu 214 km/h fahren und bei denen herkömmliche Reibungsbremsen einen zu
hohen Verschleiß aufweisen würden. Auch auf der Beschleunigungsstrecke sind bei
solchen Bahnen Bremsschwerter montiert, die im Falle eines fehlerhaften Abschusses
den Zug beim Zurückrollen bremsen, falls dieser nicht die nachfolgende Anhöhe
passiert. Die Bremsschwerter werden dann während der Beschleunigungsphase
abgesenkt oder nach unten umgeklappt und erst nach Passieren des Zuges wieder
in Bremsposition gebracht. Absenkbare Bremsschwerter sind vor allem
charakteristisch für „Accelerator Coaster“ von Intamin.
Auch Abschuss-Achterbahnen, die mittels Linearmotor beschleunigt werden und dazu die
Magnete am Wagen benötigen, weisen diese Kombination auf.
Bei Freifall-Türmen sind die Schwerter
vertikal am Turm montiert und die Magnete am Fahrgastträger befestigt. Die
Schwerter sind meist so montiert, dass auf dem Weg der Gondel zuerst wenige,
nach unten hin mehr Schwerter vorhanden sind, um eine etwa konstant ansteigende
Bremskraft zu erreichen.
Eine
nichtmagnetische, elektrisch leitfähige Metallplatte wird von rechts nach links
(an diesem Beispiel o.B.d.A.) in ein nach
hinten gerichtetes lokales Magnetfeld bewegt (z.B. Dauermagnet). Aus dieser Bewegung
und der Richtung des Magnetfeldes resultiert nun eine nach oben gerichtete
Kraft, die auf die noch gleichmäßig in der Platte verteilten Elektronen wirkt.
Die Ober-Gondel hat eines Verriegelungsystem zum Verbindung an die
Unter-Gondel mit Sessel; genau wie beim Adrenalin-Freifallturm. Es folgt noch
ein Video.
Im Prinzip muss es klappen. Es kann schlicht daran liegen, der Abstand Magnet/Schiene ist zu groß und/oder die Magnetkraft ist bezogen auf das Gondelgewicht zu groß.
Ich nehme an, Magnete sind schwerer als die Aluschiene, allein deshalb würde sich umgekehrte Montage anbieten. Magnete fest, Schiene beweglich(also an Gondel).
Und Kupfer wäre besser als Alu (höhere Leitfähigkeit = höhere Ströme = stärkeres (Gegen)Magnetfeld
Das Grundprinzip kann man hier sehr anschaulich sehen: