Diskussion:Sinuslauf

Einordnung/Einleitung

Meiner Meinung nach fehlt hier wieder ein einleitender Satz, der den Begriff einordnet. Etwa Sinuslauf ist ein Begriff aus der Wagentechnik oder Zugtechnik bei starren Achsen." Oder ähnlich. Und jeder weiß wozu er gebeten ist. WP ist ja eine Enzyklopädie und nicht ein Fachbuch für Eisenbahnfans.--löschfix (Diskussion) 13:52, 5. Aug. 2021 (CEST)

Radprofile

Irgendwo in ETR oder war das in Die Bundesbahn hab ich mal was gelesen zu speziellen DB-Profilen, Bezeichnung irgendwie mit ner Jahreszahl DB89 oä. Ist sowas noch aktuell oder spielt mir mein Gedächtnis einen Streich? --SonniWP 21:22, 28. Apr. 2007 (CEST)

Bedeutung des Sinuslaufs

Aus dem Artikel: "Diese Spurkränze können jedoch nur bei niedrigen Geschwindigkeiten verhindern, dass das Rad von der Schienenoberfläche abgleitet. Bei höheren Geschwindigkeiten würde der Kranz seine Funktion nicht mehr zuverlässig erfüllen und als alleinige Sicherung zudem einem schnellen Verschleiß unterworfen sein." Hier wird der Eindruck erweckt, als wäre der Sinuslauf für die Spurführung von Schienenfahrzeugen erforderlich. Jedoch wird auch bei schnell fahrenden Schienenfahrzeugen, z.B. beim Talgo auf die Möglichkeit des Sinuslaufs verzichtet. Also können Schienenfahrzeuge auch ohne Sinuslauf bei hohen Geschwindigkeiten spurgeführt fahren. --84.151.223.38 19:30, 19. Mär. 2008 (CET)

Das Prinzip Sinuslauf funktioniert nur bei Radsätzen nicht bei Einzelrädern wie beim Talgo. Dort erfolgt die Spurführung alleine über den Spurkranz. Richtig ist, dass dies zu Verschleißproblemen führen kann. Ich habe den Artikel entsprechend angepasst. --MD 12:57, 13. Apr. 2008 (CEST)

"Spurführung alleine über den Spurkranz" trifft auf Straßenbahnen zu, nicht auf die modernen Ausführungen des Talgo, bei denen der in Kurven auftretende Winkel zwischen den Wagenkästen hälftig auf die Einzelräder übertragen wird. – Rainald62 22:36, 13. Nov. 2010 (CET)

Die Formulierung zu den Einzelachsen ist m.E. irreführend bis falsch. Klar tritt bei Einzelachsen ein Sinuslauf auf, gut zu sehen z.B. auf diesem Video [1] oder [2] (Animation). Dass die Ausrichtung der Achsen beim Talgo über die Halbierung des Winkels zwischen den Wagenkästen erfolgt, tönt sehr plausibel, aber widerspricht der vorherigen Aussage in keiner Form. --Kabelleger (Diskussion) 23:20, 20. Mär. 2014 (CET)

Sinus?

Als OMA-Leser hätte ich mir schon in der Einleitung einen Hinweis gewünscht, warum da „Sinus“ draufsteht. --Jkbw 23:06, 23. Feb. 2010 (CET)

Ich zweifle daran, dass es sich bei der Wellenbewegung um einen mathematischen Sinus handelt, also eine echte harmonische Schwingung mit linearer Rückstellkraft. Im Artikel sollte klargestellt werden, ob es für ein bestimmtes Modell tatsächlich ein Sinus ist, oder ob es sich um eine komplexere wellenförmige Bewegung handelt. --Siehe-auch-Löscher 09:31, 4. Nov. 2010 (CET)

Die Rückstellkraft ist nicht ursächlich, sondern Folge der Kinematik, da Haftreibung vorausgesetzt wird – Ausnahme: Die Instabilität des Sinuslaufs bei hoher Geschwindigkeit lässt sich vermeiden, indem mit Dauerschlupf gefahren wird. Ein Sinus ergibt sich, wenn die Krümmung der Bahn proportional zu ihrer Auslenkung ist (mit einem negativen Faktor, dessen Betrag die Wellenlänge bestimmt). Abgesehen davon, dass die Profile nicht wirklich kegelförmig sind, stimmt das mit dem Sinus ganz gut. – Rainald62 14:40, 4. Nov. 2010 (CET)

Du hast recht, es ist keine Kraftfrage sondern Geometrie. Beim Fadenpendel oder Hubkolbenmotor stimmt das mit dem Sinus ebenfalls ganz gut. Es ist aber keiner. Daher die Frage: Welche vereinfachten Annahmen muss man treffen um zu einer echten Sinuswelle zu kommen? Zuallererst müsste man wohl die Bewegung des Doppelkegels nach oben und unten vernachlässigen. Dann kommt man über das Geschwindigkeitsverhältnis von linkem und rechten Rad zur Krümmung der Laufkurve. Die ist dann wohl proportional zur Auslenkung. Aber ob das einen Sinus ergibt? Ich habe den Verdacht, dass das Wort Sinus einfach für eine mathematisch komplizierte Welle mit fester Wellenlänge, Geschwindigkeit, Frequenz und Amplitude steht. --Siehe-auch-Löscher 17:00, 4. Nov. 2010 (CET)

Ich hab mir meine Antwort selbst ergoogelt [3]. In der Tat ist die Differenzialgleichung sehr unschön und lässt sich erst durch Vereinfachung zu einem Sinus lösen. Ich schreib das mal in den Artikel. --Siehe-auch-Löscher 17:12, 4. Nov. 2010 (CET)

Na ja, die Bezeichnungen 'Schwingung' und 'Welle' sind eher noch falscher als 'sinusförmig', denn sie implizieren Trägheitskräfte, die für das Phänomen zumindest bei geringen Geschwindigkeiten keine Rolle spielen. Es ist auch unnötig, bei der Lösung der Differentialgleichung von Vereinfachung und Näherung zu sprechen, denn bereits der Limes kleiner Amplituden ist die sin-Funktion (Krümmung der Laufkurve proportional zur Auslenkung, 1. Ableitung cos, 2. Ableitung -sin). Die tatsächlich auftretenden Amplituden liegen idealerweise deutlich unter einem Zentimeter bei einer Periodenlänge von 23 m (für 1:40, 0,9 m Raddurchmesser und 1,5 m Abstand der Abrollpunkte), sodass y'² in der Differentialgleichung in der Größenordnung 10^-6 liegt. "Nicht sinusförmig" ist also unangemessen. Ich mache das wieder rückgängig. – Rainald62 11:20, 7. Nov. 2010 (CET)

Überarbeitung

• Einleitung war dürftig, leitet jetzt in das Thema ein (Ursache, Wirkung, Nebenwirkung, Abgrenzung), macht nun den Abschnitt #Kurvenfahrt überflüssig, der in Teilen bereits zu der Herleitung der Sinusform redundant war.
• Abschnitt #Spurkranz passt nur peripher (im Wortsinn) zum Thema, war insbesondere als erster Abschnitt völlig verfehlt; zudem sind alle Infos des Abschnitts in verlinkten Artikeln zu finden, gelöscht;
• Abschnitt #Profil des Radsatzes war dürftig bis falsch (kegelförmig ist gerade nicht modern), erstmal gelöscht, vllt später weiter unten neu, aber eigentlich reicht Link auf Äquivalente Konizität;
• redundante Bilder raus;
• Lothar Fendrich: Handbuch Eisenbahninfrastruktur 2007 ISBN 354029581X Google-Books ist hochinteressant, behandelt aber in weiten Teilen ganz was anderes, gegen zwei Werke unter #Literatur ausgetauscht (im zweiten auch die Erwähnung von Klingel als Erstautor für die Herleitung der Sinusform).

– Rainald62 01:46, 14. Nov. 2010 (CET)

kegelförmig ist gerade nicht modern ist zwar richtig, aber die Differenzialgleichung, die durch den Sinus gelöst wird, basiert auf dem Kegel, also einem linearen Zusammenhang zwischen Auslenkung und Rollumfang. Daher muss das schon wieder irgendwie rein. Ich würde übrigens diesen Artikel mit Äquivalente Konizität zusammenlegen, denn beides basiert ja auf der Klingelschen Differenzialgleichung und die Äquivalente Konizität nähert ja ebenfalls mit einem Kegel an. --Siehe-auch-Löscher 10:13, 14. Nov. 2010 (CET)

konisch im ersten Satz zum Rollweg verlinkt nun auf Konus. Das ist ein guter Ersatz für den weggefallenen Abschnitt. Was dort zum Sinuslauf formuliert ist, gefällt mir übrigens sehr.

Das Zusammenlegen mit Äq.K. hatte ich auch schon erwogen, war aber mit dem dortigen Inhalt nicht so zufrieden, dass ich ihn zügig integrieren könnte. Meine Vorschläge: entweder Äq.K. als Vorbereitung überarbeiten und dann übertragen oder so ausbauen, dass Zusammenlegung nicht mehr infrage kommt, sodass in Sinuslauf ein knapper Verweis auf den Hauptartikel reicht. In Sinuslauf habe ich einen Absatz eingefügt, der mit den Ergebnissen beider Alternativen kompatibel ist. – Rainald62 12:08, 14. Nov. 2010 (CET)

Das Integrieren von Äquivalente Konizität in diesen Artikel ist der richtige Weg. Denn Äqivalente Konizität ist nur ein kleiner Teilaspekt der mathematischen Modellierung. Das ganze Thema muss etwas strukturiert werden.

• Einleitung: so ähnlich wie jetzt
• Mathematische Modellierung als Kegelstumpf: da gehört der ganze Krempel mit Differenzialgleichung und Klingel rein
• Praktische Ausführung: Spurkranz und Bezug zu Theorie durch aquivalente Konizität
• Dynamische Stabilität
• Praxiseinwirkungen

--Siehe-auch-Löscher 13:34, 14. Nov. 2010 (CET)

Einleitender Satz

In Kurven rollt das nach außen versetzte Rad mit größerem Umfang auf der Schiene ab als das zur Gleismitte versetzte Rad...

Meiner Meinung fehlt da was. Da es sich um eine vergleichende Formulierung handelt sollte es vielleicht besser heißen:

In Kurven rollt das nach außen versetzte Rad mit größerem Umfang auf der Schiene schneller ab als das zur Gleismitte versetzte Rad...

Es ist ja auch tatsächlich schneller, da bei starren Achsen die Drehzahl beider Räder gleich, aber der Umfang des betrachteten Rads größer ist. Gruß, Markus. --Astromarkus 21:02, 14. Jun. 2011 (CEST)

passt imho schon so, ist halt auf das "mit größerem Umfang" bezogen. "Schneller" klingt leider nach Winkelgeschwindigkeit, man müsste schon "legt eine längere Strecke zurück" schreiben um physikalisch korrekt zu bleiben. --✓ ^Bergi 21:58, 14. Jun. 2011 (CEST)

stimmt, jetzt hab ichs auch verstanden, ist schon korrekt so. MfG, Markus. --Astromarkus 22:49, 15. Jun. 2011 (CEST)

Ich glaube nicht, dass es, so wie es jetzt ist, hundertprozentig korrekt ist, aber nicht aufgrund des von Astromarkus angesprochenen Punkts. Ich finde etwas anderes seltsam:

"In Kurven rollt das nach außen versetzte Rad mit größerem Umfang auf der Schiene ab als das zur Gleismitte versetzte Rad..."

Das ist doch nicht nur in Kurven so, oder? Das nach außen hin versetzte Rad läuft *immer* mit einem größeren Umfang ab als das nach innen versetzte Rad. Und das führt (zweitens) auch nur bei einer Kurvenart zu einem Einlenken in die Kurve:

Achse+Räder starr verbunden, (in Fahrtrichtung gesehen) nach links versetzt => linkes Rad rollt mit dem größeren Umfang ab => Achse "dreht" sich (von oben gesehen) im Uhrzeigersinn => es dreht sich also nur für eine Rechtskurve richtig

Oder hab ich irgendwo einen Denkfehler?

Hat der Sinuslauf überhaupt etwas mit Kurven zu tun? Ich habe nachgedacht und denke nicht. Im folgenden die Erklärung, die gleichzeitig (m)ein erster Entwurf einer neuen Artikeleinleitung sein könnte:

Angenommen, man hat einen Radsatz, der sich auf einem ideal geraden Schienenstrang vorwärtsbewegt. Ist der Schwerpunkt S des Systems "linkes und rechtes Rad inklusive Achse" (nennen wir das System A) nicht genau zentriert auf der Mitte zwischen den beiden Schienen, dann rollt das nach außen hin versetzte Rad mit größerem Umfang auf der Schiene ab als das zur Gleismitte versetzte Rad. Dieses bleibt daher gegenüber dem äußeren zurück, sodass die Achse in eine (gedachte) Kurve einlenkt. Beim weiteren Fortrollen bewegt sich A also nicht mehr auf einer Geraden parallel zum Gleis, sondern (aufgrund des Einlenkens) immer mehr in die Richtung, die den (bislang versetzten) Schwerpunkt S wieder in Richtung der Mitte des Gleises bewegt. Dadurch ändert sich wiederum der Umfang, mit dem die beiden Räder auf dem Gleis abrollen, was nach Durchlauf von S durch die Gleismitte dazu führt, dass das Rad in eine (gedachte) Kurve in genau der anderen Richtung einlenkt, usw. usf.. Dies führt zu einer (annähernd) sinusförmigen Trajektorie des Schwerpunkts S sowie zu einer "Schlingerbewegung" der gesamten Achse, so wie auf den Bildern rechts dargestellt.

--Red*Star (Diskussion) 01:43, 1. Dez. 2012 (CET)

Was Leute seltsam finden, hängt von der Profession ab. Was brachte der Jung-Informatiker, den Mutter mit den Worten schickte, "Geh einkaufen. Bring zwei Flaschen Milch – falls sie Eier haben, bring sechs"? – Rainald62 (Diskussion) 04:05, 1. Dez. 2012 (CET)

Ich sehe es auch so. Der Sinuslauf hat erstmal nichts mit der Kurvenfahrt zu tun. Auch auf gerader Strecke sorgt er dafür, dass die Achse immer zur Mitte will, ohne dass der mal der linke mal der rechte Spurkranz anstößt. Das schöne ist, dass dies auch gleich das Problem der Kurvenfahrt löst, solange die nicht allzu scharf ist. --Siehe-auch-Löscher (Diskussion) 13:45, 1. Dez. 2012 (CET)

Was nicht allzu scharf bedeutet, kann man berechnen aus dem Spurspiel, der Konizität, der Spurweite und dem Raddurchmesser. Es ergeben sich sehr große Kurvenradien, die in der Realität oft unterschritten werden. --Rainald62 (Diskussion) 17:36, 12. Mai 2014 (CEST)

Der Sinuslauf ist eine "vereinfachte" Illustration der Theorie. In der Praxis erwartet man, dass bei diesem technischen System die Schwingung abklingt (gedämpft wird), sofern ein stabiles Verhalten vorliegt. Das wäre auch so, wenn das Gleis ideal gerade wäre, also weder kleine Verlegeungenauigkeiten noch Kurven vorliegen. Da aber immer kleine Störungen vorhanden sind (im Bereich von mm in der Geradlinigkeit, im Abstand der Schienen und auch in der Profilierung der Schienen aufgrund des Verschleisses), wird eine Art Sinuslauf immer wieder angeregt. Genau betrachtet entsteht bei einem nichtlinearen System ein Sinus mit Oberwellen. --SchmiAlf (Diskussion) 00:34, 25. Sep. 2019 (CEST)

Quelle für den Ausbau

Handbuch Eisenbahninfrastruktur, Band 10, herausgegeben von Lothar Fendrich Google Buch ID sITdFWB2mVEC --Rainald62 (Diskussion) 17:36, 12. Mai 2014 (CEST)

Grenze für Sinuslauf - Beispiele

Einfachster Fall: 2-achsiger Güterwagen, 50 km/h ist langsam genug? Wie klein darf der Kurvenradius sein, bevor der Spurkranz anreibt? Typische Konizität?

Detto mit 2 2er-Drehgestellen.

Dann Strassenbahn.

Draisine mit extra kleinen Rädern.

Bergbahn mit Seilzug mit Abtscher Weiche. Konizität 0?

Werte als Tabelle: Raddurchmesser, Konizität, Spiel für Spurkranz, Aufweitung der Gleisspurweite in der Kurve, Sinus-Wellenlänge

Analoge Vorgänge im Alltag zum Vergleich:

Vorhanggleiter mit 2 Rollen nebeneinander in einer unten einen Schlitz offenen Schiene.

Detto jedoch mit 4 Rollen je Aufhängepunkt bei Kleiderkasten-Schiebetür. Oder Hallentor.

4-rädrige Laufkatze eines kleinen Kettenzug-Hebezeugs von unten ein Stahl-I-Profil umklammernd. ... Helium4 (Diskussion) 14:02, 30. Jun. 2020 (CEST)

Ich möchte bezweifeln, dass diese Beispiele alle in den Artikel Sinuslauf gehören. Als Mindestvoraussetzung für den Sinuslauf braucht es (a) zwei mit einer Welle starr gekoppelte Räder, die (b) ein konisches Profil aufweisen und (c) auf einer speziell dafür ausgelegten Schiene laufen. Dies bezweifle ich bei Vorhanggleitern, Kleiderkasten-Schiebetür, Hallentor und einer Laufkatze. Egal ob die Schiene gerade oder gekrümmt ist.

Bei Drehgestellen (2 Achsen in einem Abstand von bis zu fünf Meter) sind die Verhältnisse des Laufverhaltens kompliziert und vor allem bei höheren Geschwindigkeiten nicht mehr einfachen Parametern oder Tabellen abbildbar. --SchmiAlf (Diskussion) 17:44, 1. Jul. 2020 (CEST)

Ich sehe in dieser Aufstellung ebenfalls nichts, was Sinn macht. Die Wege beim Vorhang und bei einer Laufkatze sind viel zu klein, um darin diesen permanent schwingenden "natürlichen Regelvorgang", genannt Sinuslauf, zu erkennen. Zudem ist mir als Regelungstechniker unbekannt, dass der Sinuslauf (bisher) als ernsthafte Störung angesehen und mit Verve wissenschaftlich untersucht worden ist.--Tuvdef (Diskussion) 20:48, 1. Jul. 2020 (CEST)