Anbringung von Zugseil an Schlitten

[mawi]

Hallo an alle (Hobby-)Physiker!

Ich frage mich, welche Befestigungsart für ein Zugseil an einem Schlitten die beste ist.

1. Wenn der Zuggurt vorn befestigt ist?
2. Oder das Seil um den ganzen Schlitten herum geht?

Also welche Art der Anbringung ist Kraft sparender bzw. zieht sich leichter? Oder ist es egal?

Viele Grüße,
Mawi

[Lignius]

Sollte die grüne Option tatsächlich höher ansetzen würde ich erwarten das die Kräfteaufteilung dadurch mehr Kraft in die Vorwärtsbewegung und weniger in das Liften der Front ergibt. Gilt allerdings nur unter der Annahme das anders als auf deinem Bild der Zugpunkt immer in der Hand und damit in der selben Höhe liegt. Könnte man mit einem Kräfteparallelogramm relativ anschaulich sehen. Gilt allerdings nur für den Fall dass der Schnee komprimiert genug ist, evtl hat man durch das Liften der Front bei sehr weichem Schnee weniger Reibung durch weniger Kompression vorne.

Ob das Band bis nach hinten geht sollte - wenn man die Dehnung des Bandes vernachlässigt - egal sein, da diese Strecke Gurt sich nie bewegen sollte so lange der Zugpunkt über dem Umlenkpunkt liegt. Daher bewegt sich das Band an der Stelle nie, sollte also identisch zu dem Fall sein an dem das Band lediglich bis zum Umlenkpunkt geht. Die Dehnung des Bandes sollte klein genug und bei gleichmäßigem Ziehen sofort ausgeschöpft sein, so dass dies auch praktisch gilt.

Alles aber nur Theorie, wenn sich jemand mit nem Newtonmeter(oder ner Gepäckwaage) an Praxistests machen will bin ich gespannt das zu sehen

[mawi]

Danke! Meine Tendenz geht auch dahin, dass es egal ist. Bei den MYOG-Projekten im Netz findet man beide Varianten und immer sind die Bastler sich unsicher, was denn nun die bessere Variante ist.

Die Frage, auf welcher Höhe man das Seil anbringt ist in der Tat auch immer knifflig. Wie du schon sagst, im Tiefschnee ist es ganz gut, wenn der Schlitten vorn etwas gehoben wird. Auf Eis kostet es hingegen mehr Kraft ... Bisher hatte ich immer die Option, dass ich die Höhe variieren kann. Allerdings hatte ich davon auf Tour noch nie Gebrauch gemacht.

Das rote und das grüne Seil würden immer auf der gleichen Höhe sein, habe es nur zum optischen Auseinanderhalten etwas versetzt gezeichnet.

[Christian Wagner]

vor 1 Stunde schrieb mawi:

Also welche Art der Anbringung ist Kraft sparender bzw. zieht sich leichter? Oder ist es egal?

Wenn der Anschlagspunkt der gleiche ist, dann geht es doch weniger um den Kraftaufwand, sondern eher darum die Belastung auf den vorderen Befestigungspunkt zu minimieren. Wird das Band um den Schlitten herumgeführt, so wird die Zugkraft auf die Rückwand des Schlittens als Druck von außen verteilt. Das ist für so manchen umgebauten Kinderschlitten deutlich einfacher zu verkraften.

LG, Christian

[paddelpaul]

Das Heben der Front hängt in erster Linie vom Winkel "Zugseil-Boden" ab; m.a.W.i (joke) st er abhängig von der Grösse des Zugesels bzw. der Höhe der Seilbefestigung an demselben und am Schlitten, und der Länge des Seiles (je kleiner der Esel und je länger das Seil, und je tiefer die Seilbefestigung am Esel und je höher am Schlitten, desto weniger Hub).

Das aufschwimmen auf weichem Schnee würde ich eher durch die Form gewährleisten wollen als durch permanentes Anheben der Schlittenfront; die von Dir in der Zeichnung gewählte Form ist da suboptimal (joke 2).

[danobaja]

vom ziehen her machts keinen unterschied, wenn der fixpunkt gleich ist. so wie in der zeichnung macht es sicher etwas aus. ich würde die grüne linie bevorzugen.

aber uns ist bei den billigen schlitten die wir verwendet hatten in alaska die zugschnur aus den löchern gerissen. hintenrum geführt haben die dann den rest der tour klaglos überstanden.

aufschwimmen willst du nicht durch nach oben ziehen, also durch anheben des schlittens, erreichen, sondern durch gleiten auf einer schiefen ebene. das erreichst du durch die form des schlittens/kufen.

vor 10 Stunden schrieb paddelpaul:

die von Dir in der Zeichnung gewählte Form ist da suboptimal

die ist volumen-optimiert! @mawi ist noch jung und stark wie ein büffel!

Bearbeitet 4. Januar 2021 von danobaja

[mawi]

vor 1 Stunde schrieb danobaja:

@mawi ist noch jung und stark wie ein büffel!

Leider nur noch im Kopf

vor 13 Stunden schrieb Christian Wagner:

Wenn der Anschlagspunkt der gleiche ist, dann geht es doch weniger um den Kraftaufwand, sondern eher darum die Belastung auf den vorderen Befestigungspunkt zu minimieren. Wird das Band um den Schlitten herumgeführt, so wird die Zugkraft auf die Rückwand des Schlittens als Druck von außen verteilt. Das ist für so manchen umgebauten Kinderschlitten deutlich einfacher zu verkraften.

Oki, danke!

Ich habe mich gefragt, ob das umlaufende Seil vielleicht irgendwie das Kraftparallelogramm verändern könnte. Also so zum Beispiel, das aus dem grünen Seil der violette Kraftvektor entsteht (ist aber sehr wahrscheinlich quatsch):

 

[danobaja]

du hast vorne iwo einen anschlagpunkt fürs seil. da knickt deine linie. ich würde nämlich die grüne nach oben nehmen und so einbinden. den anstellwinkel kann man über die seillänge ein wenig verändern. ist ne bauchsache bei mir.

weil, damals war ich krank als wir das durchgenommen haben in der schule. vektorenzeichnungen darf jemand machen der weiss was er tut.

[Christian Wagner]

vor 39 Minuten schrieb mawi:

Ich habe mich gefragt, ob das umlaufende Seil vielleicht irgendwie das Kraftparallelogramm verändern könnte.

Welches Kräfteparallelogramm?

Ein Seil kann lediglich Zugkraft in Längsrichtung aufnehmen

 Mehr nicht.

[danobaja]

vor 19 Minuten schrieb Christian Wagner:

Welches Kräfteparallelogramm?

Ein Seil kann lediglich Zugkraft in Längsrichtung aufnehmen

 Mehr nicht.

ja, aber vorne am schlitten wo das seil befestigt ist (fix, öse, oder wie auch immer) teilt sich das auf in eine kraft die nach oben zieht und eine die nach vorne zieht. je nach winkel unterschiedlich. 

das macht schon krass was aus wenn man in der mitte des rucksacks einbindet anstatt unten. auch länger oder kürzer reicht aus um spürbar anders zu ziehen. je sumpfiger desto kürzer hiess es bei uns. also ein wenig mehr zug nach oben um den schlitten vorne anzuheben im weichen schnee.

[ThomasK]

 

Ich hab es mal mit einfachen Zahlen überschlagen, so dass man die realen Abmessungen/Gewichte einsetzen kann und selbst ausprobieren kann, was höhere/tiefere Ansatzpunkte und Seillänge für einen Effekt haben.

Unteres Beispiel zeigt, dass dieGeometrie der Schlittenspitze sehr entscheidend ist.

Ich würde an der Schlittenspitze oben anhänge, weil es bei Eis wurscht ist, wo man anhängt  und bei Lockerschnee an der Schlittenspitze oben, sofern die Ziellinie einigermassen die Neigung der Spitze hat, um über den Schneewiderstand W hinwegzuziehen. So muss man nicht umhängen.

[Konradsky]

Aber es geht doch nur darum ob man das Seil hinten um die

Pulka macht oder nur vorne fest macht.

Von der Höhe des Seils ist doch garnicht die Rede.

Also braucht man doch auch nicht zu rechnen.

 

Gruss Konrad

[kra]

vor 47 Minuten schrieb ThomasK:

Ich würde an der Schlittenspitze oben anhänge, weil es bei Eis wurscht ist, wo man anhängt  und bei Lockerschnee an der Schlittenspitze oben, sofern die Ziellinie einigermassen die Neigung der Spitze hat, um über den Schneewiderstand W hinwegzuziehen. So muss man nicht umhängen.

hervorhebung von mir, das ist imho der entscheidende Satz.

Wenn die Kraftrichtung an der oberen Vorderkante flacher ansetzt als der Bug entsteht ein Kräftemoment am Bug der in den Schnee weist - also es dem Schlitten erschwert, auf dem Schnee aufzuschwimmen.

Je tiefer jetzt die Zugkraft ansetzt desto mehr wird der Bug entlastet (Kippmoment das die Last vorne verringert und nach hinten zum Heck verlegt) und kann sich auf den Schnee aufschieben.  Wenn man sich statt Schnee "Wasser" denkt wird das Ganze intuitiver .

[Christian Wagner]

@kra: Alles richtig, jedoch ist die Variationsbreite am Schlittenansatzpunkt doch eher eingeschränkt. Viel mehr wird sich der Winkel bei unterschiedlicher Schnurlänge verändern. 

Ich habe den Ansatzpunkt am Schlitten eher hoch gewählt, dann verhakt sich das Gedöns weniger an irgendwelchen Hindernissen.

[kra]

@Christian Wagner, ein valides Argument das ich in meiner Betrachtung außen vor gelassen habe.

Außerdem muß man bei einer tiefergehenden Betrachtung das Drehmoment durch den Ansatz weit vor dem Schwerpunkt des Schlittens in Betracht ziehen OT: sowie die Reibung am Heck zw. Schnee und Schlitten (da kommts dann auf die Ausgestaltung des Bodens an) und die Länge der Zugleinen/Zugstangen. Aber das ist außerhalb der Anfangsfrage...  

Btw, für eine stärkere Entlastung des Bugregion würde noch sprechen, das man dann dort einen Bereich mit "Steigfellen" bekleben kann, der bei Steigungen ermöglicht, sich auszuruhen ohne das der Schlitten permanent nach hinten zieht während in Vorwärtsbewegung dieser Bereich weniger bremst.