Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

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LukeNRG
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Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von LukeNRG » 20.08.2018 - 08:40

Hallo Zusammen,

ich habe im Forum schon die Suchfunktion benutzt, aber keine adequate Antwort gefunden. Mich interessiert die Frage, wie bei modernen EUBs die Neigung der Stützen festgelegt werden kann, da ich eine Modellseilbahn auf meiner H0 Anlage plane. Daher würde mich mich eine Faustformel hierfür interessieren. Die Steigungen bei meiner Seilbahn sind wie folgt geplant: Station bis Stütze 2 mit 30 Grad, bis Stütze 3 60 Grad und bis zur Bergstation 45 Grad.

Siehe auch hier:
https://www.alpinforum.com/forum/viewto ... 42&t=59983

Ich selbst könnte im Sommerulaub an diversen echten Seilbahnen recherchieren, und bin auf eine Maximalneigung von fast 20 Grad gestoßen (EUBs am Zauchensee und am Geisterberg)

Viele Grüße
Luke

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Philipp2
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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von Philipp2 » 21.08.2018 - 01:23

Man wählt die Stützenneigung zur Lotrechten üblicherweise so, dass die Seildruckresultierende (Stützendruck) nicht in der Stützensymmetrielinie liegt, sondern ein paar Prozent darüber. Das wird so praktiziert, weil sich dadurch eine horizontale Vorspannung der Stützenkonstruktion ergibt, die verhindern soll, dass die bei der Überfahrt eines Fahrbetriebsmittels auftretenden Klemmenstoßkräfte das Streckenbauwerk zum Vor-und-Zurückschwingen bringen. Wenn die Resultierende des Stützendruckes ungünstigerweise genau in der Symmetrielinie liegt, können unter Umständen beachtliche elastische Verformungen in Bahnachse auftreten, die das Material unnötig beanspruchen und noch dazu den Eindruck einer unsicheren Konstruktion vermitteln (weil Wackeln = schlecht).
Die folgende Grafik (zusammengebastelt aus einer etwas älteren Längenschnittsberechnung) soll dies veranschaulichen:

Bild

Bezeichnet wird hier mit D der Sützendruck, mit Alpha der Winkel desselben gegen die Lotrechte, Beta ist der Stützenneigungswinkel gegen die Lotrechte, Psi der Stützenknickwinkel und die beiden Phi sind die Ablenkwinkel (Tangentenneigung) des Seiles.
Mehr oder weniger deutlich ist zu erkennen, dass die Stützenneigung (Beta) kleiner als der Winkel des Stützendruckes (Alpha) ist. Ich habe mir erlaubt, die Gleichung für Alpha draufzuschreiben sowie die zwei Winkel Alpha und Beta farblich hervorzuheben. Der Vollständigkeit halber ist zu erwähnen, dass beim gedanklichen Entfernen des Fundamentes die skizzierte Stütze infolge des Stützendruckes in Richtung Bergstation kippen würde, die Gewichtskraft G vernachlässigt. Bei Beta > Alpha wäre das Gegenteil der Fall.

Für die Stützenneigung (Beta) gegen die Lotrechte gilt üblicherweise, dass Beta = Alpha - 3 bis 10 % (bzw. 1,72 bis 5,71 Grad, Umrechnung Grad = arctan(Prozent/100)), in Sonderfällen wie z.B. Kuppengerüsten (Mehrfachstützen) oder abgestrebten Stützen kann's natürlich anders aussehen.

Ebenfalls erwähnenswert ist, dass man für die Sützenneigung vorzugsweise gerade Werte verwendet, z.B. 0; 5; 10; 15 oder 45 %, da sich hierfür leicht Standardkonstruktionen berechnen und zeichnen lassen. Neigungen wie z.B. 18,25 % (also 10,343 Grad) wird man daher eher selten antreffen.

Außerdem sei auf das folgende Thema verwiesen:

viewtopic.php?f=39&t=55689&p=5079750&hi ... g#p5079750

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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von floaps » 21.08.2018 - 08:21

Seilbahnstützen sind doch ausschließlich an Gewinden montiert oder? Das heißt es gibt keine Bolzen oder konstruktive Vorrichtungen um Querbelastungen aufzunehmen. Gewinde können das nicht.
Das wird auch ein Grund sein, dass man die Stütze nicht nach der Resultierenden ausrichtet sondern einen größeren Winkel nimmt. Dann ist die Stütze am Fundament auf Schub belastet und das geht mit Gewinden problemlos.
Bin mir aber wie gesagt nicht sicher, ob wirklich alleine die einbetonierten Gewindestangen die Stützen sichern.

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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von Philipp2 » 21.08.2018 - 22:47

floaps hat geschrieben:
21.08.2018 - 08:21
Seilbahnstützen sind doch ausschließlich an Gewinden montiert oder? Das heißt es gibt keine Bolzen oder konstruktive Vorrichtungen um Querbelastungen aufzunehmen. Gewinde können das nicht.
Das wird auch ein Grund sein, dass man die Stütze nicht nach der Resultierenden ausrichtet sondern einen größeren Winkel nimmt. Dann ist die Stütze am Fundament auf Schub belastet und das geht mit Gewinden problemlos.
Bin mir aber wie gesagt nicht sicher, ob wirklich alleine die einbetonierten Gewindestangen die Stützen sichern.
Die Stützen werden ausschließlich durch die einbetonierte Ankergarnitur bzw. deren Spanngewindestangen gesichert. Die alte Variante war, dass in eine Aussparung im bereits betonierten Fundament die Stütze hineingesetzt, die Aussparung verfüllt und auch innen im Stützenschaft bis ca. 30cm über Fundamentoberkante durch eine verschließbare Einfüllöffnung Beton eingefüllt wurde. Allerdings hat man bereits damals die Stützen außerhalb der Stützendruckresultierenden ausgerichtet.
Die Bemessung der Ankerschrauben spielt dabei m.A.n. keine Rolle. Die Fußkonsolen mit den Aufnahmen für die Ankerschrauben werden so konstruiert, dass der Gewindequerschnitt auf Zug und der Schaftquerschnitt auf Zug und Druck belastet wird. Nach GEH ist dann die Vergleichsspannung im Schaftquerschnitt die Wurzel aus ( Normalspannung² + 3 x Schubspannung² ).
Das macht so auch Sinn, weil die Schrauben sowohl die Zugkräfte aus den aus äußeren Kräften + Eigenmasse resultierenden Biegemomenten am Stützenfuß als auch die Schubbeanspruchungen durch den Wind auf die Stütze und das Torsionsmoment, resultierend aus der Differenz der Horizontalkomponenten der Stützendrücke plus den Klemmenstoßkräften multipliziert mit der halben Seilspur plus der Windkräfte multipliziert mit dem Angriffsabstand derselben aufnehmen und ins Fundament ableiten müssen.

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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von Talabfahrer » 21.08.2018 - 23:36

Die Gewindestangen dienen dazu, den unteren Stützenflansch so stark auf das Fundament zu pressen, so dass alle auftretenden Schubkräfte ausschließlich durch Reibung und in keinem Fall durch Lochlaibung (also Gewinde gegen Flanschbohrung) übertragen werden. Ein Aufgehen der Verbindung (Klaffen) darf selbst beim ungünstigsten Lastfall (vermutlich Nothalt, ungünstigste Beladung Berg/Tal, maximale Windlast, Pendeln Seil + FBM, Stoßkräfte auf Rollen) nicht vorkommen. Bei einem Gewindestangendurchmesser von z.B. 45 mm
Gewindestangen.jpg
Gewindestangen Raintal Berg
Gewindestangen.jpg (188.94 KiB) 2928 mal betrachtet
hat eine Flanschbohrung ca. 61 mm Durchmesser.
Flanschb_St6.jpg
Flanschbohrung Stütze 6
Flanschb_St6.jpg (97.23 KiB) 2928 mal betrachtet
Die Gewindestangen werden vor dem Einbetonieren in Ankergarnituren vormontiert.
GStangeN_ZRinge.jpg
Ringe für Ankergarnitur
GStangeN_ZRinge.jpg (144.16 KiB) 2928 mal betrachtet
GStangen_Distanz.jpg
Ankergarnituren
Die montierte Ankergarnitur wird mit der Armierung zusammen eingeschalt. Das Armieren ist eine eigene Wissenschaft.
Fundamentschalung2.jpg
Fundament eingeschalt
Beim Stellen / Montieren der Stützen wird das zentrierte Einsetzen durch Distanzhülsen gewährleistet.
Z_Huelse.jpg
Zentrierhülse
Z_Huelse.jpg (95.99 KiB) 2928 mal betrachtet
Montagekappen.jpg
Montagekappen für Zentrierung
Montagekappen.jpg (167.33 KiB) 2928 mal betrachtet
9371_Fundament_St4.jpg
Fundament zur Montage vorbereitet
Die kommen nach dem Aufstellen und provisorischen Fixieren wieder raus. Die Kappen schützen auch die Gewinde vor Beschädigung. Das Stellen ist durch die Neigung nicht einfach.
St5_Stellen.jpg
Stellen Stütze 5 Brunelle
Nach dem endgültigen Einmessen der Stützenlage werden die Gewindestangen hydraulisch vorgespannt (z.B. mit 45 Tonnen Zug) und dann mit den Muttern unter Zug fixiert.

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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von Lagorce » 22.08.2018 - 00:09

Besten Dank für die sehr interessanten Aufführungen von Philipp2 sowie das ergänzende Bildmaterial von Talabfahrer.

Stützenauslegung kenn ich gar nicht gut, geht in Richtung Maschinen- sowie insbes. Stahlbau. Zudem werden aufwendigere Stützen (d.h. jenseits der üblichen vollmodular aufgebauten Rohrstützen) von Umlaufbahnen sowie generell Pendelbahnstützen (von grossen Bahnen, mal abgesehen von den gondelbahn-ähnlich aufgebauten Pendelbähnchen mit Rohrstützen, usw.) eigentlich einzel Entworfen.
AFAIK werden dabei oft spezialisierte Drittfirmen damit beauftragt, wobei der Bahnhersteller zwar die Belastungen, Spurweite, Höhe, usw, festlegt, die eigentliche Fachwerkkonstruktion sowie insbes. auch die Berechnungen (inkl. dynamisches Verhalten) werden dabei dann von spezialiserten Ingenieurbüros ausgeführt.

Online findet man vereinzelte Infos darüber, z.B. für die Stütze der PB in Brest oder von der Emirates Gondelbahn in London. Die Fa., die für die Statik der Stütze der bayerischen Zugspitzbahn zuständig war, ist in dem Bereich ein etabliertes Unternehmen.


Edited:
Hier noch ein RM Topic von der Montage einer Poma 10-MGD mit Direct Drive:
https://www.remontees-mecaniques.net/fo ... t&p=298392

Stütze 3: Stützenrohrdurchmesser unten so grob um die 2 m und schätze ca. 40 Schrauben (genaue Daten der Bahn kenn ich nicht).

floaps
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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von floaps » 22.08.2018 - 09:19

Philipp2 hat geschrieben:
21.08.2018 - 22:47

Die Stützen werden ausschließlich durch die einbetonierte Ankergarnitur bzw. deren Spanngewindestangen gesichert. Die alte Variante war, dass in eine Aussparung im bereits betonierten Fundament die Stütze hineingesetzt, die Aussparung verfüllt und auch innen im Stützenschaft bis ca. 30cm über Fundamentoberkante durch eine verschließbare Einfüllöffnung Beton eingefüllt wurde. Allerdings hat man bereits damals die Stützen außerhalb der Stützendruckresultierenden ausgerichtet.
Die Bemessung der Ankerschrauben spielt dabei m.A.n. keine Rolle. Die Fußkonsolen mit den Aufnahmen für die Ankerschrauben werden so konstruiert, dass der Gewindequerschnitt auf Zug und der Schaftquerschnitt auf Zug und Druck belastet wird. Nach GEH ist dann die Vergleichsspannung im Schaftquerschnitt die Wurzel aus ( Normalspannung² + 3 x Schubspannung² ).
Das macht so auch Sinn, weil die Schrauben sowohl die Zugkräfte aus den aus äußeren Kräften + Eigenmasse resultierenden Biegemomenten am Stützenfuß als auch die Schubbeanspruchungen durch den Wind auf die Stütze und das Torsionsmoment, resultierend aus der Differenz der Horizontalkomponenten der Stützendrücke plus den Klemmenstoßkräften multipliziert mit der halben Seilspur plus der Windkräfte multipliziert mit dem Angriffsabstand derselben aufnehmen und ins Fundament ableiten müssen.
Vielen Dank für die Antwort! Da lag ich ja gar nicht so daneben :D Würde zwar eher die SH statt GEH nehmen. Ist etwas konservativer.
Was, denke ich, auch eine große Rolle spielt ist der Werkstoff. Man hat immerhin einen Temperaturunterschied vom -35 bis +35 Grad Celsius. Eine zu große Kornfeinung wird auf Grund der statischen Belastung nicht möglich sein. Auch angesichts der Tatsache, dass der Lift auch bei höheren Temperaturen laufen muss. Weiß wer welcher Stahl verwendet wird? Könnte mir vorstellen, dass man im Kern eine Kornfeinung (gegen Versprödung bei Kälte) macht und die Oberfläche härtet (gut für Schubspannungen). Werkstoffkunde ist übringens echt nicht mein Ding, aber hier fände ich es spannend.

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LukeNRG
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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von LukeNRG » 30.08.2018 - 22:42

Hallo Zusammen,

zunächst einmal vielen Dank für Eure Antworten. Insbesondere Deine Philipp2. Immerhin scheinen geplanten Winkel dann auch halbwegs zu passen.

Noch eine technische Frage:
Sehe ich es richtig, dass kuppelbare Bahnen nur so bis zu einer Maximalsteigung von 100% bzw. 45° gebaut werden? mein Steilstes Stück war mit >50° geplant. Das müsste ich dann ja ein bisschen entschärfen.

Ich würde Dich in einem meiner nächsten Blogeinträge im bautagebuch auch Zitieren wollen, damit Andere, welche die/eine Modellseilbahn aufbauen möchten, vielleicht eine Hilfestellung finden können.

Schade, dass das Bild mit der Zeichnung nicht mehr verlinkt ist. Das hätte sicherlich gut als Vorlage für mein Grafikprogramm gedient um es asprechend präsentieren zu können. ;-)

Apropos präsentieren:
Bild
Und auch ein erstes Bild mit der Holzrahmenkonstruktion für mein Modul und die installierten Stationen:
Bild

Wer alles ein bisschen ausführlicher Nachlesen will, findet mehr Bilder und mehr Info's in meinem Blog...
Baubericht Teil 1: Alpendiorama „Gamskogel-Express“ mit Brawa Sesselbahn 6346

Viele Grüße
Luke

Chense
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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von Chense » 09.11.2018 - 17:14

Lagorce hat geschrieben:
22.08.2018 - 00:09
Besten Dank für die sehr interessanten Aufführungen von Philipp2 sowie das ergänzende Bildmaterial von Talabfahrer.

Stützenauslegung kenn ich gar nicht gut, geht in Richtung Maschinen- sowie insbes. Stahlbau. Zudem werden aufwendigere Stützen (d.h. jenseits der üblichen vollmodular aufgebauten Rohrstützen) von Umlaufbahnen sowie generell Pendelbahnstützen (von grossen Bahnen, mal abgesehen von den gondelbahn-ähnlich aufgebauten Pendelbähnchen mit Rohrstützen, usw.) eigentlich einzel Entworfen.
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Edited:
Hier noch ein RM Topic von der Montage einer Poma 10-MGD mit Direct Drive:
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Stütze 3: Stützenrohrdurchmesser unten so grob um die 2 m und schätze ca. 40 Schrauben (genaue Daten der Bahn kenn ich nicht).
Also bei uns ist es so, dass wir die die Statik vorberechnen, prüfen / nachrechnen lassen, dann ein Modell anfertigen (CAD) und von einet Drittfirma fertigen lassen, wobei dirse afaik (so lange bin ich noch nicht in der Firma) relativ große Gestaltungsspielräume hat
Erst wenn der letzte SL stillgelegt,
die letzte PB abgebrochen,
und die letzte Piste modelliert ist,
werdet Ihr herausfinden, daß der Skisport tot ist.

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Re: Frage bzgl. Neigung der Seilbahnstützen von EUBs

Beitrag von Lagorce » 15.11.2018 - 22:34

Allerbesten Dank für alle Antworten.

Bzgl. max. Seilneigung muss ich mal nachsauen, meinte jedoch, jemand erwähnte, dass keine formale Einschränkung mehr besteht. Nur werden oberhalb ca. 100 % (45°) dann z.B. die Gehänge recht lang und die Spurweite muss dann u.U. erhöht werden, was Spezialauführungen bedingt, usw. U.U. müssen auch stärkere Klemmen eingesetzt werden. Sicherheitsrelevante Teile à la Carte abzuändern kann sehr schnell kostpielig werden, normale Umlaufbahnen beruhen auf ein Baukastensystem wo sämtliche Zulassungen bereits vorhanden sind (ausser vielleicht bei LST mals böse gesagt).

Onehin gehe ich davon aus, dass etliche normative Einschränkungen für die Hersteller relativ unproblematisch umgangen werden können, es reicht dazu, zu belegen, dass die erforderliche Sicherheit gewährleistet wird, mal vereinfacht ausgedrückt.

Nimmt man hochgezüchtete Bahnen kann man oft feststellen, dass gewisse CEN Detail-Vorgaben nicht 1:1 eingehalten werden, was auch nicht zwingend ist sofern wie gesagt gewisse allgemeinere Anforderungen nachweisbar erfüllt werden.

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