versteckte Federn
In Mausefallenwettbewerben sind zusätzliche Federn nicht erlaubt.
Zu Recht natürlich, weil sie ja zusätzliche Energie speichern können und somit das Auto weiter fahren kann.
Trotzdem lässt es sich nicht vermeiden, dass, meistens ungewollt, Federelemente eingebaut werden, die beim Aufziehen des Autos verformt und damit verspannt werden und in ihre ursprüngliche Geometrie zurückwollen. Das ist mal mehr oder weniger sichtbar und hat mal mehr oder weniger Einfluss. Wo eine Feder gespannt werden muss, muss ja eine Kraft aufgebracht werden. Diese Kraft muss ja auf zwei Seiten angreifen. D.h. wenn die Mausefalle durch die Schnur gespannt wird, muss ja der Rahmen die Mausefalle festhalten.
Unter der Spannkraft wird sich sogar der Rahmen etwas verbiegen und (hoffentlich) wieder zurückbiegen.
Auch unser Mausefallenautorahmen ist also schon eine Feder, die wir gar nicht absichtlich einbauen.
Ich möchte aber noch auf eine andere Zusatzfeder hinweisen, die sich eingeschlichen hat und auch kaum vermeidbar ist:
der Verlängerungshebel der „Stabkonzepte“
In manchen Anleitungen habe ich gelesen, dass der Stab möglichst stabil sein sollte und sich nicht biegen soll, weil dadurch Energie verloren gehen würde.
Das stimmt nur eingeschränkt. Meistens sehe ich Autos, die sich nicht ganz aufziehen lassen, weil sich der Stab so durchbiegt, dass seine Spitze die Achse schon berührt, bevor die Mausefalle voll gespannt ist.
So geht natürlich Energie verloren. Und gerade die Energie, bei der die Mausefalle die größte Kraft entwickelt.
So sieht das oft bei Stab-Autos aus.
Durch die Biegung des Stabes kann die Mausefalle gar nicht voll gespannt werden.
Wenn man die Konstruktion etwas optimiert, dann wird zumindest die Mausefalle voll gespannt und kann mehr Kraft aufbringen.
Ich glaube aber, dass der Grund für die Aussage, da würde Energie verloren gehen nicht der ist, dass die Mausefalle nicht voll gespannt wird.
Ich denke der Grund für diese Meinung ist, dass man annimmt, dass die Energie eher in die Biegung des Stabes geht statt in die Antriebsachse.
Und das stimmt nicht. Eher das Gegenteil ist der Fall. Ihr könnt das für mehr Reichweite in eurem Auto nutzen.
Schauen wir und das mal etwas genauer an.
Vereinfachen wir mal die Funktionsskizze eines Mausefallenautos etwas.
Im Prinzip haben eine Feder, die über eine Schnur an einer Achse zieht.
Die Feder soll in dem Bild mal der gelbe Gummiring sein.
Der soll um 2cm gedehnt werden.
Logischerweise muss dazu die Schnur ebenfalls um 2cm gezogen werden.
Zurück zum Mausefallenauto:
Die Feder wird gespannt, indem die Schnur auf der Achse aufgewickelt wird.
Mit einer Feder ist das recht einfach. Es wird einfach genau so viel Schnur aufgewickelt, wie sich die Feder dehnen kann.
Hängen wir in das Bild mal eine zweite "Feder" zwischen der vorhandenen und der Schnur:
der gelbe Gummiring ist wieder die Feder der Mausefalle.
Jetzt haben wir einen zweiten, roten Gummiring, der die versteckte Feder darstellen soll.
Wenn jetzt die "Mausefalle" wieder um die 2cm gespannt werden soll, muss jetzt die Schnur aber um ganze 5cm gezogen werden.
D.h. die Federkraft wird statt von nur 2cm auf 5cm in diesem Beispiel verlängert.
Wieder zurück zum Mausefallenauto:
Wenn wir an der Schnur ziehen, wird sich die Zusatz-Feder ebenso mit dehnen. Gleichzeitig wird diese aber an der ersten Feder ziehen und diese auch dehnen. Bis nun die erste Feder voll gespannt ist, werden wir viel mehr Schnur aufwickeln können.
Was folgt daraus?
ganz einfach: mehr Schnur aufwickeln, heißt einfach weiter fahren.
Wieso ist aber jetzt bei den Stabkonzepten eine zusätzliche Feder versteckt?
Nun, der Stab, der sich mit zunehmender Federkraft auch mehr biegt, wirkt ebenfalls wie eine Feder. Er möchte sich ja auch wieder zurückbiegen. (Es sei denn ihr habt einen weichen Draht genommen, der sich einfach nur verformt und dann etwa so bleibt. Das nennt man plastisch verformen. Dann könntet ihr aber auch euer Auto nicht aufziehen.)
Also habt ihr einen Stab eingebaut, der sich auch wieder zurückbiegt.
Ihr habt also eine mehr oder weniger starke Zusatzfeder eingebaut.
Da die Stäbe meistens sehr lang, dünn und leicht sein sollen, werden sie sich zwangsläufig biegen.
Diese Biegung des Stabes ist übrigens auch der Grund, weshalb die meisten ihr Auto dann nicht mehr komplett aufziehen können. Die Mechanik gibt den zusätzlich möglichen Weg gar nicht her.
Wenn ihr also schon einen Stab in eurem Konzept habt und wenn ihr schon einen verwenden müsst, der sich zwangsläufig biegt, dann nutzt diese Biegung als zusätzliche Feder für mehr Reichweite.
Bei einer optimierten Position der Mausefalle auf dem Rahmen, kann trotz der Durchbiegung des Stabes die Mausefalle voll gespannt werden.
Hier wird nun der Bereich der Falle genutzt, der höhere Kräfte auf den Faden bringt (die ihr dann wieder in mehr Reichweite umsetzen könnt) und ihr habt durch die Biegung des Stabes eine Zusatzfeder eingebaut (die offiziell ja nicht erlaubt ist. Aber wer soll hier Grenzwerte definieren, bis zu welchem Grad sich der Stab biegen darf?)
Für die richtige Position der Mausefalle auf dem Auto müsst ihr aber vorher schon wissen, welchen Stab ihr verwenden wollt.
Die Biegung des Stabes bestimmt ja dann die Position der Mausefalle. Biegt sich der Stab mehr durch, muss die Falle höher gesetzt werden. Biegt er sich gar nicht, dann darf die Mausefalle direkt auf den Rahmen.
Am Ende muss bei voll aufgezogenem Auto der Mausefallenbügel auf dem Holzbrett der Falle aufliegen.
Durch die volle Spannung der Feder könnt ihr den Stab wieder etwas länger auslegen und so mehr Reichweite erzielen.
Als Alternative zur hochgesetzten Mausefalle könnt ihr die am Rahmen entsprechend verdreht anbringen. Dann ist (fast) nur noch die Verdrehung davon abhängig wie weit sich der Stab biegt.
Das würde sogar einstellbar möglich sein, so dass ihr eure Konstruktion auf verschiedene Stäbe anpassen könnt.
Leider prinzipbedingt, wird sowieso nicht der volle Bewegungsbereich der Mausefalle genutzt. (Siehe Stabkonzepte)
Das wird durch die Biegung des Stabes noch etwas schlechter. Aber jetzt könnt ihr wenigstens das wieder ein bisschen durch eine optimierte Position der Mausefalle korrigieren.
Ob es nun Sinn macht, extra einen Biegestab einzubauen oder doch eher einen, der sich sehr wenig biegt, dass müsst ihr nun selbst herausfinden.