Door: Erik de Jong (Advercom) - 6 september 2024 |
Treinwielen zijn, in tegenstelling tot wat velen denken, niet perfect cilindrisch. In plaats daarvan hebben ze een subtiele conische vorm en lopen daarmee schuin af, wat een technisch hoogstandje is dat juist belangrijk is voor de werking van treinen. De diameter van het wiel is namelijk aan de binnenkant groter dan aan de buitenkant. Deze conische vorm biedt twee belangrijke voordelen: het helpt de trein automatisch op het juiste spoor te blijven en maakt het mogelijk om bochten efficiënt te nemen zonder ingewikkelde mechanische systemen.
Het eerste voordeel van de conische treinwielen is de zelfcentrerende werking. Dit is eenvoudig te begrijpen door het vergelijken van een set gelijmde papieren bekertjes (zie video). Bij correct rollen corrigeren de bekertjes zichzelf automatisch en bewegen ze in een rechte lijn. Dit principe geldt ook voor treinwielen. Wanneer de wielen door een kleine afwijking naar rechts worden verplaatst, kantelen ze lichtjes. Dit zorgt ervoor dat er een kracht ontstaat die de treinwielen terug naar het midden van de rails dwingt. Hiermee voorkomt men dat de trein van het spoor raakt. Dit zelfcorrigerende mechanisme is een perfect voorbeeld van eenvoudige maar effectieve techniek.
De flenzen aan beide zijden van de treinwielen dienen als extra veiligheidsmaatregel, voor het geval de wielen toch te veel afwijken. Ze zorgen ervoor dat de treinwielen nooit van de rails kunnen vallen, zelfs niet in extreme omstandigheden.
Naast het zelfcorrigerende vermogen zorgt de conische vorm er ook voor dat treinen soepel door bochten kunnen rijden. Wanneer een trein een bocht maakt, moet het wiel aan de buitenkant van de bocht een langere afstand afleggen dan het wiel aan de binnenkant. Omdat de treinwielen aan dezelfde as zijn bevestigd, is er geen mogelijkheid om de wielen afzonderlijk van elkaar te laten draaien, zoals bij auto’s met een differentieel. Bij auto’s draaien de buitenste wielen door dat slimme mechaniek sneller dan de binnenste, waardoor de auto zonder grip te verliezen de bocht door kan.
Bij treinen werkt dat anders. Hier komt de conische vorm opnieuw van pas. Het grotere contactoppervlak aan de buitenkant van het wiel zorgt ervoor dat dit wiel een grotere omtrek heeft en dus een grotere afstand kan afleggen dan het binnenste wiel. Hierdoor wordt het verschil in afstand automatisch gecompenseerd zonder extra mechanische onderdelen.
Dit slimme ontwerp helpt niet alleen bij het bochten nemen, maar biedt ook de benodigde kracht om de trein in balans te houden tijdens de bocht. De schuifkracht die ontstaat wanneer de treinwielen naar links bewegen, creëert een centripetale kracht die de trein door de bocht helpt sturen. Hierdoor zal de trein niet automatisch terug naar het midden schuiven tijdens het nemen van een bocht.
De conische vorm van treinwielen biedt een geniaal en tegelijkertijd eenvoudig mechanisme voor zowel zelfsturing als het nemen van bochten. Het laat zien hoe precisie in ontwerp kan leiden tot soepele en veilige treinreizen.
Lees ook:
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
