Tipps und Tricks für den Seifenkistenbau
Liebe
Seifenkistenfreunde, hier findet Ihr einige Infos zum
Thema Seifenkistenbau.
>Eine
Seifenkiste ist ein Fahrzeug das sich ohne eigenen Antrieb,
allein durch die Schwerkraft auf mind. 4 Rädern fortbewegt
und dabei mindestens eine Person befördern kann.
Die
folgenden Tipps sind lediglich Ratschläge unsererseits, die
den Tüftlern bei Bedarf eine kleine Hilfestellung bieten
sollen.
Wenn
jemand andere Ideen hat, ist das natürlich auch o. k. -
Voraussetzung ist lediglich, dass die Bauvorschriften
eingehalten werden.
Um eine
Seifenkiste zu bauen, bedarf es keiner umfangreichen
Werkstattausrüstung und keiner besonderen handwerklichen
Fähigkeiten. Ein einfaches Gefährt, das auf 4 Rädern den
Berg runterrollt, kann eigentlich jeder bauen. Wenn es dann
noch lenken und bremsen kann und so stabil ist, um eine
Person zu transportieren, handelt es sich schon um eine
Seifenkiste in unserem Sinn.
Den
Aufwand, den die Tüftler in ihre Kisten investieren, sind
natürlich keine Grenzen gesetzt - eine einfache Seifenkiste
reicht aber für unser Rennen genau so aus.
Also,
vier Räder, Achsen, einige Bretter, Sperrholz- bzw.
Hartfaserplatten, Spannplattenschrauben und schon kann es
losgehen!
Unsere
Veranstaltung beinhaltet nicht die Bauanforderungen
des DEUTSCHEN SEIFENKISTEN DERBY e.V.
Bei
unserer Veranstaltung sind lediglich unsere Bauvorschriften
und Rennregeln zu beachten, wodurch wir unnötige Unfälle und
Verletzungen, wie es sie leider schon in der Vergangenheit
bei anderen Seifenkistenrennen gegeben hat, vermeiden wollen.
Bodenplatte
Als
Bodenplatte eignen sich Dreischichtplatte, Schichtholzplatte,
Schalungstafel oder einfache Bretter. Bei Fichtenholz ist
dabei eine Dicke von 22 - 25 mm erforderlich, bei
stabileren Hölzern, wie z. B. Lärche oder Harthölzern mind.
20 mm und bei Schichtholzplatten mind. 16mm. Dünnere Platten
sind nur bedingt geeignet, außer sie werden nur für
Teilbereiche, die nicht der Gewichtsbelastung des Fahrers
ausgesetzt sind, eingesetzt. Eine Erhöhung der Stabilität
ist durch eine Verrippung (aufgeschraubte Holzleisten)
möglich.
Bei der
Bodenplatte an Material zu sparen, ist allerdings der
falsche Weg. Immerhin sorgt diese für die Stabilität der
Kiste (außer das Gefährt ist auf einem stabilen Rahmen
aufgebaut). Durch ein höheres Gewicht dieser Bodenplatte
erreicht man außerdem einen tieferen Schwerpunkt des
Fahrzeuges, was in den Kurvenfahrten und bei den
Ausweichmanövern vor Schikanen sehr wichtig ist.
Spanplatten (Pressspanplatten) sind für den Verbau als
Bodenplatte nicht geeignet. Nicht nur, dass in diesen
Platten die Schrauben sehr schlecht halten, sie brechen auch
sehr leicht. Beschichtete Spanplatten sind sogar äußerst
gefährlich und laut unserer Bauvorschriften verboten. Wenn
bei einem Crash eine solche Platte splittert, bilden sich an
der Beschichtung sehr scharfe Kanten, die zu schweren
Schnitt- und Rissverletzungen führen können.
Karosserie
Hierbei
wird meist Plattenware aus Sperrholz, Hartfaser, Betoplan,
Kunststoff, manchmal auch Blech oder Bretter eingesetzt.
Wichtig
ist, dass keine scharfen Kanten entstehen, die für den
Piloten selbst oder auch für andere Personen eine
Verletzungsgefahr darstellen. Der Einsatz von beschichteten
Spanplatten ist auch hier nicht zulässig.
Platten,
die entsprechend einer gewölbten und gerundeten
Karosserieform gebogen werden müssen, dürfen natürlich nur
so dick sein, dass eine solche Verformung auch ohne viel
Vorspannung noch möglich ist. Durch Aufsetzen von Spanten
auf die Bodenplatte erreichen wir ein Gerippe, über welches
dann diese Platten gebogen und befestiget werden.
Ob Ihr
jetzt eine aufwendige oder ganz einfache Karosse anstrebt
oder ob Ihr komplett auf eine solche verzichtet, bleibt Euch
überlassen.
Ein
Aspekt, der allerdings für eine einigermaßen stabile
Karosserie spricht, ist die höhere Sicherheit für den Fahrer
bei einem Crash.
Vom
Design her sind dem Seifenkistenbauer keine Grenzen gesetzt,
solange unsere Bauvorschriften beachtet werden.
Räder
Kunststoffgleitlager, wie man sie z. B. in billigen
Schubkarrenrädern findet, sind ungeeignet. Sie haben zu viel
Reibungswiderstand und können sogar heißlaufen. Auch
Metallgleitlager sind nicht geeignet, außer die erzielte
Geschwindigkeit ist unwichtig. Räder mit Rollenlager sind da
schon besser, haben allerdings auf der Achse i. d. R. ein
wenig Spiel. Deshalb sind diese Räder etwas langsamer als
solche, die kugelgelagert sind.
Die
Breite und die Masse der Räder und Reifen sind natürlich
auch ein wichtiger Diskussionspunkt. Umso breiter die
Auflagefläche der Reifen sind, umso größer ist auch der
Rollwiderstand auf der Straße. Ein grobes Profil wirkt sich
zusätzlich ungünstig auf den Widerstand der Räder aus. Räder
und Felgen mit einem höheren Gewicht benötigen auch eine
höhere Rotationskraft, was dann der Seifenkiste an
Schubkraft und somit an Geschwindigkeit kostet.
Zu dünne
Räder sind andererseits oft ein Problem bei einer hohen
Scheerbelastung (seitlicher Druck bei Kurvenfahrten).
Fahrrad-Räder knicken hierbei leicht ein, bzw. haben schnell
einen Achter und erlauben keine rasanten Lenkmanöver. Umso
größer Speichenräder sind, umso instabiler sind diese auch
bei seitlicher Belastung. Für eine Rennkiste, die auch in
Kurven und bei Schikanen bestehen sollte, eignen sich daher
lediglich Raddurchmesser von max. 50 cm.
Beim
Einsatz der Räder von Fahrrädern, welche i. d. R. nur
Achsdurchmesser von. 8 bis 10 cm haben,
reicht eine entsprechend dünne Achse jedoch nicht
aus. Solche schwachen Achsen sind Schwachpunkte, die
schweren Belastungen nicht standhalten. Bei solchen
Seifenkisten findet man meist eine Gabel (wie beim
Fahrradlenker) oder einen massiven Bügel über den Rädern,
welcher dann mit einer stabilen Achse verschweißt ist.
Hierdurch wird das einzelne Rad an seiner Achse dann auch
von außen gehalten und stabilisiert.
Die
Radgröße ist ein weiterer wichtiger Punkt. Ein
Raddurchmesser unter 30 cm wirkt sich durch die hohe
Umdrehungszahl auf die angestrebten Geschwindigkeiten eher
negativ aus. Ein Durchmesser über 50 cm bringt allerdings
schon wieder mehr Nachteile, als dass es dann einen
gewünschten Geschwindigkeitsvorteil bringt.
Vollgummireifen erweisen langsamer als Luftreifen. Die
Gründe sind das höhere Gewicht, als auch die fehlende
Federwirkung. Beim Luftreifen, der kleine
Fahrbahnunebenheiten absorbiert, geht weniger Schubkraft
verloren. Manche ehrgeizigen Seifenkistenbauer bauen in ihre
Kisten sogar eine Federung ein. Hiervon raten wir allerdings
ab. Wenn diese Federung nicht optimal zum Fahrzeug
abgestimmt ist, erreicht man genau das Gegenteil.
Kinderwagenräder sind bedingt für kleine und leichte
Seifenkisten geeignet. Allerdings sollten
diese einen Durchmesser von mind.
30 cm haben und mit einer stabilen Felge mit Kugellagern
ausgestattet sein. Bei Vollgummireifen muss das Felgenbett
dieser Räder so geformt sein, dass die Reifen auch bei
starken Kurvenfahrten noch auf der Felge bleiben.
Das
Wichtigste bei den Seifenkistenrädern überhaupt ist, dass
diese auf einer geraden Achse sitzen und spielfrei gelagert
sind. Auf den starren Achsen müssen sie dabei exakt parallel
zueinander stehen. Die letzte Anforderung trifft natürlich
auch für die Schwenkachslenkung zu, jedoch nicht für die
Achsschenkellenkung (dieses Thema erläutern wir im folgenden
Abschnitt).
Ein
eigenes Thema sind dann die Kugellager. Hier sei aber
erwähnt, dass es nicht unbedingt der Anschaffung teuerer
Präzisionskugellager bedarf. Wenn ein normales
Fahrradkugellager in Ordnung ist, reicht es schon oft aus,
es einfach mit Waschbenzin zu säubern und dann mit einen
speziellen Leichtlauföl zu schmieren, um eine superschnelle
Kiste zu bekommen. Ist aber nur ein Rad dabei, das nicht
sauber läuft, hilft auch die tollste und schnittigste
Karosserie nichts – die Kiste bremst sich selbst aus.
Lenkung
Die
Lenkung muss auf die Vorderräder wirken. Die Seifenkiste
kann über eine starre Achse mit einer mittigen Aufhängung (Schwenkachslenkung)
oder durch einzeln aufgehängte Räder (Achsschenkellenkung)
gelenkt werden.
Der
Radeinschlag ist so zu begrenzen, dass ein Übersteuern
verhindert wird. Ob man nun eine einfache Schwenkachslenkung
wählt (bei der die ganze Achse geschwenkt wird), oder eine
aufwendige Achsschenkellenkung (wie die eines Autos), bleibt
jedem selbst überlassen. Dass eine Achsschenkellenkung
sauber abgestimmt sein muss, und somit schwieriger zu bauen
ist, leuchtet sicher jedem Tüftler ein. Die einfachste
Lenkung ist immer noch die Schwenkachslenkung. Durch die
starre Achse ist immer gewährleistet, dass die Räder beim
Lenken die richtige Stellung zueinander haben (vorausgesetzt,
die Achse ist wirklich gerade und die Räder spielfrei
gelagert).
Mit
welcher Mechanik man das Lenken vom Lenkrad sauber auf die
Achse überträgt, bereitet den Seifenkistenbauern oft das
meiste „Kopfzerbrechen“. Eine relativ einfache Möglichkeit
ist die Übertragung der Lenkbewegung über zwei Lenkseile auf
die Vorderachse. Die Seile wickeln sich hierbei auf einer
Seiltrommel, welche auf der Steuerachse aufgesetzt ist, auf
einer Seite auf, bzw. auf der anderen Seite ab. Dann werden
die Lenkseile über Seilrollen umgelenkt und übertragen dann
die Lenkbewegung auf die Lenkachse, an der sie links bzw.
rechts befestigt sind.
Als
Lenkseil wird ein Stahlseil/Drahtseil mit mindestens 4 mm
Durchmesser empfohlen (wobei das aber wirklich die unterste
Grenze ist). Seile mit Kunststoffummantelung haben die
besseren Laufeigenschaften an den Umlenkrollen. Außerdem
sind die Drähte dabei vor Aufrieb geschützt. Ein größerer
Querschnitt des Drahtgeflechtes als 5 mm erweist sich
allerdings schon wieder ungünstig, denn umso dicker ein
Stahlseil ist, umso steifer ist es dann auch. Das Drahtseil
hat zu einem normalen Seil den Vorteil, dass es sich nicht
dehnt und somit kein unerwünschtes Spiel in der Lenkung
entsteht. Die Befestigung des Seils sollte so beschaffen
sein, dass das Drahtgeflecht sich nicht aufreibt, abreist
oder durch ständiges Knicken einfach abbricht. Wer
allerdings bei der Lenkung keine Seile einsetzen möchte,
kann sich auch gerne etwas anderes einfallen lassen (z. B.
Lenkgestänge) – Hauptsache, es funktioniert. Beim Einsatz
eines Lenkgestänges möchten wir allerdings bemerken, dass
dieses Gestänge zum Schutz des Piloten mit einer stabilen
Platte verdeckt sein muss.
Achsschenkellenkung
Schwenkachslenkung
Bei der Achslenkung sollte die Lenkachse nicht gleich bei
der kleinsten Bodenwelle an der Bodenplatte der Seifenkiste
angehen, da dann das Lenken besonders schwer fällt. Ein
leichtes Pendeln der Achse nach oben und unten sollte also
schon möglich sein.
Bremsen
Eine
Fußbremse ist natürlich von Vorteil gegenüber einer
Handbremse. Jeder, der schon einmal bei einer rasanten
Kurvenfahrt bzw. einem Ausweichmanöver bremsen musste, weiß
es sicher zu schätzen, wenn er beim Bremsvorgang beide Hände
am Lenkrad lassen kann. Über einem Seilzug (Umlenkung +
Stahlseil) oder einem Gestänge kann man auch hier mit ein
bisschen Geschick die Bremskraft auf beide Hinterräder oder
direkt auf den Boden bringen.
Wichtig
bei einer Bremsklappe oder einem Bremsstempel, welche direkt
auf den Boden wirken ist, dass die Kontaktfläche zur Straße
ausreichend groß ist und mit einem Gummibelag überzogen ist
(dies kann z. B. ein Stück eines ausgedienten Auto-, Moped-,
oder Fahrradreifens sein). Die richtige Position einer
solchen Direktbremse ist hierbei von besonderer Bedeutung.
Ist eine Bremsklappe zu weit vorne, hebt es bei einer
Vollbremsung die Seifenkiste bei der Vorderachse aus – ein
Lenken ist dann jedoch nicht mehr möglich. Ist die
Bremsklappe oder der Bremsstempel zu weit hinten, verlieren
die Hinterräder beim Bremsen an Bodenkontakt, bzw. an
Fahrstabilität bei Kurvenfahrten – die Seifenkiste gerät
leicht ins Schleudern. Die optimale Position für eine solche
Direktbremse ist einige Zentimeter hinter dem Schwerpunkt
der Kiste (natürlich inkl. Fahrer), also irgendwo unter dem
Sitz.
Eine
Bremse, welche auf über einen Bremsklotz auf Hinterräder
wirkt, setzt natürlich voraus, dass die Räder dieser
Belastung auch gewachsen sind. Bei schmalen und leichten
Rädern ist dies aber oft nicht der Fall.
Felgenbremsen oder Trommelbremsen von Fahrrädern sind
ebenfalls möglich, müssen aber gleichmäßig auf die zu
bremsenden Räder wirken, sonst besteht Schleudergefahr.
Bei einer
Stempelbremse muss der Bremsstempel, der auf den Boden wirkt,
genau mittig auf der
Symmetrielinie der Kiste positioniert
sein. Die Stempelbremse ist Grundausstattung für die
Seifenkisten des deutschen Seifenkistenderby-Verbandes.
Diese Kisten haben eine Lenk-Brems-Einheit aus Metall, die
vom Verband erworben werden muss.
Ein
relativ einfaches und sicheres Brems-System für eine
Seifenkiste ist die bereits angesprochene Bremsklappenbremse.
Sie ist unabhängig von den Rädern, schnell anzufertigen und
ohne komplizierte Mechanik. Die Kontaktfläche zum Boden ist
hierbei noch größer als bei der Stempelbremse. Und noch ein
Vorteil, der für diese Bremsart spricht - die Reifen werden
während des Bremsens nicht in Mitleidenschaft gezogen. Bei
vielen Rennen, bei denen leichter Regen einsetzte, erwies
sich dieses Bremssystem sogar als zuverlässiger als andere.
Bei diesem System befindet sich eine Klappe (über 20 mm
dickes Bett aus Lärchenholz oder Hartholz quer unter der
Bodenplatte, wo sie über stabile Flachscharniere an dieser
verschraubt ist. Über ein kunststoffummanteltes Drahtseil (Durchmesser
mind. 6 mm) wird diese Bremsklappe durch Betätigung einer
Fußbremse nach vorne gezogen (evtl. über eine Umlenkrolle)
und somit nach unten geklappt. Als Gegenkraft wird auf einer
Seite der Karosserie von oben eine Zugfeder angebracht,
welche die Klappe nach Loslassen der Fußbremse wieder nach
oben zur Bodenplatte zieht. Entscheidend ist, dass diese
Bremsklappe von hinten auf die Fahrbahn wirkt. Der Winkel
den sie hinten zur Bodenplatte im ausgeklappten Zustand
erreichen sollte, liegt bei ca. 60 Grad. Hier hat man dann
bereits eine brauchbare Kraftübertragung auf die Klappe und
trotzdem noch die Möglichkeit diese noch weiter nach unten
auszuklappen (dies sollten noch ca. 2 bis 3 cm möglich sein).
Auf keinen Fall darf diese Klappe über die 90 Grad hinaus
nach vorne gezogen werden können. Würde dies passieren,
hätte sie ihre Wirkung verloren. Außerdem bestünde die
Gefahr, dass sie sich nach dann vorne gegen die Fahrbahn
einspreizt, wodurch die Bremse beschädigt werden könnte. Es
wäre aber sowieso sinnvoll, dies mittels einer Begrenzung zu
verhindern, da die Bremsklappe der Kiste beim
Rückwärtsrollen überschnappt und keine Bremswirkung mehr
hat. Umso weniger andererseits die Bremsklappe ausgeklappt
wird, umso geringer ist die Kraftübertragung / Hebelwirkung
durch den Zug des Drahtseils. Bei einem optimal abgestimmten
Brems-System dieser Art kann man durch den Druck auf das
Fußpedal ohne größere Anstrengung die Kiste sogar ausheben.
Hat diese Bremsklappe dann noch eine entsprechend große,
gummiummantelte Kontaktfläche zum Boden (z. B.
aufgeschraubter Fahrradmantel), ist der Bremsweg i. d. R.
sogar kürzer, als bei einem Brems-System, das auf die
Hinterräder wirkt. Will man dann noch auf Nummer sicher
gehen, kann man sich noch eine zweite Bremsklappe als
Handbremse einbauen (z. B. ganz einfach durch einen
verlängerten Hebel nach oben, der dann per Hand gezogen
werden kann). Wer mit einer solchen Kiste mal eine
Vollbremsung machen muss und dabei Hand- und Fußbremse
betätigt, wird überrascht sein, wie schnell eine solche
Kiste dann zum Stehen kommt.
Bremsklappenbremse
Noch kurz
bemerkt zu den Bremsen die über Seilzug funktionieren. Die
Drahtseile sind an den Stellen, wo sie an Hebeln und Klappen
montiert sind sehr bruchgefährdet. Hier ist besondere
Sorgfalt empfohlen. Dies gilt natürlich auch für die Lenkung.
Also die Drahtseile so befestigen, dass sie nicht geknickt
werden können, nicht scheuern und auch nicht aus der
Halterung herausrutschen können. Eine handelsübliche
Spannmechanik, wie es sie in jedem Baumarkt gibt, ist für
das Nachspannen des Seils oft
eine gute Hilfe.
Aber wie
gesagt, was für ein Bremssystem Eure Kisten haben, steht
Euch frei – nur funktionieren müssen sie zuverlässig.
Luftwiderstand
Man braucht
seine Kiste ja nicht gleich in einem Strömungskanal testen
zu lassen, aber Fakt ist, dass sich die Aerodynamik einer
Seifenkiste bereits bei Geschwindigkeiten von 30 km/h schon
messbar auswirkt.
Eine
windschnittige Karosserie und ein tiefer Schwerpunkt können
da auf der Rennstrecke schon ein paar Stundenkilometer der
Durchschnittsgeschwindigkeit ausmachen.
Bei der
Aerodynamik einer Seifenkiste ist allerdings nicht nur die
Schnauze entscheidend, sondern auch das Heck. Ein gerades,
abgeschnittenes Heck führt den Luftstrom hinter dem Fahrzeug
nicht mehr zusammen, was dann zu einer Luftverwirbelung und
schließlich zu einer Sogwirkung führt. Diesen Luftsog kennen
wir z. B. von vorbeifahrenden Lkws. Aber bereits bei einer
Seifenkiste, dessen Heck nicht aerodynamisch geformt ist,
wird dieser Sog spürbar – und messbar spätestens aber dann,
wenn man mit dieser Kiste einfach nicht die
Geschwindigkeiten erreicht, wie die anderen Seifenkisten.
Alle
Karosseriebereiche, die scharfe Kanten oder auch unnötige
Kontursprünge aufweisen, wirken sich auf die Aerodynamik
ungünstig aus. Raue Oberflächen erzeugen an der
vorbeiströmenden Luft einen Reibungswiderstand und alle nach
außen hin offenen Hohlräume wirken wie ein Luftsack und sind
somit ebenfalls von Nachteil in Bezug auf die
Windschlüpfrigkeit einer Seifenkiste.
Gewicht
Dass neben den
richtigen Rädern, der richtigen Bereifung und der
Aerodynamik auch das Gewicht eine große Rolle spielt, dass
weiß inzwischen jeder rennerfahrene Seifenkistenfahrer.
Hierzu möchten wir allerdings bemerken, dass eine Kiste nur
soviel wiegen darf, wie der Fahrer auch unter Kontrolle
halten kann, ohne dass das Gefährt zum Sicherheitsrisiko
wird. Sicherlich ist diese Anforderung relativ – damit hier
allerdings keine Missverständnisse aufkommen, wird dieser
Punkt in unseren Bauvorschriften eindeutig geregelt. Eine
Kiste auf die Strecke zu schicken, die inkl. eines
erwachsenen Fahrers über 250 kg wiegt, betrachten wir als zu
riskant. Aus demselben Grund dürfen bei unserem Rennen auch
nur Seifenkisten mit jeweils 1 Fahrer starten. Also bitte
nochmals unsere Bauvorschriften nachlesen. Wir werden die
Kisten entsprechend kontrollieren.
Mögliche Montagevariante:
Einige
Bauanleitungen findet Ihr auch im Internet unter folgenden
Links:
http://www.hs-kufstein1.tsn.at/aktiv/projekte/seifenkiste/bauanleitung.htm
http://www.kockmann-paderborn.de/skrpad/skrubau.htm
oder bei Google
unter: ACHTUNG,. FERTIG, LOS! Kinder geraten ins Träumen,
Väter ins Schwärmen. ... Die Bauanleitung
So, jetzt haben
wir alles verraten, was zu einer schnellen Seifenkiste
verhilft. Jetzt kommt es auf Euch drauf an, ob Ihr Euch
dieser Herausforderung stellt. Wenn ja, dann verliert keine
Zeit - fangt am Besten heute noch an! „Was Du heute kannst
besorgen, das verschiebe nicht auf morgen!“
Also dann,
viel Spaß beim Planen, Tüfteln und Bauen!
Auf
die Plätze,
fertig,
los …!
