Der Chinesische Kompasswagen

Als Kompasswagen wird ein antiker transportabler Richtungszeiger bezeichnet. Im Gegensatz zum normalen Kompass beruht das Konstruktionsprinzip nicht auf dem Erdmagnetismus, sondern auf der Erfassung der unterschiedlichen Drehung zweier parallel angeordneter gleichgroßer Räder mit Hilfe eines Differentialgetriebes (genauer eines Subtraktionsgetriebes).

Der Kompasswagen stellt praktisch einen Karren mit zwei über ein Differential auf einer gemeinsamen Achse verbundenen Rädern dar, auf dem ein Zeiger angebracht ist, der selbst bei Kurvenfahrt mit dem Karren immer in die gleiche Richtung zeigt.

Modelle können leicht mit verschiedensten Baukästen hergestellt werden:



Es wurde also ein Differentialgetriebe so in einen Wagen eingebaut, dass jede Richtungsänderung des Wagens eine gleich grosse Abweichung eines Richtungs-Anzeigers in die Gegenrichtung verursachte, womit dieser Zeiger stets - unabhängig von den Bahnkurven des Wagens - in die gleiche Richtung zeigte.

Bemerkung zur Abbildung des Aufbaues mittels eines Metallbaukastens:

Beachte:

Der kleine Metall-Lochstreifen zuoberst zeigt immer in dieselbe Richtung, unabhängig von der jeweiligen Fahrtrichtung.

Der Radabstand muss gleich gross sein, wie der Raddurchmesser, sonst wird die Zeigerrichtung über- oder unterkompensiert! Dies liesse sich allenfalls auch mit verschieden grossen Zahnrädern ausgleichen. Die Achse der Pneu-Räder ist (natürlich) nicht durchgehend! Sie sollte zu lang gewählt werden, damit man durch Versetzen der Räder am Schluss die Zeigerdrehung genau einjustieren kann.


Zur grundsätzlichen Funktionsweise:

Die Räder C auf beiden Seiten drehen sich beim Fahren natürlich in entgegengesetztem Drehsinn. Somit drehen sich auch die Räder D entgegengesetzt und beim Geradeausfahren gleich schnell. Damit drehen zwar die Räder E auch, aber bleiben dabei immer am gleichen Ort! (Sie sind auf der Fähnchenachse nicht festsitzend!). Das Fähnchen wird also nicht gedreht.

Macht der Wagen nun eine Kurve, drehen die Räder C und damit die Räder D nicht mehr gleich schnell. Damit verändern die Räder E jetzt ihren Ort, da ja eben das obere und untere Rad D nicht mehr gleichschnell (in entgegengesetzte Richtung) drehen und sich ihre Drehungen für die Fähnchenachse nicht mehr aufheben. Somit dreht sich das Fähnchen jetzt, bei richtiger Bemessung und Konstruktion genauso viel in der Gegenrichtung zur Drehrichtung des Wagens.


Kurz-Video (Animation) eines Chinesischen Kompasswagens:



Chinesischer Kompasswagen (mp4)




Weiteres Beispiel eines Kompasswagens, hergestellt aus einem Metallbaukasten:




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