Tipps und Tricks

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



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, bei Vollbremsung nicht die Lenkung ausser Kraft setzt,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!