Een kettinglift wordt gezien als één van de meest iconische elementen van een achtbaan. Het is een recht stuk baan, onder een bepaalde hoek, waarop de trein naar boven wordt getrokken door middel van een ketting. Op weg naar boven wordt potentiële gravitatie energie opgebouwd. Eenmaal boven koppelt de trein los van de ketting en wordt die potentiële energie omgezet naar kinetische energie. Een kettinglift heeft daarenboven ook nog een simpele werking, waardoor het al decennia lang gebruikt wordt.
Kettingliften vind je in alle soorten en maten, doordat ze zo veel gebruikt worden. Zo heb je de typische liftheuvel onder een hoek van 20° op de klassieke achtbanen, die van 45° op onder andere B&M Dive Coasters of de verticale liften die Gerstlauer voor hun Eurofighters en sommige Infinity Coasters gebruikt. Ze lijken allemaal verschillend, maar toch is het principe bij elk van hen hetzelfde.
Ketting
De meest gebruikte methode om een achtbaantrein naar boven te trekken op een lifthill is door middel van een ketting. Deze ketting is exact hetzelfde als die van een fiets, met het enige verschil dat die van een achtbaan zowel breder, langer en steviger is. Die ketting is onderaan de liftheuvel bevestigd aan het motorblok, dat voor het nodige koppel zorgt om de trein naar boven te trekken. Eenmaal boven bevindt er zich een ander tandwiel, omdat een ketting natuurlijk een gesloten keten vormt. Voor het terugkerende deel van de ketting is er ook een goot voorzien. Die goot is ook op verschillende achtbanen duidelijk te zien.
Omdat de kettinglift niet heel de tijd op zijn maximale snelheid moet voortbewegen, wordt er meestal ook gebruik gemaakt van een versnellingsbak om de kettingsnelheid te regelen. Dit principe wordt toegepast omdat de motor dan niet volledig moet worden uitgezet wanneer er geen achtbaantrein op de lift staat. Dit lijkt misschien tegen-intuïtief, maar zo kan er energie bespaard worden. Het opstarten van een motor vraagt immers veel meer energie dan deze op een laag toerental en een lage versnelling te laten draaien. Wanneer er dan een achtbaantrein komt aangereden, versnelt de kettinglift gewoon in plaats van uit stilstand te vertrekken.
Om de trein boven te krijgen, moet er uiteraard een mechanisme aanwezig zijn dat de trein tijdelijk verbindt met een kettingschakel en dat gebeurt aan de hand van een kettinghaak of chain dog. Deze metalen haak, die onderaan de trein vastgemaakt is, haakt aan het begin van de heuvel in op de ketting. Eenmaal boven koppelt de chain dog automatisch los omdat de trein dan het einde van de ketting bereikt en dus geen contact meer met de ketting maakt.
Het probleem is echter dat de meeste motoren niet genoeg koppel kunnen leveren om de trein tegen te houden mocht de stroom uitvallen. Daarom is er een veiligheidsmechanisme op elke kettinglift geïntegreerd dat ervoor zorgt dat de trein niet terug naar beneden valt als de motor uitvalt. Dit mechanisme heet de Anti-Rollback.
Anti-Rollback (ARB)
Het iconische geluid dat iedereen wel koppelt aan een kettinglift is de typische “klak-klak-klak” van wanneer de trein naar boven getrokken wordt. Dit geluid is afkomstig van het zogenaamde Anti-Rollback systeem, dit systeem zorgt ervoor dat de trein niet terug naar beneden valt als de motor stilvalt. Het mechanisme zelf is zeer simpel en bestaat uit twee delen. Enerzijds heb je een rij metalen vinnen die op de liftheuvel geplaatst zijn en anderzijds vind je een haak onder aan de trein die de hele tijd over die rij vinnen sleept zoals te zien in onderstaande figuur. Doordat de metalen haak tussen stap 2 en 3 op de metalen vinnen valt, krijg je dat iconische “klak”-geluid. Mocht de motor dan uitvallen, zakt de trein een beetje terug totdat de haak in het laagste punt (stap 3) is gekomen. Daar blijft de trein dan veilig staan zodat alle inzittenden kunnen geëvacueerd worden.
De oplettenden onder ons hebben waarschijnlijk al opgemerkt dat meer en meer moderne achtbanen geen of veel minder geluid maken als ze op een lifthill worden getrokken. Dit komt doordat fabrikanten tegenwoordig middelen hebben om dat geluid zo veel mogelijk te dempen. Zo worden de ARB-haken bekleedt met kunststof dat het klakkende geluid van metaal op metaal dempt, zonder afbreuk te doen aan de veiligheid.
Rekenvoorbeeld
Zoals eerder al aangehaald werkt het principe als volgt: de trein wordt naar boven getrokken. Hierdoor krijgen we de opbouw van potentiële gravitatie energie. Door het principe van het behoud van energie wordt deze potentiële energie (bovenaan de lift) omgezet naar kinetische (of bewegings-) energie (onderaan de first drop). Er zijn in de realiteit uiteraard ook energieverliezen door de aanwezige luchtweerstand en wrijving tussen de wielen en de baan, maar deze wordt verwaarloosd om het voorbeeld gemakkelijk te houden. De formules om de potentiële en kinetische energie te berekenen, zijn hieronder weergegeven:
Epot = m ∙ g ∙ Δh (m: massa, g:universele gravitatieconstante, Δh: hoogteverschil)
Ekin = (1/2) ∙ m ∙ v2 (m: massa, v: snelheid)
Nu kunnen we de theoretische maximale snelheid van een achtbaantrein uitrekenen door de potentiële energie bovenaan de first drop gelijk te stellen aan de kinetische energie onderaan de drop. Doen we dit voor de hoogste achtbaan van de Benelux, Goliath in Walibi Holland (46 meter hoog), dan krijgen we:
Epot = Ekin => m ∙ g ∙ Δh = (1/2) ∙ m ∙ v2 => v2 = 2 ∙ 9.81 m/s2 ∙ 46 m
=> v = 30.04 m/s = 108.15 km/h
Deze 108 km/h komt zeer dicht in de buurt van de werkelijke snelheid van 106 km/h. Die 2 km/h verschil komt door het feit dat we de luchtweerstand en de weerstand dat de wielen produceren hebben verwaarloosd. Deze simpele schatting van de maximale snelheid werkt uiteraard alleen als de hoogte van de drop gelijk is aan de hoogte van de lift, anders moeten de vergelijkingen worden aangepast.
Artikel: Jasper Godeau
Visuals: Jasper Godeau
Bronnen: rcdb.com
Foto’s: Coaster Studios, Walibi Holland, Themeparkfreaks
Voor extra informatie/aanvullingen/correcties: contacteer ons.
