Kleiner Savonius (Prototyp)

 
Takanohana
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Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 15.05.2011 - 16:25 Uhr  ·  #1
Hallo Leute,

ich lese hier schon ein paar Wochen mit, dieweil ich im Keller meinen kleinen Savonius-Prototypen genaut habe. Dieser hat eine Höhe von 0,60 Meter und einen Durchmesser von 0,48 Meter.



Mit dem kleinen Kameraden (oder seinem Nachfolger) will ich 12V mit 0,5-1A erzeugen, um meinen 110 WP-Photovoltaik-Modulen unter die Arme zu greifen. Leider fällt mir im Winter wegen Verschattung der Module die Batteriespannung regelmäßig unter 10,8V ab - und ich habe keine Lust, hier ständig das netzbetriebene Ladegerät dranzuhängen.

Es wird mit der Batterie eine LED-Nacht-/Notbeleuchtung für das EFH betrieben, im Sommer holt eine 12V-Membranpumpe das Wasser für die Gartenbewässerung aus meinem 1000-Liter-Regenwasserfass (vollautomatische Filterung und Überlaufschutz auf mechanischer Basis, versteht sich... :-) ).

Nun soll der Savonius - weil ich ein fauler Kerl bin - ohne größeren Wartungsaufwand regelmäßig aus Wind Strom machen (der dreht ohne Last auch bei geringem Wind wie der Teufel und läuft bei kleinstem Luftzug schon an).

Zu diesem Zweck gedenke ich, den Savonius oben und unten in einem 6V-Nabendynamo zu lagern und den Ertrag (wenn es denn einen solchen gibt) einfach über eine 5A-Solarladeregler - der liegt hier noch rum und langweilt sich - in die Batterie zu lenken. Die Nabendynamos werden wohl morgen geliefert.

Hat hier jemand bereits Erfahrungen mit einem vergleichbaren Konzept gesammelt und kann mich mit guten Tips überhäufen...?

Besten Dank im voraus!

NS.: Wenn jemand an der simplen und wartungsarmen Wassertanktechnik interessiert sein sollte, kann ich da gerne unter die Arme greifen - auch wenn es nicht in dieses Forum gehört... :-)
Menelaos
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 15.05.2011 - 18:52 Uhr  ·  #2
Moin und wilkommen im Forum.

Im Nachbarforum bei www.daswindrad.de wurde schon viel mit Savoniüssen :-D in Verbindung mit Nabendynamos gebaut, auch mit 2 STück, je unten und oben. Sicherlich wirst du dir dort einige Anregungen holen können.

Hier mal einige Beispiele:

http://www.daswindrad.de/forum…amo#p13724
http://www.daswindrad.de/forum…amo#p10566
http://www.daswindrad.de/forum…abendynamo

Wenn du dort die Suchen-Funktion benutzt, wirst du noch viele Weitere Theman dazu finden, sowie Schaltpläne für Ladungssteuerungen und Spannungsverdoppler für die Nabengenis usw.
Ich hoffe das hilft dir etwas weiter :-)

Gruß
Max
Carl
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 16.05.2011 - 08:21 Uhr  ·  #3
Hallo Takanohana,
Der "Kleine" auf Deinem Foto könnte viel mehr Leistung bringen, wenn er oben und unten S - förmige Abdeckkappen zur Vermeidung der dort sonst starken Flügelrandverluste bekäme. Das ist klassisches Wissen, schon Sigurd Savonius nutzte kreisförmige (ziemlich plumpe und schwere) Abdeckelungen seiner Turbine zu diesem Zweck. Stelle dir die wohl meist turbulente Strömung in Deinem Garten vor, wie einen Bergbach wo Du sehen kannst, wie das Wasser um Hindernisse fließt und sich im weiteren Ablauf verwirbelt. So ähnlich kannst Du Dir die Luft vorstellen, die auf Deinen Rotor trifft und durch die Öffnungen oben unten unten ungenutzt entweichen kann. Da ich selber Experimente mit Savonius-Rotoren mache, weiß ich, daß für die Vermeidung der Flügelrandverluste nur relativ schmale S-förmige Abdeckungen genügen. Diese lassen sich leicht aus etwas stärkerem Material ausschneiden und sich so praktischerweise gleichzeitig anstelle der von Dir gewählten Tragarme nutzen.
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 16.05.2011 - 09:44 Uhr  ·  #4
Hallo zusammen,

erst einmal vielen Dank für die Links und den Tip zum Thema Flügelrandverluste.
Genau wegen solcher Hinweise habe ich hier nachgefragt... :-)

Habe die Links nachgelesen und auch hier noch ein wenig gestöbert. Wenn ich das richtig sehe, spricht eigentlich nichts gegen die Verwendung des vorhandenen Solar-Ladereglers, wenn dessen einziger Nachteil darin besteht, dass er die Generatoren dann bei voll geladener Batterie entlastet. Das dürfte bei einem Savonius egal sein, da dieser sich selbst in seiner Drehzahl reguliert. Oder übersehe ich hier einen wesentlichen Aspekt?

Etwas uneinheitlich sind auch die Hinweise zur Verwendung der Nabendynamos. Einerseits finden sich Angaben, dass diese bei rund 200 Upm eine Spannung von 12V und mehr liefern sollen. Andere hingegen arbeiten bei diesem Konzept - trotz deutlich höherer Drehzahl - mit einer Spannungsverdopplerschaltung. Da wird für mich irgendwie kein richtiger Schuh draus. Diese Schaltung wollte ich mir auch wenn möglich ersparen, da ich eigentlich so wenig Bauteile wie möglich verwenden will. Je mehr Bauteile - desto Fehlerquelle bzw. defekt... :-)


Ich hatte auch schon die Ausführung solcher S-förmigen Abdeckungen erwogen, die Ausführung derselben dann aber wieder verworfen, weil mich das gezwungen hätte, diese aus weniger wetterfestem Material als Alu herzustellen. Und dann zu Wartungszwecken jedes Mal das Dach aufdecken zu müssen, um an die Maschine heranzukommen...

Bislang ist mir auch nichts eingefallen, wie ich solche Abdeckungen aus Alublech mit Hausmitteln vernünftig/kraftschlüssig/dauerhaft mit den Rotorblättern verbinden soll - außer mit 2-Komponenten-Epoxidkleber. Habe derzeit eine Blechstärke des Rotors von 0,8mm und denke, dass die ganze Sache damit ein wenig sehr instabil wird, wenn ich die Tragarme herausnehme.

Trotzdem: Wie weit sollten die S-förmigen Abdeckungen die Bögen der Rotorblätter oben und unten abdecken? Reichen da 3 cm (Halbkreisdurchmesser der Rotorblätter ca. 27,5 cm)?

Könnte mir eine Version vorstellen, in der ich die Tragarme aus 10mm-Alurohr fertige und nicht oben und unten montiere, sondern innenliegend. Der Nachteil der innenliegenden Arme ist halt, dass ich dann zwingend eine Mittelachse einsetzen muss, die ich bei der vorhandenen Konstruktion aus Gründen idealer Strömungsumsetzung weggelassen habe.

Diese innenliegenden Tragarme hätten den Vorteil, dass man das Ganze weiterhin (wie jetzt auch) mit durch die Rohre geschobenen Gewindestangen verbinden könnte - was den m.E. unschätzbaren Vorteil bringt, durch Montage kleiner Gewichte am Außenradius die Konstruktion "auswuchten" zu können.

Bei den beobachteten und zu erwartenden Drehzahlen sicherlich ein Aspekt, der Schäden an der Konstruktion im Dauerbetrieb zu vermeiden hilft und die Möglichkeit bietet, die Schwungmasse flexibel zu gestalten/bei Bedarf anzupassen, damit der Rotor unter Last nicht sofort zum Stehen kommt, wenn die Windströmung mal abreisst.

Ich wohne hier nicht gerade in einer günstigen Windlage, so dass die Wahl auf den Savonius fallen musste, um möglichst jeden Lufthauch - komme er her, wo er wolle - auch mitzunehmen... :-)
Menelaos
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 16.05.2011 - 12:39 Uhr  ·  #5
wenn ich mir das BIld von deiner Konstruktion so anschaue....du könnstest doch vielleicht einfach entsprechende Halbkreise aus einem Stück Blech ausschneiden und diese dann am oberen und unteren Vierkantträger verschrauben oder einmal kurz mit dem Schweißgerät anpunkten...oder?
Ich denke das wäre die einfachste möglichkeit die Schalen dicht zu bekommen...es muss ja icht hundertprozentig dicht sein, es geht nur darum die randverwirbelungen zu verringern.
Auf der innenseite könntest du dieses Blech dann noch mit einem kleinen WInkeleisen mit den Halbschalen verbinden, das gäbe dann acuh jenen noch etwas mehr Stabilität.
Ich hoffe du verstehst auch ohne Zeichnung wie ich das meine...

Gruß
Max
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 16.05.2011 - 13:46 Uhr  ·  #6
Hallo Max,

die Antwort lautet wohl ganz klar: Jein. :D
Im Augenblick sehen wir ein Bauwerk komplett aus Alu (bis auf Schrauben/Gewindestangen), da tue ich mich etwas schwer mit der Schweißerei.

Die ist ohnehin eigentlich nicht so mein Ding.
Ich verstehe mich wohl eher darauf, Blech und Stahl mit Schlacke zu verkleben, wenn ich das Schweißgerät in die Hand nehme. Aber für ein wenig anpunkten könnte es noch reichen.

Könnte also gut sein, dass ich heute meine Schritte nochmal in den Baumarkt lenken muss, um ein wenig verzinktes Stahlblech und Stahlrohre zu erwerben. An dieses Material wollte ich ursprünglich gar nicht so gerne ran, weil ich mich dann auch um einen dauerhaften Korrosionsschutz kümmern muss. Dafür ist Stahl aber eben doch ein ganzes Stück günstiger, als Alu.

An die Winkeleisen traue ich mich nicht so recht ran. Die kann ich wohl kaum so exakt setzen, dass ich nicht mit erheblichen Unwuchten zu kämpfen habe. Vorhin ist der Wind mal kurz richtig in den Prototypen reingefahren und hat den Kleinen auf Drehzahl gebracht. Die Vibrationen waren so stark, dass es den Ausleger, auf dem der Kleine provisorisch auf einer alten Fahrradnabe montiert ist, fast abgerissen hätte. Das Problem wird sich mit zunehmender Masse eher verschlechtern denn verbessern.

Hmm - ich bin etwas unentschlossen.

Könnte sein, dass ich doch erst mal zwei S-Bögen aus Alu aussäge (wie breit sollten die mindestens sein?), an diesen Bögen ein paar Nasen dranlasse, die ich dann 90° umkante, Löcher reinbohre und mit M5-Schrauben an den Halbschalen befestige. Scheint im derzeitigen Ausbaustand auch die kostengünstiste Alternative zu sein, den ein wenig Alublech liegt noch im Keller rum...
Menelaos
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 16.05.2011 - 14:03 Uhr  ·  #7
Die Bögen sollten die Halbschalen komplett abdecken. Ich sehe nicht was dagegen spricht, diese halbkreise dann an den Vierkantrohren mit 2 oder 3 kleinen M6 Schaueben anzubringen. Das ist sehr einfach, effektiv genug und immer wieder demontierbar, zudem kommste dann ohne Schweißgerät aus. Diese Teile müssen ja quasi nichts tragen, sie dienen nur dazu, die "Aerodynamik" zu verbessern. Das kannst du dann ja acuh aus Alu machen wenns noch im Keller was davon gibt :-)

Gegen Korrosion gibt es übriegns tollen Edelstahlsprühlack, ist zehn mal besser als Zinkspray und haftet sehr gut. Darüber dann mit normaler Grundierung und Metalllack arbeiten. Bis das mal wieder ristet wird es einige Jahre duern :-)

Kritisch wirds hingegen an Verbindungsstellen zwischen Alu und Stahl. Dort kann es zu galvanischen Reaktionen kommen wo es dann verstärkt gammelt.


Gruß
Max
Carl
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Bauvorschlag

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Gepostet: 16.05.2011 - 14:47 Uhr  ·  #8
Menelaos hat vollkommen recht, so geht es auch sehr gut.

Wenn Du einen Nabengenerator vom Fahrrad unten ankoppeln willst, kommst Du allerdings nicht um eine minimal kompliziertere Konstruktion herum, unten, wo sich - wie dem Foto nach zu urteilen - auch die gesamte Rotorlagerung zu befinden scheint. Zum einen kannst Du den Rotor nicht über ein 9 mm Loch direkt auf den Nabenrotor mit seiner Drehachse verschrauben, weil an dieser Drehachse auch der Kabelausgang ist. Der darf sich nicht mitdrehen. Du mußt den Rotor also mit der äußeren Trommel des Nabendynamos verbinden!

Ich würde Dir also folgendes vorschlagen. Säge einen kräftigen S-förmigen Tragarm aus, mit Schlitzen zum Einführen Deiner Halbschalen. Ich verlinke Dich mit einem Beispiel an einem anderen Rotor anderer Bauweise, wo auch ein Nabenmotor angeschlossen wurde: http://www.youtube.com/watch?v=e7E9kT3yS4Y Dort besteht der einfache gerade Tragarm aus geteerten Tannenholz, wegen der S-Form rate ich Dir allerdings zu dickem wasserfestem Bootsbausperrholz oder solchen dicken Platten, wie sie zum Verschalen von Betonteilen am Bau zum Einsatz kommen, meist mit dunkelbrauner Versiegelung der Oberflächen.Heißt das Zeug Multiplex? Der Rotor auf dem Video ist stabil und gut, wurde jedoch mit minimalstem Kosten und Baueinsatz hergestellt, nur um zu sehen, ob es möglich ist, billig zu bauen ohne auf Robustheit und Leistung zu verzichten.

Wie Du vielleicht auf dem Video erkennen kannst, ist der Nabengenerator durch die Speichenlöcher und Löcher in dem Holzbrett vernäht! Das Vernähen geschah mit einer Segelnadel und kräftigem Aramidfaden, es genügt aber auch ein dünner Draht als Schlaufe, mit dem Du einen starken Faden aus Dralon oder Hanf, letzteren mit Holzteer witterungsfest gemacht, durch die Löcher ziehst und so beide Teile haltbar miteinander vernähst. Du kannst natürlich auch dünne Messing- oder Edelstahl-Schloßschrauben oder sonstwas für die Speichenlöcher nehmen, was immer Dir sonst noch als feste Verbindung einfällt.

So hast Du am Rotorende der Lagerung mit einem einzigen Werkstück schon für die Abdeckkappen, Tragarm und Kopplung zum Nabendynamo gleichzeitig gesorgt. Die Halbschalen werden einfach in einen bogenförmigen Schlitz im in der Mitte breit werdenden S der Trägerform eingeschoben, verklebt und evtl. mit Holzschrauben fixiert (Edelstahl). Merke noch eines: Der S-Tragarm an der Lagerung darf ruhig sehr schwer und stabil sein, überhaupt je stabiler je besser. Das ist dann nur Schwungmasse die selber keinen Lastwechseln ausgesetzt ist sondern diese auffängt! Aber die Blätter und Abdeckungen am ungelagerten Ende kannst Du garnicht leicht genug bauen, leicht und ausreichend stabil allerdings.

Die Endkappe oben als dünner Streifen mit etwa drei Zentimeter Überhang nach beiden Blattseiten, also innen wie aussen überstehend sollten für Vermeidung von Randverlusten voll und ganz ausreichen, auch hier die S-Form in der Mitte dicker werdend, um die halbrunden Schlitze in einem zusammenhängenden Stück Alublech oder PVC Schaum einschneiden zu können. Das Ganze stabilisiert dann auch den Rotorkörper ohne so plump wie eine Kreischeibe zu sein, es kann aber auch einfach so sein, wie Menelaos das erklärt. Nur leicht sollte es am nicht gelagerten Ende des Rotors sein, dort entstehen Unwuchten, die durch die hier fehlende Lagerung nicht aufgefangen werden und sich gewaltig aufschaukeln können. Das Einkleben der Halbschalen kann etwa mit Pattex Extrem oder Ponal Fugenkleber gemacht werden, nach einfacher Fixierung durch Verschraubung und bei dünnem Blech oder Hartschaumplatte durch Annähen mit Aramidfaden durch vorgebohrte Löchlein.

Die Endkappen sind sehr wichtig da der Rotor sich nicht mehr so leicht drehen wird, sobald der Nabendynamo ihn abbremst. Die Größe Deines Rotors scheint mir so gerade noch am Rande dessen zu liegen, was nötig ist, um damit noch genug Anfahr - und sonstigen Drehmoment mit Generatorkopplung ab etwa 3 m/sec zu bekommen. Auf Leistung, um die 12 V Batterie zu laden, wirst Du vermutlich erst bei 4,5 - 5 m/sec Windgeschwindigkeit kommen. Hast Du nur selten soviel Wind, dann überlege Dir, ob Du den Rotor nicht etwas größer bauen kannst oder auf eine andere Bauform ausweichen willst.

Bei einer einseitigen Lagerung des Savonius-Rotors entstehen am anderen Ende eh leicht Unwuchten, die problematisch werden können, die Verbindung der Drehachse des Nabendynamos mit der unten liegenden Tragkonstruktion ist dann empfindlich gegen losschlackern. Alternativ könntest Du den Rotor von oben nach unten hängend lagern, was ein wenig mehr Stabilität ergibt, weil die Schwerkraft ihn dann nach unten zieht, statt auf dem Lagerpunkt aufzuliegen. Dann ist das Schlackern durch die Lastwechsel etwas weniger gravierend.

Der Rotor mit den zwei Flügeln auf dem Video bringt auch nicht bedeutend mehr als ein Savonius bei so wenig Wind, er hat in etwa Deine Baugröße, 50 cm x 50 cm. Bei 4 m/sec recht es hier aber schon, um die 12 V Batterie eines elektrischen Weidezauns einer Pferdekoppel konstant auf ihrem Ladezustand zu halten. Bei weniger Wind nimmt man dann für den Nabendynamo drei Flügel, evtl. auch noch etwas mehr Rotordurchmesser und Höhe, vielleicht 60cm x 60cm maximal. Dann genügt eine sehr kleine Brise um den Rastmoment des Rotors zu überwinden, Ladebeginn etwa bei 2,5 m/sec, wenn man statt der 12 V eine 6 V Batterie nehmen will (oder 2 davon parallel). Also, um es vorweg zu sagen: Bei mir im Garten dreht er sich die meiste Zeit garnicht, ich habe den Dreiflügler von meinem Freund Andre dort aufgestellt, ohne Nabendynamo, nur zum Angeben. Der dreht sich sogar noch, wenn überhaupt kein Wind weht!!!

Noch etwas: Falls Du Dich für einen Nabendynamo entscheiden solltest, nimm den billigsten von Shimano. der hat noch massive Achsen, bei den teuren mit Schnellverschluss und Hohlachse sind nur kurze Achsstummel dran, ohne Gewinde zum Festschrauben des Rotors auf einem Tragwinkel aus dickem Eisen oder Ähnlichem.
Takanohana
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Gepostet: 19.05.2011 - 00:58 Uhr  ·  #9
Hallo zusammen,

eben gerade schaue ich wieder hier rein und stelle fest, dass ihr fleißigst geantwortet habt (besten Dank hierfür!), während ich im Keller ein paar Modifikationen vorgenommen habe. Wie leichtsinnig von euch... :D

Während der Schrauberei ist mir eingefallen, dass ich ja noch einen Kumpel mit einer eigenen Schlosserei habe. Den habe ich mal angerufen...

Nachdem mein erster Prototyp doch schon ganz nett ohne Last gedreht hat, bin ich zu dem Schluss gekommen, den kleinen jetzt erst mal fertig zu bauen und unmittelbar danach etwas wirklich Leistungsfähiges auf die Beine zu stellen.

Wenn einen der qm Edelstahlblech nur EUR 40,00 kostet und man auf eine komplette Schlosserei mit einer 4 Meter Kant- und Walzbank zurückgreifen kann - tja dann werde ich demnächst wohl einen Quadratmeter wirksame Fläche in Edelstahl in den Wind hängen. Mal sehen, ob ich das noch dieses Jahr fertig bekomme... :-)

Naja. Also erst einmal der Status quo in Bildern:







Wie zu sehen, habe ich mich dafür entschieden, die alten Tragarme wegzunehmen und stattdessen mit Mittelachse und Streben zu arbeiten. Die Mittelachse ist aus 25mm und die Streben aus 10mm Alurohr.
Befestigt sind die Streben mit einer durchlaufenden 5mm Gewindestange, die Streben sind im Prinzip nichts anderes als "Distanzhülsen" (die Überlängen der Gewindestangen sind auf dem Bild noch nicht abgesägt).

Die kurzen Distanzhülsen an der Mittelachse habe ich eingerundet, so dass sie sich perfekt an die Form der Mittelachse anpassen. Der Dremel macht's problemlos möglich. Die restlichen Hülsen sind einfach im 90°Winkel abgelängt (und natürlich ein bißchen geputzt).

Auf diese Weise läßt sich das Ganze mit jeweils einer Gewindestange und zwei Muttern (nebst Unterlegscheibchen) pro Ebene derart stabil verbinden (und exakt ausrichten), dass es eine wahre Pracht ist. Ich bin sehr zufrieden. Es fehlen noch die S-Elemente oben und unten - bin heute einfach nicht mehr dazu gekommen, diese zu sägen, zu säubern und zu montieren. Morgen dann vielleicht...

Dann bin ich auch über das von Carl schon erwähnte Problem der Lagerung der Nabendynamos gestolpert. (Wie man auf den Fotos sieht, hatte ich mich glücklicherweise schon für die billigsten Shimanos entschieden.)

Da hat mich dann das 45mm-Eichenbrett (Sägeabfall) angelacht, dass schon seit 2 Jahren beim Brennholzstapel rum liegt. Also aus dem Brett mit der Stichsäge zwei 120mm-Kreise ausgesägt, ein 4mm Mittelloch gebohrt (kein Problem dieses exakt zu bohren, wenn man die Kreise mit einem Zirkel anzeichnet), dort eine Gewindestange mit Muttern befestigt und das Ganze dann flugs in meine Bohrmaschine eingespannt, auf dass die ausgesägte Scheibe rotiere. Dann seitlich mit einem hochkant gestellten Bandschleifer gegen die Drehrichtung drangegangen, mit Feile und Schmirgelleinen etwas Feinarbeit geleistet, so dass die Scheiben doch ganz gut "wuchtig" sind. Die Wucht spielt hier aber wohl keine größere Rolle.

Dann habe ich die Holzscheiben mit einem 40mm Forstnerbohrer auf 18mm Tiefe eingesenkt und den Rest mit einem 25mm Forstnerbohrer durchgebohrt. So läßt sich der Nabendynamo (Shimano) mit seinem dem Anschlusskontakt gegenüberliegenden Konus perfekt und press in die 40mm-Bohrung versenken, wenn man die Bohrung sachte mit dem Dremel etwas konisch macht. Hier liegt die Nabe dann fast plan (bis auf einen umlaufenden Spalt von 1mm - die Speichenträger weichen um dieses Maß zurück) auf der Holzscheibe auf.

(In der späteren Edelstahl-Version werde ich mir oben und unten dann Aufnahmen aus Stahl drehen lassen, die dann Kugellager aufnehmen, welche die Mittelachse tragen. Dann gibt es wohl auch einen 100 Watt Generator - aber das ist noch Zukunftsmusik.)

Dann habe ich jedes dritte Speichenloch auf 2,5mm aufgebohrt (den Unterschied sieht man kaum) so dass dann pro Dynamo jeweils sechs 25mm lange Spaxschrauben in die angezeichneten und vorgebohrten Löcher in der Holzscheibe problemlos zu versenken waren. Bombenfeste Sache.

Nun habe ich die Holzscheiben mit den Nabendynamos einfach mit dem 25mm-Loch auf die Alu-Mittelachse gesetzt - et voila, wir sind bei den Bildern angelangt. Freilich fehlt hier noch eine richtig kraftschlüssige Verbindung mit der Mittelachse. Und weils so gut funktioniert, werde ich wohl die Holzscheiben radial durchbohren, die Mittelachse auch und - ihr ahnt es schon - auch hier einfach wieder eine Gewindestange durchschieben. Gewindestangen haben irgendwie etwas für sich... :-)


Hmm, die "Draufnäherei" der Nabendynamos ist nicht das, was ich mir unter Wartungsarmut so vorstelle. Wenn das Konstrukt erst einmal auf dem Dach ist, habe ich keine Lust jedes mal das Dach aufzudecken, um an der Maschine irgendwas zu flicken. Das Ding muss die Perspektive haben, dass ich nach Fertigstellung erst einmal ein Jahr lang nur noch Zuschauer bin, dieweil das Rädchen zuverlässig rotiert. Dann will ich mich eigentlich nur noch der - dann in der nächsten Version - unter dem Dach liegenden Kraftübertragung von Mittelachse auf den Generator widmen.

Aber hier hätte ich auch noch einen Tip für die Freunde des Aufnähens: Der beste Faden den ich kenne stammt aus dem Bogensport. Hier gibt es - sowohl als Sehne wie auch für die Wicklung - einen Faden namens "Fastflight". Ein Spezialprodukt aus gleichgerichteten Molekülketten. Ein Faden in der Stärke eines Zwirns trägt 120 Kilo. Einhundertzwanzig, kein Schreibfehler :-) . Zudem extrem witterungsbeständig. Hatte ich mal ein paar Jahre als Saite auf meiner Windharfe, ohne jegliche Auflösungserscheinungen.

Windharfe? Eine der vielen Möglichkeiten sieht so aus:


Die Saiten werden vom (am besten gleichmäßigen) Luftstrom zum Schwingen angeregt und schwingen primär in den Oberwellen des gestimmten Grundtons. Das ergibt eine Art außerirdischen, schwebenden Sounds. Das regt vor allem bei Nacht ahnungslose Passanten dazu an, dem Ort des Spuks eilenden Schrittes zu entkommen. Hihi. Meine Nachbarn haben freilich im Laufe der Zeit eine gewisse Resistenz entwickelt.

Wenn man die Saiten auf die Rotorblätter bringt und diese als Resonanzboden mißbraucht, macht die Maschine nicht nur Strom, sondern auch noch Alien-Sound. :-)

@Menelaos:
Die Idee mit dem Edelstahllack gefällt mir. Gut möglich dass ich die spätere Edelstahl-Version auch noch damit überziehe - dann sollte wirklich für ein paar Jahre Ruhe im Karton sein... :-)

@ Carl:
Das Video gefällt mir, bzw. die Konstruktionsidee. Das scheint mir eine sehr robuste Sache zu sein, zumal das Ganze direkt im Schwerpunkt gelagert ist. Ich vermute aber, dass hier eine Sturmsicherung vonnöten ist, sonst wird bei Sturm ein Hubschrauber draus. Dieser dreiflügelige Rotor von dem du schreibst, der, der sich auch "ohne" Wind dreht - ist das auch ein C-Rotor, oder ein Savonius?

Also morgen, morgen dann gehe ich an die S-Formen oder Halbkreise (weiss noch nicht) gegen die Flügelrandverluste. Dann brauche ich auch noch eine provisorische Aufhängung (oben und unten) für mein aktuelles Konstrukt, damit das Ding mal in den Wind kommt. Auch morgen. Und dann sollte ich mich morgen auch so langsam mal mit der elektrischen Seite befassen, denn irgendwie habe ich noch gar keine Dioden hier rumliegen. Aber erst mal sehen, was dann hinter dem Solar-Laderegler ankommt, wenn ich die beiden Nabendynamos dort einfach parallel reinlaufen lasse.

Vielleicht läuft ja auch nur einer von beiden rein, weil ich den zweiten einfach aus der Last nehme, wenn es der Rotor nicht packt. Mal sehen, ob der Wind morgen etwas meint - und wenn ja, was.

Bis dahin wünsche ich euch erst einmal guten Wind - und auch eine gute Nacht, denn die Uhr zeigt schon wieder 00.59h. Ich glaube, eben hat mein Bett sogar schon gerufen. Muss mal schlafen gehen... :-)
Menelaos
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 19.05.2011 - 01:35 Uhr  ·  #10
morgen wird kein Wind sein, verlass dich drauf...das ist immer so :-( :-D
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Gepostet: 19.05.2011 - 01:48 Uhr  ·  #11
Wie man sieht, habe ich mir doch noch einen Kaffee geholt... :-)

Noch etwas zum Thema Nabendynamo bzw. dessen Leichtgängigkeit. Ich bin früher Langstrecken mit dem Rennrad gefahren und war auch hier auf der Suche nach Optimierungen.

Es hat sich damals wunderbar bewährt, wenn man eine neu gekaufte Nabe erst einmal auseinander genommen und entfettet/entölt hat. Dann den ganzen Zauber wieder trocken zusammengebaut und die Kugellager mit geriebener Kreide gefüllt. Dann den ganzen Spaß mit der Bohrmaschine eine Weile rotieren lassen (Vorsicht, nicht übertreiben! Darf nicht zu heiss werden!). Die Kreide poliert auf diese Weise sowohl die Lagerkugeln als auch die Lagerschalen.

Danach das Ganze wieder zerlegt, sauber gemacht und mit gutem Lagerfett wieder zusammengebaut und die Lager exakt eingestellt. Zumeist sind die Lager werkseitig zu stramm eingestellt. Beim Fett gibt es heftige Unterschiede, am besten liefen Fette mit MoS2-Beimischung (z.B. Liqui Moly).

Der Effekt war heftig. Wenn man bei umgedrehtem Fahrrad dann das Vorderrad andrehte, lief es fast doppelt so lange wie vorher.

Da wir hier ja auch auf der Suche nach jedem Quentchen Wirkungsgrad sind, könnte sich das lohnen...

Jetzt aber: Gute Nacht!
:-)
Carl
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 19.05.2011 - 05:54 Uhr  ·  #12
Uarrgh gähn arghhuar gähn .... Guten Morgen!

Oh, was finde ich hier Tolles - noch vor dem Frühstückskaffe? Dirk´s Savonius hat sich schwer gemausert und dann hat er auch noch so viele gute neue Tricks auf der Pfanne! Das mit dem Nabenlager polieren ist schon sehr listig! Also, Dirk, Du überrascht uns! Halte uns immer auf dem Laufenden, wäre schön, wenn der hier mit Fotos gezeigte Savonius mit den zwei Nabendynamos ordentlich was bringt sobald das nötige Lüftchen weht. Ein edles Geschoss aus Edelstahl soll noch dazukommen? Jetzt hat´s Dich aber gepackt!

Zu Deiner Frage: Der Dreiflügler von Andre ist ein C-Rotor, es fehlt bei mir dazu noch die nachführbare Abdeckung, die er dazu erarbeitet hat. Diese bringt 20% mehr Leistung. Du kannst die Beschreibung von Andre noch hier aus den Tiefen der Threads zu Vertikalläufern herausgraben. Tolle Sache und sollte vielleicht auch beim Savonius funktionieren. Ich muss aber wohl doch noch einen Generator an Andre´s Rotor dranhängen wenn seine Abdeckung bei mir genutzt werden soll, sonst wird das allgemeine Erscheinungsbild meiner häuslichen Umgebung zu unruhig wegen der rasanten Rotationsgeschwindigkeit...

Und zur anderen Frage mit der Sturmsicherung am Zweiflügler: Nein, hat keine. Der Rotor ist nur 50 cm x 50 cm groß, die Flügel sind sehr leicht (PVC Hartschaum und 0,8 mm Alu für Vorflügel) zudem robust vernäht und mit Ponal Fugenkleber (billig, dauerelastisch und sehr fest) verklebt. Durch die Lagerung im Mittelpunkt zudem optimal gelagert und das Gewicht der Flügel sorgt für vergleichsweise weniger Fliekraft. Es muß sich noch erweisen, ob und wie lange das so hält. Der Rotor soll demnächst auf die Pferdekoppel, Batterie vom Elektrozaun laden. Dort ist Wind genug, denn Pferden passiert nicht viel, falls sich der Rotor zerlegt. Ich will´s eben wissen...

Der Tip mit der Bogensehne ist auch super. Ich nehme zur Zeit Aramidfaden vom Angelsport, auch sehr witterungsfest und extrem reissfest, ziemlich dicker Zwirn. Bei mir war es die Frage, ob ich die Löcher für die Speichen für Schrauben aufbohren wollte oder nicht, und da mit dem von mir verwendeten Faden auch kaum Verschleiss oder Verwitterung zu erwarten ist, habe ich es so gemacht. Deine Lösung mit Schrauben gefällt mir auch gut.

Vielleicht mache ich auch noch ein Video mit den Gäulen auf der Wiese und allem Drum und Dran.

Gruß, Carl
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 19.05.2011 - 21:49 Uhr  ·  #13
Hallo Dirk nochmal, Dein Rotor 0,48 cm x 60 cm mit zwei Dynamos, das bremst ganz schön ab bei der Größe. Kommt drauf an, wieviel Wind bei Euch ist, klar. Eigentlich müßte es bei Lagerung oben und unten möglich sein, Andre´s "Leistungsverstärker", die nachführbare Abdeckung, am Savonius auszuprobieren. Hier der Link auf die Seite: Forum/cf3/topic.php?t=2549&page=1 20% - ?% mehr Leistung am C-Rotor. Dort siehst Du auch gleich ein Foto von Andre´s C-Rotor (der bei mir ohne Wind dreht) vor einer Windwand auf seinem Messstand. Andre (Windikus) macht seit einiger Zeit nicht mehr aktiv hier mit, aber er hat uns eine tolle Idee hinterlassen. Seinen Rotor habe ich ähnlich wie den Zweiflügler sehr stabil gemacht, damit er draussen im Freien nicht "davonfliegt". Mich würde sehr interessieren, ob seine Vorrichtung auch am Savonius so viel bringt. Müßte eigentlich, weil vom aerodynamischen Prinzip der Savonius die Mutter aller C-Rotoren ist.
Takanohana
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Flop

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Gepostet: 19.05.2011 - 23:00 Uhr  ·  #14
Hier ist auch Uarghh - Gähn angesagt, aber schon wieder am Abend... :D

So, habe heute völligen Schei.. zusammengebaut. Mann, mann, mann...
Blöde muss man halt sein, dann wird die Sache auch beschwerlich :devil:

Eigentlich fing der Murks ja schon gestern an, als mir der 2mm-Bohrer beim Vorbohren der Schraublöcher zur Befestigung der Nabendynamos in den Holzscheiben beim vorletzen Loch abgebrochen ist. Aber die Message kam bei mir nicht an. Hat auch nix geholfen, als ich mir heute morgen der 10er Stahlbohrer bei dem Vorhaben verhunzt habe, in zwei Stahltürbändern jeweils ein Loch auf 10mm aufzuweiten...

So ging's dann aber heute auch aus...

Naja. Habe also heute erst mal die Abdeckungen gegen die Flügelrandverluste gebaut. Habe mich für eine Bauversion entschieden, die ringsum von den Rotorblättern festgeklemmt ist und lediglich am Übergang der Tragarme zu den Rotorblättern außen fixiert wird, indem ich eine umgekantete und durchbohrte Blechnase einfach noch innen über die Gewindestange schiebe. Den Rest Fixierung machen die Bohrung für die Mittelachse bzw. die Distanzhülsen-Tragarme, indem sie die Blechnase an die Rotorblätter pressen. Ist zwar nicht ganz so sauber geworden, wie ich mir das eigentlich vorgestellt habe - aber naja. Sah dann so aus:



Ging ja noch. Ok.

Also dann die beiden Türbänder mit Schraubzwingen als Ausleger am Geländer der Außentreppe befestigt, die beiden Bohrlöcher (für die Nabendynamos) mit einem Lot ausgerichtet, Holzscheiben schnell drauf, Achsen mit einer als Madenschraube arbeitenden 50mm-Spax an den Scheiben fixiert und huschhusch - schnell nach draußen mit dem Ganzen und montiert.

Gewitter zog auf, es wehte kräftig. Das stimmte mich hoffnunsgfroh, doch mal eine Böe zu erwischen, die die beiden Shimanos in Bewegung brächte. Langer Rede kurzer Sinn: Es tat sich nichts. Nothing. Goarnix. Drehversuche mit der Hand offenbarten Mängel an der Konstruktion. Beim Drehen arbeitete die Mittelachse um 4-5mm in der Höhe(!), musste also gegen die Federkraft der Türbandausleger (somit auch gegen das Eigengewicht) arbeiten, in der die Naben fixiert waren.

Hätte ich doch gestern mal - nur einmal - die Holzscheiben umgedreht und die 25er Bohrung angeschaut.
Schlau wie ich nunmal bin, habe ich es (auf dem Bohrständer) geschafft, die 25er Durchbohrung (die auf die Einsenkung des großen Radius folgte) um gut 3mm außerhalb des Zentrums auf den anderen Seite rauszubringen.

Dieser Umstand, ein Spaltmaß in dieser Achsenbohrung von ca. 1mm und dazu die einseitig wirkende Madenschraube machten die Sache derartig schepp, dass an so etwas wie Rundlauf natürlich nicht zu denken war. Sah so aus:



Da war ich ob meiner übergroßen Sorgfalt doch so erfreut, dass ich kurzzeitig erwog, den ganzen Kram mit einem 5kg-Hammer zu bearbeiten :devil:
Habe trotzdem noch ein wenig daran rumgebastelt und einen der Shimanos mechanisch entkoppelt. So bin ich wenigstens noch dahinter gekommen, dass der Rotor für 2 Shimanos zu klein ist. Zumindest für meine Windverhältnisse. Naja - jetzt steht der Mist wieder teilzerlegt im Vorbau rum.

Falls ich morgen wieder Lust haben sollte, mach ich neue Holzscheiben - vielleicht sogar ein paar maßhaltige - und lagere die obere Rotorachse in der Fahrradnabe ohne Dynamo der ersten Ausbaustufe. Noch keine Ahnung, wo ich den Kerl dann montiere. Auf's Hausdach kommt er mir jedenfalls nicht - aber nur da habe ich brauchbaren Wind. Habe also einen Shimano übrig.

Carl, mir ging dein C-Rotor heute nicht mehr aus dem Kopf. Im Prinzip perfekt minimalistisch, eigentlich das, was ich suche. Hier sind alle Probleme (Aufhängung, Wetterschutz für den Generator) konstruktiv und nicht durch Aufwand gelöst. Geringe rotierende Masse an den Tragarmen - und wenn ich Schwungmasse will, kann ich diese ja in Stahl ausführen. Diese Bauart kommt auf's Dach. Da brauche ich auch nur einen Antennenmasten durch's Dach zu führen. Der bietet oben perfekte Befestigung für den Rotor, man könnte die Elektrik in den Mast legen (es sei denn, man holt die Rotorachse und damit auch den Generator unters Dach) und kann den Zauber am Dachgebälk aus so befestigen, dass Kyrill ruhig kommen kann. Der Mast bleibt auf jeden Fall stehen, wenn nicht sowieso das ganze Dach wegfliegt. Dann ist das aber auch schon fast wieder egal.

Lese gerade deine neue Nachricht. Werde mir gleich mal den Link anschauen, die Dreiflügelkonstruktion und den Leistungsverstärker checken.

Ich brauche jedenfalls einen für die Generatorleistung etwas überdimensionierten Rotor auf dem Dach, damit ich auch die lauen Lüftchen mitnehmen kann. Ziel der Sache ist im Endeffekt, dass ich die Stromversorgung meiner hiesigen 12V-Insel so weit perfektioniere, dass eine minimalistische Haushaltsführung möglich ist. Da darf auch ruhig der Strom für Laptop und Router rauskommen. Also muss der Rotor laufen.

Habe noch keine Ahnung, welche Rotordimensionen ich brauche, weil ich den Spaß - mangels passender Formelsammlung - nicht rechnen kann. Aber ein dreiarmiger C-Rotor mit Stahltragarm wird's schon werden, denke ich. Der darf etwa eine Spannweite von 1,50 Metern haben. So rein vom Feeling her scheint mir eine Höhe der Rotorblätter von max. 0,75 Metern angezeigt. Was könnte da an Leistung bei 5m/s rauszuholen sein?

Ich merke schon:
Das hier wird ein Multi-Rotor-Thread...
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 20.05.2011 - 01:26 Uhr  ·  #15
So, jetzt habe ich es geschafft, eure C-Rotor Basics zu finden.
Kann mir jetzt also meine letzte Frage schon selbst beantworten.
Der Bub ist halt gewachsen... :D

Also ein solcher wird's als nächstes, keine Frage. Viel einfacher aufzubauen, zumindest für mich.

Wenn ich das richtig sehe, ist der Vorflügel für den Vortrieb zuständig, dieweil die Leitfläche den Wind für den Vorflügel einfängt. Die Endkappen aus dem gleichen Grunde wie beim Savonius. Der aerodynamische Vorflügel optimiert den Vortrieb, sagt ihr.

Da frage ich mich so ganz spontan, ob sich mit einem flexiblen, federbelasteten Vorflügel nicht möglicherweise eine Art Drehzahlbegrenzer realisieren läßt. Dergestalt, dass der Vorflügel selbst in seiner Vorderkante drehbar gelagert ist und durch die Fliehkräfte seine Stellung gegenüber der Leitfläche - und damit seinen Wirkungsgrad - selbst verändert.

Ich gehe vom Stand 2009 aus und denke einfach mal laut vor mich hin :-) :

Bei der aerodynamischen Ausformung stellt sich wohl die Frage, ob ich die aerodynamischen Wirkungen des "Gegenwinds" des Vorflügels lieber auf der Außen- oder Innenseite haben will.

Hier wäre es aus Gründen der Materialentlastung vielleicht sinnvoll, den Vorflügel so zu gestalten, dass die Aerodynamik der Fliehkraft entgegen wirkt.

Auf der anderen Seite könnte die entgegengesetzte Wirkrichtung wohl dazu führen, dass sich daraus insoweit eine Vergrößerung des "wirksamen" Rotordurchmessers ergibt, als dass die Lage des Schwerpunkts über den eigentlichen Flügelrand nach außen gelangt. Könnte also die effektive Massenträgheit erhöhen.
Habe eure Daten und Bilder noch nicht so ganz genau untersucht.

Keine Ahnung, ob ihr schon mal darüber nachgedacht habt, den Vorflügel zweischalig auszugestalten. Die Vorderseite aerodynamisch für geringen Windwiederstand - die Innenseite für optimalen Windfang bzw. optimale Umsetzung des Windstroms. In dem sich ergebenden Hohlraum zwischen den beiden Formschalen könnte man dann die flexible Aufhängung und die Regelmechanik für die Stellung des Vorflügels unterbringen.

Man könnte auch mal darüber nachdenken, die Tragarme als federbelastete "Teleskopstange" auszuführen, so dass der Rotor seinen Durchmesser mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit selbst erhöht. Das könnte man über eine Umlenkrolle und Zusatzgewichte sogar so ausgestalten, dass sich der Rotor bei höheren Geschwindigkeiten zusammenzieht, indem er die Teleskopstangen einzieht.

Da muss die wirksame Fliehkraft des Zusatzgewichts nur größer als die der Flügelmasse sein. Das Gewicht könnte z.B. als Ring auf den Teleskopstangen laufen. Dimensionierung des Gewichts läßt sich in Abhängigkeit von der Radialgeschwindigkeit auf dessen "Kreisbahn" einfach berechnen. Möglicherweise hält sich das Gewicht seine "Gleitbahn" auf der Teleskopstange durch den Dauerbetrieb sogar selbst sauber.

Mal sehen, ob mir irgendwas dazu irgendwas einfällt - muss die Sache erst mal überschlafen...

Aber: Solch einen bauen wir erst mal für den zweiten Shimano in klein (sagen wir mal mit etwa 75cm Durchmesser, damit ich meine Schwachwindreserven habe) und testen mal ein wenig dynamische Vorflügel.

Hmm. Da müsste ich auf jeden Fall erst mal wieder in den Baumarkt turnen, die Kellerbestände sind doch schon etwas ausgelaugt. Müsste aber eigentlich auch mal einen Bremssattel an meinem Auto austauschen.
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 20.05.2011 - 01:38 Uhr  ·  #16
NS.: Der Ponal Fugenkleber - ist das das schwarze Zeugs mit Silikon-Konsistenz, dass sich immer wieder abziehen/abrubeln und weiterverwenden lässt?
Menelaos
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 20.05.2011 - 04:42 Uhr  ·  #17
Solaflex...ist aus dem Bootsbau, hochflexibel, weterfest, hoch hest, geiles Zeug :-)

Gruß
Max
Carl
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Ponal

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Gepostet: 20.05.2011 - 07:16 Uhr  ·  #18
Solaflex hab ich noch nicht probiert, muß gut sein, wenn es aus dem Bootsbau kommt. Ich beschreibe mal Ponal. Hab den Tipp von Ulli (Illiat). Der hat ihn von einem Techniker des Henkel Konzerns. Ponal hat mit dem schwarzen Silikonzeug nichts zu tun, ist zum Verkleben von Fugen gedacht, die dauerelastisch bleiben sollen, wie es beim Rotor unter Last wohl ganz gut ist. Billig ist das Zeug, klebt wie die Sau, ist aber nicht so einfach mit der sauberen Verarbeitung und Glättung nach dem Verfüllen. Das klebt leider ekelhaft wie ein Brotteig an den Fingern, man muß ganz schön tricksen um nicht eine fürchterliche Schmiererei dabei herauszukriegen. Auch bekommt man nicht immer dem gewünschten Farbton, in der Bucht jedenfalls nicht, dort gibt´s das eher in verschiedenen Holztönen und das auch nicht im Dauerangebot.

Der Savonius ist doch toll geworden, das mit der Zentrierung kriegst Du doch noch hin! Einen großen Rotor auf´s Dach zu schrauben finde ich super. Hast Du denn einen Pilotenschein? Ich habe mal einen Rotor mit einem Drachen hochgezogen, war ganz einfach, nur das Landen stellte sich später als etwas problematisch heraus, weil mit Rotor ein wahnsinniger Auftrieb zustandekommt. Siehe Foto:

Forum/cf3/upload/avatars/utool_f_1305868931_5914.jpg
Forum/cf3/upload/avatars/utool_f_1305872672_5914.jpg

Irgendwas mit den Fotos scheint nicht zu klappen, hochgeladen wurden sie korrekt.

Deine Idee mit der Sturmregelung finde ich interessant. Ich selber habe bisher aus reiner Faulheit immer möglichst einfach gebaut. Vor mechanisch beweglichen Teilen am Flügel habe ich grundsätzlich und instinktiv einen Bammel. Das hat ausschließlich etwas damit zu tun, dass ich sehr arbeitsscheu bin.

Hier im Forum wurden schon mal Überlegungen dazu gemacht, ob man der Leitfläche am C-Rotor nicht einen extra Kick geben könnte, indem man die Strömungsdynamik der Flosse des Buckelwales nutzt. Weil man dabei keine mechanisch zu steuernde Teile einbauen muß, gefiel mir der Gedanke und so habe ich vor einem halben Jahr eine Form für einen solchen Flügel aus Schichtholz geschnitzt:

http://www.youtube.com/watch?v=NxP-HMDUg5w

Leider bin ich noch nicht dazu gekommen, das Laminat zu legen und die Sache mal auszuprobieren. Vielleicht diesen Sommer noch ...

Gruß, Carl
Carl
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Vielen Dank für die Fotos und noch etwas für Dirk

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Gepostet: 20.05.2011 - 20:14 Uhr  ·  #19
Hallo Max, vielen Dank für die Hilfe bei den Fotos, ich hatte schon befürchtet, der Filter für Jugendschutz :police: hätte wegen der nackten Drachenwindräder das Hochladen verhindert. Danke vielmals!

Und @ Dirk - beim nochmaligen Durchlesen des Threads fiel mir auf, dass noch eine Deiner Fragen offen geblieben war:

Zitat: Etwas uneinheitlich sind auch die Hinweise zur Verwendung der Nabendynamos. Einerseits finden sich Angaben, dass diese bei rund 200 Upm eine Spannung von 12V und mehr liefern sollen. Andere hingegen arbeiten bei diesem Konzept - trotz deutlich höherer Drehzahl - mit einer Spannungsverdopplerschaltung. Da wird für mich irgendwie kein richtiger Schuh draus. Diese Schaltung wollte ich mir auch wenn möglich ersparen, da ich eigentlich so wenig Bauteile wie möglich verwenden will. Je mehr Bauteile - desto Fehlerquelle bzw. defekt... Zitat Ende.

Schau, das hängt ganz von Deinem Standort ab bzw. davon, wieviel Wind Du im Durchschnitt hast. Ein Spannungsverdoppler ermöglicht Dir das Laden der 12 V Batterie schon bei geringeren Windgeschwindigkeiten. Der Zweiflügler, den ich Dir auf dem Video vorgestellt hatte, braucht keinen Spannungsverdoppler und auch keinen Laderegler weil a) der Wind auf der Koppel mit dem elektrischen Weidezaun im Mittel bei 4 m/sec liegt, dann liegen dort die 12 Volt unbelastet an und das Mehr als 4 m/sec Wind, welches anteilmäßig in der mittleren Windgeschwindigkeit enthalten ist, reicht dann zur Ladeerhaltung der Batterie, wenn diese gleichzeitig den Weidezaun über den Pulsgeber unter Saft hält. Wenn Du nur Led´s betreiben willst und den Ärger und Fummelkram mit Spannungsverdoppler einsparen willst, nimm eine oder mehrere Akkuzellen mit einer Spannung weit unter 12 Volt dafür. Bei Leds genügt in der Regel 4,5 Volt oder sogar weniger.
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 20.05.2011 - 23:04 Uhr  ·  #20
Hallo Carl,

vielen Dank für den Schnellexkurs in Sachen Nabendynamo.
Gut zu wissen.

Ich wäre nicht böse, wenn der Rotor mir die Energie für

-die 12V Membranpumpe für die Gartenbewässerung
-die LED-Beleuchtung (dann gerne in weiter ausgebautem Zustand)
-eine 12V Ecocirc Umwälzpumpe für die Heizung

liefert.

Will irgendwann entweder einen neuen Ofen bauen, oder einen kaufen und umbauen, damit ich dort durch Wärmetauscher Heizwasser machen kann. Da liegt auch schon ein ganzer Berg Kupferrohr seit Jahren hier rum.

Das könnte für mich bedeuten, dass ich für die Dachversion des späteren C-Rotors doch eine Getriebevariante bauen muss, um mit dem hiesigen Wind eine ertragsstarke aber kompakte Anlage zu bauen. Ist 100cm Rotordurchmesser noch "kompakt"?

Ließe sich mit mehreren Nabendynamos, die unter Dach nach dem Fahrradprinzip angetrieben werden, recht unkompliziert und zuverlässig zusammenbasteln. Denke dabei nicht zuletzt an die Getriebeoptionen einer 7-Gang-Kettenschaltung. Wenn die Kette richtig eingestellt und gut geschmiert ist, halten sich die Verluste - auch noch Erkenntnis aus der Fahrradzeit - in sehr, sehr überschaubarem Rahmen. Und überhaupt. Gab es da früher nicht mal die von DAF (kennt einer diese Autos noch?) verwendete "Variomatic"? Stufenloses Getriebe, keine Schaltung außer "vorwärts" und "rückwärts". Die Kisten liefen rückwärts so schnell, wie vorwärts... :D

Naja, mal sehen...

Also heute, heute hätte sich dann mal 'was drehen können, aber: Kein Wind. Die Thermik des Tagesverlaufs brachte allenfalls mal in "Böen" so geschätzte 3 m/s zusammen. Reichte nicht, um aus eigener Kraft zu starten. Etwas angeschubst drehte er dann unter der "Wind"einwirkung verlängert aus, es kam aber eben nicht mehr als ein seichtes Lüftchen zustande. Die Bilder des Tages:







Wie zu sehen, läuft er jetzt nur noch unten auf dem Shimano gelagert. Habe die Naben-/Rotorwellenaufnahme noch mal aus 3 querverleimten Schichten Buchenleimholz neu gebaut und die Rotorwelle mit 4 seitlich wirkenden Madenschrauben fixiert. Habe in der Wellenbohrung rund 2 mm Luft gelassen, auf dass die nun mögliche Justierung der Welle auch etwas Wirkung entfalten kann. Der Shimano ist nach dem alten Prinzip befetigt. Macht sich ganz gut.

Trotzdem ist mir die Lagerung dieses Prinzips für den Standort Dach zu schwach. Einen Rahmen will ich nicht bauen, gefällt mir nicht. Will aber auch nicht bei jedem Gewitter die Sorge haben müssen, dass der Kerl runterkommt und jemanden mit dem Shimano erschlägt. Also sind wir wieder bei C-Rotor.

Tolle Bilder übrigens, war wohl irgendwo in Italien?

Tja, habe auch mal meine ganzen Ideen von gestern überprüft. Die Drehzahlbegrenzung mittels selbstverstellendem Vorflügel ließe sich ohne besonderen "beweglichen" Aufwand realiseren. Dazu muss der Vorflügel nur entsprechend aerodynamisch wie eine Tragfläche geformt oder mit geringen Massen beschwert werden (das kann schon eine schmale Leiste bringen). Wird oben und unten an den Endabdeckungen - die damit eine tragende Funktion bekommen - beweglich aufgehängt.

Dann durch eine kleine Feder auf jeder Endabdeckung daran gehindert, seiner Tendenz, bei Rotation nach außen zu schwingen, durch die Federkraft vordefiniert. Bei Vollbegrenzung schwingt der Innenrand des Vorflügels gegen das Leitblech und schließt den Luftstrom auf der Innenseite ab.

Bei Westwind kommt bei Rotorstellung 0° auf der Innenseite des Vorflügels dann nichts mehr an. Die wirksame Fläche des Vorflügels bleibt bei 0° zwar voll erhalten (die Außenseite des Vorflügels schwingt schließlich mit nach außen) aber gegen einen - durch die wesentlich schlechtere Aerodynamik in diesem "Betriebszustand" - erheblich höheren Luftwiderstand. Es fällt zudem der zusätzliche Vortrieb auf der Innenseite bei Rotorstellung zwischen 30° und 150° komplett weg.

Könnte man bei vorhandem Rotor schon mal recht problemlos antesten, indem man zunächst nur einen beweglichen Blechstreifen im Vorflügel befestigt, der nur den Effekt des Zuschwingens simuliert.
Den ganzen Rest von gestern habe ich auch erst mal wieder verworfen.


Der Effekt der Buckelwal-Leitfläche findet m.E. wohl primär statt, während der Rotor (immer noch bei Westwind) im IV. und I. Quadranten unterwegs ist. Das macht er wohl dadurch, dass er dem Wind eine größere wirksame Oberfläche entgegenstellt.

Zwar hat der Buckelwal-Leitflügel, "absolut" gesehen, die gleiche Fläche, wie ein von den Abmessungen her gleichgroßer Normalflügel. Hier geht es aber darum, welche Menge an Energie dem Wind entnommen und in die Vorflügel geschafft werden kann. Und hier zählt die tatsächliche Oberfläche, die durch die Wellenform deutlich vergrößert wird.

Aber:
Die Sturmsicherung nach meiner Vorstellung bedürfte dann eines entsprechend profilierten Vorflügels. Den könntest du ja auch schon mal aus Schichtholz schnitzen. Ich denke, du musst diesen Sommer ganz dringend laminieren gehen... :D
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