Kleiner Savonius (Prototyp)

 
soderica
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 21.05.2011 - 10:39 Uhr  ·  #21
Hallo Dirk
gute Arbeit und sehr viele wertvolle Tipps, die hier gerne aufgenommen werden. Echt toll wie Du da alles beschreibst und so erklärst, dass es verständlich rüberkommt.

Die Idee mit dem Kreidepulver zum polieren der Lager ist gängige Praxsis und bringt auch gute Ergebnisse bei grösseren Lagern. Bei kleinen Lagern und Kugellagern verwende ich jedoch folgendes Produkt: Radora, Brillant Fensterglanz, von Saint Gobain. Wichtig auch immer: Nie Wasser verwenden, sondern unbedingt Petrol oder Whit Spirit, da Wasser die Oberflächen angreifen kann. Der Ablauf ist dan gleich wie Du beschreibst, einige Minuten bei kleiner Drehzahl laufen lassen und danach Drehzahl erhöhen, zwischendurch evtl etwas Petrol nachgiessen. Anschliessend die Lager im Ultraschallbad ebenfalls mit Petrol reinigen und dies mehrmals. Alles zusammenbauen und mit Liqimoly oder Balistol gut oelen. Das Ergebnis ist super und es gibt praktisch keinen Widerstand mehr. Habe dieses " Verfahren " von den RC Jungs übernommen, denn die legen da ja grössten Wert drauf, dass optimalste raus zu holen.

Gruss Bruno
Carl
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Savonius mit nur einem Nabendynamo

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Gepostet: 21.05.2011 - 11:10 Uhr  ·  #22
Hallo Dirk,

Die Fotos mit den nackten Drachen und den fliegenden Windrädern stammen nicht aus Italien sondern aus Gran Canaria, wo ich einige Zeit gelebt habe.

Sieht sehr gut aus, was Du an Deinem Haus angebracht hast und mit etwas Geduld wird sich auch der richtige Wind dafür melden. Deine Idee, dem C-Rotor eine Drehzahlbegrenzung als Sturmsicherung zu verpassen, ist garnicht so schlecht, meine Ausrede, zu faul für so etwas zu sein zieht also nicht. In Wahrheit verhält es sich eher so, das ich schon etwas Erfahrungen mit ähnlichen beweglichen Mechanismen gesammelt habe. Nicht die eigentliche verbessernde Funktion war am Ende der Grund für weitergehende Überlegungen, sondern die Anfälligkeit solcher Konstruktionen bei Vereisung im Winter und ähnliche gemeine Teufel, die oft erst später erkannt werden.

Ja, mit der größeren Fläche an der Buckelwalflosse dürftest Du recht haben. Es kommen noch andere Eigenschaften hinzu, die ich hoffe, im Versuch auch nachweisen zu können. Die Strömung, die in die Vertiefungen der Leitfläche einfliesst, sollte eigendlich durch die Fahrtbewegung des Flügels je nach Stellung zur Strömung am Leitflügelende sinusförmig zu Wirbeln umgebogen hinten als Wirbelkanal abfliessen. Ob und wieviel dies etwas für den Vortrieb oder für den CW Wert bringt, ist allerdings unmöglich, jetzt schon vorherzusagen.

Vor allem wichtig bei dieser Form der Leitfläche ist, dass durch eine Vielzahl der Befestigungspunkte zum Vorflügel und durch die profilierte Wellform nun auch die Gesamtstabilität, die Statik des Flügels versteifend verbessert sein dürfte. Eine Verbesserung des Leistungsbeiwertes ist dabei nur ein erwünschter aber nicht massgeblicher Faktor. Der C-Rotor soweit er bisher entwickelt wurde, leistet eigentlich schon ganz gut was, so dass es hierbei vorrangig um die Behebung der Schwäche der Statik geht. Ich fürchte den möglicherweise höheren Leistungsbeiwert deshalb sogar mehr als dass ich ihn erhoffe, weil dadurch wieder die Beanspruchung des Flügels zunehmen könnte. Deshalb bin ich letztlich auch so zögerlich mit der Fertigstellung des Buckelwalflügels. Ich befürchte, dass meine Rechnung zur Statik nicht aufgehen könnte.

Ich werde mir Mühe geben, den Buckelwalflügel noch diesen Sommer aufzubauen und hoffe, den geplanten Versuch mit einem Savonius-Rotor als Antrieb eines kleinen Bootes auf unserem Dorfteich rechtzeitig vorher noch abzuschliessen. (Der Savonius soll wie der Flettner-Rotor als Ersatz für ein Segel, also nicht als mechanischer Antrieb einer Schiffsschraube ausprobiert werden.)

Gruß, Carl

Nachtrag: Ich sehe gerade, Bruno hat uns einen sehr wertvollen Tipp zum Polieren der Kugellager vorgeschlagen. Tatsächlich kommt es auf extreme Leichtgängigkeit der Lagerung an, wenn man bedeutend mehr Leistung aus dem Wind holen will. Danke Bruno, das sind Finessen, die man einfach kennen muß!
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 21.05.2011 - 14:19 Uhr  ·  #23
Hallo zusammen,

habe beschlossen, dass ich die Werkstatt heute mal nicht betrete und mehr den Bauch in die Sonne halte.
Halte das Savonius-Projekt jetzt auch für so weit abgeschlossen, brauche schließlich nur noch eine obere Lagerung für die Rotorwelle, die mit der vorhandenen Fahrradnabe problemlos zu bewerkstelligen ist.
Insofern könnte man unter diesen Thread einen Schlusspunkt setzen.

Aber es geht ja nun mit einem C-Rotor in die nächste Runde. Wenn die Untersuchungen dazu unter dem aktuellen Thread am falschen Platz sind, bitte ich um Hinweis, unter welchem Thread die aktuellen Untersuchungen zum Thema laufen.

Wenn es den nicht gibt, können wir ja einen neuen eröffnen - oder bei fehlendem Allgemeininteresse die Sache auf PM verlagern. Ich vermute jedenfalls, dass ich den C-Rotor ggf. auch etwas mit vorwärts bringen kann - habe einen Ruf zu verlieren als der, dem immer etwas einfällt und der alles, was mechanisch funktioniert, reparieren und optimieren kann... :D

@Bruno:
Vielen Dank für die Blumen! :-)

@Carl:
Habe mir gestern abend die komplette Historie zum C-Rotor (der kursiert wirklich unter deinem Familiennamen im Net) zu Gemüte geführt. Eigentlich eine Schande, dass die Sache so gelaufen ist.

Könnte aber sein, dass es auf die monetäre Seite der Geschichte gar nicht mehr so sehr ankommt. Habe sehr heisse Kontakte in die Finanzwelt und weiss daher, dass unsere gegenwärtige Gesellschaftsordnung spätestens seit der "Krise" in 2008 tot ist. Eher über kurz denn als lang stehen einschneidende Veränderungen ins Haus und dann ist jeder, der seinen Energiebedarf selbst decken kann, ein kleiner König.

Das ist der Grund dafür, dass ich meine Autarkie nun auch mit ganz großen Schritten vorantreibe.

Aber mal zur technischen Seite:

Habe mal schnell die Idee des flexiblen Vorflügels schematisch dargestellt. Gestrichelte Linien sind vom Vorflügel verdeckt, die bewegliche Aufhängung in rot. Die Darstellungen sind vermutlich selbsterklärend:





Für die Befestigung kommen m.E. 90° Winkel mit einseitigem Kugelllager oder eine durchgehende Rohrhülse in Frage, möglicherweise auch beides zusammen.

Die aerodynamische Ausführung des Vorflügels (in der Darstellung so nicht berücksichtigt) sollte die Form einer Tragfläche haben, so dass die Komponente, die beim Flugzeug den Auftrieb besorgt, den Vorflügel gegen die Zentrifugalkraft nach innen drückt. Könnte bei entsprechender Auslegung ein selbstregulierendes System "Aerodynamik gegen Masse" werden, bedarf nur eines Anschlagpunktes auf den Endabdeckungen, wenn das komplette Zuschwenken der Innenseite verhindert werden soll. Irgendwie sollte das bewegliche System auch noch gedämpft werden, so dass die Regulierung erst bei entsprechenden Drehzahlen greift und die Vorflügel nicht schon bei 25 U/min zuschwenken. Könnte klappen, werde ich so aufbauen und testen.


In Sachen Wirkungsgrad dürfte der C-Rotor m.E. weitestgehend ausgereizt sein, glaube nicht, dass wir hier noch Quantensprünge sehen werden. Liegt m.E. daran, dass die der Rotationsströmung entgegenstehende Oberfläche des Vorflügels eben im Quadrat in die Berechnung des Luftwiderstands eingeht. Der cw-Wert aber nur mit 1/2. Da sind der Sache einfach physikalische Grenzen gesetzt.

Hier wird also der beste Kompromiss zwischen Vortrieb (auch primär abhängig von der Oberfläche des Vorflügels) und Rotationsluftwiderstand zu finden sein. Zu optimieren wäre also noch die Form der inneren Schale des Vorflügels, wobei ich hier den perfekten Halbkreis als Idealform vermute.

Die Form des Leitflügels scheint mir im Hinblick auf sein Verhalten in der Rotationsströmung eher sekundär, denn er bewegt sich insoweit definitiv im Windschatten des Vorflügels. Hier gilt es wohl lediglich, die Hinterkante des Leitflügels zu optimieren, auf dass die Strömung an der hinteren Abrisskante optimiert und die entstehenden Verwirbelungen minimiert/eliminiert werden.

Wenn ich so darüber nachdenke, ist das Ganze wohl auch mit dem Buckelwal-Leitflügel unter einen Hut zu bringen (wenn man darauf verzichtet, Leitflügel und Vorflügel aus statischen Gründen fest miteinander zu verbinden). Die Statik kann über massivere Endstücke und über innerhalb eines schalenförmig ausgebildeten Leitflügels liegende Profile kommen. Ob der Vorflügel beim Buckelwal-Leitflügel die Innenseite nun komplett abschließt, oder eben durch das Leitflügelprofil noch 25% Restströmung einwirken, könnte unerheblich sein. Muss man probieren. Eine Leistungsbegrenzung wird auf jeden Fall dadurch zu erzielen sein.

In Alu aufgebaut kommen da keine besonderen - und damit unbeherrschbaren - Massen zusammen. Das zeigt mein Savonius-Rotor, der bis auf drei 5mm - Gewindestangen mit rund 500mm Länge, sechs Unterlegscheiben und sechs M5-Muttern komplett aus 0,8mm Alublech besteht. Der Rotor samt Achse wiegt eigentlich fast nichts. Die Tatsache, dass er mit dem Abschrauben von 6 Muttern komplett zu zerlegen und trotzdem absolut formstabil ist, gefällt mir ganz besonders an dem Teil. Auf die Waage bringt der Rotor komplett mit Achse exakt 1997 Gramm.

Ein zweischaliger Vorflügel ist in sich auf jeden Fall so stabil, dass eine Aufhängung desselben nur an zwei Punkten (jeweils an den Endstücken) kein Problem mit sich bringen sollte.

Ich werde das Teil heute mal komplett im Kopf entwerfen, damit ich Montag Material besorgen kann...
Carl
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Neuer Thread: C-Rotor mit Sturmsicherung

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Gepostet: 21.05.2011 - 17:19 Uhr  ·  #24
Hallo Dirk, ja, das solltest Du machen, ein neuer Thread für Deinen C-Rotor. Ich bin mal gespannt, was dabei herauskommt. Gruß, Carl
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 21.05.2011 - 17:25 Uhr  ·  #25
Kleiner Nachtrag:

Sag mal Carl - die wirksame Gesamtfläche des 3flügeligen C-Rotors ist 3 x die Flügelgesamtoberfläche, also die Fläche, die der Flügel bei 90°- Stellung zum Wind "abschattet"?

Mit einem Dreiflügler mit 100cm Rotordurchmesser bekäme ich bei 50cm Flügelhöhe eine Flügeloberfläche (laut der Excel-Berechnung) von 0,1745m² pro Flügel. Das mal drei ist dann die der Leistungsberechnung zugrunde liegende Fläche des Rotors?

By the way: Ich denke, der Zug muss für dich noch nicht abgefahren sein. Wenn das bisher entwickelte Konzept insoweit zur Serienreife gekommen ist, dass man auf das Konstrukt 5 Jahre Garantie geben kann, dann ist das Gerät sicher auch zu verkaufen.

Müssen ja keine Großserien sein. Reicht völlig hin, wenn man im Monat 4 Rotoren baut und an den Mann bringt - sofern man einen fairen Preis für die Maschine durchsetzen kann. Wenn ich sehe, was den Leuten heute so als Windanlage angeboten wird, müsste das eine echte Marktlücke sein.

Man hat nichts von dem tollsten Horizontalrotor, wenn man einfach Lage und Wind dafür nicht hat.

Glaube allerdings nicht, dass die Leistungserhöhungskonstruktion von Andre mit in eine verkäufliche Standard-Version gehört. Die macht die Anlage zu hektisch und in den wenigsten Gegenden ist der Wind so gleichmäßig, dass die Konstruktion nicht ständig am Tanzen ist. Belastet die Konstruktion auch mechanisch ganz erheblich. Das sollte wohl eine Ausbauoption für die Küstengegend sein.
XXLRay
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 21.05.2011 - 18:55 Uhr  ·  #26
Zitat geschrieben von Takanohana
...die wirksame Gesamtfläche des 3flügeligen C-Rotors ist 3 x die Flügelgesamtoberfläche, also die Fläche, die der Flügel bei 90°- Stellung zum Wind "abschattet"?

Nein, die Fläche zur Leistungsberechnung berechnet sich immer aus dem Querschnitt, den die Flügel bei einem kompletten Umlauf bestreichen aus Sicht des Windes. Näheres dazu im Beitrag zur Leistungsberechnung im Grundlagenbereich.
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 21.05.2011 - 19:42 Uhr  ·  #27
Wow - danke!
Dann habe ich ja viel mehr Fläche als vermutet!!! :D

Habe das Thema jetzt auch in einen neuen Thread verlegt.

An alle in diesem Thread bislang Mitwirkenden:
Meinen besten Dank euch allen!
Tank
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 20.06.2011 - 17:56 Uhr  ·  #28
Hallo,
kommt zwar bissl spät, aber wg. der Abdeckung oben und unten beim Savonius habe ich folgende Lösung gefunden.
Ich nehme da Alu-Dibond in 3mm Stärke. Das ist mit der Stichsäge gut zu bearbeiten und rostet nicht.
Ich hab´s in der Bucht für einen guten Preis gefunden.

Mein Savonius wird 1m hoch und hat einen Durchmesser von ca. 60cm.
Als Savonius-Windfläche nehme ich 0.8mm Alublech, welches ich noch walzen lassen werde. Naja, mal sehen, wie gut es sich biegen lässt morgen früh :-)
Der Vorteil vom Walzen ist halt, dass die Spannung dann weg ist.

Zum Stabilisieren der Kanten habe ich heute im Baumarkt Alu-Profile gefunden......... und natürlich mitgenommen (2,80 Euro das Stück)
Es ist eigentlich ein Alu-Rohr mit einem 5mm Loch (sehr gut für ein M6-Gewinde) und einer 15mm langen Lasche auf einer Seite.
Ich nehme 4 solcher "Laschen-Profile", schneide an allen Enden ein M6 Gewinde rein und fixieresomit das Alu-Blech mir diesen Laschen.
D.h. die Bleche werden festgeschraubt.
Als Drehachse habe ich eine M8 Gewindestange die ich ebenso mit dem Alu-Dibond verschraube. Alles natürlich mit Edelstahlschrauben/Muttern.

Ich denke, das ist stabil genug. Ich werde aber auf jeden Fall oben noch eine Lagerung machen. Entweder mit 2 Nabendynamos oben und unten (wenn ich doch keinen Scheibengenerator baue), oder mit einem Kugellager.
Ansonsten wäre mir das zu instabil.
Bilder mache ich noch.
Takanohana
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Re: Kleiner Savonius (Prototyp)

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Gepostet: 21.06.2011 - 00:09 Uhr  ·  #29
Hallo Tank,

lass auf jeden Fall walzen, damit die Spannung raus ist. Erleichert die Sache very sehr!

Ich hoffe, du hast gute Windverhältnisse. Meiner hatte auch mit nur einem Nabendynamo ganz schön zu kämpfen, vom Erreichen einer Ladespannung wollen wir gar nicht erst reden.

Aber ich liege windtechnisch eben auch etwas ungünstig.
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