Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

 
Powerpipp
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Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 14.12.2014 - 14:43 Uhr  ·  #1
mein Name ist Philipp und ich komme aus dem Raum Stuttgart in Baden Württemberg.

So nun aber genug vorgestellt ;-).

Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer als Sturmsicherung?

Ich habe hier gerade einen alten Sychronservo herumliegen, im kleinwindanlagen Shop habe ich Rotorblätter mit 1,5m Durchmesser gefunden und will nun ein Windrad zusammenschustern, dass ich nächstes Jahr mit nach Uganda nehmen will. (Bitte keine Diskussion zu Entwicklungszusammenarbeit, bei Fragen bitte per PN)

Da das Reisegepäck nicht unendlich groß ist will ich bei dem Windrad alles Weg lassen was nicht unbedingt notwendig ist und das ganze möglichst einfach bauen. Hierbei komme ich auf einen Lee-Läufer mit Helikopter Sturmsicherung. Da ich jedoch bei der Forensuche und auch bei google keine Helikopter Sturmsicherung bei Lee Läufern gesehen habe wollte ich fragen, warum?

Gleicher Aufbau der Sturmsicherung wie bei Luv Läufer nur an der horizontalen Achse gekippt. D.h. der Drehpunkt für die Helikopterstellung läge ca. 8cm oberhalb der Rotorachse. Die Wippe die durch den Drehpunkt entsteht hat mehr Gewicht auf der Generator als auf der Rotorseite. Damit nicht schon bei Windstille der Motor nach unten schwingt wird hält eine Feder dagegen. Der Hebelarm der Feder ist so ausgerichtet, das diese bei der Horizontalen Lage des Motors und Propellers am günstigsten ist und mit zunehmender Helikopterstellung der resultierende Hebel kleiner wird.

Damit sollte sich mit der Feder gegenüber der Gewichtskraft des unbalancierten Wippe schön eine Auslösekraft einstellen lassen können bei der der Rotor Anfängt nach oben zu schwingen.

Sehr geehrte Damen und Herren,

Liebe Grüße Philipp
dig-it
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 14.12.2014 - 16:30 Uhr  ·  #2
In meinen Augen hat die Sache einen Haken. Sie würde nur bei gleichmäßig langsam zu- und abnehmenden Wind einigermaßen erträglich funktionieren. Den gibt es aber praktisch nie im Freiland. Er ist dort stets turbulent und kann innerhalb von einer Sekunde von Null auf 40 km/h gehen und umgekehrt. Das heißt, Dein Generator kracht bei jedem Abnehmen des Windes in seine Ausgangsstellung, bei jedem starken Anschwellen in die Helikoper-Stellung. Das würde das Material nicht lange mitmachen. Ohne ein geeignetes Dämpfer-System, das ziemlich komplex sein dürfte, scheint mir das nicht sinnvoll.

Dieter
FamZim
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 15.12.2014 - 13:30 Uhr  ·  #3
Hallo

Ich finde die Idee gar nicht so schlecht, und sehe es nicht so dramatisch.
Den Drehpunkt würde ich aber weiter zum Mast legen , etwas VOR den Schwerpunkt des Systems.
Dann ist der G mit Repeller durch sein Gewicht immer in normal Lage.
Steigt der Winddruck, kann das dann durch diesen, etwas hoch geschwenkt werden.
Ganz horizontal wird das warscheinlich nie geschwenkt, sondern nur soweit bis der Druck ausgeglichen ist gegen Schwerkraft pluss Federkraft.
Zur Dämpfung trägt ein 3 oder mehrblätriger Repeller schon alleine durch Zetrifugalkräfte bei.
Ein gumierter Anschlag nach unten hilft aber gegen härtere Stösse, bei Flaute.

Gruß Aloys.
Powerpipp
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 15.12.2014 - 16:52 Uhr  ·  #4
Hallo

vielen Dank für die Einwände

Das Problem das dieses System durch böige Winde schwingen wird sehe ich. Habe hier jedoch noch keinen kausalen Grund gefunden warum die deutlich mehr oder anders sein sollte als bei einer Luv Helikoptersturmsicherung.

Was mir heute noch eingefallen ist.

Die Idee einer Sturmsicherung ist es bis zu einem bestimmten bereich möglichst nichts zu machen.
Normaler Arbeitsbereich (x-y m/s Windgeschwindigkeit) der hoffentlich die Meiste Zeit auftritt, ansonsten fehlerhafte Auslegung der Anlage.
In Sturmsituation die Anlage zu schützen.

D.h. ich will eigentlich möglichst kein lineares Verhältnis der Auslenkwinkel zu Winddruck auf den Rotor sondern irgend etwas das ab y m/s relativ schnell komplett in einen sicheren Zustand wechselt zuvor jedoch möglichst stabil ist.



Wie hier zu sehen habe ich gedacht den Drehpunkt relativ nahe an den Schwehrpunkt heran zu setzten. Ich denke das es hier immer noch Sicher ist, wenn man die Anlage so wie es FamZim vorschlägt so auszulegen das die Anlage durch das Eigengewicht sich schon selbst leicht in der Arbeitsstellung einfindet (d.h. Drehpunkt müsste leicht links vom Schwehrpunkt liegen.)

Nun könnte man mit einer Feder auf der einen Seite bis zu einem bestimmten Winkel die Anlage in der Arbeitsstellung halten und sobald dieser Winkel überschritten ist, hilft die Feder die Anlage in die Helikopterstellung zu ziehen. (Natürlich sollte das ganze nicht Bistabil werden ;-) )

Gummierte Puffer werden natürlich für die untere Anschlagsituation vorgesehen um die Materialbelastung nicht unnötig in die Höhe zu treiben.

Liebe Grüße Philipp
dig-it
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 15.12.2014 - 17:36 Uhr  ·  #5
Das leuchtet mir so ein. Es bedeutet aber wohl, dass Du die Turbine dann jedesmal händisch wieder in die Normalstellung ziehen musst, denn die Feder hält sie ja in der Helikopter-Stellung. Das ist ja weiterhin auch kein Problem, solange man an Ort und Stelle ist.

Dieter
XXLRay
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 16.12.2014 - 07:53 Uhr  ·  #6
Ralf B
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 16.12.2014 - 18:24 Uhr  ·  #7
Hallo Leute

Nur kurz im "Vorbeigehen" lese ich diesen Beitrag. Und mir fällt dazu spontan folgendes ein :
!. Warum das nicht auch bei Luv-Läufern gemacht wird fällt mir auch kein "Grund" ein ( nur gleiche Gründe, wie für Lee -Läufer auch...!)
2. Diese Konstruktion würde ich so wie oben NICHT machen... aus folgenden Grund : versagt die "Sturmsicherung" (Feder) ist keine "Sturmsicherung" gegeben !!
Anders konstruiert : fällt die "Sturmsicherung " (Feder!) aus... GEHT die Anlage in Sturmsicherung!
...finde ich wesentlich "sicherer" ( sinniger!)

Zu meinem Vorschlag : Die Feder hält über die Federspannung und einen "Hebelarm" den Rotor in Normalstellung . Mit steigenden Winddruck wird die Federspannung / Feder gedehnt ---> Rotor schwekt nach oben..
bei weiterer Windlast bewegt sich der Rotorweiter in die Horizontale.... wobei ein Punkt erreicht wird , wo der Ansatzpunkt der Feder ...die Feder ...der Drehpunkt und der Hebelarm auf einer "Linie sind!
So wird die Federkraft und dem Hebel fast gleich "Null" im Bezug auf den Rotor, welcher sich immer weiter durch den steigenden Winddruck immer weiter in die Horizontale begibt...
sollte der Rotor nun noch weiter "hochgedrückt" werden Bilden nun die Feder und der Hebelarm keine Linie mehr und helfen nun den Rotor weiter in die Helikopterstellung zu ziehen ........
Wenn der Winddruck nun "entscheidend" / merklich nachläßt wird der Rotor durch die Schwerkrft wieder in die Normalstellung Fallen ( auch wieder mit hilfe der Feder....)

Noch ein Vorteil wäre, man würde sofort von Weitem erkennen ,ob die "Sturmsicherung " "in takt ist" ....!!( Der Rotor würde "schief" hängen ! Richtung Helikopterstellung!)

Mein Vorschlag wäre den Hebelarm / Ansatzpunkt der Feder unterhalb des Drehpunktes anzusetzen und die Feder seitlich am Drehpunkt vorbeigehen zu lassen.. ( d h ... während des Knickens darf die 2Drehachse nicht den Federweg kreuzen / behindern !!

Eine Skizze wäre hier vielleicht hilfreich....!! ;-) ( liefere ich nach...!)

Gruß Ralf
Powerpipp
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Idee implementierung in Uganda

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Gepostet: 22.05.2015 - 18:09 Uhr  ·  #8
Hey liebe Forenkollegen,




die Idee ist hier paar km nördlich vom Equator implementiert und hat schon einige Stürme überstanden...

Irgendwie habe ich jetzt den Wunsch eine größere Windmühle zu bauen :-)

Vielleicht finde ich ganz im Upcycling Gedanken eine Möglichkeit
http://socialinnovationacademy.org/

liebe Grüße aus Uganda
...
 
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 22.05.2015 - 20:25 Uhr  ·  #9
Also M.E braucht man da doch gar keine Feder:
Da macht man über die Schwerkradft und wenn der Rotorschub größer als irgendein Wert ist löst der Rotor die Gondel aus.
Damit lässt sich das System sogar hervorragend "kalibrieren"- also hängt man hinten eine Feder dran und
prüft, ab welchen Rotor-Schub das System auslöst.

Allerdings liegt hier ein globaler Denkfehler vor:
Geht der Rotor nach hinten, hat man ein zyklisch hochinstationäres System-
da nimmt der Turmschub gleich ab. 90° hochklappen tut das Teil nie.

Der Arminius
Powerpipp
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 25.05.2015 - 10:20 Uhr  ·  #10
Hallo,

@Arminius
Die derzeitige Ausführung ist ohne Feder. Die Shwenkachse kann am Motor verschoben werden. Ich iterativ von Sturm zu Sturm den Motor weiter nach hinten verschoben bis ich das Gefühl hatte, dass auch bei leicht böigem Wind noch ruhig läuft, jedoch bei extremen Wingeschwindigkeiten noch ausschwenkt...

Mit der Instabilität des Systems hast du natürlich vollkommen recht. Hier könnte ein nichtlineares System (z.B. Feder mit veränderbarem Hebelarm) dem System ein stabileres verhalten geben...
Ein solches System ist derzeit nicht implementiert...
- Die Schwenkachse habe ich als Gleitpaarung Eisen/ Messing ausgeführt
- Im unteren Anschlag habe ich einen Dämpfer installiert

Gruß Philipp
XXLRay
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 25.05.2015 - 19:20 Uhr  ·  #11
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Re: Warum gibt es keine Helikopterstellung beim Lee-Läufer?

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Gepostet: 27.05.2015 - 11:30 Uhr  ·  #12
Hallo PP!

Das mit dem "instationären System" meinte ich anders.

Aber erst mal zum "Verschieben":
Man kann ziemlich gut dem "Schub" des Rotors berechnen.
Und dann hängst Du einfach eine FederWaage hinten dran und checkst ab,
http://www.pollin.de/shop/dt/N…waage.html
ab welcher Windstärke dann die Bremse "kommen" muss.

Das "Instationär" meinte ich anders:
Zeichne mal die Anströmvektoren an ein Rotorblatt auf. Da ist alles Symmetrisch. Wunderbar.
Und dann stelle den Rotor (oder Propeller) schief:
Du wirst sehen, dass sich der lokale Anstellwinkel der Blätter sinusförmig, also instationär, ändert.
Damit hast Du aber in gewissen Bereichen schon bei nicht so hohem Schrägstand
die komplette Strömungsablösung des Rotorblattes in gewissen Berechen.
Das reduziert aber wieder den Schub. Deshalb wird der Rotor NIE 90° hochklappen.

Vielleicht braucht man noch so etwas:
http://www.pollin.de/shop/dt/N…28140.html


Der Arminius
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