CK 220 Profil Aus 3D Drucker

 
FamZim
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 08.05.2020 - 12:52 Uhr  ·  #61
Hallo

Im Modell-Flugzeugbau wirt oft mit Zackenband gearbeitet.
Bei langsamem Flug meist schon bei 10% der Flächentiefe, bei schnelleren mit Laminarprofil so bei 40% (gröste Dicke) oder gar erst vor den Klappen wie Querruder, Wölb, oder Landeklappen.

Eine Erfahrungsanekdote vom meinem ersten Modell mit Stolperleiste hätte Ich noch an zu bieten !
800 g Modell mit 1,8 mtr Spannweite und Flächentiefe von 180 mm auf 150 mm.
Gesteuert nur mit Seitenruder.
Profil (stark gewölbt) von 10 % auf 12 % hochgerechnet.
Nach normalem Gummiseilstart fliegt das Modell aber nur so weit wie es an Höhe hatte ??
Nach dreimaligem Versuch ab in die Werkstatt.
In Büchern ist viel über Stolperdrähte, auch vor der Fläche gespannte, zu lesen.
Kommt aber nicht in Frage.
Einfachste lösung ist eine Stolperleiste auf der Fläche bei 10 % Flächentiefe auf zu kleben.
Mit 1,5 mal 1,5 mm Balsa also ein neuer Versuch.
Und siehe da !! fliegt wie die Modelle meiner Modellbaukolegen, am Seil sowohl am Hang und in der Thermik.
Nur mit Seite gesteuert mußte dann noch EWD und Schwerpunkt etwas eingestellt werden.

Beim Modell ist aber die Luftgeschwindigkeit an der ganzen Fläche gleich hoch.
Trozdem gibt es Modelle bei denen aussen die Strömung ,wenn zu langsam; versagt.
Beim Repeller sinkt die Stömungsgeschwindigkeit zur Achse hin ständig ab.
Für geringe RE Zahlen gibt es auch Profile mit starker Wölbung bis zu RE 60 000 hinunter.
Die ähneln einem Rohrprofil sehr stark, mit grosser Wölbung und vorne auch sehr dünn.
Da die Geschwindigkeit durch Windgeschwindigkeit und Schnelllaufzahl fest liegt kann nur durch die Flächentiefe die RE Zahl beeinflust werden.
Also bei Kleinwindanlagen unbedingt auf grosse Flächentiefe achten, überall.
Ich wundere mich immer wie schmal die Blätter aussen gemacht werden, wohl auch zur RE Zahl-Anpassung.
Das ist aber der Falsche Weg.
Ein Profiel das bei halbem Durchmesser und 5 mtr Wind gut ist, sollte auch bis Aussen genommen werden, da es dort noch besser ist.

Gruß Aloys.
Che
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 09.05.2020 - 10:11 Uhr  ·  #62
Zitat
Ich wundere mich immer wie schmal die Blätter aussen gemacht werden, wohl auch zur RE Zahl-Anpassung.
Das ist aber der Falsche Weg.

Nein, nein, das ist Mathematik, und richtig.

Ist geschuldet:
1. Der Erkenntnis von Betz, dass der Wind idealerweise an jedem radialen Ort des Blattes um 2/3 (auf 1/3) reduziert werden muss.
2. Dass die Anströmgeschwindigkeit von der Nabe bis zur Blattspitze stetig ansteigt.

Aus 1 folgt, dass bei Aufteilung des Blattes z.B. in 10 Teile (Blattelement-Theorie, oder besser Methode) jedes Blattelement etwa den gleichen axialen Schub erzeugt, Vortriebskraft auch, damit auch Drehmomentanteil. Alles gleich.

Aus 2 folgt, da die Auftriebskraft quadratisch mit der Geschwindigkeit an steigt (Fa = Rho/2 * Ca * A * v²):
Fürs Blattelement bei 10-ner Teilung ist A_r = R/10 * t_r ; (t_r = Profiltiefe am jeweiligen Radius r). R/10 ist bei enztsprechendem Blatt konstant. Bleibt nur noch t_r variabel.
Also, und jetzt kommts, ist t_r übers gesamte Blatt proportional einer Funktion 1/Wurzel aus x. Und die hat den grundsätzlichen Verlauf richtig ausgelegter Blätter bei Ca= constant.
Oder, wenn zu verschwurbelt - einfach ist es nicht:
Da der Auftrieb pro Blattelement quadratisch mit der Anströmgeschwindigkeit ansteigt, diese aber mit dem Radius linear immer größer wird, muss die Profiltiefe immer mehr abnehmen. Wegen dem "quadratisch" zuvor - nichtlinear.

Spielt noch knoff hoff und paar Tricks mit, bezüglich Rücknahme des Anstellwinkels gegen Null an der Blattspitze, möglicherer höherer (Anstellwinkel) zur Nabe hin, auch dickere Profile in die Richtung. Geräuscharme Gestaltung Blattspitze.

Wenn man mit dem Ca vs. Alpha zurück geht, können die t-Werte auch lokal steigen (in vernünftigen Grenzen), bis hin zu einer geraden Hiterkante (Piggott). Bei starkem Anstieg der Anstellwinkel zur Nabe hin, bis zu einem Wert, wo es unsinnig wird (vorher Abbruch), sind auch Crome-Flügel möglich. Nahezu mathematisch richtig.

Lit.: http://www.geopolos.de/Entwick…c528057660 Methode nach Schmitz bevorzugt!
FamZim
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 10.05.2020 - 13:24 Uhr  ·  #63
Hallo

Matte hin und Matte her, meine sieht da anders aus.
Dexter 144 hat ein Profil genommen das bei SLZ 5 halbem Radius und etwa 4 mtr Wind gute Werte bringt.
Das würde Ich auf jeden Fall bis Aussen so bei behalten und nicht auf die Professoren hören und nach Aussen schmaler machen.
Dann würde das gesammte Blatt ständig am Limmit kratzen.

Gruß Aloys.
Che
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 10.05.2020 - 14:23 Uhr  ·  #64
Was für ne Matte?
Solltest Du Mathe meinen, so meine ich, Deine Rechtschreibung lässt bisweilen zu wünschen übrig. Sorry.

Das Blatt von Dexter ist ja durch die Philosophie von Crome vor gegeben. Sogar mathematisch leidlich richtig. Da braucht man garnicht "würde oder täte".

Ansonsten: Alois, man muss es (die Theorie) auch begreifen wollen! Und ja. Breite Blattspitzen sind (hier) nur mathematisch leidlich richtig, und haben Nachteile z.B. bezüglich Geräuschentwicklung. Daher ja auch bei relat. geringen SLZ eingesetzt.

Mit einem gehe ich allerdings mit. Für beste Gleitzahlen müssten die Profile vieler Rotoren ansich generell breiter sein.
Hängt damit zusammen, dass sie bei Blättern mit realer Streckung real ihre besten Gleitzahlen bei durchaus wesentlich geringeren Anstellwinkeln haben, als für Streckung unendlich, s. Bild 12 in http://www.geopolos.de/Entwick…c528057650 . Und bei denen dann geringere Ca-Werte, was lt. Rechnung zu breiteren Profilen führt.

Hätte neben verbessertem Cp noch einige Vorteile:
1. Bessere Re-Zahlen
2. Besser Anlauf wegen größeren Flächen
3. Besserer Anlauf, da die Profile weniger flach, also steiler zur Drehebene stehen.

Ob man die Blätter z.B. 1,25 mal so breit macht, um vielleicht 3% mehr Gesamtwirkungsgrad zu erhalten, ist eine wirtschaftliche Abwägung.
Sie nur so schmal zu bauen wegen Fehlauslegung, was wäre das dann?....

Obwohl Auslegung nach Schmitz (oder der BEM) richtig ist und nach Betz überholt, sieht man auch bei Anlagen, die einen guten Ruf haben, wie die von WSD, Blätter, die zur Nabe hin auffällig breit und steil sind. Könnte sein, dass sie nach Betz ausgelegt sind. Denn richtig nachteilig scheint es bezüglich Cp nicht zu sein. Hatte ich zumindest einmal nachgerechnet. Etwas teurer aber schon. Mehr Material.
Hat aber möglicherweise den Vorteil, dass sie eher an laufen. Mehr Fläche eben, in Nabennähe, und die steiler zum Wind.
Ob man das aber braucht, bei "eisenlosen" Generatoren?
Denn eins muss ich auch sagen:
Sie sehen so aus, als ob sie mit der Air-X und auch denen von Ista-Brezze, vom selben Entwurf ab stammen.
Der Kenner aber weiß, was man über die beiden so spricht.
...
 
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 12.05.2020 - 23:05 Uhr  ·  #65
Hallo Chef(f),

bitte , es gibt doch unter den Menschen verschiedene Ausprägungen von Handicaps?
Die einen hier, die andern dort?
Ich kenn mich da aus, bei mir auch im kommunikativen Bereich ;-)

Bitte, eine tolle Diskussion, bloss kein Stress.

Cerco
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 30.07.2020 - 08:34 Uhr  ·  #66
Hey Leute hier mal ein Update, habe so gut wie alle Teile, bis auf den Generator fertiggestellt & lackiert!
Das Windfahnen-System habe ich für Testzwecke bereits auf dem Mast montiert, am Mast habe ich noch eine Plattform montiert, die als Arbeitsfläche dient. In den nächsten Tagen möchte ich den Rotor Testen (Ohne Generator)

Später verlinken ich noch ein Video wo ich die Fahnen-Steuereung zeige!

hier ein Paar Bilder:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dexter144
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 30.07.2020 - 09:03 Uhr  ·  #67
Hier noch ein Link zu dem Video mit der Fahrtsteuerung:
(Video ist nicht Öffentlich Gelistet)

https://youtu.be/HFQ16We8I8c

ps. Der Aufbau ist vorerst Provisorisch!
Carl
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 30.07.2020 - 10:15 Uhr  ·  #68
Da lacht das Herz wenn der Wind damit spielt!
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 30.07.2020 - 10:38 Uhr  ·  #69
ja sehr schön, auch die Rotorblätter - ganz nach meinem Geschmack - hast du super gemacht. Bin gespannt wie gut die Anlsge "rennt"

vg
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Kukate-Ähnliches Windrad mit Scheibengenerator & Holzflügeln

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Gepostet: 31.07.2020 - 11:49 Uhr  ·  #70
Moin

Ich möchte für dieses Windrad einen Scheibengenerator bauen,

Ich weiß, dass der sehr groß und teuer wird... und das man eigentlich ein Normalen mit Getriebe bei solchen Anlagen verwenden sollte, allerdings habe ich mein Windrad so gebaut, das man den Rotor kippen kann, also fällt dieser eh aus. Außerdem erhoffe ich mir mit einem Scheibengenerator eine gute "Schwachwindperformance" und ein leichten Anlauf, zusätzlich kann man diesen frei designen & modular aufbauen.

Außerdem möchte ich noch erwähnen, das mir der Wirkungsgrad nicht so wichtig ist, insbesondere bei hohen Windgeschwindigkeiten!

Ich habe auch schon ein wenig mit dem Berechnungstool Rum gespielt, allerdings weiß ich nicht:

1: ob man eher wenige große Spulen & Magnete oder viele Kleine Spulen & Magnete nehmen soll?

2: ob man eher mehrere dünne Drähte oder wenige/ein dicker Draht pro Wicklung (Drähte in der Hand)

3: welche Abmaße von Magneten Sinnvoll sind (10mm oder dicker?!) und dessen Form (Zylinder/Quader/Würfel)

Ach und dann wollte ich noch fragen ob ein niedriger Innenwiderstand von Generatoren generell vorteilhaft ist, oder ob das auch Nachteile hat?

Wenn Jemand lust hat kann er ja mal mit dem Tool ein Generator grob designen und mir zuschicken
ihr könnt mit diesen Daten Arbeiten:

SLZ 4-5
Dm 4m
Windgeschwindigkeit für Ladebeginn 2m/s (Ich weiß das ist sehr niedrig)
Systemspannung 24V
Generatordurchmesser max 80-90cm


ps. Spätestens morgen sende ich mal ein Video, wo der Drehende Rotor (Ohne Generator) zu sehen ist, hab ihn gestern montiert, läuft bei so gut wie keinem Wind los und durch die hohe Schwungmasse 2-3 min nach!

Danke und Grüße
Menelaos
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 31.07.2020 - 20:38 Uhr  ·  #71
Hey

für deine beschriebenen Daten habe ich einen fertigen nagelneuen bzw. unbenutzen Scheibengenerator hier liegen.

Ladebeginn bzw. Ladeerhalt bei 2m/s ist unklug - 2,5 kriegt man aber hin. Ich bin gerade zeitlich etwas eingespannt, würde dir aber anbieten dass wir mal zur Thematik telefonieren. Bei Interesse gerne PN an mich.

vg
max
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 01.08.2020 - 21:24 Uhr  ·  #72
Ich möchte meinen Generator am liebsten selber bauen, aber Danke für das Angebot Max!

Ach und ich Schreibe dir dann eventuell mal ne PN!

Habe hier mal ein Video wo der Rotor bei Windgeschwindikeiten von 2-5m/s ohne Generator / Last Läuft!
https://youtu.be/DhKhJ6oEvkw´

Der Motor hält sein drehen bereits mit Windgeschwindigkeiten von 1m/s aufrecht.
Ab 1,5 meter pro Sekunde läuft er an und mit 2m/s hat er bereits eine Drehzahl von ca. 40 bis 50 Umdrehung pro Minute!

Ich bin bis Jetzt sehr Zufrieden

Außerdem habe ich überlegt erstmal einen kleineren Generator zu bauen da ich noch keine Erfahrungen damit habe deshalb wollte ich erstmal einen bauen der eventuell 50-60€ kostet drei Phasen hat und vom Prinzip wie der spätere Generator aussieht (aber halt sehr klein) nur eben nicht die Leistung bringt. Wenn ich dort einen Fehler mache z.b. beim Harzeingießen, muss ich nicht gleich 5 kg Kupfer wegwerfen!

I
Zitat
Ladebeginn bzw. Ladeerhalt bei 2m/s ist unklug - 2,5 kriegt man aber hin.


Ich behaupte sogar das an meinem Standort das Einspeisen ab 2 m pro Sekunde Rentabler ist als ab 2,5 meter pro Sekunde da bei uns oft nur ein sehr schwacher Wind weht der zwischen 1 und 2,5 Meter pro Sekunde pendet und ein starker Wind mit über 5 m pro Sekunde wirklich nur sehr selten existiert.

Und das müsste ja auch gehen, nur der Wirkungsgrad bei höheren Windgeschwindigkeiten wäre dann entsprechend schlechter oder?
Menelaos
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 02.08.2020 - 07:39 Uhr  ·  #73
Moin,

Die Leerlaufdrehzahl ist erstmal nicht so wichtig, unzer Last wird sie noch deutlich einknicken. Zum Einspeisebeginn bzw. Ladebeginn wird die Kennlinie etwas herabgezogen. Man rechnet also auf 2,5-3 m/s und lässt den Rotor dann mit etwas höherer SLZ laufen, so ab 3-3,5 m/s dann mit Auslegungsschnelllaufzahl.

Der Generator muss groß genug sein um auch die Last bei größeren Windgeschwindigkeiten abzufangen.

Einen kleinen Probegenerator kannst du zum üben ja gerne bauen, allerdings wird dein Windrad damit nichts anfangen können, es sei denn du übersetzt ihn gewaltig und legst die Wicklungen auch entsprechend aus.

Für einen Generator pasender Größe wirst du gute 1000€ an Material ausgeben. Es ist kein gewaltiges Hexenwerk wenn man alles gut vorbereitet und sorgfältig arbeitet.
Bei 2 m/s weht der Wind aber noch nicht stabil und es sind nur ganz wenige Watt Leistung möglich. Die Elektronik frisst auch noch ein wenig,auch die Lagerung und bei so wenig Wind ist auch der Wirkungsgrad nicht gut. Mit Glück landest du dann bei knapp unter 10 Watt Abgabeleistung. Unter 2,5- 3m/s wird die Anlage nicht stabil laufen können.

Hast du von Crome die Bremse und die Überdrehzahlsicherung übernommen?

vg
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 03.08.2020 - 13:57 Uhr  ·  #74
Okay dann eben ab 2,5m/s. Allerdings möchte ich auf keinen Fall so viel Geld ausgeben! Meine Schmerzgrenze wären so 400€ für Spulen und Magnete, da mir klar ist das sich die Anlage nicht Rechnen wird. (Erst recht nicht wenn ich für den Generator das 3-4 fache an Geld ausgebe, was das restliche Windrad gekostet hat)

Die Magnetscheiben (Ohne Magnete) lässt ihr euch zuschneiden / lasern oder? Das muss doch auch billiger gehen! Epoxy und Glasfaser habe ich schon.
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 03.08.2020 - 15:24 Uhr  ·  #75
Die Stahlscheiben sind es nicht. Die kosten in der Tat nicht viel. Aber die Magnete!
Rechne mal einen durch mit dem Generator-Tool, und dann suche Dir welche aus!

Kannst Dich auch vergleichsweise an dem Kollegen orientieren: Forum/cf3/topic.php?t=6204

Grüße, Che
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 03.08.2020 - 23:05 Uhr  ·  #76
was sagt ihr zu dem Scheibengenerator:
Reicht das aus? Der Rotor soll übrigens ab 6m/s zum teil aus dem Wind gedreht werden!
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 03.08.2020 - 23:28 Uhr  ·  #77
mit 400€ wirst du nichts. Was du da rechnest reicht bei weitem nicht aus, die große Anlage ist träge, da muss der Generator schon,was aufnehmen können.
Dann lass das doch mit dem Scheibengenerator und mach was mit Getriebe. da kommst du von den Kosten hin und kannst auch das volle Potenzial der Anlage ausschöpfen.

Für so ein Drehmomentmonster ist das ohnehin Perlen vor die Säue....
Ansonsten muss es vernünftig dimensioniert sein und da landest du bei min. 1000€ Materialpreis...eher mehr.

vg

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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 04.08.2020 - 11:29 Uhr  ·  #78
Zunächst vermutlich Schreibfehler: <Umfang in Lochmitte> sicher 1,58 m, nicht mm.

Bei 6 m/s fangen andere erst richtig an. Wenn Dein Windrad sich da beginnt, hin zu legen, finde ich den Generatorentwurf als Erstentwurf garnicht schlecht. Nur die Start-v kann ruhig auf 2,5 m/s geändert werden, evtl. sogar auf 3.
Auch musst Du konsequent sein. Wenn ab 6 m/s Abregelung, dann nicht 5 m/s als referenz zur Leistungsberechnung hinten.
Hat Konsequenzen bezüglich Drahtdicke bzw. Querschnitt. Über D wesentlich größer als 1 würde ich doppelten Draht nehmen.
Bei 2x1mm Querschnitt schon 1,57. Damit Stromdichte jetzt bei 5 m/s mit 5 A/mm² akzeptabeler. Zuvor mit 6,62 ansich zu hoch. Oder hat Max andere Praxisdaten?

Hänge bezüglich Stromdichte ein Excel-file an. Immer Sternschaltung verwenden!

Bezüglich Max: Trägheit hin oder her. Die Statorscheibe ist auch nicht direkt mimosenhaft, wird i.A. unter Limit betrieben, und hat kurzzeitig Reserven.

Damit nicht später doch noch ein größerer Generator her muss, wäre genauere Ergründung Deines Standortpotntials sicher sinnvoll.

@ Max: Generator mit Getriebe, ja was nimmt man da derzeit?
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 04.08.2020 - 12:47 Uhr  ·  #79
Wo kauft ihr eigentlich Kupferlackdraht und Magnete?
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Re: CK 220 Profil Aus 3D Drucker

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Gepostet: 04.08.2020 - 12:49 Uhr  ·  #80
moin Che,

Mal bei Mädler gucken, da gibts gute Dinger mit diversen Übersetzungen, auch als Flansch - einfach mal reinschauen...gutes Preisleistungsverhältnis. Hinten ran kann ja was mit richtig Drehzahl, dann ist der Generator aber wesentlich kräftiger bei kleinen Abmaßen.
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