Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 21.05.2021 - 22:06 Uhr  ·  #61
Ich würde sagen Dein Rotor ist etwas schwach verankert, die relativ dünne Achse reagiert nachgiebig auf die Lastwechsel.

Das sind Impulse die auf die Achse übertragen werden jedes mal wenn sich die Strömung auf der gegen laufenden Rotor-Seite nach oben auswandernd von den Flügeln ablöst.

Ob Unwucht bei der Taumelbewegung auf dem Video mitwirkt läßt sich so kaum beurteilen, ich würde eher darauf tippen dass es nur die ganz normalen Lastwechsel sind die da an der Konstruktion "zupfen".
Menelaos
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 21.05.2021 - 23:25 Uhr  ·  #62
...aber ansinsten läuft der echt gut!
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 08:16 Uhr  ·  #63
Max sagt es! Ein Genuss!

Was das Schleudern angeht - am besten sitzt das erste Lager immer genau im Schwerpunkt des Rotors in der Mitte.

Bei Dir scheint die Lagerung weit unten zu liegen, dort wo die Achse an einem Pfahl angebracht zu sein scheint - so scharf sieht man das auf dem Video ja nicht.

Jedenfalls scheint die Achse so lang wie sie frei läuft den Biegekräften nachzugeben. Das sollte sie besser nicht, irgendwann zerlegt das Dein Kunstwerk!

Um das zu verbessern folgender Lösungsvorschlag:

Führe die Drehachse durch ein Rohr welches bis an die unteren Tragarme heranreicht, dort mit einem Lager und unten am Rohr wo die Drehachse dann austritt noch ein Lager. Das Rohr Kannst Du dann an dem Pfahl so festflanschen das dort auch kein Nachgeben entstehen kann.

Dann sollte Deine Helix sich nicht mehr so aufschaukeln können und ruhiger laufen.
FamZim
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 10:58 Uhr  ·  #64
Hallo

Eigentlich ist doch durch die Helixanortnung der Blätter, die Last gleichmässig bei Drehbewegung.
Darum macht man doch den Aufwand.
Das Wippen hin und her wirt wohl durch Böhen angeregt, die die Lagerung eher nicht zusätzlich stark belasten, denn Last ist immer einseitig vorhanden bei Winddruck.
Alle Lager sind immer für Belastung ausgelegt, egal in welche Richtung, wie hoch die sein darf steht in den Datenblättern.

Gruß Aloys.
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 12:07 Uhr  ·  #65
Zitat

...aber ansinsten läuft der echt gut!


Ist auch Sturm hier gerade ;-)

Dabei kommt dann tatsächlich auch genug Energie zusammen, um nen Smartphone (seeehr langsam) zu laden :-)

Zitat

Um das zu verbessern folgender Lösungsvorschlag:


Das mit dem Rohr wäre auf jeden Fall ne sinnvolle Idee. Das Rohr könnte man auch etwas länger machen und damit das Rad höher aufstellen. Idealerweise dann natürlich auf Reibpassung (heißt ein "friction fit" auf Deutsch so?) ... aber dafür bräuchte man ne Drehbank.

Zitat

Eigentlich ist doch durch die Helixanortnung der Blätter, die Last gleichmässig bei Drehbewegung.


So der Plan.

Wobei die Last dann immer noch von Oben nach Unten springt jedes mal wenn das Blatt zuende ist, oder? Das könnte auch für Lastwechsel sorgen.
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 15:55 Uhr  ·  #66
So schwierig wäre es nicht das Rohrstück nur so lang zu machen das unten noch die jetzige Drehachse zum Ankoppeln an Deinen Generator herausschaut. Das Rohr liesse sich sehr elegant auch als Tripod nutzen mit 3 langen Beinen zum Boden.

Letzten Endes bräuchtest Du bei einem längeren Mast normalerweise sowieso eine Verspannung wenn der nicht superstabil und am Boden in ein massives Betonfundament eingelassen wird. Drei Beine sparen die Verspannung, sind wie ein supersolider Turm.

Mit einem Tripod bist Du mobil, kannst auch mal den Standort wechseln und hast auch für spätere Versuche eine gute Plattform.

Wenn nötig kann man etwa mittig ein Gewicht in das Tripod hängen damit es auch im Sturm fest steht. An das Rohr lassen sich leicht 3 Ohr Paare anschweißen zum Anschrauben der Beine und deren Spreizverstärkung.

Das macht Dir jede Mechanikerwerkstatt für ein paar "Groschen"

Das ginge auch ohne Schweißen mit Flaschen die drangeschraubt werden auf Pressung, sieht allerdings vielleicht ein bisschen grob aus.

Ein einfaches Wasserrohr mit Aussengewinde an beiden Enden auf die für die Halterung der Lager Reduzierstücke geschraubt werden die sich mit etwas Glück als Halterung der Lager mißbrauchen lassen tut es vielleicht auch schon.

Passung vielleicht durch reinkleben, da müsste dann aber auch die Achse schon in die Lager auf beiden Seiten eingeführt werden weil die Lager doch leicht ohne Verkantung laufen sollen

Das die Achse nicht durchrutscht kann man am oberen Lager aufliegend mit einer Buchse verhindern die mit einer Schraube fixiert werden kann.
FamZim
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 15:59 Uhr  ·  #67
Hmm

Die Frequenz wäre aber höher, 3 mal pro Umdrehung.
Frei stehende Rohre wackeln auch im Wind durch Strömungsabrisse, abwechselnt mal links vorbei und mal rechts vorbei.
Grosse dünnwandige Kamine haben oft umlaufende Spiralen aussen um das zu verhindern !

Gruß Aloys.

Mein kleiner 5 Blattrotor steht nur in einem " einschraubbaren Ständer" für Sonnenschirme vom Camping.
Der bewegt sich kaum mal seit vorigem Jahr.
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 18:46 Uhr  ·  #68
Zitat

" einschraubbaren Ständer" für Sonnenschirme


Schirmständer!!! Das ich da noch nicht drauf gekommen bin ... sowas haben wir natürlich hier rumstehen :-)

Zitat

Das ginge auch ohne Schweißen


Hier (sind vor kurzem hier auf nen Bauernhof gezogen) steht tatsächlich auch nen Schweißgerät rum ... das wollt ich mir sowieso mal angucken.

Aber nen Rohr mit Gewinde wäre tatsächlich ne gute Idee ... da könnte ich einfach nen Adapter drucken, das Lager einpressen und das ganze dann auf das Rohr schrauben.
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 22.05.2021 - 21:17 Uhr  ·  #69
"Aber nen Rohr mit Gewinde wäre tatsächlich ne gute Idee ... da könnte ich einfach nen Adapter drucken, das Lager einpressen und das ganze dann auf das Rohr schrauben."

OK, und damit die Lager im Rohr nicht verrutschen zwischen den Lagern als Abstandhalter ein dünneres Rohr auf den äusseren Lagerschalen ruhend.
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 24.05.2021 - 16:13 Uhr  ·  #70
Zitat

OK, und damit die Lager im Rohr nicht verrutschen zwischen den Lagern als Abstandhalter ein dünneres Rohr auf den äusseren Lagerschalen ruhend.


Oder halt andersrum: Das Rohr etwas zu klein, und dann die Lager mit was 3D gedrucktem oben drauf fest halten.
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 24.05.2021 - 17:32 Uhr  ·  #71
Genau! Noch weniger aufwendig! :-)

Die gedruckten Teile in Plastik würde ich wegen der Empfindlichkeit gegen UV von der Sonne relativ dick und in Schwarz halten, auf keinen Fall durchsichtig.
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 31.05.2021 - 11:35 Uhr  ·  #72
Ein kleines Update:

Der Rotor hat die letzten, relativ stürmischen Tage überlebt. Das waren jetzt nen paar Tage mit Durchschnittlich 20 km/h Winden ... aber die kamen am Rotor nicht wirklich an denke ich.

Ich hab jetzt ne ganze wilde Konstruktion zur Energiespeicherung:

 


Das ist jetzt der >0.9V zu 5V USB Wandler und dann zwei 1.5V AA Akkus die man über USB aufladen kann 🙈
Bei dem "Sturm" in den letzten Tagen hat sich das Rad dann auch regelmäßig schnell genug gedreht um auf Ladespannung zu kommen. Normalfall ist das allerdings nicht :-/
Das ganze ist vermutlich auch extrem ineffizient, der 0.9 zu 5V Wanlder alleine hat schon eine <90% Effizienz (je nach Eingangsspannung) ... der Wandler in den Batterien vermutlich nochmal.




Einfach nur Testweise bin ich gerade dabei einen kleinen Savonius Rotor als Starthilfe zu designen ... ich hab noch etwas dünnes Edelstahlblech, das dürfte ordentliche "Schaufeln" abgeben. Wenn ich die nur in einer Richtung in Form zwinge müssten die sich bei zu hohen Drehzahlen einfach "einrollen", oder?




Abgesehen davon hat der Baumarkt wieder offen und ich hab mal etwas Klarlack als UV Schutz spendiert ... so langsam ballert die Sonne ja wieder ordentlich 👍




Ah ... und ich hab mich mal an dem Scheibengenerator Dokument versucht ... das scheitert bei mir gerade etwas daran, dass ich keine guten Einstellungen finde. Ich will (bzw kann) das ganze nicht extrem groß bauen, ich glaub der Standard ist 30 cm Durchmesser. Ich würd lieber was deutlich kleineres (so 10 cm Durchmesser) haben und damit auf 5V zielen, aber da scheint mir die Realität im Weg zu sein ;-)
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 31.05.2021 - 17:22 Uhr  ·  #73
"Einfach nur Testweise bin ich gerade dabei einen kleinen Savonius Rotor als Starthilfe zu designen ... ich hab noch etwas dünnes Edelstahlblech, das dürfte ordentliche "Schaufeln" abgeben. Wenn ich die nur in einer Richtung in Form zwinge müssten die sich bei zu hohen Drehzahlen einfach "einrollen", oder? "

Eine interessante Idee, nur leider wird die zentral gelegene Drehachse des Rotors verhindern dass sich die Schaufeln wie "Ohren anlegen". Die reichen beim Savonius immer etwas in den Bereich der gegenüberliegenden Seite. Sonst wäre es kein Savonius sondern eher was im Stil von Halbschalen Anemometer.
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 17.06.2021 - 16:31 Uhr  ·  #74
 


Man lernt ja nicht aus ... sieht so aus als wären Lager aus "Wälzlagerstahl" (was auch immer das heißen soll) nicht wirklich für den Drausseneinsatz geeignet ... zumindest ist mir eins von zwei jetzt festgerostet ... und ich wunder mich warum sich das Rad bei dem Wind heute nicht dreht ... :-(
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 17.06.2021 - 18:35 Uhr  ·  #75
Versuch macht kluch! :-)

Edelstahllager kann man günstig bekommen, ebay z.B.

In Jedem Fall sollte man das Lager immer vor Feuchtigkeit und Staub schützen.
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 18.06.2021 - 09:51 Uhr  ·  #76
Zitat geschrieben von Carl

In Jedem Fall sollte man das Lager immer vor Feuchtigkeit und Staub schützen.


Is dafür nicht das 2RS? Ich hätte jetzt irgendwie erwartet, dass die Gummilippe reicht damit da kein Schmock ins Lager kommt ... hilft natürlich nicht wenn der Stahl an sich anfängt zu rosten.

Ich sollte da vermutlich nochmal die Aufhängung überdenken ... Lager auf/in Rohr ... das Lager muss ja die "Dichtung" sein, anders geht es ja nicht? Dann direkt unten ans Rohr den Motor ... der soll ja auch nicht volllaufen (der hat natürlich nochmal eigene Lager).
Carl
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 18.06.2021 - 20:51 Uhr  ·  #77
Das passiert auch bei abgedichteten Lagern. Genau wie eine verschlossene leere Petflasche sichtbar auf warme und kalte Aussentemperaturen reagiert kann in einem nach Sonnenschein aufgewärmtes Lager nach einem Regenguss Unterdruck entstehen, Nässe wird eingesaugt!

Lager gegen Nässe schützen ist Gebot! Passiert auch mit dem Fahrrad auf Spritztour im Teich! Kühlt flott ab und und schon gluckerts selbst im perfektest abgedichten Lager!
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 02.07.2021 - 11:18 Uhr  ·  #78
Ich spiele gerade etwas mit dem Gedanken mal eine Version Zwei von dem Windrad anzufangen ... Rapid Prototyping und so :-)

Ich beobachte das ganze ja jetzt ne Weile und soweit ich das beurteilen kann funktioniert die Kiste bei höheren Windgeschwindigkeiten ganz hervorragend ... dummerweise haben wir hier selten höhere Windgeschwindigkeiten. Laut "leichte Äste bewegen sich" passiert hier bei 3 m/s noch nicht viel.

Um dem entgegen zu wirken würde ich die V2 als erstes deutlich größer auslegen, 1x1m statt 0.5x0.6m. Dann hat man zumindest schonmal mehr Drehmoment.

Dann sagte oben irgendwer was von Reynolds Nummern ... was wohl heißt, dass ich dasselbe Profil größer machen würde. Die Frage ist jetzt, ziehe ich das einfach in die Länge? Oder skaliere ich das Profil gleichmäßig in alle Richtungen? [1]

Und bevor ich jetzt wild anfange zu bauen frag ich doch einfach mal die Experten hier ... was würdet ihr ändern?

[1] Idealerweise würde man das natürlich irgendwie mit ner Simulation optimieren. Der letzte Omega Tau Podcast is dazu zufälligerweise relativ interessant: https://omegataupodcast.net/37…und-milan/
fho
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 02.07.2021 - 11:20 Uhr  ·  #79
Oh ... und was mir gerade noch einfällt: das zweite Kugellager das ziemlich genau denselben Bedingungen ausgesetzt war (eher schlimmer weil es das obere war) läuft noch einwandfrei und hat keinerlei Rost angesetzt ... sehr seltsam.
XXLRay
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Re: Darrieus-Helix-Rotor aus dem 3D Drucker

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Gepostet: 02.07.2021 - 21:11 Uhr  ·  #80
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