Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

Experiment
 
FamZim
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Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 06.10.2020 - 18:33 Uhr  ·  #1
Hallo ihr Lieben

Ich möchte nun auch mal wieder einen Generator bauen der nicht rastet, aber ein Eisengeni ist!
Das Statorblechpaket war ein Gleichstrommotor für einen Rasenmäher, mit grossem (91 mm) Durchmesser und ist nur 20 mm stark.
Natürlich mit Kolektor der nicht mehr gebraucht wirt.
Dieser ist flach im Statorpaket und wurde mir horizontalen Bürsten bestromt.
Er war 6 Polig mit nur 2 Bürsten, und mit Feritmagneten bestückt.

Nun aber zum Experiment:
Der Gedanke ist das die Polzahl möglicht dicht an die Anzahl der Statorzähne heran soll, was normalerweise eine Diverenz von immer noch 2 bedeutet.
Nun hat dieser aber 25 Statorzähne und kann bei 24 oder 26 Magneten bis auf nur einen an die 25 heran rücken.
Ich habe es mir so gedacht das jeweils 8 Zähne nebeneinander zu einer Phase gehören und abwechselnt links/rechts gewickelt werden.
Es besteht nur ein ganz geringer Versatz jaweils zum nachbar-Magneten.
Danach die zweite Phase mit 8 Spulen und dann die dritte !
Macht zusammen 24 Spulen --- und der letzte Zahn bleibt einfach unbewickelt.
Nachdem bei drehen alle 3 Phasen nach einander ihre Magnete erreicht haben, wechselt der erste Zahn der ersten Phasen erst den Magnet und damit die Polarität -- Ich denke das geht einwantfrei --
Habe schon mal die Magnete bestellt.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 07.10.2020 - 09:48 Uhr  ·  #2
Da können wahrscheinlich nur wenige mit reden, und ich auch nur bedingt.
Wenn der 25. Zahn nicht wäre, würde das eine Aneinanderreihung von 2 Systemen 12:10.
Was der "Zahnfehler" aus macht, wirst Du uns sicher bald berichten.

Zitat
8 Zähne nebeneinander zu einer Phase
Was das wohl werden wird?
Könnte eher so sein, dass sich jeweils ein Doppelzahn, gegensätzlich bewickelt, im Sinne von R,S,T abwechseln muss.
Einer davon hier abgebildet:
 


So jedenfalls (nach meinen Erkenntnissen) beim System 12:14 und Vielfache.
Das ginge hier natürlich auch. Dreht langsamer, hat mehr Drehmoment und möglicherweise auch noch weniger Rastmoment.
Aber die Magneten hast Du ja schon bestellt.
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 07.10.2020 - 15:18 Uhr  ·  #3
Hallo Che

Du hast das Prinzip schon richtig erkannt mit sehr schöner Zeichnung.
Dort sind 12 Stege gegenüber 14 Magneten, also die Magnete etwas schmaler, und man sieht den Versatz sehr deutlich.
2 Pohlwechsel pro Umdrehung sind ein Polwechsel für 6 Stege, auf denen 3 Phasen verteilt sind.
So bleiben für jede Phase dann 2 Stege nebeneinander mit umgekehrter Wickelrichtung.
Dann noch 2 gegenüber.
Bei meinem sind es nur 1 Polwechsel pro Umdrehung, also über alle 24 Stege.
Die, auf drei Phasen verteilt, sind dann aber 8 Stege für 1/3 tel Polwechsel.
Also 8 Spulen nebeneinander, von 3 oder 5 Spulen hab ich schon gehört, das geht mit 8 natürlich auch.
Das Drehmoment wirt allerdings nur (umlaufend) an einer Seite übertragen, und "könnte" die Glocke verformen, aber der Luftspallt wirt auch grösser als vorher.
Die alten Magnete sollten schon gestern raus -- hat aber nicht geklappt, da muß dann ein Brenner rann, kann man nur draussen machen.
Der Kleber ist dermassen hart und reagiert nicht auf normale Wärmebehandlung .

Die Magnete sind eben schon gekommen 20 x 10 x 5 mm , es sind ein Paar mehr für einen kleinen Dualgenerator mit, der hat schon lange mein Interesse geweckt.
Weinernte an der Hauswand soll auch noch sein, ist dieses Jahr nicht so viel aber sehr süss !!

Gruß Aloys.
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 07.10.2020 - 21:39 Uhr  ·  #4
Hallo

Die Magnete sind nun raus und immer noch magnetisch !
Die neuen mags sind unglaublich, bekomme sie mit den Reumahänden kaum auseinander, man man man .

Gruß Aloys.
Che
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 07.10.2020 - 22:31 Uhr  ·  #5
Ja ja und dabei sind das noch kleine. Bei größeren kann man hoffen, dass die mit Sperrholz oder wenigstens dicker Pappe separiert wurden. Kannst Du ja auch nachholen.
Ansonsten auseinander drehen und schieben, ist ja klar.

Etwas Rastmoment wird vermutlich bleiben.

Was den längeren Text betrifft, so ist das sicher verständlich, dass ich Dir nur teilweise folgen kann.
Wenn natürlich Tangentialkraft-maximum immer wechselt zwischen den konzentrierten Gruppen R,S und T, dann schon erwartbar, dass mehr Verformungen, evtl. auch Schwingungen,
als wenn die Maxima aufgeteilt sind in wenigstens 2, 180° gegenüberliegend. Bei 24 Spulen 4.

Hoffentlich bekommst Du das auch verkettet, also jeweils elektrisch um 120° verschoben.
Gut, nach Gleichrichtung lässt sich alles zusammen schalten. Aber dann evtl. eben 6 Leitungen nötig, und nicht nur 3.

Ferrit immer noch magnetisch. Ja, das Zeug hält wohl 300° aus.
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 26.10.2020 - 18:28 Uhr  ·  #6
Hallo

Es soll dann auch weiter gehen, natürlich erst mal Bilder.
Der Stator mit Kolektor aber ohne Wicklung.
Irgentwie klappt das nicht wie gedacht, erst mal sehen was daraus geworden ist.
Gruß Aloys.
 
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 26.10.2020 - 18:34 Uhr  ·  #7
8 Spulen für eine Phase gewickelt.
0,3mm Draht und je 64 Windungen, zusammen = 7 Ohm !
Für jede Spule brauche Ich ~ 20 min .

Gruß Aloys.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 07.11.2020 - 18:19 Uhr  ·  #8
Hallo

Es sind nun die 3 mal 8 Spulen drin mit einem freien Steg- sieht schon eigenartig aus .
Na ja mache grade etwas Platz im Keller, da ich Kerzen gezogen und gegossen habe, muß nun der Arbeitzplatz geräumt werden.
Dann kann Ich Kerne zum Alugiessen des Statorträgers drehen, muß die Abmessungen mit Übermas festlegen, da kommen auch die Kugellager rein.
Es sollen nur normale rostfreie verwendet werden, da keine grosse Achsiale Kraft drückt denke Ich.

Gruß Aloys.
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 19.11.2020 - 22:20 Uhr  ·  #9
Hallo

Mal die neuesten Bilder mit Wicklung und Formen zum Alugiessen.
Diese sind mit Übermass und etwas schräge damit der Kern auch aus dem gestampften Ölsand heile raus geht.
Der Kern ist 2 Teilig und kommt in 2 mal Ölsand, die Trennstelle ist am grösten Durchmesser.
Die Ölsandformen werden dann zusammen gestellt und gemeinsam zu einem Stück gegossen.
Anschliessent auf Maß gedreht.

Gruß Aloys.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 27.11.2020 - 17:45 Uhr  ·  #10
Hallo

Anbei mal die gegossenen Rohlinge für Statorträger, Glockenträger mit Magneten, und die obere Halterung für die 5 geplanten Rotorblätter.
 

Dann nach dem Drehen auf Fertigmaß mit Kugellagersitz, schon in der Montagereienfolge und Welle (12 mm) mit Überlänge.


 

 


Gruß Aloys.
Che
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 27.11.2020 - 21:47 Uhr  ·  #11
Solchen Aufwand muss man eben treiben, wenn von Innenläufer auf Außenläufer umgearbeitet wird.
Aber der Tag hat 24h (und wenn die nicht reichen, nehm se de Nacht noch dazu! ). Scherz beiseite, man muss was tun, bevor lange Weile auf kommt.
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 05.12.2020 - 19:24 Uhr  ·  #12
Hallo

Wiso den Aufwand ? wenn Ich an alles was für Dualscheibengenerator gemacht wirt denke .
Habe noch jede Menge Löcher mit Gewinde reingemacht, die meißten sind aber schon für den H Rotor !
Unkosten waren bis jetzt nur 24 € für Magnete, alles andere liegt ja so rum !

Gruß Aloys.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 08.12.2020 - 14:28 Uhr  ·  #13
Hallo

Nun sind alle Magnete auch drinn, allerdings mit Komplikationen.
Nach dem alle 24 drin waren, war noch ~ 8 mm Luft zum ersten ?
Ich habe diese Lücke dann mit 1 mm Streifen rund herum verteilt ausgeglichen.
Das ist wohl zu ungenau was dann eine Rastung zeigt.
Die ist nicht sehr stark , 25 mal wirt gerastet, stört mich aber sehr.
So war es nicht geplant.
Es sind die Magnete so in Gruppen aufgeteilt, die dann doch wieder genau zu den Statorstegen passen, die müssen also noch mal raus.

Gemessene Daten auf der Drehmaschine bei etwa 475 U/min.
Lehrlaufspannung 37,5 V
Bei Belastung dann
29,0 V 0,4 A 11,6 W
27,6 V 0,5 A 13,8 W
26,2 V 0,6 A 15,7 W
25,0 V 0,7 A 17,5 W
23,8 V 0,8 A 19,0 W
22,4 V 0,9 A 20,16 W
21,0 V 1,0 A 21,0 W
19,2 V 1,1 A 21,12 W
17,6 V 1,2 A 21,12 W
15,9 V 1,3 A 20,67 W
14,8 V 1,4 A 20,72 W
13,7 V 1,5 A 20,55 W
12,0 V 1,6 A 19,2 W

Die eingebauten Dioden sind auch nur für 1 A also Schluß gemacht, die Leistung sinkt ja schon wieder.

Bilder :
Magnete vorbereiten und fertig eingeklebt.

Gruß Aloys.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 08.12.2020 - 20:53 Uhr  ·  #14
Hallo

Weil alles so gut klappt alle Magnete wieder raus und Gehäuse schon sauber gemacht.
Dann einen 0,8 mm Rohrring aus Ofenrohr gesägt um den Luftspallt kleiner zu machen.
Jetzt keine Lust mehr !! Morgen dann Ring und Magnete wieder rein, und besser auf die Abstände achten.

Gruß Aloys.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 09.12.2020 - 14:50 Uhr  ·  #15
Was ich letztens mit Aufwand meinte, ist nicht der materielle, sondern der an Arbeit.

Ganz ohne Rastung ist schwer. Schränkung geht nicht mehr, oder doch?. Wenn bei Blechpaket nicht mehr, dann vielleicht bei Magneten?
Gibt einen hier im Forum, der hat Rastwirkung einfach dadurch reduziert, dass er den Luftspalt größer machte. Das, bevor Du Ofenrohr-Blech einlegst.

Bisher 6 Dioden?
Richtig Aufschluss mit einem Blick erhält man durch das Oszillogramm der gleichgerichteten Spannung, ohne Ladekondensator, aber mit zumindest geringfügiger ohmscher Last. Wenn Du da irgendwann was hättest?
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 09.12.2020 - 21:26 Uhr  ·  #16
Hallo

Alles ist wieder drin, Blech eingeklebt und die Magnete mit Abstandsleisten genauer eingeklemmt.
Die Spannung ist gestiegen auf 42 V Lehrlauf. (Da hatte Ich mehr gehofft).
Die Rastung geringfügig geringer auf 160 g bei 11 cm Hebelarm !
Die 6 Dioden sind im Generator mit drin und + und - ausgefürt.
Mein Oszilloskob ist leider bei meinem Sohn in Aachen !
Die Magnete leicht zu drehen ginge auch noch, ist ja noch nicht geklebt.
Leistung ist etwa 50 % gestiegen durch höhere Lastspannung.

33,0 V 0,5 A 16,5 W
31,8 V 0,6 A 19,1 W
30 4 V 0,7 A 21,3 W
28,8 V 0,8 A 23,05 W
28,3 V 0,9 A 25,5 W
27,0 V 1,0 A 27,0 W
25,3 V 1,1 A 27,8 W
25,0 V 1,2 A 30 0 W
23,7 V 1,3 A 30,8 W
22,3 V 1,4 A 31,2 W
21,0 V 1,5 A 31,5 W
19,95V 1,6 A 31,9 W
18,0 V 1,7 A 30,6 W
Dann sinkt die Leistung wieder, also max Leistung bei dieser Drehzahl.
Drehmoment bei Last hab Ich noch nicht gemessen.

Gruß Aloys.
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 09.12.2020 - 21:53 Uhr  ·  #17
Drehmomente :

Lehrlauf 72 g an 11 cm Hebel.
Bei 0,5 A = 470 g Spring aber gerne nach 0,6 A
Bei 1,0 A = 710 g
Bei 1,5 A = 1010 g ! 11,11 cm/kg

Gruß Aloys.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 10.12.2020 - 16:40 Uhr  ·  #18
Hi Alois,
100g entsprechen 1 N.
Rastmoment daher 0,176Nm. Das ist für so einen kleinen Generator zu viel, insbes. wenn es von einem Darrieus überwunden werden soll.
0,2 Nm würde ich evtl. akzeptiren bei meinem Black600-Aufbau mit D 1,64 m. Da waren 0,4 Nm vom Nabenantrieb schon unakzeptabel.

Werde Dir Messungen zu einem Generator von Hübner zukommen lassen.
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 11.12.2020 - 16:08 Uhr  ·  #19
Grundsätzlich habe ich doch einige Fragen.

1. Warum hast Du nicht die Spulen vorgefertigt und dann eingelegt, so wie das hier zu sehen ist?

 


Je 64 W im Durchsteckverfahren, ist nicht Vergnügungssteuer-pflichtig. Außerdem, wenn da zwischendurch das Telefon klingelt, werden es dann wirklich 64W?
Die Industrie wickelt Deine Variante meines Wissens nach auf jeden Steg seperat und außerhalb. Anschließend wird der eingepresst, in einen speziellen Sitz. Wie vermieden wird, dass sich genau da ringförmige Kurzschlüsse im Eisen bilden, weiß ich nicht. Aber man scheint das zu beherrschen.

2. Man liest ja immer, was man erwartet. Deshalb stolpere ich erst jetzt über das Zuordnungsverhältnis 25:24 (Spulenköpfe:Magnetpole)
Wenn der überschüssige Steg nicht wäre 24:24, also 1:1. Da das nicht geht, 2:2 bzw, da Drehstrom, 6:6.
Ich kenne das klassische 3:2 https://upload.wikimedia.org/w…erator.gif
Dann noch 3:4, was beim Scheibengenerator-Eigenbau meist verwendet wird.

Jeweils natürlich auch ganzzahlige Vielfache.

6:6 - geht denn das bei Drehstrom? Mal davon abgesehen, dass 24 (+1*leer):24 nur ne leicht verfälschte Variante ist.
Ansich müssen sich ja die Phasenspannungen nach diesem Schema entwickeln, immer 120° versetzt.

 


Mal davon abgesehen, dass es hier nicht um einen Motor geht (der nicht laufen würde), klappt das noch mit der Verkettung, wenn jede Phase eher gleichzeitig ihr Maximum oder Minimum hat?
Gleichgerichtet wird es eher so aus sehen, als wäre es ganz normaler 2-Phasen Wechselstrom. Bezüglich Konsequenzen bin ich im Moment noch unschlüssig.

Da ich weiß, dass Zuordnungen von 12:14 gut gehen, wohl auch 12:10, hatte ich ja gedacht, dass bei Dir entweder 28 oder 20 Magneten zum Einsatz kommen.
Da aber nicht Mitglied in der Modellbau-Szene - kann man einfach bei jeder möglichen Spulenkombination Drehstrom, also durch 3 teilbar, 2 Magneten (also 2 Pole) dazu geben oder weg lassen, und es funktioniert? Auch noch gut, und mit geringem Rastmoment natürlich?

Nochmal zurück zu den vielen Wicklungen mit Konsequenz dünner Draht und hoher Widerstand.
Warum so viele?
Erhöhen bei Dir wirklich alle Spulen einer Phase die Spannung, oder arbeiten manche auch dagegen?
Das jeweils in Echtzeit, wohl nur oszillografisch zu ergründen.

Spezialfrage noch:
Hatte ich das richtig verstanden, dass Du alle 8 Stege für jeweils 1 Phase unmittelbar nebeneinander zu liegen hast?
Also nicht 2 für R, 2 für S, 2 für T und so weiter?
FamZim
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Re: Generator mit 25 Nuten und 24 Magneten.

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Gepostet: 12.12.2020 - 17:00 Uhr  ·  #20
Hallo

Soo viele Fragen !
Die kürzeste Windungslänge hat man "direkt" um den Steg gewickelt, alle anderen haben eine grössere Windungslänge.
Die Dräte werden "nicht" durchgesteckt, sondern in die Nuten eingelegt, einmal hin und an den Steg angelegt und wieder zurück und angelegt.
Immer eine Lage auf den Kern und dann die nächste.
4 Lagen mit etwa 16 Windungen und fertig.
Alle 8 Spulen sind nebeneinander abwechselnt rechts und links gewickelt.
Die erste und die letzte sind dann etwa 1/3 tel "Magnetbreite" versetzt.
Dann die nächste Phase, wieder Versatz um 1/3 tel Magnet, (ewentuell sollte Ich mal dabei Anfang und Ende tauschen ?? ).
Dann die Dritte.
Danach ist erst alles um einen Magnet gewechselt.
Ja 3 zu 2 ist die Grundregel, aber 12 zu 14 oder 10 ist auch schon 6 zu 7 und 6 zu 5 im Verhältniß.
" Normales " verhältniß wären da 12 zu 8 oder 16 Magnete. (3 zu 2 3 zu 4).
Die Rasten relatief stark was unerwünscht ist.
Also geringere Diverenz zwischen Polen und Spulen.
Bei Scheibengeneratoren sind auch nicht alle Windungschenkel gleichzeitig am Magnete sondern zum Beispiel immer die linke Seite der Spulen komt am Magnet an, Innen sowie aussen, dann schieben sich die anderen Windunge nach und nach über den Magneten.
Bei Eisengeneratoren macht man das mit ganzen Spulen und Stegen die nacheinander das Magnetfeld erreichen.
Ein normaler 2 Poliger braucht nur 6 Nuten, aber die meisten haben 12 - 14 oder 36 Nuten, oder Stege wie sie auch heissen.
Ganz grosse haben 9 Spulen für einen Magnetpol.
Die kommen nacheinander erst über das Magnetfeld.
Bei meinem sind die einzeln nebeneinander, und kommen nach einander über den passenden Magneten.
Zusätzlich muß ein Steg unbewickelt bleiben, oder eine Phase bekommt 9 Spulen, dann sieht es nicht krank aus.
Ich habe so viele Windungen gewählt um mit möglichst geringer Drehzahl auf 12 V zu kommen ohne Schnickschnack.

Ich werde noch mal Messungen mit anderem A Meter machen, brauche auch ein feineres Lastpoti zum einstellen.
Dann kommt das Drehmoment noch dazu und es kann der Wirkungsgrad errechnet werden.
Drehzahl brauche ich auch noch genauer, es ist die Angabe auf der Drehmaschine, die hat aber ein Keilriemengetriebe.

Gruß Aloys.
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