Fragen zum RoWiTool

 
Hinterhof-Bastler
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Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 01.01.2024 - 14:59 Uhr  ·  #1
Moin, habe 5 Flügel aus PVC-Rohr gebaut. 99cm lang, 4mm stark, Rohrdurchmesser 125mm. RoWiTool sagt, zu klein, was anderes habe ich aber nicht da, will mit dem was da ist was bauen. Ich bin leider nicht sehr handwerklich begabt und habe auch kaum Werkzeug für filigrane Arbeiten.
Am Fuß sind die Flügel 11cm breit, wenn man in der Biegung mit einem weichen Maßband misst.
bei 5cm Länge sind es 10,5cm, bei 10cm sind es 10cm, bei 15/9, bei 20/8
25/7,5
30/7
35 bis 45/6
50 bis 55/5,5
60 bis 70/5 und ab 75 bis 99/4,5. Sollte eigentlich fließender schmaler werden, aber habs halt leider so ausgeschnitten. Die Flügel haben Gewichte von 198 bis 234g, da muss ich unbedingt noch nachschleifen, um sie alle gleich zu gewichten für die Wuchtung.

Den Anstellwinkel habe ich nicht verstanden, wo und wie messe ich den an dem Rohr? Ich denke mal an dem breiten Teil am Fuß, aber wie?

Hier ein paar Bilder:
 
 
 
 
 
 


Danke schonmal. Ich bin froh, wenn es hält, die Dinger wackeln nämlich wie sau. Bei mir wird das sowieso etwas russisch, weil ich bin einfach nicht gut in Sachen gerade ausschneiden und zusammenbauen. Wieso ist der Rohrdurchmesser zu klein?
Etwas entgratet habe ich schon, muss aber noch feiner werden. Auf dem einen Bild habe ich die 5 Flügel zur Veranschaulichung auf den Boden gelegt und drumherum weggeschnitten wegen der Dateigröße. Auch habe ich mal im RoWiTool die Werte etwa so angepasst, dass sie nicht dem Optimum, sondern am ehesten meinen gebauten Flügeln entsprechen von den Maßen her.

Oder zählt das, was unter die Nulllinie geht mit?

 
Das Bild hier passt nahezu perfekt zu meinen Maßen der Flügel, ist aber alles andere als gut.
FamZim
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 01.01.2024 - 19:34 Uhr  ·  #2
Hallo

Die Ideale Form ist wie eine Wendeltreppe, innen sehr steil und nach aussen sehr flach, aber immer Bergab, also sich in den Wind hineinschraubent.
So wie auf dem Bild mit den Unterlegekeil aussen (ganz wichtig) .
Das Rohr ist zu dünn da es keine breiten Blätter zuläst.
Die Dicke des Profils sollte aussen nur 10 % betragen, sonst ist die Wölbung zu groß und bremst bei hoher Geschwindigkeit.
Die Dicke mißt man wenn das Blatt flach aufliegt zur höchsten Erhebung oben, die sollte bei 1/3 tel von Vorne sein.
Bei 2 mtr Durchmesser hätten Meine Blätter innen 20 cm und aussen 15 cm, das wäre schon mal grösser als Dein Rohrdurchmesser, aber nun ist es eben so !
Die breite der Blätter oder des Prfiels mißt man von der Vorderkante bist zur Hinterkante, und nicht im Bogen.

Gruß Aloys.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 01.01.2024 - 19:53 Uhr  ·  #3
Zitat geschrieben von FamZim

Die Dicke des Profils sollte aussen nur 10 % betragen, sonst ist die Wölbung zu groß und bremst bei hoher Geschwindigkeit.
Die Dicke mißt man wenn das Blatt flach aufliegt zur höchsten Erhebung oben, die sollte bei 1/3 tel von Vorne sein.
Bei 2 mtr Durchmesser hätten Meine Blätter innen 20 cm und aussen 15 cm, das wäre schon mal grösser als Dein Rohrdurchmesser, aber nun ist es eben so !
Die breite der Blätter oder des Prfiels mißt man von der Vorderkante bist zur Hinterkante, und nicht im Bogen.

Gruß Aloys.


Zum Verständnis: Außen=Blattspitze, Innen=Blattfuß, Hinterkante=gerade, Vorderkante=angepasst.
Hab ichs richtig verstanden?

Kann das trotzdem funktionieren mit den dünnen Blättern?
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 01.01.2024 - 20:01 Uhr  ·  #4
Was meinst du mit immer bergab? Ich hab das Thema Aerodynamik noch nicht so ganz durchschaut. Kommt noch.
Carl
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 02.01.2024 - 00:42 Uhr  ·  #5
Na ja. der Stellwinkel verwunden, also in Nabennähe ein tiefer Winkel und an den Flügelspitzen sehr flacher Winkel. Das verstehst Du wenn Du Dir die Dreh Geschwindigkeit an den Blattspitzen vorstellst und mit der langsameren Geschwindigkeit an der Nabe vergleichst. Dort an der Nabe bedeutet ein tiefer Winkel mehr Drehmoment bei langsamer Drehzahl und an der Blattspitze weniger Drehmoment aber durch den flachen Winkel höhere Geschwindigkeit.

Würde der Winkel an den Flügelspitzen sehr tief sein hättest du dort zwar höheres Drehmoment aber der Flügel würde dann auch viel langsamer unterwegs sein.

Man kann das natürlich auch wissenschaftlich ausführlicher erklären, da spielen auch andere Faktoren eine Rolle wie der cw Wert.

Ein hoher Winkel an den Flügelspitzen würde das Windrad auch deshalb abbremsen weil es dann gegen die Drehrichtung den Luftwiderstand überwinden muss.

Es ist ein sehr umfangreiches Wissen was Du Dir da aneignen möchtest wenn Du Dich mit Aerodynamik auseinander setzen willst!

Wie alles was näher mit Windkraftanlagen zu tun hat.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 02.01.2024 - 05:49 Uhr  ·  #6
Naja dafür bin ich ja hier.
Erdorf
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 02.01.2024 - 07:36 Uhr  ·  #7
Hallo Hinterhof-Bastler,

Ich habe großen Respekt wie du dich hier in die Themen einarbeitest.
Ich finde du lernst sehr schnell.

Insgesamt ist so ein Windrad technisch doch recht komplex, wenn es gut laufen und Energie liefern soll.
Zu den Flügeln kann ich leider nichts oder nur zu wenig beitragen.
Mein Wissen ist einfach schlecht in diesem Bereich.

Es gibt ja, wie du siehst andere User hier, die ihr Wissen teilen können.

Grüße
Che
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 03.01.2024 - 15:09 Uhr  ·  #8
So wird es nichts.
Wer nicht genug Rohr-D hat und zudem noch bei Plastik zu geringe Wandstärke muss kleinere Brötchen backen und ggf. noch ein 6. Blatt dazu nehmen.
Habe ein durchgerechnetes Beispiel im Anhang.

Dazu passt als Generator evtl. ein Motor von einem Hover-Bord, wie sie gebraucht ab und an bei Ebay angeboten werden.
Dürfen nur nicht durchgebrannt sein, oder Windungsschluss haben.

Es ist bezüglich Wandstärke ein Dilemma. Bezüglich Aerodynamik soll die gering sein, insbes. an der Blattspitze.
Andererseits muss sie auch Steife bringen, und halten, insbes. an der nabenseitigen Einspannung.

Für die Dauer ist PVC sowieso nicht, denn es ist nicht UV-fest.
Wirklich Hand und Fuß haben als Basis wohl nur angerollte Al-Bleche, wie sie hier zu sehen sind.
https://www.youtube.com/watch?v=IFd5vjGuqEA
Zeigt auch gleich noch ein Furl-System zur Sturmsicherung.

Die Auffädelung von Profilen an einem Normalflügel mit TSR (Schnelllaufzahl) 6 ist hier zu sehen.
Man blickt auf die Spitze eines Flügels. Diese wird sich bei Wind nach links bewegen.
Von Wendeltreppe zu sprechen ist übertrieben.

 


Man kann die Profile aber auch durch solche der gewölbten Platte ersetzen,
diese dort anschrauben, wo die Tangente an eine ebene Nabenplatte zu liegen kommt,
und dieses Profil mit Einschraubstelle nach Links verschieben.
So wird verfahren mit allen anderen Profilschnitten.
Das ist die Philosophie vom RoWi-Tool.

Es gibt nicht den Einbauwinkel, sondern den jeweiligen am entsprechenden Profilschnitt.
Grundsätzliches über Winkel am Blatt hier Forum/cf3/topic.php?t=3840
Damals war ich noch Windfried.


Beispiel gebend für die Nutzung von Rohr-Blättern ist dieser Beiztrag hier: Forum/cf3/topic.php?t=3832
Auch das Doppelfahnen-System, obwohl bezüglich Desingn aus der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts,
funktioniert es als Sturmsicherung sogar ohne Rotor.

Nur 2 Dinge hätte ich zu bemängeln.
1. Die Blattspitzen sind zur Minderung des Anstellwinkels auf der falschen Seite in der Breite reduziert worden.
2. Solche Radnabenmotoren müssen mit der hohl gebohrten Achsseite, durch die die Kabel gehen, montiert werden.
Da darf man berechtigte Sorge haben, dass es irgendwann bricht.
Hover-Bord Motoren sind da besser, denn die sind für einseitige Einspannung gemacht.
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Che
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 03.01.2024 - 16:04 Uhr  ·  #9
Nachträge:
1. Bei Normalwindrädern dieser Größe müsste ausgewuchtet werden bis 1 bis 2 Gramm Restunwucht.
Bei TSR 4 dürfen es evtl. etwas mehr sein.
2. Die Dateigröße von Bildern lässt sich mit Bildverarbeitungsprogrammen reduzieren, durch Verkleinerung der Bildgröße.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 03.01.2024 - 23:52 Uhr  ·  #10
Guten Abend. Ich habe heute noch ein wenig weitergebaut und eine Annahme für die Rotorblätter gebaut, die ich dann mit der Generatorachse verbinde.

Die Scheibe ist aus Perdinax, einer alten Platte, die bei Opa in der Scheune rum lag. 1cm dick, etwa 28,5cm im Durchmesser, da der Generatordurchmesser auch so groß ist und da wäre ja windtechnisch eh keine großartige Strömung möglich.
 
 

Die Scheibe hat wie auf den Bildern zu sehen mehrere Löcher, immer von der Mitte aus im Abstand von 8 und 12cm, dabei werden die Rotorblätter von der Hinterkante (links, für Rechtsdrehung) 3cm versetzt angebracht, um genug Material zur Verbindung übrig zu haben. Befestigt werden sie mit 35mm langen M8 Schrauben, seitens der Flügel eine großfläche U-Scheibe, auf der Perdinax-Seite eine normale mit Federring und 13er Mutter. Die Platte selbst wiegt etwa 860g.
Die Werte Maße habe ich mir einfallen lassen. Da ich keine Einspannvorrichtungen oder passende Maschinen habe, ist die Scheibe zwar rund, hat aber ein paar kleine Unebenheiten, die unterschiedlich vielen Löcher verteilen aber auch die Gewichtung anders. Zum Schluss würde ich alles möglichst exakt ausloten (wie auch immer ich das umsetzen soll).

Die vielen Löcher sind entweder zueinander passend in den Winkeln: 60, 72 oder 90°, sodass man je nach örtlichen Gegebenheiten 3, 4, 5 oder 6 Flügel verbauen kann. Meine sind eigentlich für Rohrflügel zu schmal, wie FamZim und Che sagten, aber die passen. Die Flügel sind leider auch nicht perfekt gleich und auch nicht super gerade, aber ich habe die Spitzen auf ca. gleiche Abstände abgemessen und dann verschraubt. Passt halbwegs. Wie gesagt, gerade messen, anzeichnen, schneiden oder zusammenbauen fällt mir extrem schwer. Ich bin eher der, der plant und alles ausrechnet und ein anderer bauts dann. Wie dem auch sei. Es ist quasi eine Universalscheibe für verschiedene Flügelanzahlen.
In der Mitte ist ein 12er Loch für die Schraube am Generator, die sollte das halten. Ein Flügel wiegt zwischen 170 und 200g, da muss ich auf jeden Fall noch ausgleichen, jedenfalls sind alle Kanten schön scharf und dünn für den bestmöglichen Luftfluss.

Bei einem Test an einer Gewindestange locker befestigt mit viel Reibung, hat es sich heute Abend schon gut gedreht. Ich schätze so etwa 150rpm. Mal sehen wie es später wird. Wünscht mir Glück trotz der ungünstigen Wandstärke und des geringen Rohrdurchmessers von 125mm auf 99cm Länge.

Ich werde bei 6 Flügeln bleiben, weil das Drehmoment schon ordentlich ansteigt, aber auch die Drehzahl bleibt noch recht hoch, da die Flügel so schmal sind. Ich denke 300rpm brauche ich am Generator für 24V, den ich auf mehr Drehzahl gewickelt habe, um mehr Strom zulassen zu können. Es ist ein Direkt Drive Motor einer Waschmaschine.
Carl
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 08:08 Uhr  ·  #11
Dann solltest Du wenigstens die Hohlfläche der Flügel an der Verbindung mit der Nabe auffüllen und an der Rückseite der Rundung mit einem Flansch oder mindestens Unterlegscheibe dafür sorgen dass der Verschraubungsdruck breit genug verteilt wird.
Che
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 09:49 Uhr  ·  #12
Letzteres ja,
aber noch eine Art Sattel als Auflage braucht man nicht. PVC ist elastisch genug, dass es sich flach drückt.

Lediglich ne Schraube axial zur Befestigung der Nabe ist sehr sportlich. Müsste wenigstens die Drehrichtung des Rotors so sein,
dass sie sich bei Generatorkurzschluss nicht löst.

Man kann auch mit ungleich schweren Blättern Auswuchtung erreichen, indem man sie geschickt verteilt.
Zumindest mindert es die Restunwucht.
FamZim
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 11:20 Uhr  ·  #13
Hallo

Als Sattel können kleine Stücke des Rohres genurzt werden wenn an der Verschraubungsfläche glatt gefeilt wirt.

Gruß Aloys.
Carl
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 12:10 Uhr  ·  #14
"PVC ist elastisch genug, dass es sich flach drückt."

Das sehe ich völlig anders weil PVC mit Witterungseinflüssen Microrisse bilden kann - besonders dann wenn es unter verformender Spannung steht. So elastisch sind diese Rohre nicht, PVC Druckrohre z.B. sind sehr zähelastisch, andere wiederum unterschiedlich hart, manche brechen bei Belastung und alle können unter UV Strahlung der Sonne nachträglich aushärten.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 12:36 Uhr  ·  #15
Zitat geschrieben von Che

Letzteres ja,
aber noch eine Art Sattel als Auflage braucht man nicht. PVC ist elastisch genug, dass es sich flach drückt.

Lediglich ne Schraube axial zur Befestigung der Nabe ist sehr sportlich. Müsste wenigstens die Drehrichtung des Rotors so sein,
dass sie sich bei Generatorkurzschluss nicht löst.

Man kann auch mit ungleich schweren Blättern Auswuchtung erreichen, indem man sie geschickt verteilt.
Zumindest mindert es die Restunwucht.


Naja ich habe baer jetzt jedes Blatt nacheinander im 60° Winkel festgespannt, und dann die Löcher durch die Aufnahmelöcher in das PVC gebohrt, damit das wenigstens mal genau passt, weil ich ja so grobmotorisch bin. Deswegen habe ich die auch markiert, für welche Stelle von 1 bis 6 die sind. Wäre gut zu wissen, ob die dann auch in anderen Winkeln noch passen. Deshalb wollte ich alle nochmal abschrauben und noch ein wenig schleifen, bis die Flügel gleich schwer sind oder, um nicht noch mehr Material abzutragen, einfach mit den Schrauben und U-Scheiben ein bischen zu spielen und so die Gewichte anpasse. Sind ja nur ein paar Gramm. Ich denke bei der Scheibe werden die Unebenheiten weniger stark auffallen, da die ja relativ mittig ist und wenig Hebelkraft auf die Achse ausübt als vergleichsmäßig die Flügelspitzenn.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 12:40 Uhr  ·  #16
Aber spielt das auswuchten auch an den Spitzen ein Rolle oder nur relativ an allen Flügeln, egal an welcher Position? Nur dass es dann eben in der Mitte alles gleich gewichtet ist, egal ob das Mehrgewicht weiter außen oder innen ist? wenn es jetzt nur ein paar Gramm sind.
Che
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 15:10 Uhr  ·  #17
Auswuchten und Angleichen der Masse und Masseverteilung sind nicht das Selbe.
Letztres muss man machen, wenn Auswuchten nicht geht.

Zu diesem s. im folgenden Link meinen Text und insbes. das Bild unter Auswuchten Forum/cf3/topic.php?p=29916#real29916
FamZim
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 20:20 Uhr  ·  #18
Hallo

Schreibe erstmal die Gewichte auf jedes Blatt.
Beim motieren dann gegenüber des schwersten die leichten Blätter verschrauben.
Durch Spiel an der Verschraubung kann auch obtimiert werden..
Zum überprüfen den Rotor dann auf einen Schraubendreherheft wagerecht halten und sehen ob das reicht.
Wenn nicht erst mit abarbeiten am Blatt weiter verfahren.

Gruß Aloys.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 20:38 Uhr  ·  #19
Zitat geschrieben von FamZim

Hallo

Schreibe erstmal die Gewichte auf jedes Blatt.
Beim motieren dann gegenüber des schwersten die leichten Blätter verschrauben.
Durch Spiel an der Verschraubung kann auch obtimiert werden..
Zum überprüfen den Rotor dann auf einen Schraubendreherheft wagerecht halten und sehen ob das reicht.
Wenn nicht erst mit abarbeiten am Blatt weiter verfahren.

Gruß Aloys.



Was ist denn ein Schraubendreherheft. Nicht lachen, ich bin bei Mechanik echt nh Null.
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Re: Fragen zum RoWiTool

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Gepostet: 04.01.2024 - 20:45 Uhr  ·  #20
Ich habe übrigens heute noch ein bischen weiter gebaut. Ich werde den originalen Lagersitz des Motors aus der Waschmaschine mit diesem als Generator nutzen. Der Lagersitz ist in Plastik eigegossen, was vorher an der Trommel zum Direktantrieb dran war. Das habe ich so gekürzt, das es nicht über die Rotorfläche des Generators ragt, damit die Luftstrome dahinter nicht blockiert werden. Daran schraube ich an mehreren Punkten mit M10 ein 90° gebogenes Flacheisen drauf, wo dann waagerrecht ein Loch für den Rotorzapfen reinkommt, das die frei drehen kann und ein kleines Loch daneben für die Kabelführung.
Nach unten hin kommt dann ein Loch mit einem dicken Rohr als Vertikalwelle mit Flanschlagern als Befestigung, damit es sich nach dem Wind drehen kann. Da kommt dann die Fahne noch dazu. Alles in allem wird es sehr schwer werden. Der Stator, Rotor, der Lagersitz mit dem Plastik drumrum und die Rotorblätter wiegen schon fast 12kg. Die Blätter nur etwas über 1kg davon. Da werde ich schon ein 60er Rohr minimum brauchen oder?
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