Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Der chaotische Hauptfaden

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Arndt
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Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

Prolog:
Wir haben bei uns das zeitweise pikante Problem, dass das Grundwasser einen Spatentief unter der Grasnabe steht...

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Damit der Garten nicht irgendwann zum Feuchtbiotop umdeklariert wird haben wir keine Kosten und Mühen gescheut und
weitere Entwässerungsgräben gebuddelt.
Es ist also naheliegend, dass es schon Bestandsschlote gibt, allerdings mit dem nachgeordneten Problem,
dass das Entwässerungsrohr, welches in die Wieke (regionaler Fachausdruck für Kanal) vor dem Haus mündet,
-möglicherweise aufgrund von Faulheit- nicht tief genug liegt.

Ok ich merke, dass die Terminologie zunächst geklärt werden sollte, hier also die
Die Analen der Norddeutschen Entwässerungstechnik, welche sie (wie der Platt-dialekt) im Schnitt alle 20km sowieso ändert:

Es gibt der Größe nach Grubschen, Schlote, Wieken, Kanäle
Der Hinweis "Vorsicht Düker" Bezeichnet die Unterführung von Rohren unter einem Kanal.

Grundsätzlich Gilt : "Selig sind die Toten, denn sie brauchen nicht zu Loten"
Das Loten wiederum bezeichnet das Reinigen der Schlote, was man sich in Aussehen, Konsistenz, Geräusch, Geruch und Geschmack
in etwa vorstellen kann wie das Schaufeln von Durchfall!
Ich mache das nächste mal ein Video, versprochen!!!

Minimalausrüstung sind Wattpuschen, bzw. für Frauen die Agrarpumps und einer Schüppe.
Das der Ostfriese zwischen schätzungsweise 2-dutzend Schaufeltypen unterscheidet lassen wir mal aussen vor...
Vielleicht stelle ich in diesem Kontext auch einmal unsere große Suppenkelle einmal vor :D

OK, BTT
Die zu überwindende Höhendifferenz beträgt nur wenige Zentimeter und so scheint eine ständig laufende
Tauchpumpe auch wegen der häufigen Wartungen irgendwie wenig plausibel.

Neben dem Gefdanken den Kindern ein Laufrad zu installieren, welches eine mechanische Pumpe bedient, war
das nächst logische Gedanke, den Wind für meine Zwecke arbeiten zu lassen. Macht auch weniger Ärger mit dem Jugendamt :lol:

Im heimischen Baustofflager fanden sich ein paar Alu-profile (der Vorbesitzer hat wohl mal veruscht ein Boot zu bauen...),
den Rest hat das Messikabinet hergegeben.
Also hinsetzen und einen kräftigen Grogg und wirren Rechnungen später stand die Zeichnung.
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Mechanisch müsste der Eimer ca. 500w auf die Welle bringen, das sollte riechen.

Die Kreis Volks Hochschule bietet bekanntlich Drehmaschinenkurse an, mittlerweile müssen Sven, TDI und ich uns da wohl als
Wiederholungstäter bekennen :D

Den Kofferaum voller Alu habe ich die Einzelteile dann dort wunderbar zusägen können, Schritt 1 erledigt.

In der glücklichen Konstellation findet parallel immer der Schweißkurs statt und alle möglichen anderen Kantbänke, Fräsen u.d.g.m. sind zur Benutzung frei.
Also mal lieb gefragt und schon hatte ich ein Schweißgerät auf ALU umgerüstet und den Rahmen abgelängt und geschweißt.

Nachdem der Rahmen wieder zu Hause war mussten dann die Löcher für die Lager gebohrt werden, am einfachsten ging dass, indem der Hund zum Knochen kam.
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Als nächstes die Flanschlager eingesetzt und dafür mal ein wenig gelotet, damit das nicht völlig rumeiert.
Ach ja, warum Flanschlager? war halt nix anderes da und durch die üppige Dimensionierung verkraften die Teile die Axialkräfte.
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Anschließend wieder in beim Drehmaschinenkurs vier Bleche gebogen und 3 Scheiben rundgemacht. Das war eine interessante Angelegenheit, aber davon gibtes leider keine Bilder :(

Dann einen haufen Blechwinkel gebogen und gebohrt und das Puzzle zusammengefriemelt.
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Aus irgendeinem Grund habe ich mich für Popnieten entscheiden und es nach der Hälft auch bereut, man das gibt einen festen Händedruck! :D

Achsbefestigung, welche auf die Achse geklemmt werden,
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Das genze verheiratet und fertig ist der Savonius.
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Video

Aktuell in Arbeit:

Kupplung und Untersetzungsgetriebe
hier der erste Anlauf mit Festplattenmagneten auf Aluplatte
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funktioniert bei höheren Drehzahlen recht gut, hat aber noch deutliches Verbesserungspotential.
Warum ich ein Getriebe bzw. eine Kupplung brauche?
Weil der Savonius bei niedrigen Windgeschwindigkeiten schlecht anläuft.
Eine Fliekraftkupplung würde deutlich höhere Drehzahlen brauchen
Und ich habe keine Lust Kabel zum Windrad zu verlegen, also muss das ohne Elektrik laufen!
Da scheint mir so eine Lösung hinreichend herausfordernd und funktional, aber wir werden sehen.

Pumpe
Archimedische Schnecke mit 75mm Durchmesser und 70mm Steigung
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Funktion wird sich noch zeigen :D

Es geht weiter, der nächste Kurs steht bevor!

Ach ja, einen Mast bekommt das Gerät natürlich auch noch, wir fangen mal mit 3-4m an und eskalieren sachte.
Als Fantasie schwebt mir da etwas aus Holzbalken vor... mal sehen wie das ausgeht :lol:
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Heaterman
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Heaterman »

Dat ist ja mal ein Projekt, das müssen wir doch mal demnächst in Augenschein nehmen.

So ein Ding hab ich vor Jahren mal hier einem Bauern abgekauft, im Garten zwecks Stromerzeugung aufgestellt, und eines Nachts wars wech. Nur den Betonsockel kann man noch bewundern.

Zum Thema Wieke - baggert die Sielacht bei Euch nicht jedes Jahr? Wir sind jedes Jahr mit zwangsweise (aber gerne gezahlten) 16 € dabei, dafür buddeln die das Ding jeden Herbst tief genug aus. Aber bei Dir gehts ja moorseits eher noch tiefer ab, wenn ich das richtig in Erinnerung habe, oder? Und dann dürfte der Hauptkanal hinter dem Moor ja da auch noch was zur Bewässerung beitragen...
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Arndt
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

Das ist ja fies, wer klaut denn sowas?

Die Wieke vorm Haus wird jährlich ausgebaggert, wobei "Ausbaggern" eigentlich übertrieben ist, die gehen nur von der Seite aus mit dem Bagger -soweit sie halt kommen-
Bedeutet im Umkehrschluss, dass der Meter am Rand einigermaßen gubbelfrei ist, zur Mitte hin wirds aber sehr zäh.
Das größte Problem sind aber wie gesagt die Rohre, die seitlich am Grundstück zur Wieke vorlaufen, die liegen nämlich zu hoch und dadurch stehts hinten recht hoch :(
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Kuddel
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Kuddel »

Hübsche Projektbeschreibung, und insbesondere ein hübsches Projekt.
Die Begriffe sind hier wirklich anders, es fehlen in Deiner Aufzählung Pütten, Siele und Gräben.
Immer wenn ich das Schild "Vorsicht, Düker" sehe und ein Ortsfremder bei mir ist, rufe ich mit ängstlicher Stimme auf das Schild deutend "VORSICHT! DÜKER!" Hahaha. Kommt immer gut. (Behaupte ich zumindest, naja) :roll:
Die Wieke (=Kanal) wird jedes Jahr ausgebaggert? Wie hat man das früher gemacht? Anwohnerrecht? Halbganz oder ganzhalb?
Steht das Windrad eigentlich derzeit offen rum, oder hast Du aus Spaß schon mal einen Generator rangetüddelt, zur Leistungsmessung? Sieht ja echt ordentlich aus, gefällt mir.
Gruß
Kuddel
ando
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von ando »

Moin,

echt cool der Rotor.

Schöpfmühle wird modern interpretiert! Sehr gut!

Wo hjaste denn die Archimedische Schraube her? Ich brauch doch auch noch sowat fürs Hühnerfutter!.

Ando
sysconsol
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von sysconsol »

Schöpfmühle mit Schöpfrad anstatt archimedischer Schraube.

Meine Bedenken:
Die archimedische Schraube benötigt eine relativ hohe Drehzahl um zu wirken.
Denn man kann sie ja nicht all zu gut an ihrem Rohr abdichten, weil sie dann schwer zu drehen ist.
Zumal ja auch Sand im Wasser sein kann, der in einem kleinem Spalt (aber besser dichtendem) verklemmt.
Also muss sie so schnell drehen, dass das Wasser oben ist, bevor es wieder zurückgelaufen ist.

Man kläre mich bitte auf, wenn ich Unsinn schreibe.
Ich wohne nicht im Norden.
duese
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von duese »

Man kann eine Archimedische Schraube sogar sehr gut am Rohr abdichten, wenn man das Rohr einfach mitdreht...
sysconsol
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von sysconsol »

Kopf -> Tisch.

Ja, das kann man. Sollte erstaunlich gut funktioneren :roll: :oops:
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ferdimh
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von ferdimh »

Das Mitdrehender Rohr hat aber den Nachteil, dass die "Beladung" nur noch im untersten Teil (da wo der Kram reinkommt) irgendeine Form des Antriebs erfährt. dadurch muss im untersten Teil sehr viel (Hebe) Kraft aufgebracht werden.
Ich vermute, dass eine "lose" im Rohr laufende Schraube besser funktioniert.
duese
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von duese »

Die untere Öffnung dürfte nicht ganz unter Wasser liegen, damit auch Luft mitgefördert wird und so einzelne Wasserportionen in den "Mulden" die durch die Schraube gebildet nach oben gehoben werden. Wenn das Rohr ganz voll ist, klappt das nicht mehr, weil das Wasser auch über die Achse nach unten fließen kann. Das meinst Du, oder?

Aber wo ist da der Unterschied, ob das Rohr sich mitdreht oder nicht? Solange es komplett geschlossen ist, dürfte das doch keinen Unterschied machen, oder?
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Finger
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Finger »

Da fehlt dann die Reibung an der Wandung.... Also wenn es sich mitdreht...
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OnOff
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von OnOff »

Das wird nix,wenn sich das Rohr mit dreht..
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Gobi
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Gobi »

Cool, "Beaobachtung aktiviert" !
duese
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von duese »

Also soweit ich das jetzt verstanden hab, gibt es zwei Betriebsarten für die Schraube:

1. "Schöpfbetrieb" (*): Der Einlass der Schraube ist nicht ganz (Hälfte?) unter Wasser. Dann erfolgt die Förderung durch "verschieben" der durch die Schraube gebildeten "Becher" nach oben. Dafür wäre es sogar von Vorteil (meinem Verständnis nach) wenn sich das Rohr mitdreht, weil dann die Abdichtung einfacher ist.

2. "Pumpbetrieb" (*): Der Einlass ist komplett unter Wasser und damit die Schraube im Förderbetrieb komplett mit Wasser gefüllt. Dann kann man die Schraube als langen Propeller betrachten. Hierfür ist es gut (unabdingbar?) das sich das Rohr nicht mitdreht, damit die Wassersäule gegen die Drehbewegung der Schraube abstützen kann und sich nicht einfach um die Achse dreht ohne eine Kraft in Achsrichtung mitzubekommen.

Hab ich das richtig verstande? (Der zweite Fall ist allerdings nicht das, was ich aus dem Bauch raus unter dem Betrieb einer Archimedischen Schraube verstanden hätte.)

(*) Bezeichnungen kraft eigener Arroganz eben von mir eingeführt.
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Heaterman
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Heaterman »

Hier eine Erklärung von 1857:

http://www.zeno.org/Herder-1854/A/Wasserschraube

Die Dinger gibt es immer noch an vielen holländischen Windmühlen. So schnell drehen die sich da gar nicht, aber müssen sie dort auch nicht, da sie nur eine begrenzte Menge je Hektar Deichland fördern müssen, um das Gleichgewicht zu wahren.
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reutron
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von reutron »

Eigentlich könnte man doch auch einfach ein Schlauch ums Rohr Wickeln und befestigen, dann hat man das Problem mit den abdichten nicht. ;)
pforks
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von pforks »

...das Bild http://www.zeno.org/Brockhaus-1911/I/bk10092a sagt eigentlich alles:

Es wird ein Volumen, aus dem das Wasser nicht ablaufen kann, durch die Schraubengänge nach oben befördert. Jemand sagte schon "Becher".
Das Volumen wird in jeder Windung gebildet aus der Außenwand und der anliegenden Schneckenwindung. Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Schneckenf%C3%B6rderer
- es kann nur funktionieren, wenn die Außenhülle stillsteht, die auch eine Halbschale sein kann
- die Dichtung zwischen Schraube und Außenhülle sollte optimal sein, wird aber durch das Gewicht der Schraube unterstützt

@ Reutron : super Idee, bei ganz einfacher Realisierbarkeit
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reutron
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von reutron »

D2O
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von D2O »

Die englische Wikipedia verlinkt ein (englisches) Paper zur Berechnung der optimalen Schraube. Die Einleitung finde ich sehr interessant, die Erklärt auch nochmal die Funktionsweise und liefert die Geschichte der Schrauben.

Fazit: - ob fest mit dem Rohr verbunden oder nicht ist für die Funktion egal
- Los ging es in der Antike wohl mit fest verbundenen Schrauben
- Bei der lose drehenden Schraube kann man die obere Hälfte des Rohres weglassen und man kommt besser an die Schraube ran

Link: http://www.mcs.drexel.edu/~crorres/screw/screw.pdf
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Weisskeinen
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Weisskeinen »

Deine Wirbelstromkupplung dürfte ja erst bei höheren Drehzahlen ordentlich funktionieren und einen ziemlich schlechten Wirkungsgrad haben. Ist das so gewollt? Ansonsten könntest du auf die andere Seite noch mal Magnete anbringen und so bis zu einem gewissen Drehmoment schlupffrei kuppeln.
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OnOff
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von OnOff »

Ja, wenn die Konstruktion schräg steht, wird das funktionieren.

Ich war irgendwie der Meinung das Rohr mit der Schnecke würde senkrecht nach oben gehen.

Beim letzten Urlaub gab es eine solche Schnecke in offen, also ohne Rohr drum herum inva 3m länge auf einem Kinderspielplatz.

Gruß Sebastian
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2moose
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von 2moose »

Danke für das Stichwort "schräg" ... in vertikaler Lage müsste sich das schon sehr schnell drehen. Muss die Antriebskraft bloss noch um die Ecke.

Schräge Schnecken haben wir Österreich auch, in umgekehrter Richtung => die machen Strom und transportieren gleichzeitig Fische nach oben: http://www.kleinwasserkraft.at/sites/de ... b_2015.pdf
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IQON
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von IQON »

Wir haben hier auf dem Wasserspielplatz auch zwei von den Dingern:
Die eine ist einfach ein 50mm Edelstahlrohr was um ne 150mm Welle gewickelt wurde und mit Querstreben fixiert wurde welle raus und dann schräg freihängend gelagert oben ne Handkurbel...

Die ander ist en Winkeleisen was um ne Welle gewickelt wurde da sieht man wie das Wasser Hochwandert...

Nur die Bauart macht sinn weil man keine Leck Verluste hat, auch kann man die mit nahezu null Geschwindigkeit betreiben, Effizienz sollte sehr sehr groß sein...

Was nur nicht bedacht wird, ist das die Dinger wenn das Drehmoment nicht ausreicht Rückwerts ablaufen...
Oder ist das gut zum anlaufen?

Viele Grüße IQON
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Arndt
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

Hallooooo, man da ist man mal ein paar Stunden im Büro und dann so eine Überaschung!
Freut mich, dass es Euch gefällt :D

Also die Schnecke habe ich slebst gedruckt und die halben Helixelemente ersteinmal Stilecht mit Heißkleber auf eine alte Treppenteppichstange geklebt.
Erwartete Lebensdauer <5min, aber das Projekt ist ja ein Iterativer Prozess :lol:
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Ich hatte nicht erwartet, dass die Schnecke soviel Diskussionspotential hat, aber es ist prima Eure Ideen und Meinungen zu lesen.
Geplant ist das Ganze mit irgendeinem Winkel rund um 45°, damit fange ich einfach einmal an und dann sehen wir.
Da der Wasserspiegel im Pumpensumpf stark schwankt, würde die Konstruktion mit rotierendem Rohr wohl nur funktionieren, wenn das untere Ende "schwimmend" gelagert ist, also ist der Ansatz mit der "Regenrinne" bzw. dem halben Rohr der momentan favorisierte.

Um flexibel zu sein, wollte ich für die Umlenkung ein Kardangelenk verwenden, ok für Winkel >45° werden es dann vermutlich 2...
In den Knarrenkästen, die sich so angesammelt haben liegen genug, das erspart den Selbstbau/Kauf :D

Sollte das überhaupt nicht funktionieren habe ich schon eine alternative gefriemelt, dann benötigte ich aber ein Pleuel
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2 Bleche mit Löchern und je einem "Flatterventil", eines fest im Rohr und eines an der Pleuelstange.
Mit ca. 3ca. Hub sollte das ungefähr 1 Liter Wasser fördern, es sei denn, da muss ein Frosch durchgelutscht werden.
Die Sorge an der Konstruktion ist irgendwie, dass bei einer Förderhöhe von 30cm erst 1Liter, dann 2, dann 3, .... ,dann 10 Liter gehoben werden müssen.....
Naja, wie heißt es so schön : "Eigentlich müsste das gehen"

@Kuddel:
Artikel 2 Begriffsklärung nach DIN Ostfriesenrichtline
- Gräben sind zu ordinär
- was sind Pütten?
- für ein Siel sind wir zu weit ab vom Schuss
:D

Thema Wieke !=Kanal, weil Wieke vom Kanal abzweigt!
Ja, also Ausbaggern ist vielleicht übertrieben, die fischen das Grünzeug da raus, vergessen aber immer die hälfte....
Hätte ich eine performante Gubbelpumpe, würde ich mit dem Kram aus der Wieke das Gelände hinten aufspülen; aber das ist in der Pipeline ein Projekt hinter "U-Boot in der Wieke" (Stichwort U-Ratz) :lol:

Generator dranfrickeln habe ich auch schon überlegt, aber das einzig brauchbare was ich da habe ist ein Pedelecmotor mit ~1kW, der dreht echt schwer, dann bewegt sich da garnix mehr...
Bislang hängt da nur ein Drehzahlmesser dran. Wie gesagt, neulich 100U/min gehabt :shock:

Die Geschichte mit der Kupplung wird sich auch noch entwickeln, ich werde als nächstes mal eine Stahlplatte als Träger für die Magnete nehmen, damit die Magnetfelder gräftiger wirken.
Wenn das noch nicht zu einem brauchbaren Ergebnis führt, werden wir weiter eskalieren. Sinn soll es halt sein, bei niedrigen Drehzahlen lastfreies Anlaufen zu ermöglichen.
Effizienz, kein Schlupf, Wirkungsgrad und diese ganzen schlimmen Wörter nehme ich erstmal nicht in den Mund.
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Gobi
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Gobi »

Wie die Kupplung funktioniert habe ich irgendwie überhaupt noch nicht verstanden :?
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topmech
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von topmech »

Arndt hat geschrieben:Effizienz, kein Schlupf, Wirkungsgrad und diese ganzen schlimmen Wörter nehme ich erstmal nicht in den Mund.
Geilomat! *Popkorn raushol* Ein herrlich tolles Projekt
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xoexlepox
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von xoexlepox »

Gobi hat geschrieben:Wie die Kupplung funktioniert habe ich irgendwie überhaupt noch nicht verstanden :?
Das Teil basiert auf Wirbelströmen: Drehen sich die Magnete, wird in der Aluscheibe ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, welches zu Strömen innerhalb der Aluscheibe führt. Da diese Ströme ihrerseits wieder ein Magnetfeld erzeugen, ergibt sich eine "magnetische Kupplung". Trick dabei: Je schneller sich die Magnetscheibe dreht, desto kräftiger packt die Kupplung zu, und im Stillstand gar nicht. Dadurch kann der Rotor ganz leicht anlaufen, und "kuppelt" erst später ein. Haken: Die Aluscheibe wird sich nie so schnell drehen können, wie die Magnetscheibe, denn dann gäbe es keine Induktion mehr.
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Toni
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Toni »

unterhaltsames Projekt!

Ein bisschen Klugscheißerei wegen der Kupplung: die soll ja möglichst früh ansprechen, und geringen Schlupf haben.
Das Ziel: hohe Wechselfeldgeschwindigkeit in der Alu-Gegenplatte -> hohe Wirbelströme -> hohes Gegenmoment.

Dazu wäre Folgendes hilfreich:

1) Luftspalt zwischen den Platten: je kleiner desto besonders gut. Wie stark der sich auswirkt, hängt von der Polteilung ab. Z.B. mit 10-15mm-Magneten -> 25-25mm Polpaarbreite wäre ca. 1mm Luftspalt OK.

2) Trägerplatte für Magneten aus ferromagnetischem Material, damit die Magneten einen magnetischen Rückschluss bekommen. Z.B. Stahlplatte >4mm Dicke als Träger für die Magneten. Manche Edelstähle sind nicht ferromagnetisch. Das momentane Alu bringt nix, weil die Feldlinien zwischenden Magneten nicht geleitet werden. Kunststoff oder Holz wäre da kaum schlechter.

3) Anordnung: Magnete sollten auf großem Duchmesser angeodnet werden. Bringt Drehmoment, und höhere Wechselgeschwindigkeit in der Gegenplatte -> höhere Induktion -> höheres Gegenmagnetfeld. Anordnung abwechseln N-S-N-S-... mit einem kleinen Spalt dazwischen auf Trägerplatte (bei Kreisform ergibt sich Spalt automatisch...).

4) Magnete mit hoher Remanenz. Polbreite nicht zu klein (-> kleiner Luftspalt notwendig), und nicht zu groß (-> geringeres Wechselfeld). Magnetbreite 5-20mm dürfte ideal sein.

5) Gegenplatte aus nicht-ferromagnetischem Material, aber mit hohem Leitwert. Silber oder Elektrokupfer wäre aus dieser Sicht ideal ;-) , aber Alu ist auch ein guter Kompromiss. Wenn die Wahl besteht: auf den Leitwert vom Alu achten. Es gibt Alumaterialien mit schlechtem Leitwert, z.B. (Strang-)Gussprofile. Plattenstärke je nach Magnetpolbreite ca. 5..10mm Dicke.


EDIT: zurück zu deinem momentanen Aufbau, und dem vorhandenen Kram:
Wenn ich den Testaufbau mit Festplattenmagneten sehe, ist die prinzipielle Anordnung nicht schlecht. Ich hatte bisher noch keinen Festplattenmagnet in der Hand, gehe aber stark davon aus, dass die ihre N-S Teilung in der Mitte der langen Seite haben. Also von oben auf die flache Seite geschaut z.B. links "N" und rechts "S". Wenn die sich bei Montage angezogen haben, passt die aufgeklebte Lage :-)
Die ALU-Gegenplatte sieht auch schön dick aus.
=> könnte bereits sehr gut klappen, wenn du die Trägerplatte aus Stahl machst, und den Spalt verkleinerst :)
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Weisskeinen
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Weisskeinen »

xoexlepox hat geschrieben:
Gobi hat geschrieben:Wie die Kupplung funktioniert habe ich irgendwie überhaupt noch nicht verstanden :?
Das Teil basiert auf Wirbelströmen: Drehen sich die Magnete, wird in der Aluscheibe ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, welches zu Strömen innerhalb der Aluscheibe führt. Da diese Ströme ihrerseits wieder ein Magnetfeld erzeugen, ergibt sich eine "magnetische Kupplung". Trick dabei: Je schneller sich die Magnetscheibe dreht, desto kräftiger packt die Kupplung zu, und im Stillstand gar nicht. Dadurch kann der Rotor ganz leicht anlaufen, und "kuppelt" erst später ein. Haken: Die Aluscheibe wird sich nie so schnell drehen können, wie die Magnetscheibe, denn dann gäbe es keine Induktion mehr.
Als lustigen Test kann man auch mal ein längeres Stück Rechteckprofilalu (Flachstahl aus Alu, wie nennt man das eigentlich?) durch einen Festplattenmagneten fallen lassen. Der Fall wird stark gebremst. Oder den Magneten am Profil runter rutschen lassen, auch das geht wesentlich langsamer als beim freien Fall, wegen der so realisierten Wirbelstrombremse.
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Toni »

Weisskeinen hat geschrieben:
xoexlepox hat geschrieben:
Gobi hat geschrieben:Wie die Kupplung funktioniert habe ich irgendwie überhaupt noch nicht verstanden :?
Das Teil basiert auf Wirbelströmen: Drehen sich die Magnete, wird in der Aluscheibe ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, welches zu Strömen innerhalb der Aluscheibe führt. Da diese Ströme ihrerseits wieder ein Magnetfeld erzeugen, ergibt sich eine "magnetische Kupplung". Trick dabei: Je schneller sich die Magnetscheibe dreht, desto kräftiger packt die Kupplung zu, und im Stillstand gar nicht. Dadurch kann der Rotor ganz leicht anlaufen, und "kuppelt" erst später ein. Haken: Die Aluscheibe wird sich nie so schnell drehen können, wie die Magnetscheibe, denn dann gäbe es keine Induktion mehr.
Als lustigen Test kann man auch mal ein längeres Stück Rechteckprofilalu (Flachstahl aus Alu, wie nennt man das eigentlich?) durch einen Festplattenmagneten fallen lassen. Der Fall wird stark gebremst. Oder den Magneten am Profil runter rutschen lassen, auch das geht wesentlich langsamer als beim freien Fall, wegen der so realisierten Wirbelstrombremse.
...oder eine Aluplatte im MRT: https://www.youtube.com/watch?v=mJoPwQpBU9w
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Chemnitzsurfer »

Unsre Physiklehrerin hat beim Thomsonscher Ringversuch (mit 230V aus der Steckdose) die Deckenlampe zerschossen... :lol:
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Gobi
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Gobi »

xoexlepox hat geschrieben:
Gobi hat geschrieben:Wie die Kupplung funktioniert habe ich irgendwie überhaupt noch nicht verstanden :?
Das Teil basiert auf Wirbelströmen: Drehen sich die Magnete, wird in der Aluscheibe ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, welches zu Strömen innerhalb der Aluscheibe führt. Da diese Ströme ihrerseits wieder ein Magnetfeld erzeugen, ergibt sich eine "magnetische Kupplung". Trick dabei: Je schneller sich die Magnetscheibe dreht, desto kräftiger packt die Kupplung zu, und im Stillstand gar nicht. Dadurch kann der Rotor ganz leicht anlaufen, und "kuppelt" erst später ein. Haken: Die Aluscheibe wird sich nie so schnell drehen können, wie die Magnetscheibe, denn dann gäbe es keine Induktion mehr.
ja gut, das Prinzip kenne ich von alten Tachos und so - aber kann man damit irgenwelchen nennenswerten Kräfte übertragen????? Das hätte ich nie gedacht - wenn wäre es wirklich genial
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Weisskeinen
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Weisskeinen »

Nun ja, ein Drehstrom-Asynchronmotor macht eigentlich auch nichts anderes, nur dass dort eben mit feststehenden Elektromagneten, die mit Wechselstrom einer bestimmten Phasenfolge versorgt werden, ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird. So wie die sich auf der Scheibe drehenden Permanentmagnete. Und dass statt der Aluplatte ein Läufer mit Kupferstäben, in denen Wirbelströme induziert werden, verwendet wird. Diese Motoren gibt es auch in ziemlich kräftig... ;)
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Arndt
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

@Toni, Danke für die tolle Erklärung, einige Dinge habe ich irgendwie instinktiv entschieden, in Worte fassen hätte ich das aber nicht so gezielt können!

Punkt 1 soll genaus so aussehen, sobald ich Lager us. zusammen habe und das ganze Konstrukt nicht mehr so eiert :D
Was meinst Du mit Polbreite? Länge/2 des Magneten? Ja, die Magnete haben sich bei der Montage angezogen und die größte Bahngeschwindigkeit schien mir für den Effekt auch am besten geeignet...
Punkt 2 soll mithilfe einer Stahlplatte stattfinden, nur ist mir dafür noch nix passendend dickes vor die Füße gefallen...
Punkt 3/5 der begrenzende Faktor ist die Alu-Gegenplatte, die ich bislang nicht dicker kriegen und größer drehen konnte und sie ist aus Stranggussmaterial (war Flachmaterial, kein Rundmaterial), besser werde ich das wohl auch nicht kriegen (Derzeit D=150mm, Dicke 10mm)

Punkt 4 verstehe ich nicht ganz, Breite der Magnetet ist ca. 10-15mm

Habe gerade mal noch schnell ein Video gemacht um den Effekt zu zeigen, das funktioniert in dem lächerlichen Aufbau schon erstaunlich gut!
Drehzahl des Akkuschraubers? Keine Ahnung, aber mit Sicherheit viel zu hoch für die Realität.... das Drehmoment hatte ich auch Stufe 6 eingestellt, aber seht selbst:
https://www.youtube.com/watch?v=vEGeI2-_wv0

Ach hier noch 2 schlechte Detailaufnahmen der Schnecke.
Bild->zoomBild->zoom
die einzelnen Elemente werden dann bestimmt noch mit Schräubchen verbunden, aber erst will ich sehen, wie sich das Teil zerlegt :D

BTW: Kuddel, Du hattest bei unserem Labortee vorm knisternden Kamin doch die Idee mit der flexiblen Welle, warum hatte ich das wieder vergessen?!?
Ich denke wir sollten über Besprechungsprotokolle nachdenken, vielleicht ein Praktikant, der könnte dann auch mal etwas heißes festhalten oder so :lol:
Bild
Pic mopsed bei ebay
*fragemichgeradewarumderlinkvon"Schlampenzentrale.de"kommt* :o
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Marsupilami72
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Marsupilami72 »

Gobi hat geschrieben: ja gut, das Prinzip kenne ich von alten Tachos und so - aber kann man damit irgenwelchen nennenswerten Kräfte übertragen????? Das hätte ich nie gedacht - wenn wäre es wirklich genial
Damit kann man sogar LKWs und ganze Züge abbremsen:

Wirbelstrombremse
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Gobi
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Gobi »

:shock: jeden Tag was neues zu lernen hier im Forum! :shock:
(das Prinzip muss ich unbedingt im Kopf behalten, werde ich sicher noch brauchen können)
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Toni
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Toni »

Arndt hat geschrieben: Was meinst Du mit Polbreite? Länge/2 des Magneten?
Jepp, bei deinen Festplattenmagneten ist das so. Normalerweise wären für sowas Stabmagnete besser, die N-S oben-unten haben, dann wäre die Polbreite die Magnetbreite + Spalt zum nächsten Magneten.
Und dann immer im Wechsel N-S nebeneinander auf eine Stahlplatte kleben. Deine Magneten haben die Teilung links-rechts. Nicht so ideal, geht aber auch.
Punkt 2 soll mithilfe einer Stahlplatte stattfinden, nur ist mir dafür noch nix passendend dickes vor die Füße gefallen...
Suche weiter, die Stahlplatte wird den Effekt deutlich verbessern.
Punkt 3/5 der begrenzende Faktor ist die Alu-Gegenplatte, die ich bislang nicht dicker kriegen und größer drehen konnte und sie ist aus Stranggussmaterial (war Flachmaterial, kein Rundmaterial), besser werde ich das wohl auch nicht kriegen (Derzeit D=150mm, Dicke 10mm)
Na, dann nimm halt die, und probiere erstmal die Funktion mit Stahlplatte als Magnetträger.
Vielleicht reichts dann ja schon.
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Hightech
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Hightech »

Im Youtube sieht man oft alte Bremsscheiben.
Billig und dick.
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Gobi
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Gobi »

@Arndt: was suchst Du denn an Scheibe? Größe / Dicke? Ich habe einiges da.... Also Stahl, Alu eher nicht
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Bastelbruder
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Bastelbruder »

Es spricht nichts dagegen, wenn man die Alu/Kupfer-Wirbelstromscheibe mit einer Stahlplatte hinterlegt. Dann wird das nutzbare Magnetfeld noch etwas größer. Und zwischen die Kupplungsteile kommt ein Drucklager.

Das Thema erinnert mich an einen etwas anderen Festplattenmagnet.
Bild
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gafu
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von gafu »

edit: ich war noch auf seite 1... erklärung stand schon 10 mal hier auf seite 2.

brauchste ne alte bremsscheibe?
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Arndt
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

@Gobi, Wie kommt man zu soetwas? Hast du beruflich damit zu tun?
Die Trägerplatte der Magnete hat 200mm Durchmesser, ich denke eine Stärke von irgendwas zwischen 4-10mm wäre prima. Wenn in der Mitte noch ein Loch mit ~20mm ist, wäre das perfekt!

Sollte der Wirbelstromeffekt noch immer nicht ausreichen würde ich dann auf Distanzhülsen einen Ring montieren, aufdem zusätzliche Magnete gegenüber denen auf der Trägerplatte sitzen. Die Aluscheibe würden dann zwischen der Trägerplatte und dem Ring laufen.
Bild->zoom
Also wenn Du da zufällig 2 mehr oder weniger passende Platten hättest, wäre das echt klasse!

@Gafu, Danke für das Bremsscheibenangebot, ich glaube, die kriege ich bei meinem Dorfschrauber auch recht einfach. Allerdings würde ich diesen Plan wegen der notwendigen Nachbearbeitung ind der Löcher da drin erst weiter verfolgen, wenn Gobi nix passendes da hat :)

@Bastelbruder, da müsste dann aber auch eine dünnere Platte (PC-Gehäuse...) auch reichen, oder?
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Bastelbruder
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Bastelbruder »

Arndt hat geschrieben:da müsste dann aber auch eine dünnere Platte (PC-Gehäuse...) auch reichen, oder?
Ganz einfach: einen Festplattenmagnet in der Mitte ans Blech kleben. So lange auf der anderen Seite ein kleines Blechteil / Mutter / Unterlegscheibe noch hängen bleibt, sind nicht alle Feldlinien im Eisen. Ich denke so ab 3mm geht dann nicht mehr ernsthaft was zu verbessern.

Die Wirkung ist sehr deutlich an diversen Spielzeugmotoren (Akkuschraub-Bär) zu erkennen, diese Bauart hat noch relativ schwache Ferritmagnete. Und viele eine "Bauchbinde" als zusätzlichen magnetischen Leiter. Mit der Bauchbinde geht die Drehzahl im Leerlauf deutlich zurück. Grund ist die Gegen-EMK deren Größe direkt proportional dem im Inneren wirksamen Magnetfeld ist. Eine weitere Lage Eisen bringt immer noch was, so lange die historischen Magnete das Eisen sättigen können.

Die modernen Magnete bringen zehnmal so hohe Feldstärke...
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Toni
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Toni »

Wenn eine Stahlplatte hinter der Aluscheibe ist, sollte die auch eine gewisse Stärke haben, weil da das gesamte Magnetfeld durchgeleitet werden soll (min. 4mm???).

Eine sehr gute Wirbelstrombremse ist auch ein kompletter kurzgeschlossener Synchron(Servo)motor. Je höherpolig, desto besser. Kompletten Motor einfach mitdrehen lassen.
Allerdings hat der im Statorpaket Nuten für die Wicklung, wodurch ein (idealerweise sehr geringes) Rastmoment entsteht, was aber hoffentlich nicht stört.
Wenn die Wirbelstromkupplung die Pumpmechanik anreißen soll, wäre das eine Überlegung Wert: über z.B. eine Triac/Thyristor/Relaisschaltung wird der Motor erst dann kurzgeschlossen, wenn er eine bestimmte Spannung generiert, und löst erst wieder, wenn ein bestimmter Strom unterschritten wird. Damit läuft das Windrad lastfrei an, und reißt erst bei Drehzahl die Pumpe mit.
Wenn du Interesse an einem Servomotor hast, dann melde dich mal ;)

Ein Rotor vom Servomotor in einem Alurohr würde auch funktionieren, bringt aber nicht das hohe Drehmoment ggü. komplettem Motor.

Welches Drehmoment und Drehzahl bringt der Apparillo eigentlich?
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Arndt
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

@Bastelbruder: Danke für die Erläuterung, das erklärt einige *?* aus Jugendtagen im Zusammenhang mit Modellbau :)
Dann werde ich da die Woche einmal Werte für die Materialstärke sammeln gehen.

@Toni: Die Idee gefällt mir, auch wenn das irgendwie schade um den Motor wäre. Ich denke, das wird Plan B, wenn ich mit der aktuellen Konstruktion nicht weiterkomme :lol:
Vielleicht findet sich dann ein Moror mit einer abgefackelten Wicklung...

Ich habe mal angefangen die Kupplung zu zeichnen um mir selber über das eine, oder andere Problem klar zu werden.
Das kleine Kugellager rechts (gebrauchtes InlineSkate Kugellager) soll lediglich die axiale Flucht sicherstellen, die beiden auf der linken Seite sind die noch gesuchten Flanschlager, die den unteren Teil der Kupplung usw. halten.
Bild->zoom
@Bastelbruder die zweite Stahlplatte hinter der ALU-Platte fehlt in der Zeichnung noch...
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IQON
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von IQON »

Wenn die Wirbelstrombremse wirbelt erzeugt die eigntlich ne Axiakraft so nach prinziep Gegenkraft durch Induktion?

Weil wenn dann muss da irgendwo en Schrägkugellager oder en Kegelrollenlager rein...
Mit Radiallagern gehts wahrscheinlich auch ist aber nicht die feine varainte :D

Viele Grüße IQON
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Arndt
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von Arndt »

Bei meinen Experimenten habe ich noch nichts derartiges gespürt, was aber nicht bedeutet, dass es nicht so ist. ;)

Zum Thema Radiallager und axiale Kräfte.....*hust* der ganze Rotor steht auf einem Radiallager :o
Das ist aber so kräftig dimensioniert, dass das erstmal so tut.
Ein passendes Axiallager ist mir erst nach dem Bau vor die Füße gefallen, das muss ich nochmal umstricken, dazu fehlt aber noch der Lagersitz.
duese
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von duese »

Wie wäre denn eine Kopplung mittels zwei Gleichstrommaschinen? Könnte man damit auch nen lastfreien Anlauf hinbekommen? Entweder schon so durch die Maschinenkennlinien oder durch zuschalten ab einer gewissen Generatorspannung?

Evtl. kann man auch durch Kombination von Unterschiedlichen Maschinen eine passende Kennlinie zimmern? So aus dem Bauch am Generator eine Nebenschlussmaschine und an der Schraube ne Reihenschlussmaschine (viel Drehmoment im Stand/bei niedriger Drehzahl?). Dadurch würde es vielleicht leicht die Richtung umzulenken und man könnte den Savonius auch höher stellen, wo mehr Wind ist und bräuchte trotzdem keine Hilfsstromversorgung...

Wenn die Wirbelstromkupplung funktioniert ist das aber definitiv ein schickes Prinzip. Gefällt mir (wie das ganze Projekt).
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ferdimh
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von ferdimh »

Gleichstromgenerator ist wahrscheinlich keine gute Idee, weil der relativ viel Kraft zum Losdrehen braucht (insbesondere mit Permanentmagneten). Effizienzmäßig ist das auch nicht optimal...
Aber eine Drehstromlichtmaschine mit einem Akkuschrauber könnte eventuell...
Effizienz wird das nicht, aber eine Umlenkung mit Untersetzung wird auch nicht effizient...

Die Wirbelstromkupplung hat aber Stil.
ando
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Re: Der Savonius als Windpumpe, warum eigentlich nicht

Beitrag von ando »

Wow, echt tolle und lehrreiches Thema!

Und Arndt hat sogar eine saubere Zeichnung gemacht! Mit CAD! Wow, Chapeau!

Das ist schon nen krasser Kontrast gegenüber dem Style der Schaltpläne und Zeichnungen vom "Meister Finger!"

Es werden Maßstäbe gesetzt in diesem Thread!

ich bin gespannt, wie es weitergeht!
und ähm, arndt, wenn dein drucker evtl mal ne leicht verhunzte schneckenbauteilel ausspuckt, ich würd davon was nehmen, solange die noch einigermassen hühnerfutter fördern können! ( da muss die wandung nicht ganz so dicht sein!)

Ando
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