Bürstenbehafteter Bürstenloser

Hallo,

zuallererst: Ich bin im Bereich elektrischer Antriebe nicht mehr auf dem aktuellen Stand, brauche also wohlwollende Hilfe von euch.
Ich suche einen kraftvollen elektrischen Antrieb für ein Scale-Modell mit etwa 5kg Abfluggewicht. Ich weiß, das dieses Modell mit einem durchschnittlichen käuflichen bürstenlosen Antrieb gut fliegbar ist. Ich möchte aber einen Doppelpropeller realisieren in dem ich die Welle frei gegen den Käfig laufen lassen möchte. (ein Prop am Käfig, einer am frei drehbaren Anker) Dazu muss allerdings der Strom wieder über Bürsten in den Anker kommen. Gibt es also ganz konkret Drehstromantriebe mit Bürsten im Modellbereich und oder gibt es kleine Firmen die nach Zeichnung oder Skizze sowas fummeln können? Man müsste den Motor komplett drehbar lagern und die Leitungen vom Regler über Bürsten drehbar in den Antrieb einkoppeln... Ansonsten müßte man halt drei Gleichstromantriebe gleicher Leistungsklasse ausschlachten und den Kommutator für alle drei Leitungen auf die Welle fummeln.
Oder aber ich mach das gleich mit einem Bürstenantrieb und verlängere die Welle nach hinten für die Lagerung des Antriebs. Dann müsste es aber ein relativ kurzer Antrieb werden, damit das bei höheren Drehzahlen nicht furchtbar aufschwingt...

Ach, je länger ich darüber nachdenke, desto mehr tendiere ich zu einem Planetengetriebe, aber da gibts auch wieder nix käufliches... Vielleicht habt ihr ja ne gute Idee


Ilja
 
Hallo,

wenn ich da richtig verstanden habe, willst du das Gegendrehmoment auch nutzen für den Antrieb. Nur dann heben sich die Kräfte auf. Viel interessanter ist die Frage, wie machst du das " Ding" fest? Mit Simens Lufthaken wird das kaum funktionieren.
 
S

spatz_lu

Gast
Lösungsvorschlag

Lösungsvorschlag

Als Mechaniker sehe ich 2 Lösungen

1. Erster Motor mit Hohlwelle, zweiter Antrieb dahinter

2. Planetengetriebe 1:1 in den Doppelpropeller integrieren

Gruss aus Luxemburg

Pierre
 
Da gab's doch mal einen hier im Forum ( oder war's das Paralleluniversum ? ;) ), der nen Doppel LRK gebaut hat. Also quasi eine Glocke vorne, ala Rückspantmontage, mit Hohlwelle, dann ein Befestigungsspant, und dahinter die zweite Glocke, mit Welle durch die Hohlwelle. Sollte eigentlich für dein Projekt relativ tauglich sein, und vergleichsweise "problemlos" zu realisieren ( Mitnehmer der vorderen Glocke aufbohren bzw. nen neuen drehen, mit dicker Hohlwelle, daß nochmal ein Lager zwischen die Wellen passt, und die innere Welle abdrehen, bzw. eben ne Dünnere nehmen. ). Für die Größe sollte was in der 350-20er Größe ( x2 ) locker ausreichen...
Zwei Regler wirst du aber auf alle Fälle brauchen.

Gruß,

Alex
 
Alex, falls ich dich richtig verstanden habe,
Beide Motoren an einem Mittelspant anschrauben und den Antrieb mit einer Welle und einer Hohlwelle nach vorn aus dem Rumpf.
dann dreht einer rechts, der andere links rum.
Natürlich könnte ein Prop gleich auf der Glocke des vorderen Motors sitzen und der hintere den gegenläufigen antreiben.
 

Spunki

User
gegenläufige Props ...

gegenläufige Props ...

Hallo Ilja

Ja, Gedanken sind frei!

Ich denke Du wirst um einen Eigenbau nicht herumkommen, ich habe mir dazu kurz Gedanken gemacht und schnell folgenes Schema skizziert, eine kleine Drehbank sollte reichen ...

biprop3.jpg

Hohlwelle, zwei handelsübliche hochdrehende Bürstenlose je an einer Getriebestufe ...

Zwei Motoren und zwei Steller schon alleine deshalb da Du dann die Drehzahl unabhängig voneinander regeln kannst, ist event. notwendig falls zb. die gegenläufigen Prop´s unterschiedliche Steigung aufweisen ...


Grüße Spunki
 
Hi..

Ilja´s Vorschlag unterscheidet sich GRUNDSÄTZLICH von der Doppel-LRK-Geschichte und ist bei genauer Betrachtung ziemlich clever, denn:

-Man benötigt nur einen Motor und Steller
-Abgesehen von der Lagerreibung und der Reibung an den Bürsten ist dieser Antrieb im Gegensatz zum Doppel-LRK wirklich VÖLLIG neutral, was das Drehmoment angeht... beim Doppel-LRK kann es Unterschiede geben, da die beiden Props an unterschiedlicher "kontraktionsstelle" der Stromröhre arbeiten, d.h. es gibt Unterschiede, welcher Vorne und hinten ist.
-Die Bürsten, die (leider) erforderlich sind um den Strom zum "rotierenden Stator" ;) zu bringen müssen im gegensatz zum Bürstenmotor nicht kommutiert werden, d.h. es gibt so gut wie kein Bürstenfeuer und die Verluste sind gering.

Nachteile gibt´s auch:
-Die Bürsten eben
-das Präzessionsmoment ist NICHT völlig neutral, da Käfigteil und Wicklungsteil sicherlich unterschiedliche Trägheitsmomente haben.

Wie könnte man sowas verwirklichen?
Nichtkommutierende Schleifringe habe ich schon ganz brauchbar aus Kupferrohr und Bürstenmotor-Kohlen gebaut.
Die Aufhängung ist sogar einigermassen banal:
ein "normaler" Aussenläufer-Brushlessmotor, der zwei freie Wellenenden hat.. Eins für den Abtrieb auf den vorderen prop, der hintere Prop sitzt dann am Wicklungsteil des Motors, an dem ein Drehteil mit den Schleifringen sitzt. Das freie Wellenende ruht dann in einem Lagerblock, der mit dem Modell verbunden ist.
Knackpunkt also Schleifring-Block und Lager. Wer hat ne Drehbank?

Einigermassen clever für einen ersten Gehversuch könnte der Rex220 sein, da er vorne und hinten ne Aufnahmne bietet und die Welle recht einfach verlängert werden könnte.


grüssle

andi
 

Spunki

User
nur ein Motor ...

nur ein Motor ...

Klar ginge es mit nur einem Motor auch, die Schleifringe wären auch kein Thema ...

Nur befürchte ich schwer beinflussbare Drehzahlunterschiede beider Prop´s, der vordere beschleunigt die Luft nach hinten und der hintere soll die Luft möglichst weiter beschleunigen und nicht etwa wieder ausbremsen, und das Ganze möglichst drallfrei, dies erfordert womöglich verschiedene Steigungen und/oder geregelte Drehzahlen ...

Aber wenns nicht um optimale Leistung geht sondern nur rein um "scale" dann tut´s ein Motor bestimmt auch ...


Grüße Spunki
 
Freiheit ist alles

Freiheit ist alles

Hey Ilja,

warum so aufwendig und kompliziert, lass doch den zweiten Prob einfach leer mitdrehen - wozu antreiben?
Der dreht sich doch von selbst, wenn der angeblasen wird - und das sogar kostenlos.

Links- oder Rechtslauf kann man mit entsprechenden Probs beeinflussen.

Viele Grüße

Dieter Harms <ursus>
 
@Spunki:

eben genau nicht! Wenn du einen Löffel an die Glocke und den anderen an den (ehemaligen) Stator befestigts, dann regelt sich das Drehmoment und damit auch der Propellerdrall GANZ VON ALLEINE; völlig automatisch! Das genau ist ja das clevere an dieser Anordnung. Auf den Rumpf KANN (ausser durch Lagerreibung) kein Drehmoment übertragen werden. Das bedeutet, dass das Antriebsdrehmoment des vorderen Props durch das Gegendrehmoment des hinteren EXAKT ausgeglichen wird. Nix mit Abstimmung usw... genaugenommen könnte man sinnfreierweise sogar völlig unterschiedliche Propeller vorne und hinten einsetzen, der Gesamt-Propellerdrall und das auf dem Rumpf wirkende Gegendrehmoment ist NULL.

Die Idee ist zudem nicht neu... sowas setzt man z.B. bei Lüftern zur Kühlung von Wirbelstrombremsen mit Drehmomentmessung ein, damit der Lüfter kein "falsches" Drehmoment auf die geeichte Wirbelstrombremse ausübt.

Auch gab es Jet-Triebwerke, die dieses Prinzip nutzten.. nicht Leit- und Laufschaufelsystem, sondern gegenläufige Laufschaufeln.. wenn nun kein entsprechendes Bauteil mit dem Triebwerksgehäuse verbunden ist, dann ist die Aufhängung des Treibwerkes momentenfrei und die Abströmung ist drallfrei und damit sehr effizient. Meine mich düster zu erinnern dass das in Ansätzen bei der ME262 zum Einsatz kam.


grüssle

andi
 
Hallo,

schön das ihr euch so rege beteiligt.
Die Idee ist natürlich nicht neu. Bei Planetengetrieben für Doppelprops wirds es ganz ähnlich gemacht. Da ist die Sonnenwelle angetrieben, der eine Prop am Planetenstern und der andere am Außenring befestigt. Der Drehmomentausgleich ist hier auch hervorragend gegeben. Ich denke aber, dass es wohl schwieriger wird ein solches Getriebe herzustellen oder abzuändern als einen Bürstenmotor nach hinten zu verlängern und mit zwei Lagern zu befestigen oder eben einen Bürstenlosen mit drei schlitzfreien Kommutatoren zu versehen.

Hat jemand vielleicht eine Idee ob man eines dieser Edelplanetengetriebe von Reisenauer oder wie die heißen umbasteln kann? So ein Getriebe würde mir sehr gut gefallen. Man könnte leicht die Motoren wechseln oder unterschiedlichste Konfigurationen testen ohne immer neue Drehteile zu benötigen.

Für einen ersten Versuch wollte ich schon fast ein Plastegetriebe von Conrad holen und ein wenig dran rum schnitzen. Das werde ich wohl mal machen.

Vielen Dank so weit

Ilja
 
Hmmm Vektordiagramm... was soll ich da einzeichnen? die Drehimpulsvektoren? Die wären langweilig parallel und entgegengesetzt.

Knackpunkt ist einfach der:

WIE sollte denn ggf ein Reaktionsmoment auf den Rumpf übertragen werden, wenn der gesamte Antrieb um eine Drehachse gelagert ist? Das Glocke und "Stator" relativ zueinander rotieren werden, ist sofort einleuchtend. Jetzt bleibt nur die Frage, wie sich die Drehung auf links- und rechtsdrehenden Prop verteilt... sie KANN sich nur so verteilen, dass am Rumpf KEIN Drehmoment mehr ankommt... denn was sollte diesem Drehmoment entgegenwirken?
ist ne einfache Anwendung der Drehimpulserhaltung.

Der Propellerdrall kann nur genauso groß sein wie das am Rumpf angreifende gegendrehmoment... hier also auch wieder NULL.

Die Interessante (und sehr viel schwieriger zu beantwortende) Frage ist diese:
Das ganze funktioniert im konstanten, gleichförmigen Zustand, ok. Aber was passiert bei Lastwechseln? Die massenträgheitsmomente von Glockenteil und Statorteil werden nicht gleich sein. D.h. beim Beschleunigen wird der "leichtere" Teil (genauergesagt der mit dem geringeren axialen massenträgheitsmoment) zunächst stärker beschleunigen, dann aber bei der hlöheren Drehzahl durch den Prop wieder stärker gebremst werden als der "langsamere" Teil. Es entsteht also eine Art Einschwingvorgang beim Lastwechsel. Die Dämpfung dieses Vorgangs ist nur schwer intuituv zu erfassen, aber mit Sicherheit vorhanden, so dass man ein stabiles System erhält.

Das ganze wird sich näherungsweise auf identische Drehzahl (bei gleichen Props) einstellen, sofern die Props nur dicht genug beieinanderliegen. Beim Gasgeben jedoch muss kurz mehr Drall in einer "Hälfte" des Antriebes gepumpt werden. Da der Rumpf den Drall nicht aufnimmt MUSS das die Strömung tun. Wir hätten also beim gasgeben einen KURZZEITIG auftretenden Propellerdrall in der Strömung, und beim gas wegnehmen kurzzeitig in die Gegenrichtung.

Wäre steuerungsmässig ziemlich gegen die Intuition, die man so vom Hovern hat... "Torquen" geht ja nicht mehr mangels Torque ;)

ich find die Lösung so fast eleganter als mit dem freilaufenden Planetengetriebe, da das Gegenlaufen ja automatisch eine Untersetzung von 2:1 mit sich bringt, ganz ohne Getriebe.


grüssle

andi
 

Spunki

User
2:1 Untersetzung ...

2:1 Untersetzung ...

>>Die massenträgheitsmomente von Glockenteil und Statorteil werden nicht gleich sein.<<

Hmmm, die könnte man bestimmt harmonisieren indem man den leichteren Teil mit zusätzlicher genau abgestimmter Rotationsmasse ausgleicht, dann hätte man bei Lastwechsel kein "Schwingen" ...

Und 2:1 Untersetzung, stimmt!, genial!, Frage: sind dann (bei gleicher Leistungsaufnahme des Motors wie bei nur einem Prop) zwei größere Latten möglich die einen besseren Vortriebswirkungsgrad bieten?


Grüße Spunki
 
Hi..

Ja, austrimmen liesse sich das bestimmt mit den Trägheitsmomenten... ausserdem dürfte der Unterschied recht klein sein, da wohl die Propeller dominant sein werden..

Vortriebswirkungsgrad.. Jein... man könnte größere Löffel nehmen. Aber berücksichtige bitte dass der Motor ja ZWEI Propeller antreiben muss, denen aber gegenseitig noch eine axiale Durchströmung aufgezwungen wird. Man wird deshalb und aufgrund der halben Drehzahl deutlich mehr Steigung spendieren müssen.

Theoretisch hat man ja beim "normalen" Motor die Wahl, entweder Untersetzung zu spendieren oder eben ne seeeehr kleine Steigung, um den größeren Prop drehen zu können. Letzterer Methode sind aufgrund den brauchbaren Steigungs/durchmesserverhältnissen Grenzen gesetzt.

bei unserem fiktiven Doppelprop haben wir aber tatsächlich die halbe Drehzahl, und wir könnten also im Vergleich zum starr montierten Einzelmotor tatsächlich hin zu besseren Verhältnissen kommen und somit entweder Getriebe wegrationalisieren oder Fortschrittsgrad erhöhen.

Global gesehen blieben also etwa die "Üblichen" Verhältnisse von Durchmesser und Strahlgeschwindigkeit erhalten, jedoch hat man die "halbe" Drehzahl (pro Prop) und darf dafür "doppelte" Steigung spendieren...

Ich hab selbst schon über diese Art Antrieb länger rumgegrübelt, insbesondere mit Hinblick auf einen koaxial-Heli. bei mir ist das dann aber an der technischen Umsetzung eines hochstromtauglichen Schleifrings gescheitert.




grüssle

andi
 

Spunki

User
Schleifringe ...

Schleifringe ...

Hallo Andi

Du meinst also man müsste dann mit den Latten noch ein wenig herumexperimentieren (Durchmesser, Steigung), sehe ich auch so ...

>>bei mir ist das dann aber an der technischen Umsetzung eines hochstromtauglichen Schleifrings gescheitert.<<

Kennst Du denn niemanden aus Deiner Umgebung der eine kleine Drehbank hat?, der könnte Dir das relativ einfach machen, zb. drei Ringe aus 4mm dickem Messing- oder Kupferblech mit etwas Übermaß ausschneiden (zur Not mit der Laubsäge), innen auf Maß ausdrehen und dann mit Isolierspalt auf der Motorglocke aufkleben (UHU-Endfest 300), tempern und danach mitsamt der Motorglocke auf sauberen Rundlauf/Schlag drehen ...

Als Bürsten eignen sich bestimmt kleine Schachtkohlen diverser billig-Motoren ...

Wär doch einen Versuch wert oder?


Grüße Spunki
 
Hi..

Mit Zugang oder Vitamin B zu Drehbänken siehts bei mir (noch) mau aus.
Wenn Papi sich seinen Rentner-Wunsch nach ner Drehbank demnächst erfüllen sollte, dann wird sich das ändern...
Einen Versuch wär das mit Sicherheit wert, allein schon wegen des "Das-hat-sonst-Keiner"-Faktors ;)
Aber nachdem ich ab nächste Woche erst mal meinen Jahresurlaub verbrauche wird das wohl noch warten müssen.

Was die Prop-Auslegung angeht: ich müsste mir einfach mal die Mühe machen, das nachzurechnen.

grüssle

andi
 
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