Lagerung unseres Verikalrotor Prüfstandes

[Bernd]

Hallo

Da immer wieder behauptet wird das mein/unser Prüfstand falsch aufgebaut ist, hier mal ein
paar hoffentlich klärende Worte. Vorab finde ich das ganze Gerede nicht so gut, weil es dem
laienhaften Leser suggerriert das wir hier um Grössenordnungen (!!) neben der Wirklichkeit mit
unseren Meßergebnissen liegen müssen. Dieser Eindruck ist schlicht FALSCH.
Der unbedarfte Leser muss schon fast zwangsläufig den Eindruck gewinnen das wir etwas laienhaft
"zusammengeschustert" haben ohne rechtes Verständnis für die Sache.
Auch dieser Endruck ist schlicht FALSCH.

Wann kann eine Verfälschung der Messergebisse durch die Lagerung des Prüfstandes auftreten ?
Wann kann eine Radialkugellagerung den Reibwert über normal erhöhen ?
NICHT wenn in radialer Richtung Druck auf das Lager kommt denn genau dafür sind diese Lager ausgelegt.
Der Wind der die gelagerte Vertikalachse in eine Richtung drückt is also zunächst mal NICHT Auslöser
für einen erhöhten Reibwert, selbst dann nicht wenn der Rotorkopf eiert, auch wenn das immer wieder
behauptet wird. Da müsste noch mehr hinzu kommen, dazu gleich mehr.

Zurück zur Fragestellung: Erhöht ein Radialkugellager seine Reibwerte bei axialer Belastung ?
Radiallkugellager sind hautpsächlich für die Aufnahme radialer Kräfte konzipiert. Ein ganz normales
Radiallkugellager kann jedoch auch gewisse axiale Kräfte vertragen. Als Faustformel gilt 1/10 des
Wertes den das Lager in radialer Richtung verträgt. Somit befindet sich meine Vertikalachse, die
mit 2 Stück Radialkugellagern 25 Innen, 47aussen gelagert ist in axialer Richtung voll im grünen Bereich.
Auch wenn ich den Axialdruck weiter erhöhen würde wäre ich immer noch im grünen Bereich.

Wann erhöht sich denn nun der Reibwert des Radialkugellagers ? Wenn sich äusserer und innerer
Lagerring nicht koaxial zueinander befinden. Glücklicherweise haben die Lager aber in dieser Hinsicht
eine gewisse und bewusste Toleranz, sonst würde je Lagerung bei der kleinsten Abweichung, z.B.
durch Erwärmung sofort klemmen. Das heisst man muss den inneren Lagerring (nicht die Welle davor) schon
um ein gewisses Maß aus der koaxialen heraus bringen, bevor es klemmt. Bei einer zweifach gelagerten
Welle wie in unseren Prüfständen gelingt das umso einfacher, je nachgiebiger die Welle ist, und zwar
vor allen der Teil der Welle der sich zwischen den Lagern befindet !! (Das ist sehr wichtig ) Wenn
dieser Bereich steif genug ist, können die inneren Lagerringe kaum aus der koaxialen gebracht werden.
Der Druck verläuft dann fast vollständig radial, genau wie es die Lager "mögen". Das ist auch genau
der Grund warum auch bei Andre der Rotor spielend auf 125 Touren kommt, ohne das er von unten
gebremst wird. Ich sage damit nicht das das toll aussieht wenn die Achse oben schwankt, ich sage aber
das man nicht einfach so drauf los "Fehler hinein interpretieren " sollte. Wenn das so stark klemmen würde
wie behauptet, dann sähe das Video ganz anders aus. Obwohl man so messen könnte, würde ich das
dennoch ändern, alleine schon wegen der unnatürlichen horizontalen Bewegung des Rotors.
Wichtig ist : Die Lagerringe müssen so gut es geht koaxial laufen, also innerer zum äusseren, dann ist
alles wie es sein soll. Und nochmal gesagt, mit Andres Stand könnte man, so wie er jetzt ist, genauso
messen wie mit meinem Messstand. Die Egebnisse wären nahezu identisch.

Ein übertriebenes Beispiel zum Verdeutlichen :
Wird verbauen grosse Radialkugellager die auf einer fetten Welle laufen. Am Ende der Welle, quasi in Verlängerung
derselben, montieren wir eine dünne 5mm Vertikalachse.
Da kannst du dann drann biegen wie du willst, meinetwegen auf 90 Grad verbogen die Vertikalachse, da kann alles
eiern wie es will, die Lager unten bleiben immer koaxial und klemmen null. Es kommt halt immer drauf
an WIE man es macht, man kann nicht alles über einen Kamm scheren und muss jeden Einzelfall genau
anschauen.

Bei meinem jetzigen Prüfstand, der mit diesen 25mm Innendurchmesser Radiallagern ausgestattet ist,
befindet sich als Welle ein 25mm Alurohr, das im übrigen durchgehend von oben bis unten
aus einem Stück besteht. An diesem Alurohr messen wir Leistungen zwischen ca. 0,1 und 1W, nicht 1000W.
Jetzt überlegt doch selber mal, wenn ich von dem "Schwingen unter Belastung" sofern diese Umschreibung
bei 1 oder 2mm Ausschlag am entferntesten Punkt hier überhaupt gerechtfertigt ist, noch die Elastizität
der Holzkonstruktion und das Federn des Untergrundes wie z.B. Teppich abziehe, wieviel bleibt dann noch
für eine wirkliche Verwindung des Alurohres (37cm vom Lager entfernt) übrig ? Und wieviel verkantet
dann überhaupt noch die Lagerung selbst, die auch noch doppelt ausgeführt ist ? Also wieviel verkantet
dabei das obere Lager ? Ihr müsst das alles mal relativieren ! Da verkantet nichts und verfälscht auch nichts.
Die Lager laufen stimmig koaxial, weit vom leistungsmindernden Verkanten entfernt.

Man kann sich aber auch wirklich in eine Idee versteigern !
Wer soviel Angst hat, kann ja Pendelkugellager einsetzen, kein Spass die gibt es wirklich und sind extra
gebaut um stark eiernde Achsen zu lagern. Ist bei uns aus oben genannten Gründen aber unnötig.

Grüsse

Bernd

[Andre]

Hallo Bernd,

das was du hier darlegst unterscheibe ich mit Punkt und Komma.
Um allerdings weiteren Mißverständnissen oder falschen Eindrücken vorzubeugen werde
ich das Video bis zur Anpassung meines Teststandes offline nehmen. Sobald die "Eierei"
behoben bzw. gemildert ist, mach ich ein neues Video. Desweiteren werde ich eine Vergleichs-
messung vornehmen. Die Messung für diesen Teststand ist schon fertig. Sobald
der Umbau vollzogen ist, erfolgt noch eine Messung mit den selben Flügeln unter selben
Bedingungen. Ich hoffe damit die evtl. Bedenken ausräumen zu können.


Gruss
Andre

[Carl von Canstein]

@ Andre & Bernd: ich bin jetzt erstmal ziemlich erschossen. Da hat sich etwas aufgeschaukelt, was nicht im Sinne des Erfinders ist. Im Prinzip habe ich versucht, mitzuhelfen die Ursache fuer das Auslenken der Rotorwelle ausfindig zu machen und nun wird mir das als Kritik ausgelegt. Was habe ich also falsch gemacht? War es Uebereifer? Zu viel Nachdruck auf meinen Ueberlegungen? Hatte ich nicht auch gesagt, dass so kleine Unregelmaessigkeiten bei den geringen Kraeften und Belastungen am kleinen Versuchsrotor wohl nicht sonderlich ins Gewicht fallen und wahrscheinlich vernachlaessigbar sind? Also Jungs, ich schlaf jetzt erstmal darueber, morgen ist ein anderer Tag und vielleicht faellt mir dann ein, was ich besser machen kann. Gruss, Carl

[Andre]

Eijei Carl,

ich glaub das hast du jetzt in den falschen Hals bekommen . Ich denke, und da spreche ich sicher auch
für Bernd, das es hier nicht um Kritik an deinen Vorschlägen zur Verbesserung der Lagerung geht. Ich hatte das eher
so verstanden, als das sich deine Hinweise auf das erste größere Modell bezogen haben.

Es sollte nur, mit wirklich guten Begründungen und Beispielen gezeigt werden, dass die bißherigen Meßergebnisse
Gültigkeit besitzen. Man muß sicher auch mal erwähnen das Bernds Stand, auf welchen fast alle Messungen
durchgeführt wurden, wesentlich ruhiger läuft als meiner. Außerdem ging es in diesem Video
eben nur um die Windwand. Der Messstand war eigentlich noch nicht präsentabel, dachte mir aber das er zur
Demonstration der Windkraft der Windwand recht brauchbar ist.
Da der Stand eben noch nicht perfekt ist, hab ich jetzt erst mal das Video raus genommen, um eben zu vermeiden das mehr
"neue" evtl. meinen könnten "mensch das eiert ja, dass kann doch nie hinhauen".
Nichtsdestrotrotz muß hier nochmal gesagt werden, das trotz dieser "Eierei" - die wenn man es mal live sieht
sich im Bereich von 2-3 mm bewegt - keinerlei Einfluß auf Messungen und Erkenntnisse hat. Alles läßt sich reproduzieren.
Bernd hats reichlich und schlüssig begründet.

Also, ich bin nicht eingeschnappt oder beleidigt oder sonstwas ... .
Morgen gehts weiter.

Gruss
Andre

[Carl von Canstein]

Ah ja, alles klar! Auf dem Video sieht es etwas dramatischer aus! Das was ich mit der an einem langen Schaft aus einem Schiffsheck herausragenden Schiffsschraube gesagt habe, trifft zu, die schlaegt die Lagerbuchse in Stuecke! So schlimm ist es natuerlich bei uns nicht, unsere Welle steht ja auch vertikal und muss sich so nicht noch zusaetzlich zu der Fliehkraft und den Lastwechseln mit der Schwerkraft auseinandersetzen!
Wenn ich so penetrant auf diese Umstaende hinweise, so hat das allerdings sehr viel damit zu tun, dass ich Euch schon im Voraus fuer die Anforderungen im Freiland mentalisieren moechte.
Da geschieht etwas und wenn ich keinen Druck mache, kann das leicht ueberhoert werden. Bei manchen Sachen widerhole ich mich, das wurde mir ja schon im Kleinwindanlagen-Forum von Bruno vorgeworfen.
Dort in unserer Zusammenfassung eroeffnen sich gerade ganz neue Aspekte! Ein Besuch lohnt sich, ein noch aelterer durchstroemter Fluegel scheint aufzutauchen!
Gruss, Carl

[Bernd]

Das was ich mit der an einem langen Schaft aus einem Schiffsheck herausragenden Schiffsschraube
gesagt habe, trifft zu, die schlaegt die Lagerbuchse in Stuecke!

Auch hier muss man differenzieren, wenn die Lagerung dafür ungeeignet ist, weil ursprünglich
nicht dafür gedacht, dann sicher.
Wenn die Lagerung aber von vornherein für so eine Bauform ausgelegt wird, dann nicht.

Das ist eigentlich genau das was ich meine. (Unabhängig vom Schiffsschraubenbeispiel) Wenn man
auf eine Konstruktion trifft und sagt "na das kann ja nicht richtig funktionieren", dann kann man
damit ganz schön falsch liegen weil man die genauen Umstände und das was sich die Erschaffer dabei
dachten, nicht kennt.

Ich habe im Kleinwindforum gelesen das in einem französischen Buch eine ähnliche Konstruktion
wie unsere zu finden sei. Leider fällt mir googlen zu diesem Thema sehr schwer, weil alle
entsprechenden Seiten auf französisch sind, was ich in der Schule schon nach 3 Wochen zu
Gunsten eines maschineschreiben Kurses abwählte.
Der Soderica konnte sich den Hinweis wohl nicht verkneifen das "er es ja gewusst" hätte.
Der legt immer noch eins nach, schlimm solche unnötige Rechthaberei.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

@Bernd! Da Andre ja bereits sagte, dass die Taumelbewegung sich bei ihm nur im Millimeterbereich befindet und nicht, wie man nach dem Video einschaetzen koennte um Zentimeter, sehe ich fuer Andres Versuchsstand auch keine Probleme mehr. Das bisschen Wackeln ist sicherlich tolerierbar und laesst sich meiner Meinung nach auch auch nicht abstellen, solange man nicht auf eine weiter oben gelagerte Welle umsteigen moechte.Tut ja nicht noetig, nach Euren bisherigen Ergebnissen kann man ja keinen Unterschied feststellen! Erst Langzeitbelastungen an einem Rotor mit weniger stabil gewaehlten Lagerstaerken wuerden wahrscheinlich zu Buche schlagen, aber das ist ja ein anderes Thema, welches hier im Messbereich und besonders an Euren Messstaenden nicht zum Tragen kommt. Das mit Soderica, na, der hat sich zu frueh gefreut, Du hast ja meine Antwort gelesen? Ich habe ihn zwar nicht direkt angesprochen, das mit dem schon erfundenen Rad habe ich jedoch ganz eindeutig klargestellt. Konnte ich auch nicht anders, weil ich weiss, dass es noch unzaehlig viele Moeglichkeiten gibt, mit Phantasie und Kreativitaet Neues zu schaffen, auch wenn alle Mittel dazu in den Naturgesetzen und in unserer Umwelt schon vorhanden sind. Wer da sagt, alles sei schon erfunden, dem sind einfach die Augen fuer die Vielfalt unserer Welt noch nicht geoeffnet. Das alles schon da ist, hat damit garnichts zu tun. Man muss es sehen koennen! Das macht erst einen Finder aus, einen Erfinder meinetwegen auch. Ich persoenlich klassifiziere mich als professionellen Findologen!
Gruss, Carl