Aufbau und Konstruktion meines H-Rotor Prüfstandes.
Hallo lieber Forenbesucher
Ich habe mir einen kleinen H-Rotor Messstand aus handelsüblichen Materialien angefertigt. Auf diesem
Prüfstand können beliebige H-Rotorblätter mit ca. 50cm Flügelhöhe auf ihre Eigenschaften hin untersucht
werden. So kann man z.B.Optimierungsversuche an der Rotorblattgestaltung durchführen und das Ergebnis
sofort messmässig erfassen. Eine faszinierende Art so selber "Entwickler und Optimierer" sein zu können.
Alle Baumaterialien für diesen Prüfstand entstammen mit Ausnahme der Kugellager dem Baumarkt. Die
Kugellager habe ich über Ebay bezogen für 3 Euro/Stück.
Ein durchgehendes Alurohr mit 25mm Durchmesser dient als Rotorwelle.
Dieses Alurohr ist über zwei Radiallager mit 25mm Innen- und 47mm Aussendurchmesser gelagert.
Das ursprüngliche Lagerfett muss man entfernen, es bremst zu sehr ab. Dann etwas Öl ins Lager geben.
Die nötigen "Lagerböcke" für die Radiallager habe ich aus 10mm Multiplex Sperrholz angefertigt.
Das "Messhaus" hat die Innen Dimensionen (Breite x Länge x Höhe) von 30cm x 30cm x 15cm)
Die untere Bodenplatte ist 40cm x 40cm gross. Das wichtigste am ganzen Prüfstand ist die mechanische
Leistungsbremse. Sie befindet sich innerhalb des "Messhauses". Mit Hilfe dieser Leistungsbremse und
der Rotordrehzahl lässt sich die aktuell an der Rotorachse abgegebene mechanische Leistung sehr genau
bestimmen. Der Bremssattel dieser Bremse ist schwimmend auf dem durchgehenden Alurohr gelagert.
Die Lagerung des Bremssattels erfolgt mit einem einzelnen Radiallager. Danke für diesen Vorschlag an Andre.
Das Bremsprinzip entspricht einer einfachen Seilbremse und hat sich als perfekt erwiesen.
Danke für den Tip zum Bau dieser Bremse an Carl. Ein Fahrradtacho mit der eingestellten Radlänge
von 1,666m erfasst die Rotordrehzahl.
Am Bremssattel wird mit Hilfe einer Waage, die in horizontaler Richtung korrekte Werte ermitteln kann,
die dort auftretende Abstützkraft gemessen, die sich ergibt wenn die Bremse den Rotor auf
eine bestimmte Drehzahl abbremst. Der Messpunkt liegt zur Vereinfachnung der Rechnung
genau 10cm von der Achsmitte. Gut eignen sich zum Messen mechanische Federwaagen mit kreisförmiger Skala.
102 Gramm am Messpunkt entsprechen 0,1NM. 10,2 Gramm am Messpunkt entsprechen 0,01 NM und so weiter.
Nach der vereinfachten Formel:
Drehmoment (in NM am Messpunkt) mal Drehzahl (pro Minute) durch 9,55 ergibt sich die
mechanische Leistung in Watt. Ein erläuterndes Video der Vorgehensweise bei der Messung findet ihr hier :
http://www.vallstedt-networks.de/diverses/bremse_1.avi
Um ein schnelles Tauschen der zu überpüfenden Flügelprofile zu ermöglichen habe ich
eine Tragarmhalterung aus Multiplexholz gebaut die die Alurohre der Tragarme fest klemmt.
Die Trarmhalterung ist universal nutzbar für 1 Flügel, sowie 2 und 3 Flügel Rotoren.
Noch etwas sehr wichtiges zur Lagerung:
Ich verwende Radialkugellager die auf beiden Seiten eine Metallabdeckung haben.
Im Modellnamen steht ein "ZZ" für diese doppelseitige Abdeckung. Es gehen aber mindestens
ebenso gut (wenn nicht besser) beidseitig offene Lager, bei denen man dann aber besser
einen Staubschutz vorsehen sollte. Ganz wichig ist das steife, völlig ungeeignete Lagerfett
zu entfernen. Das Lager muss durch Verdünner, Waschbenzin oder ähnliches völlig frei (!!) von evtl. vorhandenen
Fettresten gemacht werden. Das Lager muss sich dann absolut leicht drehen. Das es dann fettfrei
leichte Laufgeräusche macht ist ok. Anschliessend sollte man ein paar Tropfen dünnes Öl hinein geben.
Ich habe eine der beiden Abdeckungen meiner Lager entfernt um das Fett besser heraus lösen
zu können. Die verbliebene Abdeckung verbaute ich nach oben, als Staubschutz.
Die Leichtgängigkeit des Lagers/Prüfstandes ist überaus wichtig und muss immer wieder geprüft
werden und ggf. muss dann ein weiterer Tropfen Öl an die Lager gegeben werden.
Schwergängige Lager verfälschen die Messung enorm.
Nun hoffe ich darauf das mein Prüfstand nicht das einzige Modell dieser Art bleiben wird
Ich glaube das auch anderen dieser kleine Prüfstand sehr gute Dienste leisten könnte.
Ich denke da an Forschungsgruppen mit kleinen Budget, insbesondere auch an Schulen (Physikunterricht)
oder ähnliche Einrichtungen. Nicht zuletzt aber denke ich kann so ein Messstand alle helfen,
die auf Forschen, Erfinden und Verbessern aus sind.
Fragen sind gerne willkommen.
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Grüsse
Bernd
