Wendegetriebe

[bachbleamle]

Eine frage an die Techniker und Praktiker.

Was spricht gegen ein Wendegetriebe ohne Kupplungen mit einer variablen Übersetzung von stehender Propellerwelle bis Maximaldrehzahl an der Propellerwelle. die Maximaldrehzahl an der Propellerwelle ist von der Antriebsdrehzahl abhängig.

Folgende Funktionen wären realisierbar:
- Notstop = schnellstmöglicher Propellerstillstand
- Trennung der Propellerwelle vom Kraftfluss, Propeller kann frei drehen
- Schnelle Propellerwellendrehrichtungsumkehr mit geregelter Propellerwellenverzögerung und anschliessender, reversierter Propellerwellenbeschleunigung. Brems- und Beschleunigungsleistung einstellbar.
- Propellerwellenleistung entspricht annähernd der Antriebsleistung, auch bei geringster Propellerwellendrehzahl.

Die Regelung kann sowohl manuell als auch elektronisch erfolgen. Auch überlagerungen sind denkbar.

Meine Frage, macht sowas Sinn?

Eddi

[hein mk]

moin
macht natürlich sinn,aber welches wundergerät soll da zum einsatz kommen?
fragt grüssend hein

[Libertad]

Man kann (fast) alles entwickeln und bauen. Die Frage ist, ob es jemand bezahlen will. Mit Hydraulikantrieb ist ja einiges davon machbar, aber so richtig durchgesetzt hat sich das in der Sportschiffahrt nicht. Wird wohl auch an den Kosten liegen.

[hheck]

Zitat von bachbleamle

..Meine Frage, macht sowas Sinn?
Eddi

Außer für ev. Sonderfahrzeuge macht das keinen Sinn. All diese automatischen (stufenlosen) Getriebe haben einen schlechteren Wirkungsgrad und bringen im Normalfall keine Vorteile.

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

[bachbleamle]

Hallo Hein,

ich mache da gerade an was ähnlichem herum, allerdings für andere Anwendungen.
Dieses Getriebe wäre quasi ein Abfallprodukt.

Ich kenne allerdings nur die konventionellen Wendegetriebe mit Kupplungen zum umschalten.

Mir ist beim Mitlesen hier im Forum aufgefallen, so hin und wieder, dass bei Langsamfahrt das Problem mit Ein- und Auskuppeln besteht, was ja auch die Kupplungen belastet.
Zum Anderen wird es den Kupplungen auch nicht guttun, wenn der Hebel schnell von vorn nach hinten gerissen wird oder anders herum.
Die Kupplungen nehmen dann die ganzen Schwungmomente auf.

Dann bin ich der Meinung, dass die Motoren beim Einkuppeln, also beim Anfahren, zu wenig Drehmoment bringen um einen grossen Propeller mit ordentlicher Steigung in Wallung zu bringen. Auch das geht auf die Kupplung.

Die Propellerdrehmomentkurve folgt in etwa dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis aus Eintriebsdrehzahl durch Austriebsdrehzahl. Das bedeutet dann, dass die Anfahrleistung relativ gering sein kann (Leistung = 2 mal PI x Drehzahl x Drehmoment) durch 60.000.

Die Propellerwelle kann auch bei laufendem Motor zum Stillstand gebracht werden, egal wie hoch der Motor dreht.

Gibts sowas schon?

Eddi

[bachbleamle]

@ Libertad

Unter Hydraulikantrieben verstehe ich hydrostatische antriebe, also Pumpe und Motor.
Diese Antriebsart hat einen wirklich schlechten Wirkungsgrad von unter 70%.

Das angedachte Getriebe liegt im Bereich eines normalen Rädergetriebes mit seinem Wirkungsgrad.

[hein mk]

moin eddi
also für mich als segler waren die bisher verfügbaren getriebe immer ausreichend,weil segler ihre relativ zum gewicht schwach motorisierten fahrzeuge in aller regel vorausschauend und mit bedacht manöverieren so das ein plötzliches umsteuern von voll-voraus auf voll- achteraus fast nie erforderlich ist,das geringe drehmoment und der geringe schub nach dem einkuppeln aus der leerlaufstellung ist ein gewünschter efekt um langsam und mit bedacht z.b.in eine"parklücke" zu manöverieren,der nach und nach entstehende verschleiss an den üblichen kupplungslamellen ist allerdings ein ärgerniss,das aber stark von den fahrgewohnheiten beeinflust ist,bei manchen seglern hält das getriebe die motorlebenszeit.
gruss hein

[Wepi]

Verluste von 30% bei hydraulischen Antrieben sind übertrieben. Tatsächlich dürften sie bei ca. 10-12% liegen. Und man darf nicht vergessen, dass man bei einem richtig abgestimmten hydraulischen Antrieb den Motor fast durchgehend im Bereich des höchsten Drehmoments laufen lassen kann. Das ist ein nicht zu verachtender Vorteil. Weitere Vorteile liegen in der beliebigen Einbauposition des Motors und dass man eine stark geneigte Welle vermeiden und auch damit den Schub verbessern kann. Die leider inzwischen nicht mehr existierende schweizer Firma Swiss Hydro, Diport AG hat das an vielen Booten bewiesen.
Gruß
Wepi

[boose]

Kann jemand von Euch sagen, wo ich fündig würde ein Wendegetriebezum nachrüsten an einen Rüttelplattendiesel (1 Zylinder-Faryman) zu bekommen?Muß nix Aufwendiges sein:Ein/Auskuppen, eventuell auch Rückwärtsdrehenund gut is.Gibts da Firmen?Habt Ihr Ideen?Gr. Günter

[hein mk]

Zitat von boose

Kann jemand von Euch sagen, wo ich fündig würde ein Wendegetriebezum nachrüsten an einen Rüttelplattendiesel (1 Zylinder-Faryman) zu bekommen?Muß nix Aufwendiges sein:Ein/Auskuppen, eventuell auch Rückwärtsdrehenund gut is.Gibts da Firmen?Habt Ihr Ideen?Gr. Günter

moin
für ein Boot?
fragt mit gruss hein

[huebi]

Eddi, hast Du so etwas wie ein stufenloses Keilriemen/Gliederketten-Getriebe vor?

[bachbleamle]

@hübi

nein, mit beiden systemen ist kein kupplungsloses anfahren möglich. es ist auch keine hydrostatik.
was ähnliches hab ich im patentverfahren und ich suche noch anwendungsgebiete.

gruss
eddi

[boose]

Zitat von hein mk

moin
für ein Boot?
fragt mit gruss hein

Hein,ich suche ein Wendegetriebe für einen nackten Dieselmotor, luftgekühlt, den ich, wenn er als Bootsmotor aufrüstbar sein sollte, in mein kleines Tuckerboot einbauen will.1 Zylinder Faryman.Gr. Günter

[hein mk]

moin Günter
ob du mit einem luftgekühlten auf einem boot wirklich glücklich wirst?
das hat ja starken einfluss auf die gestaltung des motorraumes/kastens und des abgasweges es sei denn du installierst eine seewasserpumpe nur zur kühlung des selben,und der krach den das kühlgebläse macht ist auch nicht zu verachten.Der Farrymann 10PS einzylinder ist ein recht rauher geselle und sollte auf ordentliche mittelharte bis weiche gummilager gestellt werden,dann tut er in aller regel seinen drehmoment starken dienst und ist fast unkaputbar.
Ein pasendes getriebe samt dämpferplatte kann man zb bei allpa oder ZF-Hurth kaufen,kosten neu aber so viel(oder mehr) wie dein gebrauchter Rüttelplattenjockel.
gruss hein

[hheck]

@ Hein und Günter:
nu macht mal dem Eddi sein Tröt nicht kaputt

Zitat von bachbleamle

... ein Wendegetriebe ohne Kupplungen...
...variablen Übersetzung von stehender Propellerwelle bis Maximaldrehzahl...
...Maximaldrehzahl an der Propellerwelle ist von der Antriebsdrehzahl abhängig...

Vielleicht hab ich das falsch verstanden.
Soll das so sein, daß lediglich der Einkuppelvorgang über eine Art stufenlose Übersetzung bewerkstelligt wird, danach aber Motor/Getriebewelle und Prop-Welle starr gekuppelt sind?

Wenn ja, und du da eine Idee hast, dann macht das gewaltig Sinn.
Das Einkuppeln ist üblicherweise ein unerwünscht abrupter Vorgang, und ich habe auch schon versucht, über langsameres Schalten einen weicheren Prop-Start zu erreichen.
Bisher erfolglos, zumindest bei Velvet.

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

[hein mk]

[QUOTE=hheck;2159271]@ Hein und Günter:
nu macht mal dem Eddi sein Tröt nicht kaputt

moin
ok hast recht!
gruss hein

[bachbleamle]

@ helle

jetzt mal das eine extrem und das andere extrem.

der motor dreht mit seiner höchstdrehzahl, die propellerwelle steht.
du kannst jetzt losfahren und deine propellerwellendrehzahl von null bis maximal (Motordrehzahl durch Übersetzungsverhältnis) einregeln.

der motor dreht mit leerlaufdrehzahl, die propellerwelle steht.
du kannst jetzt losfahren und deine propellerdrehzahl von null auf wieder höchstdrehzahl einregeln. wenn du dann die motordrehzahl erhöhst, erhöht sich die propellerdrehzahl anteilig gleich.

das war jetzt die drehzahlcharakteristik, wobei dazwischen alle spiekarten denkbar sind.

wichtig sind die drehmomente die durchs getriebe getrieben werden.
beim anfahren aus dem stand braucht man ein hohes drehmoment und wenig leistung. hört sich jetzt unlogisch an, ist aber so weil sich leistung aus drehmoment mal drehzahl mal zwei mal pi zusammensetzt.
also hohes moment und geringste drehzal ist auch geringe leistung. steigt deine drehzahl bei gleichem moment, steigt auch deine leistung.

hast du ein getriebe mit kupplung, fährst du mit einer gesetzten motordrehzahl an und deine kupplung gleicht diese motordrehzahl an die propellerdrehzahl an. beim einkuppeln muss an der kupplung kurzzeitig ein hoher drehmomentimpuls anstehen um die propellerwelle loszureissen. dieser momentimpuls ist in der schwungscheibe des motors gespeichert. danach gleichst du mit der kupplung das übersetzungsverhältnis der motorwelle an die propellerwelle an. gleichzeitig, im umkehrschluss, das eingangsdrehmoment an das ausgansdrehmoment.
das eingangsdrehmoment ist durch die momentkennlinie des motors gegeben, das ausgangsdrehmoment wird von der propellerwelle angefordert und ist bei niedriger drehzahl höher als bei höherer drehzahl.
rechnet man nun aus den momenten und drehzahlen die leistung aus, getrennt für motor und propeller, dann gibts da eine leistungsdifferenz und diese differenz ist die reibleistung der kupplung. diese reibleistung der kupplung wird in wärme umgesetzt, ist also verlustleistung.
je mehr reibleistung ein ekupplung verträgt umso höher ist das übertragbare anfahrmoment.

bei dem von mir angedachten getriebe basiert die drehmomentwandlung auf einer rein kinematischen, formschlüssigen, basis ohne funktionsverluste und ohne blindleistungsanteile.

[Kyrill]

Du scheinst doch vom Fach zu sein. Nimm Dir ein Herz, bau ein Experimentalmodell und mache die Versuche in 1:1 ob Dein Getriebe einen Vergleich mit einem Standard Wendegetriebe bezüglich Leistungsausbeute, Fehleranfälligkeit, Reperaturfähigkeit mit kleinem Werkzeug usw. standhält wird sich dann zeigen. Vom Preis/Leistungsverhältnis ganz zu schweigen. Je mehr Technik, desto teuer. So war es jedenfalls in der Vergangenheit.
Also mach es und überzeuge die Kunden von den Vorteilen Deiner Idee!
Vor allem lass den Verbrauch nicht außen vor. Der muß als Regelkriterium auf alle Fälle mit rein in die Elektronik...

[checker.1966]

mach doch das ganze ohne Getriebe, ohne Kupplung
und nimm ein "kitchen rudder"
nur Gas geben
vorwärts, rückwärts, aufstoppen wird alles über das Ruder geregelt
kein Getriebe oder Kupplung wo kaputt gehen kann

howie

[bachbleamle]

@ peter

das muster für die strasse ist fertig. da habe ich auch schon die nische gefunden. die gebrauchsvorteile sind die hohe energieeffizienz und auch der komfort.

ich suche noch andere anwendungen, abseits der strasse.
für ein schnelles boot wirds wohl wenig sinn machen, für ein schweres verdrängerboot auf binnengewässern schon eher.

meine maritimen erfahrungen beschränken sich auf gelegentliches mitsegeln. erst jetzt, so einige jahre vor dem ruhestand, ist das interesse am wassersport erwacht.

es freut mich schon dass ihr hier so eifrig mitmacht.

gruss
eddi

[checker.1966]

dann mal bitte Bilder

Gruß howie

[bachbleamle]

@ checker

du kennst dich im patentrecht aus?

ich muss schon aufpassen dass ich hier nicht zuviel reinschreibe und dann soll ich noch bilder reinstellen?

[bachbleamle]

Zitat von hheck

@ Hein und Günter:
nu macht mal dem Eddi sein Tröt nicht kaputt



Vielleicht hab ich das falsch verstanden.
Soll das so sein, daß lediglich der Einkuppelvorgang über eine Art stufenlose Übersetzung bewerkstelligt wird, danach aber Motor/Getriebewelle und Prop-Welle starr gekuppelt sind?

Wenn ja, und du da eine Idee hast, dann macht das gewaltig Sinn.
Das Einkuppeln ist üblicherweise ein unerwünscht abrupter Vorgang, und ich habe auch schon versucht, über langsameres Schalten einen weicheren Prop-Start zu erreichen.
Bisher erfolglos, zumindest bei Velvet.

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

So, hab das Ding seit Samstag auf dem Prüfstand und es tut was es soll.
Die Drehmomentübersetzung folgt der Drehzahlübersetzung, das Anfahren der Propellerwelle ist butterweich von Null auf Maximaldrehzahl.
Der Wirkungsgrad liegt bei ca. 97%.

[T-Technik]

Hallo Eddi,
zu Deiner Eröffnungsfrage .

Wie hier bereits gesagt wurde, es ist der technische Aufwand und die
hieraus erzielbaren Wirkungsgrade, die nicht passen .

Begründung :

1. Eher würde dann ein Verstellpropeller in Frage kommen .

2. Deinen genannten Wirkungsgrad von 97 % glaube ich nicht .
Mit welchem Prüfstand hast Du das gemessen, Hersteller, Typ ?

97 % erreichst Du gerade mal mit guten, einfachen Wendegetrieben
und diese laufen im Formschluß .


Deine Ansätze u. Überlegungen finde ich gut, leider geht es so nicht .
Diese tollen Vorteile Deines Getriebe kenne ich ja z.B. in unseren
Säulenbohrmaschinen, PIV-Getriebe .

Aber in einem Boot den Motor auf Nenndrehzahl zu bringen,
um dann schließlich eine Schraube von 0 N zur höchst nutzbaren N zu bringen, macht keinen Sinn .
Es wäre pure Kraftstoffverschwendung
u. die Schraube könnte folglich auch gar nicht dieses dann extreme Drehmoment im Wasser umsetzen (Kavitation) .

PIV- u. verwandte Systeme gibt es vielseitig im Maschinenbau,
denn hier gibt es größere Anforderungen u. Bedingungen u. damit auch
ein vielseitiges Angebot solcher Getriebe .
Patent-Träume wird es da kaum noch geben .


Und noch zu den Grundlagen :

Drehmoment, Power u. Drehzahl stehen immer im Verhältnis zueinander !


Was ich aber toll finden würde,
wäre ein 2-Stufengetriebe fürs Boot ! Bei weitem nicht so aufwendig,
die Gänge sollten formschlüssig arbeiten .
Hiermit ließen sich bereits viele sinnvollen Ziele erreichen :
Bessere Ausnutzung der Effizienz von Verbrennungsmotoren !
Schleichfahrt im Hafen u. Kanal !

Bei Gleiter vielleicht auch ?!?

Gerade von Verbrennungsmotoren brauchst Du aber viele Kenntnisse z.B.
bei welcher N mit welcher abgefragten P wird X g Diesel konsumiert .

Übrigens, das gibt es schon, z.B. im Seenotrettungskreuzer "Berlin" .
Diese techn. Notwendigkeit hat aber andere Ursachen (3-Schraubenantrieb) .


Ich finde dieses ganze Antriebstechnik-Thema in Schiffen wirklich interessant,
habe ja auch bereits dazu einiges im BF geschrieben .

Trotzdem wünsche ich Dir viel Glück mit Deinem neuartigem Getriebe,
halt uns bitte am Laufendem .

Grüße : TOMMI

[bachbleamle]

Hallo Tommi,
ich versuch mal, deine Fragen der Reihe nach zu beantworten.

Der Prüfstand ist einer unserer Leistungsprüfstände, bestehend aus einem frequenzgeregelten Scheibenläufermotor mit PWM-Stromregelung. nachgeschaltet eine Drehmomentmesswelle mit Drehzahlabnehmer. Dann der Prüfling, danach eine Drehmomentmesswelle mit Drehzahlabnehmer, danach eine Hydraulische Last inform einer Hydraulikpumpe mit nachgeschaltetem Druckregelventil.

Der Prüfling, also das Getriebe, ist ein eineinhalbfacher Planetenradsatz mit formschlüssiger Leistungsaddition. Die Ausführung der Leistungsaddition ist die Erfindungshöhe und in einer etwas abgewandelten Form bereits angemeldet und durch die ersten Prüfungen. Die neue Ausführung ist eine Weiterentwicklung um einigen Gegenhaltungen auszuweichen.

Meine Intention vor nunmehr drei jahren war, ein stufenloses Fahrzeuggetriebe mit einem Drehmomentübersetzungsverhältnis von Unendlich auf eins zu entwickeln, das auf Kupplungen verzichten kann um die Anfahrverluste bei Kupplungen zu eliminieren.
Bei dem im Erstbeitrag angesprochenen Getriebe ist das auch erreicht aber es gibt dort noch keinen eleganten Nulldurchgang von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt. Das ist jetzt in der Ausführung vom Samstag drin.

Der Antriebsmotor muss nicht auf seinen Bestpunkt gefahren werden um anzufahren, da zum Anfahren sehr wenig Leistung aber ein hohes Drehmoment am Getriebeausgang erforderlich ist. Leistung gleich (2*PI*n*M)/60000
Die Drehmomentübersetzung im Getriebe folgt der Drehzahlübersetzung.
Die Wirkungsgradverluste resultieren aus den Reibverlusten und den Wälzverlusten in den Lagerungen und den Zahnflankenkontakten. Da alle Funktionsteile auch im Momenteingriff sind, also keine leer mitlaufenden Räder hat, hält sich die sonst auftretende Blindleistung in ganz engen Grenzen.

Patentträume wirds immer geben, wie anders sollen dann Patente entstehen? Ein kleiner Teil meiner Patente sind aus Träumen entstanden aber die überwiegende Mehrheit durch eine konsequente Verfolgung von Zielen bei der Lösung von auftretenden Problemen und das mit dem Getriebe sind jetzt von der ersten Idee bis zum heutigen Stand drei harte Jahre Arbeit.

Das Thema hab ich hier hereingesetzt um herauszufinden ob das Ganze auch für ein Schiff Sinn macht. Dass die Anforderungen an ein Getriebe für ein Schiff andere sind als für ein strassengebundenes oder schienengebundenes Fahrzeug, das war mir von Anfang an klar.
Beim Wasser habe ich es mit einer anderen Form von Schlupf zu tun, den ich erfassen und verhindern muss um die eingetragene Leistung in Vortrieb umzusetzen. Das System bietet aber die Möglichkeit, Kavitation zu erfassen und die Regelstrategie darauf auszurichten.

Im Moment hab ich noch ein paar ungereimte positiven Effekte zu verarbeiten, da gehen noch ein paar Tage ins Land.

Im Moment bin ich auf der Suche nach einem Versuchsträger und das gestaltet sich immer schwieriger als die ganze Entwicklerei.
Nach einigen Telefonaten hab ich eher den Eindruck, dass die Schiffbenutzer mit dem zufrieden sein müssen was ihnen die Hersteller liefern. Meine Kontakte nach Fernost versprechen da schon mehr als das alte Europa.

Sicher halte ich euch auf den Laufenden, ihr dürft an den Leisen eines Erfinders gerne teilhaben

Eddi