Rotorgrösse
Rotorgrösse
Hallo da draussen
Ich habe das Gefühl, dass wir das schon mal irgendwo diskutiert hatten, finde es
aber nicht mehr
Seit diesem Faden frage ich mich (wieder), warum Automatikwerke grössere Ro-
toren haben, als Viertels- oder maximal Drittelskreissegmente. Bei den üblichen
Halbkreissegmenten müssten sich doch die Aufzugsmomente der Enden aufheben
und somit nur zum (belastenden) Gesamtgewicht des Rotors beitragen, ohne
eigentlich aufzuziehen, oder sehe ich das falsch???
Gruss
Michael
Ich habe das Gefühl, dass wir das schon mal irgendwo diskutiert hatten, finde es
aber nicht mehr
Seit diesem Faden frage ich mich (wieder), warum Automatikwerke grössere Ro-
toren haben, als Viertels- oder maximal Drittelskreissegmente. Bei den üblichen
Halbkreissegmenten müssten sich doch die Aufzugsmomente der Enden aufheben
und somit nur zum (belastenden) Gesamtgewicht des Rotors beitragen, ohne
eigentlich aufzuziehen, oder sehe ich das falsch???
Gruss
Michael
- MCG
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Re: Rotorgrösse
Mehr Gewicht zieht stärker Richtig Erde - wär meine Logik... Zumindest bis zum Halbkreissegment...
LG aus Mostindien - Markus
- hermann
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Re: Rotorgrösse
Hallo
Gute Frage!
Ich könnte mir vorstellen, das die "Halbkreisform" den besten Kompromiss zwischen Drehmoment, Abnutzung und Aussehen darstellt?
Gruß hermann
Gute Frage!
Ich könnte mir vorstellen, das die "Halbkreisform" den besten Kompromiss zwischen Drehmoment, Abnutzung und Aussehen darstellt?
Gruß hermann
Der Mensch hasst das Böse mehr als er das Gute liebt.
- Thomas H. Ernst
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Re: Rotorgrösse
LG aus Mostindien - Markus
- MuellerB
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Re: Rotorgrösse
Ich denke du liegst richtig, betrachtest aber nur, dass die Bewegung des Rotor ausschließlich durch die Schwerkraft zu Stande kommt. Es gibt aber auch noch das Massenträgheitsmoment, welches dafür sorgt, dass sich der Rotor ein bisschen weiter dreht. Da wäre ein kompletter Kreisrotor sogar besser. Daher gehe ich mal von einem Kompromiss zwischen beiden Faktoren aus.lottemann hat geschrieben: ↑04 Jun 2018, 17:01 Seit diesem Faden frage ich mich (wieder), warum Automatikwerke grössere Ro-
toren haben, als Viertels- oder maximal Drittelskreissegmente. Bei den üblichen
Halbkreissegmenten müssten sich doch die Aufzugsmomente der Enden aufheben
und somit nur zum (belastenden) Gesamtgewicht des Rotors beitragen, ohne
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Gruß, Björn
Zeit ist das, was man an der Uhr abliest (Albert Einstein)
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- Ralf
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Re: Rotorgrösse
Er liegt nicht richtig.
Was zählt ist das Drehmoment. Kraft mal Hebelarm. Selbst bei statischer Betrachtung unter Gravitation gilt dafür Masse mal Erdbeschleunigung mal Schwerpunktabstand zur Drehachse.
Die beiden Extrema bezüglich Form sind
Masse gleichverteilt
und Masse ganz aussen
Die Realität ist näherungsweise Ringsegment, liegt irgendwo dazwischen. Da aber die Maxima von beiden Extremen (die graue Kurve) der selbe Winkel sind ist das egal.
Kurz gesagt: der Gewinn am Hebelarm zum Schwerpunkt ist kleiner als der Verlust an Masse, wenn es kleiner als 180° wird.
Was zählt ist das Drehmoment. Kraft mal Hebelarm. Selbst bei statischer Betrachtung unter Gravitation gilt dafür Masse mal Erdbeschleunigung mal Schwerpunktabstand zur Drehachse.
Die beiden Extrema bezüglich Form sind
Masse gleichverteilt
und Masse ganz aussen
Die Realität ist näherungsweise Ringsegment, liegt irgendwo dazwischen. Da aber die Maxima von beiden Extremen (die graue Kurve) der selbe Winkel sind ist das egal.
Kurz gesagt: der Gewinn am Hebelarm zum Schwerpunkt ist kleiner als der Verlust an Masse, wenn es kleiner als 180° wird.
Man liest sich!
Ralf
Ralf
Re: Rotorgrösse
Vielen Dank!
Verstehe ich das jetzt richtig, dass das Optimum dort sein sollte,
wo der relative Verlust an Drehmoment grösser wird als der Verlust
an Masse?
Mit kleinerer Masse habe ich weniger Verschleiss am Lager und wenn
der Verschleiss schneller abnimmt, als die Aufzugsleistung...
Oder liege ich immer noch/schon wieder falsch???
Gruss
Michael
Verstehe ich das jetzt richtig, dass das Optimum dort sein sollte,
wo der relative Verlust an Drehmoment grösser wird als der Verlust
an Masse?
Mit kleinerer Masse habe ich weniger Verschleiss am Lager und wenn
der Verschleiss schneller abnimmt, als die Aufzugsleistung...
Oder liege ich immer noch/schon wieder falsch???
Gruss
Michael
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- Ralf
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Re: Rotorgrösse
Noch'n 2. Versuch:
Im Prinzip fast ja. Anstatt
Wenn du weniger Masse willst, z.B. um den Verschleiss zu reduzieren, dann ist es günstiger den Rotor als schmäleres Ringsegment zu machen, also Masse innen zu reduzieren, aber die 180° zu lassen.
Im Prinzip fast ja. Anstatt
besserlottemann hat geschrieben:... wo der relative Verlust an Drehmoment grösser wird als der Verlust an Masse?
Die inhaltlich identische Formulierung "Wo das Drehmoment maximal ist, als der höchste Punkt der grauen Kurve liegt" ist allerdings simpler als die Betrachtung "Wo die Zunahme der Masse die Abnahme des Hebelarms ausgleicht".Ralf hat geschrieben:...wo der Verlust an Hebelarm grösser wird als der Gewinn an Masse.
Wenn du weniger Masse willst, z.B. um den Verschleiss zu reduzieren, dann ist es günstiger den Rotor als schmäleres Ringsegment zu machen, also Masse innen zu reduzieren, aber die 180° zu lassen.
Man liest sich!
Ralf
Ralf
Re: Rotorgrösse
Vielleicht liegts am Wetter, dass mir das nicht einleuchtet ...
Das Drehmoment ändert sich, abhängig von der Segmentgrösse doch
mehr oder weniger (oder genau?) parabelförmig, d.h. in der Nähe
des Maximums ist die Änderung des Drehmoments bei Änderung der
Segmentgrösse (in beide Richtungen) zunächst sehr klein, die
Masse nimmt aber gleichzeitig linear ab. Da müsste doch das
Optimum (als Kompromiss zwischen reduziertem Verschleiss und
hohem Drehmoment) ein skelettierter Rotor mit Schwerpunkt möglichst
weit aussen und Segmentbreite irgendwo so Pi mal Daumen bei 120°
liegen.
Gruss
Michael
Das Drehmoment ändert sich, abhängig von der Segmentgrösse doch
mehr oder weniger (oder genau?) parabelförmig, d.h. in der Nähe
des Maximums ist die Änderung des Drehmoments bei Änderung der
Segmentgrösse (in beide Richtungen) zunächst sehr klein, die
Masse nimmt aber gleichzeitig linear ab. Da müsste doch das
Optimum (als Kompromiss zwischen reduziertem Verschleiss und
hohem Drehmoment) ein skelettierter Rotor mit Schwerpunkt möglichst
weit aussen und Segmentbreite irgendwo so Pi mal Daumen bei 120°
liegen.
Gruss
Michael
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- Ralf
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Re: Rotorgrösse
Dann also doch die volle Dosis.
Achtung: alpha ist der halbe Winkel, ein 180° Rotor hat alpha = 90° = pi/2 !
D = Dichte
d = Dicke
g = Gravitationskonstante
M = Drehmoment
a = alpha
Drehmoment = Masse * Gravitationskonstante * Hebelarm
M = (A d D) * g * ys
M = ((R²-r²) a d D) * g * (2(R³-r³) sin(a))/(3 (R²-r²) a)
(R²-r²) kürzen
M = (a d D) * g * (2(R³-r³) sin(a))/(3 a)
a kürzen
M = (d D) * g * (2(R³-r³) sin(a))/3
Dichte D ist durch die Materialauswahl des Rotorgewichtes vorgeben.
Gravitationskonstante g ist konstant.
Dicke d ist durch das Gehäuse vorgeben
Damit ist M proportional (R³-r³) sin(a)
Aussenradius R ist auch durch das Gehäuse vorgeben
Bleibt nur noch Innenradius r und Winkel a übrig.
Will ich also ein konstantes Moment, dann muss ich r (wegen dem negativen Vorzeichen) kleiner machen, wenn ich a kleiner mache.
Wieviel kleiner?
r³ proportional R³ - (M/sin(a))
Mit dem kleiner gemachten a und dem dazu berechneten r kann ich dann die Fläche A und damit die Masse ausrechnen.
Fazit: wenn ich unter 180 Grad gehe, dann brauch ich mehr Masse fürs gleiche Drehmoment.
Achtung: alpha ist der halbe Winkel, ein 180° Rotor hat alpha = 90° = pi/2 !
D = Dichte
d = Dicke
g = Gravitationskonstante
M = Drehmoment
a = alpha
Drehmoment = Masse * Gravitationskonstante * Hebelarm
M = (A d D) * g * ys
M = ((R²-r²) a d D) * g * (2(R³-r³) sin(a))/(3 (R²-r²) a)
(R²-r²) kürzen
M = (a d D) * g * (2(R³-r³) sin(a))/(3 a)
a kürzen
M = (d D) * g * (2(R³-r³) sin(a))/3
Dichte D ist durch die Materialauswahl des Rotorgewichtes vorgeben.
Gravitationskonstante g ist konstant.
Dicke d ist durch das Gehäuse vorgeben
Damit ist M proportional (R³-r³) sin(a)
Aussenradius R ist auch durch das Gehäuse vorgeben
Bleibt nur noch Innenradius r und Winkel a übrig.
Will ich also ein konstantes Moment, dann muss ich r (wegen dem negativen Vorzeichen) kleiner machen, wenn ich a kleiner mache.
Wieviel kleiner?
r³ proportional R³ - (M/sin(a))
Mit dem kleiner gemachten a und dem dazu berechneten r kann ich dann die Fläche A und damit die Masse ausrechnen.
Fazit: wenn ich unter 180 Grad gehe, dann brauch ich mehr Masse fürs gleiche Drehmoment.
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Ralf
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Re: Rotorgrösse
Danke
Das klingt, als hätten wir ziemlich aneinander vorbeigeredet. Das Fazit hatte ich richtig
verstanden, mich aber gefragt, ob nicht der Nachteil des sinkenden Drehmoments zu-
mindest in dem Bereich bis etwa 120° durch den Vorteil des geringeren Verschleisses
durch weniger Masse überkompensiert wird. Vorausgesetzt natürlich, das Werk ist auf
das entsprechend kleinere Drehmoment hin konstruiert worden (was ja anscheinend in
der Vergangenheit schon das eine oder andere Mal gemacht wurde).
Gruss
Michael
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Re: Rotorgrösse
Wenn Du die weniger Masse, für die das Werk dann konstruiert ist, auf 180 anstatt 120° verteilst bekommst Du
180° ist das Optimum fürs Verhältnis Drehmoment zu Masse. Deswegen macht es die überwältigende Mehrheit auch so. Wenn Du die bessere Aufzugsleistung nicht willst, warum auch immer, dann mach einfach das Rotorgewicht entsprechend dünner, aber lass'es bei 180°.
- eine bessere Aufzugsleitung (siehe oben) und
- ein hohe Lebensdauer, und zwar L10 = (C / P)³
- L10: wahrscheinliche Lebensdauer von 90% für 1000000 Umdrehungen
- C: Dynamische Tragzahl
- P: Lagerlast
180° ist das Optimum fürs Verhältnis Drehmoment zu Masse. Deswegen macht es die überwältigende Mehrheit auch so. Wenn Du die bessere Aufzugsleistung nicht willst, warum auch immer, dann mach einfach das Rotorgewicht entsprechend dünner, aber lass'es bei 180°.
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Ralf
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- Thomas H. Ernst
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