Wellenmaterial einmal anders

[Bernd]

Basierend auf der Diskussion über die Auslegung und Lagerung langer Wellen: viewtopic.php?f=15&t=1290
Habe ich mir Gedanken über das Wellenmaterial als solches gemacht.

Natürlich denkt man sofort an Stahl bzw. Stahlrohr aber leider sind Stahlrohre mit grösseren Durchmesser sau teuer
und auch sehr schwer. Ich grübelte daher über Alternativen nach und eine Alternative die mir einfiel ist ein dickes Seil.
Verdreht man ein Seil zieht es sich zusammen, wird dünner, verkürzt sich aber auch in Längsrichtung und muss stark
gespannt werden um sich dann nicht zu verknoten. Grundsätzlich finde ich die Idee aber nicht schlecht. Man muss sie
vielleicht noch weiter entwickeln.

Auch an den Einsatz von Holz habe ich gedacht. Ein dickes, schön gerades Rundholz wäre sicher auch zu gebrauchen.
Auch ein schön gerades dickes Bambusrohr wäre vielleicht eine Alternative oder vielleicht eine Gitterturm artige
Konstruktion aus dünnen Latten oder ähnlichen.

Vielleicht ginge auch ein starkwandiges KG Abflussrohr aus Kunststoff ?

Vielleicht habt ihr auch noch eine Idee was man verwenden könnte.

Grüsse

Bernd

[windstav]

Hallo Bernd,
man müsste wissen , welche Kraft am Generator nötig ist , um das Material zu bestimmen.

Grundsätzlich könnte man Besenstiele benutzen, natürlich zwischengelagert.
Es gibt ja welche aus Holz und aus Metall.
Es gibt auch schöne Stiele für Teleskop-Baum-Sägen. Etwa zwei Meter Länge, schön leicht und robust. Gibt es auch aus Holz.

Gruß
Stav

[Bernd]

Ja genau sowas in dieser Richtung.
Wie du schon sagst kommt es natürlich auf das zu übertragende Drehmoment an.
So könnte man z.B. bei "Monster C-Rotoren" einen Telefonmasten als Welle nutzen.
So oder so ähnlich stelle ich mir das vor.

Grüsse

Bernd

[windstav]

Hallo,
man sollte auch nicht vergessen, dass man die Eigenschaften von Holz auch verändern kann.
Z.B. könnte mal Vierkantholz-Stangen der Länge nach zu einem großen Vierkant verkleben, oder Leisten aus Siebdruckplatten zu einem Kreuz usw. .

Wäre interessant zu erfahren, welche Kräfte das aushält.

Gruß
Stav

[picowindmiller]

In der Not, da frisst der Teufel auch hin und wieder mal ne Fliege. Weil nun mal Besenstiele, Telefonmasten und verdrehte Seile noch nicht so recht technologisch ausgereift sind, könnte man zur Not auch ein Alurohr aus dem Baumarkt verwenden.Die gibt es in verschiedenen Durchmessern zu erschwinglichen Preisen mit ausreichender Stabilität bis zu einer Länge von 2 m.
Das dürfte für die meisten Leute in diesem Forum hier schon ausreichend sein. Sollte es zu kurz sein, kann man solch ein Rohr auch kaskadieren. Eine sehr interessante Methode ist der Aufbau von zwei VAWT's zwischen zwei Querauslegern am Mast, die dann als untere und obere lageraufnahme dienen. Hier umgehe ich zumindest für die Lagerung der Windräder das statisch äußerst ungünstige Problem der "eingespannten Strebe", da ich die Windturbine oben und unten lagern kann.
Da aber hier das Thema "Wellenmaterial einmal anders" heisst, möchte ich die Aufmerksamkeit einmal auf die Konstruktion einer so genannten Kukilow-Antenne lenken. Das Prinzip ist recht einfach. Auf einem Drahtseil sitzen straff aufgefädelt, durchlochte Metallperlen, oder Rohrabschnitte. Das Drahtseil endet in einem langen Gewindestück. Über das Gewindestück wird ein etwas längerer Rohrabschnitt gesteckt und dann kommt eine Flügelmutter o.ä. . Brummt man die Flügelmutter jetzt richtig an. so strafft sich das Seil und streckt sich. Ich denke mal, aus diesem Prinzip lässt sich noch einiges machen. Der Genialität sind hier keine Grenzen gesetzt. Weitere durchaus günstige Wellen kann man aus Skistöcken ( Aluminium, Glasfaser und Kohlefasermaterial), Walkingstöcken und für kleinere Wellen aus Krücken -ääh- Unterarmstützen erhalten. Versuche mit Gardinenstangen aus Holz oder Metall verliefen bei mir noch nicht so recht erfolgreich.
Die erwähnte Methode mit KG-Rohr funktioniert ebenfalls hervorragend. Dazu habe ich am Anfang und am Ende des Rohres einen mittig durchbohrten Eishokeypuck wie einen Stöpsel eingepasst. Der Gummi vom Puck lässt sich super mit groben Schmirgelpapier in der Bohrmaschine auf Maß bringen.
Wer Zugang zu Rohmaterial zum Sebstbau von Angelruten hat kann auch die aus einer gewickelten Glasfaser-- oder Kohlefasermatte bzw. aus Schlauchmaterial mit Epoxidharz hergestellte Rohre verwenden. Diese Rohre sind superleicht, extrem stabil und recht torsionsfest. Leider nicht ganz billig. Es gibt auch Fahnenmasten aus diesem Material. Die kosten aber dann richtig Geld.
Wie gesagt, es eignen sich viele Materialien. Vielleicht könnte Bernd für sein Monsterwindrad anstelle des Telefonmasten mal einen der handelsüblichen Spannbetonmast testen?. Die sind UV-geschützt, für den Ausseneinsatz geeignet, haben sicher die entsprechende Länge und sind äußerst stabil.

Gruß
N.B.

[Manfred]

Hallo,

keine 50m von hier ist eine eine Holzschiffswerft (in der 2. Generation). Da werden auch hohle verleimete Holzmasten, Spanten u.s.w hergestellt. Bei Bedarf könnte ich mich da mal "schlau" machen welche Holzarten und welche Art der Verleimung die richtige ist. Das Vogeltrittholz aus dem Baumarkt ist es auf keinen Fall.
Aus meiner Erfahrung in Indien kann ich nur bestätigen das Bambus ein sehr wiederstandsfähiges Material ist. Es wurden da Gewichte transportiert, das mir so manches mal der Schweiss auf der Stirn stand.

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Ich danke für euch für die rege Teilnahme an diesem Thema, so habe ich mir das gewünscht.

Picowindmiller du hast also sogar schon mal eine KG-Rohr Achse eingesetzt ?
Welche Erfahrungen hast du damit gemacht ? War das Ding auch im heissen Sommer stabil ?

Einen Betonmasten wollte ich aber nicht rotieren lassen, ich glaube das wäre für meine Windräder, auch für
die noch geplanten, doch eine Nummer zu gross. Überhaupt habe ich da nichts konkretes in Planung.
Ich freue mich einfach wenn Ideen zusammen kommen wie man "Probleme" mal anders lösen könnte.

Weitere Ideen sind gern gesehen.

Grüsse

Bernd

[labitrail]

Die alternative Materialwahl gilt übrigens nicht nur für Wellen, sonder auch für Flügel. Auch die lassen sich aus Holz bauen. Leicht, stabil und enorm belastbar. Z.B. aus Esche verleimt. Bei uns hier gibt es eine Propellerfabrik, die baut (luftfahrtzertifizierte) Propeller aus Holz, die auch Sandstrahlen, Regen und starke Längsbelastungen aushalten. Holz lässt sich vom Profil her gut bearbeiten (fräsen, schleifen) und ist nicht teuer.

[picowindmiller]

ich werde mal schauen, ob in meiner Bastelbude noch ein paar Anschauungsstücke sind, von denen ich Fotos ins Forum stellen kann. Es gibt da mittlerweile Erfahrungen, die andere auch schon gemacht haben werden. Regel Nummer 1 besagt in Anlehnung an Murphy , dass alles was verrosten kann,tatsächlich auch verrostet. Regel Nummer 2 besagt, das alles was eine Unwucht erzeugen kann an einem Windrad nichts zu suchen hat. Regel Nummer 3 besagt, dass flexible und leichte Konstruktionen der sogenannten "stabilen und starren Bauweise" haushoch überlegen sind. Da zählt jedes Gramm.
Irgendwann habe ich hier in diesem Forum gelesen, dass es möglich wäre, einen Nylonstrumpf mit Epoxidharz als Matrix zu verarbeiten. Wenn ich eine verwindungssteife hochstabile Welle aus Kohlefaserschlauch in einer Epoxidmatrix habe dann ist das als Welle ein Traum von Leichtigkeit. Wenn es dann noch gelingt,selbststabilisierende Flügelformen durch Einkleben eines halbrunden Profils in einen aerodynamisch geformten Vorflügel (lange aerodynamische Nase) herzustellen, dann brauche ich kein 2 mm dickes "Panzeraluminium". Da reicht auch schon eine Wandstärke von 0,6 mm. So ein Windrad von 2 m Höhe trage ich dann mit der linken Hand zwischen Daumen und Zeigefinger. Sollte es mir jemals gelingen ein solches Windrad zu bauen, ziehe ich den "Betonmast" selbstverständlich mit dem Ausdruck des tiefsten Bedauerns zurück.
Zum Thema KG-Rohr kann ich nur sagen, dass es für mich konstruktionstechnisch ein Problem war, an dieses Rohr Ausleger zur Flügelbefestigung stabil anzubringen. Ein weiteres Problem ist die UV-Festigkeit dieser Rohre. Nach einiger Zeit im Freien war der Farbstoff raus und das Rohr wurde meiner Ansicht nach brüchig. Im Winter bei Minus 15 Grad Celsius traue ich einer solchen Konstruktion keine hinreichende Festigkeit mehr zu. Ausserdem versaut so ein Klopper von Rohr die gesamte Ästhetik.

N.B.

[Bernd]

Heute habe ich mal zum Thema "Holzwelle" gegoogelt und bin auf so etwas ähnliches gestossen wie es wohl
auch die Firma in der Nähe von Manfred produziert.
Im Bild erkennt man sehr schön wie ein Holzmast eines Schiffes aus relativ simplen "Brettern" und innen liegenden dreieckigen
Holzleisten gebaut wurde. Das einfache Prinzip fasziniert mich.




Ach man da werde ich schon wieder ganz kribbelig.
Das Bauprinzip ist ja so simpel das man daraus auch einen grösseren Durchmesser erstellen könnte.
Das heisst man könnte einen sagen wir mal 20 oder 30cm oder noch dickeren Masten nach diesem Prinzip bauen.
Ich finde diese Idee sehr reizvoll um zu einem langen, bezahlbaren und stabilen Masten zu kommen.


Grüsse

Bernd