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Das Super-Zentrifugal-Triebwerk
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Mo Jan 14, 2013 8:44 pm    Titel: Das Super-Zentrifugal-Triebwerk Antworten mit Zitat

Hallo zusammen.

Die alte Streitfrage:
Gibt es einen Zentrifugal-Antrieb für Reisen durch den Freien Weltraum,
scheint irgendwie in einer Endlos-Schleife gelandet zu sein.

Vieleicht fängt man bei einem solchen Thema lieber erstmal bei I.NEWTON
an und klärt, was "Innere Kräfte" überhaupt bewirken können.

Nach NEWTON ist die Summe der inneren Kräfte in einem Vielteilchen System gleich Null.

Stimmt das wirklich:
Wir dürfen nämlich nicht vergessen, dass NEWTON der Begriff der Energie
im Sinne einer Arbeit gemäss Kraft mal Weg nicht bekannt war.

In sofern geht es bei ihm hauptsächlich um die Wirkung von Kräften
gemäss der Beziehung Actio gleich Reaktio.

Sobald aber eine Kraft dazu benutzt wird, einen Körper in Bewegung zu setzen,
müssen wir kinetische Energie vom Stütz -oder Transferkörper
auf den Fahrkörper oder das Fahrzeug übertragen und beziehen uns dabei
auf deren Massenschwerpunkte.

Nun wissen wir aber auch, dass Stosskräfte elastisch oder unelastisch übertragen werden
und somit die damit verbundene Kinet. Energie entweder die Fahzeugmasse beschleunigt
oder in Wärme und Verformungsenergie übergehen kann.

Es ist logisch unmöglich, dass bei einem Stoss gleichzeitig 90% der kinet.Stoss Energie in Wärme und noch einmal
mehr als 10 % in die Bewegungsenergie des gestossenen Körpers übergehen.

Ausserdem können wir die übertragbare Stossenergie in einen Ausweichspeicher,
z.B, eine Schraubenfeder, leiten und damit vom Fahrzeug fernhalten.

Wollen wir die Richtigkeit der Newtonschen Behauptung zur Nullsumme
der Inneren Kräfte wirklich einwandfrei nachweisen, können wir das nur
nur in einer symmetrisch aufgebauten Versuchsanordnung tun.

Einfach eine Kugel in einem Kasten hin und her rollen lassen, reicht nicht,
weil sich bereits nach dem ersten Stoss der Kasten oder Kastenwagen in
Bewegung setzt und der Newtonschen Definition widerspricht.

Die Folge solcher "Vereinfachungen" ist dann ein Körper,
der sich hin und her bewegt und erst durch zusätzliche Festlegungen, wie z.B. die mittlere
Schwerpunktlage als "kräftefrei" gerettet werden muss.

D.h. er verhält sich so, als ob eine einseitig gerichtete äussere Kraft fehlt.
Das ist natürlich ziemlich inkonsequent, wie sich noch zeigen wird.

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Do Jan 17, 2013 8:13 pm    Titel: Das Impuls-System der Inneren Kräfte Antworten mit Zitat

Hallo-

Ein System mit Inneren Kraften ist offenbar mit einer Hülle oder Gestellmasse ausgestattet, welche die Masse des internen Stoss-Kollektivs
auf einen Gesamtschwerpunkt, den Systemschwerpunkt (S), zusammenfasst oder integriert.

Grundkriterium:
Gegenüber einem offenen 2-Körper-System, dessen Teile sich durch
Zufuhr von Expansions-Energie, z.B. der Entspannung einer Druckfeder, in entgegengesetzten Richtungen im Freien Raum unbegrenzt von einander entfernen - findet im mechan. Geschlossenen System ein wiederkehrender Stosskontakt mit der Integralen Hülle oder Koppelplattform statt.
Der geschlossene Impulsaustausch zwischen den Elementen des Kollektivs und der Hülle läuft somit in einem Umkehr-Stoss-System ab.

Kontra- Beispiel
Eine explodierende Granate passt nicht in dieses Bild, weil sie einen zentralen Expansions-Akt repräsentiert und keinen Umkehrstoss-Prozess.
Dennoch bleibt auch damit der Impuls der Granate erhalten.

Statische innere Kräfte und mech. Verspannungen wirken sich ebenfalls nicht beschleunigend auf das System aus, weil sie sich mit gegensätzlich bzw antiparallel gerichteten Kräften in ihrer Wirkung auf den Gesamtschwerpunkt kompensieren.

Ganz andere Verhältnisse als im Vielteilchen-Systen, z.B. eines Druckkessels, dessen Wandung unter dem Druck von Milliarden molekularen Stössen steht, auch unter Beibehaltung des Umkehrstoss-Prinzips - treten ein, wenn das Innere Impuls-Kollektiv auf wenige Elemente von 1 bis ca 12 Körpern begrenzt wird.
Bei genügender Freier Weglänge unterscheidet sich nämlich ein Stoss
zwischen Hülle und einem inneren Element in keiner Weise von einem
Stoss zwischen der Hülle und einem äusseren Körper.
Das lässt sich auch gut bildlich zeigen.
(Fortsetzung folgt)

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Fr Jan 25, 2013 8:51 pm    Titel: Grundsätzlicher Hinweis Antworten mit Zitat

Hallo -

Erst mal ein Bild:



Zunächst muss klar sein, dass man gegen den Impulserhaltungsatz der Akademien für das Abgeschlossene System eine Gegendarstellung benötigt. Siehe obige Darstellung.

Wie weit dann nachträglich behauptet wird:
"Das haben wir auch so gesehen", kann man nur ahnen aber nicht wissen.

Hier soll jedenfalls die obige Darstellung als halbwegs verbindliche Grundlage aller folgenden Konstruktionen dienen und unnötige Diskussionen einsparen.

Als nächstes soll vom Modell:Pendelwagen aus, die weitere Herleitung des
Super-Zentrifugaltriebwerks erfolgen.
Dabei kommt auch noch mal der "Double Pendulum Drive" zur Sprache,
weil er wesentliche Elemente des Zentrifugal-Triebwerks enthält und sich
keineswegs vom Boden und dem äusseren Schwerefeld abstützen muss!

In diesem Sinne.

Gruss
Werner
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sswjs



Anmeldedatum: 21.09.2008
Beiträge: 1133

BeitragVerfasst am: Mo Jan 28, 2013 7:22 am    Titel: Antworten mit Zitat

Moin,

unser Werner mit Ideen. Diesmal sogar einer absolut einfachen.
Was mich etwas irritiert: Wie und gegenüber was willst du dich (oder etwas) bewegen?

Definier bitte einen Bezugspunkt, dann kann man auch ein mathematisches Model erstellen, welches auch hier auf der Erde experimentel überprüft werden kann.


Weißt schon, ich rechne eben gern...
sswjs
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Di Jan 29, 2013 12:37 pm    Titel: Antworten mit Zitat

@sswjs

Hallo -

Ja ,da hast Du recht, der Ruhe -oder Bezugsort des Abgeschlossenen
Systems soll hier der generalisierte Hintergrund bzw der Laborfussboden sein.
Rechnen werde ich auch und zwar unter Verwendung einer Zusatzdefinition
der sog. Mitführung (Mf) mit

Mf = v(So) exp v(Sg); So=Schwerpunkt der Hülle; Sg=Schwerpunkt von Hülle plus innerer Stützmasse.

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Sa Feb 02, 2013 8:43 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Es geht weiter...

Zuletzt bearbeitet von werner100 am Sa Feb 02, 2013 9:30 pm, insgesamt einmal bearbeitet
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Sa Feb 02, 2013 8:59 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -

Wie hoffentlich deutlich geworden ist, geht es beim Inneren Antrieb des 2-Körper-Modells aus Hülle und Kernmasse
vorrangig um die Fortbewegung
der Fahrzeug-bezogenen Hülle in der Ebene relativ zum Laborboden.

Am Ende der konservativ freien Weglänge muss das System genauer charakterisiert werden, um die erkennbare
Grenze überwinden zu können.

Zunächst kommt es dort im günstigsten Fall zu einem unelastischen Stoss,
der die kinet.Energie beider Körper (mo+m2) in Wärme und Verformung
umandelt und beide Körper stoppt.

Erstes Ergebnis

Somit hat die Hülle die ebene Stecke (s1) nachweislich zurückgelegt.
Auf ähnliche Weise ergibt sich über eine Folge von unelastichen Bremsstössen
mit kleineren Stützkörpern ein sog. Rucktriebwerk für eng begrenzte Strecken.

Ein Speichereffekt tritt nicht ein - es gilt für jeden Bremsstoss:

W(zu)= Q(ab) + W(form)

Natürlich hätten wir uns gewünscht, die kinet. Energie an der inneren Bremsstelle
nur aus der Stützumasse (m2) und nicht aus der Hülle zu ziehen - dann wäre sie noch weiter gekommen...

Die Kernfrage lautet daher:
Wie die Stützmasse ohne zu starke Rückwirkung auf die Hülle anhalten oder umkehren lassen?

B)
Dazu kann ein Dritter Körper beitragen, gewissermassen das unerwartete
"Dritte Element" und mit seinem höheren Trägheitswiderstand nützlich sein.



Die Kugel (m2) kann ihre kinet. Energie nur begrenzt auf das Dritte Element übertragen,
prallt also ab (Vorzeichen von (v2a) kehrt sich um)
und kommt zur vorderen Schmalseite der Hülle zurück, wo (m2) erneut
für einen Antriebsstoss zur Verfügung steht.
Die Hülle muss allerdings das Dritte Element mitziehen oder mitführen,
wozu ein bestimmtes optimales Massenverhältnis von (mo) zu (m3i)
einzuhalten ist...



Wozu soll das gut sein?
Nun,wenn wir in einem abgschlossenen System

Ko={mo,m2,m3i}

eine relativ kleine Kernmasse (m2) mit hoher Geschwindigkeit intern von der Hülle abstossen
(z.B. Pistolenkugel), dann können wir diese mit einer
nicht zu grossen passiv-trägen Masse (z.B. Sandbehälter) abfangen, ohne dass der Gegenstoss
des Sandbehälters auf die Hülle kompensierend zurückschlägt.


Versuch

Mit einer 4-rohrigen Schussvorrichtung auf einem Modellwagen und
mitgeführtem Sanddämpfer

D=m3i/m2 >10

kann man zeigen, wie weit der Gegenstoss auf den Wagen reduziert wird
und welche Geschwindigkeit der Wagen nach 4 Schüssen erreicht hat.
(Bild 2)

Auch der Gesamtschwerpunkt (Sg) bleibt nicht mehr erhalten, sondern wandert mit -
was auch für eine Rakete nach mehr als einem Schubstoss
zu beobachten ist, dort wandert der Schwerpunkt (Sg) in Fahrtrichtung
dem Flugkörper hinterher.

Gruss
Werner


Zuletzt bearbeitet von werner100 am Fr Feb 08, 2013 9:09 pm, insgesamt einmal bearbeitet
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werner100



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Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Fr Feb 08, 2013 8:53 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -

Den Versuchswagen mit Dämpfungskörper stelle ich erst mal zurück und
zeige dazu später eine Ansicht.

Vorher soll das Newton-System noch erweitert werden - damit ein verträglicher Übergang zum 3-Körper-System erkennbar wird - dazu die
folgende Übersicht in Bild 3.



Dann kommt auch bald das Z-Triebwerk dran und ist gar nicht so schwer
zu verstehen.

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Di Feb 19, 2013 8:05 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -

Nun soll doch noch der Torpedowagen mit 4 Rohren gezeigt werden.
Man kann sich dazu noch vorstellen, dass eine transportierende Bewegung
von Massenkörpern niemals ohne eine "äussere" Stütze auskommt.

Entweder ist es das Material der direkten Umgebung oder das Universum als ganzes - doch für das letztere muss man zunächst eine Trägheitsbarriere aufbauen, mitführen und kompatibel mit dem Fahrzeug erhalten.



Beim Torpedowagen sind zunächst die Spannhaken in die Topedos und anschliessend in den pilzförmigen Halter zu bringen. Zugkraft ca. 8N.

Dann den Wagen, bzw den Pilz, in die gewünschte Fahrtrichtung drehen
und nacheinander die Tasten 1 bis 4 drücken.
Der Wagen startet und steigert seine Geschwindigkeit in gemässigter
Form - was beweist, dass hinten nichts herauskommen muss, um einen
Antrieb zu erhalten.

Die Torpedes dringen nach dem Abschuss in den Dämpfungskörper oder Sandbehälter ein, wobei sie zunächst auf einen dünnen Leinenbeutel
treffen, den nach innen umstülpen, um sich dabei ganz rabiat in den Sand
zu bohren..
Dabei kommen 2 Typen von Schwerpunkten ins Spiel:
Die der einzelnen Sandkörner (Minoren genannt) und der Majoranten Schwerpunkt des ganzen Sandvolumens samt Behälter.

Da die einzelen Sandkörner viel schneller reagieren können, als der Behälter als ganzes, ist natürlich die impulsbestimmende kin. Energie des Torpedos bereits in Brems-Wärme umgewandelt, bevor der Majorant sich überlegt, ob er auch noch reagieren soll - dann ist aber die kritische Übertragungszeit der kin. Energie bereits weitgehend beendet und damit nur ein kleiner Rest Beschleunigungsarbeit vorhanden, der über den Majoranten als Gegenstoss auf das Fahrzeug übertragbar wäre.

Somit überwiegt der Stoss in Antriebsrichtung bei weitem und sichert
die gewünschte Fahrgeschwindigkeit.

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Do Feb 21, 2013 9:00 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -

Nun gehts zurück zum Umkehrmodul in Aktion.
Nach der kurzzeitigen Kraftübertragung (Stoss) am Treiberanschlag des tragenden Fahrzeugs,
fährt das U-Modul mit eigener unabhängiger Energie-
zufuhr(z.B. E-Motor oder Federwerk) zurück und das Fahrzeug nach vorn.

Die Gesamtlänge (s1+s2) des entstehenden Rückwegs kann das Modul nicht ohne Hilfe in umgekehrter Richtung überwinden.
Deswegen soll die Mitführungsfeder F(mit) am Ende des
Rückweges das U-Modul in der Phase des kräftefreduzierten Nulldurchgangs
seiner Pendelmassen wieder an den Treiberanschlag zurückdrücken.

Die Feder überträgt dazu nur einen geringen Gegenstoss auf das tragende Fahrzeug und kann daher
auch durch eine kleine Anlauframpe ersetzt werden.
(Bei ausreichend starkem Aussenfeld)

Bei allen Federschwingern tritt aber in Phase der Aufladung -oder Spannung ein zeitlich begrenzter Entzug
von übertragbarer kin.Energie auf, der natürlich die Gesamtbilanz bzw Leistung im Vergleich zu einer umlaufend geführten
Unwucht-Schwingung mit omega =const reduziert.

Nichts desto trotz kann aber grundsätzlich jeder Schwingungsvorgang
auf einem Ausschlagsende (oder einer Amplitude) dadurch geschwächt
werden, in dem man ihn mit einem zusätzlich aufladbaren Speicher (z.B. einer 2-ten Feder)
im Wendebereich belastet bzw verlangsmt und wieder
beschleunigt.
Das wird in der HF-Technik "Wobbeln" genannt.

Übergang zum Zentrifugaltriebwerk
Das Aussenfeld soll aber keinen abstützenden Einfluss auf das U-Modul haben.
Die Besonderheit eines Unwuchtschwingers mit omeg.=const. , also kein Verlust an kin. Energie, fremdstützungsfreie
Schwingung zwischen Rotor und Stator mit Energiezufuhr, kann nun dazu benutzt werden, das U-Modul zu verselbständigen.

Dazu sind zwei gegenläufig rotierende Halbscheiben in der Ebene auf einem gemeinsamen Rollstator zu installieren.
Gegenläufigkeit mit Zahnrädern sichern, das bedeutet:
Unwuchtausgleich quer zur Fahrtrichtung - Unwuchtüberlagerung (Verdoppelung) parallel zur Fahrtrichtung.

Erweiterung

bis morgen...

Gruss
Werner


Zuletzt bearbeitet von werner100 am Fr März 01, 2013 4:49 pm, insgesamt einmal bearbeitet
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Fr Feb 22, 2013 3:58 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -

U-Modul aus Stator (SK2) und Rotor (SK3) plus Fahrgestell (SK1) ergibt 3 Systemkörper und ist in dieser Kombination bereits lauffähig.

Zur Verstärkung und als Dritter Systemkörper soll aber ein dynamischer
Begrenzer herangezogen werden.
Er wird als Systemkörper mit Fahrgestell (SK1) vereinigt. (Bild 5)

Der kinematische Wobbler
Dieser besteht jeweils aus einem Kurbeltrieb an der Welle einer Halbscheibe,
der periodisch und phasendefiniert eine Kolben geführte Feder spannt und entspannt-
und dadurch die Drehgeschwindigkeit der Rotoren über 180° verändert.
Die Federkräfte sollen quer zur Fahrtrichtung stehen.
der Stator wird fest mit dem Fahrgestell verbunden und ist somit Teil von SK1.
Das U-Modul braucht somit nicht mehr zu pendeln, obwohl das noch weitere Verstärkungspotentiale mit sich bringen könnte.(4-Körper-System)
Vorteile:
1) Aussenfeldfreiheit - keine Abstützung an der Umgebung
2) Seitenkraftausgleich
3) Kompakte Bauweise
4) In Baugruppen kombinierbar

Nachteile:
1) Die Wobbler sollen zunächst die gesamte Drehmasse der mit den
Unwuchten verbundenen Getriebemassen beschleunigen.
2) Es entsteht die Zwangspause einer vollen Umdrehung nach jedem
Stoss

Optimierung
Wir können nun mit einer geschickten Abstimmung der Massenverhältnisse, der Drehfrequenz, der Wobbel-Kennlinie und der
Unwuchtradien einen brauchbaren stark beschleunigenden Antrieb erhalten.
Die effektive Antrieb ergibt sich aus der Differenz von gewobbelter
und ungeänderter Zentrifugalkraft sowie dem zeitlichen Mittelwert
über eine volle Umdrehung.

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Fr März 01, 2013 5:24 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -
bevor hier eine Bauanleitung für einen gewobbelten Schiffsantrieb erscheint,
wenn ich es nicht tue - machen es andere, doch noch mal das Problem
des regenerativen Inertial-Triebwerks aus der Sicht des Kinematik beleuchten....

Langsam wird klar, dass sich das Schlagwort von der Impulserhaltung im
abgeschlossenenen System nicht als zukunftsweisende Erkenntnis durchsetzen kann.

Eine neues Kapitel mit dem Titel:
"Theorie und Praxis der Gegenstoss-Kompensation"
wäre eigentlich für einen neuen Zweig der Akademischen Kinematik
einzuführen - falls es passende Autoren dafür gibt.

Vorläufig muss man halt mit Versuchsgeräten und gewagten Ideen eigene
Erfahrungen machen.
Es fällt auf. dass die Trägheit bzw das Trägheitsmoment von Stützmasse
und Fahrzeughülle doch mehr Varianten und Kombinationen zulässt, als
es die traditionelle Physik für möglich hält.

So stellt es sich schon heute als Irrtum heraus, dass der Reibungs-widerstand
zwischen Fahrzeug und Boden- bzw Fahrwiderstandsmedium
die alleinige Ursache für die Differenz von Stoss und Gegenstosskräften
innerhalb der Hülle sein soll.

Es ist das Massenverhältnis von (kleinem) Stützkörper zur Gesamtmasse
welches darüber bestimmt, in welcher Prägnanz der Gegenstoss auftritt
und natürlich die begleitende Energie zu -oder Abfuhr.
Kleine Stützkörper erfordern hohe Stossfrequenzen und Drehzahlen und
damit haben wir schon ein entscheidendes Kriterium für Wobbler und
Trigger, die beim Inertial-Triebwerk mitwirken:
Sie müssen hochtourig und verschleissarm sein, damit ein kräftiger Schub entsteht
und dass setzt eine ganze Reihe von technischen Verbesserungen voraus.

Gruss
Werner
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Di März 05, 2013 11:46 am    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo -

Jetzt gehts aber los...

Das Modell soll nur zeigen, was man tun könnte, um auch experimentell
weiter zu kommen.
Die Federkräfte sind durch Versuch oder Rechnung zu bestimmen.
Wer damit Schwierigkeiten hat, sollte sich vorher genauer umhören.

Die Wobbelsektoren liegen grundsätzlich beiderseits der Unwucht-Wendepunkte relativ zur Längsachse des Fahrzeugs.



Die Motoren sind auch durch etwas grössere Typen ersetzbar.
Als Gesamtgewicht des Schiffes wurde von 0.5kg ausgegangen.

Die Masse des Getriebes samt Motoräufer sollte mindestens das 10-fache der Unwuchtmasse (10g) sein.

Die Federkräfte der Wobbler sollten quer (rechtwinklig) zur Fahrtrichtung
stehen.

Die Wobbel -bzw Unwuchtscheibe ist möglichst leicht zu halten, sie wird lediglich von einem Mitnehmeranschlag des darunter liegenden Tellerrades mitgezogen.

Gruss
Werner
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Dodes



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Beiträge: 761
Wohnort: Dortmund Technologiezentrum

BeitragVerfasst am: Di März 05, 2013 4:31 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Werner,

1a klasse Leistung Exclamation

Kurze Frage, ist die Drehrichtung der Wobbelscheiben bei Deinem Schiffsantrieb nicht verkehrt angegeben Question Ich glaube das fährt so mit dem Heck voran Shocked
Und die Elektromotoren würde ich parallel statt seriell verkabeln, dann können sich Leistungsdifferenzen besser über die Stromdifferenzen der Leistungsaufnahme ausgleichen, auch wenn die Wobbelscheiben ineinander verzahnt sind. Very Happy

Danke und viele Grüße Very Happy

Dodes
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werner100



Anmeldedatum: 26.07.2009
Beiträge: 775

BeitragVerfasst am: Mi März 06, 2013 6:02 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Dodes-

Freut mich, dass Dir die Anlage zusagt....

Wie aus der Pfeilrichtung der Unwuchtscheiben und der Nockennasen zu erkennen ist,
wandern die Unwuchten in Richtung Heck und die Nockennasen in Richtung Federstempel,
wo sie gebremst werden, dann sind auch die Unwuchten im Hecksektor und verlieren kin. Energie- wie es sein soll.

Der Bugsektor hat somit immer die höchste Drehgeschwindigkeit und damit
die grössere Z-Kraft.

Bei Parallelschaltung der Motoren habe ich schlechte Erfahrungen gemacht -
da fangen die an zu schwingen und nehmen sich gegenseitig die Energie weg.
Das wird aber durch die 1:1 Gegenlaufkopplung der Zahnräder verhindert,
wie weit das bei Parallelschaltung auch klappt, habe ich noch nicht probiert

Gruss
Werner
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