Wiedereinspeisung beim Bremsen gewonnener Energie

[mangiari]

Hallo,

gibt es eigentlich schon Projekte die es erfolgreich geschafft haben Energie beim Bremsen (oder auch nur beim bergab rollen) aufzunehmen und zum anfahren wieder freizugeben? Die elektrische Variante mit Motor und Batterie dürfte ja für ein hauptsächlich durch Muskelkraft betriebenes Fahrzeug eher uneffizient sein, da das Zeug so schlecklich schwer ist, wenn man es nicht eh dabei hat. Gibt es vielleicht mechanische Varianten? z.B. Spannen einer sehr großen Spiralfeder oder ähnliches? Oder ist hier das Mehrgewicht auch wieder der Projektkiller? Ich denke gerade an diese lustigen Aufzieh-Flieger mit verdrullertem Vierkant-Gummi

Man müsste das ganze dann mit dem Bremsbowdenzug koppeln, und mit einer Rücklaufsperre versehen. Also z.B. sobald die Bremse betätigt wird, wird der "Gummi" auf der Rückseite aufgezogen (wo er durch eine Art Freilauf nur in die aufziehende Richtung drehbar ist) und wenn man eine Art Gashebel betätigt, wird das andere Ende des "Gummis" auf die Tretkurbel freigelassen. Klas dass ein Gummi da vielleicht bissl wenig ist, aber Vom theoretischen Prinzip klingt das doch plausibel, oder? Jemand gut Ideen für einen nicht zu schweren Energiespeicher, der ein paar Tretkurbelumdrehungen entlasten kann?

Gerade im Stadtverkehr, wo man an jeder doofen Ampel wieder abbremsen und losfahren muss, wäre es doch perfekt eine kleine Sprungstarthilfe zu haben.

[Fabi]

Das Problem an solchen Geschichten dürfte die Kraftanpassung sein. Du willst ja kontrollieren mit welcher Kraft du bremst bzw. beschleunigst. Diese mußt du dann in die Kraft, die dein Energiespeicher momentan zur Verfügung stellt/aufnehmen kann, umsetzen. Dafür brauchst du dann wahrscheinlich ein automatisches Getriebe o.ä. Sowas haben wir z.Z. noch nicht mal im Antriebsstrang... Deshalb glaube ich nicht, daß das mechanisch zu machen ist.

Elekrisch geht das viellecht eher. Da müßte man dann aber mal im Nachbarforum fragen.

Fabi

[don_pedro]

Was wäre mit einer Schwungscheibe die sich immer mit den Pedalen mitdreht und während des Bremsvorganges entkuppelt wird? Sobald man von der Bremse geht kuppelt die Scheibe wieder ein und erleichtert das Andrehen der Pedale auf die vorherige Trittfrequenz.
Ist sowas machbar?

[Joachim123]

Was wäre mit einer Schwungscheibe die sich immer mit den Pedalen mitdreht und während des Bremsvorganges entkuppelt wird? Sobald man von der Bremse geht kuppelt die Scheibe wieder ein und erleichtert das Andrehen der Pedale auf die vorherige Trittfrequenz.
Ist sowas machbar?

Warum baut keiner ne Umlenkrolle die Strom erzeugt?
Umlenkrollen fahren wir ja alle....quasi ein Umlenkrollendynamo....

[christoph_d]

Hallo,

Warum baut keiner ne Umlenkrolle die Strom erzeugt?
Umlenkrollen fahren wir ja alle....quasi ein Umlenkrollendynamo....

weil der nur Strom erzeugt, wenn du trittst. Wenn du aber Energie übrig hast und viel Strom (z.B. für nen Fernscheinwerfer) brauchst nämlich beim schnellen Rollenlassen bergab, oder Energie gezielt verheizt beim Bremsen, steht dein Dynamo still.

viele Grüße

Christoph

[mangiari]

Zu den weiteren Vorschlägen:
Schwungrad bring natürlich nichts, weil es unglaublich viel Masse haben muss und dann eine aufwändige Kupplung benötigt. Masse will man ja gerne vermeiden, aber ohn Masse keine Schwungenergie.

Dynamo und Stromgewinnung ist ja gut, aber wohin mit dem Strom? Batterien und Motoren die ernsthaft als Unterstützung in Menschen transportierenden Geräten ausreichen, sind so schwer, dass man sie nicht die ganze Zeit durch die Gegend karren will. Es sei denn man fährt eh mit Batterie und Hilfmotor (hab ich ja oben erwähnt). Wenn die Dinger eh an Board sind geht das natürlich einfach.

Was die Dosierung angeht, das stell ich mir recht einfach vor. Wie gesagt, man müsste den Bremsweg des Bowdenzugs um ein paar mm verlängern, dann schalten die ersten zwei mm mit ner einfachen Rutschkupplung das Hinterrad auf den "Aufziehgummi", reicht dessen aktuelle Bremskraft nicht, zieh ich den Bremshebel weiter durch und erhalte somit mehr Bremsleistung durch die ganz normalen Bremsen. Ist ne kleine Lernphase, man muss halt beim Ausrollen vor den Ampeln immer die Bremse leicht anziehen. Mit der Aussicht auf einen Schubbs zum Weiterfahren, ist das aber sicherlich ausreichend motiviert, dass man das schnell automatisiert hat. Die Spannung des "Aufziehgummis" kann man dann ja manuell auf die Tretkurbel legen, z.B. mit einem weiteren Bowdenzug, der die Blockierung aufhebt und die Spannung an die Tretkurbel koppelt. Wie gesagt, das ganze muss natürlich jeweils einen Freilauf haben, so dass bei der Einspeisung eine zu geringe Kraft nicht dazu führt dass bereichts gespeicherte Energie wieder verloren geht und genauso dass die freigegebene Spannung, wenn sie aufgebraucht ist, nicht die Tretkurbel bremst. Für das Bremsen und das Einspeisen kann ich mir die Lösungen zumindest schon grob Praxisnah vorstellen. Für den "Aufziehgummi" der tatsächlich Energie für einen Kavaliersstart speichern soll, fehlt mir im Moment noch die Abschätzung der Dimensionen. Keine Ahnung was z.B. zwei Meter verdrullerte 30er Vierkantgummis an Energie speichern können und wie lange sowas dann in der Praxis hält, bevor die Gummis ausgeleiert sind oder aus mechanischen Gründen den Geist aufgeben. Gummis hätten den Charme dass man kein Getriebe braucht und die auftretenden Kräfte einfach zu beherrschen sind, ohne dass man da große Versträungen braucht.

[christoph_d]

Hallo,

bei allen Energiespeichern auf keinen Fall die Überlastsicherung vergessen. Weder ein aufgrund der Fleihkraft zebröselndes Schwungrad, noch ein umherpeitschender Gummi oder ein platzender Druckspeicher sind lustig! (Außer vielleicht für sehr zynische Zuschauer mit genug Sicherheitsabstand)


viele Grüße

Christoph

[trubby]

gibt es eigentlich schon Projekte die es erfolgreich geschafft haben Energie beim Bremsen (oder auch nur beim bergab rollen) aufzunehmen und zum anfahren wieder freizugeben?

Du meinst sowas? Ja, solche "Projekte" gibt es - z.B. an US-Unis in Form irgendwelcher Challenges. Allerdings wohl nicht so sehr, um zu einem HPV tauglichen Produkt zu gelangen, sondern um den Studenten Aufgaben zu geben, durch die sie gefordert werden. Diverse Design- und Projektstudien von Canondale sind auch immer wieder eine Fundgrube für Leute, die das Rad irgendwie neu erfinden wollen ...

Grüße,
André

[Heiko]

Elektrisch könnte ich mir sowas nur mit einem kleinen Motor und einem kleinen Akku vorstellen. Beispiel: Im Modellflug können 150g-Motoren kurzzeitig (5-10sec) bis 400W umsetzen. Weitere/höhere Belastung je nach Kühlung/Abkühlung des Motors. 4 FePO-Zellen (300g) können bei ~11V Spannungslage bis zu 40A verkraften. Laden kann man diese Zellen mit bis zu 20A (ich lade selbst immer nur mit 10A=~140W).

Wichtig ist ja auch, dass möglichst viel Energie beim "Bremsen" aufgenommen/gespeichert werden kann. Ich würde obige Komponenten verwenden, wüßte aber nicht wie?! Der Motor bräuchte zumindest eine große Untersetzung, da i.d.R. ~800-1000rpm/V bei der Leistung.

Das mit dem Gummi und der Schwungscheibe finde ich interessant. Schwungscheibe habe ich auch schonmal drüber nachgedacht (als das Thema von Williams in der F1 aufgegriffen wurde).
Gummis gibt es richtig kräftige - ebenfalls aus dem Flugmodellbau. Ich habe zwei sogenannten F3B-Gummis. Die Schießen ein 2kg-Modell auf bis zu 100m Höhe Zugkraft soviel wie man kann, die Gummis bilden nicht das schwächste Glied. Einige arbeiten schon mit Umlenkrollen...

Gruß
Heiko

[mangiari]

Ja, das mit den Gummis schwebt mir auch noch im Kopf umher. Sicher nicht optimal, was das Technische angeht, aber die sind leicht und für mich ist am ehesten eine umsetzbare Lösung denkbar. Die Frage ist halt, was man mit den zusätzlichen Freiläufen an Energie verbrät und ob sich das dann unterm Strich mit dem Mehrgewicht noch rechnet. Sinn macht das ganze ja eh nur im Stop'nGo Verkehr in der Stadt, wo man wirklich die meiste Leistung ins Anfahren steckt und ständig wieder bremsen muss. Ich werd mal ne Skizze basteln, wie ich mir das vorstelle.

[velomobilischt]

Jeder Gummi leiert irgendwann aus.
Je kleiner die Masse des Schwungrades, desto höher die erforderliche Drehzahl und desto höher die Lautstärke und dicker die Schutzhülle.
Lieber leichter bauen und nicht so schnell an vielen interessanten Dingen vorbeifahren, oder?

[kapege.de]

Die Lösung ist ein großer Darda-Motor; ihr wisst schon, diese Uhrwerksfeder von den Spielzeugautos. Sobald das Rad in den Freilauf übergeht, wird der Motor aufgezogen, beim Strampeln wird die gespeicherte Energie wieder abgegeben. Wird es zu viel, einfach nicht mehr treten, weil dann ja wieder aufgezogen wird.

Luftdrucklösungen sind Unfug, da sich die Luft beim Verdichten erhitzt und anschließend bis zum "Verbrauch" wieder abkühlt, was ja widerum einen Druckverlust zur Folge hat. Beim Druckablassen (Vortrieb) kühlt die Druckluft noch weiter ab (Kühlschrankprinzip) und verliert dadurch weiter an Energie.

Auch beim elektrischen Zwischenspeichern sind die Verluste durch die zweifache Motor/Generatorumwandlung hoch und man müsste einen sehr großen Goldcap-Kondensator mit sich rumschleppen, da gewöhnliche Akkus die entstehende Energiemenge gar nicht schnell genug in voller Menge nutzen können. Mit 2 kW 15 Sekunden lang bremsen ist durchaus möglich, aber wohin mit dem ganzen Saft?

[Bonewhip]

Zum Darda-Motor fallen mir direkt die Seilzugstarter an meinen Modellautos ein.
Aufgrund der Uhrzeit komme ich gerade gedanklich nicht weiter und hänge bei:Bremsen -> Abwickeln bzw. Bremse lösen -> Aufwickeln+Vortrieb

Der Freilauf ist in der einfachsten Form wie ein Nadellager aufgebaut.

[Ingmar E.]

Die Lösung ist ein großer Darda-Motor; ihr wisst schon, diese Uhrwerksfeder von den Spielzeugautos. Sobald das Rad in den Freilauf übergeht, wird der Motor aufgezogen, beim Strampeln wird die gespeicherte Energie wieder abgegeben. Wird es zu viel, einfach nicht mehr treten, weil dann ja wieder aufgezogen wird.

Ab gewissen Geschwindigkeiten bergab bremst aber mittreten durch die Luftverwirbelungen mehr als dass es was bringen könnte. Beim RR sagt man so ca. 55-60km/h wäre die Grenze, bei der Liege sind die Füße ja noch mehr im Wind, vllt. ist es da sogar früher der Fall. Willste aber dann bei so nem Gefällle die Füße still halten, damit du noch schneller wirst, bremst dich dieser Motor.

Ausserdem stell ich mir die technische Umsetzung auf einem praktikablen Fahrradniveau nicht so einfach vor. Du musst bedenken, jede Technik am Fahrrad ist im Prinzip Leichtbau. Auch schon die Räder vor 100Jahren. Mit ner paar kg-schweren Mechanik ist ja keinem gedient.
Vor allem wirste Platzprobleme bekommen, oder du baust auf 160mm Tandemnaben auf, lässt dir nen passenden Hinterbau dengeln, und nimmst dann normale 130mm-RR-Naben, dann könnteste vllt. noch ne Mechanik zwischen Freilauf und Nabenkörper bekommen. Ich denke du wirst ne komplette Mechanik zaubern müssen, also auch nen eigenen Freilaufkörper.

[mangiari]

Ich dachte eigentlich an ein VM, nicht an ein LR, denn da geht ja durch die verbesserte Aerodynamik und das höhere Gewicht wesentlich mehr Energie in die Beschleunigung als beim normalen Rad. Gleichzeitig hat man im VM viel mehr Platz. Ich dachte an einen simplen starken Doppelgummi, der beim Bremsen verdrillt wird und dann durch eine Art Gaszug beim Losfahren waren entdrullern kann. Es reicht ja wenn er es schafft auf die ersten 10 Meter um 30% zu entlasten, das sollte schon spürbar angenehmer sein.

Die groben Ideen sind eine Seilzugbremse mit absichtlich etwas Offset, der benutzt wird um eine Art Kupplung zu schließen, die an den Gummistrang geht. Kupplung kann ja erstmal ganz windig aus zwei beschichteten Metalscheiben bestehen, der Seilzug geht mittig durch, z.B. wie bei den BMX Gyros, diese drehbaren Aufhängungen für das Lenklager, damit die ihre Lenker im Kreis drehen können. Ein Freilauf muss da natürlich rein, sonst wirkt die Gummikraft ja dann auf's Hinterrad rückwärts!

Vorne dann umgekehrt, da muss man dann mit einem Trigger die Kraft auf's Tretlage legen können. Dazu kann man z.B. ein zweifaches Kettenblatt nutzen, wenn der eigentlche Antrieb aus ner 3x8 Nabe/Kettenschaltung besteht. Wie die Kraft vorne genau eingekuppelt wird ist mir noch nicht so genau klar. Ob das ganze überhaupt auch nur annähernd irgendwas bringt ist mir schon dreimal nicht klar. Aber man müsste es auf jeden Fall unter 5kg hinbekommen können. Es braucht ja auch nicht besonders leicht laufen oder so, wenn man's nur beim bremsen und anfahren einkuppelt.

Ich hab auch irgendwie im Kopf schonmal sowas gesehen zu haben. Irgendwie so ein Fahrrad mit 'nem Gummi-Druller-Motor unterm Oberrohr.

[kapege.de]

Ich dachte an einen simplen starken Doppelgummi, der beim Bremsen verdrillt wird und dann durch eine Art Gaszug beim Losfahren waren entdrullern kann.

Gummi würde ich nicht nehmen, da beim verdrillen sehr viel Reibung entsteht, die ja dann in Wärme umgewandelt wird und außerdem den Gummi zermahlt. Du könntest vielleicht mit einem Getriebe eine Stahlfeder spannen - wie bei einer Armbrust. Federenergie lässt sich zu einem guten Teil wieder rückgewinnen. Die Blattfeder eines LKWs, z.B., dürfte eine Menge Energie speichern. Man muss ja nicht die größte nehmen. Oder man nimmt eine alte von einem PKW. Eine Kupplung betätigt eine Seilrolle mit Getriebe (eine alte Dreigangnabe z.B.), ein Seil wickelt sich auf und biegt die Feder. Beim Losfahren schaltet man die Kupplung über ein Zwischenrad (muss ja jetzt andersrum laufen) auf den Antriebsstrang und los geht's!

[mangiari]

Hab ich auch schon drüber nachgedacht, aber das ist zum einen viel zu schwer und zum anderen braucht man dann auch einen sehr starken zusatzrahmen, wenn man so viel Kraft auf so engem Raum einfangen will. Natürlich ist das mit dem Gummi alles andere als optimal, aber das muss es ja auch nicht. Wenn es für ein paar Mehrkilo eine ordentliche entlastung bringt, warum nicht?

Ich hab alledrings in der Tat darüber nachgedacht, ob man nicht statt dem Gummi eine dünnes Federstahlband verdrillen könnte. Irgendwas was halt nicht gar so schnell schlabbrig wird und nicht so viel Reibungsenergie verliert. Gerade das verdrillen, für das keinerlei Getriebe oder sonstiges nötig ist, fand ich als Idee sehr angenehm.

[Bonewhip]

Wäre eine ein Federmotor wie hier hier nicht platzsparend realisierbar?
http://patentpending.blogs.com/paten...be-spring.html

Die Ausgangsseite eines relativ kompakten Federmotors könnte permanent mittels Freilauf an die Kette gekoppelt sein.
Wenn die Kette in einer leichten Omega-Schleife über das Ausgangsritzel geführt würde, bestünde auch nicht die Gefahr, dass die gesamte in der Feder gespeicherte Energie auf einen Schlag durch Überspringen entlädt.
Mittels einer Sperre könnte die gespeichere Energie gezielt freigesetzt werden.

Die Idee einer Bremse mit einer Art Offset zum Einkuppeln der Eingangsseite gefällt mir übrigens auch.

Gruß

Patrick

[Jack-Lee]

Wie wärs mit einem kleinen Reihenschlussmotor und als Akkus LiFe oder LiTitanat Akkus. Diese können mit 4C geladen! werden und halten beim Entladen auch locker 40C auf dauer aus. Somit kann man die Energie gut zwischenspeichern.
N Reihenschlussmotor kann kurzzeitig extremst überlastet werden, was zur Folge hätte das die Nennleistung und somit die Größe des Motor recht klein gewählt werden kann.
Um aus dem Motor ein generator zu machen, muss einfach die Erregerwicklung umgedreht werden.Und wegen dem Wirkungsgrad.. Der Motor/Generator hat ca 85%, die Akkus 90%, der Laderegler dürft mit 70% antreten.
Alles in Allem gar nicht mal so verkehrt

[rainerh]

Um aus dem Motor ein generator zu machen, muss einfach die Erregerwicklung umgedreht werden.

Wie habe ich mir das bildlich vorzustellen?

Und wegen dem Wirkungsgrad.. Der Motor/Generator hat ca 85%, die Akkus 90%, der Laderegler dürft mit 70% antreten.
Alles in Allem gar nicht mal so verkehrt

54% beim Bremsen, 54% beim Nutzen, macht 29%. Naja, ein knappes Drittel ist mehr als ich spontan erwartet hätte.