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Kürzlich habe ich in meinem Quattrovelo eine etwas schwergängige Kettenleitrolle mit neuen Lagern versehen (siehe
'Quattrovelo #085’) und danach kam die Frage auf ob man da durch höherwertige Kugel- oder Rollenlager eventuell noch nennenswerte Einsparungen erzielen kann. Da ich überhaupt kein Gefühl für die Reibungsverluste in einem Wälzlager unter Belastung habe, habe ich heute mal ein bisschen experimentiert.
Versuchsanordnung:
10mm Stahlachse in einer horizontal eingespannten Bohrmaschine. Auf der Achse eine nagelneue Kettenleitrolle, heute früh von Velomobiel.nl hier angekommen. Dank der Lager kann sich die Rolle auf der Achse frei drehen, einzig die Lagerreibung bremst.
Über die Rolle läuft ein Seil, auf beiden Seiten hängen sorgfältig austarierte Gewichte (erste Versuchsreihe 2kg je Seite, zweite Versuchsreihe 5 kg Hantelscheiben je Seite).
Wenn ich die Bohrmaschine anschalte, dreht sich die Achse, und die Reibung in den Lagern der Rolle sorgt für ein Drehmoment. Das Drehmoment wiederum lässt sich mit einer Waage messen, oder mit Gegengewichten austarieren.
Bei 4kg (40N) Achslast habe ich je nach Rotationsgeschwindigkeit) zwischen 15g und 20g “ Ungleichgewicht” gemessen, also 0.15N bis 0.2N, bei 10kg (100N) auf 20-30g. Da der Rollendurchmesser etwas über 80mm beträgt (Radius 0.04m), ist das Drehmoment 0.2N x 0.04m = 0.008Nm. Leider weiss ich die Drehzahl meiner Bohrmaschine nicht, aber im Velomobil lässt sich die Drehzahl der Rolle aus Kettenblattdurchmesser, Kadenz, und Rollendurchmesser abschätzen. Grob geschätzt komme ich auf 20 Umdrehungen pro Sekunde, was bei dem obigen Drehmoment eine Verlustleistung von 1Watt (pro Rolle) ergibt.
Wohlgemerkt, das sind die Verluste in den Lagern. Die Innere Reibung der Kette kommt noch dazu. Trotzdem, für mich ist die Sache klar: an den Lagern einer neuen Rolle gibt es nicht mehr arg viel zu optimieren. Wie das dann mit verschlissenen, verrosteten oder verdreckten Lagern aussieht, das schaue ich mir an wenn meine nächste Rolle kaputt ist.
Nochwas zur Genauigkeit: Das hier ist keine Präzisionsmessung, eher eine Abschätzung der Grössenordnung mit einfachsten Mitteln. Für meinen Zweck reicht das, aber wenn sich jemand berufen fühlt, das genauer zu messen - bitte gerne.
'Quattrovelo #085’) und danach kam die Frage auf ob man da durch höherwertige Kugel- oder Rollenlager eventuell noch nennenswerte Einsparungen erzielen kann. Da ich überhaupt kein Gefühl für die Reibungsverluste in einem Wälzlager unter Belastung habe, habe ich heute mal ein bisschen experimentiert.
Versuchsanordnung:
10mm Stahlachse in einer horizontal eingespannten Bohrmaschine. Auf der Achse eine nagelneue Kettenleitrolle, heute früh von Velomobiel.nl hier angekommen. Dank der Lager kann sich die Rolle auf der Achse frei drehen, einzig die Lagerreibung bremst.
Über die Rolle läuft ein Seil, auf beiden Seiten hängen sorgfältig austarierte Gewichte (erste Versuchsreihe 2kg je Seite, zweite Versuchsreihe 5 kg Hantelscheiben je Seite).
Wenn ich die Bohrmaschine anschalte, dreht sich die Achse, und die Reibung in den Lagern der Rolle sorgt für ein Drehmoment. Das Drehmoment wiederum lässt sich mit einer Waage messen, oder mit Gegengewichten austarieren.
Bei 4kg (40N) Achslast habe ich je nach Rotationsgeschwindigkeit) zwischen 15g und 20g “ Ungleichgewicht” gemessen, also 0.15N bis 0.2N, bei 10kg (100N) auf 20-30g. Da der Rollendurchmesser etwas über 80mm beträgt (Radius 0.04m), ist das Drehmoment 0.2N x 0.04m = 0.008Nm. Leider weiss ich die Drehzahl meiner Bohrmaschine nicht, aber im Velomobil lässt sich die Drehzahl der Rolle aus Kettenblattdurchmesser, Kadenz, und Rollendurchmesser abschätzen. Grob geschätzt komme ich auf 20 Umdrehungen pro Sekunde, was bei dem obigen Drehmoment eine Verlustleistung von 1Watt (pro Rolle) ergibt.
Wohlgemerkt, das sind die Verluste in den Lagern. Die Innere Reibung der Kette kommt noch dazu. Trotzdem, für mich ist die Sache klar: an den Lagern einer neuen Rolle gibt es nicht mehr arg viel zu optimieren. Wie das dann mit verschlissenen, verrosteten oder verdreckten Lagern aussieht, das schaue ich mir an wenn meine nächste Rolle kaputt ist.
Nochwas zur Genauigkeit: Das hier ist keine Präzisionsmessung, eher eine Abschätzung der Grössenordnung mit einfachsten Mitteln. Für meinen Zweck reicht das, aber wenn sich jemand berufen fühlt, das genauer zu messen - bitte gerne.