Neuer Translations-Rotations-Umsetzer für den Linearantrieb des Velomobils.

[VictorR]

Ich lade Sie ein, die Möglichkeit zu diskutieren, den neu erfundenen Wandler von translatorischer in rotatorische Bewegung als Linearantrieb des Velomobils einzusetzen:

 

[HenriP]

Unteressantes Thena. Kannst du bitte nochmal ein langsameres Video vom richtigen Betrieb zeigen? Dann könnte man das mal in jeder Stellung anhalten und ausführlich betrachten.
Erste Befürchtung natürlich, dass das Gerät ineffizient, schwer und vielleicht fehleranfällig sein könnte. (Man braucht ja auch novh zwei von sen Geräten und dann immernoch mindestens ein Kettenblatt.) Vorteil wäre vor allem die Möglichkeit, eine aerodynamischere Verkleidung zu bauen? Falls meine Befürchtungen zutreffen sollten, wäre es also ein Vorteil für die Höchstgeschwindigkeit in der Ebene, aber ein Nachteil beim Beschleunigen und bergauf.

Es sieht so aus, als würde es von der Endposition aus verlässlich auch aus dem Stand auf der Richtigen Seite weiterlaufen. Aber muss man auch bis ans Ende treten und stößt dann gegen einen Anschlag, der Energie vernichtet und das Material verschleißt oder kann man kurz vor Ende Kraft rausnehmen und es schwingt durch Trägheit ums Ende herum und man kann weiter treten? Was passiert, wenn man zu früh sie Richtung wechselt? Wahrscheinlich tritt man dann einen halben Zyklus in den Freilauf, was unvorbereitet vermutlich unangenehm sein kann.

Ja, ich sehe immer zuerst mögliche Probleme. Reine Vorsicht.

 

[einrad]

@VictorR :
Habt Ihr dazu eine Abschätzung gemacht, welchen Wirkungsgrad das Getriebe im besten Fall erreichen kann?
Bei 50 Watt übertragener Leistung? Bei 100 W?, Bei 250 W?

@HenriP :
Zwei Geräte sehe ich nicht unbedingt, man kann die Beine ja parallel einsetzen, wie beim Ruderrad.
Ist halt nur bei steilen Anstiegen unpraktisch...

Gruß, Harald

 

[Fanfan]

Es sieht so aus, als würde es von der Endposition aus verlässlich auch aus dem Stand auf der Richtigen Seite weiterlaufen.

Kann es aber nicht, das gilt für jede fest gekoppelte Wandlung zwischen Linear- und Kreisbewegung. Wenn Du genau am Totpunkt bist, kommst Du hier ohne Drehen am Abtrieb nicht weiter.
Den Diagrammen am Ende des Videos nach gibt's an den Totpunkten eine relativ schnelle Umkehr, was es m.E. eher für Langsamtreter interessant macht. Das hatten auch schon andere hier im Forum diskutierte Antriebe wie der CyFly oder der am Maynooth Bike.

 

[HenriP]

Zwei Geräte sehe ich nicht unbedingt, man kann die Beine ja parallel einsetzen, wie beim Ruderrad.
Ist halt nur bei steilen Anstiegen unpraktisch...

Außerdem muss man dann viel mehr Gegenkraft auf das Fahrzeug leiten, was den Rücken, den Sitz und die Steifheit des Fahrzeuges fordert und beim Zurückziehen kann man eher keine Kraft aufbringen. Im Wechseltritt kann man einen bedeutenden Teil der Schiebekraft mit dem Zug am anderen Pedal aufbringen. Überhaupt stelle ich mir das sehr unangenehm vor. Und die Traktion wird auch herausgefordert, wenn man in so großen Schüben die Leistung bringt.

Kann es aber nicht, das gilt für jede fest gekoppelte Wandlung zwischen Linear- und Kreisbewegung. Wenn Du genau am Totpunkt bist, kommst Du hier ohne Drehen am Abtrieb nicht weiter.

Die zwei zahnlosen, schräg stehenden Ovale und die Kugellager am Arm sehen zumindest für mich so aus, als hätten sie das Ziel, den Arm vom Totpunkt aus zu leiten

Wenn man einen Umsetzer pro Fuß verwendete, könnte man sich auch nicht 180° phasen-verschieben, sondern so weit ab, dass ein Fuß etwas voreilt und vom anderen dann über den Totpunkt geschoben wird. Was ich da vom Bewegungsablauf halte, weiß ich nicht. Dann würde man quasi galoppieren? Wäre zumindest eine Gelegenheit, dem System einen interessanten Namen zu geben.

 

[VictorR]

Vielen Dank für Ihr Interesse. Ich entschuldige mich im Voraus für die möglicherweise ungenaue Übersetzung.
Transcript by www.DeepL.com/Translator
Das Gerät war ursprünglich für die direkte Umwandlung von Rotation in eine reziproke Bewegung konzipiert.
Bisher ist es nur eine Idee, ob und inwieweit das Gerät wirksam sein wird, ist unbekannt.
Das Hauptziel war es, eine Linearität der Bewegung mit schnellen Änderungen der Bewegungsrichtungen zu erreichen.
Auch das Arbeiten im Rückwärtsgang erwies sich als möglich, allerdings nur aufgrund der Trägheit des Schwungrads, das zum Passieren der Totpunkte verwendet wird.
Die Masse des Schwungrads muss ausreichen, um die äußere Last zu überwinden. Da die Welle jedoch 6-10 Umdrehungen in einem Zyklus macht, darf das Schwungrad nicht sehr schwer sein.
Die Drehzahl der Welle ermöglicht auch eine 1:1-Übertragung auf das Rad.
In der Tat kann es passieren, dass Sie in der Mitte stehen bleiben, und um aus dieser Situation herauszukommen, müssen Sie mindestens eine halbe Umdrehung von außen auf das Satellitengetriebe legen.
Mir ist noch keine Lösung eingefallen, außer das Schwungrad von Hand (oder vielleicht durch einen elektrischen Impuls) zu drehen.
Für einen Pedalantrieb müssen Sie zwei Einheiten in entgegengesetzter Phase verwenden, die auf der gleichen Welle sitzen.
Die Abmessungen eines solchen Doppelantriebs sind in der Abbildung dargestellt. Wenn der Bewegungsbereich gleich der Tretkurbellänge von 170 mm ist,
dann wird der Antrieb ca. 600 mm lang sein. Zum Vergleich habe ich den Antrieb auf den Rahmen eines normalen Fahrrads gezeichnet.
Ein elliptisches Getriebe kann aus elliptischen Hälften und geraden Zahnstangen dazwischen kombiniert werden, wie in der Abbildung dargestellt,
so dass Sie die Breite des Getriebes nicht zusammen mit der Länge vergrößern müssen.

 

[VictorR]

Wenn man einen Umsetzer pro Fuß verwendete, könnte man sich auch nicht 180° phasen-verschieben, sondern so weit ab, dass ein Fuß etwas voreilt und vom anderen dann über den Totpunkt geschoben wird. Was ich da vom Bewegungsablauf halte, weiß ich nicht. Dann würde man quasi galoppieren? Wäre zumindest eine Gelegenheit, dem System einen interessanten Namen zu geben.

Eine andere Phasenverschiebung als 180 würde dazu führen, dass jedes Bein die meiste Zeit des Zyklus das Pedal schieben und weniger ziehen müsste. Der Name würde "Pull-Push" lauten.
Idealerweise kann das Problem nur durch die Verwendung von vier Einheiten auf einer Welle und das Treten in vier Beine gelöst werden.

 

[einrad]

Im Wechseltritt kann man einen bedeutenden Teil der Schiebekraft mit dem Zug am anderen Pedal aufbringen.

Guter Punkt. Diese Funktion übernimmt beim Ruderrad ja der Oberkörper bzw. die Arme.

 

[Fanfan]

Die zwei zahnlosen, schräg stehenden Ovale und die Kugellager am Arm sehen zumindest für mich so aus, als hätten sie das Ziel, den Arm vom Totpunkt aus zu leiten

Es gibt einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Drehwinkel des Abtriebs und Stellung des Antriebs, das geht nicht ohne Umkehrpunkte. Wenn da nicht durch Freiläufe o.ä. "Mehrdeutigkeiten" eingbaut werden, sind die Umkehrpunkte zugleich Totpunkte.

Diese Funktion übernimmt beim Ruderrad ja der Oberkörper bzw. die Arme.

Vielleicht könnte man da zwei solche Antriebe verwenden. In der Ruderbewegung ist ja eine Phasenverschiebung wahrscheinlich sogar willkommen, und man könnte sie auch noch einstellen, indem man die beiden Antriebe mit einer Synchronkette verbindet und diese um ein paar Zähne vor- oder zurücklegt.

 

[benna]

Bisher ist es nur eine Idee, ob und inwieweit das Gerät wirksam sein wird, ist unbekannt.
Das Hauptziel war es, eine Linearität der Bewegung mit schnellen Änderungen der Bewegungsrichtungen zu erreichen.

An diesem Punkt wäre eine tiefere Erklärung des aktuellen Funktionskonzepts und der vorteilhaften Anwendung am Fahrrad hilfreich.
Umsetzung der Pedalkurbelbewegung in eine lineare Auf-Ab oder Vorwärts-Rückwärts-Bewegung , und dann zurück am HR?

 

[einrad]

Vielleicht könnte man da zwei solche Antriebe verwenden.

In die Details steige ich lieber nicht ein. Meine Frage in #3 ist von Viktor noch nicht beantwortet.

Als Abschätzung dazu:
Ich selbst bin durchaus ein Fan von Nabenschaltungen, weil sie einige Vorteile mitbringen, die ich schätze.
Sie sind aber hier im Forum recht kontrovers diskutiert, weil die Mechanik halt geringe Verluste mitbringt. Die Relevanz dieser Verluste sinkt bei steigender Leistung des Antriebsstrangs.

Bei diesem Getriebe wird's nicht anders sein. Die komplexe Mechanik wird einige % Leistung kosten.
Das VM gewinnt an Effizienz durch potentiell kleinere Stirnfläche.

Wahrscheinlich kann man aus dieser Betrachtung heraus vorab ein wenig abschätzen wie, wann, wo, etc... dieses Getriebe Potential hat.

Gruß, Harald

 

[jpr]

An diesem Punkt wäre eine tiefere Erklärung des aktuellen Funktionskonzepts und der vorteilhaften Anwendung am Fahrrad hilfreich.
Umsetzung der Pedalkurbelbewegung in eine lineare Auf-Ab oder Vorwärts-Rückwärts-Bewegung , und dann zurück am HR?

Idee ist, Linearbewegung der Füße/Beine in Rotationsbewegung am Ausgang des Systems umzuwandeln, nicht anders herum.
Als erstes kommt im Video der Fall mit Einleitung einer Kurbelbewegung, kurz danach Einleitung einer Linearbewegung. Um letzteres geht es.

 

[VictorR]

Habt Ihr dazu eine Abschätzung gemacht, welchen Wirkungsgrad das Getriebe im besten Fall erreichen kann?
Bei 50 Watt übertragener Leistung? Bei 100 W?, Bei 250 W?

Dies ist nur eine Idee, ob und in welchem Umfang das Gerät wirksam ist, ist unbekannt.
Leider habe ich keine ausreichende Ausbildung in Mechanik für Berechnungen.

 

[benna]

Einleitung einer Linearbewegung. Um letzteres geht es.

Wo kommt die antreibende Linearbewegung dann her? Bild velo-3.jpg sieht nicht wie ein Ruderrad aus, eher nach Reitrad. Und die Erfindung soll das Auf-und Ab Hopsen bis zum HR homogenisieren? Wobei letzteres schon beim Normalrad höchst umstritten ist....

 

[VictorR]

Wo kommt die antreibende Linearbewegung dann her? Bild velo-3.jpg sieht nicht wie ein Ruderrad aus, eher nach Reitrad. Und die Erfindung soll das Auf-und Ab Hopsen bis zum HR homogenisieren? Wobei letzteres schon beim Normalrad höchst umstritten ist....

Am Körper des Geräts ist ein Pedal befestigt, das Pedal muss mit dem Fuß betätigt werden, dann bewegt sich der Körper linear entlang der Führungen, wodurch sich die Welle dreht und durch die Kette das Rad dreht.

 

[HenriP]

Bild velo-3.jpg sieht nicht wie ein Ruderrad aus, eher nach Reitrad.

Na, das wird dann in der Bauform ja sehr wahrscheinlich mit einem Pedal pro Fuß gemeint sein. Und hier soll es ja für den Einbau ins Velomobil sein, das Bild muss man also nicht zu genau nehmen.
Allerdings fällt mir auf, dass die obere Kante des Geräter sehr nah an den Schritt wandert, woces zwischen den Oberschenkeln eng werden kann. Da muss man den Weg vielleicht etwas verringern - in Liegeposition könnte man dagegen die Pedale weiter hinten anbringen und das Gerät weiter nach vorne schieben.

 

[benna]

Und hier soll es ja für den Einbau ins Velomobil sein,

Und dort was genau besser erledigen als bekannte Systeme?
Aus meiner 'complete-idiot' Perspektive sieht das noch aus wie eine Lösung auf der Suche nach einem Problem.

 

[Fanfan]

Und dort was genau besser erledigen als bekannte Systeme?

Was zählst Du alles zu den "bekannten Systemen"? Mit Linearantrieb kann das VM vorn flacher werden.

 

[benna]

Was zählst Du alles zu den "bekannten Systemen"?

Tretkurbel oder Linearantrieb, i.e. Schlitten + Zugumlenkung wie beim Thys oder dem (wohl gescheiterten) rowcycle.
Wg. flacher : in jedem Fall braucht man doch Platz für das Beugen der Beine. ?

 

[Fanfan]

OK, gegenüber anderen Linearantrieben bringt ein weiterer Linearantrieb nicht mehr so sehr viel Neues.
Am Platz für die Knie ändert sich wenig, aber der "Kurbelkreis" wird deutlich flacher.