Erfahrungen mit Velospeeder: Reibrollenantrieb auf Felgenbremsflanke

Dieses Thema im Forum "E-Motoren" wurde erstellt von vmax, 04.07.14.

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  1. Joe23

    Joe23

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    Nein, das sind keine Fliehkräfte. Und das funktioniert auch bei stehendem Motor. Hauptsache der Motor übt Drehmoment aus.
    Google einfach mal mit Suchbegriff "actio=reactio" und lies mal was Wikipedia dazu sagt.
     
  2. Joe23

    Joe23

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    Ich versuche es nochmal:
    Ein Motor, dem am Rotor ein Drehmoment abgefordert wird, kann dieses nicht liefern, wenn der Stator nicht verdrehsicher befestigt ist. (Wenn er nicht befestigt wäre, würde der Stator drehen.) Die Befestigung wird dabei drehmomentmäßig beansprucht und muß mindestens dem am Rotor abgegebenen Drehmoment standhalten.
    Nun ist aber bei dem Reibrollenantrieb der Motor nicht verdrehsicher befestigt, weil er ja über ein Gelenk an die Felge
    hingeschwenkt oder auch von der Felge weggeschwenkt werden kann. Die Schwenkachse ist dabei parallel zur Motor-Achse. Der Motor macht also unter dem Einfluß eines Abgabedrehmoments einen Schwenk in Gegenrichtung zur Drehrichtung der Abtriebs-Rolle, also auf die Felge zu, und stützt sich schließlich auf dieser ab mit einer Kraft, die dem Abtriebsdrehmoment (b.z.w. dessen Gegenmoment) proportional ist. Der Proportionalitätsfaktor ist von der Geometrie des Schwenkmechanismus abhängig.
     
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  3. rad

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    Deswegen hat auch der Hubschrauber eine Heckrotor :)
     
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  4. axel0106

    axel0106 Guest

    ... gibt's noch keinerlei Erkenntnisse und Erfahrungen von Kunden / Käufern / Testern...?
     
  5. sundance

    sundance

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    Setzt Ihr Sinus oder Block-kommutierung ein?
     
  6. Velogical

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    Hallo Oger,
    ich habe hier länger nicht reinschauen können, daher die verspätete Antwort.

    Das Prinzip des variablen Anpressdrucks ist eigentlich ein in der allegemeinen Physik bekanntes sogenanntes dynamisch passives Prinzip, das beim Velospeeder durch die geometrische Anordnung von Motoren und der Pendelachse (Motorhalterung) definiert wird.
    Soweit wir wissen ist der Velospeeder der einzige Reibradantrieb in der Geschichte des Zweirads der diese Fähigkeit beherrscht.
    Patentgeschützt ist die Erfindung inzwischen, das stimmt, auch für internationale Märkte. Da bei uns alles strukturiert durchgegeplant und gerechnet wird, wurden wir eingeladen, an einem Meisterlehrgang der Bundesfachschule Zweiradtechnik Frankfurt am Main zum Prinzip des Velospeeders Anfang 2015 einen ganztägigen Workshop zu halten. Eine Detailerklärung sprengt hier etwas den Rahmen und natürlich sind wir seitdem wieder ein gutes Stück weiter. Ein Teil des Knowhows betrifft die konkrete technische Durchführung (nicht alles ist patentierbar) und dieses nicht minder wichtige Knowhow schützen wir so gut es geht.
    Zu bestimmten Zeiten liegen Ideen in der Luft und glücklicherweise liegt die Einreichung der Patentanmeldung für den Velospeeder zeitlich so klar zurück, dass es keine signifikanten Anmeldungen in seiner Nachbarschaft gibt.
    Zum Verständnis der Motor-Anordnung, nachfolgend sieht man mal beide Motoren gleichzeitig, was zum Fotografieren entweder schmale Schutzbleche oder eine Montage ohne Schutzbleche erfordert:
    https://www.flickr.com/photos/compact-tandem/22334183308/in/album-72157659999476518/
    Hallo epikao und alle Mitautoren hier, gerne beantworte ich ein Kernedit der mir hervorstechendsten Stichworte, ein Teil der anderen Thread Teilnehmer, ihr Fachknowhow und ich sind ja sozusagen schon ein bisschen bekannt miteinander.

    Grundsätzlich ist unser Zwillingsantrieb vergleichbar mit einem Radnabenmotor mit fester Enddrehzahl. Das bedeutet, die Grundjustage der Leistung erfolgt über die Feinabmessungen des Motorgehäuses und über die Auslegung der Wickelung.
    Wo ist die Geschwindigkeitsgrenze unserer Minimotoren im Zuammenhang mit diesen ihren konkreten Gehäuseabmessungen? …. Das kommt drauf an. …. Je schneller die Endgeschwindigkeit des Motors ausfallen soll, desto höher rutscht die Fahrtgeschwindigkeit, bei der er zugeschaltet wird.
    Wir haben versuchsweise Sondermotoren gewickelt, um damit ein Vollcarbon-Industrie-Testrad auszustatten, die erst ab 20 km/h zugeschaltet werden. Auf glattem Asphalt in aerodynamischer Radsportkleidung in dünner Sommerluft (weniger Luftmassendichte als im Winter) haben wir videodokumentiert mehrfach 47km/h gemessen - OHNE ZU TRETEN. Die dazugehörige Leerlauf Enddrehzahl am Hinterrad im Montageständer betrug 65 Km/h.
    An einem soliden Alltagsfahrrad mit Federgabel/Scheibenbremse sind aus Sicht des physikalischen Potenzials - unabhängig von der gesetzgeberischen Seite - 45km/h ohne weiteres machbar. Natürlich bei entsprechendem Stromverbrauch.
    Eine Endgeschwindigkeit von 35 km/h ist dagegen sogar ziemlich stromsparend realisierbar. Ich persönlich bevorzuge eher dieses Tempo für ein flottes e-Bike, weil man mit 35 km/h eine angenehme Reisegeschwindigkeit hat, die schon schneller als ein Pedelec ist, aber man ist noch verkehrssicher als Fahrrad unterwegs in der Bandbreite der Verkehrsräume, die derzeit einem Fahrrad in der Praxis zustehen.
    Das Controllergeräusch hängt mit der Taktfrequenz zusammen, je höher desto besser.
    Der Höreindruck auf den inzwischen zahlreich veröffentlichten Videoaufnahmen zu den neuen Reibradantrieben mit Kleinmotoren generell, hängt vornehmlich damit zusammen, dass sie nicht mit separat aufgenommenem Ton gemacht wurden. Den realen Höreindruck kann man beim Videoschnitt von Drehmaterial, das von Compactcameras stammt (GoPro etc.) kaum realistisch hinpegeln. Das klingt immer klirrender als in Wirklichkeit - es ist wie es ist. Bei einem RTL-TV-Dreh klang unser Motor dann erwartungsgemäß realistisch, hörbar aber nicht störend.
    Eine Sinus-Kommuntierung haben wir nicht. Insgesamt geht es auch darum, einen besonders leichten e-Antrieb durch die Auswahl der verfügbaren Komponenten insgesamt leicht zu belassen. LG Og
     
  7. labella-baron

    labella-baron

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    Wieso ist denn eine Sinus-Kommutierung schwerer, wie im letzten Absatz vermittelt?
     
  8. Üps

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    Weil die Verluste höher sind und somit mehr Kühlfläche benötigt wird.
     
  9. labella-baron

    labella-baron

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    Erzähl:
    Wenn der Controller in der Strombegrenzung ist, wird ebenfalls ständig mittels PWM geschaltet zudem ist hierbei der Strom durch die MOSFETs am größten, also maximale Controller-Verlustleistung und Kühlung hierfür dimensioniert.

    Warum sollen dann bei Sinus-Kommutierung die Verluste höher sein?
     
  10. Joe23

    Joe23

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    Bei der Blockkommutierung wird zu jeder Zeit nur eine Phasenspannung getaktet. Bei Sinuskommutierung sind das immer 3 Phasenspannungen, die getaktet werden.
    Das mag zunächst als Argumentation für die höheren Verluste der Sinuskommutierung angesehen werden. Allerdings hat die übliche Blockkommutierung auch einige Nachteile:
    Der Strom der an einem Phasenanschluß hineinfließt wird über eine 2.
    Phasenwicklung wieder herausgeleitet. Diese hat mit 120° allerdings nicht die richtige Phasenlage von 180°. Außerdem ist zu jeder Zeit eine dritte Phasenwicklung ganz freigeschaltet. Beides kann nur durch höheren Strom in den beiden aktiven Phasenwicklungen kompensiert werden.
    Bei 3-phasiger Ansteuerung, egal ob blockkommutiert oder sinuskommutiert, entfällt der Mehrstrom wegen der falschen geometrischen Lage jeweils einer
    Wicklung für die Stromrückleitung und Mehrstrom wegen einer inaktiven Wicklung wird auch nicht benötigt.
    Bei Sinuseinspeisung entfällt zusätzlich die Einspeisung von Oberwellen, die bei einem Motor mit sinusförmiger EMK nutzlos sind.
     
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  11. labella-baron

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    Aber die Effektivströme sind ja trotzdem gleich.
     
  12. Kraeuterbutter

    Kraeuterbutter

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    ist das nicht bei den anderen aktuellen, die direkt aufs Rad drücken genauso ?
    z.b. Add-e ?
    jeh mehr Last vom Motor gefordert wird, umso stärker "zieht" er sich an den Reifen ran und erhöht dadurch den Anpressdruck
    gibts da einen Link ?
     
  13. Velogical

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    Als gewerblicher Teilnehmer kann ich zu konkreten Mitbewerbern aus Stilgründen hier wenig sagen. Die genaue Abgrenzung und Strukturierung der Patentansprüche können wir hier nicht offen legen. Was wir sagen können ist, dass unser Antriebskonzept die Kriterien der sogenannten Erfindungshöhe in vollem Umfang erreicht hat, ohne signifikante Entgegenhaltungen.

    Den Nachweis der Effizienz und Funktionalität des dynamisch passiven Anpressdrucks erbingen wir dadurch, dass unsere Reibringe nachgewiesenermaßen so viele tausend Kilometer halten, wie eine stabile Kette eines Alltagsfahrrads, ohne dass ein Verschleiss der Felge durch den Velospeeder zu bemerken ist. Wir testen kontinuierlich seit Frühjahr 2012! Die kleinen Motoren selbst sind relativ verschleissfrei, obwohl sie zusammen nur 500 Gramm wiegen. Bei einem klassischen statischen Reibradantrieb wäre der gesamte Antriebskomplex definitiv nicht so verschleissarm. Der Klassiker Velo Solex war immerhin ein recht schwerer Motor und mit gewichtsträchtigen Verstärkungen kann man systemisch sensible Bauteile meistens verbessern.

    Dann gibt es noch das Kriterium der Umsetzbarkeit. Gute Erfindungen verstehen es eine gute Idee abstrakt effizient umzusetzen. Unser "Getriebe" ist der harte Reibring = 1 Getriebestufe. Keine Verluste im Kraftfluss durch komplizierte Kraftflüsse mit mehrfachen verlustbehafteten Umlenkungen etc., keine Vielzahl an Spezialteilen, die über die wirtschaftliche Machbarkeit entscheiden.
    Grundsätzlich lässt sich jedes Produkt im Laufe der Zeit in Details raffinierter verfeinern, nur grundsätzliche systemische "Denkfehler", die lassen sich später auch mit noch so viel Investitionen nicht mehr ausbügeln …...

    Ob wir den Velospeeder am Vorderrad montieren oder an der Sitzstrebe, der Einbauort ist stets so weit oben wie möglich, weil der Ort dort so gewählt ist, dass feinste Sandrückstände vom Regen oder Waldwegen etc. den Antrieb auf Dauer nicht schädigen. Restfeuchte und Kondensfeuchte können hinaus treten, wie beim Schmidt Nabendynamo. Dass diese Entscheidung für einen hohen Einbauort richtig ist, bestätigt nicht nur unser Parallelprodukt Felgendynamo, sondern auch die Historie des Velo Solex Reibradantriebs, der heute von verschiedenen Mitbewerbern als Reinkarnation wieder aufgegriffen wird, m.E. zuerst in einem englischsprachigen Modellbauforum 2010, also zeitlich noch vor dem südkoreanischen Mitbewerber Hiddenpower:
    https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=28&t=22187
    Das Velo Solex Mofa verwendete u.a. einen speziellen Reifen, um die systemischen Nachteile auszugleichen (profilarm, hohe Aufbaudicke). Von den E-Bike Antrieben, die auf den Reifen gehen, ist mir das nicht bekannt.

    Adaption - einen Tod müssen Nachrüster sterben:
    Allein schon die Vielfalt von Fahrradreifen und Fahrradrahmen lässt vermuten, wie komplex die individuelle Anpassung eines E-Antriebs in der Praxis ist. Konzepte für E-Antriebe, die versuchen einfachste Heimwerkerprodukte zu sein, was übrigens auch auf Baumarkt Möbel nicht durchweg zutrifft, erkaufen den Anschein durch verringertes Leistungsspektrum oder leistungsmindernden Kraftfluss, oder sie bekommen Probleme im Spagat zwischen Werbevideo und Realität.
    Das Ziel ist mE. also eine industriefreundliche Antriebslösung mit geringer Einbauschwelle, die auch von versierten Heimwerkern gemanagt werden kann. Von daher währt ehrlich am längsten, ohne den Usern falsche Erwartungen vorzugaukeln.

    Sound:
    Der RTL-Beitrag über den Velospeeder mit der separat ausgesteuerten Tonspur und realistischem sanfteren Klang ist nicht mehr in der Mediathek verfügbar. Unsere Velospeeder klingen auch nicht alle gleich ….., denn wir können je nachdem erprobte Bauteile verschiedener Zulieferer verwenden.
     
    Zuletzt bearbeitet: 01.12.15
  14. Kraeuterbutter

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    Cantisockel sind Pflicht...
    Rahmen/Gabel mit reiner Scheibenbremse schließen sich aus ?
    oder gibt's hier bereits eine Lösung ?
    ("Nachrüstsockel" ?)
     
  15. Joe23

    Joe23

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    Natürlich ist das bei Add-e und GO-e genauso.
    Allerdings fällt bei diesen trotz des variablen Anpressdrucks wohl etwas mehr Walkarbeit an.

    Das ist ulkig, wenn man weiß, dass mangelne Erfindungshöhe höchst selten einen Rückweisungsgrund darstellt.
     
  16. sundance

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    Ich finde die Nachrüst-Konzepte, die auf diesem Prinzip funktionieren und gerade neu auf den Markt kommen, add-e, go-e, Hiddenpower, Velospeeder eigentlich gut. Sie bieten neue Möglichkeiten für Nachrüster, aber ich würde eine Variante für Selberbauer bevorzugen, die auf bezahlbaren RC Komponenten aufsetzt.
    Ein Baukasten System aus mechanischen Komponenten aus Befestigungshalter und Anpressrollen, Auslösemechanismus, kleine abschliessbare Akkugehäuse, zum Selbstbestücken mit Motoren, Controllern und Zellen, vielleicht wagt sich da ja mal einer ran.
     
  17. Üps

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    Soweit ich mich erinnere, basiert der Add-E auf "bezahlbaren RC-Komponenten". Motor 50€ oder so ähnlich, habe ich im Hinterkopf.
    Das Problem ist wohl, dass das scheinbare Bisschen an mechanischen Zusatzkomponenten weit mehr ist, als wir uns das so vorstellen.
     
  18. Kraeuterbutter

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    wäre wünschenswert...

    ist aber wie bei elektrischen Fahrradschaltungen...
    ein Arduino kostet 10 Euro
    hochwertige, Kugelgelagerte, spritzwassergeschützte Modellbauservo kosten 30 Euro
    dazu noch paar Schalter und Kabel,
    für 5 Euro 2 18650er-Zellen

    in Summe wohl unter 100 Euro machbar

    die Lösung von Shimano kostet zw. 1500 und 2000Euro

    der Unterschied ist halt, dass von Shimano das kein Bastelding mehr ist, sondern von Anfang bis Ende zu Ende gedacht, "aus einem Guß"

    und so ist es halt auch bei den anderen Antrieben..
    Vivax -> 2400Euro ??

    der Motor der verbaut ist, ist wahrscheinlich ein Chinamotor dens für 50 Euro gibt..
    wenn nicht: hochwertige Motoren in der Größe von Lehner, Plettenberg, hacker (alles deutsche Hersteller) -> 150-200Euro
    die Elektronik ? das bissal was da verbaut und nötig ist ? keine 100 Euro
    das Getriebe? wird wohl auch irgendwo zugekauft sein...
    und der Akku ? die verbauten Zellen sind 50-70Euro wert...

    aber das Gesamtkonzept machts halt aus..

    die Motoren von Add-e und Velospeeder und co ?
    sicher auch nix hochpreisiges
    aber halt: das Gesamtkonzept
     
  19. Velogical

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    Eine Halterung für Canti Sockel war unsere allererste Lösung an einer Federgabel mit Scheibenbremse und Canti Sockeln. Dann haben wir uns auf eine hinterbaufähige Lösung in Fahrtrichtung konzentriert und wir verzichteten zunächst darauf, aus der Canti-Halterungslösung, die gut funktionierte, eine Serie Frästeile herstellen zu lassen.
    Ob Scheibenbremse oder nicht ist kein Kriterium, allenfalls für die Haltbarkeit der Gabel und der Felge je nach Einspeichmuster des Laufrads.
    Als Gabel Lösung gibt es derzeit die angelöteten Motorhalter mit gegen die Fahrtrichtung zeigenden Cantisockeln auch an der Frontgabel.
    Kommen wird sehr bald (mit der nächsten Lieferung in kurzer Zeit) ein "Universalhalter", der seit einem Jahr erprobt wurde.

    Unsere Motoren sind schon seit Sommer 2012 keine Modellbaumotoren mehr, denn wir haben sie speziell auf die physikalischen Verhältnisse am Fahrrad hin grundlegend umkonstruiert, eigentlich in allen Aspekten, von Materialwahl und Dimensionierung, Bestückung, Oberflächentechnik bis zur Funktionalität. Auch das Akku Design ist auf unsere Bedürfnisse hin optimiert und trotz günstiger Herstellung weniger günstig als hier vermutet, auch aufgrund der Zellenqualität. Selbst die Elektrik ist kein reines Zukaufteil mehr.

    Was die Patentqualität betrifft, nur 25% aller Patente sind harte Patente. Patente sind nur wirklich etwas wert, wenn man sie auch verteidigen kann. Einen ersten Härtetest haben wir bereits gut bestanden.
     
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  20. Velogical

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    Neuigkeiten für die Gemeinde

    Wir haben neben unseren bereits etablierten rahmenspezifischen Motorhaltern und Alöt-Motorhaltern für Rahmenbauer nun einen dritten Weg in der Montagesystematik des Velospeeders beschritten.
    Es gibt jetzt einen Ansatz für einen Universal Halter, der so konzipiert ist, dass man mit zwei Variationen schrittweise die meisten üblichen Felgenbreiten im Standard Fahrradbau abdecken kann. Dieser Universalhalter passt auch auf Ovalrohre und auf manche Hydroforming Rohrquerschnitte.

    Fachleute durchschauen die Funktionsweise natürlich sofort, zum Beispiel an einem niederländischen Beixo Kardan Faltrad. Es sind eine handvoll Fotos, die hintereinander auf der flickr Plattform platziert sind, wo wir eine Art Schaufenster für Montagesituationen pflegen:

    https://www.flickr.com/photos/compact-tandem/23529409920/in/album-72157650382078890/

    Wir sagen immer noch nicht und auch weiterhin nicht, der Velospeeder sei ein einfaches Heimwerkerprodukt, doch Zeitgenossen mit technisch versiertem Verständnis und mit räumlichem Vorstelllungsvermögen, besonders Modellbauer (die handwerklich fast alles schaffen können) haben die Montage nach schriftlicher Anleitung schon wiederholt gut hingekriegt, natürlich nicht mit der Stoppuhr aber sogar sozialkompatibel.
     


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