hydrostatisches Getriebe

Hallo,

ich suche nach Informationen über hydrostatische Getriebe/Antriebe mit Drehmomentwandlung, aber in einem anscheinend absolut unüblichen Leistungsbereich. Da ich von großen Antrieben (für Baumaschinen etc. liegen Daten vor) nicht einfach auf kleine schließen kann, fehlt mir bis jetzt die zentrale Antwort der Machbarkeit.

Es geht um die Übertragung einer Rotationsbewegung über etwa 1m mit Drehmomentwandlung (als Vorstellungsäquivalent ist ein Fahrradantrieb mit 27 Gängen denke ich gut geeignet).

Die Leistung soll aber nicht rein mechanisch übertragen werden. Die Frage ist, ob mit anderen Methoden ebenfalls ein Wirkungsgrad von über

90% überhaupt möglich ist. Elektrisch fällt wohl aus (zu geringe Leistungsdichte und Drehzahlen). Also bleibt doch nur hydrostatisch (?) und hier kommt wohl nur ein Axialkolbenmotor /-pumpe in Frage, da nur damit ein weites Drehmomentbereich erfasst werden kann.

Die Anforderungen sind: Drehzahlbereich 0-250 1/min, Drehmoment 0-300 Nm, Leistung 0-400 W.

An die Machbarkeit glaube ich deshalb, weil mir Daten von großen Antrieben vorliegen und hierbei gute Wirkungsgrade machbar sind in wesentlich höheren Drehzahlbereichen. Da hier aber ein kleiner Drehzahlbereich vorliegt (und hohe Drücke möglich sind) bleibt der Volumenstrom ja sehr klein und damit auch die Verluste.

Kann hier jemand weiterführende Quellentips angeben oder mir mit einem übersehenen Argument schnell die Unmöglichkeit beweisen? Gibt es eine besser geeignete Group dafür (auch engl.)?

schöne Grüße, Stefan

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Stefan Vilgis
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Wenn schon jemand nachfragt: Im Prinzip sollte die Getriebeeinheit eine zweifache Sicherheit aufweisen, also bei Verdopplung der angegebenen Werte nicht bersten. Weitere Gedanken sind aber zunächst sinnlos, solange nicht eine definitive Antwort zur grundsätzlichen Frage des hohen Wirkungsgrades gegeben wurde. Im übrigen lässt sich eine derartig kurzzeitige Leistungsspitze bei hydraulischen Maschinen ja recht einfach in den Griff bekommen, da ja nur ein Druckanstieg daraus resultiert und der ist am einfachsten mit einem Überdruckventil abzuführen, oder? Bei mechanischem Getriebe würde so etwas ja recht bald zu Materialversagen führen (ohne Rutschkupplung).

Grüße, Stefan

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Stefan Vilgis

ich dachte, die Theoretiker sowieso sind im Nachbarraum, de.sci.physik

*g*

HC

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Hans-Christian Grosz

Mechanische ja, aber elektrische? Sicher es gibt auch dieselelektrische Loks, aber eine elektrische Kraftübertragung kenne ich in "mobilhydraulischen" Anwendungsbereichen nicht. Woher beziehst Du die Aussage? Ich kann mir zB. einen Traktor mit mechanisch-elektrischer Leistungsverzweigung nicht vorstellen. El. Kraftübertragung ist doch erst bei wesentlich höheren Leistungen (>200kW) effektiver (und leichter) als hydraulische, oder?

Gibts da vielleicht so eine Regel wie "die Verlustleistung kann nicht kleiner werden als die Viskosität des Fluids multipliziert mit..."

Die Lenkung ist aber tatsächlich noch mechanisch.

Grüße, Stefan

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Stefan Vilgis

Stefan Vilgis schrieb:

Das ist allgemeiner Kenntnisstand der Antriebstechnik, nicht speziell auf Fahrzeuge bezogen. Im Werkzeugmaschinen- und Förderanlagenbau gab es genau diese Diskussion Hydrostatik vs. Elektronik schon vor ca. 15 Jahren.

Warum nicht? Elektrische Kraftübertragung in Zugmaschinen auf Radnabenmotoren gab es erfolgreich schon vor fast 100 Jahren (C-Züge der Fa. Austro-Daimler). Derzeit arbeitet die Kfz-Industrie sehr intensiv wieder an genau diesem Thema.

Worauf stützt du diese Aussage?

So eine Regel gibt es nicht. Aber es gibt gesicherte Aussagen zum erreichbaren Wirkungsgrad von Pumpen und Aktoren (einerseits theoretisch bedingt, andererseits auf den aktuellen Stand der Technik bezogen). Und es gibt theoretisch herleitbare Aussagen über den Wirkungsgrad von Regelungsschaltungen.

Die von mir genannten 0,85 finden sich übrigens auch in Untersuchungen über den Wirkungsgrad von Ackerschleppern mit hydrostatischer Kraftübertragung wieder. Spitzenwerte von ca. 0,87 im idealen Betriebspunkt, bei Volllast und langsamen Fahrgeschwindigkeiten abfallend bis auf ca. 0,75.

Das Lenkgestänge ja. So wie auch ein Hydromotor eine Abtriebswelle hat. Die Krafterzeugung und -regelung erfolgt bei Servolenkungen jedoch (noch) hydrostatisch, das mechanische Lenkgetriebe hat nur Regelungs- und Backupfunktion. Erste Elektrolenkungen sind bereits in Serie gegangen.

Joachim

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Joachim Schmid

Hans-Christian Grosz schrieb:

LOL!!! :-))

Naja, wenn ich mir bestimmte Threads in dsim ansehe, gibt es auch hier Prinzipienreiter.

Joachim

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Joachim Schmid

Es ist eine Frage, und die kommt rein aus meinem "Gefühl". Um wieder zum Fahrrad zu kommen: Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Generator im Tretlager und ein E-Motor in der Radnabe einen höheren Wirkungsgrad erzeugen, als hydrostatische Pumpe + Motor. Beim E-Motor wäre doch auf jeden Fall eine starke Unter- bzw. Übersetzung nötig, weil ein Generator doch nur bei höheren Drehzahlen funktioniert. Außerdem geht es hier ja eher um große Kräfte als Drehzahlen.

Eine reine Elektrolenkung ohne mechanisches "Backup"? Bei welchem Fahrzeug?

Grüße, Stefan

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Stefan Vilgis

Stefan Vilgis schrieb:

Aber verglichen mit beiden hat die gute alte Kette einen gigantischen Wirkungsgrad.

Nimm 'einfach' mehr Pole, dann muß der Rotor nicht schneller drehen.

Um beim Fahrrad zu bleiben: Geht es Dir auch darum, daß das Fahrrad fahrbar bleibt? Der Fahrer will nämlich eine möglichst direkte Kraftübertragung, d.h. wenn er kräftig reintritt, will er sofort einen Widerstand spüren (und möglichst auch sofort eine Beschleunigung). Wenn da erst in einer Pumpe ein Teil auf Touren kommen muß, das wiederum einen Druck aufbaut usw., dann fühlt sich das ganz furchtbar schwammig an.

Modellauto? :-)

Harald

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Harald Pollinger

Stefan Vilgis schrieb:

Der Vorteil hydraulischer Antriebe ist hauptsächlich die Platzersparnis. Gegenüber klassischer Technik mit spannungsgeregelten Gleichstrommotoren spart man auch Gewicht. Moderne Drehstrom-Umrichterantriebe sind inzwischen in allen Leistungsklassen hydraulischen Antrieben hinsichtlich Kosten, Gewicht, Wirkungsgrad und Regelbarkeit überlegen. Dass in Kraftfahrzeugen mit hydraulischer Kraftübertragung gearbeitet wird, liegt hauptsächlich an 3 Punkten: Bauraumersparnis, bessere Variantenverträglichkeit mit mechanischem Getriebe, bewährte Technik.

Unschlagbar in allen Kriterien mit Ausnahme der Regelbarkeit und Gleichförmigkeit ist jedoch nach wie vor die rein mechanische Kraftübertragung. Daher: Warum um alles in der Welt willst du beim Fahrrad, wo du eine gut regelbare Antriebsmaschine (Muskelkraft) mit einem hohen Stillstandsdrehmoment hast, die bewährte, effiziente, leichte Kette durch eine so aufwändige Technik ersetzen? Nicht mal das Argument des Kettenverschleißes zählt da ernsthaft.

Du kennst Radnabengeneratoren? Und Drehstrom-Servomotoren für Direktantrieb? Im Übrigen gibt es keine umgekehrte Relation zwischen Drehzahl und Wirkungsgrad. Ach ja: Hydraulikpumpen werden sinnvollerweise auch bei vierstelligen Drehzahlen betrieben.

Mir scheint, dass du einem fundamentalen Irrtum unterliegst. Weder bei elektrischer noch bei hydraulischer Kraftübertragung sind Generator und Motor direkt miteinander verbunden, sondern es sitzt immer eine Regelungs- und Wandlereinheit dazwischen. Nur dann macht es Sinn.

Nirgends. Das habe ich ja auch nicht behauptet. Wäre mit heutigen Mitteln schon sicherheitstechnisch nicht realisierbar.

Joachim

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Joachim Schmid

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