Modellentwicklung MGC 24/280-Z

Der heutige GC 24/280-Z hat in den letzten 7 Jahren 6 Entwicklungsstufen erfahren. Er steht heute in seiner 4ten Modellvarianten und 7ten Entwicklungsstufe kurz davor, uns das Ergebnis dieser Arbeit zu eröffnen. Bis hierher eine harte Arbeit.

Mit der Entwicklungsstufe begann alles mit dieser Seitenansicht, die zeichnerisch im Maßstab 1:1 am PC angefertigt wurde. Alle Baugruppen sind hier übereinander gelegt. Dadurch ließen sich dann sehr einfach alle Vorlagen zur Bearbeitung in der CNC-Fräse anfertigen. Darüber hinaus konnten wir uns wichtige Details im Vorfeld verdeutlichen. Auch in der Massenermittlung ist diese Zeichnung eine gute Hilfestellung, da man die einzelnen Baugruppen einfach separieren kann.

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Als erstes wurde der Rahmen aus 20 mm x 20 mm x 3 mm Winkelprofilen geschweißt und lackiert. Auf Rollen erleichtert es die Bearbeitung ungemein. Dann wurden aus 10 mm MDF Platten die Grundrahmen angefertigt und eingefügt. Die einfache Ausführung ist dabei mehr als ausreichend, da sie in den Beanspruchungen in jedem Fall über ausreichend Tragfähigkeit verfügt. Dabei wird deutlich, das der Mittelteil für den eigentlichen Generator vorgesehen ist. Die “Zwillinge” sind, einer vor und einer hinter dem Generator-Rotor angeordnet. Der Rotor fungiert gleichzeitig als Schwungmasse und läuft mit der doppelten Geschwindigkeit. Aber das kommt später!

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Danach wurden in jeder Ecke eine durchgehende 30 mm Lagerachse exakt verbaut. Um jedes Ende der vier Achsen sind 4 Gewindestangen M10 symetrisch verankert worden. Anschließend wurden sechs Kreuze aus 100 mm x 5 mm Flachstahl gefertigt. Sie werden von den Lagerachsen getragen und mit den M10 Gewindestangen genau justiert werden. Im Zentrum dieser Kreuze ist die Lagerung der zwei Antriebs-Rotoren und dem einen Generator-Rotor verbaut. So können die drei Rotoren ungehindert ihrer Bestimmung folgen … wenn alles fertig ist!

Im nächsten Schritt wurden die Rampen gefertigt. Der Rote Streifen, der an den Rampen erkennbar ist, besteht aus 20 mm x 3 mm Flachstahl. Diese beiden Schienen übernehmen vielseitige Funktionen. Zum einen helfen sie die darauf zu installierenden Magnete präzise zu positionieren. Sie dienen auch der Stabilisierung der Magnete. Das wichtigste dabei ist jedoch, das sie so zu einem Magneten werden, der das erforderliche Magnetfeld fördert und unterstützt. Anschließend wurden die zentralen Trommeln der Antriebsräder hergestellt. Dabei ist das Auffälligste, das die Achse nicht durch die Trommel in einem bestehen kann, weil sich die 12 Verbindungsstangen genau im Zentrum kreuzen müssen. Die Trommel besteht aus zwei Kreisrund gearbeiteten Leimholzscheiben und einem D = 300 mm PVC Ring aus einem Abwasserrohr. In selbigen wurden 24 symmetrisch angeordnete Löcher mit 30 mm Durchmesser gebohrt. Diese wiederum wurden mit Hilfe kleiner Winkel von jeweils zwei halbierten Rohren gefasst und mit Nieten befestigt.

Daraufhin galt es die Gewichte einzubauen und mit den jeweils gegenüber liegenden Gewicht durch ein Gestänge zu verbinden. Das Gestänge besteht aus 2,4 mm Wig-Schweißstäben. Dem folgt dann die Montage des äußeren Rades, das ebenfalls auf speziell verleimten Hölzern gefertigt wurde. An beiden Seiten der Gewichte und entlang der 5 mm dicken Fuge zwischen den beiden halben Rohren, die das Gewicht umschließen, ragt ein Gewinde M 4 etwa 20 mm aus dem Gewicht heraus. Ein Gewicht besteht aus 30 mm Rundstahl und ist etwa 50 mm lang. Es wiegt roh etwa 280 g. Die Gewinde wurden mit einer kleinen Holzscheibe geschützt, um sie während der Montage nicht zu beschädigen. Auf den Bildern entsteht da irrtümlicherweise der Eindruck von Rollen. Interessant ist, das die Gestände nahezu reibungsfrei laufen da sie alle exakt auf ihrer Höhe geführt werden und nur wenige Berührungen entstehen. Zwischen den Führungsstangen besteht ein theoretischer Abstand von 0,2 mm. Aber auch da, wo die Gestänge diesen Abstand nicht erreicht haben, ist keine Reibung erkennbar.

Anschließend folgten 6-8 Wochen Tüftelei. Die Magnetstärke an den Gewichten und auf der Rampe mussten optimiert werden. Die Rampen wurden 5 mal neu- oder umgebaut und auch für die optimalen Magnethalterungen an den Gewichten sind 6 Formen ausgetestet worden. Die meisten Veränderungen haben einen Fortschritt hervorgebracht und so zeichnetet sich immer deutlicher das Bestreben des Rades ab, sich drehen zu wollen. Die rechnerische positive Drehmoment-Differenz ist deutlich erkennbar. Aber die Gesamtkonstruktion ist so nicht gut genug und kann uns nicht zum gewünschten Ziel bringen. Die Fehler lassen Blockaden entstehen, die zum Glück nicht auf Stickypoints zurück geführt werden können und sich eindeutig als reine mechanische Probleme identifizieren. Damit hat die Planung eines neuen Rades begonnen, denn mechanische Probleme sind einfach zu umgehen. Deshalb wird aus dem MGC 24/280 Z nun der MGC 16/460 Z, bei dem wir außerdem mit einer etwas höheren positiven Drehmoment-Differenz und einem besseren Verhältnis zwischen der Summe der negativen und der Summe der positiven Drehmomente rechnen können. Darüber hinaus wird es komplett aus Plexiglas hergestellt werden. Lassen wir uns überraschen wie es hier weiter geht.

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