Strom erzeugen durch Auf- und Abbewegen

[blauertee]

Hallo zusammen,

ich entschuldige mich vorweg für mein Unwissen :-)

Ich möchte gerne aus ruckartigen Bewegungen z.B. bei einer Kutschfahrt Strom für eine Glühbirne erzeugen, ähnlich wie es bei Fahrzeugen schon lange angedacht ist.

Kann mir jemand eine Richtung zeigen, in welche ich weiter recherchieren kann? Elektromagnetische Induktion entlang eines umgebauten Stoßdämpfers?

Das ganze ist experimentell und soll für Lernzwecke erbastelt werden.

Würde mich freuen wenn mir hier jemand weiterhelfen kann :-)

Liebe Grüße
Martin

[shedepe]

Hey,
um mal etwas auszuholen. Wie "entsteht" eine elektrische Induktionsspannung. (Ich geh einfach auch mal davon aus dass du den Wiki Artikel dazu bereits gelesen hast)
Allgemein kann man hiezu die Maxwellgleichnung anschauen. Diese beschreibt den Allgemeinen Fall was passiert wenn man ein sich veränderndes Magnetfeld hat. (keine Sorge ich werde jetzt nicht über Lösungen der Maxwellgleichungen philosophieren :D )

Für dich interessant ist der Fall der auf Wikipedia "Induktion bei einer Leiterschleife" genannt wird.

Hier gilt nun (nach Lösen einiger toller Integrale):

U = - d Phi / dt

Also die Spannung die wir an der Leiterschleife messen hängt von der Änderung des magnetischen Flusses ab.
Für Spulen (Also viele Leiterschleifen) gilt

U = - n* (d Phi / dt)

mit n = Anzahl der Leiterschleifen.
Das interessante ist hierbei d Phi / dt also die zeitliche Ableitung des magnetischen Flusses.

Der magnetische Fluss ist definiert als

Phi = Integral B * dA

also als das Flächenintegral über die von einer mit einer bestimmtem magnetischen Flussdichte B durchflossenen Fläche A.

Was sagt uns das jetzt zu deinem Vorhaben:

Entscheident ist für die Induktionsspannung U, dass sich der magnetische Fluss ändert.

Wie kann man das erreichen ?

1. Direkte Änderung der magnetischen Flussdichte B.

Ist für deinen Fall nur schwer erreichbar auch wenn die magnetische Flussdichte mit der magnetischen Feldstärke H über den Zusammehang: B = mü * H zusammenhängt.
Das mü eines Magneten oder einer Spule kann unter Umständen durch Vibrationen beeinflusst werden. -> Ist für dich aber eher schwer nutzbar

2. Indirekte Änderung der magnetischen Flussdichte B.

Wir müssen nur erreichen, dass sich in der relevaten Fläche A die magnetische Flussdichte ändert. Das können wir z.B. dadurch erreichen, dass wir eine Leiterschleife in einem Magnetfeld bewegen oder
(Das ist nun für dich interessant). Wir können einen Magneten durch eine Spule bewegen.

Wie dem auch sein: Du darfst nicht erwarten alzu hohe Energieausbeuten durch Stöße einer Federung zu erhalten, geschweige denn gleichmäßige Spannungs/Stromkurven.

[i_make_it]

Neben Induktion gibt es noch den piezoelektrischen Effekt. Allerdings wird die Ausbeute da auch nicht unbedingt besser aussehen.
Bei Kutschfederung denke ich jetzt mal spontan an eine Blattfederaufhängung. Wären Radnabendynamos nicht praktischer? Wenn es kein Gig (Sulki) ist gibt es immerhin 4 Räder.

[shedepe]

Den piezoelektrischen Effekt habe ich bewusst nicht erwähnt, das dieser meines Wissens nach nicht zu Energiegewinnung genutzt werden kann.

[blauertee]

Ich möchte die schwankenden Auf- und Abbewegungen nutzen wollen, da das für uns den größten Lerneffekt hat.

Wie wird denn das dann in der Automobilwelt angegangen? Ich denke dass der Effekt bei e-Fahrzeugen doch schon genutzt wird. Läuft das auch durch die elektromagnetische Induktion oder welcher Ansatz wird da verfolgt?

Vielen Dank euch schonmal für die Antworten. Das mit dem Magnet in der Spule war sehr hilfreich. Danke für den Hinweis mit dem Piezoeffekt : -)

Liebe Grüße
Martin

[shedepe]

In der Automobilindustrie hast du Radnabenmotoren die man eben auch als Generatoren betreiben kann. Aus des Schwanken wird dort allerhöchsten für Demo und Forschungsprojekte Energie gewonnen.

- - - Aktualisiert - - -

Achja.
Wenn du uns etwas mehr über dein Vorhaben erzählst, insbesondere was dabei gelernt oder gelehrt werden soll, können wir dir vllt noch etwas zielorientierter antworten.

[blauertee]

Angenommen ich baue einen Stoßdämpfer so um, dass ein Permanentmagnet durch eine Spule gleiten kann, dann habe ich ja während der Fahrt kleinste Hin- und Herbewegungen. Dadurch entstehen ja entgegengesetzte Flussrichtungen (? :rolleyes:). Kann man diese Energie nutzen oder muss die erst umgewandelt werden?

Wie puffer ich die Schwankungen am besten ab? Ich als Maschinenbauer würde den Strom in einem Akku zwischenspeichern und und die Glühbirne von dort betreiben. In meiner Fantasie ergibt sich so ein gleichmäßiger Strom, ist die Denkweise idiotisch? :rolleyes:

Liebe Grüße
Martin

[Michael]

Wie wird denn das dann in der Automobilwelt angegangen? Ich denke dass der Effekt bei e-Fahrzeugen doch schon genutzt wird. Läuft das auch durch die elektromagnetische Induktion oder welcher Ansatz wird da verfolgt?
Bei E-Fahrzeugen benutzt man einfach die schon vorhandene Batterie.

Du kannst ja statt eines Stoßdämpfers eine Art Zahnstange/Zahnradsegment mit Freilauf anbringen, die einen Generator dreht.
Es gibt Taschenlampen nach diesem Prinzip.

Vergiß nicht, dass die Energie, die du aus dem Gesamtsystem entnehmen willst, irgendwoher kommen muss.
Bei einem Fahrzeug kommt die Energie letztendlich immer aus dem Antrieb.
Bei einer Kutsche halt vom Pferd, wenn es kein Esel oder Ochse ist.

Gruß, Michael

[blauertee]

Hallo Michael,

auch Danke für deine Rückmeldung. Kannst du mir grob einen Tipp geben wo ich die Taschenlampe oder das Prinzip finden kann? Du sprichst von dieser Taschenlampe mit kurbel? Dann müsste ich aber die Vor- und Zurückbewegung der Dämpfer zunächst in eine gleiche Richtung lenken, richtig?

Liebe Grüße
Martin

[Michael]

Ich spreche von der Taschenlampe mit einem kleinen Griff, wie sie hier im ersten Bild rechts oben zu sehen ist:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dynamotaschenlampe

Bei Pollin gibt es derzeit eine Lampe dieser Bauart:
http://www.pollin.de/shop/dt/OTg1ODMxOTk-/Lichttechnik_Leuchtmittel/Handleuchten/Wiederaufladbar/Dynamo_LED_Taschenlampe.html

Man könnte die Taschenlampe am Chassis der Kutsche mit dem Griff nach oben befestigen und ein Gummiband vom Griff zur Radaufhängung führen.
Dann wird die Taschenlampe bei der Aufwärtsbewegung geladen und das Gummiband verhindert, dass die Lampe zerdrückt wird.

Für eine reine Demo-Vorführung reicht das bestimmt und notfalls kann man ja die herkömmliche Beleuchtung der Kutsche erstmal dran lassen, als Sicherheit.

Gruß, Michael

[i_make_it]

Piezo Windenergie 2009
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Piezoelektrischer-Generator-fuer-Fahrzeuge-878386.html
Piezo Generator für Kinderturnschuhe
https://www.youtube.com/watch?v=VEsT_ObdFS0

Es geht doch und wird für Spielzeug genutz. Aber wie gesagt, Man darf sich nicht zu viel erhoffen.
Aber Basteln geht damit auch gut.
https://www.youtube.com/watch?v=ZWaCnODSBfM

[Peter(TOO)]

Hallo,

Es gibt Taschenlampen, welche durch Schütteln aufgeladen werden:
Hier das Kaufmodell:
http://www.schuettel-lampe.de/

Und hier noch eine Anleitung zum selber basteln:
http://www.supermagnete.ch/Magnetanwendungen/Selbstgebaute-Schuetteltaschenlampe

MfG Peter(TOO)

[i_make_it]

Me Idee wäre ein Tennisball, zwei Piezo Summer und aus einem alten (eventuell kaputtem) Gummiring von einem Ausbindezügel (Trense) 4 je 3-5mm Dicke Gummischeiben schneiden.
Die Gummischeiben von beiden Seiten auf die Piezosummer kleben und diese dann mit dem Tennisball dazwichen in die Federung klemmen (nur leicht). Wenn die Position passt, alles an der Federung und dem Tennisball anzeichnen und festkleben. Dann den Tennisball gegen seitliches ausbrechen sichern. (Ein Bügel aus Blech oder dünnem Flachstahl der an einem der Gelenke der Federung mit angeschraubt wird.
Der Tennisball dient als Federelement, der zum einen die anderen Bauteile schützt, und zum anderen verhindert das die Federung zu steif wird. mit 8 Schottky Dioden baut man zwei Brückengleichrichter (niedrige Durchlaßspannung gegenüber Siliziumdioden) und mit einem Elko oder Doppelschicht Kondensator (z.B. GoldCap) speichert man den Strom. Damit kann man dann eine LED Lampe treiben.
Macht man den Aufbau an alle 4 Räder, sollte da sogar einiges zusammenkommen (sofern man auf Kopfsteinpflaster oder ähnlich unebenem Untergrund fährt)
Da der Federweg ungefähr Senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, sollte da auch recht wenig Energie von der Antriebsleistung verlohren gehen. Dafür wird die Federung halt härter. Also der Fahrkomfort niedriger. Off Road wie für Kutschtuniere sollte man damit also nicht mehr fahren.

[Peter(TOO)]

Hallo Martin,

Ich möchte gerne aus ruckartigen Bewegungen z.B. bei einer Kutschfahrt Strom für eine Glühbirne erzeugen, ähnlich wie es bei Fahrzeugen schon lange angedacht ist.

Ich denke da hast du etwas falsch verstanden.

Bei den Fahrzeugen wird die Bremsenergie verwendet!

Eine mechanische Bremse wandelt die Energie einfach in Wärme um.
Bei Elektrofahrzeugen, schaltet man den Motor als Generator um und speichert dann die erzeugte Energie.
Die Bahn kann sich den Speicher sparen und die gewonnene Energie direkt in den Fahrdraht einspeisen.

MfG Peter(TOO)

[blauertee]

Danke für die Zahlreichen Antworten. Momentan denke ich über zwei Lösungen nach. Einmal die von i_make_it, sowie eine Lösung ähnlich der Taschenlampe mit der Anleitung verlinkt von Peter(TOO).

Zu dem Ansatz von i_make_it habe ich eine kleine Skizze angefertig. Habe ich das soweit richtig dargestellt? Vielleicht könnt ihr hier ja einen kurzen Blick drauf werfen.

30524

Viele Grüße
Martin

[i_make_it]

Den äußeren Zylinder (Capsule), soltlest Du kürzer machen, sonst sitzt beim Einfedern da alles auf.
Die beiden Cylinder die du in der vergrößerten Darstellung gezeichnet hast, könnte man vom Durchmesser so groß machen, das es passt.
Für einen Testaufbau, würde ich erst mal die Dioden und die Piezo Summer holen.
Habe mal beim großen C geschaut.
je 0,55€ - Piezokeramische Schallwandler FT-Serie 30 V/AC 1 ± 0.5 kHz
je 0,26€ - Schottky-Diode PanJit SB560L Gehäuseart DO-201AD I(F) 5 A Spannung (U) 60 V
4,99€ - Elektrolyt-Kondensator SnapIn 10 mm 2200 µF 100 V/DC
Also zusammen 8,17€
Dann an einem Aufbau mal testen wie sich die Gummischeiben verhalten. Wenn es zu weich ist, kann man auch mal mit einem 5ct Stück und z.B. Einem Stück von einem Fahradschlauch probieren.
Dann baut man den zweiten dazu analog auf und testet das mit dem Tennisball.
Sollte der zu weich sein, gibt es bei TeDi und anderen 1€ Shops auch Hundebälle die wie Tennisbälle aussehen, aber aus Vollmaterial bestehen (Also härter sind)Dann kann man die Hülsen bauen. (Eventuell 70mm Abflußrohr, da gibt es zum Teil auch Schiebestücke oder man nimmt eine Doppelmuffe und macht sich einen Holzdorn. Dann kann man das Rohr in einen Topf mit heißem Speiseöl hängen und in 5mm Schritten über dem Dorn aufweiten, bis man eine entsprechend große Hülse hat, das Endstücke durchpassen.

https://www.roboternetz.de/community/attachment.php?attachmentid=30526&d=1438163707

Natürlich kann man die Hülsen auch zweiteilig machen, aber so musste ich nur zwei mal spiegeln um die Zeichnung komplett zu haben.