Hey TopFlop,

mit deinen 23Nm kommst du pro Rad auf eine maximale Schubkraft von 102N was etwa 10kg entspricht!

Bei 4 angetriebenen Rädern macht das etwa 40kg Schubkraft.

Damit kommst du schon mal unbeladen über keinen 2cm Absatz.

Als Anhaltswert würde ich dir midestens Schubkraft = 0,5 x Leergewicht empfehlen.

D.h. min. 300kg Schubkraft.

Das bedeutet dann in etwa ein Gesamtdrehmoment von 675Nm. Dann durch deine 4 Räder macht etwa 170Nm pro Rad

Das wären dann etwa 9kw Spitzenleistung...pro Motor. Bei einer gängigen 12V Anlage hast du dann max. 750A bei einer 24V Anlage 375A.

Und das ganze dann noch proportional, gute Nacht.

Überleg dir deine Rechnung und dein Projekt nochmal.

Wenn du das Projekt wirklich durchziehen willst und nicht nur ein paar CAD Übungen machst, landest du ganz schnell bei mehreren 10.000 Euro.

Ich freue mich trotzdem über den weiteren Verlauf deines Eigenbaus und erwarte sicherlich wie viele andere auch die ersten Bilder.

Hallo Leute,
meine überschlägige Rechnung ging von der Leistung aus die der Reifen auf den Untergrund übertragen kann. Ihr habt recht man kann das nach dieser Überschlagsformeln nicht rechnen, da es sich im Falle des Maximalschubes nicht um reine Rollreibung handelt. Um nicht in aufwändige Simulationen einsteigen zu müssen, habe ich eine Formel gefunden die die Reibung eines Schlepperreifens mit einem einfachen Reibbeiwertes beschreibt. dem nach ist die Haftreibungskoeffitient des Treckerreifens auf Ackerboden etwa 0,5.
So kann der Reifen maximal 750N Schubkraft übertragen.
Ich benötige also 169Nm Antriebsmoment pro Rad.
Das würde bei 1:5 einem Motormoment von 33,75Nm entsprechen. Das wäre so diese Region und größer: http://www.ebay.de/itm/German-Ship-Free ... 1090198355
Damit kommen wir auf max. 1,4kW pro Rad, 5,6kW Spitzenantiebslast das würde der Verbrenner noch schaffen. Wenn der Fahrantrieb schon elektrisch ist, kann man auch überlegen ob man den Hubarm elektrisch antreibt. Das wären dann zwei weitere Schrittmotoren mit Spindelhubgetriebe oder Schneckengetriebe. Beides sollte selbsthämmend sein. Nur Stöße sollte man geeignet elastisch abfangen können (Gummilager oä.).

Es sind noch so einige Fragen zu klären, deshalb müsst Ihr euch mit Bildern schon noch etwas Gedulden. Ich habe leider kein Budget, daher muss ich mir schon viel Zeit nehmen um so ein Projekt zu stemmen.
Die elektrische Lösung hat bei genauerer Betrachtung schon große Vorteile, ein Hybridbetrieb ist ebenso denkbar wie ein voll elektrischer Akkubetrieb, der bessere Wirkungsgrad und die komfortablen Drehmomentkurven sprechen auch für Elektrik. Dagegen spricht das höhere Gewicht und die größere Schmutzempfindlichkeit.

Jetzt muss ich noch mal editieren, die spitzen Leistung des Elektromotors kann man meiner Meinung nach nicht über die Mechanikformel rechnen, denn das spitzen Drehmoment tritt bei der Drehzahl 0 auf. Die Spitzenleistung wird über die Batterie gepuffert und muss nicht über die Lichtmaschine laufen. Also es sollte nicht unmöglich sein.

Ich glaube dennoch so könnte es klappen.
Viele Grüße

Moin,
ich verfolge diesen Thread schon die ganze Zeit mit regem Interesse (wenn auch als stiller Leser ) aber ich glaube so langsam schweifst du ab. Elektromotoren als Antrieb in einem Hoflader? Elektrisch getriebene Hubarme über Spindelgetriebe? Ich weiß ja nicht. Alles ein wenig kompliziert und teuer. Das widerspricht die Aussage von dem geringen Budget. Auch mit Ölmotoren/Pumpen aus Autos... warum so kompliziert? Es gibt doch wesentlich robustere bzw. größere Hydraulikteile für geringes Geld en Masse im WWW?
Ich frage mich, wie du den Akku gestalten willst? Du möchtest ja nicht alle halbe Stunde laden und brauchst auch kein 800Kg Kontergewicht im Heck. Oder der Spindelantrieb... das gestaltet sich doch sehr verschleißanfällig und aufwendig? Ich würde nicht alles dran versuchen das Rad neu zu erfinden Versteh das jetzt bitte nicht falsch. Soll keine Stichelei o. ä. sein. Will ja noch weiter was vom Bau hören

Detto.
Ich hab' zwar nicht mehr so den Überblick über Neuentwicklungen in meinem alten Beruf als Industrieelektroniker,
aber von Schrittmotoren als Fahrantrieb für batteriebetriebene Fahrzeuge habe ich noch nie gehört oder gelesen ...

Adi

Hallo Leute,
vielen Dank für die rege Beteiligung, ich freue mich über jeden Kommentar, denn ich habe das Gefühl, dass Ihr wirklich an der Sache seit.
Der Schrittmotor ist wohl der am einfachsten aufgebaute Elektromotor. Er produziert bei geringen Drehzahlen beträchtliche Drehmomente. Der Schrittmotor ermöglicht exaktes Positionieren ohne Sensor, ist also genau das was ich für den Antrieb/Lenkung/Differenzial benötige. Das hydraulische Antriebe weniger Verschlaeißanfällig sind, ist sicher unumstritten, doch die Steuerung und Installation ist wesentlich aufwändiger als bei Schrittmotoren (Schläuche (A, B, Leck), Drehgeber+Kabel).
Die Frage nach Akku- oder Hybridbetrieb ist eine Frage der Anwendung. Bei dem von uns entwickelten Kunstflugzeug haben wir eine Flugzeit von mehr als 30 Minuten bei 60 kW, die Akkumasse beträgt 120kg - Also da geht heute schon einiges.

Ich lasse mich ja gerne überzeugen, doch noch sehe ich keinen KO-Kriterium für den elektrischen Antrieb.

Ich möchte mich jetzt aber erst mal weiter in das System einarbeiten. Hier seht ihr die zwei Möglichkeiten wie ich mir vorstelle das man die Lenkung und den Antrieb überlagern kann. Noch ist die Differenzialfunktion nicht integriert.
Variante ohne Rückführung: der fahrer gibt einen Fahrbefehl und einen Lenkbefehl vor. Solange er den Lenkbefehl gibt wird der Lenkwinkel vom Fahrzeug erhöht, will er mit einem konstanten Lenkwinkel fahren muss er wieder zurück in die Neutralstellung. Das erscheint mir erst einmal unpraktisch, denn zum verlassen der Kreisbahn muss er auf die gleiche weise zurück steuern.
Variante mit Lenkwinkelrückführung: Der Fahrer gibt Fahrbefehl und Lenkwinkel vor, Aus Sollwinkel und Istwinkel wird eine Regeldifferenz gebildet, diese wird zu 0 geregelt, das bedeutet der Fahrer hält wärend der Kurvenfahrt den Joystik auf Kurvenfahrt, bewegt er den Joystick zurück in neutral fährt das Fahrzeug wieder geradeaus. Das erscheint mir sinnvoller. Jetzt gilt zu überlegen ob man den Lenkwinkelsensor auch als virtuellen Sensor verwirklichen kann. Das könnte man über die Absolutwinkel der Radantriebe berechnen.


So weit sind meine Überlegungen erst einmal.
Gruß
TopFlop

Der Elektroantrieb ist meiner Meinung nach nicht das ungewöhnlichste - so fahren die richtig großen Radlader und Muldenkipper mit elektr. Radmotoren.
Das Hubgerüst und die Schaufel würde ich aber trotzdem nicht mit Spindeln machen. Hydraulik ist bewährt und günstig, eine Trapezspindel hat einen viel zu schlechten Wirkungsgrad, der mit größer werdender Belastung weiter ansteigt und die Kugelrollspindel ist wohl nicht selbsthemmend. Und du mußt den Spindelantrieb nicht aufwändig in den Vorderwagen konstruieren. So könnte ich mir eine bzw. zwei Reversierpumpen vorstellen, die bei Bedarf drehzahlabhängig in beide Richtungen fördern. Sperrblöcke noch mit an die Zylinder, gesteuert wird dann komplett elektrisch; ein hydraulischer Steuerblock entfällt.

Hallo Markus,
das war von mir nur mal so ins Blaue gesponnen, noch bin ich auf der Hydraulikseite für den Hubarm. Es ist aber dennoch interessant über Alternativen nachzudenken, das erweitert den Horizont. Ich habe heute mal etwas weiter gesponnen und mir überlegt wie groß die Übersetzung wird, wie stark der Motor dann sein müsste und was an Hubkraft dabei heraus kommt - Das ist nicht uninteressant, Aber die extrem hohe Steifigkeit eines solchen elektromechanischen Systems macht mir an der Stelle Kopfschmerzen, weshalb ich noch immer zur Hydraulik tendiere. Ich setze übrigens bei der Elektromechanik auf Schneckengetriebe, nicht auf Spinfelhunbgetriebe - Warum wieß ich noch nicht so genau.
Aber ich will mich jetzt erst mal um den Antrieb kümmern, denn für den Hydraulischen Hubarm habe ich schon die Pumpe, den Speicher und das Druckregelventil ... .
Zum Glück habe ich aber noch einige andere Projekte die ich bearbeiten muss, der Hoflader hat deshalb gerade nicht die Priorität 1, ob wohl es super viel Spaß macht. Sobald mein 3D-Drucker frei wird, werde ich mir mal ein Modell des Hofladers ausdrucken, dann kann ich schon mal sehen wie die Komponenten zusammen arbeiten.

Ich möchte diesem Forum noch ein großes Kompliment machen: Ihr seit alle echt sachlich und trotzdem mit dem Herzen bei der Sache, das merkt man bei allen Kommentaren. Das ist leider bei vielen Foren anders. Deshalb noch einmal vielen Dank für eure Kommentare, ich habe schon sehr viele Anregungen und qualifizierte Unterstützung bekommen. Ich bin froh um jeden Kommentar, auch und gerade wenn er vielleicht fachlich nicht auf höchstem Niveau ist, aber gerade diese Anregungen sind häufig die besten und helfen mir meine Position aus einem anderen Blickwinkel zu überdenken. So sollte es sein, das ist große Klasse!!!

Gruß
TopFlop

Auch Schneckengetriebe haben einen relativ schlechten Wirkungsgrad. Je höher die Untersetzung, desto schlechter. Nicht alle Schneckengetriebe sind selbsthemmend, wobei du sicher eine hohe Übersetzung brauchst, die dann wohl doch selbsthemmend wäre.
Als kleines Beispiel: eine Pumpe mit 8cm³ Nennvolumen, 150Bar Druckdifferenz und einen Wirkungsgrad von 90% erfordert ein Drehmoment von 21.2Nm. Das ginge auch mit dem Schrittmotor.

Hallo Markus,
das ist richtig. Ich habe leider keine reversierbare Pumpe, da muss ich mal schauen ob ich mal etwas passendes finde. Das ist aber auch etwas das man leicht nachrüsten kann. Eine elektrohydraulische Lösung hätte auch den Charme, dass man die Hydraulik auf den Vorderwage begrenzen kann, das macht vieles leichter. Zwei hochflexible Kabel für den Leistungsstrang lassen sich einfacher durch das Knickgelenk legen als zwei Hydraulikschläuche. Oder man legt Minus auf Masse, dann spart man die Hälfte der Leitungen - doch will man das wirklich (Kontaktprobleme, Störungen ...)?

Ich denke die elektrische Lösung für den Fahrantrieb ist nicht schlecht, ich habe gesehen dass man die Motoren auch mit 1000 1/min noch sauber fahren können müsste, damit könnte man das Getriebe 1:10 bauen, und vielleicht etwas kleinere Motoren benutzen.
Ob man die auch in IP67 Ausführung bekommen kann??? Das wäre dann so wasserdicht dass man in eine Pfütze parken könnte, ohne ein zusätzliches Gehäuse bauen zu müssen.

Das ist jetzt erst mal alles nur so ins Blaue gesponnen. Die Idee mit dem elektrohydraulischen Hubantrieb finde ich richtig klasse - Danke dafür.
Wie ist das in den Elektrostaplern gemacht? Kennt sich da jemand aus?

Gruß
TopFlop

Bei Elektrostaplern ist das auch elektrohydraulisch gelöst (Hubgerüst, Gabel, Lenkung). Sobald Öldruck gebraucht wird, geht die Pumpe an. Antrieb elektrisch, größtenteils mit Drehstrommotore.
Reversierpumpen findest du z.B. hier, evtl. kannst damit was anfangen!

Oder man legt Minus auf Masse, dann spart man die Hälfte der Leitungen - doch will man das wirklich (Kontaktprobleme, Störungen ...)?

Schlechte Idee, das erodiert dir die Bolzen im Knickgelenk.

Hallo Leute,
die Kinematik des Antriebsstrangs hat mich nicht losgelassen, daher hier noch mal eine überarbeitete Fassung des Signallaufplans. Wenn ich keinen groben Fehler gemacht habe müsste die Differentialfunktion und das Lenken so funktionieren. Was natürlich noch nicht berücksichtigt ist, sind die Anschläge, oder eine Geschwindigkeitsabhängigkeit. Bei Langsamen Geschwindigkeiten kann man schneller und stärker lenken .... Das sind aber Software-Feinheiten die man später nachrüsten kann.


Viel Spaß beim Nachrechnen
TopFlop

Hallo Stefan,
das ist schon klar, dass man an jedem Gelenk ein Masseband anbringen muss um so ein Problem zu lösen. Ich bin aber gerade deshalb nicht der große Freund von solchen fahrzeugtüpischen Elektricken, denn ganz schlimm wird es wenn man auch die Signalleitungen auf Masse legt, wie das manche Autobauer machen.
Gruß
TopFlop

Da ist mir doch ein Fehler unterlaufen. Der Kurvenradius berechnet sich natürlich nach R=k/phi, das ist ja sonst total unstetig.

Programmiertechnisch muss nun noch die Division durch Null abgefangen werden, doch das ist ja nicht so schwierig.

Hallo Leute,
ich habe nun mal die Elektromotoren in die Achsen eingebaut, das ist schon ziemlich Wuchtig geworden.
Durch diese Änderung sind mir aber neue Ideen für die Gestaltung des Vorderwagens gekommen, dadurch wird die Ergonomi, und die Rahmenstruktur deutlich verbessert. Diese Änderungen werde ich in den nächsten Tagen einfügen, dann gibt es neue Bilder.



Viel Spaß
TopFlop