Vortrag von Heinrich Schlack (Labella-baron)
Aufgaben der Zahnriemen-Rekuperation im VM
- Entlastung der Trommelbremsen bergab
- Rückwärts-Rangierfahrt
- Effizienter durch gleichmäßigere Geschwindigkeiten
- Nutzung der Bremsenergie für
▪ Laden des Akkus für Elektrik
▪ Unterstützung bis 25 +ε km/h bergauf
▪ Beschleunigen aus niedrigen Geschwindigkeiten
- Dynamo-Ersatz bei leerem Akku
- Weiterhin ein Fahrrad ohne Einschränkungen (Pedelec-konform)
Maximale Bremsleistung ca. 1kW
Fahrwiderstände bergab

Weniger Energie bei gleichmäßiger Geschwindigkeit
Beispiel:
10km leichte Steigung mit 20km/h + 20km relativ eben mit 40km/h
=> 30km in 1/2+1/2=1h also Schnitt 30km/h
1/2 * 20^3 + 1/2 * 40^3 = 36000 Energieeinheiten für Luftwiderstand
alternativ mit kontinuierlich 30 km/h:
1/3 * 30^3 + 2/3 * 30^3 = 1 * 30^3 = 27000 Energieeinheiten => ein Viertel weniger
Ziele
- leicht
- Kettenschaltung mit Kasettenritzel
- wenig Leerverluste
Wesentliches Element hierzu ist ein 3D-Druckteil, eine Zahnriemenscheibe:

Zahnriemenscheibe montiert
Die Zahnriemenscheibe wird einfach in die Speichen an den Speichenkreuzungen eingehängt.
Damit sie sich bei Kraftrichtungsumkehr (Hinterrad treibt an) nicht löst, wurden jeweils Alu-Klammern gefertigt.

Auslegungen
Die Übersetzung Zahnriemen-Scheibe zum –Ritzel ist 180:32 = 5,625; im ursprünglichen Planetengetriebe 81:15 = 5,4
Jedoch Betrieb mit 48V statt 36V-Akku kompensiert dies
Zahnriemenverluste ohne Kraftübertragung verschwindend – ca. 1/3 des Rollwiderstands
Maximale Reku-Leistung ca. 0,75kW; zusammen mit Verlustleistung ca. 1kW Bremsleistung
Ritzel

Ritzel mit Zusatzlager
Im Zahnriemenritzel wurden zwei weitere Kugellager eingebaut, welche die Kraft zusätzlich aufnehmen – im SWXU-Getriebenabenmotor tritt diese Kraft nicht auf, da sich die Motorwelle allseitig am Planetengetriebe abstützt.
Offener Motor
Der jetzt offene Motor kann die Wärme natürlich besser abführen.
Wegen der Befürchtung, dass im Inneren des VM doch Schmutz nie komplett vermeidbar ist, wurde ein Schmutzschutz aus einem Sockenwaschbeutel gebastelt.

Zahnriemenspannvorrichtung
Bei einem Zahnriemen benötigt man im Gegensatz zur Kette eine hohe Riemenkraft – das doppelte der zu übertragenden Kraft, sonst springt er über.

Zahnriemenantrieb gesamt
Antriebsansicht gesamt

Akku

LiFePO-Akku von A123 16s1p mit ca. 2,5Ah und 130Wh
Gewichte
Zahnriemenscheibe 112g
Radnabenmotor ohne Getriebe und ohne Gehäuse 991g
Motorhalterung plus sonstige Befestigungen 485g
Summe Mechanik 1588g
Akku mit Kabel, Befestigung etc. 1519g
Sonstige Elektronik 559g
Summe alles 3666g
Bergauf-Simulation

Wasser in den Wein:
Leider verschleißt das Alu-Motorritzel offenbar doch relativ schnell – der Durchmesser nimmt um ca. 1/10mm pro 1000km ab. Man bräuchte ein gehärtetes Stahlritzel.
Leider finde ich keinen Controller bei welchem ich den Reku-Motorstrom und damit das maximale Bremsmoment bzw. die übertragene Riemenkraft einstellen kann, um bei allen Bremsvorgängen Energie zurückzugewinnen.
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Hier wird das Thema auch besprochen
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