Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater

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Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater

  1. 1. HTBLuVA St. Pölten Höhere Lehranstalt für Elektrotechnik Ausbildungsschwerpunkt: Elektrische Antriebe und Leistungselektronik DIPLOMARBEIT IM RAHMEN DER REIFE- U. DIPLOMPRÜFUNG 2011/12 Elektrobetriebene Inlineskater Ausgeführt an der Abteilung für Elektrotechnik Ausbildungsschwerpunkt Energietechnik und industrielle Elektronik der Höheren Technischen Bundes -Lehr- u. Versuchsanstalt St. Pölten, Waldstraße 3, A-3100 St. Pölten Ausgeführt von: Daniel Reichl 5AHETE-15 Kevin Steindl 5AHETE-18 Betreuer: Prof. OStR Dipl.-Ing. NOITZ Johann Dipl. Päd. Ing. Meiseneder Hermann Dipl. Päd. Peter Karner St. Pölten, am 25. Mai 2012
  2. 2. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 2 EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplomarbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich und inhaltlich entnommenen Stellen als solche erkenntlich gemacht habe. Daniel Reichl ___________________________ Kevin Steindl ___________________________ St. Pölten, am 25. Mai 2012
  3. 3. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 3 DANKSAGUNG / WIDMUNGEN Hiermit möchten wir uns bei allen bedanken, die uns im Zuge unserer Diplomarbeit tatkräftig unterstützt haben. Besonderer Dank gilt vor allem unseren Betreuungslehrer Herrn Prof. Dipl.-Ing. NOITZ Johann. Er hat uns immer gezeigt, wie viel Kraft in uns steckt um dieses Projekt fertig zu stellen. Des Weiteren möchten wir uns für die Gespräche und den positiven Zuspruch bedanken. Auch ein besonderer Dank möchten wir Dipl. Päd. Ing. Meiseneder Hermann und Dipl. Päd. Peter Karner widmen, welche uns immer mit Ihrem umfangreichen Fachwissen tatkräftig zur Seite standen. Anschließend ist auch zu erwähnen, dass uns Dipl. Päd. Eduard Teubel und Dipl. Päd. Bernd Gutmann sehr stark beim Mechanischen Teil der Inlineskater geholfen haben und wir Ihnen dafür sehr dankbar sind. Abschließend bedanken wir uns bei der Pueblo Fitness GmbH, VAZ St.Pölten und Voith Turbo GmbH & Co. KG, ohne dessen finanzielle Unterstützung das Projekt in dieser Form nicht möglich gewesen wäre. Vielen Dank! Daniel Reichl Kevin Steindl
  4. 4. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 4 KURZFASSUNG Heutzutage wird es finanziell immer schwieriger, kostengünstig zu seiner Arbeitsstelle, Freunde oder Bekannte zu gelangen. Aufgrund dieser Problematik haben wir uns dazu entschlossen, ein sowohl als umweltfreundlich, als auch kostengünstiges Fortbewegungsmittel für die Stadt zu entwickeln. Da dieser Markt momentan immer mehr an Bedeutung gewinnt, war es schwer eine passende Lösung zu finden. Nach langen Überlegungen und Ideen, haben wir uns dafür entschieden gewöhnliche Rollerblades mit einem Elektroantrieb auszustatten. Ausschlaggebend für diesen Entschluss war, dass Inlineskater sowohl handlich, als auch kostengünstig zu realisieren sind und eine gute Alternative für Kurzstrecken darstellt. Man kann damit Stufen steigen, Lifte betreten, als auch auf grob asphaltierten Straßen „cruisen“. Des Weiteren kann man sie nach Gebrauch zum Beispiel sehr leicht in einem Büroschrank verstauen. Nachdem wir uns dafür entschieden haben, ein solches Produkt auf den Markt zu bringen, begannen wir zu allererst Entwürfe und Skizzen zu erstellten.
  5. 5. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 5 Condensed version Nowadays it is becoming more and more difficult to get to your workplace or your friends in a cheap manner. Therefore we decided to develop an inexpensive and economically friendly vehicle for the city. At first it was difficult to find a suitable solution as the market gains more and more importance. In the end we decided to equip ordinary rollerblades with an electric powertrain. The reason for that decision was that rollerblades are not only realizable in an economic manner but are also handy, suitable for short distances and a good alternative for other means of transportation like bikes. In addition you can climb stairs with them, enter elevators, cruise on coarsly asphalted streets and store them easily after usage (for example in an office cupboard). After we decided to launch such a product we first began to create drafts and sketches.
  6. 6. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 6 INHALTSVERZEICHNIS EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG.......................................................................................... 2 DANKSAGUNG / WIDMUNGEN ......................................................................................... 3 KURZFASSUNG.................................................................................................................. 4 CONDENSED VERSION....................................................................................................... 5 INHALTSVERZEICHNIS ....................................................................................................... 6 KONZEPT................................................................................................................. 111 BLOCKSCHALTBILD .................................................................................................. 122 2.1 STEUERUNG......................................................................................................................12 2.2 EMPFÄNGER .....................................................................................................................12 2.3 STELLER ...........................................................................................................................12 2.4 MOTOR ...........................................................................................................................12 2.5 SERVO.............................................................................................................................12 UNSER ERSTER ENTWURF ........................................................................................ 133 ZAHNRÄDER MONTAGE........................................................................................... 224 4.1 VERZAHNUNGSGESETZ........................................................................................................22 4.2 DER VERWENDETE ZAHNKRANZ ............................................................................................24 4.2.1 Grundbasis für unser Produkt: Das handelsübliche Rollerblade-Rad...................24 4.2.2 Endprodukt nach Bearbeitung des Rollerblade-Rades.........................................25 TECHNISCHE AUSLEGUNG........................................................................................ 275 5.1 BERECHNUNG DER UMDREHUNGEN DES RADES / DES MOTORS ..................................................28 5.2 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEIM BESCHLEUNIGEN .................................................................29 5.3 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEI GLEICHFÖRMIGER BEWEGUNG .................................................31 5.4 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEIM BREMSEN..........................................................................31 5.5 EFFEKTIVWERT DER LEISTUNG, DREHMOMENT ........................................................................32 5.6 LEISTUNGSDARSTELLUNG IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT................................................................33 5.7 DREHMOMENTDARSTELLUNG AM RAD IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT..............................................33 5.8 DREHMOMENTDARSTELLUNG AN DER MOTORWELLE IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT ...........................34 AUTO – CAD ZEICHNUNGEN..................................................................................... 356 6.1 DISTANZSCHIENE 1.............................................................................................................35 6.2 HALTESCHIENE ..................................................................................................................36 6.3 DISTANZSCHIENE 2.............................................................................................................37 6.4 MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKUMULATOR........................................................................... 38 6.5 HALTEPLÄTTCHEN ..............................................................................................................39 6.6 KABELHALTERUNGEN..........................................................................................................40 GRUNDLAGEN ASYNCHRON- / SYNCHRONMOTOR................................................... 417
  7. 7. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 7 7.1 ASYNCHRONMOTOR...........................................................................................................41 7.1.1 Beschreibung ........................................................................................................41 7.1.2 Aufbau und Wirkungsweise..................................................................................41 7.1.3 Drehzahl-/Drehmomenten Kennlinie....................................................................43 7.2 SYNCHRONMOTOR.............................................................................................................44 7.2.1 Beschreibung ........................................................................................................44 7.2.2 Aufbau und Wirkungsweise..................................................................................44 FREQUENZUMRICHTER............................................................................................ 458 8.1.1 Beschreibung ........................................................................................................45 8.1.2 Funktion eines Frequenzumrichters .....................................................................45 AKKUMULATOREN .................................................................................................. 469 9.1 BLEIAKKUMULATOR............................................................................................................46 9.2 LI-ION-AKKU (LITHIUM-IONEN-AKKUMULATOR) .....................................................................46 9.3 LI-MN-AKKU (LITHIUM-MANGAN-AKKUMULATOR).................................................................46 9.4 LIFEPO4-ZELLE (LITHIUM-EISENPHOSPHAT-AKKUMULATOR).....................................................47 SERVOMOTOR......................................................................................................... 4710 10.1.1 Beschreibung ....................................................................................................47 10.1.2 Aufbau und Funktionsweise ............................................................................. 47 10.1.3 Anwendungsgebiete.........................................................................................47 PRODUKTE .............................................................................................................. 4811 11.1 DREHSTROM SYNCHRONMOTOR.......................................................................................48 11.1.1 Beschreibung ....................................................................................................48 11.1.2 Specifications....................................................................................................48 11.1.3 Dimensions .......................................................................................................49 11.2 MOTORREGLER .............................................................................................................50 11.2.1 Beschreibung ....................................................................................................50 11.2.2 Information.......................................................................................................50 11.2.3 Specifications....................................................................................................51 11.3 PROGRAMMIERGERÄT ....................................................................................................52 11.3.1 Beschreibung ....................................................................................................52 11.3.2 Functions ..........................................................................................................52 11.3.3 Information.......................................................................................................53 11.4 AKKUMULATOR .............................................................................................................54 11.4.1 Beschreibung ....................................................................................................54 11.4.2 Information.......................................................................................................54 11.4.3 Specifications....................................................................................................55 11.4.4 Dimensions .......................................................................................................55 11.5 LADEGERÄT ..................................................................................................................56 11.5.1 Beschreibung ....................................................................................................56
  8. 8. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 8 11.5.2 Information.......................................................................................................56 11.5.3 Features............................................................................................................57 11.5.4 Specifications....................................................................................................57 11.6 FERNSTEUERUNG...........................................................................................................58 11.6.1 Beschreibung ....................................................................................................58 11.6.2 Information.......................................................................................................59 11.6.3 Specifications....................................................................................................59 11.7 EMPFÄNGER .................................................................................................................60 11.7.1 Beschreibung ....................................................................................................60 11.7.2 Specifications....................................................................................................60 11.8 MOTORWELLE ..............................................................................................................61 11.8.1 Beschreibung ....................................................................................................61 11.9 KABELVERBINDUNGEN ....................................................................................................61 11.9.1 Beschreibung ....................................................................................................61 11.10 STECKER ......................................................................................................................62 11.10.1 Beschreibung ....................................................................................................62 11.11 SCHRUMPFSCHLÄUCHE ...................................................................................................62 11.11.1 Beschreibung ....................................................................................................62 11.12 ISOLIERHÜLSEN..............................................................................................................63 11.12.1 Beschreibung ....................................................................................................63 11.12.2 Y-Kabel..............................................................................................................63 11.13 AKKUANZEIGE ...............................................................................................................64 11.13.1 Beschreibung ....................................................................................................64 11.14 SERVOMOTOR...............................................................................................................64 11.14.1 Beschreibung ....................................................................................................64 11.14.2 Information.......................................................................................................64 11.14.3 Allgemeine Beschreibung:................................................................................65 11.14.4 Artikelbeschreibung:.........................................................................................65 11.14.5 Technische Beschreibung .................................................................................65 11.15 SERVOSCHEIBE ..............................................................................................................66 11.15.1 Beschreibung ....................................................................................................66 11.15.2 Information.......................................................................................................66 11.15.3 Artikelbeschreibung:.........................................................................................66 11.16 VERLÄNGERUNGSKABEL ..................................................................................................66 11.16.1 Beschreibung ....................................................................................................66 VERLÄNGERUNGSK. 15CM 0,35QMM UNI VERDRIL.............................................................66 11.16.2 Informationen...................................................................................................67 11.16.3 Technische Beschreibung .................................................................................67 11.17 AKKUZELLE FÜR DIE FERNSTEUERUNG ................................................................................67 11.17.1 Beschreibung ....................................................................................................67 11.17.2 Allgemeine Beschreibung:................................................................................67 11.17.3 Technische Beschreibung .................................................................................68
  9. 9. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 9 11.18 LADEGERÄT FÜR DIE FERNSTEUERUNG................................................................................68 11.18.1 Beschreibung ....................................................................................................68 11.18.2 Artikelbeschreibung:.........................................................................................68 11.18.3 Features:...........................................................................................................69 11.18.4 Technische Beschreibung .................................................................................69 11.19 LEDS (BELEUCHTUNG DER SKATES)...................................................................................70 11.19.1 Led blau ............................................................................................................70 11.19.2 Technische Daten .............................................................................................70 11.20 LED ROT......................................................................................................................70 LED 5MM ROT 14.000MCD WEERD14-CS .................................................................................70 11.20.1 Technische Daten .............................................................................................70 KOSTENÜBERSICHT.................................................................................................. 7112 PRAXISTEST............................................................................................................. 7214 14.1 TESTPERSONEN .............................................................................................................72 14.2 WEGFAHREN ................................................................................................................72 14.3 STEHENBLEIBEN.............................................................................................................73 14.4 KURVEN FAHREN ...........................................................................................................73 14.5 STRAßENVERHÄLTNISSE...................................................................................................73 BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHER TEIL........................................................................... 7415 15.1 DAS UNTERNEHMEN ......................................................................................................74 15.2 FIRMENLOGO................................................................................................................74 15.3 FIRMEN PROFIL .............................................................................................................74 15.4 ERZEUGNIS DER FIRMA ...................................................................................................75 15.5 DAS FABRIKAT „NES“....................................................................................................75 15.6 KOSTENRECHNUNG ........................................................................................................76 15.6.1 Materialkosten eines „NES“ ............................................................................. 76 15.6.2 Stundentafel .....................................................................................................78 15.6.3 Entwicklungskosten des Prototypes.................................................................78 15.6.4 Werbeaufwand.................................................................................................79 15.6.5 Betriebskosten..................................................................................................79 15.6.6 Materialkosten pro Stück (variable Kosten).....................................................80 15.6.7 Verkaufspreis pro Stück....................................................................................80 15.7 BREAK-EVEN-ANALYSE....................................................................................................81 15.7.1 Fixkosten...........................................................................................................81 15.7.2 Variable Kosten ................................................................................................81 15.7.3 Formeln zur Break-Even-Analyse......................................................................82 15.7.4 Berechnung Break – Even - Point .....................................................................82 15.8 BREAK-EVEN-ANALYSE ...................................................................................................83 15.9 MARKETINGSTRATEGIEN .................................................................................................84 15.10 BESTIMMUNG DES ZIELMARKTES.......................................................................................85
  10. 10. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 10 15.11 KONKURRENZANALYSE....................................................................................................85 FERTIGES PRODUKT................................................................................................. 8616 ZUSAMMENFASSUNG.............................................................................................. 8717 NORMEN................................................................................................................. 8818 PLÄNE ..................................................................................................................... 8919 19.1 ROLLSCHUH..................................................................................................................89 19.2 DISTANZSCHIENE 1.........................................................................................................90 19.3 HALTESCHIENE ..............................................................................................................91 19.4 ROLLSCHUH AUßENANSICHT ............................................................................................92 19.5 DISTANZSCHIENE 2.........................................................................................................93 19.6 MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKUMULATOR UND DER ANZEIGE .............................................94 19.7 ROLLSCHUH INNENANSICHT .............................................................................................95 19.8 HALTEPLÄTTCHEN ..........................................................................................................96 19.9 KABELHALTERUNGEN......................................................................................................97 ABBILDUNGSVERZEICHNIS....................................................................................... 9820 TABELLENVERZEICHNIS...........................................................................................10021
  11. 11. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 11 Konzept1 Wir hatten uns für unsere Diplomarbeit für elektrobetriebene Inlineskates entschieden, deswegen überlegten, wie sich das Fahr- bzw. Bremsverhalten durch einen Antrieb auf den Rollerblades realisieren lässt. Wir waren bestrebt, sowohl eine sinnvolle als auch eine sichere Geschwindigkeit zu wählen und entschlossen uns für zirka 20 – 25 km/h. Es war uns wichtig, dass Unfallrisiko zu reduzieren. Die Konstruktion erfolgte unter Einhaltung der geltenden Sicherheits- vorschriften und ÖNORM-Richtlinien. Es war uns auch ein besonders Anliegen, den wirtschaftlichen Aspekt nicht aus den Augen zu verlieren. Nachdem wir uns mit dem Thema „Antriebstechnik“ längere Zeit beschäftigten, fassten wir den Entschluss, Wechselstrom–Motoren zu verwenden, deren Stromversorgung mittels Akkupacks sichergestellt wird. Die Ansteuerung dafür sollte für jeden Benutzer sehr einfach sein, deshalb verwendeten wir eine handelsübliche Pistolensteuerung, die über Funk mit den Motoren kommunizieren sollte.
  12. 12. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 12 Blockschaltbild2 2.1 Steuerung Es handelt sich um eine „einfache“ handelsübliche Pistolengriff-Fernsteuerung. Siehe Seite 58 2.2 Empfänger Ist das Gegenstück zur Fernsteuerung, welches die Funksignale, elektrisch sowohl an den Steller als auch an den Servo weitergibt. Siehe Seite 60 2.3 Steller Steuert den daran angeschlossenen bürstenlosen Drehstromsynchronmotor, mit dem elektrischen Signal des Empfängers. Siehe Seite 50 2.4 Motor Ist ein bürstenloser Drehstromsynchronmotor. Siehe Seite 48 2.5 Servo Steuert mechanisch die Bremse mit dem Signal des Empfängers. Siehe Seite 64 ABBILDUNG 1 - BLOCKSCHALTBILD
  13. 13. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 13 Unser Erster Entwurf3 Hinweis: Mit „Unser Erster Entwurf“ ist die Umsetzung unserer ersten Idee gemeint. Diese ist jedoch nicht exakt Umgesetzt worden, da wir während des Projektes auf verbesserungswürdige Kriterien kamen und diese sofort abänderten. Der Entwurf soll nur einen Einblick in unsere Grundüberlegungen verschaffen. Diplomarbeit "Inlineskater" Beschreibung: Handelsübliche Inlineskater sollen elektrisch angetrieben werden. Pro Rollerblade sollen vier Elektromotoren, die mittels einer Funksteuerung angesteuert werden, eine darin stehende Person in Bewegung setzen. Stromversorgung Regler, Anzeigen,… DrehstrommotorenFernsteuerung ABBILDUNG 2 - ÜBERBLICK DES ELEKTROBETRIEBENEN INLINESKATES
  14. 14. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 14 Nutzen der Entwicklung: Alternatives Fortbewegungsmittel, Bewegung und Sport, Funfaktor Produkte: Produkt Stückzahl Preis geschätzt (€) Preis Gesamt (€) Inlineskater von Rollerblade "Tempest 110" 1 200 - 350 200 Drehstrommotor ca. 500 - 700W/ 12 V 8 25 - 40 200 - 320 Drehstromregler für den Motor 8 30 - 40 240 - 320 LiPo - LiFe Akkus 4 130 520 Fernsteuerung + 2 Empfänger 2,4 GHz 1 70 70 Diverse Bauteile 50 50 TABELLE 1 - ERSTE KOSTENAUFSTELLUNG Vermutlicher Kostenaufwand für die Erstellung des Prototyps: 1280 bis 1630 € Hinweis: Nach der Berechnung ergab sich, dass es möglich ist, die Stückzahl von Acht Drehstrommotoren auf Vier zu reduzieren, um den Prototypen kostengünstiger zu produzieren. Des Weiteren ergab sich, dass zwei Akkumulatoren die ausreichende Kapazität zur Verfügung stellen. Webseiten: Wir erkundigten sich anhand dieser Webseiten über die Preise der Produkte www.rollerblade.com www.hobbyking.com
  15. 15. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 15 Entwurf von Oben ABBILDUNG 3 - ANSICHT VON OBEN
  16. 16. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 16 Entwurf von Vorne ABBILDUNG 4 - ANSICHT VON VORNE
  17. 17. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 17 Entwurf von rechts / links ABBILDUNG 5 - ANSICHT VON LINKS ABBILDUNG 6 - ANSICHT VON RECHTS
  18. 18. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 18 3D Ansicht 1 ABBILDUNG 7 - 3D ANSICHT 1
  19. 19. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 19 3D Ansicht 2 ABBILDUNG 8 - 3D ANSICHT 2
  20. 20. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 20 3D Ansicht 3 ABBILDUNG 9 - 3D ANSICHT 3.1 ABBILDUNG 10 - 3D ANSICHT 3.2
  21. 21. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 21 3D Ansicht 4 ABBILDUNG 11 - 3D ANSICHT 4.1 ABBILDUNG 12 - 3D ANSICHT 4.2
  22. 22. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 22 Zahnräder Montage4 „Zahnräder dienen der unmittelbaren formschlüssigen Übertragung von Drehmoment und Drehbewegungen zwischen parallelen, sich kreuzenden oder sich schneidenden Wellen.“1 Aufgrund unseres bescheidenen Budgets, hat man sich letztendlich dazu entschlossen, aus der Vielzahl der Getriebegrundformen Stirnzahnräder und Zahnstange aus S45C- Stahl für unser Projekt zu verwenden. Des Weiteren sind die verwendeten Komponenten induktionsgehärtet sowohl als auch brüniert und besitzen eine Zugfestigkeit von 569N/mm2 mit einem Eingriffswinkel von 20°. Induktionsgehärteter Stahl zeichnet sich dadurch aus, dass er durch Flamm- oder Induktionshärtung eine härtere Randzone erhalten kann. Ausschlaggebend für unsere Überlegungen war auch der Aspekt, ein möglichst preisgünstiges Produkt auf den Markt zu bringen, um auch Menschen mit niedrigerem Einkommen anzusprechen. 4.1 Verzahnungsgesetz „Zwei Zahnflanken sind nur dann brauchbar, wenn die normale auf den jeweiligen Berührungspunkt B die Verbindungslinie der beiden Mittelpunkte M1, M2 die im umgekehrten Verhältnis die Winkelgeschwindigkeit teilt. Kurz: Die jeweilige Eingriffsnormale muss stets durch den Punkt C gehen.“2 Die Übersetzung eines Zahnradpaares ist i Index 1 bezogen auf antreibendes Rad. Index 2 bezogen auf angetriebenes Rad Gleichmäßiger Lauf beider Räder setzt i = konstant voraus. 1 Das Techniker Handbuch Band 2, Alfred Böge 2 Ebenda
  23. 23. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 23 Im folgenden Bild ist B der augenblickliche Berührungspunkt zweier zunächst beliebig geformter Zahnflanken. B läuft als Punkt des Rades 1 mit der Umfangsgeschwindigkeit v2 um M2. Die beiden Zahnflanken haben in B gemeinsam die Tangente t und die Normale n. Die Umfangs Geschwindigkeiten v1 und v2 werden in die Tangentialkomponenten w1 und w2 und in die Normalkomponenten c1und c2 zerlegt. Sollen die Zahnflanken sich immer berühren, d.h. sich weder voneinander entfernen noch ineinander eindringen, dann muss c1 = c2 sein.“ 3 n1,2 ..........Drehzahl ω1,2..........Winkelgeschwindigkeit r1,2 ...........Teilkreisradius z1,2 ...........Zähnenzahl B..............augenblicklicher Berührungspunkt v1,2...........Umfangsgeschwindigkeit t...............gemeinsame Tangente n..............Normale M1,2 .........Mittelpunkt w1,2...............Tangentialkomponenten c1,2...........Normalkomponenten 3 Das Techniker Handbuch Band 1, Alfred Böge ABBILDUNG 13 - VERZAHNUNGSGESETZ
  24. 24. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 24 4.2 Der verwendete Zahnkranz Die erste Überlegung war ein Innenzahnkranz, der auf die Größe des Rollschuhrades angepasst werden sollte (ca. 70 mm Durchmesser). Da weder die Bestandteile zu bekommen waren und auch die Montage technisch nicht realisierbar war, wurde das tiefer stehende Konzept gewählt. 4.2.1 Grundbasis für unser Produkt: Das handelsübliche Rollerblade-Rad Daten: Raddurchmesser: 110 mm Felgendurchmesser: 70 mm Innendurchmesser: 25 mm Achsendurchmesser: 8 mm 00 Gummi Felge Innendurchm. Achse Raddurchmesser Felgendurchmesser Innendurchmesser Achsendurchmesser ABBILDUNG 14 - ROLLSCHUHRAD ABBILDUNG 15 - RAD ABMESSUNGEN
  25. 25. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 25 4.2.2 Endprodukt nach Bearbeitung des Rollerblade-Rades Daten: Großes Zahnrad  Mittellinie der Zahnhöhe = 40 mm  Von Spitze zu Spitze = 42 mm Kleines Zahnrad  Mittellinie der Zahnhöhe = 12 mm  Von Spitze zu Spitze = 14 mm 00 Gummi Felge Achse Großes-Zahnrad Kleines - Zahnrad ABBILDUNG 17 - ROLLSCHUHRAD MIT ZAHNKRANZ ABBILDUNG 16 - ZAHNKRANZ ABMESSUNGEN
  26. 26. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 26 Kunststoff - Rad großes Zahnrad, Kunststoff Delrin-Zahnräder, Modul 1,0 Best.-Nr. Zähne A B C D E F G 521-7584 40 8 16 40 42 6 6 12 TABELLE 2 - ABMESSUNGEN GROSSES ZAHNRAD KUNSTSTOFF Preis: 4,77 € kleines Zahnrad, Kunststoff Delrin-Zahnräder, Modul 1,0 Best.-Nr. Zähne A B C D E F G 521-7461 12 4 8 12 14 6 6 12 TABELLE 3 - ABMESSUNGEN KLEINES ZAHNRAD KUNSTSTOFF Preis: 2,57 € Metall - Rad großes Zahnrad, Stahl 4x Metrisches Stirnzahnrad mit Durchmesser 42 Best.-Nr. Zähne A B C D E F G 521-6339 40 10 38 40 42 10 10 20 TABELLE 4 - ABMESSUNGEN GROSSES ZAHNRAD STAHL Preis pro Stück: 11,15 € Summe: 44,60€ kleines Zahnrad, Stahl 4x Metrisches Stirnzahnrad mit Durchmesser 14 Best.-Nr. Zähne A B C D E F G 521-6193 12 6 10 12 14 10 20 30 TABELLE 5 - ABMESSUNGEN KLEINES ZAHNRAD STAHL Preis pro Stück: 6,06 € Summe: 24,24€ Gesamtpreis: 68,84 € ABBILDUNG 18 - ZAHNRADBEMAßUNG
  27. 27. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 27 Technische Auslegung5 Ein Rollschuh (mit einem Rad angenommen) mit der Masse m=40 kg soll aus dem Ruhezustand so beschleunigt werden, dass er unterhalb 10s eine Geschwindigkeit von 25km/h besitzt. ABBILDUNG 19 - KRÄFTEPLAN VEREINFACHT DARGESTELLT
  28. 28. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 28 5.1 Berechnung der Umdrehungen des Rades / des Motors
  29. 29. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 29 5.2 Berechnung der Leistung beim Beschleunigen
  30. 30. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 30 1
  31. 31. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 31 5.3 Berechnung der Leistung bei Gleichförmiger Bewegung 5.4 Berechnung der Leistung beim Bremsen
  32. 32. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 32 5.5 Effektivwert der Leistung, Drehmoment
  33. 33. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 33 5.6 Leistungsdarstellung in Abhängigkeit der Zeit 5.7 Drehmomentdarstellung am Rad in Abhängigkeit der Zeit
  34. 34. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 34 5.8 Drehmomentdarstellung an der Motorwelle in Abhängigkeit der Zeit
  35. 35. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 35 Auto – CAD Zeichnungen6 6.1 Distanzschiene 1 Für die weiteren Schritte, musste auf dem originalen Rollschuh eine Konstruktion (Schiene) befestigt werden, die mehr Platz für die Montage weiterer Bauteile schuf. Die Befestigung des Motors und Akkus wäre nicht möglich gewesen, da sonst keine geeignete Fläche für den Einbau zur Verfügung stand. Aus diesem Grund wurde eine Schiene mithilfe von Auto – CAD entworfen. Gleichzeitig soll sie „stylisch“ und sportlich wirken, um das moderne Gesamtkonzept zu unterstreichen. Für die Befestigung der Schiene an dem originalen Rollschuh, sind bereits die Löcher für die bestellten Zahnräder ausgeschnitten. Die Distanzschiene 1 ist 4 mm dick und gleicht die Unebenheiten der Originalschiene des Rollschuhs aus. Sie schließt eben ab und dadurch ist eine gerade Montagefläche gegeben. Ausgeschnitten wurden Schiene und Löcher mit der Wasserstrahlmaschine der Maschinenbau-Abteilung der HTL St.Pölten. Kraftübertragung der Motorwelle auf den Zahnkranz im Rad. ABBILDUNG 20 – GRUNDRISS DER DISTANZSCHIENE 1
  36. 36. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 36 6.2 Halteschiene Für die „gute“ Befestigung der elektrischen Bauteile wurde eine weiter Halteschiene kreiert, welche auf die Distanzschiene 1 platziert wurde. Da die Distanzschiene die Unebenheiten ausgleicht, konnte die Halteschiene problemfrei auf dieser befestigt werden, ohne dass sie auf dem originalen Rollschuh aufliegt. Die Komponenten sollten durch die weitere Halteschiene, die 6 mm dick ist, versenkt werden um das Verrutschen dieser zu verhindern. Um die Bauteile optimal zu positionieren, mussten Ausnehmungen für die Motorregler und Empfänger vorgesehen werden. Dazu musste die Schiene in der Mitte verbreitert werden um genügend Platz für Schraubbefestigungen zu bieten. Damit der Schraubenkopf an den äußeren 2 Löchern nicht störend für die Befestigung des Motors war, wurden diese Löcher auf den Durchmesser des Schraubenkopfes vergrößert. Die Halteschiene wird somit nur mit den 2 mittleren Löchern mitgeschraubt um ausreichend Halt zu bieten. Empfänger Motorregler Motorregler ABBILDUNG 21 – GRUNDRISS DER HALTESCHIENE 1… Motorwellenloch 2… äußeres Loch 3…mittleres Loch 1 1 2 2 3 3
  37. 37. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 37 6.3 Distanzschiene 2 Nachdem genügend Platz für Motoren, Motorregler und Empfänger gegeben war, fehlte eine weitere Auflagefläche für den Akkumulator und deren Spannungsanzeige. Diese beiden Bauteile wurden auf der zweiten Seite des Rollschuhes montiert. Zu diesem Zweck war eine weitere Distanzschiene erforderlich, mit der die Unebenheiten auf der zweiten Seite der originalen Rollschuhschiene ausgeglichen werden. Sie ist aufgrund der Aerodynamik an der Vorderseite etwas verkürzt und 4 mm dick. Die Hinterseite ist mit der Distanzschiene 1 gleich, da später die Fläche noch für die Bremsen benötigen wurde. Vergleich Distanzschiene 1 und 2 ABBILDUNG 23 – GRUNDRISS DER DISTANZSCHIENE 2 ABBILDUNG 22 – GRUNDRISS DER DISTANZSCHIENE 1
  38. 38. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 38 6.4 Montageschiene für den Akkumulator Die Montageschiene für den Akku bietet eine genügend große Auflagefläche, damit der Akkumulator gut aufliegt und nicht vibriert. Die punktierte Strichlinie kennzeichnet die Form der Halteschiene 2. Die Montageschiene für den Akku wurde somit nur erweitert um den maximalen Platz auszuschöpfen. Diese wird ebenfalls mit allen 4 Löchern mitgeschraubt, da die Muttern der Schrauben auf dieser Seite als Auflage Fläche für den Akku bzw. für die Akkuanzeige verwendet werden. Akkumulator Akkuanzeige ABBILDUNG 24 – GRUNDRISS DER MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKU
  39. 39. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 39 6.5 Halteplättchen Um die Anzeigen, die Motorregler und die Akkumulatoren in der versengten Schiene zu befestigen, wurden Halteplättchen aus Plexiglas (Polycarbonat) angefertigt. Diese werden über den jeweiligen Bauteil geschraubt und sollen das Herausfallen der Komponenten verhindern. Die Halteplättchen der Akkuanzeige sowie die Halteplättchen für die Akkus wurden mit 2 M4 Schrauben verschraubt. Die Regler- und Empfängerhalterungen wurden jeweils mit 4 und 2 M2 Schrauben befestigt. 2x Halteplättchen für Akkuanzeige 4x Halteplättchen für Motorregler 2x Halteplättchen für Akkumulator 2x Halteplättchen für Empfänger ABBILDUNG 25 – GRUNDRISS HALTEPLÄTTCHEN
  40. 40. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 40 6.6 Kabelhalterungen Aufgrund des geringen Platzes, welcher von den Rollschuhen gegeben ist, musste demzufolge eine Plexiglashalterung für die Kabeln hergestellt werden. Diese ist eine sehr praktische als auch optisch ansprechende Lösung. Sie verhindert das Verfangen der Spannungsversorgungsleitungen in eines der Räder, das zu Unfällen führen könnte. Die Kabelhalterung besteht aus zwei unterschiedlich großen Plexiglasteilen, die mittels Abstandhalter aufeinander geschraubt werden. In der Mitte der beiden Schienen liegen die Kabelverbindungen, die dadurch gegen dauerndes Vibrieren und Verrutschen geschützt sind. Die äußere größere Schiene wird mit den zwei äußersten Löchern an der Halteschiene im Alu mit 2 M4 Schrauben befestigt. äußere größere Schiene innere kleinere Schiene ABBILDUNG 26 – GRUNDIRSS DER KABELHALTERUNGEN Loch für Befestigung an der Halteschiene
  41. 41. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 41 Grundlagen Asynchron- / Synchronmotor7 7.1 Asynchronmotor 7.1.1 Beschreibung Heutzutage ist der Drehstromasynchronmotor der am häufigsten eingesetzte Antriebsmotor. Er zeichnet sich mit einem einfachen Aufbau und einer hohen Betriebssicherheit aus. Der wesentliche Nachteil eines Asynchronmotors liegt in der begrenzten Drehzahlregelung, diese spielt aber in der Praxis jedoch nur eine zweitrangige Rolle, da aufgrund der heutige Technik mittels Frequenzumrichter auch Asynchronmotoren gut steuerbar sind. 7.1.2 Aufbau und Wirkungsweise Die Asynchronmaschine setzt sich aus 2 Teilen zusammen, einerseits besitzt er einen stillstehenden Stator, andererseits benötigt der Motor auch einen rotierenden Roter bzw. Läufer. Beide Komponenten werden durch einen geringen Luftspalt voneinander getrennt. ABBILDUNG 27 - LÄNGSSCHNITT DURCH EINE ASYNCHRONMASCHINE
  42. 42. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 42 Aufgrund dessen, dass immer ein Drehmoment benötigt wird um die Reibungsverluste zu decken, muss immer eine Relativbewegung zwischen Drehfeld und Läufer vorhanden sein. Die Relativbewegung zwischen dem Läufer und dem Drehfeld wird als Schlupf s definiert. Schlupf: n1: synchrone Drehzahl von Drehfeld (Kreisdrehfeld) n: Läuferdrehzahl = Motordrehzahl f1: Netzfrequenz= Statorfrequenz f2: Läuferfrequenz ABBILDUNG 28 - QUERSCHNITT DURCH EINE ASYNCHRONMASCHINE
  43. 43. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 43 7.1.3 Drehzahl-/Drehmomenten Kennlinie In folgendem Bild kann man eine typische Motorkennlinie eines Asynchronmotors erkennen. Für die Darstellung wurde ein Kippschlupf sK =0,2 und das normierte Kippmoment MK/MN = 2,5 herangezogen. ABBILDUNG 29 - MOTORKENNLINIE EINER ASM (IM 1. QUADRANTEN)
  44. 44. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 44 7.2 Synchronmotor 7.2.1 Beschreibung Synchronmotoren finden ihr Einsatzgebiet vor allem dort wo es auf eine konstante Drehzahl ankommt. Sie besitzen neben einem guten Wirkungsgrad noch den Vorteil, dass sie alle kapazitiven Ströme ziehen können und somit in der Lage sind, den Blindstromanteil der vorwiegend induktiv belasteten Netze zu kompensieren.4 7.2.2 Aufbau und Wirkungsweise Man unterscheidet grundsätzlich zwei Bauarten. Einerseits gibt es die Außenpolmaschine, welche vor allem in Sonderfällen eine praktische Bedeutung hat. Andererseits gibt es dann noch die Innenpolmaschine welche vor allem für große Leistungen verwendet wird. 1) Stator 2) Pole 3) Läufer mit Drehstromwicklung 4 Elektrische Maschinen und Antriebe Grundlagen, Dr. W. Höger 1) Stator mit Drehstromwicklung 2) Läufer mit Gleichstromwicklung ABBILDUNG 31 - BAUART AUßENPOLMASCHINE ABBILDUNG 30 - BAUART INNENPOLMASCHINE
  45. 45. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 45 Frequenzumrichter8 8.1.1 Beschreibung Die Motordrehzahl wird von der Netzfrequenz und der Polpaarzahl bestimmt. Aufgrund dessen, dass man die Polpaarzahl nicht verstellen kann erfolgt eine Änderung der Netzfrequenz mit einem Frequenzumrichter. Ein Frequenzumrichter besteht im Wesentlichen aus einem Gleichrichter, einem Zwischenkreis und einem Wechselrichter. 8.1.2 Funktion eines Frequenzumrichters Ein Zwischenkreisumrichter besteht aus drei wesentlichen Komponenten, dem ungesteuerten oder gesteuerten Stromrichter (Gleichrichter), einem Spannungs- oder Stromzwischenkreis und einem selbst- oder lastgeführten Wechselrichter. Der netzgeführte Stromrichter erzeugt aus der konstanten Wechselspannung U1, der Frequenz f1 und der Phasenzahl m1 eine konstante oder veränderliche Gleichspannung. Der Wechselrichter formt aus dieser Gleichspannung eine Wechselspannung mit beliebiger Phasenzahl und Frequenz. Der Spannungs- oder Stromzwischenkreis entkoppelt den netzgeführten Stromrichter vom selbstgeführten Stromrichter, damit beide möglichst unbeeinflusst arbeiten können. ABBILDUNG 32 - FUNKTIONEN EINES FREQUENZUMRICHTERS
  46. 46. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 46 Akkumulatoren9 9.1 Bleiakkumulator Ein Blei–Akku ist ein Bleioxid System, welches in vielen verschiedenen Ausführungen und Bauformen hergestellt wird. Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen offenen und gasdichten Systemen. Des Weiterem werden Blei-Akkus nach 6-jähriger Betriebsdauer im professionellen Bereich getauscht, da sich eine Bleizelle pro Tag etwa um 1 % entlädt. Die Nennspannung beträgt etwa 2 Volt und die Leerlaufspannung bewegt sich etwa um 2,08 Volt. Blei-Akkus werden überall dort eingesetzt wo eine hohe Strombelastbarkeit erforderlich ist. 9.2 Li-Ion-Akku (Lithium-Ionen-Akkumulator) Lithium-Ionen-Akkumulator werden auch Swing, Shuttle oder Ionentransfer-Batterien genannt. Die Lade- und Entladeprozesse bewirken vor allem den Transfer von Lithium-Ionen zwischen den Elektroden. Als Kathode dient Lithium-Kobaltoxyd, und als Anode wird eine sehr feine Kohlenstoffmatrix gebildet, die Lithium-Ionen einlagern kann. Die Klemmenspannung beträgt durchschnittlich 3,6 Volt und besitzt mehr als 1000 Ladezyklen. 9.3 Li-Mn-Akku (Lithium-Mangan-Akkumulator) Er ist ein idealer Nachfolger der Sinterzelle. Es handelt sich um hochstromfähige eigensichere Becherzellen mit Sicherheitsventilen, welche relativ unempfindlich gegen fehlerhafte Behandlung sind. Des Weiterem bieten Lithium–Ionen-Mangan-Akkumulatoren eine sehr gute Haltbarkeit. Die Zellenspannung beträgt im Durchschnitt 3,7 Volt und hält einer Lebensdauer von etwa 1000 Zyklen stand.
  47. 47. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 47 9.4 LiFePo4-Zelle (Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator) Ist eine Becherzelle oder prismatische Zelle, wie der Li-Po-Akku (Lithium-Polymer- Akkumulator). LiFePo4 Akkumulatoren sind der ideale Nachfolger der Sinterzelle. Sie ist eine hochstromfähige eigensichere Industriezelle aus dem Automotive-Bereich mit Sicherheitsventilen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die LiFePo4 Zelle sehr unempfindlich gegen eine fehlerhafte Behandlung ist. Die Zellenspannung beträgt etwa 3,25 Volt und die Lebensdauer beträgt deutlich mehr als 1000 Zyklen. Servomotor10 10.1.1 Beschreibung Als Servomotoren werden elektrische Motoren bezeichnet, die mit einem Servoregler ausgestattet sind. Servomotoren werden in einem geschlossenen Regelkreis betrieben. Man unterscheidet unter anderem in momentan-, geschwindigkeits- oder positionsgeregelten Betrieb. 10.1.2 Aufbau und Funktionsweise Um die Position des Rotors genau zu erfassen wird eine bestimmte Messeinrichtung verwendet. Die elektronische Regelung vergleicht das Signal von Sollwert mit dem Istwert und entscheidet danach, in welche Richtung mit welcher Geschwindigkeit gefahren werden muss. 10.1.3 Anwendungsgebiete Servomotoren finden für eine Vielzahl von Anwendungen eine passende Verwendung. Häufig werden sie in industriellen Anlagen verwendet, aber auch in diversen Werkzeugmaschinen. Auch im Modellbau werden Servomotoren eingesetzt.
  48. 48. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 48 Produkte11 11.1 Drehstrom Synchronmotor 11.1.1 Beschreibung Mittels der vier Drehstrom-Synchronmotoren sollen die Inlineskater zusammen mit einer Person in Bewegung gesetzt werden. Da die Außenläufer Drehstrom Motoren (Outrunner), der Marke „Turnigy“ ein höheres Drehmoment aufweisen, fiel die Entscheidung auf dieses Produkt. Es wurden pro Fuß jeweils ein Motor an dem Vorderrad und eines an dem Hinterrad angebracht um genügend Kraft auf die Räder zu bringen. Turnigy Aerodrive SK3 - 5055-280kv Brushless Outrunner Motor Produkt ID: SK3-5055-280 11.1.2 Specifications Turns (T) 18 T Voltage 6~10S Lipoly RPM/V 280 Internal resistance (mΩ) 31 Max Loading (A) 60 Max Power (W) 1510 Shaft Dia (mm) 6.0 Weight (g) 369 Motor Plug 4 mm Bullet Connector Max Voltage (V) 37 Weight (g) 369 TABELLE 6 - SPECIFICATIONS OF THE ENGINE ABBILDUNG 33 - MOTOR
  49. 49. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 49 11.1.3 Dimensions Shaft A (mm) 6 Length B (mm) 59 Diameter C (mm) 49 Can Length D (mm) 33 Total Length E (mm) 81 TABELLE 7 – DIMENSIONS OF THE ENGINE Stück: 4 Preis: 49,23 $ ABBILDUNG 34 – DIMENSIONS OF THE ENGINE
  50. 50. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 50 11.2 Motorregler 11.2.1 Beschreibung Als Motorregler wurde ein passender Drehstromregler für die Motoren gewählt, der die Gleichspannung von dem Akkumulator in eine Drehspannung umwandelt. Zum Einsatz kam ein Regler der Marke „Turnigy“, da dieser am besten mit den gewählten Motoren harmoniert und den maximalen Strom der Außenläufer führen kann. Wichtig war auch, dass der Regler Programmierfunktionen besitzt, wie zum Beispiel einen sanften Anlauf, eine Begrenzung der maximalen Geschwindigkeit sowie die Möglichkeit des Abschaltens der Magnetbremsung. TURNIGY Plush 80A w/ UBEC Speed Controller Produkt ID: TR_P80A 11.2.2 Information Plush 80A 26v Brushless Speed Controller The Plush series ESC are a very good quality controller. They have a broad range of programming features and a smooth throttle response compared to other BESCs in the same price range. Our TURNIGY speed controllers come with a 14 month warranty. We guarentee these are the best Brushless Speed Controllers you can purchase at this price. These speed controllers are sold in western countries under various names at triple the price. We are certain you will find these to be the best BESC available from Asia. ABBILDUNG 35 - MOTORREGLER
  51. 51. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 51 11.2.3 Specifications Cont Current (A) 80 Burst Current (A) 90 UBEC Mode 3 A / 5 V output Voltage Range (V) 5,6 – 26 Weight (g) 91 Size (mm) 88 x 31 x 14 TABELLE 8 - SPECIFICATIONS OF THE CRUISE CONTROL User Programmable, both via controller and optional programming card. The programming card is an excellent item as it instantly tells the user the current settings and with a few simple clicks of the buttons, the user can change the settings and have graphical reassurance of those changes. The programming card is an excellent Item and simple to use! Stück: 4 Preis: 39,99 $
  52. 52. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 52 11.3 Programmiergerät 11.3.1 Beschreibung Zur Programmierung des Motorreglers, wurde das Programmiergerät der Marke „Turnigy“ verwendet. Mittels dieser kleinen „Programcard“ können einige Funktionen in den Regler programmiert werden. 11.3.2 Functions 1. Brake OFF / ON 2. Battery Type Li-xx / Ni-xx 3. Cut Off Type Soft-Cut / Cut-Off 4. Cut Off Voltage Low / Middle / High 5. Start Mode Normal / Soft / Very Soft 6. Timing Mode Low / Middle / High 7. Music / Li-Po Cells D / C / B / A 8. Governor Mode OFF / ON Alle Funktionen die diese Karte besitzt, konnten nicht verwendet werden, da der Motor diese nicht unterstützte. TURNIGY BESC Programming Card Produkt ID: TR_PC ABBILDUNG 36 – PROGRAMMING CARD
  53. 53. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 53 11.3.3 Information Compatible with H-Wing, OEMRC and TURNIGY Speed Controllers. This device plugs inbetween the Rx and the speed controller. It allows the user to program the BESC according to a series of LED indicators. it has buttons at the bottom so you can navigate through the menu and select the feature you want, then change it. Its very simple and is much easier than listening to jingles or a series of beeps. This item is an excellent addition to your flight kit, especially with the new hard plastic case and lets you quickly change the BESCs settings in the field in a much shorter time and with greater assurance that what you have changed is correct and saved into the BESC. No more black magic throttle stick programming! Throw away the manual, you wont need it anymore! Compatible with all Hobbywing, Thunderpower, Turnigy and OEMRC Sentilon speed controllers. Stück: 1 Preis: 6,95 $
  54. 54. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 54 11.4 Akkumulator 11.4.1 Beschreibung Um die Motoren mit genügend Strom zu versorgen, wurde pro Fuß einen Lithium Polymer Akkumulator mit 8000mAh bestellt. Grundvoraussetzung war, dass diese beiden „Akkupacks“ die Inlineskates mindestens eine Stunde versorgen können. Turnigy nano-tech 8000mAh 6S 25~50C Lipo Pack Produkt ID: N8000.6S.25 11.4.2 Information More than just a fancy name. TURNIGY nano-tech lithium polymer batteries are built with an LiCo nano-technology substrate complex greatly improving power transfer making the oxidation/reduction reaction more efficient, this helps electrons pass more freely from anode to cathode with less internal impedance. In short; less voltage sag and a higher discharge rate than a similar density lithium polymer (non nano-tech) battery. For those that love graphs, it means a straighter, longer curve. For pilots it spells stronger throttle punches and unreal straight-up performance. Excellent news for 3D pilots! Unfortunately with other big brands; numbers, ratings and graphs can be fudged. Rest assured, TURNIGY nano-techs are the real deal, delivering unparalleled performance! ABBILDUNG 37 - AKKUMULATOR
  55. 55. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 55 11.4.3 Specifications Capacity (mAh) 8000 Voltage 6 S 1 P / 6 Cell / 22,2 V Discharge (C) 25 C Constant / 50 C Burst Max Charge Rate (C) 5 Weight (g) 1105 Balance Plug JST-XH Discharge Plug 5mm bullet-connector TABELLE 9 - SPECIFICATIONS OF THE ACCUMULATOR 11.4.4 Dimensions Length A (mm) 195 Height B (mm) 50 Width C (mm) 55 TABELLE 10 – DIMENSIONS OF THE ACCUMULATOR Stück: 2 Preis: 108,06 $ ABBILDUNG 38 - DIMENSIONS OF THE ACCUMULATOR
  56. 56. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 56 11.5 Ladegerät 11.5.1 Beschreibung Um die Akkumulatoren wieder aufzuladen, war ein Ladegerät erforderlich, dass die Funktion besitzt, den Ladezustand jeder einzelnen Zelle eines gesamten Akkumulators zu überwachen. Dies verringert somit die Lebensdauer des Akkus bei jedem Ladezyklus nur sehr geringfügig. Weiters kann der Ladestrom eingestellt werden und somit die Ladezeit verändert werden. Mit dem maximalen Ladestrom von 5A muss ein Akku ca. 1,6 Stunden laden. Mit einem geringeren Strom von 1 A, der dem Akkumulator weniger schadet, dauert der Ladevorgang jedoch 8 Stunden. IMAX B6-AC Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE) Produkt ID: B6AC 11.5.2 Information Charge at home on 110/240v or in the field on 12v. The B6-AC handles both! The IMAX B6-AC is a rock solid charger thats able to charge, balance and discharge Lion, LiPo, LiFe (A123), NiCd and NiMH batteries. This is not a fake. It is a genuine IMAX B6. Our fault rate/returns on this charger are extremely low. ABBILDUNG 39 - AKKULADEGERÄT
  57. 57. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 57 11.5.3 Features  AC 100~240v or 12V DC input  Microprocessor controlled  Delta-peak sensitivity  Individual cell balancing  Li-ion, LiPo and LiFe capable  Ni-Cd and NiMH capable  Large range of charge currents  Store function, allows safe storage current  Time limit function  Input voltage monitoring. (Protects car batteries at the field)  Data storage (Store up to 5 packs in memory)  Battery break in and cycling. 11.5.4 Specifications Input Voltage (V) 11 – 18 Max Charge / Max Discharge (W) 50 / 5 Charge Current Range (A) 1 – 5 Discharge current range (A) 1 Ni-MH/NiCd cells (cells) 1 – 15 Li-ion/Poly cells (cells) 1 – 6 Pb battery voltage (V) 2 – 20 Weight (g) 580 Dimensions (mm) 133 x 87 x 33 TABELLE 11 - SPECIFICATIONS OF THE CHARGER This charger has a JST-XH charge plug, which makes it compatible with Zippy, HXT, TURNIGY and any pack with a JST adapter. Stück: 1 Preis: 39,99 $
  58. 58. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 58 11.6 Fernsteuerung 11.6.1 Beschreibung Mittels der Fernsteuerung erfolgt die Ansteuerung der Motorregler über eine Funkübertragung mit der Frequenz von 2,4 Ghz. Die Fernbedienung muss möglichst einfach zu bedienen sein, da jede Person sich auch ohne Einschulung damit auskennen soll. Sie besitzt zwei Kanäle, mit denen die Motordrehzahl und die Bremse angesteuert werden. Die Fernsteuerung sendet ein Signal über die Antenne aus und der mitgelieferte Empfänger empfängt diese Informationen. Der daran angeschlossene Motorregler setzt das ausgegebene PWM–Signal in die Umdrehungsgeschwindigkeit der Motoren um. Hobby King GT-2 2.4Ghz 2Ch Tx & Rx Produkt ID: HK-GT2 ABBILDUNG 40 - FERNSTEUERUNG
  59. 59. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 59 11.6.2 Information Hobbykings GT-2 2.4ghz system is an entry level transmitter offering the reliability of 2.4Ghz signal technology with very sensitive 3ch long antenna receiver for RC Car or Boat. Powered by 8 AA type batteries. (Not included) Key Features: 2-channel 2.4GHz transmitter with servo reversing. Easy to use control for basic models. Includes 3-channel receiver Trainer system option. This system does not need a PC to program servo direction. 11.6.3 Specifications Model Car/Boat Channels 2ch RF power Less than 20dbm Modulation GFSK Code type Digital Sensitivity 1024 Low voltage warning Yes (less than 9V) DSC port Yes (3.5mm) Charge port Yes Power 12VDC(1.5AA x 8) Weight 328g Antenna length 26mm Size 159 x 99 x 315mm TABELLE 12 - SPECIFICACATIONS OF THE REMOTE CONTROL Included 1 x 2.4Ghz 2ch transmitter 1 x 2.4Ghz 3ch Receiver 1 x Bind Plug Stück: 1 Preis: 14,99 $
  60. 60. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 60 11.7 Empfänger 11.7.1 Beschreibung Da pro Fuß zwei Motoren mit zwei Motorreglern angesteuert werden, benötigt man dafür zwei Empfänger. In Summe sind es vier Reglervier Empfänger. Einer ist im Lieferumfang der Fernsteuerung inkludiert, die anderen drei mussten extra bestellt werden. Hobby King GT-2 2.4Ghz Receiver 3Ch Produkt ID: HK-GT2_RX 11.7.2 Specifications Model Car/Boat Channels 3ch Frequency band 2.4Ghz Modulation GFSK Sensitivity 1024 RF. receiver sensitivity -100dbm Power 4.5~6VDC Weight 5g Antenna length 26mm Size 37.6 x 22.3 x 13mm TABELLE 13 - SPECIFICATIONS OF THE RECEIVER Stück: 3 Preis: 5,98 $ ABBILDUNG 41 - EMPFÄNGER
  61. 61. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 61 11.8 Motorwelle 11.8.1 Beschreibung Um die Übersetzung und somit das Drehmoment ändern zu können, war eine weitere Motorwelle vorgesehen, an der ein anderer Zahnkranz montiert werden könnte. Turnigy Aerodrive SK3 5055 Series Replacement Shaft Set Produkt ID: 192000021 Stück: 2 Preis: 3,39 $ 11.9 Kabelverbindungen 11.9.1 Beschreibung Um eine sichere Verbindung zwischen Motorregler und Akkumulator zu gewähren, wurden als Kabelverbindungen originale „Turnigy“ Silikon Kabeln verwendet, da diese einen extrem hohen Strom ohne starke Erwärmung führen können. Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) RED Produkt ID: R12A1062-06 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) BLACK Produkt ID: B12A1062-06 Stück jeweils: 3 Preis: 2,49 $ ABBILDUNG 42 - MOTORWELLE ABBILDUNG 44 - SILIKONKABEL ROT ABBILDUNG 43 - SILIKONKABEL SCHWARZ
  62. 62. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 62 11.10 Stecker 11.10.1 Beschreibung Für die Verbindung zwischen Motorregler und Akkumulator benötigte man Gold– Kontaktstecker, um sowohl das Abstecken als auch das Zerlegen in Einzelteile zu ermöglichen. Auch für die Verbindung zwischen Motorreglern und Motoren wurden diese Stecker verwendet, um den Motor problemlos tauschen zu können. 4mm Gold Connectors 10 pairs (20pc) Produkt ID: AM1003A Stück: 1 Preis: 2,47 $ 11.11 Schrumpfschläuche 11.11.1 Beschreibung Um die Gold–Kontaktstecker Verbindung zwischen Motor und Regler zu isolieren benötigte man Schrumpfschläuche. Turnigy Heat Shrink Tube 10mm RED (1mtr) Produkt ID: WHS10-RED Turnigy Heat Shrink Tube 10mm BLACK (1mtr) Produkt ID: WHS10-BLACK Turnigy Heat Shrink Tube 10mm Yellow (1mtr) Produkt ID: WHS10-Yelow Stück jeweils: 1 Preis: 2,49 $ ABBILDUNG 45 - GOLDKONTAKTSTECKER ABBILDUNG 46 - SCHRUMPFSCHLÄUCHE ROT/SCHWARZ ABBILDUNG 47 - SCHRUMPFSCHLÄUCHE GELB/BLAU
  63. 63. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 63 11.12 Isolierhülsen 11.12.1 Beschreibung Die Isolierung der Gold–Kontaktstecker zwischen der Versorgung und dem Motorregler besteht aus Isolierhülsen von 4mm. Da pro Fuß nur ein Akkumulator vorhanden ist, aber jeweils zwei Motorregler zu versorgen sind, wurde ein Y-Kabel konstruiert, damit beide Regler mit demselben Akku versorgt werden. Aufgrund dessen benötigt man die 6mm Isolierhülsen. 4mm: HXT 4mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) Produkt ID: AM1009x10 Stück: 1 Preis: 3,64 $ 6mm: HXT 6mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) Produkt ID: 258000002 Stück: 1 Preis: 5,33 $ 11.12.2 Y-Kabel Teilt die Versorgung des Akkumulators in zwei Versorgungen, damit beide Regler versorgt werden können. Motorregler 1 Motorregler 2 Akkumulator ABBILDUNG 48 - ISOLIERHÜLSEN 4MM ABBILDUNG 49 - ISOLIERHÜLSEN 6MM ABBILDUNG 50 - Y-KABEL
  64. 64. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 64 11.13 Akkuanzeige 11.13.1 Beschreibung Diese Anzeige überwacht den Akkumulator. Es wird jede Zellenspannung überwacht und die noch vorhandene Kapazität des Akkus angezeigt. Bei zu tiefer Entladung ertönt ein Signalton und warnt den Benutzer, bevor der Akku zerstört wird. Hobbyking Cell Meter 8 - Lipoly Battery Checker Produkt ID: HK-Cellmeter8 Stück: 2 Preis: 15,99 $ 11.14 Servomotor 11.14.1 Beschreibung Für die Bremse der Inlineskater wird pro Fuß ein Servomotor montiert, der mit dem Bremsbacken eines Fahrrades und einer Kraft von ca. 12 kg auf den Reifen drückt. Da die Montage zwischen den Füßen gespiegelt ist, war es wichtig, dass ein digitaler Servomotor verwendet wurde, bei dem man die Drehrichtung umkehren kann. Weiters kann man genaue Bremspositionen programmieren. HS-5645BB/MG DIGITAL SERVO UNI HITEC Bestellnummer: 46116 11.14.2 Information Marke: HITEC Herstellerartikelnummer: 113645 Katalogseite: 373 ABBILDUNG 52 - SERVOMOTOR ABBILDUNG 51 - AKKUANZEIGE
  65. 65. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 65 11.14.3 Allgemeine Beschreibung: • Hervorragende Qualität zum fairen Preis • Ausgefeilte SMD-Technologie • Hohe Stellkräfte und hohe Stellgeschwindigkeiten • Robuster mechanischer Aufbau der Getriebeeinheit • Umfangreiches Zubehörsortiment • Wettbewerbserprobtes Material 11.14.4 Artikelbeschreibung: • Programmierbares Servo-Setup für folgende Parameter: -Laufrichtung -Stellgeschwindigkeit -Endausschlag -Exponential -Neutralpunkt • Doppelt kugelgelagert • Long Life Potentiometer mit Anti-Fading Beschichtung • Gold-Kontakt-Stecker • Servohorn aus Metall 11.14.5 Technische Beschreibung BB •• Getriebe-Art Metall, 7,4V Stellkr.(6V) 12,1 kg Stellzeit(60°) 0,18 Gewicht 60 g L/B/H/mm 41/20/38 Servo-Art: Digital TABELLE 14 - TESCHNISCHE BESCHREIBUNG DES SERVOS Stück: 2 Preis: 39,90 €
  66. 66. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 66 11.15 Servoscheibe 11.15.1 Beschreibung Die Originale Kunststoffscheibe wurde mit einer Aluscheibe ersetzt, damit durch die hohe Belastung der Bremse die Scheibe nicht zerstört wird. SERVOSCHEIBE ALU 25MM F.HITEC SERVOS Bestellnummer: 78215 11.15.2 Information Marke: ROBBE Herstellerartikelnummer: 8530HIT Katalogseite: 374 11.15.3 Artikelbeschreibung: Alu-Servoscheibe 25 mm für Hitec Servos, zur Aufnahme der CFK-Servohebel. Stück: 2 Preis: 3,90 € 11.16 Verlängerungskabel 11.16.1 Beschreibung Da der Servomotor ganz hinten montiert wurde und das Kabel nicht ausreichend lang war, wurde eine Kabelverlängerung dafür benutzt. VERLÄNGERUNGSK. 15CM 0,35QMM UNI VERDRIL Bestellnummer: 70385 ABBILDUNG 54 - VERLÄNGERUNGSKABEL ABBILDUNG 53 - ALU SERVOSCHEIBE
  67. 67. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 67 11.16.2 Informationen Marke: MBL Herstellerartikelnummer: AM-2004-15CM Katalogseite: 386 11.16.3 Technische Beschreibung Querschnitt: 0,35 mm² Länge: 15 cm Stecksystem: UNI TABELLE 15 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DER KABELVERLÄNGERUNGEN Stück: 2 Preis: 2,40 € 11.17 Akkuzelle für die Fernsteuerung 11.17.1 Beschreibung Damit die Fernsteuerung immer wieder aufladbar ist, benötigt man 8 Akkuzellen. SANYO EINZELZ. HR-3U 2700MAH MIGNON O.LÖ Bestellnummer: 61447 Marke: SANYO Herstellerartikelnummer: 118981 Katalogseite: 433 11.17.2 Allgemeine Beschreibung:  ideal für E-Akkus geeignet  schnellladefähig, besonders geeignet für Antriebsakkus v. E-Motoren  Standard-Zelle f. univ. Gebrauch ABBILDUNG 55 - AKKUZELLE FÜR DIE FERNSTEUERUNG
  68. 68. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 68 11.17.3 Technische Beschreibung Kapazität 2700 mAh Spannung: 1,2 V Eignung 1 Gew./g 29 Größe AA L/B/H mm 50/15/- Lötfahne nein TABELLE 16 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DER AKKUZELLEN Stück: 8 Preis: 3,40 € 11.18 Ladegerät für die Fernsteuerung 11.18.1 Beschreibung Zum Laden der Akkus wurde für die Fernsteuerung wurde tiefer stehendes Ladegerät verwendet. Es besitzt eine automatische Abschaltung, damit der Akku nicht überladen wird. Dies verlängert die Lebensdauer der Zellen. ELEMENT CHARGER LRP NICD/NIMH 220V Bestellnummer: 91687 Marke: LRP Herstellerartikelnummer: 41210 Katalogseite: N&M084 11.18.2 Artikelbeschreibung: Der Element Charger hat ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis! Das LRP Kompaktladegeräte Element Charger bieten bis zu 4A Ladestrom und kann 4-8 Zellen NiCD und NiMH Akkus laden. Das Gerät verfügt über einen AC Eingangsstecker und einen Ausgangsstecker im Tamiya Style. Der Ladestrom ist stufenweise von 1A bis 4A schaltbar. ABBILDUNG 56 - LADEGERÄT FÜR DIE FERNSTEUERUNG
  69. 69. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 69 11.18.3 Features: • Einstellbarer Ladestrom mit 1, 2 und 4A: 4-8 Zellen mit Delta Peak Erkennung für beste Leistung und Sicherheit • Komplett digital für perfekte Ladefunktion und höchste Sicherheit • 100% Schutz gegen Überlastung, Verpolung, Kurzschluss und Überladen des Akkus • Einfache Handhabung dank vielfältig nutzbaren Ein- und Ausgangssteckern • Vielseitiger Einsatz für alle R/C Akku Typen, egal ob Gas oder Elektro. 11.18.4 Technische Beschreibung Versorgungsspannung 220 V ladbare Akkutypen NiMH / NiCd ladbare Zellenzahl 0-0 Lixx, 4-8 Nixx Max. Ladestrom: 4 A Abschaltung Delta Peak Leistung/Watt: 30 W TABELLE 17 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DES LADEGERÄTES FÜR DIE FERNSTEUERUNG Stück: 1 Preis: 29,90 €
  70. 70. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 70 11.19 LEDs (Beleuchtung der Skates) 11.19.1 Led blau LED 5mm blau 14.000mcd WEEBL14-CS Art-Nr.: 51446500 Gehäuse: 5mm wasserklar 11.19.2 Technische Daten Max.Lichtstärke 14.000mcd Öffnungswinkel 12° Spannung 3,2V Strom 20mA typ. Wellenlänge 472nm TABELLE 18 - TECHNISCHE DATEN LED BLAU Stück: 10 Preis: 0,49 € 11.20 LED rot LED 5mm rot 14.000mcd WEERD14-CS Art-Nr.: 51463000 Gehäuse: 5mm wasserklar 11.20.1 Technische Daten Max. Lichtstärke 14.000mcd Öffnungswinkel 20° Spannung 2,2V Strom 20mA typ. Wellenlänge 624nm TABELLE 19 - TECHNISCHE DATEN LED ROT Stück: 10 Preis: 0,59 € ABBILDUNG 57 - LEDS BLAU ABBILDUNG 58 - LEDS ROT
  71. 71. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 71 Kostenübersicht12 Unternehmen Beschreibung Ausgabe (€) RS - Components Zahnkrad, Kunststoff 9,26 RS - Components Zahnräder, Stahl 82,62 XXL Intersport Rollschuhe 224,98 Haumberger 2 Komponenten Kleber 14,88 Modellbau Lindinger Ladegerät, Servo,.. 151 Modellbau Schweighofer Programmiergerät für Servo 35,1 LED1.de Beleuchtung, Blau, Rot, Grün 26,64 Hornbach Alu Winkel für Servo Montage 17,85 Hobby King Details siehe Seite 76 960,21 Summe: 1522,54 Gesponsert durch: Pueblo Fitness, VAZ St.Pölten, Voith GmbH, Lutzbau TABELLE 20 - KOSTENÜBERSICHT
  72. 72. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 72 Praxistest14 Verhalten des Gerätes in der Praxis. 14.1 Testpersonen Kevin Steindl Daniel Reichl Größe: 1,87 m Größe: 1,76 m Gewicht: 82 kg Gewicht: 71 kg 14.2 Wegfahren Bei beiden Testpersonen weist das Wegfahren keine Probleme auf. Anfangs vibrieren die Motoren kurz, bis sie vom Motorregler die ausreichende Leistung zugeführt bekommen und somit genüg Kraft erzeug wird, um die Skates mit der Person in Bewegung zu setzen.
  73. 73. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 73 14.3 Stehenbleiben Das Bremsen funktioniert bei beiden Personen ebenfalls problemlos. Bei voller Bremskraft blockieren die hinteren Räder der Schuhe und bringen die Skates sehr schnell in den Stillstand. Jedoch ist der Bremsabrieb sehr hoch und nach etwa 100 Bremsvorgängen muss der Bremsbacken getauscht werden. Weiters kann man bei angezogener Bremse auch sehr gut gehen, da die hinteren Räder blockiert sind und eine Rollbewegung nicht möglich ist. 14.4 Kurven fahren Aufgrund der vorhanden Komponenten wie Akkus, Anzeigen und Drehstrommotoren würde bei einer zu engen Kurvenlage die zusätzlichen Bauteile der Skates mit der Straße kollidieren. Bei Berücksichtigung dieser Einschränkung, ist es aber trotzdem möglich, eine Kurve mit ca. 5m Radius zu fahren. 14.5 Straßenverhältnisse Am günstigsten für das Fahrverhalten dieses Geräts ist eine gut asphaltierte Straße ohne Splitt und größere Fahrbahnschäden. Nasse Fahrbahnen sollten vermieden werden, da die Skates nicht dafür ausgelegt sind.
  74. 74. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 74 Betriebswirtschaftlicher Teil15 15.1 Das Unternehmen Der Firmenname: „SR – Productions“ 15.2 Firmenlogo 15.3 Firmen Profil Das Unternehmen SR- Productions wurde im Jahre 2012 im Zuge einer Diplomarbeit gegründet und legte von Beginn an das Augenmerk besonders auf die Entwicklung neuer innovativer und kostengünstiger Fortbewegungsmittel die den Normalverdiener sowohl als auch den Spitzenverdiener ansprechen. Das Unternehmen geht auf die besonderen Wünsche jedes einzelnen Kunden ein, und versucht diese mit allem zu Verfügung stehenden „Know- How“ und Mitteln zu realisieren. Das Motto lautet: „Nonpolluting - Electrical - Skating“ (umweltfreundliches–elektrisches- Skaten“ Das Unternehmen ist ein Merger von den Entwicklern und Erfindern Daniel Reichl und Kevin Steindl, welche sich schon seit geraumer Zeit mit dem Thema umweltfreundliche Fortbewegungsmittel beschäftigten. ABBILDUNG 59 - FIRMENLOGO
  75. 75. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 75 15.4 Erzeugnis der Firma Die Firma SR- Productions ist dafür bekannt das Produkt „NES“ mit allen möglichen Arten von Sonderanfertigungen zu produzieren. „NES“ beschreibt elektrobetriebene Inlineskater, welche ein alternatives Fortbewegungsmittel für Kurzstrecken darstellt. Des Weiteren ist es ein sehr beliebtes Sport- und Freizeitgerät. Man kann damit sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen. Das vermittelt dem Fahrer ein ganz besonderes „Feeling“. 15.5 Das Fabrikat „NES“ Bei diesem Produkt handelt es sich um elektrobetriebene Inlineskater welche mit einem Drehstrommotor angetrieben werden. Zur optimalen Kraftübersetzung dienen Zahnräder welche auf der Motorwelle, als auch auf den von der Firma erzeugten Reifen angebracht sind. Zur Steuerung der Geschwindigkeit dient eine besondere Art von Pistolengrifffernsteuerung. Diese kommuniziert mittels Funk mit dem Rollschuh. Das Produkt enthält eine Gebrauchsanweisung, die einem Laien helfen soll, dass Produkt mit nur wenigen Schritten in Betrieb zu nehmen.
  76. 76. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 76 15.6 Kostenrechnung 15.6.1 Materialkosten eines „NES“ Stück Produkt Bestellnr. Unternehmen Preis / Stück (€) Preis (€) 1 Handelsübliche Inlineskates "Tempest 110" 072010 00 9F2 Intersport XXXL 199,99 199,99 4 Stirnzahnrad 1,0; Stahl; 40 Zähne 5216339 RS Components 11,15 44,61 4 Stirnzahnrad 1,0; Stahl; 12 Zähne 5216193 RS Components 6,06 24,24 1 2 Komponenten Kleber, LO 3430 FastEpoxy ZW 27227745 Haumberger 14,88 14,88 5 Turnigy Aerodrive SK3 - 5055-280kv Brushless Outrunner Motor SK3-5055-280 HobbyKing 36,68 183,38 5 Turginy Plush 80A w/ UBEC Speed Controller TR_P80A HobbyKing 29,79 148,96 1 Turginy BESC Programming Card TR_PC HobbyKing 5,18 5,18 1 Hobby King GT-2 2.4Ghz 2Ch Tx & Rx HK-GT2 HobbyKing 11,17 11,17 3 Hobby King GT-2 2.4Ghz Receiver 3Ch HK-GT2_RX HobbyKing 4,46 13,37 2 Turnigy Aerodrive SK3 5055 Series Replacement Shaft Set 192000021 HobbyKing 2,53 5,05 3 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) RED R12A1062-06 HobbyKing 1,86 5,57 3 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) BLACK B12A1062-06 HobbyKing 1,86 5,57 2 Turnigy nano-tech 8000mAh 6S 25~50C Lipo Pack N8000.6S.25 HobbyKing 80,51 161,01 1 IMAX B6-AC Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE) B6AC HobbyKing 29,79 29,79 1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm RED (1mtr) WHS10-RED HobbyKing 0,59 0,59 1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm BLACK (1mtr) WHS10-BLACK HobbyKing 0,59 0,59
  77. 77. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 77 1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm Yellow (1mtr) WHS10-Yelow HobbyKing 0,59 0,59 1 Gold Connectors 10 pairs (20pc) AM1003A HobbyKing 1,84 1,84 1 HXT 4mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) AM1009x10 HobbyKing 2,71 2,71 1 HXT 6mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) 258000002 HobbyKing 3,97 3,97 2 Hobbyking Cell Meter 8 - Lipoly Battery Checker HK-Cellmeter8 HobbyKing 11,92 23,83 1 Element Charher LRP NICD/NiMH 220V 91687 Modellbau Lindinger 37,9 37,90 8 Sanyo Einzel. HR-3U 2700MAH Mignon O.LÖ 61447 Modellbau Lindinger 3,4 27,20 2 Verlängerungskabel 15cm, 0,35mm² UNI Verdrillt 70385 Modellbau Lindinger 2,4 4,80 2 Servoscheibe Alu 25MM F.HITEC Servos 78215 Modellbau Lindinger 3,9 7,80 2 HS-5645BB/MG Digital Servo UNI HITEC 46116 Modellbau Lindinger 39,9 79,80 10 LED 5mm blau 14.000mcd WEEBL14-CS 51446500 LED1 0,49 4,90 10 LED 5mm rot 14.000mcd WEERD14-CS 51463000 LED1 0,59 5,90 Summe: 1055,18 TABELLE 21 - MATERIALKOSTEN EINES "NES" Die Kosten eines „NES „ setzen sich aus den oben genannten Komponenten zusammen. Zusätzlich werden dem Kunden noch anfällige Maschinenkosten verrechnet. Darüber hinaus können noch zusätzliche Kosten für besondere Wünsche des Kunden anfallen (z.B. Extrabeleuchtung, Farbenwunsch, besonderes Material,…).
  78. 78. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 78 15.6.2 Stundentafel Tätigkeit Arbeitszeit [h] Grundüberlegungen des Konzepts 59 Sponsoring Firmen kontaktieren 55 Berechnung 32 Pläne zeichnen 43 Bestellungen durchführen 80 Fachgespräche mit div. Lehrern 156 Fertigung des Prototyps 123 Dokumentation 37 Gesamtsummer: 585 TABELLE 22 – STUNDENTAFEL An der Stundentafel ist zu ersehen, welche Zeit für die Entwicklung, Produktion und Dokumentation eines „NES“ Prototyps angefallen sind. 15.6.3 Entwicklungskosten des Prototypes Kostenaufwand Prototyp Zeit [h] Gage [€] Summe [€] Entwicklung Reichl ~250 80 20.000,- Entwicklung Steindl ~250 80 20.000,- Materialkosten - - 1.055,18 Gesamt - - 41055,18 TABELLE 23 - ENTWICKLUNGSKOSTEN DES PROTOTYPS In dieser Tabelle sind die Kosten für Material, und zeitlichem Aufwand bei der Produktion eines „NES“ Prototyps ersichtlich. Diese Kosten stellen die Entwicklungskosten des Prototyps dar. Sie müssen daher unbedingt anteilsmäßig in den Verkaufspreis einkalkuliert werden.
  79. 79. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 79 15.6.4 Werbeaufwand Um einen großen Kundenstamm für das Produkt zu erzielen ist es notwendig in Werbung zu investieren. Vor allem Jugendliche lassen sich sehr stark von Annoncen, Reklame, Werbebanner und Werbespots beeinflussen, dass das Kaufinteresse steigert. Werbung Kostenaufwand [€] / Monat Annonce 59,76 Reklame 3855,- Werbebanner 512,- Werbespots 10365,- Summe 14791,76 TABELLE 24 - WERBEKOSTENAUFWAND 15.6.5 Betriebskosten Für den Betrieb eines Unternehmens fallen auch noch Fixkosten an welche ein Unternehmen ständig aufbringen muss unabhängig davon wie viel Gewinn bzw. Verluste ein Unternehmen erwirtschaftet. Unter diese Kosten fallen zum Beispiel Miet-, Heiz-, Strom- und Wasserkosten, usw. an. Mietfläche 500m² Kosten 9,50€/m² Gesamtkosten 4750 € TABELLE 25 - BETRIEBSKOSTEN/MIETE Kostengrund Zeit (Monat) Warmkosten 400,00,- Rundfunkgebühr, Internet, Telefon 50,- Gesamtkosten 450 € TABELLE 26 - BETRIEBSKOSTEN/LAUFENDE KOSTEN
  80. 80. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 80 15.6.6 Materialkosten pro Stück (variable Kosten) Die anfallenden Kosten eines Prototyps setzten sich zusammen aus den notwendigen Komponenten wie Material, Maschinenkosten und Gebrauchsanleitung. Zusätzlich ist beim Einkauf des Rohmaterials in hohen Stückzahlen eine Preisermäßigung von etwa 5-10 % einzukalkulieren. Daraus ergibt sich Materialkosten von etwa 1055,18 € * (0,95%) ergeben. Produkt Kostenaufwand [€] Materialkosten 1002,42 Gebrauchsanweisung 5,- Summe 1007,42 TABELLE 27 - EINZELPRODUKTKOSTEN 15.6.7 Verkaufspreis pro Stück Fertigungszeit welche für einen „NES „ anfallen betragen in Summe etwa 5 Stunden. Für diese Zeit wird ein Stundensatz von etwa 8 € Festgelegt. Produktionskosten Zeit [h] Kosten/Stunde [€] Summe [€] Personalaufwand 5 8,00,- 40,00 Personalgemeinaufwand - - 44,00 Materialaufwand - - 1007,42 Zusätzliches Kleinmaterial(10%) - - 100,74 Herstellungskosten - - 1192,16 Verwaltungs-, Vertriebskosten(20%) - - 238,43 Eigenkosten - - 1430,59 Gewinnzuschlag (15%) - - 214,59 Verkaufspreis - - 1645,18 TABELLE 28 – PRODUKTIONSKOSTEN
  81. 81. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 81 15.7 Break-even-Analyse Mithilfe der Break-Even-Analyse kann ein Unternehmen ermitteln, welcher Ertrag mindestens erwirtschaftet werden muss, damit die Fixkosten gedeckt werden. Wenn mehr Produkte verkauft werden als in der Analyse ermittelt wurde, wirft das Unternehmen einen Gewinn ab. Sollte das Unternehmen jedoch weniger Produkte verkaufen, hat das Unternehmen einen Verlust. 15.7.1 Fixkosten Fixkosten Aufwand Kosten/Monat [€] Kosten/Jahr [€] Betriebskosten 5200 62400 Entwicklungskosten - 41055 Werbekosten - 14791,76 Summe 118246,76 TABELLE 29 - FIXKOSTEN 15.7.2 Variable Kosten Aufwand Zeit [h] Personalaufwand 40 Personalgemeinaufwand 44 Materialaufwand 1007,42 Materialgemeinaufwand 100,74 Herstellungskosten 1192,16 TABELLE 30 - VARIABLE KOSTEN
  82. 82. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 82 15.7.3 Formeln zur Break-Even-Analyse 15.7.3.1 Deckungsbeitrag 15.7.3.2 Break-Even-Point 15.7.4 Berechnung Break – Even - Point Kosten Betrag [€) Fixkosten 118246,76 variable Kosten / Stück 1192,16 Erlös / Stück 1645,18 Deckungsbeitrag/Stück 453,02 Break- Even -Point 261 Stück TABELLE 31 - BERECHNUNG BREAK - EVEN - POINT Werden mehr als 261 Stück verkauft, erzielt das Unternehmen einen Gewinn.
  83. 83. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 83 15.8 Break-Even-Analyse Stückzahl 1 100 200 261 300 500 1000 Erlös [€] 1645,18 164518,00 329036,00 429422,99 493554,00 822590,00 1645180,00 Fixkosten [€] 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 Variablekosten [€] 1192,16 119216,00 238432,00 311176,23 357648,00 596080,00 1192160,00 Gesamtkosten [€] 119438,92 237462,76 356678,76 429422,99 475894,76 714326,76 1310406,76 Gewinn/Verlust [€] -117793,74 -72944,76 -27642,76 0,00 17659,24 108263,24 334773,24 TABELLE 32 - BREAK - EVEN - ANALYSE ABBILDUNG 60 - BREAK - EVEN - DIAGRAMM 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 0 100 200 300 400 Kosten[€] Stück Break - Even - Diagramm Fixkosten Gesamtkosten Erlös Break - Even - Point Gewinnschwelle
  84. 84. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 84 15.9 Marketingstrategien 5 Der Begriff Marketingstrategie beschreibt ein bestimmtes Vorgehen um den Markt für dauerhaftes Wachstum am besten zu Nutzen. Mithilfe einer solcher Vorgehensweise, welche Anreize der Markt für den Verkauf benötigt und ob es finanziell rentabel ist, wenn man ein besonderes Augenmerk auf Marketing und Werbung legt. Diverse Strategien helfen Werbung gezielt einzusetzen um bestimmte Zielgruppen anzusprechen. Ein besonders und auch häufig verwendetes Hilfsmittel zu Bestimmung von Strategien liefert die Produkt- Markt-Matrix (Ansoff-Matrix) welche im darunter stehenden Bild zu sehen ist. 5 www.Wikipedia.org ABBILDUNG 61 - ANSOFF-MATRIX
  85. 85. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 85 15.10 Bestimmung des Zielmarktes Aufgrund dessen, dass das Produkt „NES“ sowohl Spitzenverdiener als auch die Mittelschicht ansprechen soll, kommen folgende Strategien zum Einsatz. Produktentwicklungsstrategie: Das Unternehmen versucht mithilfe eines neuen Produktes die Bedürfnisse des bestehenden Marktes zu befriedigen. Markstimulierungsstrategie: Diese Strategie setzt sowohl auf eine hohe Qualität des Produktes, darüber hinaus wird auch versucht, den Preis möglichst gering zu halten. 15.11 Konkurrenzanalyse Aufgrund dessen, dass in der heutigen Gesellschaft die Umwelt eines besonders wichtige Rolle spielt und eine Vielzahl von Firmen versuchen Alternativen zu den Standardfortbewegungsmittel wie Autos, Züge und Bahnen zu entwickeln, ist der Markt sehr stark umkämpft. Das Produkt „NES“ ist eine Entwicklung in diesem Bereich, welche sich stark von der Konkurrenz abhebt.
  86. 86. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 86 Fertiges Produkt16 ABBILDUNG 64 - PROTOTYP 1.2ABBILDUNG 63 - PROTOTYP 1.1 ABBILDUNG 62 - PROTOTYP 1.0
  87. 87. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 87 Zusammenfassung17 Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Alternative, durch die Diplomarbeit etwas Kreatives zu entwickeln, für uns ein ganz besonderer Anreiz war. Bei der Verwirklichung unserer Ideen, wurde uns bewusst, dass es eine außerordentliche Herausforderung war, Theorie in Praxis umzusetzen. Eine große Hürde war es, Sponsoren zu finden, die bereit waren uns geldlich zu unterstützen. Überraschender Weise fand jedoch unser Produkt bei einigen Firmen großes Interesse. Sie boten sowohl fachliches Wissen an und unterstützten uns finanziell. Bei dieser Diplomarbeit konnten wir uns auch einiges anderes Wissen aneignen, zum Beispiel:  Einholen von Offerten  Bestellungen aus dem Ausland tätigen (China,…)  Abwicklung mit dem Zoll  mehr Wissen mit dem Arbeiten von AutoCAD  zusätzliches Computer „Know-how“  praktisches arbeiten beim Zusammenbau der Skater  weitere Maschinenkenntnisse Wir konnten dadurch unsere Selbstständigkeit beweisen, mussten eine Zeitplanung einhalten, Protokolle führen und mit Erfindungsreichtum Alternativen finden. Für uns war es eine große Freude, dass die Herstellung des Prototyps genau unseren Vorstellungen entspricht. Es wäre sicher noch möglich, nach unseren derzeitigen Erfahrungen, bei dem nächsten Produkt kleine Verbesserungen vorzunehmen.
  88. 88. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 88 Normen18 OVE - Richtlinie R3:2009-10-01 Sicherheitsanforderungen an elektrische Labors in Schulen ÖVE/ÖNORM EN 60027-1:2007-10-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 1: Allgemeines ÖVE/ÖNORM EN 60027-4:2008-04-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 4: Drehende elektrische Maschinen ÖVE/ÖNORM EN 60027-6:2008-05-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 6: Steuerungs- und Regelungstechnik ÖVE/ÖNORM EN 60034-1:2011-04-01 Drehende elektrische Maschinen -- Teil 1: Bemessung und ÖVE/ÖNORM EN 60146-2:2001-04-01 Halbleiter-Stromrichter -- Teil 2: Selbstgeführte Halbleiter-Stromrichter einschließlich Gleichstrom- Direktumrichter ÖVE/ÖNORM EN 60512-1:2002-01-01 Steckverbinder für elektronische Einrichtungen - Mess- und Prüfverfahren -- Teil 1: Allgemeines Ersatz für: ÖVE EN 60512-1:1994 ÖVE-R 20 Teil 1/1975 Kontaktlose Steuerungstechnik - Teil 1: Allgemeine und digitale Steuerungssysteme ÖVE/ÖNORM EN 301 489-17 V1.3.2:2008-07-01 Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM), ElectroMagnetic Compatibility (EMC) standard for radio equipment, -- Part 17: Specific conditions for 2,4 GHz wideband transmission systems, 5 GHz high performance RLAN equipment and 5 DIN IEC 60034-20-2*VDE 0530-20-2 2009 05 Drehende elektrische Maschinen – Teil 20-2: Betriebseigenschaften und Prüfvorschriften für bürstenlose Motoren mit Dauermagneten ÖVE/ÖNORM EN 61800-5-2 2008-06-01 Elektrische Leistungs forderungen an die Sicherheit – Funktionale Sicherheit
  89. 89. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 98 Abbildungsverzeichnis20 Abbildung 1 - Blockschaltbild...................................................................................................12 Abbildung 2 - Überblick des Elektrobetriebenen Inlineskates.................................................13 Abbildung 3 - Ansicht von Oben...............................................................................................15 Abbildung 4 - Ansicht von vorne ..............................................................................................16 Abbildung 5 - Ansicht von Links ...............................................................................................17 Abbildung 6 - Ansicht von Rechts.............................................................................................17 Abbildung 7 - 3D Ansicht 1.......................................................................................................18 Abbildung 8 - 3D Ansicht 2.......................................................................................................19 Abbildung 9 - 3D Ansicht 3.1....................................................................................................20 Abbildung 10 - 3d Ansicht 3.2 ..................................................................................................20 Abbildung 11 - 3d Ansicht 4.1 ..................................................................................................21 Abbildung 12 - 3D Ansicht 4.2..................................................................................................21 Abbildung 13 - Verzahnungsgesetz..........................................................................................23 Abbildung 14 - Rollschuhrad ....................................................................................................24 Abbildung 15 - Rad Abmessungen ...........................................................................................24 Abbildung 16 - Zahnkranz Abmessungen.................................................................................25 Abbildung 17 - Rollschuhrad mit Zahnkranz ............................................................................ 25 Abbildung 18 - Zahnradbemaßung...........................................................................................26 Abbildung 19 - Kräfteplan vereinfacht dargestellt...................................................................27 Abbildung 20 – Grundriss der Distanzschiene 1 ......................................................................35 Abbildung 21 – Grundriss der Halteschiene............................................................................. 36 Abbildung 22 – Grundriss der Distanzschiene 2 ......................................................................37 Abbildung 23 – Grundriss der Distanzschiene 1 ......................................................................37 Abbildung 24 – Grundriss der Montageschiene für den Akku.................................................38 Abbildung 25 – Grundriss Halteplättchen................................................................................39 Abbildung 26 – Grundirss der Kabelhalterungen.....................................................................40 Abbildung 27 - Längsschnitt durch eine Asynchronmaschine .................................................41 Abbildung 28 - Querschnitt durch eine Asynchronmaschine ..................................................42 Abbildung 29 - Motorkennlinie einer ASM (im 1. Quadranten) ..............................................43 Abbildung 30 - Bauart Außenpolmaschine .............................................................................. 44 Abbildung 31 - Bauart Innenpolmaschine................................................................................44
  90. 90. HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 99 Abbildung 32 - Motor...............................................................................................................48 Abbildung 33 – Dimensions of the engine ............................................................................... 49 Abbildung 34 - Motorregler .....................................................................................................50 Abbildung 35 – Programming Card..........................................................................................52 Abbildung 36 - Akkumulator ....................................................................................................54 Abbildung 37 - Dimensions of the accumulator.......................................................................55 Abbildung 38 - Akkuladegerät..................................................................................................56 Abbildung 39 - Fernsteuerung..................................................................................................58 Abbildung 40 - Empfänger........................................................................................................60 Abbildung 41 - Motorwelle ......................................................................................................61 Abbildung 42 - Silikonkabel schwarz........................................................................................61 Abbildung 43 - Silikonkabel rot ................................................................................................61 Abbildung 44 - Goldkontaktstecker .........................................................................................62 Abbildung 45 - Schrumpfschläuche rot/schwarz .....................................................................62 Abbildung 46 - Schrumpfschläuche gelb/blau .........................................................................62 Abbildung 47 - Isolierhülsen 4mm ...........................................................................................63 Abbildung 48 - Isolierhülsen 6mm ...........................................................................................63 Abbildung 49 - Y-Kabel .............................................................................................................63 Abbildung 50 - Akkuanzeige.....................................................................................................64 Abbildung 51 - Servomotor......................................................................................................64 Abbildung 52 - ALU Servoscheibe ............................................................................................66 Abbildung 53 - Verlängerungskabel.........................................................................................66 Abbildung 54 - Akkuzelle für die Fernsteuerung......................................................................67 Abbildung 55 - Ladegerät für die Fernsteuerung.....................................................................68 Abbildung 56 - LEDs BLAU........................................................................................................70 Abbildung 57 - LEDs ROT..........................................................................................................70 Abbildung 58 - Firmenlogo.......................................................................................................74 Abbildung 59 - Break - Even - Diagramm .................................................................................83 Abbildung 60 - Ansoff-Matrix...................................................................................................84 Abbildung 61 - Prototyp 1.0.....................................................................................................86 Abbildung 62 - Prototyp 1.1.....................................................................................................86 Abbildung 63 - Prototyp 1.2.....................................................................................................86

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