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Schiffsmodell.net

Motore für etwas grössere Schiffe!


derManfred

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Hallo

 

Hier möchte ich Euch mal einige Informationen und Erfahrungen zu einem 12 V Bürstenmotor von Bühler für etwas grössere Schiffe geben.

 

 

Ich baue zur Zeit ein Modell der Küstenwache / Polizei, die "STABERHUK". Das Original liegt in Kappeln an der Schlei.

 

Schwesternschiffe sind die "FALSHÖFT" und die "FEHMARN". Das Original ist ein 27 m Boot der Fassmer Werft.

 

Hier die STABERHUK bei Kappeln:

http://www.schiffbilder.de/bild/spezialschiffe~kuestenwache~deutschland/17694/die-staberhuk-der-wasserschutzpolizei-schleswig-holstein-wurde.html

 

Im Masstab 1 : 20 wird das Modell 1,35 m lang und hat zwei Propeller.

 

Auf der Suche nach geeigneten Motoren habe ich verschiedene Varianten betrachtet.

 

Marx Decaperm

Marx Hektoperm

Bühler Starmax II 1.13.018.109

BOSCH 0 130 115 355

Pollin Gleichstrommotor 200696 (F696G)

Graupner Speed 900 BB Torque

Bühler 1.13.044.2xx - 51x88mm

 

 

Zwei der Marx Decaperm habe ich in den 80er Jahren mal in ein Polizeiboot eingebaut, leider mit Getriebe. Der elektronische Dieselsound wird dabei von den Laufgeräuschen übertönt.

 

Also habe ich mir mal den Marx Hectoperm näher angeschaut. Als Anlasser für Modell-Verbrennungsmotore war der preiswert zu ersteigern. Da ich gelesen hatte das die Lagerschilder aus Kunststoff zu weich sind, habe ich zwei neue Lagerschilder mit Kugellagern angefertigt. Die Kohlehalter waren jedoch problematisch und erzeugten auch nach dem Umbau ohne Getriebe immer noch viel zu laute Geräusche.

 

Den viel gepriesenen Bühler Starmax II 1.13.018.109 konnte ich leider nicht günstig ersteigern.

 

Der nächste Motor war dann ein BOSCH 0 130 115 355 den ich für ein paar Euro ersteigert hatte. Das ist ein Super Motor. Echte 250 Watt Nennleistung bei 12 V. "Echte 250 Watt" heisst Dauerleistung ohne Kühlung. Im Kurzzeitbetrieb sind hier mindestens 500 W oder sogar mehr drin. Der Motor ist allerdings schon ziemlich gross und schwer, so das ich an eine Lösung mit nur einem Motor und einem Riemengetriebe gedacht hatte. Dabei würden abber beide Propeller die gleiche Drehrichtung haben. Nicht so schön.

 

Der 12V Motor von Pollin ist sehr Preiswert und macht auch zerlegt eine guten Eindruck. Leider waren keine ausführlichen technischen Date zu bekommen, so das ich einfach mal damit rumexperimentiert habe. Leider wurde der Motor bereits im Leerlauf schon nach ca. 10 bis 15 Minuten so heiss, das man ihn nicht mehr anfassen konnte. Das deutet auf eine Auslegeung für den Kurzzeitbetrieb hin. Z.B. eine Sitzverstellung im Auto.

 

Graupner Speed 900 BB Torque konnte ich wiederum nicht günstig ersteigern. Ausserdem dreht der meiner Meinung nach viel zu hoch für ein grosses Schiff.

 

 

Meine Wahl:

Lange Zeit habe ich mir den Bühler 1.13.044.2xx - 51x88mm im Internet angesehen bis ich dann einen ersteigert habe. Es handelt sich hierbei um eine Spezialanfertigung mit einem etwas ungewöhnlichen Gehäuse. Mit einer Drehmaschine war es jedoch kein Problem das Lagerschild passend umzubauen. Dies ist der Motor meiner Wahl. Mittlerweile habe ich 5 Stück davon, teilweise für 2 Euro.

 

Die Bilder zeigen den Motor im Vergleich mit einigen anderen bekannten Motoren. Ganz links ein 400er zum Grössenvergleich. Daneben Marx Decaperm mit Getriebe, Marx Hectoperm, Dann meine Wahl - der Bühler 1.13.044.257 - 51x88mm, und ganz rechts der bullige BOSCH 0 130 115 355.

 

 

Einige Eckdaten zum Bühler 1.13.044.257 - 51x88mm:

 

Spannung: 12 V

Nennstrom 6,2 A

Nennmoment: 15 Ncm

Nenndrehzahl: 3200 1/min

Wirkungsgrad bei Nennleistung: 70%

Länge ohne Welle: 88,6 mm

Durchmesser: 51,6 mm

Wellendurchmesser: 6 mm

Polzahl: 12

Gewicht 765 g

 

Ein weiterer Vorteil der Spezialanfertigung ist der bereits montierte Lüfter. Es wird jedoch eine Abdeckhaube benötigt um den Luftstrom über die Motoroberfläche und durch den Motor zu leiten.

 

Nach dem Umbau habe ich den Motor unter Belastung getestet. Als Stromquelle diente mir ein Netzteil welches eine Maximalsrom von 12 A abgeben konnte. Als Drehzahlsteller diente mir ein Eigenbau mit einer Taktfrequenz von 8 kHz.

 

Bei Belastung mit Nennleistung, also 12 V und ca. 6,5 A erhöht sich die Motortemperatur gerade mal um ca. 5 Grad C in 20 min.

 

Auch bei 16 V und 10 A läuft der Motor noch super leise und erwärmt sich nicht zu stark. Dies sind dann 160 Watt zugeführte elektrische Leistung. Bei einem Wirkungsgard von dann ca. 60 % ergibt sich eine abgegebene mechanische Leistung von ca. 100 Watt.

 

 

Hier nochmal ein Link zum Hersteller Bühler mit den entsprechenden Datenblättern.

 

http://www.buehlermotor.de/DE/Produkte?open&at_query=*&at_par=sf=3;ccat=1

 

Ich hoffe das ich dem einen oder anderen Kollegen eine kleine Hilfestellung geben konnte.

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Noch ein paar Bilder:

 

Auf dem ersten Foto der Bühler im Lieferzustand als Spezialanfertigung.

 

Auf dem Gruppenfoto von links nach rechts:

- Bühler Motor nach Umbau mit Lüfterhaube und Wellenkupplung.

- Marx Hectoperm ohne Getriebe mit neuen Lagerschildern.

- Marx Decaperm mit Getriebe.

- Pollin 12V Motor.

- Im Hintergrund der Bühler im Lieferzustand.

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Edited by derManfred
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Ralph Cornell

Warum nicht BL-Motoren? Der Wirkungsgrad liegt da bei ca. 80%, und Kühlprobleme treten da kaum auf... Ich meine, bei Außenläufern. Mit Innenläufern habe ich weniger Erfahrungen, aber die werden ja wohl vorwiegend von Rennbootfahrern genutzt. Die gibt's auch mit Wasserkühlung.

Außer bei meinen ganz alten Booten nutze ich jetzt fast nur BL-Außenläufermotore. Mir gefällt an denen das hohe Drehmoment ohne Getriebe.

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Naja, das Anlaufverhalten war zwar schon öfters Thema viel wichtiger ist jedoch, dass sich die Wirkungsgrade von über 80 % auf eine definierte Last und Voltage beziehen.

um halbweges in richtige Drehzahl zu kommen braucht man ja am besten für so ein grosses Modell speizifische Drehzahlen die sehr niedrig sind. Also Motoren unter 300 K/v. Dann sind wir bei Aussenläufern in einer Leistungsklasse von KW.

Die arbeiten dann aber im Scalemodel wo nur 100 Watt gebraucht werden auch mit Wirkungsgraden um 50 %.

nehme ich kleinere Motoren mit weniger Leistung und korrigiere die zu hohe spezifische Drehzahl über Trimmung wird es auch nicht besser. Da müste ich schon Industriemotoren einsetzen die nicht auf einen Arbeitspunkt von 30 - 70 A optimiert sind sondern auf 5 A -10 A um auf Traumwirkungsgrade zu kommen.

Die Maimalwertangaben bei solchen Modellen sind deutlich weniger wert als das Papier auf das sie gedruckt werden, wenn der Motor nicht gut passt.

da die Motoren mit integriertem Kühler nun auch nicht warm werden, kann man sich halt auch für einen Kleinen Aussenläufer mit unkultivierterem Lauf entscheiden . Nur mit 80 % Wirkungsgrad, das muss man halt vergessen.

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Ralph Cornell

Hallo, Hanjo!

Du hast mit Deiner Analyse natürlich recht. Ein kultiviertes Laufverhalten ist von solchen Motoren nur unter der Voraussetzung von guter Abstimmung von Motor, Schraube und Regler zu erwarten. Ich kenne die Problematik vor allem aus dem Bereich Modellflug, wo es ja besonders darauf ankommt. Ich will euch hier nicht mit seitenweisen Polarendarstellungen langweilen - die haben schon ihren Stellenwert, aber nicht gerade hier. Ich will hier auch nicht mit meinen Lösungsansätzen hausieren gehen - die meisten drehen sich um die Verwendung von Verstellpropellern. Übrigens, mich würde mal interessieren, ob es schon mal Versuche in dieser Richtung (verstellbare Schiffsschrauben) gegeben hat.

Mich treibt eher die Notwendigkeit, mit Abwärme umzugehen, um. Ich habe noch einen alten Kahn, der mit Bürstenmotoren ausgerüstet ist, und bei dem hatte ich in der Tat große Probleme. Das führte in einem Fall so weit,

daß bei zwei Motoren der hintere Lagerschild und die ebenfalls aus Kunststoff bestehende Motorhalterung schmolzen.

Ich habe mir damit beholfen, auf die Wellenkupplungen Lüfterräder auzukleben - im Prinzip solche Dinger wie auf den Weihnachtspyramiden. Das funktioniert bisher ganz gut... Aber wenn mir wieder einer von den Dingern durchschmort, fliegen die erbarmungslos raus, und dfür kommen BL-Motoren rein!

Ralph

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Wenn bei einem Motor das Lagerschild schmilzt, dann wird er einfach völlig ausserhalb jeglicher Spezifikation betrieben :mrgreen:

Also entweder völlig falsche Abstimmung von Motor und Prop oder der Motor ist einfach zu klein.

 

Faktisch gibt es einfach im Modellbaubereich kaum geeignete Brushless für Modelle in denen solche Motoren wie oben beschrieben eingesetzt werden.

Nen 50er Aussenläufer mit 300kv und 4A Leerlaufstrom verliert da halt mal grundsätzlich gegen einen Bühler, der unter Vollast 3A zieht und bei dem man falls es drauf ankommt auch mal die Umdrehungen per Auge zählen kann.

Wenn wir von gemütlichen Scaleschiffen < 50kg reden, sind unsensored Modellbau-BL einfach overpowered und bieten eigentlich keinerlei realistischen Vorteil.

Alles was deutlich schneller oder schwerer ist, ist eine ganz andere Nummer.

 

 

@ Manfred:

was genau hast du umgebaut? Das vordere "Lagerschild" abgezogen und abgedreht?

Gibt´s dazu Bilder?

Sieht nämlich interessant aus.

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Klaus Mahrarenz, hätte jetzt wieder die Industrie Brushless zu Hand die passen besser, wenn einem jemand den Steller dazu baut.

Also ich schliesse nicht aus, ich heite in vielen Fällen auch wie Ralph zum Brushless greifen würde. Aber dann mehr um die Staberhuk zwischendurch mal in die Halbgleiterfahrt zu zwingen:D:D

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Noch einige Worte zum Umrichter:

 

Aus den drei Sensor-Signalen, einem Richtungs- und einem PWM-Signal (letztere beiden wie beim DC-Motor) läßt sich mit wenigen Gatterfunktionen die Signale zur Ansteuerung der sechs Transistoren im Umrichter erzeugen.

Notwendige Bauteile für die Gatter:

1x 4070 (4fach exor)

1x 4069 (6fach inverter)

1x 4011 (4fach Nand)

1x 4075 oder 4025 ( 3fach OR oder NOR)

ferner die Transistortreiber.

Für dir unteren Schalter nehme ich die MIC4417, für die oberen Schalter isolierte Treiberkoppler wie den SI8220 von SiliconLabs. Getaktet werden zum Drehzahlstellen die oberen Schalter.

 

Das Bild zeigt zwei Umrichter für ein Hausboot, die kleinen Platinen (35x16mm) erzeugen aus dem Empfänersignal die PWM und das Richtungssignal und sind normale DC-Steller(Fahrreagler) die ihrer eigentlichen Endstufe beraubt sind.

 

Gruß Klaus

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Hallo

 

Warum nicht BL-Motoren? Der Wirkungsgrad liegt da bei ca. 80%, und Kühlprobleme treten da kaum auf... Ich meine, bei Außenläufern. Mit Innenläufern habe ich weniger Erfahrungen, aber die werden ja wohl vorwiegend von Rennbootfahrern genutzt. Die gibt's auch mit Wasserkühlung.

Außer bei meinen ganz alten Booten nutze ich jetzt fast nur BL-Außenläufermotore. Mir gefällt an denen das hohe Drehmoment ohne Getriebe.

 

- Erstens kenne ich mich mit den BL-Dingern nicht aus und "wat der Buer nich kennt, dat......".

- Zweitens ist der von mir beschriebene Motor für 2,- bis 5,- Euro zu ersteigern.

- Drittens sind von diesem Motor auf der Herstellerseite (siehe Link) echte technische Angaben zu finden.

- Viertens kann ich mir für einen solchen Motor den Fahtsteller selber bauen.

- Fünftens gibt es viele Modellbauer die nach einem "besseren" Ersatz für die alten MARX Decaperm bzw Hectoperm Motore suchen.

- Sechstens hat der Bühler Motor bereits einen sehr wirksamen Lüfter zur Kühlung.

- Siebtens .....

 

Wenn bei einem Motor das Lagerschild schmilzt, dann wird er einfach völlig ausserhalb jeglicher Spezifikation betrieben

Also entweder völlig falsche Abstimmung von Motor und Prop oder der Motor ist einfach zu klein.

 

@ Manfred:

was genau hast du umgebaut? Das vordere "Lagerschild" abgezogen und abgedreht?

Gibt´s dazu Bilder?

Sieht nämlich interessant aus.

 

So ist es, oder der Motor ist nicht für einen Dauerbetrieb ausgelegt. (Siehe oben bei dem Motor von Pollin, der bereits im Leerlauf nach kurzer Zeit sehr heiss wird.

 

Genau so habe ich es gemacht. Bilder sind oben bereits eingestellt. Hier nochmals einige vom umgebauten Lagerschild:

 

 

Aber sag noch was zum Regler/Steller. Ansonsten ja, da hat man dann Auch die ßwirkungsgrade die man beim Akku merkt, und nicht die man hätte, wenn man würde.

 

:Bahnhof:

 

 

Noch einige Worte zum Umrichter:

 

Aus den drei Sensor-Signalen, einem Richtungs- und einem PWM-Signal (letztere beiden wie beim DC-Motor) läßt sich mit wenigen Gatterfunktionen die Signale zur Ansteuerung der sechs Transistoren im Umrichter erzeugen.

Notwendige Bauteile für die Gatter:

1x 4070 (4fach exor)

1x 4069 (6fach inverter)

1x 4011 (4fach Nand)

1x 4075 oder 4025 ( 3fach OR oder NOR)

ferner die Transistortreiber.

Für dir unteren Schalter nehme ich die MIC4417, für die oberen Schalter isolierte Treiberkoppler wie den SI8220 von SiliconLabs. Getaktet werden zum Drehzahlstellen die oberen Schalter.

 

Das Bild zeigt zwei Umrichter für ein Hausboot, die kleinen Platinen (35x16mm) erzeugen aus dem Empfänersignal die PWM und das Richtungssignal und sind normale DC-Steller(Fahrreagler) die ihrer eigentlichen Endstufe beraubt sind.

 

Gruß Klaus

 

:Bahnhof::Bahnhof::Bahnhof:

 

 

Hier die Fotos zum Umbau:

 

- Motor im Lieferzustand mit dem "komischen Flansch bzw. Lagerschild".

- Flansch ausgebaut und abgesägt.

- Fertiger, abgedrehter Flansch / Lagerschild von innen und aussen.

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Hallo,

mein Kommentar sollte den Hinweis geben, daß jemand, der ein wenig Erfahrung mit Logikfunktionen hat, leicht einen entsprechenden Umrichter bauen kann.

Hanjos Kommentar sollte heißen:

Bei 100W Abgabe zieht der Bühler 160W, um den gleichen Betriebspunkt (Drehzahl 100W Abgabe) sollte der Papst 36V bekommen. Dann läuft der mit 85% und zieht 119W (36V 3,3A).

Bei gleicher Akkuenergie (Gewicht) läuft der Papst bei gleicher Abgabeleistung des Motors 34% länger.

 

Nebenbei bemerkt kann ich mir kaum vorstellen, das der vorgestellte Bühler 60W Verluste länger als 15min überlebt. Der Motor ist außen zwer noch nicht heiß, aber die Wicklungsisolation wird trotz Kühllüfter schon schwarz sein und stinken. Und selbigen Geruch kenne ich beruflich zu gut.

 

Gruß Klaus

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Nur zur Info:

 

Der 12V Hectoperm hat eine Drehzahlkonstante von 500U/Vmin bei einem Ankerwiderstand von 0,75 Ohm, Gewicht 600gr. Dieser Motor liegt trotz des Gewicht eine Klasse drunter, vom 12V Decaperm mit 817U/Vmin und 0,87 Ohm gar nicht zu sprechen.

Ich hatte mir auf einer Hannover Messe Ende der 70er vom Marx-Lüders-Stand ein Datenbuch geholt und selbiges hüte ich mit Sorgfalt.

 

Gruß Klaus

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Ralph Cornell

Ich weiß auch nicht genau, warum die Dinger so heiß geworden sind. Aber ich gebe zu, daß ich sie über längere Zeit im Teillastbereich betrieben habe.

Kann sein, daß die Abstimmung mit der Schraube nicht stimmte, kann auch sein, daß Algen die Schraube verklemmt oder gebremst haben. Kann sogar sein, daß ich zu viel Fett in den Wellentunnel gedrückt hatte!

Ich nehme heute statt der Kunststoffschraube eine Messingschraube, und kühle zusätzlich mit dem erwähnten Lüfterrad. Bisher läuft's.

Frohes Fest!

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also auch wenn die Antworten jetzt etwas durcheinanderkommen, möchte ich gerne noch mal auf die Ausgangsfrage zurückkommen.

 

Das Massstabsgewicht wäre gerade mal knapp 10 kg. Dann würde das Boot für Rumpfgeschwingigkeit um die 30 Watt an der Welle brauchen. Also selbst kleinere Bühler würden reichen, wenn die Props nicht zu gross werden.

 

Nun läuft das Boot aber im Original Halbgleiterfahrt mit doppelter Rumpfgeschwindigkeit. Wenn ich hier mal von 25 Watt je kg ausgehe, brauchen wir dann 250 Watt auf der Welle und höhere Drehzahlen.

 

Kontrollblick auf das Original: Masstäblich runtergerechnet hat das Original 225 Watt.

 

Klartext. Ich würde das Setup überdenken und enen Halbgeiter Konzipieren.

Dann sind handelsübliche Aussenläufer auch nicht mehr unlogisch.

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Richtig zerschmolzen habe ich am Anfang eigentlich nur einmal ein Lagerschild im Duoperm 60(lang). Einen Kunststoff auch noch Thermoplast zu nehmen, der nur 80-100°C dauerfest ist, war von Marx von Anfang an schon Pfusch. Schon damals gab es glasfasergefüllte Duroplaste für Spritzgußverarbeitung, die über 130°C dauerhaft hielten. Das wäre bei den schon damals hohen Preisen nicht wirklich aufgefallen.

 

Gruß Klaus

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Hallo,

aus Manfreds Parallelthread macht ein Motor mit 120W-Wellenleistung @ ca 3200U/min auf einen 60er Prop schon Sinn, paßt optimal zum Modell. Ein Außenläufer-Modell_BL halte ich wegen der Drehzahl für wenig sinnvoll, alleine schon wegen der mangelhaften Steuerbarkeit bei geringen Drehzahlen. Ferner habe ich noch keinen mit eine Drehzahlkonstante von 150 bzw 300 gesehen

 

Gruß Klaus

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Ralph Cornell
Klartext. Ich würde das Setup überdenken und enen Halbgeiter Konzipieren.

Dann sind handelsübliche Aussenläufer auch nicht mehr unlogisch.

Ungefähr das hatte ich im Hinterkpf, als ich BL-Motoren für etwas größere Schiffe vorschlug. Manchmal möchte man doch richtig Gas geben. Ihr kennt das ja von Zuschauern am Teich (besonders Kindern); "Wie schnell kann der fahren?" Macht Eindruck, wenn man maßstabsmäßig die ganze Zeit gemütlich dahin gegondelt ist, und auf eine solche Frage hin mal richtig auf die Tube drückt.
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Klaus da gebe ich Dir nicht recht. Die Motorisierung ist dann genauso wenig Scale wie die Geschwindigkeit.

 

Realistisches Full-speed Fahrbild dürfte bei 10 bis 15 km/h liegen. Dies sind bei 60 er Raboesch eher 4000-5000 u/min. Also etwas unter 400 k/v was etwas völlig normales für Aussenläufer Baugrösse 4030 ist. Und genau die Grösse wäre auch für längere Vollgasphasen üppig dimensioniert aber passend.

Ich habe eine Axi dieser Baugrösse in einem cabin Cruiser in Betrieb.

Verdrängerfahrt geht schon ohne Probleme. Nur bei ultralangsamen Hafenmanövern sind wegen des grossen Props Ruckler tatsächlich spürbar.

 

Ich glaube schon, dass das gesensort noch mehr Spass macht, wenn man den passenden Steller hat.

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Ralph Cornell

Ein Außenläufer-Modell_BL halte ich wegen der Drehzahl für wenig sinnvoll, alleine schon wegen der mangelhaften Steuerbarkeit bei geringen Drehzahlen. Ferner habe ich noch keinen mit eine Drehzahlkonstante von 150 bzw 300 gesehen

Ich weiß nicht, ob das die Rolle spielt. Es soll doch ein größeres Schiff sein, das wir angenommen haben, nicht? Da braucht's lange, ehe sich ein etwas ruckliges Anlaufverhalten auf den Rumpf auswirkt. Und:

Ich benutze in meinem kleinen Schnellboot 2 billige Dymond-Motoren und Robbe-Roxxy BL-Control Regler aus der 900'er Serie im Marine-Modus. Und man kann beim Anlaufen die Umdrehungen fast mitzählen.

Ralph

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Ralph Cornell

:bäh:

Mit der Programmierbox richtig eingestellt, kannst du dem Prop - unter Last - beim drehen zusehen.

Siehste! Und genau das habe ich gemacht. Richtige Polzahl eingegeben, richtigen Winkel auch, und schon flutscht die Sache. Ich würde gar nichts mehr anderes nehmen wollen.

Habe jetzt auch was ziemlich verrücktes gemacht: In meinen neugebauten NEPTUN (Robbe) einen 30 A-Motor mit 35 A-Regler eingebaut. Ist natürlich Irrsinn - bei ³/4 Leistung ist mein Achterdeck praktisch unter Wasser. Aber:

Ich will mir im Sommer einen Gag erlauben; mich von dem Dingelchen in einem kleinen Badeboot ziehen lassen. Da kann ich diese Irrsinnsleistung dann doch gebrauchen, da der NEPTUN bei einem derart dicken Brocken im Schlepp eben doch nur langsame Fahrt macht.

Ralph

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Ja ich meine auch wie Klaus ca 400 Gramm (axi 4130 = 409Gramm beispielsweise) .Da Robbe statt Paketmass Rotor oder Stator, die Gehäusemasse

inkl. Schilde für die Motorbezeichnung nimmt, sind da die Bezeichnungen deutlich höhere Zahlenwerte. Komischerweise nehmen sie bei Innenläufer wiederum die Magnetlänge des Rotors.

Also ich würde für jemanden der sorgenfrei auch lange Vollgasphasen will also auch die 400 Gramm Klasse nehmen.

Edited by Hanjo
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Hallo

 

Bei einem grossen Boot kann es manchmal sinnvoll sein die Motore zu untersetzen, dann fällt auch bei Brushless Motoren der Regelbereich nicht auf.

1:4 oder 1:3 sollten hier gute Untersetzungen sein, dann kann man auch preiswertere höher drehende Motore einsetzen.

 

Viele Grüsse

Gabi

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