Wirkungsgrad-Rechner

Was kostet eine Einstellung an Wirkungsgrad, und wie viel Amplitude ist das? Ausgangspunkt ist unser eingestelltes Modell (Soll, Werkstattregel ⅛/¼). Gerechnet nach dem Verlustmodell von Wirthle und Röseler, quasistatisch, also ohne Stöße, Trägheit und Öl.

So liest man den Rechner: Belastbar sind die Unterschiede zwischen den Einstellungen. Die absoluten Grad der Amplitude ruhen auf Annahmen (Moment am Ankerrad, Gütefaktor, Trägheitsmoment der Unruh), die unten offen stehen.

Varianten:

Lernaufgabe:

Reibwert µ Ruhetiefe Verlorener Weg Gabelluft Fall

Wohin die Arbeit des Ankerrads geht

Anteile an der Arbeit des Ankerrads je Halbschwingung (halbe Teilung, 12° Radwinkel). „Eingang“ ist die Halbschwingung, in der die Eingangspalette auslöst und hebt; ihr Fall endet auf der Ausgangspalette. Gleitreibung der Hebung = (1 − η_H)·(1 − V_Fall − V_Spiele), so verknüpft Röselers Gleichung 3-25 die Posten.

Zahlen als Tabelle

Kennlinien über dem Ankerweg

Eingang löst aus

Ausgang löst aus

Alle gerechneten Varianten

Jede Zeile ist ein eigener Lauf des Simulators mit den Originalformen. Paletten und Stifte verändern immer mehrere Größen zugleich. Zeile antippen, um sie zu laden.

Einstellung

Annahmen und Rechenweg

Moment am Ankerrad Annahme nach Eisenegger, Aufgabe 29; Spanne ±50 %. Ändert nur die Amplitude, nicht den Wirkungsgrad. Gütefaktor Q Regler 150 bis 280, so weit reichen die Gütefaktoren im Artikel; 224 aus der Beispielrechnung A. Räderwerk beim Rücklauf η_W Radstufen, die beim Auslösen rückwärts gedreht werden, bis der Rücklauf elastisch aufgefangen wird (Röseler zu Gl. 3-29).

Rechnung: 2D-Simulator mit den Originalformen unseres Modells, eine volle Schwingung je Variante, quasistatisch. Verlustmodell nach Wirthle, weitergeführt von Röseler (Dissertation TU Dresden 2015, Gl. 3-25 bis 3-32); Annahmen nach Eisenegger, „Uhrenkonstruktion“, Aufgabe 29; Zapfenspiel nach Berner. Zwischenwerte des Reibwerts sind mit demselben Verfahren gerechnet, nicht geschätzt.