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Die "Powerpyros"

© dr. ralph okon 18.06.2009

Lange (18 Monate) bevor die Firma Kontronik ihren Pyro - "black edition" auf den Markt gebracht entstand die folgende Seite.
Gewisse Parallelen des b.e. zum hier gezeigten sind nicht zufällig!

Denn jeden "normalen" Pyro kann man mit wenig Aufwand und etwas Geschick zum quasi "Black Edition" oder auch darüber hinaus aufwerten.

Aus den Umwickelversuchen am Pyro von Kontronik ist mittlerweile eine ganze Motorenfamilie entstanden.
Begünstigt wurde das dadurch, dass die Pyros von Klontronik wirklich sehr gute Gene mitbringen und auch sehr demontage- und umwickelfreundlich aufgebaut sind.

Wesentliches Kriterium für die Bewertung der Umbauwürdigkeit eines Pyro ist die Blechzahl im Statorpaket:
Der 30mm hohe Stapel des 30-12 bzw. des Pyro 700 sollte mindestens 300 Bleche enthalten.
Sind es deutlich weniger, kann man den Umbau vergessen und das Ding besser in die Tonne werfen.
Diese Blechstapel stammen aus einer Zeit, wo es massive Qualitätsprobleme beim Stanzen gab. Bei ihnen ist stets die n spez deutlich zu hoch und die durchsetzbare Leistung ist signifikant kleiner.

Vom Werk her wird der Pyro 30-12 mit 6 Windungen 1,06mm dickem Kupferdraht in der sogenannten "verteilten LRK-Bewicklung" ausgeliefert.

Der Motorcode lautet also 12N10P 6x1,06D.

Der neuere, aber identisch aufgebaute Pyro 700 hat in der Regel qualitativ höherwertige Bleche und kommt daher für die gleiche n spez. mit einer Windung weniger aus.
Sein Motorcode lautet 6+5x1,06D.

Die Ausführung der Werksbewicklung ist ästhetisch und vor allem kühlungstechnisch als deutlich suboptimal einzustufen.

Um sich an den Innereien des Motors vergehen zu können, muss man lediglich 2 Imbusschrauben (mit geeignetem Werkzeug!!!!) lösen.
Zuerst den Stellring aussen auf der Welle, um die Glocke abziehen zu können und dann diese "Statorhalteschraube".

Der Motor ist komplett demontiert.
Dann kann man den Stator abwickeln.
Dass man dabei vorsichtig zu Werke gehen sollte, um die Beschichtung vor allem auf den Ecken der Hammerköpfe nicht zu beschädigen, versteht sich wohl von selbst.
Alle im folgenden gezeigten Varianten habe ich mit der D-Spezialwicklung in kleinen Gruppen ausgeführt.
Diese ist optimal geeignet und reduziert den Korrekturaufwand deutlich, wenn man sich doch mal einen Fehler eingefangen haben sollte.
Nach einigen Versuchen haben sich die im folgenden vorgestellten Bewicklungen als sinnvoll herauskristalliert.

Pyro 30-12 mit 6x1,12D
Eine milde Vergrößerung des Kupferquerschnitts um 10% und die im Vergleich zur oben gezeigten Werkswicklung sauber gestaltete einlagige Bewicklung macht den Motor etwas leistungsfähiger und schafft deutlich bessere Arbeitsbedingungen für den in den Glockenboden integrierten Radiallüfter.

Pyro 30-12 mit 6x1,18D

Bei dieser Wicklung ist der Kupferquerschnitt um 25% gegenüber der Werkswicklung gesteigert.
Zugleich stellt diese bewicklung die optimale variante für eine einlagige Wicklungsausführung am 6+6 dar.
Belastbarkeit und Drehzahlsteifigkeit sind merkbar gesteigert.

Pyro 30-12 mit 6x1,25D

Hier steht die deutliche Leistungssteigerung im Vordergrund.
Da Kupfer wiegt, ist diese Ausführung bereits ca. 15g schwerer, als die Serienwicklung. Die mit dieser Bewicklung generierbaren Kräfte bringen den Pyro an die grenzen seiner gegenwärtigen mechanischen Belastbarkeit.

Der Pyro 30-12 mit 6x1,32D

Ein Leistungsmonster und absolut grenzwertig.

Noch mehr kann dieser später entstandene Powerpyro.
Er hat eine 7+7 x 1,25er Wicklung. Sie ist in YY verschaltet und hat eine spezifische drehzahl von nur knapp über 500.
Die Belastbarkeit liegt nochmal ca. 10-15% über der 6x1,32D - Bewicklung.
Das ist eine 6+7 x 1,25er Wicklung. sie hat eine spezifische Drehzahl von knapp über 500/V.
Diese Wicklung ist mit 7+7 x 1,18 ausgeführt und ist damit eine powervariante des pyro 30-14.
Ein Pyro 30-10 (1,4) für 10S.
Auch hier muss sich zeigen, ob bei gleicher Drehzahl am Arbeitspunkt die negativen Effekte durch die bei gleicher Leistung höheren Ströme oder die positiven durch die wegfallende Masse 2er zellen überwiegen.
Der Pyro 30-11.

Aufgrund der aktuell wieder besseren Blechqualitat ist die 6+5 D bewicklung der aktuelle Standard am Pyro, der jetzt unter dem Namen 700-52 vertrieben wird. Hier wurde eine 5+6 x 1,4mm Wicklung im Dreieck verschaltet.

Zusatz 2011:
Genau die hier gezeigte in 2009(!) entstandene Wicklung wird von Kontronik inzwischen als das "non + ultra" = Pyro Black Edition verkauft, obwohl man von Herstellerseite derlei Bewicklungstuning lange Zeit als total unsinnige Spinnerei abgetan hat.

Nachtrag 2012:
Die neueste Bewicklungsvariante .
Diese 3+3 Windungen mit 2,2x1,4 = 3,08mm2 Flachdraht steigern den Füllgrad nochmals.
Jetzt liegen 18,48mm2 in jedem slot.
Das sieht sehr eindrucksvoll aus, und wirklich: es liegt nochmal 7,5% mehr Kupfer als beim 7+7x1,25YY im slot!!!(17,18mm2)
Die n spez liegt sternverschaltet bei ca. 560rpm/V am Jive.

Bei einem günstigeren "Geometriefaktor" des Flachdrahtes ist dieses Ergebnis sicher noch zu überbieten.

Wie bei dieser Studie. Hier sind es 3+3 Windungen mit 2,2 x 1,6 Flachdraht.

Allerdings nützt das eigentlich alles nix mehr:
Der Punkt, wo die positiven Effekte durch die weitere Senkung der Ohmschen Verluste via Querschnittssteigerung durch andere, negative Effekte mehr als überwogen werden, ist bei so einer Wicklung längst überschritten.

Die Mechanik wird bei solchen Umbauten natürlich extrem gefordert und schnell überfordert.
In Testlogs wurden Peaks von 44V und 175A aufgezeichnet. 7,7kW Peakleistung sind halt ein ganzer Haufen Holz für einen 415g Motor.
Ohne zusätzliche Stabilisierungsmaßnahmen kann es sehr schnell zur Zerstörung des Motors kommen.
Damit ist z.B. dieses zusätzliche Stabilisierungslager gemeint.
Es hat sich bei diversen tests gezeigt, dass es sehr hilfreich ist, wenn man sich diesen Anblick ersparen will.
Das gezeigte ist die Folge von Schwingungen in der den vom 1,25er und 1,32 generierbaren Kräften nicht mehr gewachsenen nur 6mm dünnen Motorwelle.
An dieser Stelle möchte ich aber auch nochmal drauf hinweisen: die Motormechanik wurde für die 1,06er bewicklung konstruiert - dafür ist sie allemal gut!
Dass sie bei derartigen Extremumbauten versagt, ist absolut normal.

Sicher ist "abseits" eingebaute das 3. Lager kein sauberer Maschinenbau und eine Krücke.
aber es hilft....

. Ich habe versucht, den Motor durch eine hinreichend stabile 8/6er Welle und entsprechend kräftige Lager zu stabilisieren.
Da sah dann so aus.

Mechanisch unsauber könnte man alternativ natürlich an die Stelle des Stellringes ein drittes Lager für die 6er Welle einsetzen und per schulterlager"ähnlicher" (die Lager sind nicht gleichgroß) Konstruktion die Auslenkung der dünnen Welle zwischen den Lagern reduzieren.

Die beiden Lagersitze wurden auf 14mm für MR 148ZZ ausgedreht.
Die M2 statorsicherungsschraube rückt als Stiftschraube unter das Lager.
Leider haben diese Lager nur sehr kleine Kugeln und sind nicht wirklich belastbarer.
Die Welle stammt vom Skorpion HK4035 und steckt mit dem abgesetzte 6er Ende im Glockenboden.

Hier wurde der komplette Umbau gewagt:
Die Glockenbohrung wurde nach sorgfältigem Einmessen auf 8mm ausgedreht. So war kann ein kleines Ritzel mit 6er Bohrung angebaut werden.

Fazit:

da die veränderungen in den leistungskurven dem normaluser wenig sagen, beschränke ich mich hier mal auf kurze zitate diverser (erfahrener) tester:

".....Ich bin heute seit langer Zeit mal wieder einen normalen Pyro geflogen. Das ist wie eine Rotorwelle aus Gummi oder ein kaputter Akku ;-)..."

"....Dein Motor ist ne Wucht. Ich habe zwischen zwei Regenschauern schnell zwei Akkus durchgehauen.
Getriebe hat auch noch gehalten, allerdings will ich es nicht überstrapazieren.
Der Motor zieht einfach gnadenlos durch, wo er vorher doch deutlich eingebrochen ist.
Ich glaube, dass mehr Leistung kaum noch Sinn macht, da man hier beim Hubschrauber doch auf physikalische Grenzen stößt....."

"....der Motor läuft wunderbar, mit der Leistung aber kommt ein neues Problem.
Meine Getriebe geben eins nach dem anderen auf.
Ich habe nun mal etwas genauer untersucht warum und siehe da, unter Last biegt sich die Welle des Pyros um 1.2mm !!!! am Wellenende und entspannt so den Riemen, der dann natürlich früher abhebt und nicht mehr richtig zieht..... "

"......Ich war heute mit dem von Dir gewickelten Pyro fliegen.
Wie schon am anderen Regler fiels mit auch am Powerpyro auf, dass der ich mit dem 1.25er Pyro mit einem 20er Ritzel bei 1850 lande während ich mit dem Standartpyro mit 18er Ritzel bei 1950 liege, jeweils im Helimode bei 60% Regleröffnung, darüber hat der Regler im Helimode nicht mehr genug Reserve zum nachregeln .
Was aber auffällt ist, dass Dein Motor deutlich weniger einbricht. Im Log sieht man jetzt Phasen von 2-3s mit über 4 kW. Das ist für einen Eheli der XXX Größe echt viel. Die kurzen Lastspitzen liegen sogar bei fast 6 kW!...."

Mein spezieller Dank gilt all jenen, die mir ihre (ziemlich teuren) Motoren für meine Basteleien "ausgeliefert" haben, ohne irgendeine Garantie hinsichtlich des Ergebnisses zu haben!

Zum Thema "Garantie" bin noch ein letzter Hinweis:
Natürlich erlöschen mit derartigen Umbauten jegliche Ansprüche an den Hersteller.
Man wird dort im Service ziemlich schnell erkennen, dass derartige Bewicklungen nicht aus dem eigenen Hause stammen!!!