Berechnung von Konuspassungen

[ FMSO.DE - Fahren mit Salatöl (deutsch) ]

Geschrieben von huebi am 30. Oktober 2017 11:20:50:

Als Antwort auf: Re: OT: Berechnung von Konuspassungen - Jo, Dominik und Experten vor ! geschrieben von Rhanie am 30. Oktober 2017 09:31:30:

>Moin Werner,
>Ersma was spricht dagegen das du in das Alu ne Nut für die Scheibenfeder reinfeilst?

Hier spricht die Kerbwirkung der Nut ganz klar dagegen. Ich habe schon so einige Kurbelwellen gesehen, die einen Dauerbruch direkt am Beginn der Passfedernut auf der dem Motor zugewandten Seite hatten. Seltener, kommt aber auch vor, das die Kurbelwelle weiter hinten zum Motor direkt am Beginn der (Stahl-)Nabe des Rades abgebrochen ist.

Die Passfeder wird auf Abscheren beansprucht und kann nicht einmal ansatzweise die auftretenden Kraefte uebertragen. Die Passfeder hat einzig und allein den Zweck, dass das Schwungrad definiert zum Drehwinkel der Kurbelwelle auf selbiger positioniert wird.
Hier soll aber nur Kraft uebertragen und keine Zuendung gesteuert werden, womit sich die schwaechende Passfedernut in der Nabe eruebrigt.


Fuer die Neukonstruktion ist mir der folgende, einfache und pragmatische Weg eingefallen:

Ich gehe davon aus, dass das originale Riemenrad eine Nabe aus Stahl hat.
Dieses wuerde ich nun mit 10 Nm mit viel MOS2-Fett an allen Wirkflaechen der Schraubenverbindung anziehen.
Damit ist noch keine nennenswerte Vorspannung aufgebaut, gleichzeitig sitzt die Nabe aber sicher spielfrei auf der Kurbelwelle.
Nun mit der Fuehlerlehre den Abstand der Stifte zum Motorlager gemessen.
Nehmen wir an, dass hier jetzt 0,7 mm gemessen werden.
0,5 mm sind der Sollabstand, so dass nun noch 0,2 mm "Vorspannung" fehlen.
Der E-Modul von Aluminium betraegt etwa 1/3 des Wertes von Stahl.
Wenn die Nabe aus Aluminium gefertigt ist, muss fuer die gleiche "Vorspannung" das Aluminium drei mal so stark verformt werden.
Das bedeutet, dass die Nabe mit 10 Nm Setzdrehmoment vorgespannt wird und danach noch 3 x 0,2 mm, also 0,6 mm, weiter zum Motor geschoben werden muss.
Dann ist die gleiche Klemmkraft wie bei der Stahlnabe mit 0,2 mm erreicht.
Vorausgesetzt, dass die Aluminiumnabe die gleiche Aussengeometrie wie die Stahlnabe hat.

Der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl ist 0,2 und von Stahl auf Aluminium 0,19 ( https://de.wikipedia.org/wiki/Reibungskoeffizient#Haftreibungszahlen ). Der Unterschied ist so klein, dass ich den einfach vernachlaessige.

Wichtiger sind mir eine perfekte geometrische Passung der Kegel zueinander und glatte, also am besten geschliffene Oberflaechen.
Mit vertretbarem Aufwand laesst sich der Kegel im Aluminium mit einer ausreichend geringen Rautiefe auch auf der Drehbank fertigen.
Eine Kegelreibahle wuerde ich wegen des vollflaechigen Schnitts und der damit verbundenen hohen Rautiefe eher nicht nehmen.

Ich wuerde stattdessen die Nabe zuerst an einem Versuchsstueck drehen und dabei mit Touschierpaste - ein Edding reicht auch - den Support passend einstellen. Danach dann das Zahnriemenrad bearbeiten.

Den Aussendurchmesser der Nabe wuerde ich auf der Motorseite etwas schlanker auslaufen lassen, um die Kerbwirkung zu minimieren. Das Drehmoment der Kurbelwelle kann zu Drehbewegungen der Teile zueinander fuehren, welchem durch die "weichere" Ausfuehrung der Nabe auf der Motorseite etwas begegnet werden kann. Die Nabe sollte die komplette Kegelflaeche der Kurbelwelle sicher abdecken , um moeglichst viel Flaeche zur Kraftuebertragung zur Verfuegung zu haben.

Bei sorgfaeltiger Arbeit sehe ich kein Problem darin, die Nabe gefertigt zu bekommen. Wichtig ist dann bei der Montage den axialen Weg der Kegel zueinander ausreichend gross zu waehlen, so dass die Haltekraefte wieder gross genug sind.


Viele Gruesse,
huebi

Wie lesenswert findest Du diesen Beitrag?                 Info zur Bewertung


Antworten:

[ FMSO.DE - Fahren mit Salatöl (deutsch) ]