Welle wuchten

[manni]

Habe mir eben nochmal auf der Seite des sck die wuchtvorrichtung für die kurbelwelle angesehen.

Zwei Fragen

1.

warum baut man so einen riesigen apparat und steckt die welle nicht einfach in zwei kulu-lager. habe das eben ausprobiert und finde, dass es ganz gut geklappt hat. kann es sein, dass das sogar besser geht, da nicht diese 4 großen scheiben bewegt werden müssen ? tja, ist nur eine Überlegung. was sagt ihr dazu?

2.

was haben die leute, die ihre welle auf diese weise gewuchtet haben ( statisch ) für erfahrungen gemacht? war es hinterher besser?

3.

habe gelesen, daß eine welle immer nur für einen drehzahlbereich optimal ausgewuchtet werden kann. wovon hängt der ensprechende drehzahlbereich ab?

fragen über fragen

gruß manni

[gertax]

zu 1. weiß ich auch nicht, habs auch schon mal so und mal so gemacht, eigentlich reicht ein KW Lager im Motorgehäuse aus, gleiches Ergebnis

zu 2. danach hatte ich wesentlich weniger Vibrationen und allgemein nen ruhigeren Motorlauf

zu 3. da müsste ich jetzt zuviel nachdenken :)

[manni]

zu Antwort 1 : Danke

zu Antwort 2 : Danke

zu Antwort 3 : Muß wohl jemand anderes für mich nachdenken

gruß manni

[gertax]

zu 3. denk doch mal selber nach? Ne, im Ernst, schlaf gleich ein, hab mir noch keine Gedanken darüber gemacht, hab da so ne Idee, aber wollt jetzt auf die Schnelle nichts Falsches sagen und es gibt bestimmt auch jemand hier ders dir genau sagen kann

PS.: gibt bestimmt im Internet Seiten auf denen du deinen Wissensdurst stillen kannst, dann aber hier posten :)

[manni]

zu 3 : is ja schon gut! schlaf gut!

gruß manni

[karoo]

Zu 3.: Das bezieht sich aufs dynamische Wuchten, das wir mit unseren Maschinchen wohl niemals hinkriegen werden... Die statische Wucht bleibt (soweit ich das bis jetzt weiss) über alle Drehzahllagen gleich, die dynamische verändert sich aber (wie der Name schon sagt).

Dynamisch wuchten kann man entweder mit vieeeeel Mathematik (und ich bezweifle dass das so genau wird) oder aber mit spezieller Vorrichtung.

Die müsste dann ungefähr so aussehen, dass die Kurbelwelle in ihren Lagern läuft komplett mit Lüfterrad, Kupplung und Kolben. Dann eben die Schwingungen messen und geeignete Gegenmassnahmen ergreifen. Ist aber aufwendig, schwer und deswegen auch so teuer!

[Daniela]

Zu 3: Wie schon erwähnt wird zwischen dynamischem und statischem Wuchten unterschieden. Idealerweise ist bei beiden Wuchtmethoden Kupplung und Lüfterrad montiert.

stat. Wuchten: Beim statischen Wuchten werden nur die Momente um die Rotationsachse im Ruhezustand ausgeglichen! Eine stat. gewuchtete Welle ist also für alle Drehzahlen unausgewuchtet!!! Dies gilt zumindest für runde Bauteile, die nach einem stat. Wuchtvorgang in keiner bestimmten Position zum Stopp kommen, aber an der KW finden wir ja dummerweise noch Pleuel und Kolben! Die KW wird dementsprechend so gewuchtet, dass sie in einer bestimmten Position stehenbleibt. Diese Position wird (prinzipiell) aus der Masse des Kolbens und einer angenommenen Beschleunigung bestimmt. Da die Beschleunigung von der Motordrehzahl abhängig ist, ist es so also möglich durch Festlegung einer bestimmten Ruheposition beim Wuchtvorgang die KW quasi für eine Drehzahl zu wuchten. Auf diese Weise werden allerdings nur Biegeschwingungen durch Momente um die Längsachse für eine Drehzahl minimiert, was noch lange keinen ruhigen Motorlauf zur Folge haben muss. Es können ja auch noch Momente um die Queraches vorhanden sein, welche nicht durch stat. Wuchten ausgeglichen werden können.

Die Drehzahl ist hier also indirekt durch die Ruhelage der KW festgelegt.

dyn. Wuchten: Hier werden auch die Momente ausgeglichen die durch die Fliehkräfte bei rotierender Welle entstehen. Die Fliehkräfte treten mit einem Abstand zur Kurbelwellenquerachse (liegt in der Mitte der KW parallel zu dem Wangen) auf, somit erzeugen sie ein Moment, welches die KW zu einer Taumelbewegung zwingt. Die Drehzahl für die die Welle ausgewuchtet ist, hängt nur von der an der Wuchtmaschine eingestellten Drehzahl ab, da sich die Kräfte (und somit auch die resultierenden Momente) mit der Drehzahl ändern kann nur für diese eine Drehzahl eine Auswuchtung erreicht werden. Idealerweise sollte die Wuchtdrehzahl im Breich der Nenndrehzahl des Motors liegen, damit möglichst hohe und häufig auftretende Momente kompensiert werden können.

Für eine optimale Wuchtung werden in der Praxis nicht der Kolben mit seinen Zubehörteilen, sondern sogenannte Meistergewichte verwendet, die die Masse des Kolbens darstellen.

Hier ist die Drehzahl also nur von der eingestellten Drehzahl an der Wuchtmaschine abhängig.

[manni]

zu.3 : hallo daniela. erstmal danke für deine ausführliche beantwortung. habe aber trotzdem noch eine frage. du schreibst, dass die drehzahl indirekt von der ruheposition der kw abhängt ; ist es denn nicht so, dass der bolzen der kurbelwelle in ruheposition genau senkrecht nach oben zeigen soll, so dass die masse der kw ein gegengewicht zur masse des kolbens bildet ? hängt die drehzahl denn gar nicht mit dieser masse zusammen ? Klähr mich bitte auf , ich raff das noch nicht so ganz.

gruß manni

[Daniela]

Es wird von den meisten Leuten gesagt, dass die optimale Position (für die Vespa Kurbelwellen) die ist, in der der Hubzapfen oben ist. Die Massen sollen sich ja ausgleichen, nur hat das schonmal wirklich jemand ausprobiert, ob der Motor nicht vielleicht etwas ruhiger läuft, wenn der Hubzapfen etwas nach rechts oder links versetzt ist? Die grössten Beschleunigungen treten schliesslich vor und nach den Totpunkten auf.

Das Problem ist ja auch, dass (wenn die optimale Position wirklich ein oben steheder Hubzapfen ist) man eigentlich mal genau ausrechnen müsste (abhängig von Kolbenmasse und Beschleunigung) wie gross das Gegengewicht sein muss. Weil sobald das Gegengewicht die gleiche Masse wie der Kolben hat, bleibt der Hubzapfen ja oben stehen. Vielleicht ist es aber bei den Betriebsdrehzahlen des Motors nötig das Gewicht noch etwas zu erhöhen, um so bei höheren Drehzahlen eine Auswuchtung zu erreichen.

Nochmal genau zum Thema Masse: beim dynamischen Wuchten wird die Drehzahl nur über die Wuchtmaschine eingestellt, die Auswuchtung selbst erfolgt natürlich über eine Massenänderung (Wuchtbohrungen oder Ausgleichsgewichte). Auf diese Masseänderungen hast du aber normalerweise keinen Einfluss, da sie von der Wuchtmaschine (eben abhängig von der eingestellten Drehzahl!!) vorgegeben werden.

Beim stat. Wuchten verhält es sich wie oben beschrieben, es muss abhängig von der Kolbenmasse und der Beschleunigung bei der angestrebten ausgewuchteten Drehzahl ein Gegengewicht berechnet werden. Wenn dieses (berechnete) Gegengewicht dann realisiert ist, wird die KW dann wahrscheinlich mit Hubzapfen oben (oder aber auch mit etwas Versatz) in einem Rollenbock zum liegen kommen. Aber wie gesagt, ich habe das noch nicht ausgerechnet, und mir ist auch (bei den Rollerfahrern) niemand bekannt der sich mal die Mühe gemacht hat!

[Max-Lou]

man, man, man is das alles aufwändig und kompliziert. ihr habt mich alle verunsichert ;) ich wollte ursprünglich auch meine welle wuchten, aber wenn ich mir das hier alles durchlese....

[Daniela]

Hey Max-Lou locker bleiben ;)

Was ich hier schreibe ist ja erstmal nur eine theoretische Betrachtung, wie es optimalerweise laufen sollte, und wie es auch im KFZ-Entwicklungsbereich üblich ist!

Bei unseren "High-End"-Motoren stehen die Chancen nicht schlecht, dass eine einfache, statische Wuchtung mit Hubzapfen oben halbwegs ausreicht. Vergessen sollte man aber auch nicht die schlechten Erfahrungen einiger Forum-Mitglieder mit nicht oder falsch ausgewuchteten Kurbelwellen ???

Ich weiss ja nicht, was du mit deiner Kurbelwelle vorhast, aber wenn du daran rumflext (Schamlippenwelle) würde ich das Teil einfach mal versuchen so auszureichten, dass in der Ruhelage der Hubzapfen oben ist. Vielleicht hast du ja Glücke, und die Sache läuft (war bei mir z.B. der Fall!)!

Wer nicht wagt, der nicht gewinnt :)

[Max-Lou]

@daniela alles klar, ich bleib cool ;)

nee, mal im ernst, ich wollte sie einfach "nur auswuchten", damit mein kleines baby ruhiger und besser läuft. als mir das im kopf schwebte, wußte ich nicht mal, daß es überhaupt zwei arten von Wuchtungsvorgängen gibt. ???

hat jemand zufällig ein paar bilder, damit ich mir das mal besser vorstellen kann?

[Daniela]

Wegen dem stat. Wuchten guck dir das mal auf der SCK-Page an!

Dyn. Wuchten kannste ja mal in eine Suchmaschine eingeben, oder in die gute alte Bücherei gehen. Die Maschinen sind meistens optisch nicht besonders interessant. Die die ich mal gesehen habe sah ähnlich aus wie eine CNC-Drehmaschine.

Wie gesagt, ich meine das stat. Wuchten halbwegs ausreichen müsste, falls man nicht zuviel nur an einer KW-Wange rumflext. Die Einzylinder-KW ist ja glücklicherweise recht kurz, weshalb leichte Unwuchten in der Wellenlängsachse (die nur durch dyn. Wuchten ausgeglichen werden können) kaum ins Gewicht fallen sollten.

[manni]

Hallo Daniela, danke nochmal für die Antworten. Ich denke ich werde die Welle demnächst mal so ausrichten, daß der Bolzen genau oben steht. Rein physikalisch ist das wahrscheinlich nicht optimal, aber schlechter als jetzt geht es fast schon nicht mehr.

Ich werde dann mal berichten, was ich für einen Eindruck habe.

gruß manni

[Max-Lou]

wie lautet denn die adresse vom sck?

[rouky]

Scooter Center Köln ;)

[Max-Lou]

mille gracie :)

[Lucifer]

Hi!

Möchte einerseits Daniela für ihre Ausführungen danken, andererseits ergänzen: Einzylinder sind nie vollständig auswuchtbar, da die Seitenmomente (Momente 2.Ordn.!)nicht wegzubekommen sind, das wäre nur im  Boxermotor möglich (=Sinn dieser sonst aufwendig bauenden Motoren!). Nach meinen Erfahrungen macht die statische Wuchtung "mit Pleuelauge oben" nicht viel Sinn, wie D. bereits ausführte. Habe damit mal so rumgespielt: Die Welle blieb nie exakt an gleicher Stelle im Wuchtblock liegen. Außerdem laufen alle mir bisher untergekommenen Wellen die etwas neben "Auge oben"  stehen blieben deutlich ruhiger, vorallem im oberen rpm-Bereich! Habe vor zig Jahren - eig. aus einem Mißgeschick heraus - den Bogen auf der Steuerwange aus der LHW gänzlich herausgeschnitten (wie heute bei "Schamlippenwelle" üblich): Ergebnis war wesenlich mehr Leistung und vorallem ein deutlich ruhigerer Motorlauf! Vorraussetzung ist natürlich Membran! Keine der dutzenden in der Zwischenzeit derart bearbeiteten Wellen blieb "senkrecht" stehen, laufen aber alle ruhiger als eine Orig.Welle, interssanterweise egal welcher Kolben, Zyl.,etc! Am ruhigsten allerdings bei heftigst überarbeitetem Malossi-Kolben (am leichtesten!).

Ich muß mich da Danielas Vermutung anschließen: könnte an den nach den Totpunkten am größten werdenden Beschleunigungen liegen !?

[manni]

Lucifer

Danke für deine Erfahrungen. Könntest dur das "etwas neben OT" genauer angeben. Also bei meiner Langhub sind es zur Zeit c.a. 30°. Denke, dass das bei weitem zu viel ist, da die Vibrationen enorm sind.

Gruß Manni

[Daniela]

@Lucifer: Kann es sein, dass du da was verwechselst?

Ein Einzylindermotor hat keine Massenmomente, weder erster noch zweiter Ordnung! Er hat freie Massenkräfte sowohl erster als auch zweiter Ordnung!

Beim Boxermotor(2-Zylinder) ist es genau umgekehrt: keine freien Massenkräfte, dafür aber Massenmomente der ersten beiden Ordnungen. Beim 4-Zyl. Boxer verschwinden zusätzlich die Momente erster Ordnung, erst beim 6-Zyl. Boxer verschwinden auch die Momente zweiter Ordnung!

[manni]

Hey Leute, jetzt verstehe ich langsam nichts mehr ! Etwas weniger Niveau bitte !:D

[Max-Lou]

geht nicht nur dir so, obwohl ich demnächst pyhsik studiere ist das für mich auch nur bahnhof. ;)

[Daniela]

Sorry ;)

@Max-Lou: Physik studieren?? Heftig! Wollte ich auch mal machen, aber Maschinenbau schien mir dann doch etwas weniger verrückt zu sein! Die Physiker, die ich bei uns an der Uni kenne, sind teilweise echt abgedreht :)

Aber dann wird dir ja schon bald klarwerden, worum es gerade geht. Ist eigentlich eine ganz simple Sache!

[Lucifer]

Antwort vom "abgedrehten" Physiker: Daniela, du hast natütlich recht, meine Mechanik-Vorlesungen liegen halt auch schon zuweit zurück, aber man sollte schon exakt bleiben.

(Muß mir das selber mal wieder herleiten, hab die Feinheiten leider auch schon wieder vergessen.) Der 6Zyl.-Boxer (hat nur rel. kleine Momente höherer Ordnung) war ja gerade das Erfolgsprinzip des Porsche-911ers: hohe Drehzahlen mit rel. wenig mechan. Aufwand! Ähnlich gutes dynamisches Verhalten erzielt man nur mit einem 6Zyl.Reihenmotor (6 120° Kröpfungen der KW erzeugen nur geringe Kräfte höherer Ordnung!),etc. Leider können wir da mit unserem in allem benachteiligten 2Takt Einzylinder absolut nicht mithalten!

Übrigens bleiben meine Wellen - je nach Bearbeitung - bei etwa 5-10° stehen (jeweils +/- etwa 3-5°, verursacht wohl durch leichtes Schwingen des Pleuels), die orig.LHW meist bei 25-30°, die Orig.PX-Welle der 200er liegt auch so bei 5-15°, die der Rally-Femsatronic fast bei 0°.

Aber ehrlich, ich messe dem nicht allzuviel Bedeutung bei, denn wir müssen uns im Klaren sein, daß bei heftigem Dehzahlbetrieb ohnehin dem Motorkonzept Haltbarkeitsgrenzen gesetzt sind, oder anders gesagt: man kann sich den Motorschaden aussuchen! Ein 25PS PX-Motor ist und bleibt selbst bei sauberster Arbeit eine Dauerbaustelle, und Motoren an der 30PS Grenze er.-(od.besser: über-)leben nur ganz selten 1000km!

Ich behaupte mal: andere Aussagen sind schlichtweg Lügen, Gerüchte,..., u/o. der Fahrer ein Weichei, das mit "Standgas" herumkurvt!

[Max-Lou]

@daniela

ich bin auch abgedreht ;)  aber ich denke wohl nicht so, wie du es meinst.

aber wer weiß, vielleicht studiere ich auch was anderes. mal sehen. mb reizt mich auch. hab ja noch ein wenig bedenkzeit

ach ja, nette homepage. zu den tüv-tips: manchmal hat man auch ganz viel glück und trifft einen der humansten tüv-abnehmer, die es gibt. ich hoffe ich treffe den gleichen nochmal, wenn ich meinen umbau fertig hab.

[Lucifer]

Ach ja: Versuch einer Erklärung für weniger "abgedrehte", die's trotzdem interessiert: Bei der oszillierenden und rotierenden Bewegung von KW, Pleuel und Kolben entstehen unterschiedlichste Kräfte (Masse mal Beschleunigung), die einerseits in den diversen Einzelmassen und deren Bewegungsart begründet sind, die wesenlich von Drehzahl (Rotationsgeschw. w) und Kurbelwinkel (phi=w.t) abhängen. Leitet man nun eine Beziehung für die Kolbengeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Kolbenweg (Hub) ab, so entsteht eine Beziehung mit diversen Winkelfunktionen, die sich nun durch heftigere Mathematik in Terme Sin(phi), Sin(2phi),.. zerlegen läßt. Die Änderung der Kolbengeschw. nennt man nun Kolbenbeschl., und die geht in die Kräftegleichungen ein. Auch sie läßt sich wieder in Terme mit Cos(phi), Cos(2phi), etc. zerlegen! Multipliziert mit den entsprechend beteiligten Massen ergeben sich so aus diesen Termen die Kräfte 1., 2.,...Ordnung, wobei man sich zumeist auf die Projektionen der Kraftvektoren auf die Zylindermittelachse  beschränkt.

Die ganze Komplexität beruht eigentlich nur darin, daß sich das Pleuel am Fuß rotierend und oszillierend im Bolzen bewegt.

Analog dazu erzeugen Kräfte Momente (entsprechend Kraft mal Kraftarm; Achtung: Vektorprodukt!), also wieder mehrere Ornungen unterscheidbar. Auch hier sind die in der Zylinderachse wirkenden Komponenten die interessanten!

Da mit zunehmender Ordnung der Terme deren Vorfaktoren stark abnehmen, gilt es nun bei der Konstruktion des Motors darauf zu achten, vorallem Kräfte und Momente 1.Ordnung in Summe möglichst auszugleichen (z.B durch gegengleiche Bewegung im Boxer), um die Belastungs-aufnehmenden Bauteile (Gehäuse, Lager, etc.) zu schonen (ist auch eine Gewichtsersparnis!). Ich hoffe, das war halbwegs verständlich, und nicht zusehr "abgedreht"!

[gertax]

@Lucifer: diese Wellen die etwas neben Auge oben stehen bleiben und deutlich ruhiger laufen (als die mit 0° Versatz), wenn man auf die Kuluseite draufschaut und die Welle im Wuchtbock liegt, wieviel Grad stehen sie schräg und nach links oder nach rechts? Diese Info würde wohl allen Schamlippenbauern noch Vibrationsärmere Motoren bringen

[Daniela]

Da "abgedreht" hier scheinbar nicht richtig interpretiert wird: "abgedreht" ist nicht negativ gemeint! Deshalb ja auch der Smily!

[Lucifer]

... sehe ich auch so!!!  :)

[100 spezial]

@Lucifer: diese Wellen die etwas neben Auge oben stehen bleiben und deutlich ruhiger laufen (als die mit 0° Versatz), wenn man auf die Kuluseite draufschaut und die Welle im Wuchtbock liegt, wieviel Grad stehen sie schräg und nach links oder nach rechts? Diese Info würde wohl allen Schamlippenbauern noch Vibrationsärmere Motoren bringen

Ich denke mal rechts, also gegen die Drehrichtung, oder??