Kurbelwellenumwuchtungsprojekt-->Fortsetzung

[hiha]

[Stand 7/2009]
Servus Leut,
wie schonmal irgendwo erzählt, hat meine Erika, ein ES1-Gespann, einen TS/1 Fünfgangmotor, und fährt damit auch wirklich super.
Allerdings können wir (die Erika und ich) die Vibrationen nicht mehr ertragen. Wir verlieren schön langsam sämtliche Extremitäten. Erika Blinker, Rücklicht und Kotflügel, Ich Finger, Zehen und den Hintern.
Zur Theorie: Der TS/1 Motor ist im TS/1-Rahmen am hinteren Ende drehbar, und am Kopf mittels eines dicken Silentblocks aufgehängt, er sollte daher in vertikaler Richtung schütteln, der Gummi dämpft das weg. Im ES/1-Rahmen ist er aber starr montiert.
Starr in Schleifenrahmen eingebaute Einzylindermotoren werden üblicherweise so gewuchtet, dass sie mehr horizontal vibrieren, das ist für den Fahrer angenehmer. Aus der Literatur hab ich Werte zwischen 60 und 75% Wuchtfaktor ermittelt, die XT500 hat so um die 63%, damit sind die Vibrationen bis ca. 8000/min akzeptabel.

Anmerkung: Einen Einzylindermotor herkömmlicher Bauweise kann man nicht hundertprozentig auswuchten, es bleiben immer freie Massenkräfte übrig. Aber man kann die Richtung der Vibrationen beeinflussen indem man beim Massenausgleich der Kurbelwelle einen bestimmten Prozentsatz der oszillierenden Massen (Kolben, teilweise das Pleuel) zu den rotierenden Massen hinzuzählt.

Da der beschaffte Zweitmotor eine Bastelleiche war, hab ich mir beim "Ente" eine neue Nachbau-ETZ-Welle beschafft, auseinander gepresst und die Wuchtfaktoren ermittelt. Sie stimmen mit denen der TS/1-Welle überein, es sind 30%. Bis hier stimmt meine Theorie
Die Nachbauwelle macht übrigens bis auf den Hubzapfen einen sehr guten Eindruck. Versilberter Nadelkäfig, sauber verarbeitet und ausgerichtet. Der Preis ist sowieso in Ordnung. Und einen schöneren Hubzapfen krieg ich auch noch irgendwo her.

Der erste Teil des Fortsetzungsromans

Gruß
Hans

[tippi]

spannend

[Sv-enB]

Sehr interessant. Ich bin auf das Ergebnis gespannt.

[Ratzifatzi]

Hättest den Wuchtfaktor ja wie diverse Vespafahrer direkt mit der Flex an den Kurbelwangen anpassen können

[hiha]

So fertig mit der Grob- und Feinwucht/fräsarbeit, ich hab aktuelle Fotos an den obigen Link angehängt.
Jetzt fehlt noch der Zusammenbau und eigentlich ein höherwertiger Hubzapfen. Muss ich mal suchen gehn.

Gottseidank bin ich kein Vespentuner. Flex wär schon arg bläd.

Gruß
Hans

[nochrome]

... verrätst Du auch mit welchem Werkzeug Du da ran gegangen bist?

[hiha]

Erst hab ich einen HSS-TiN-beschichteten 10mm-NC-Zentrierbohrer verwendet, der ging zum Durchbohren der etwas härteren Oberfläche noch ganz gut. Dann zum Fräsen einen TiAlN beschichteten 10mm HSSE-Feinkordel-Schruppfräser. Der hat nicht allzulang gehalten. Aus den Tiefen der Schublade kam dann noch ein 10er HM-Kurzfräser zm Vorschein, schon etwas gebraucht, aber noch ganz gut. Damit hats dann geklappt, zumindest die härtere Oberfläche der einen Wange zu knacken. Die Andere war eh geringfügig weicher.
Dann gings mit dem Schruppfräser einwandfrei weiter. Das alles hat stattgefunden auf einer 1966er Deckel FP1. Die ist gerade stabil genug für sowas. Mit HM-Bohrern und Fräsern für hochvergütete Stähle sollte es eigentlich ohne große Verluste klappen.
Die Form der Durchbrüche mach ich beim evtl nächsten Mal etwas anders: Das werden nur Langlöcher, parallel zur Aussenkontur. Das lässt sich auch gut auf dem Rundtisch fräsen, und man sollte genug Masse weg bekommen.

Gruß
Hans

[FSB]

Wieso hast du eigentlich die Welle auseinandergepresst und ein Meistergewicht verwendet? Fürs statische Wuchten ist das doch eigentlich nicht nötig, sondern nur fürs dynamische Wuchten. Oder war es dir zu heiß wegen Spänen im Pleuellager? mfg

[Ex-User magsd]

Schönes Projekt und noch dazu eine Welle aus Zwickauer Produktion (FEZ).

Ich bin auf das Ergebnis gespannt.

[Thor555]

Hättest den Wuchtfaktor ja wie diverse Vespafahrer direkt mit der Flex an den Kurbelwangen anpassen können

mit der flex kann man da schon einiges machen, wenn man vernünftig damit umzugehen weiß

z.B.: auch ne gut gewuchtete membranwelle

[Ex-User Richard-HB]

beim Massenausgleich der Kurbelwelle einen bestimmten Prozentsatz der oszillierenden Massen (Kolben, teilweise das Pleuel) zu den rotierenden Massen hinzuzählt.

Da kommt mir die Frage nach den netten Anbauteilen. Also jetzt nicht LED Blinker und Microwelle sondern Kupplung und Lima
Hast du die auch mal kontrolliert?

Gruss,
Richard

[Guesi]

Schönes Projekt und noch dazu eine Welle aus Zwickauer Produktion (FEZ).

Ich bin auf das Ergebnis gespannt.

Seit wann liegt Zwickau in Taiwan ?

GüSi

[Ex-User magsd]

FEZ fertigt doch in Zwickau oder?

[mzkay]

@ Hiha - da ich ja in sache MZ eher Autodidakt bin und auch nichts artverwantes gelernt habe, sondern "nur" eine Politechnische Oberschule besuchen durfte, möchte ich doch noch etwas dazu lernen und habe Fragen.

Also - zum Meistergewicht - ist es richtig, daß es 27% der Gesamtmasse der Kurbelwelle entspricht? Oder waraus errechnet sich dessen Masse (Wuchtfaktor).

Ich hab solche Projekte gewiss nicht vor - ich möchte es nur verstehen was und warum es gemacht wird. Wobei das Warum ja klar ist, weil du die Vibs wegbekommen möchtest.

[Guesi]

FEZ fertigt doch in Zwickau oder?

FEZ fertigt überhaupt nichts selbst, sondern kauft nur ein oder läßt fertigen, und das fast ausschließlich im Ausland.

Die Kurbelwellen sind definitiv aus Taiwan .

Aber es ist ein schöner FEZ Karton drum rum

GüSi

[zweitaktkombinat]

FEZ fertigt doch in Zwickau oder?

FEZ fertigt überhaupt nichts selbst, sondern kauft nur ein oder läßt fertigen, und das fast ausschließlich im Ausland.

Die Kurbelwellen sind definitiv aus Taiwan .

Aber es ist ein schöner FEZ Karton drum rum

GüSi

So is das.

[Ex-User AirHead]

Werden die Ausspahrungen noch vergossen? Vorverdichtung?
Oder steht die Gewichterspahrnis für die für das Wuchtverhälltniss
im Vordergrund.

Ich bin zu doof für sowas.

[hiha]

Wieso hast du eigentlich die Welle auseinandergepresst und ein Meistergewicht verwendet? Fürs statische Wuchten ist das doch eigentlich nicht nötig, sondern nur fürs dynamische Wuchten. Oder war es dir zu heiß wegen Spänen im Pleuellager? mfg

1.)Genaugenommen kann ich mir das dynamische Wuchten sparen, wenn ich die Wangen einzeln statisch gleich wuchte.
2.) Ich hätt nicht gewusst, wie ich die Welle zum Fräsen hätte einspannen sollen, weil ich keinen Rundtisch mit Durchlass hab...
3.)Die Späne und das rumhängende Pleuel sind natürlich auch ein Grund. Weil für mich das Auseinander- und Zusammenpressen nebst Ausrichten kein Problem sind, hab ichs lieber so gemacht.

Werden die Aussparungen noch vergossen? Vorverdichtung?Oder steht die Gewichtersparnis für die für das Wuchtverhältnis im Vordergrund.

Ich hab mir überlegt ob ich sie zumachen soll, aber ich versuchs jetzt erstmal ohne. Soo groß ist der Volumenzuwachs ja nicht gewesen.
Erleichtern wollte ich eigentlich nix, denn im Gespannbetrieb am Berg fand ich die Schwungmasse praktisch. Im nächsten Projekt werd ich vielleicht mal Schwermetallstöpsel als Gegengewicht einsetzen, wenn ich eine günstige Quelle finde.

Da kommt mir die Frage nach den netten Anbauteilen. Also jetzt nicht LED Blinker und Microwelle sondern Kupplung und Lima
Hast du die auch mal kontrolliert?

LiMa kommt wieder die MZ-B drauf, die ist aber noch im Erstmotor eingebaut und wird daher für "gut ausgewuchtet" befunden.
Bevor ich die Kurbelwelle wieder zusammenpresse, werd ich die linke Hälfte mal mit Kupplung auf den Wuchtapparat legen. Hoffentlich bricht er mir dann nicht zusammen..

@ Hiha - da ich ja in sache MZ eher Autodidakt bin und auch nichts artverwantes gelernt habe, sondern "nur" eine Politechnische Oberschule besuchen durfte, möchte ich doch noch etwas dazu lernen und habe Fragen.

Ich hab "nur" eine Mittelschule, bin auch motorischer Autodidakt. Und das schon lang. Also bitte keine falsche Bescheidenheit.

Also - zum Meistergewicht - ist es richtig, daß es 27% der Gesamtmasse der Kurbelwelle entspricht? Oder waraus errechnet sich dessen Masse (Wuchtfaktor).

Nicht richtig. Hier hat jemand den entsprechenden Auszug aus DEM Standardwerk veröffentlicht. Genauer als der gute Ludwig kann ich es auch nicht erklären:
http://www.bonstetterwasser.de/Kurbelwelle/Kurbelwelle_wuchten.pdf
Noch ein Link:
http://www.desmobalance.de/

Edith hat gerade einen brandneuen Link bekommen, der zwar höchstwissenschaftlich erklärt, aber leider in Englisch.
http://www.tonyfoale.com/Articles/EngineBalance/EngineBalance.pdf
Ein Programm kann man sich beim Tony auch noch runterladen.
http://www.tonyfoale.com

Gruß
Hans

[Ratzifatzi]

Genaugenommen kann ich mir das dynamische Wuchten sparen, wenn ich die Wangen einzeln statisch gleich wuchte

Mit der Aussage wäre ich vorsichtig. Statisch super ausgewuchtet, heisst noch lange nicht, dass es keine dynamische Unwucht gibt! Und die dynamische Unwucht bringt ebenfalls enorm viel Last aufs Lager mitsich. Allerdings sagt man, dass diese umso geringer wird, umso "kürzer" die rotierende Scheibe ist.

auch ne gut gewuchtete membranwelle

Na scheint nicht allzuviel Leistung zu bringen die Welle, sonst hätteter den Zapfen verschweisst

@hiha,
anführsich könntest ja auch direkt nen exzentrischen Hubzapfen nehmen für 2mm mehr Hub
schöne Arbeit bisher, bin aufs Ergebnis gespannt.

[Thor555]

Na scheint nicht allzuviel Leistung zu bringen die Welle, sonst hätteter den Zapfen verschweisst

könnte durchaus noch n bischen mehr rauszuholen sein, 32PS am hinterrad reichen mir aber aufm roller, man will sich ja auch nicht ständig das getriebe zerstören, ausserdem macht der halbmondkeil fürs lüfterrad wesentlich mehr probleme als der hubzapfen, den schert es nämlich regelmäßig ab und muss erneuert werden.
ist aber nicht so schlimm, der roller fährt eh nur auf der 1/4 meile.

[Nils]

Hier hat jemand den entsprechenden Auszug aus DEM Standardwerk veröffentlicht. Genauer als der gute Ludwig kann ich es auch nicht erklären:
http://www.bonstetterwasser.de/Kurbelwe ... uchten.pdf

Hallo, der Link funktioniert leider nicht

[hiha]

Genaugenommen kann ich mir das dynamische Wuchten sparen, wenn ich die Wangen einzeln statisch gleich wuchte

Mit der Aussage wäre ich vorsichtig. Statisch super ausgewuchtet, heisst noch lange nicht, dass es keine dynamische Unwucht gibt! Und die dynamische Unwucht bringt ebenfalls enorm viel Last aufs Lager mitsich. Allerdings sagt man, dass diese umso geringer wird, umso "kürzer" die rotierende Scheibe ist.

...wenn ich die Wangen einzeln statisch gleich wuchte...
Ich bleibe also dabei.
Beim dynamischen Wuchten von Einzylinderwellen werden nur Wuchtunterschiede von der linken zur rechten Wange ausgeglichen, nicht aber innerhalb der einzelnen Wangen. Wenn also jede Einzelwange statisch mit maximaler Präzision genau gleich gewuchtet, und die Welle exakt montiert und ausgerichtet ist, dann darf beim dynamischen Wuchten theoretisch keine Unwucht (also Wuchtunterschied zwischen links und rechts) auftreten.

Gruß
Hans

edit: jetzt gehn die Links wieder. Die verstümmeln sich irgendwie selber sobald sie zu lang sind.

[hiha]

So, langsam gehts weiter. Am Wochenende kam ich endlich dazu, die Wellenhälften wieder zu verpressen und auszurichten.
Der Rundlauf ließ sich auf weniger als ein Hunderstel(!!) mm ausrichten, am langen Ende gemessen. Ein Zeichen, dass die Wellen recht genau gefertigt sind. Der Motor ist auch schon wieder zum Gutteil zusammengeschraubt.

Fortsetzung folgt.

[hiha]

Ergebnisbekanntgabe:
Eben den Motor in Betrieb genommen und eine Runde gefahren.
Lenkervibrationen sind deutlich besser, auch das hintere Schutzblech scheppert in seiner Klappverschraubung bei Weitem weniger, aber eine gewisse Hinternerwärmung ist geblieben.

Ehrlich gesagt, ich hab einen gravierenderen Unterschied erwartet, aber es ist definitiv besser als vorher.
Jetzt mach ich noch einen Längerzeit-Test, dann schreib ich nochmal was dazu.

Gruß
Hans

[hiha]

[Stand 12/2012]

Mann, schon wieder gut drei Jahre alt, der Pfred. Motor läuft noch prima, aber jetzt möcht ich übern Winter den 300er-Motor wieder zusammenbauen und montieren.
Und dabei den Wuchtfaktor nochmal ändern. Ich hatte noch eine alte TS/1-Welle übrig, die aus zwei verschiedenen Kurbelwangen gebaut war, deshalb sieht das auf dem Foto vielleicht etwas komisch aus.
Die eingebrachten Wuchtungsbohrungen sind bei beiden Wangen ziemlich unterschiedlich, bei der einen Wange musste ich sogar noch ein bisserl flexen.
Neuer Wuchtfaktor ist jetzt 70% Zum Einsatz kommt ein (dunkelgrauer) Polenkolben mit holländischen Ringen, auch wenn ich stark mit dem ORP-Schmiedekolben geliebäugelt habe. Den auf den Polenkolben gebohrten Zylinder hatte ich allerdings schon länger rumliegen.
Da die Pressung der Welle mit 3to auf einer Seite etwas schwach war, hab ich den Hubzapfen geschweißt. Ausrichtung passt jetzt auf 1/100mm.
Test wird wohl erst im Frühjahr stattfinden, hab immer noch keine überdachte Werkstatt in ausreichender Größe...

MZ-Kurbelwelle2.jpg

Gruß
Hans

[mzler-gc]

Hallo Hans,

sag mal, würde es aus deiner Sicht Sinn machen, die Wuchtbohrungen zu verschließen um das Totvolumen zu reduzieren?

Oder hälst du das für unerheblich/Scharlatanerei?


Gruß, Philipp

[hiha]

Nach heutigen Erkenntnissen muss das Kurbelgehäusevolumen nicht mehr so klein wie möglich, sondern aufs Gesamtkonzept abgestimmt sein.
Moderne Zweitakter haben -trotz hoher Drehzahlen und irrer Spitzenleistung- vergleichsweise große Kurbelgehäusevolumina,
u.A. deshalb, weil die Resonanzauspüffe sehr gut "ziehen", und die Überströmkanalquerschnitte (nicht die Fenstergrößen!) darauf ausgelegt sind.
Da mein 300er-Motor im Gespann untenrum gut ziehen soll, und maximal 6500 drehen wird, halte ich es für überflüssig, die Toträume aufwändig zu verkleinern.
Vermutlich würde man den Unterschied sowieso nicht spüren.

Gruß
Hans

[TS-Jens]

hab ich den Hubzapfen geschweißt.

Das ist genau der Grund warum die Ural Wellen gelegentlich brechen. Hoffen wir mal dass das bei ner Einzylinderwelle kein Problem verursacht.

[hiha]

Bei japanischen Einzylindern und gepressten Twins wird das regelmäßig so gemacht, und da hab ich noch nix Nachteiliges gehört. Der Russe ist da vielleicht anders...

Gruß
Hans

[Dirk P]

Hallo Hans,

interessanter Beitrag.

Ich hab in meiner Hufu TS auch eine ETZ-Welle drin. Der Motor ist dort komplett fest verschraubt.
Ohne Umwuchten hats einem auch ganz schnell die Finger taub werden lassen. Erste Hilfe waren dann Schaumstoffgriffe.
Ich hab die Welle dann später auf etwa 65% geändert, war dann wesentlich entspannter.

Ein Kollege fährt auch ein ES/1 Gespann mit TS-5Gang-Motor und ETZ-Welle.
Bei Ihm wurde aber die kompette Motorlagerung auf das System der ES/2 umbebaut mit dem Silentblock unter dem Motor.
Funktioniert hervorragend.

Gruß Dirk

PS: Hast du noch einen Link zu deinem Kurbelwellenbericht?

[hiha]

PS: Hast du noch einen Link zu deinem Kurbelwellenbericht?

Nein leider nicht. Den Server musste ich räumen.

Gruß
Hans

[Christof]

Da die Pressung der Welle mit 3to auf einer Seite etwas schwach war, hab ich den Hubzapfen geschweißt.

War die Hubscheibe warm als du sie unter die Presse gehalten hast? Im Normalfall kenne ich solche Spielchen nur im Kalten und da sieht man meist auch Spuren in der Hubzapfenbohrung.

[hiha]

Ich press die Kurbelwellen kalt, mithilfe von (selbst ausgelassenem) Rindertalg als Hochdruckschmiere.
Die Bohrungen in den Kurbelwangen waren unterschiedlich (wie die Kurbelwangen ja auch) aber schön und ungefressen. Bekanntlich wurden zu DDR-Zeiten die Kurbelwellenteile in unterschiedlichen Maßen bereitgehalten und aufeinander gepaart. Heute kriegt man nur noch Standardbemaßte Teile, also hat der Hubzapfen immer Nullmaß ±5/1000mm.
In der einen Hubscheibe hatte der Zapfen ca.8/100 Überdeckung und brauchte etwa 5to. in der Anderen warens höchstens 4-5/100.

Gruß
Hans

[Christof]

Die Bohrungen in den Kurbelwangen waren unterschiedlich (wie die Kurbelwangen ja auch) aber schön und ungefressen. Bekanntlich wurden zu DDR-Zeiten die Kurbelwellenteile in unterschiedlichen Maßen bereitgehalten und aufeinander gepaart.

Das über die Hubzapfenbohrungen die Hubscheiben der DDR-Wellen gepaart worden sind stimmt. Allerdings wurde die Position der Hubzapfenbohrung zum Lagerzapfen vermessen und die Toleranz in dem sich das Maß befand dann auf den Hubscheiben durch Farbpunkte gekennzeichnet. Der Durchmesser der Zapfenbohrung selbst spielt da meiner Ansicht nach keine Rolle.

Heute kriegt man nur noch Standardbemaßte Teile, also hat der Hubzapfen immer Nullmaß ±5/1000mm.

Für die MM 250/2L-Welle habe ich die Einzelteilzeichnungen hier. Da ist das angegebene Toleranzmaß des Hubzapfendurchmessers 28 (-0,09 bis -0,1), also (28,095 mm +-0,005 mm). Also war das damals schon so mit den Standardmaßen.

Die Sortierung/Paarung erfolgt auch hier über die Position der Hubzapfenbohrung. (5 Sortiergruppen; Stand 1967)

Übrigens hier die Paarungstabelle von 1987:

MZWelle.JPG

[hiha]

Ah, interessant. Hab ich auch nicht gewusst. Gibts noch irgendwo eine genaue Maßangabe der Bohrungsdurchmesser, oder Einpressüberdeckung?

Dank,
Hans

[Christof]

Ich habe noch die Einzelteilzeichnung der Hubscheibe von den MM 125/1 bzw. MM 150-Motoren hier. Erstaunlicherweise existieren hier keine Sortiergruppen. Der Abstand Hubzapfenbohrung - Bohrung für Lagerzapfen beträgt hier normale 29 +-0,05.Die Allgementoleranz hier ist auch "fein". Der Bohrungsdurchmesser des Hubzapfens beträgt 25 (-0,5 bis -0,6), laut Zeichnung.

Das wäre eine Überdeckung von 5 bis 6/10mm. Ganz schön viel...... Da muss ich nochmal nachmessen.

[TS-Jens]

Bei japanischen Einzylindern und gepressten Twins wird das regelmäßig so gemacht, und da hab ich noch nix Nachteiliges gehört. Der Russe ist da vielleicht anders...

Gruß
Hans

Ja, ich nehme an da liegts an der Torsion (Gebaute Kurbelwelle im Boxer) und an den im Vergleich zu den Seitenventilern höheren Drehzahlen. Das ganze wahrscheinlich oft noch garniert mit unsynchron eingestellten Vergasern und falscher Zündung...
Die Wellen brechen in 90% der Fälle da wo geschweißt wurde (Ölschleuderblech an der Hubscheibe), da wirds dann wohl zu spröde. Spätere Wellen haben die Schleuderbleche wohl angeschraubt, habe ich selbst aber noch nicht gesehen.

[hiha]

Das wäre eine Überdeckung von 5 bis 6/10mm. Ganz schön viel...... Da muss ich nochmal nachmessen.

Nein, das ist für einen >28mm-Hubzapfen IMHO die Mindestüberdeckung, um eine anständige Verdrehsicherheit her zu bekommen. Die 34er Zapfen der XT/SR500 haben üblicherweise 1/10mm, das passt genau.

Gruß
Hans