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Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag

 
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Jens 16syncro



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Beitrag30-08-2018, 12:22    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Da hier doch so einiges Fachwissen unterwegs ist, frage ich mal ganz abseits von den üblichen PKW-Verwendungen.

Gegeben sei ein Ex-PKW-TDI 5-Zylinder in quasi stationärer Umgebung.
Der Abtrieb über Schwungrad ist angebunden und belegt, es sitzt ein Getriebe am Motor.
Der Bauraum ist in der Breite ziemlich eingeschränkt, es passt eigentlich nur ein einziges Nebenaggregt an den Motor, nämlich ein Generator vorn rechts unten.
Um weitere Nebenaggregate zu betreiben ist aber VOR dem Motor noch ziemlich viel Platz (da wo PKW so gar keinen Bauraum haben ...).
Die Riemenscheibe auf der Kurbelwell ist eine gummigedämpfte Version, d.h. zwischen Kurbelwelle und Riemenabtrieb ist eine (dünne) Gummischicht. Auf der Riemenscheibe wäre noch ein Kühlerlüfter mit Visco-Kupplung angeschraubt, der ist aber jetzt überflüssig.

Ich könnte mir vorstellen, an die Riemenscheibe eine Welle anzuflanschen, die zu einem Lagerschild führt, wo dann weitere Nebenaggregate über Riemen angetrieben werden können. Gedacht ist da an Hydraulikpumpe, zusätzlicher Generator und Luftkompressor.

Da das Schwingungssystem einer Kurbelwelle im TDI ein ziemlich empfindliches System ist, wo Unwuchten und Drehunregelmäßigkeiten schnell zu Schaden führen können, dürften an die Güte dieser Wellenverbindung hohe Anforderungen gestellt sein.

Wenn das Lagerschild mit den zusätzlichen Nebenaggrgaten nicht am Motor befestigt sein sollte, gäbe es ziemliche Relativbewegungen.
Der Motor wird ja in seinen Motorlagern je nach Lastwechsel sowohl um die Längsachse der Kurbelwelle (Drehbewegung) als auch um die anderen Achsen als Winkelbewegung ausschlagen.

Die Wellenverbindung zum Lagerschild müßte das alles ausgleichen und auch noch etwas längsverschiebar sein, um Temperaturausdehnungen auszugleichen.

Nun, ähnliche Anforderungen werden an Kardanwellen vom Getriebe zu Antriebsachsen gestellt, eine Hexenwerk wäre das nicht.
Allerdings hängen Kardanwellen nicht so ganz direkt an der Kurbelwelle des Motors, da ist i.a. noch ein Wechselgetriebe dazwischen und eine federgedämpfte Kupplungsreibscheibe oder gar ein Zweimassenschwungrad.
Bei längseingebauten Motoren mit Heckantrieb gibt (gab) es in klassischen manuellen Schaltgetrieben oft einen direkten Gang, wo die Kupplungsreibscheibe ganz direkt ohne Zwischenzahnräder mit der Kardanwelle verbunden ist.

Wenn man nun an der anderen Seite der Kurbelwelle noch eine weitere Welle ankoppelt, wie müßte man das konstruieren ?

Möglichst leichte Welle mit Kreuzgelenken und Schiebestück ?
Oder lieber sowas wie Antriebswellengelenke, die sowohl einen Längenausgleich als auch einen Winkelausgleich ermöglichen ?
Antriebswellen mit zwei geflanschten Ausgleichsgelenken sind allerdings nicht sehr häufig, am VW Bus T2 und T3 gibt es sowas z.B.
Außerdem wären Antriebwellen viel zu schwer und oversized.

Kennt jemand solche Konstruktionen aus Baumaschinen/Landwirtschaft/Stationärmotoren ?
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Turbinchen
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Beitrag30-08-2018, 14:13    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

In der Landwirtschaft ist sowas üblich, die Stirnseite wird für allerlei Abtriebe verwendet.

Die sogenannte Frontzapfwelle beispielsweise beschreibt das was du haben willst. Gewöhnlich besteht der Aufbau aus einer gewuchteten Welle mit Kreuzgelenken und einer Hardyscheibe um kleinere Fluchtungsfehler auszugleichen.

Größere Relativbewegungen gibt es beim Traktor kaum, weil es sich meist um eine selbsttragende Blockbauweise handelt, ein Längenausgleich ist damit nicht nötig. Und wenn eine T3 Welle schon zu stabil ist, ist die Landtechnik erst recht oversized.

Ich denke jedenfalls dass du mit einer Antriebswelle nicht glücklich wirst, die dreht an der Achse mit wesentlich weniger Umdrehungen und damit muss die nicht exakt gewuchtet sein, bei voller Motordrehzahl wird dann das große Flattern eintreten.

Vor dem Hintergrund würde ich eine starre Welle mit Hardyscheiben oder Radex Kupplungen bevorzugen wenn es der Einbau zulässt. Längsausgleich durch Wärmeausdehnung halte ich für vernachlässigbar, könnte aber über eine geteilte Welle mit beidseitiger Verzahnung und Schiebehülse realisiert werden, denke aber das schluckt eine Hardyscheibe.
Bei den meisten Motorherstellern darf übrigens stirnseitig nicht die volle Leistung abgerufen werden, aber das ist bei deinem Vorhaben ja eh kein Problem.
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Jens 16syncro



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Beitrag30-08-2018, 14:52    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Danke für die Einschätzung.

In der Zwischenzeit habe ich z.B. die Firma Elbe gefunden, die diverse Wellen herstellt. Darunter auch kleine Wellen mit verschiebaren Gleichlaufgelenken. Aber selbst die kleinste dieser Wellen kann 540 Nm übertragen (und verträgt sogar 8.000 rpm), ist also deutlich zu stabil.
Längenverschiebare Kreuzgelenkwellen mit Nadellager haben die aber auch und die können auch bis zu 190 Nm übertragen (bis 5.000 rpm im Dauerbetrieb). Wenn man sich auf etwa 100 Nm beschränkt (das sollte für Nebenaggregate locker reichen) kann man mit bescheidenen Abmessungen und Gewichten auskommen.

https://www.elbe-gmbh.de/de/
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Beitrag30-08-2018, 18:32    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Servus,

Da gibt es aus dem Nutzfahrzeug- und Stationärbereich für die 5Zylinder zwei Riemenscheiben mit je einem 4er Lochkreis als Anbindungsmöglichkeit. Einer ist größer, der andere kleiner.

Teilenummer 076 105 251 A
und
Teilenummer 076 105 251 D

zusätzlich gibt es noch aus der LT-Baureihe einen passenden Flansch (Teilenummer 075121314) mit dem sich der Wellenantrieb realisieren liese.

Meist werden bei Nutzfahrzeug/Baumaschinenanwendungen die vorderen stirnseitigen und seitlichen Gewinde (M8/M10/M12) (an den im PKW die vordere Drehmomentstütze verschraubt ist) dazu verwendet, einen Hilfsrahmen oder sog. Aggregateträger starr vor dem Motor zu befestigen. Dort werden dann Kompressoren, Pumpen und Nebenabtriebe angebunden.

Relativ günstige, filigrane Gleichlaufgelenke, für hohe Drehzahl und Dauerbetrieb findest Du beim BMW E39 Automatik an der Kardanwelle. Diese sind mittels KW-Verzahnung abnehmbar und gut für Basteleien zu verwenden. BMW-Nr. 26111229093

Gruß Mpire
fehlen Dir die Worte, entscheiden die Taten!
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A6 4F5 (ASB 08/06) Lupo TDI (AMF 04/00)
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Zuletzt bearbeitet am 30-08-2018, 19:04, insgesamt 1-mal bearbeitet.
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Steffen G
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Beitrag30-08-2018, 20:50    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Hallo!

Wenn ich mal abschweifend an die G60-Problematik denke, wo sich reihenweise die Räder von der KW gelöst haben,
denke ich mal, dass sich die Verbindung von Kurbelwelle - Zahnriemenrad- Riemenscheibe nicht dazu eignet, grössere Leistungen zu übertragen.

Das ist ja eigentlich nur ein zylindrischer Sitz, mit einem Einlegekeil oder Rundstift zur Positionierung.
Der nur über den Anpressdruck zweier kleiner planen Metallflächen funktioniert.

Man kann ja schon froh sein, dass es im normalen Auto funktioniert und hält.(Gegenbeispiele gibt es genug)
Grüße, Steffen!

Golf 4 TDI,
T4 Doka-Pritsche, paar Oldtimer
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Herbert
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Beitrag31-08-2018, 5:00    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Steffen G hat folgendes geschrieben:
.....Wenn ich mal abschweifend an die G60-Problematik denke, wo sich reihenweise die Räder von der KW gelöst haben,
denke ich mal, dass sich die Verbindung von Kurbelwelle - Zahnriemenrad- Riemenscheibe nicht dazu eignet, grössere Leistungen zu übertragen.

Das ist ja eigentlich nur ein zylindrischer Sitz, mit einem Einlegekeil oder Rundstift zur Positionierung.
Der nur über den Anpressdruck zweier kleiner planen Metallflächen funktioniert.
....

Bingo.
Herbert
Horch A4 8K CJCD
Golf 7 DDYA
(+ Audi 80 Avant B4 1Z 475Tkm - habe ich vom ersten bis zum letzten Tag gerne gefahren)
(+ Passat Variant 32B CY 400Tkm)
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Jens 16syncro



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Beitrag31-08-2018, 7:28    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Wo ist denn da der genaue Unterschied in der Antriebsleistung ?
Übliche Anordnung:
Wenn man die Nebenaggregate am Motorblock festschraubt und über mehrere Keilriemen antreibt ...

meine Version
... oder ob man sozusagen die Riemenscheibe um 30 cm nach vorn verlegt und dort über Keilriemen die Aggregate antreibt ?

Ich will nicht mehr antreiben (eher weniger) als ein normaler PKW in Vollausstattung hätte:
Generator
Servopumpe
Klimakompressor
bei Nutzfahrzeugen auch noch: zweiter Generator

Außerdem fällt bei meiner Anordnung die Kraft-Komponente 90° zur Kurbelwelle nahezu vollständig weg, da keine Riemenspannung an der Riemenscheibe liegt.
Die Gegenkraft zur Riemenspannung würde vom Flanschlager in der Grundplatte vom Nebenaggregateträger vollständig aufgenommen.


Zuletzt bearbeitet am 31-08-2018, 9:00, insgesamt 1-mal bearbeitet.
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Jens 16syncro



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Beitrag31-08-2018, 9:10    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

@MpireKFZ-Schrauber Profil anzeigen: Mpire
Danke für die Infos

Mpire hat folgendes geschrieben:
Teilenummer 076 105 251 A
und
Teilenummer 076 105 251 D

Diese beiden Riemenscheiben werden auch am LT1 mit 6-Zylinder-Diesel verwendet, die erstere ist ohne Viscokupplung (am Lüfterrad), die zweite mit. Ich werde auch eine dieser beiden verwenden, die hatte ich mir schon ausgeguckt.

Mpire hat folgendes geschrieben:

zusätzlich gibt es noch aus der LT-Baureihe einen passenden Flansch (Teilenummer 075121314)

Die Nummer habe ich im AKTE (Online-Version) leider nicht gefunden aber google kennt die Nummer icon_cool.gif Wenn ich das richtig deute, wird an diesem Flansch die Visco (am Lüfterrad) mit einer Zentralschraube befestigt. Sieht brauchbar aus icon_biggrin.gif
Nachtrag: In Akte steht beim LT1 die Nummer 075 121 314 A

Mpire hat folgendes geschrieben:

Relativ günstige, filigrane Gleichlaufgelenke, für hohe Drehzahl und Dauerbetrieb findest Du beim BMW E39 Automatik an der Kardanwelle. Diese sind mittels KW-Verzahnung abnehmbar und gut für Basteleien zu verwenden. BMW-Nr. 26111229093

Das schaue ich mir mal genauer an


Zuletzt bearbeitet am 31-08-2018, 9:22, insgesamt 3-mal bearbeitet.
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Steffen G
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Beitrag31-08-2018, 20:32    Titel: Projekt: Motor in "Nicht-PKW"- Anwendung - Nebenag Antworten mit Zitat

Hi!
Darf ich mal fragen, was das dann werden soll?
Traktor, Bagger Kran oder was auch immer?

Ich sag mal, wenn die Leistung, die von der Riemenscheibe abgenommen wird, wie geschrieben, nicht mehr als üblich bei dem Auto ist, wovon der Motor stammt:

Würde es mit einer Zwischenwelle gehen, die von der KW-Riemenscheibe über einen Flachrippenriemen angetrieben wird,
und auf der anderen Seite (nach vorn) hast du ja freien Gestaltungsspielraum.

Riementriebe sind ja preiswert zu bauen, und gleichen kleine Ungenauigkeiten bei der Konstruktion aus.
Grüße, Steffen!

Golf 4 TDI,
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