Steyr 680 - Federn HA schwächer machen (?)

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kabaman
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Steyr 680 - Federn HA schwächer machen (?)

#1 Beitrag von kabaman » 2008-01-04 13:47:06

Servus zusammen!

Mit meinem Steyr 680 habe ich folgendes "Problem": Das Fzg. ist ja für GGW 10,5 t gebaut; ich habe ihn wg. meines FS auf 7,5t abgelastet (bisher nur auf dem Papier ). Das Leergewicht beträgt etwa 5,5 t. Im Moment hab ich auf der Pritsche eine Holzkabine mit ca 600 kg stehen; für die Reise kommt dann nochmal a Bissl was dazu (Sprit, Wasser, Mopped,...) - ich würd schätzen, so ungefähr nochmal 1 t. Macht also reisefertig ca 7-7,5 t.

Mit den derzeitigen 0,6t Zuladung habe ich das Gefühl, dass er hinten ganz schön "hoppelt" (und das schon auf der Strasse - wie siehts da erst auf der Piste aus?). Und selbst reisfertig bleibe ich ja noch deutlich unter dem techn. möglichen GGW, auch hier erwarte ich also noch den Hoppel-Effekt.

Nun spiele ich mit dem Gedanken, die eine oder andere Feder aus dem Paket auszubauen. Und das bringt mich zu meinen Fragen:

1. Hat das schonmal jemand mit dem 680er gemacht? - Wenn ja, wieviele u welche Federn raus? Besseres Fahrverhalten?
2. Was habt ihr diesbezüglich für Erfahrungen mit ähnlichen Fzg?
3. Wieviele Federn (und welche) sollte man da wohl ausbauen, wenn man es denn tut? - Hab mal ein bisschen rumgesucht - in meinem Maschinenelementebuch steht (unterm Strich): Das ist Erfahrungssache, es gäbe keine allgemeine Berechnungsformeln, und allgemeine Infos ausm Netz haben mir auch nicht wirklich geholfen...

Heißt es jetzt also einfach: Versuch macht kluch? Oder sollte man besser die Finger davon lassen? Weniger gefallen würde mir natürlich, wenn das geschwächte Federpaket dann nur noch durchschlägt oder gar bricht...

Bin über jeden Tip dankbar!

Fabian

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Ulf H
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#2 Beitrag von Ulf H » 2008-01-04 14:40:46

1. mit dem gewünschten Gewicht robieren, wenn er dann noch hopelt
2. Federn schmieren !!! wirkt WUNDER !!

Gruß Ulf
Ein Problem, welches mit Bordmitteln zu beheben ist, ist keines !!!

Hanomag, der mit dem vollnussigen Kaltlaufsound !!

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Uli
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#3 Beitrag von Uli » 2008-01-04 16:12:02

Hallo,

Federn ausbauen wurde bei verschiedenen 170er bereits mit guten aber auch mit schlechten (meine) Erfahrungen gemacht. Lag bei mir aber im wesentlichen an der falschen Ausführung.

Ich hab dann das original Federpaket zerlegt, entrostet und je Seite zwei Tuben Graphitfett zwischen die Lagen verteilt.
Danach hatte ich ein anderes Auto. Es hat gefedert und war angenehm zu fahren.

Bevor Du also Federn ausbaust, probiers erst mal so.
Ist zwar ziemlich Arbeit, aber es lohnt sich.

Grüße
Uli
Laß mich, ich kann das..... Oh kaputt

kabaman
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#4 Beitrag von kabaman » 2008-01-04 17:22:30

Danke für die Tips, werde es mit schmieren versuchen!

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felix
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#5 Beitrag von felix » 2008-01-04 19:10:26

Hallo,

schmieren ist der erste und sichere Weg.

Ab hier Finetuning, wenn du das "Wie und Warum" gut erklären kannst, bekommst das durchaus auch vom TÜV abgesegnet:

Komplette Lagen ausbauen kann man zwar, ist aber technisch nicht so toll:

Da, wo eine Lage fehlt, ist das Paket weicher, als an anderen Stellen und wird daher an dieser Stelle stärker gebogen, als wo Anders. Die Belastung der Blätter ist nicht mehr gleichmäßig über die Länge verteilt und es kann zu lokalen Überlastungen kommen. Auf keinen Fall sollte man aufeinanderfolgende Blätter ausbauen, und die beiden obersten und das unterste sind auch Tabu.

Besser ist es, neben dem Ausbauen von Lagen die verbleibenden Blätter in den Länge so zu kürzen, dass die Abstufung unter den Blättern wieder gleichmäßig ist. Aber Absägen ist einfach als Dransägen, ist dann nicht reversibel.


Auch wenn eine Feder im ganzen nicht mal eben zu berechnen ist, so wird die Zunahme der Federkraft über die Anzahl der Lagen in gewissen Bereichen linear sein. Also halb so viele Lagen = halbe Federkraft. Prinzipiell ist das ja ein Stapel von auf Biegung belasteter Stäbe. Aber die Abstufung zwischen den Blättern darf nicht zu grob werden, sie muss noch zur Blattstärke passen, da ansonsten


Wichtig ist noch der Aufbau der Feder: Gibt es Zusatzfedern, die erst ab einer gewissen einfederung in Eingriff kommen, so sollte man das tragende Packet nicht einfach so schwächen ohne den Eingriffspunkt neu zu definieren. (Foto?)


Je nach Aufbau des Pakets kann man überlegen, "Fanglagen" beizulegen, die die Federkennlinie ab einer gewissen Einfederung progressiver werden lassen, um noch Reserve für Gewaltakte zu haben.

MlG,
Felix
Zuletzt geändert von felix am 2008-01-04 19:16:48, insgesamt 1-mal geändert.

kabaman
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#6 Beitrag von kabaman » 2008-01-04 20:50:15

felix hat geschrieben:

Ab hier Finetuning, wenn du das "Wie und Warum" gut erklären kannst, bekommst das durchaus auch vom TÜV abgesegnet
Naja, welcher TÜVler kennt schon nen Steyr so genau, dass ihm auffällt, dass die Federn geändert wurden... ;-)
felix hat geschrieben: Auch wenn eine Feder im ganzen nicht mal eben zu berechnen ist, so wird die Zunahme der Federkraft über die Anzahl der Lagen in gewissen Bereichen linear sein. Also halb so viele Lagen = halbe Federkraft. Prinzipiell ist das ja ein Stapel von auf Biegung belasteter Stäbe. Aber die Abstufung zwischen den Blättern darf nicht zu grob werden, sie muss noch zur Blattstärke passen, da ansonsten
Bitte nicht falsch verstehen, ich will nicht rumkriteln, ich wills nur verstehen...also:
Das mit dem Stapel stimmt schon, aber: die einzelnen Federn haben doch unterschiedliche Längen, d.h., das Biegemoment ändert sich von Feder zu Feder (ich habs mir noch nicht so genau angeschaut, aber ich unterstelle, dass die einzelnen Blätter gleich dick sind und aus dem gleichen Material => c=const.); erschwerend kommt hinzu, dass die Kraft von Feder zu Feder über eine verschiedene Länge eingeleitet wird, was die Biegelienie verändern müsste.
Weiters ändert sich die "innere" Reibung des Pakets, was das Verhalten auch beeinflussen dürfte.
Daher würde ich mich nicht trauen, eine lineare Abnahme der Federkraft anzunehmen
...
Alles Quatsch?

Und noch mal zur Reibung zwischen den einzelnen Blättern: Diese hat doch auch eine dämpfende Wirkung, oder? Das Dämpfungsverhalten würde man also auch ändern, was ja bekanntlich unangenehme Folgen haben kann.
felix hat geschrieben: Gibt es Zusatzfedern, die erst ab einer gewissen einfederung in Eingriff kommen, so sollte man das tragende Packet nicht einfach so schwächen ohne den Eingriffspunkt neu zu definieren. (Foto?)
Leuchtet ein, gibt es aber nicht...
felix hat geschrieben: Je nach Aufbau des Pakets kann man überlegen, "Fanglagen" beizulegen, die die Federkennlinie ab einer gewissen Einfederung progressiver werden lassen, um noch Reserve für Gewaltakte zu haben.
Leuchtet auch ein. Ist aber m.E. auch nur sinnvoll, wenn man weiß, wie.

Insgesamt ist mein Eindruck (und das hatte ich ja auch von vorneherein befürchtet): Wenn man nicht ganz genau weiß, was man da macht, ist es reine Glückssache, ob das Ergebnis befriedigend ist, das Fahrverhalten schlechter ist als vorher oder es gar zu Schlimmerem kommt.

Daher hatte ich gehofft, jemand hat das eben schon Mal genau bei dem Fzg-Typ gemacht und kann mir sagen, was die Folge ist...

Wie gesagt, ich werde es als erstes mit Schmieren versuchen ;-)

Fabian
Zuletzt geändert von kabaman am 2008-01-04 20:54:49, insgesamt 1-mal geändert.

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Ulf H
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#7 Beitrag von Ulf H » 2008-01-05 1:39:26

Beim Federn schmieren gibt es verschiedene Varianten.

Am einfachsten ist es, die Feder zu entlasten und zwischen die dann offen stehenden Lagen Kriecköl einzusprühen. Ist einfach schnell und billlig, aber leider nicht von langer Dauer. Reiht aber allemal zum Testen, ob die Federungseigenschaften frisch geschmiert in einen annehmbaren Bereich kommen.

Ausbauen, zerlegen, reinigen und fetten ist natürlich besser und vor allem wesentlich dauerhafter, aber eben auch aufwändiger.

Gruß Ulf
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Mike
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#8 Beitrag von Mike » 2008-01-05 7:12:57

Moin,
ich habe es mit Motorradkettenspray gemacht. Große Dose vom Louis reicht locker für 2 mal fetten.
Munter bleiben
Mike

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#9 Beitrag von felix » 2008-01-05 13:24:15

Hallo,

zum Schieren sollte man Graphitfett verwenden, weil das schmiert auch noch ein Wenig, selbst wenn das Fett lange gegangen ist. Manchmal kann man es durchaus mit einem Spachtel zwischen die Blätter schmieren. Bei Bedarf kann man es mit Verdünnung verlängern, damit es kurzzeitig flüssiger wird.


Zur Federkennlinie:

1. Man denke sich die Feder als auf Biegung belasteten Stab an dessen Ende die Kraft eingeleitet wird. (Der Einfachheit halber nur von der Achse zu einem Federlager, das Ding ist ja symmetrisch) An der Achse ist der Stab fest eingespannt, im Lagerbock ist er lose gelagert.
Das ist ein wenig Linearisierung, da die Federn meist etwas gebogen (gesprengt) sind. Da der Sinus von kleinen Winkeln aber etwas noch kleineres ist, darf man das denke ich erstmal so machen.

Wenn ich mich so an die Lehrbücher erinnere, nimmt die Spannung in der Feder bzw. das Biegemoment linear entsprechend der Hebelgesetze zur Achse hin zu.

Damit die Feder nun nicht einfach an der Achse abknickt, hat der Federhersteller einen Stapel von Federblättern unter das Tagende Blatt gelegt, wobei die Zahl der Blätter linear mit der Paketlänge zunimmt. Somit verformt sich die Feder über ihre Länge gleich, und knickt nicht mehr an der Achse ab.

Natürlich ist das nur bei grober Betrachtung "Gleichmäßig", wenn man genau hinschaut, ist die Feder Sägezahnförmig belastet. Die Abschnitte zwischen dem Ende eines Federblattes zum Nächsten (Ich nenne es mal "l") sind Freitragend mit der entsprechend lokalen linearen Zunahme der Belastung.
Deswegen ist es nicht so Toll, einfach nur ein Blatt aus der Feder heraus zu nehmen, da sich so die lokale Spannung an einer Stelle verdoppelt. Fatal sind zwei aufeinander folgende Blätter, dann hat man die lokale Spannung verdreifacht, und der Sägezahn bekommt so hohe Spitzen, dass wie bei z.B. Ulis 170ern geschehen die Feder so überlastet wird, dass sie kaputt geht.
Nimmt man ein Blatt heraus und passt die Länge der anderen Blättern an, sodass sich wieder ein gleichmäßiger Abstand ergibt, so hat man die eine doppelt so hohe Spitze wieder gleichmäßig auf alle Spitzen verteilt, und es kommt zu keiner lokalen Überlastung, wenn du nun schwächere Feder nicht insgesamt überlastet wird.

Es ist vielleicht etwas verwirrend, dass bei manchen Federn 'l' nicht linear ist, sondern von der Achse zum Lager hin zunimmt. Das sind dann stark gesprengte Pakete, welche über zunehmende Abstände "linearisiert" werden. Würde man an das Ende jedes Federblatts ein Streichholz kleben was seitlich aus dem Paket heraussteht und die Sonne von Oben draufscheinen lassen, so wären die Schatten der Streichhölzer wieder alle im gleichen Abstand (l konstant über die Länge). (Das ist genau die Linearisierung, die die gesprengte Feder zum Lehrbuch-Knickstab herunterkocht)
Kaum gesprengte Federn, z.B. HA 170er sind kaum gesprengt und daher "l" der Einfachheit halber konstant über die Packetlänge.


So, nun kann man die Feder weiter vereinfachen: Das ganze Paket besteht aus 'n' Knickstäben der Länge 'l' welche alle in Serie geschaltet sind. Die Spannung bzw. die Verformung in einer der kleinen Federn ist (Länge l / Blattstärke b) * Kraft F . Der Gesamtweg ist n * (Einzelweg).

Nimmst du nun ein Blatt aus der Feder heraus und passt alle "Einzelfedern" in der Länge an, wird 'n' um einen kleiner, dafür lokal jeweils l um l/n länger. D.h. die Kraft in den lokalen kleineren Federn nimmt um 1+(1/n) zu. Nu denn, da du ja eine Feder für eine insgesamt geringere Kraft haben möchtest, ist der Anstieg der lokalen Spannung keine Überlastung der Feder an sich.

Auf den ersten Blick erscheint es so, als dass der Federweg über die ganze Feder nicht ändert, da ja die Zahl n um einen Abnimmt: (n-1)*((l+(l/n)/b)*F). Das wäre aber nur den Fall, wenn gleichzeitig die Blattstärke b um den Faktor 1/n zunehmen würde. In dem Fall hättest du wirklich nur den "Sägezahn" vergröbert.

Da sich jedoch die Blattstärke b bei der Aktion nicht ändert, hast du durch herausnehmen eines Blatts die lokalen Spannungen um 1/n erhöht und die Federkonstante (Kraft/Weg) um 1/n erhöht.

Da ist linear, solange l >> (l/n). (Sinus kleiner Winkel ist klein) Oder in Worten: Wenn man l sehr viel vergrößert, funktioniert es nicht mehr, da die einzelnen lokalen Federn um einen Winkel knicken, dh der Federweg ist sin(knickwinkel) * l. Da der Knickwinkel von l abhängig ist, beginnt er bei starken Änderungen nicht-linear zu werden.

Beachtet man beim kürzen der Blätter die Sprengung des selben (Projektion der Abstände auf die Fahrbahn bleibt konstant) sogar hochgradig linear für kleine l/n. Kennst du den Faktor, um welchen die reale Achslast geringer ist, kannst du nun recht genau vorhersagen, wie viel n-tel aus der Feder heraus müssen, damit es wieder das tut, was der Hersteller vom LKW sich mal ausgedacht hat.


Nu denn, ich würde die Aktion erst vornehmen, wenn du die Wirkliche Achslast kennst (Mit nichts verschätzt man sich so leicht, wie mit dem Einsatzgewicht des LKW), und auch dann eine ordentliche Reserve lassen (Wenn du dann doch noch den Monstertank einbauen möchtest). Bedenke: Es geht dann dabei nicht um irgendwas, was in den papieren steht, sondern um das, was die Feder voll ausgelastet + das Gepäck von dme Geländewagen, den man gerade rettet in der Wüste bringen muss.


Das mit der Eigendämpfung ist ein interessanter Einwand, sie müsste n * Kraft * Reibbeiwert sein. Wenn du die Feder schmierst, passiert aber etwas gewaltiges am Reibbeiwert (Deutlich mehr, als n-1) Von daher: Nicht kritisch.

Eigentlich will man die Reibung auch aus dem Paket herausbekommen, da dieses vor allem bei Druck dämpft und so Schläge und "Rappeln" hart an den Rahmen weitergibt.
Dafür möchte man die Dämpfung in hydraulische Stoßdämpfer hinein haben, da diese (ideal) nur beim Ausfedern dämpfen, und Ausfedern findet nur mit Eigenfrequenz der Feder und mit konstanter Kraft statt.

MlG,
Felix

P.S: Ich fahre mit herausgenommenen Federblättern ohne Längenanpassung herum. Damit habe ich die (lokale) Biegebeanspruchung der Feder verdoppelt. Nun ist die reale Achslast (zwischen 3,5-5t) aber sehr nach der hälfte der möglichen Achslast (7t). Funktioniert seit 60.000km.
Aber generell ist die Feder immer noch zu hart, da ich nur 1/4 der Blätter herausgenommen habe, und nicht 1/2. Nun ist geplant, das noch einmal 1/8 der Blätter herausfliegt, und dafür eine Fanglage drunter kommt.

P.P.S: Zuerst hat mich die Parabelfärmigkeit von Weitspaltparabelfedern (Ein ganzes Federpacket in einem Blatt) an meine Linearität zweifeln lassen. Aber: Die WSP sind so geschmiedet, dass die Materialdehnung über ihre Länge konstant ist, damit sie nirgens überlastet wird. Da die Materialdehnung mit der Blattstärke jedoch zunimmt, muss die Durchbiegung mit der Blattstärke abnehmen. Und schon bekommt man eine Parabelförmige Blattstärke.
Zuletzt geändert von felix am 2008-01-05 13:49:55, insgesamt 1-mal geändert.

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Uli
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#10 Beitrag von Uli » 2008-01-05 13:52:30

Hallo,

das mit dem Motorradkettenspray oder Kriechöl funktioniert dann noch gut, solange die Federn noch keine Rostblasen zwischen den Lagen gebildet haben. Sobald da Rost dazwischen ist, ist die Reibung um ein vielfaches höher. Da kommt man dann mit Kettenspray nicht so weit.

Grüße
Uli
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#11 Beitrag von kabaman » 2008-01-06 10:43:20

Hi Felix,

vieln Dank für die ausführliche Erklärung! Genau sowas hab ich mir gewünscht ;-) ! So macht das Spass.

Fabian

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