Des Dramas Höhepunkt
Das Schraubertheater wandelt sich zu einem dramatischen Höhepunkt.
Bei der Schrauberei bemerkte ich ein recht großes Spiel im Nockenwellengetriebe, das über ein Zwischenrad auch den Kompressor und die Einspritzpumpe antreibt. Ich habe mir nicht viel dabei gedacht und fröhlich weitergeschraubt.
Nachdem ich weiter vorgedrungen war erblickhörte sich folgendes Spektakel (Ton anmachen!)
Tolles Video mit schauerlichem Sound
Da wackelte es nicht nur heftig, es klepperte auch. Das erklärt wohl die recht lauten Kurbelgeräusche, die ich im Leerlauf wahrnahm.
Was ist geschehen?
Die Lagerung des Zwischenrads ist fast tot.
Die Laufbahn war zerstört
Die Kugeln kurz vor dem Exidus
Der Istzustand der Lagerkonstruktion
Der Sicherungsring (6) und der Distanzring (7) bestimmen den Abstand von Innen und Außenring. Die Lagerung wird am Innenring axial zusammengespannt. Eine unschöne Konstruktion.
Jetzt kommt erschwerend hinzu das der Distanzring (7) 0,11mm breiter ist als (6). Das führt unweigerlich zu Verspannungen in den Kugellagern weil die Außenringe eingepresst sind. Die Lager gaben irgendwann nach.
Wenn die Außenringe einen Schiebesitz im Zahnrad hätten gäbe es keine Verspannung von den Lagern, weil die Außenringe sich nach dem Innenring orientieren könnten.
Das ist aber keine Lösung sondern bezogen auf den Lagereinbau kontraproduktiv: Es herrscht Umfangslast am Außenring und somit muss (!) eine Presspassung verwendet werden. Weiteres kann hier:
Lagereinbau nachgelesen werden.
Neue Lager einbauen und "gut ist" wäre ein Trugschluss.
Den Distanzring könnte man dem Sicherungsring in der Dicke anpassen. Das gefällt mir aber nicht.
Es wird getüftelt:
Eine angestellte Lagerung in O-Anordnung mit Kegelrollenlagern.
Einzig unschön ist das spielfreie Einstellen der Lager durch die Dicke des Distanzrings (3). Ist aber weniger üblich im Maschinenbau weil aufwändig.
Diese Lösung hat aber echte Vorteile:
-Eine konstruktive Erhöhung des Lagerabstandes von ca. 80% -> Verringert die Lagerbelastung.
-Bei die Radialbelastung der Kegelrollenlager eine Erhöhung der Tragfähigkeit von ca. 230% -> Höhere Lebensdauer
==> Ergibt bei einer sehr groben Abschätzung unterm Strich eine ca. 400% höhere Lebensdauer.
Die deutlich höhere Axialbelastbarkeit der Kegelrollenlager bleibt hier unberücksichtigt, da Rillenkugellager nicht sonderlich hoch axial belastbar sind und aufgrund von mir unbekannten Axialtragzahlen ein Vergleich unmöglich ist. Ist auch egal, es ist auf alle Fälle eine Verbesserung.
Der Einbau von Vierpunktlagern, die eine deutlich höhere axiale Tragfähigkeit haben, wurde angedacht aber verworfen. Wenn, dann richtig.
Durch die Schrägverzahnung entsteht durch die Umfangskraft eine Axialkomponente, die muss das Lager aufnehmen.
Da die Axialkraft außen am Zahnrad in der Verzahnung angreift entsteht ein Kippmoment in der Lagerung, verdoppelt durch die Axialkraft durch den Antrieb des gegenüberliegenden Kompressors. Bei diesem extrem kleinen Lagerabstandes von 17mm ein Wahnsinn und ein weiterer Grund des Versagens.
Hier der geplante Umbau:
Die Kegelrollenlager werden geordert und die Bastelei kann losgehen.
Als erstes wird der Sicherungsring entgratet. Durch die angestellte Lagerung drücken die Außenringe beidseitig auf den Ring. Der Grat würde irgendwann weggedrückt. Die Folge wäre ein Vorspannungsverlust und somit Lagerspiel. Wollen wir ja nicht.
Damit das Einsetzen der Lager leichter geht wird Muttis Bügeleisen ausgeliehen.
Die Außenringe sind drin.
Der Distanzring gefertigt:
Den Ring mit Übermaß abstechen:
Die original Distanzhülse muss gekürzt werden, damit das Zahnrad axial wieder in die alte Einbaulage kommt (Die neue Lageranordnung ist breiter als die Alte)
Der Distanzring muss nun in der Breite angepasst werden. Hierzu wird er in einer 8-förmigen Bewegung über 120er Schleifpapier bewegt. Durch die 8-förmige Bewegung ist ein gleichmäßiger Abtrag an der Stirnseite garantiert(!)
Der Kreuz- und Querschliff ist gut zu erkennen:
Kontrolle der gleichmäßigen Dicke/Parallelität:
Ich habe eine Parallelitätsabweichung erzielt, die mit einer Messschraube erkennbar, aber nicht seriös messbar war. Anzumerken ist, das die Flächen durch das vorherige Drehen keine Parallelabweichung hatten.
Um das Lagerspiel einzustellen muss natürlich die Lagerung vorgespannt werden. Das wurde mit einfachen Hilfsmitteln rustikal gelöst:
Der Distanzring wurde solange abgeschliffen, bis kein Spiel mehr spürbar war. Dann wurde noch mal "ein Span" abgenommen um eine leichte Vorspannung zu erhalten.
Fertig zur Montage:
Was wäre passiert, wenn.....................die Lagerung auseinandergefallen wäre.
Ich möchte mir das Szenario nicht vorrstellen: Ein Totalschaden.
1. Das Zwischenrad fällt im Motorblock runter und es gibt einen mächtigen Knirscher.
2. Die Nockenwelle bleibt stehen, die Folgen brauche ich nicht formulieren.
Glück gehabt
Na das is ne Komödie.
Da werd ich über kurz oder lang auch was dran machen müssen.
