Zylinderkopf / einteilige Kipphebelböcke

[Martin aus Mannheim]

Meine Vorstellungskraft reicht nicht aus, um einen messbaren Leistungsunterschied auszumachen, wenn sich der Ventilhub im Betrieb um 1/10...3/10 ändert solange das Ventil noch schließt.
Dass axialspielfrei ruhiger läuft, leuchtet mir ein, eine Wälzlagerung axial auch, wenn sie funktioniert (was sie ja erwiesenermaßen tut).
Dazu fällt mir ein: "Das kann nicht funktionieren. Dann kam einer, der das nicht wusste und hat's gemacht "
Kleine Winkel (verglichen mit einer Drehbewegung) bei einer oszillierenden Kippbewegung sind jedenfalls nicht die Paradedisziplin von Wälzlagern. Umso erstaunlicher, dass es funktioniert, wahrscheinlich der -für die Lager- geringen Axialkraft geschuldet. Bis sich der Ölkeil gebildet hat, geht's schon wieder in die andere Richtung...
Diese Lösung in einer Klausur in Konstruktionslehre abgeliefert hätte wahrscheinlich "setzen, 6" als Zensur zur Folge, aber siehe oben.

 

[er90es]

Gute Idee mit dem rechnen. Da sich das Axialspiel bei unseren Qen selbstständig vergrössert müsste man eigentlich mehrere Berechnungen anstellen, sagen wir mal 4. Angefangen mit Axialspiel Null, 0,1, 0,2, 0,3mm. Das wirkt sich doch auch auf den Ventilhub aus. Weniger Hub = weniger Füllung = weniger Leistung, oder liege ich da falsch? Ist aber vermutlich sinnlos da zu gering.​

Wolfos "wirklich" war relativierend gemeint, also seid Ihr der gleichen Meinung!

Die Vergrösserung war am schlimmsten bei der 90S. Ein paar mal flott gefahren und dann waren sie da ,die 0,3mm. Aus mechanischer Sicht, wollte man eine Schulnote geben, eine glatte -6-.

Meine Böcke waren da, wo die Kipphebel-Stirnseiten anliegen, noch nicht mal glatt! Wie soll man so spielfrei einstellen?
Nebenbei: Ich bin später auf die Idee gekommen, dass auch Nadellagerspiel beitragen könnte. Dann kann der Kipphebel auch um die Radialachse "kippen". Dadurch könnten an den Stirnseiten die Blöcke wieder auseinandergedrückt werden.

 

[isbjörn]

"Das kann nicht funktionieren. Dann kam einer, der das nicht wusste und hat's gemacht "

Moin so etwas lag mir die ganze Zeit in den Fingern.

Bei meiner anderen Leidenschaft (die Leiden schafft), der Matchless hatte ich grad einen Lichmaschinen Umbau zu lösen.

Bei alten Engländern werden klassisch der Magnet, Lima und der Primärantrieb mit Rollenketten angetrieben.

Stellt man seine Daten mal in ein Kettenberchnungsprogramm ( Renold oder Iwis) kommt erschreckendes heraus!

Die kleine Ketten für Lima (Kurbelwellendrehzahl) ist bei 3000 Umdrehungen schon über der zulässigen Geschwindigkeit. Bei der Primärkette leuchtet das Ergebnis schon bei 2500 Touren rot auf.

ca. 15m/s sind bei der Drehzahl, schon mehr als die Ketten machen sollten. Die Dinger drehen aber auch mal 5000-6000....und nun? Einstampfen?

Nur von der G3 Matchless sind von 1940-1944 über 80000 Einheiten gebaut wurden. Und nach dem Krieg gab es noch mehr Leistung und mehr Zylinder. 40 PS für 2 Zylinder waren damals normal. Sie haben es einfach gemacht....und wussten es auch nicht wirklich besser.

Gruß Lars

 

[KRAWO]

- sach ich doch, deswegen sind bekanntlich Zahnriemen für Nockenwellentriebe auch viel haltbarer, als solche mit Kette. Da zeigt sich doch wieder willkommener Optimierungsbedarf an unserem Alteisen.

Grüße Gerd

 

[ABT]

- sach ich doch, deswegen sind bekanntlich Zahnriemen für Nockenwellentriebe auch viel haltbarer, als solche mit Kette. Da zeigt sich doch wieder willkommener Optimierungsbedarf an unserem Alteisen.

Grüße Gerd

Also wie jetzt, der Zahnriemen soll länger halten als die im Ölbad laufende Kette, oder wie ist das jetzt gemeint?

 

[mk66]

Also wie jetzt, der Zahnriemen soll länger halten als die im Ölbad laufende Kette, oder wie ist das jetzt gemeint?

ja, das gibt es inzwischen durchaus. Die ZR sind haltbarer geworden. Parallel sind die Steuerketten inzwischen nicht mehr zwangsläufig ein Bauteil, das ein Motorleben lang hält. Im PKW Bereich gibt es ganze Motorenfamilien von VAG (EA111) und BMW (N47), die bezüglich Steuerkette auffällig sind.

Grüße
Marcus

 

[mfro]

Irgendwie war mir die Sache mit den einteiligen Böcken nie geheuer. Das ist doch gegen die Physik geschafft - und die läßt sich nun mal nicht gern überlisten.

Der Kopf dehnt sich mit dem Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium und der ist halt - nicht zu ändern - etwa doppelt so hoch wie der von Stahl.
Im Original bekommt man dadurch mehr Spiel bei heiß - es klappert - mit den einteiligen Böcken kann das m.E. nur mit Verspannungen abgehen.

Meiner Meinung nach war BMW mit den "Plastikscheiben" schon mit der richtigen Idee unterwegs (nur mit den damaligen Mitteln unzureichend umgesetzt):

Angeblich zur Geräuschdämpfung eingesetzt, glaube ich, daß der eigentliche Grund für die Kunststoff-Distanzscheiben ein anderer war. Technische Kunststoffe haben einen deutlich höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als alle Metalle. PVC beispielsweise etwa 80 * 10[SUP]-6[/SUP] / K, also etwa 7-8 Mal so hoch wie Stahl. Eine relativ dünne Scheibe kann also bei Erwärmung das durch die unterschiedliche Wärmedehnung entstehende Spiel problemlos überbrücken.

Dummerweise sind die BMW-Scheiben nicht stabil (und wahrscheinlich auch nicht dick) genug und werden nach kurzer Zeit zerdrückt.

Mittlerweile gibt es aber deutlich bessere Kunststoffe. Polyetheretherketon (PEEK) z.B. erreicht, was die mechanische Festigkeit anbelangt, etwa die doppelten Werte und hat in etwa den halben Wärmeausdehnungskoeffizienten (also gegenüber Stahl/Aluminium immer noch mehr als genug).

Ich würde wetten, mit etwa doppelt bis dreimal dicken PEEK-Scheiben (Vorsicht: aufpassen daß man kein faserverstärktes erwischt, sonst stellt sich der gegenteilige Effekt ein) an entsprechend gekürzten Kipphebeln mit originalen Böcken käme man dem, was BMW eigentlich erreichen wollte, schon deutlich näher.

 

[JIMCAT]

.....


Meiner Meinung nach war BMW mit den "Plastikscheiben" schon mit der richtigen Idee unterwegs ........


Dummerweise sind die BMW-Scheiben nicht stabil (und wahrscheinlich auch nicht dick) genug und werden nach kurzer Zeit zerdrückt.
.....

Hallo Markus

Also, bei meiner Monolever halten diese nun schon über 30 Jahre und 150.000 km.
Und das Axialspiel hat sich in den letzten 50.000 km auch nicht vergrößert.

Irgendwas stimmt bei meinen BMW`s wohl nicht.

 

[Luggi]

Hallo Markus

Also, bei meiner Monolever halten diese nun schon über 30 Jahre und 150.000 km.
Und das Axialspiel hat sich in den letzten 50.000 km auch nicht vergrößert.

Irgendwas stimmt bei meinen BMW`s wohl nicht.

Alles richtig gemacht. Nix kaputtgeschraubt und die Oberflächen sauber gehalten.

 

[JIMCAT]

Alles richtig gemacht. Nix kaputtgeschraubt und die Oberflächen sauber gehalten.

 

[Kairei]

Interessante Diskussion,

Einteilige Kipphebelböcke in handwerklich perfekter Art hergestellt sind schon ein nettes Gimmik und nice to have!
Auch die Achsiallager sind ein interessanter Lösungsweg für Probleme die eigentlich keine wirklich dramatischen sind.
Bei der Diskussion fehlt mir ein wenig der Blick aufs Ganze.
Der Zweiventiler hat nicht nur labbelige Kipphebel sondern auch ellenlange Stösselstangen!!
Auch bei exakt funktionierenden Kipphebeln bringen diese bei hohen Drehzahlen genug Elastizität ins Spiel um wirklich genaue Steuerzeiten zu verhindern.
Was habt ihr Maschinenbauer da für Lösungen?
Ich kenne nur die vom Dähne seiner Rennkuh, da wurden Mittellager gebaut.
Also hier gibt es noch Raum für Diskussionen!

Gruß
Kai

 

[Wolfo]

Was habt ihr Maschinenbauer da für Lösungen?

a. Flächenträgheitsmoment erhöhen (z.B. größere Rohrdurchmesser)
b. Werkstoff mit höherem E-Modul nutzen ( z.B. Stahl)

 

[wigschweisser]

a. Flächenträgheitsmoment erhöhen (z.B. größere Rohrdurchmesser)
b. Werkstoff mit höherem E-Modul nutzen ( z.B. Stahl)

Wären dann die älteren Stoßstangen aus stahl besser geeignet?
Gruß bernd

 

[Wolfo]

Deutlich biege -und knicksteifer sind sie in jedem Falle, aber auch etwas schwerer.

Die Antwort lautet also: Kommt drauf an.

 

[Blue QQ]

Fa. Wank hatte (hat) welche aus spez. Alurohr. Nicht leichter aber steifer.
Fa. Rabenbauer soll auch was haben. Leichter und steifer.
Dann sind 11.000U/min kein Problem
Manfred

 

[Martin aus Mannheim]

Deutlich biege -und knicksteifer sind sie in jedem Falle, aber auch etwas schwerer.

Die Antwort lautet also: Kommt drauf an.

Wolfo,
ich habe mal aufgeschnappt, dass die Stangen deshalb aus Alu sind, weil die sich genauso ausdehnen wie Kopf und Zylinder (abgesehen von ihrer vergleichsweise kühlen Unterbringung).
Wäre da Stahl nicht noch schlechter, weil er sich noch weniger ausdehnt. Dann müsste ja im betriebswarmen Motor noch mehr Ventilspiel entstehen, oder etwa nicht?
Und so richtig Sinn machen dann leichte Stößel auch nicht, wenn die Stange dazu 3x oder mind. doppelt so schwer wird.....
Habe ich einen Denkfehler drin?
Sicherheitshalber schonmal einen guten Rutsch für Euch alle an der Stelle....

 

[Wolfo]

Fa. Wank hatte (hat) welche aus spez. Alurohr. Nicht leichter aber steifer.
Fa. Rabenbauer soll auch was haben. Leichter und steifer.

Wenn die Dinger steifer sind, dann ist der Durchmesser zwangsläufig größer - als Folge u.U. Freigangsprobleme.
Denn: der E-Modul (und nur der ist entscheidend in diesem Falle) ist für alle Aluminiumlegierungen ~ gleich.

Bei 11000/min hast du mit den 2V-Motoren andere Probleme als unzureichend biegesteife Stößelstangen, versprochen...


Stahlstößelstangen gehen schon, muss man eben "heiß" einstellen und kucken, dass "kalt" die Ventile nicht offen stehen. Im allgemeinen geht das aber.
Leichtbau ist nicht alles, die Steuerzeiten müssen auch am Ventil ankommen. Daher kann es bei einem Stoßstangenventiltrieb durchaus sinnvoll sein, steifere (und u.U. schwerere) Stößelstangen zu verbauen.
Ist alles eine Frage der Auslegung und des angestrebten Drehzahlbereiches und der Lebensdauer.
Im Zweifel setzt die Herz'sche Pressung am Stößel Grenzen.

 

[Blue QQ]

Die /6 Modelle hatten damals Stahlstößelstangen.

Wenn die Dinger steifer sind, dann ist der Durchmesser zwangsläufig größer - als Folge u.U. Freigangsprobleme.
Denn: der E-Modul (und nur der ist entscheidend in diesem Falle) ist für alle Aluminiumlegierungen ~ gleich.

Durchmesser und Gewicht ist annähernd gleich.
Während die orschinalen den berühmten Ring hatten (nein, es war nicht die Kopfdichtung) bleiben die vom Wank gerade.
Manfred

 

[Wolfo]

Natürlich kann man theoretisch mit Vollmaterial verglichen mit einem Rohr (Serie) noch geringfügig Flächenträgheitsmoment herauskitzeln, aber der Gewinn ist nur klein, was spätestens bei einem Blick auf die entsprechenden Formeln klar wird: https://de.wikipedia.org/wiki/Flächenträgheitsmoment

Bei der Betrachtung folgend der Euler'schen Knickfälle ist nur der E-Modul des Werkstoffs entscheident.


Insofern lag das wohl eher weniger an den geänderten Stoßstangen (falls der Durchmesser wirklich gleich ist).
Natürlich spielen auch Schwingungsvorgänge/Resonanzfrequenzen eine Rolle, da könnte eine Werkstoffänderung die kritischen durchaus etwas verschieben - aber das richtig auszulegen ist ein Entwicklungsprozess mit vielen aufwendigen Laborversuchen.

 

[Blue QQ]

Egal wie. Der hatte die damals im Programm.
3 habe ich noch, einer ist weg.
Wank wollte nochmals nachfertigen.(Aussage im Feb. 2018)
Vielleicht machen noch ein paar mit?
Manfred

 

[wigschweisser]

Wenn die Stangen bezahlbar sind würde ich mitmachen.
Gruß bernd

 

[Blue QQ]

Wieviel Stück nimmste dann?
Manfred

 

[wigschweisser]

Hallo Manfred
Ich nehme 4 Stück
Gruß bernd

 

[Blue QQ]

werde in nochmals anfunken und nach dem Presi fragen
Manfred

 

[Euklid55]

Bei der Diskussion fehlt mir ein wenig der Blick aufs Ganze.
Der Zweiventiler hat nicht nur labbelige Kipphebel sondern auch ellenlange Stösselstangen!!
Auch bei exakt funktionierenden Kipphebeln bringen diese bei hohen Drehzahlen genug Elastizität ins Spiel um wirklich genaue Steuerzeiten zu verhindern.
Was habt ihr Maschinenbauer da für Lösungen?
Ich kenne nur die vom Dähne seiner Rennkuh, da wurden Mittellager gebaut.
Also hier gibt es noch Raum für Diskussionen!

Hallo,

schlag nach bei Apfelbeck. Dieser Herr hat schon vor 25 Jahre Konstruktionszeichnungen für Rollenstößel und Königswellenumbau frei veröffentlicht. Da schrumpfen die Stoßstangen auf 4cm Länge.


Gruß
Walter

 

[boxerhans]

Hallo,

schlag nach bei Apfelbeck. Dieser Herr hat schon vor 25 Jahre Konstruktionszeichnungen für Rollenstößel und Königswellenumbau frei veröffentlicht. Da schrumpfen die Stoßstangen auf 4cm Länge.
Anhang anzeigen 223533Anhang anzeigen 223534

Gruß
Walter

Und wo sind diese Zeichnungen? Wäre interessant zu sehen, wie der Antrieb der Königswelle funktioniert. Über die Schwungscheibenverzahnung?

 

[Elefantentreiber]

Im Buch "Wege zum Hochleistungs-Viertaktmotor" von Ludwig Apfelbeck,

dieses Buch hat so gut wie nichts an Aktualität verloren und sollte jeder der

bei solchen Diskussionen mitredet mal gelesen haben.

Und wo sind diese Zeichnungen?

 

[JIMCAT]

 

[Euklid55]

Anhang anzeigen 223535

Hallo,

das ist die Konstruktion von Franz Pohn in Anlehnung an Ducati Desmo Köpfe. Die Apfelbeck Konstruktion ist einfacher. Eine Welle wie die NW bei /2 oberhalb der KW und dazu eine gerade durchgehenden Welle für beide Köpfe. Verbunden mit 2 Kegelrädern unter einem Winkel von ~85°.
Das Projekt hatte ich schon mal in der Mache. Unter 10 Motoren lohnt sich nicht der Aufwand.

Gruß
Walter

 

[JIMCAT]

Hallo Walter

Den Hr. Pohn habe ich in den 90ern am Red Bull Ring zweimal mit seinen Köwe BMW´s gesehen, kurz mit ihm geplaudert und Fotos geschossen.
Hier die zweite Version auf Basis der R 100R, 1997.