Kipphebel optimierung mal anders

[R 110 ES Peter]

Hallo Gemeinde,

hier wie angekündigt die Geschichte wie mein Bruder und ich vor 30 Jahren einen Umbau mit /6 Teilen realisiert haben.

Anfang der 70er, die Modell Palette von BMW ist sehr übersichtlich. Die Kurbelwelle ist gleitgelagert, die Kipphebel auch, und es gibt keine -S-. Das sollte sich mit der /6 Baureihe ändern. Eine Dauerdrehzahl von 7000 Upm sollte die neue 90S bringen. Da warendie Ing´s ganz gut gefordert. Die Kipphebel Lagerung wurde auf Nadellager umgestellt (wie das bei BMW so üblich ist bekamen alle /6 Modelle Nadellager).


Betrachten wir im Einzelnen wie die Bauteile miteinander arbeiten.

Klemmböcke – Zylinderkopf

Neben den physikalischen Gegebenheiten das Alu und Stahl verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, muss man sich noch folgendes vor Augen führen.
Die Ventildeckel liegen aufGrund ihrer Exponierten Lage bei unseren Boxern so gut im Fahrtwind wie kein anderes Bauteil. Das bedeutet; auch die „Innereien“ werden optimal gekühlt. Hinzu kommt das die Kipphebel reichlich mit „kühlem“ Öl versorgt werden. Es fliesst sogar ein Stück durch die Kipphebel Achse. Die Bohrung beträgt 3,5mm. Allein für die Schmierung der Lager könnte sie wesentlich kleiner sein. Direkt daneben der Zylinderkopf, das heisseste Bauteil. Extremer können die Bedingungen in einem Motor nicht sein.

Wie bekannt haben die BMW Ing´s das mit einer "Entkopplung" gelöst. Die Pilze welche stramm in denZylinderkopf eingepresst sind können sich unter den Klemmböcken, der Ausdehnung des Alu-Kopfes folgend, „frei bewegen“. Diese Konstruktion ist so genial wie einfach. Setzt man den Klemmbock auf den Pilz kann man ihn minimal hin und her „klappern“. Dieses Spiel ermöglicht die Wärmeausdehnung ohne dass sich etwas verspannt oder verzieht.


Kipphebel – Klemmböcke

Im WHB /6 steht folgendes zu Einstellen des Kipphebel-Axialspiels: Spielfrei aber leicht beweglich (ohne Massangabe) Das bedeutet in der Praxis 0,1mm oder mehr. Darunter ist das mit dem “leicht beweglich“ fast nicht zu realisieren. Die Kipphebel bewegen sich zwischen den Klemmböcken wie es schon immer gemacht wurde, Metall auf Metall. Das dass nicht immer gut ist war schon ein halbes Jahr nach der Markteinführung klar. 90S Besitzer beklagten sich zu Recht das nach einer gewissen Zeit die Geräuschkulisse des Ventiltriebs unangenehm laut wurde.



Betrachten wir nacheinander die am Ventiltrieb beteiligten Bauteile.

Die NW liegt konstruktionsbedingt mittig unter der KW. Dadurch stehen Stössel und Stösselstangen in einem relativ grossen Winkel. Die Kipphebelachsen sind, ebenfalls konstruktionsbedingt, vertikal angeordnet. Daraus resultiert das sich Stösselstangen und Kipphebelachsen in einer Linie befinden.
Die Kipphebel werden zwangsläufig beim Nockenhub auch nach oben bewegt. Hier bleiben sie aber nicht. Ist die Nockenspitze überschritten bewegt sich alles wieder zurück. In dem Moment wo der Ventilteller seinen Sitz berührt und der Druck der Ventilfeder wegfällt, bewegt sich auch der Kipphebel wieder nach unten. Die Schwerkraft unterstützt ihn noch dabei.
Das Problem bei der/6-Technik ist, wie man erkennen kann, ein rein mechanisches. Die Klemmböcke werden durch die ständige auf und ab Bewegung einfach aus einander „geklopft“.
Selbst wenn das Axialspiel anfangs weniger als 0,1mm beträgt, es vergrössert sich, und das exponentiell. Die Kraft einer einzelnen Axialbewegung ist, “mikroskopisch“ klein, das entscheidende ist die Häufigkeit mit der dies passiert.


Die Erkenntnis die mein Bruder und ich hieraus gewonnen haben ist: Das Axialspiel muss eliminiert werden. Es gibt nur einen Weg dies zu 100% zu erreichen. Die Kipphebel müssen zwischen 2 Axiallagern, oben und unten, geführt werden. BMW scheint nicht bereit gewesen zu sein dies serienmässig auf diesem Wege zu lösen. Hätte es doch bedeutet ein weiteres Speziallager, passend zur 15,5mm Achse entwickeln zu lassen.
Stattdessen wurde von der„schwimmenden“ Lagerung (Klemmbock-Pilz) abgerückt, und der Kunststoffring eingeführt.(wie das bei BMW so üblichist wurden alle Modelle so ausgestattet).
Wir haben ein Standardlager für 4,00€ das Stück genommen, und passend gemacht (Bild 1). Das ist die basic Variante ohne Distanzbuchse und Nachbearbeitung der Achse (verlängung desÖlkanals).

Unser Ziel war es, auch die oszillierende Masse der Kipphebel zu verringern. Unsere Kipphebel sollten so aussehen wie /5, oben mit einer Distanzbuchse.
Das Hauptproblem war die Ölversorgung. Die serienmässige Austrittsöffnung wird von der Distanzbuchse verschlossen, aber wie die Bohrung nach unten verlängern? Es war wie ein kleines Wunder. Ein BMW Mittarbeiter schlug vor die Ölbohrung diagonal verlaufen zu lassen. Man spart dadurch einen Arbeitsgang bei der Fertigung Die Achse muss nicht mehr oben verschlossen werden. Diese Bauweise wurde in die Serienproduktion übernommen. Jetzt war es ein leichtes die Ölbohrung, ebenfalls diagonal, nach unten weiter zu führen. Das Ergebnis zeigt Bild 2. Kombiniert mit leichten Stösseln und Einstellschrauben bereitet der Drehzahl empfindliche Ventiltrieb des 2V Motors trotz der langen Stösselstangen auch beim "heizen" richtig Freude.


gruss peter

[Wolfo]

Wofür das untere Axialkugellager?
Dort werden im Betrieb fast keine Kraft eingeleitet, eine Passcheibe hätte es auch getan.

[feuerlibelle]

Nein, ich schreib jetzt nicht was ich denke, nein, nein, nein Finger von der Tastatur und PC aus.

Brot und Spiele!

Nacht, marco

[MKM900]

Hallo Gemeinde,

hier wie angekündigt die Geschichte wie mein Bruder und ich vor 30 Jahren einen Umbau mit /6 Teilen realisiert haben...

Das war vor 30 Jahren, also 1987, schon ein alter Hut.

[Lutzel]

Och Jungs, nun hört doch mal auf mit der Verreißerei
Gute Nacht
Lutz

[Balta]

Falschaussage gestrichen und was gelernt

Schöne Grüße
Mark

[Zagato]

Sorry aber die Nadeln sind eher Zylinder als Tonnen.
Grüss von einem bekannten Nadellager Hersteller

[Blue QQ]

Axial-Nadelkränze / Axiallagerscheiben / Axial-Nadellager

Axial-Nadelkränze
Axial-Nadelkränze bestehen aus Kunststoff- oder Metall-Axialkäfigen mit integrierten Nadelrollen, haben eine sehr geringe axiale Bauhöhe. Sie nehmen hohe axiale Kräfte in einer Richtung auf. Radiallasten müssen separat aufgenommen werden. Axial-Nadelkränze setzen voraus, dass gehärtete und geschliffene Anlaufflächen als Laufbahn genutzt werden können.
Axiallagerscheiben
Axiallagerscheiben sind gestanzt, durchgehärtet, poliert und als Wellen- oder Gehäusescheibe verwendbar. Diese Scheiben sind geeignet, wenn das angrenzende Maschinenteil nicht gehärtet, jedoch ausreichend starr und formgenau ist.
Axial-Nadellager
Axial-Nadellager sind Baueinheiten, bestehend aus Axial- Nadelkränzen und Axiallagerscheiben mit Zentrierbund. Sie sind kombinierbar mit Nadelhülsen, Nadelbüchsen und Nadellagern. Die Anlauffläche für den Nadelkranz muss gehärtet und geschliffen sein.

Und was ist das? Diese werden vopn der Umbauer verwendet
Manfred

Manfred

[Balta]

Sorry aber die Nadeln sind eher Zylinder als Tonnen.
Grüss von einem bekannten Nadellager Hersteller

... das ließ mir keine Ruhe, ist wohl nicht nur "eher ein Zylinder" sondern ist ein Zylinder, hat dann halt O-Ton: Differenzialschlupf

Man lernt halt nie aus.

Danke!!

[ffritzle]

Das war vor 30 Jahren, also 1987, schon ein alter Hut.

Zumindest der Denkansatz der Verringerung der Kipphebelmasse Masse ist immer noch aktuell.
Verringerung der oszillierenden Massen ist doch überall Verkaufsargument? Plötzlich nicht?
ffritzle