OS Wankel

Hier ein Blick auf die laufende Konstruktionsarbeit.



Die Exzenterwelle mit den 3 Lagern. Das Vordere ist ein normales Kugellager mit Kunststoffabdichtung. Das Lager für den Läufer ist ein voll gekapseltes Nadellager. Der Vorteil ist, daß es keine geschliffene Welle benötigt, was die Herstellung des Exzenters sehr erleichtert. Das hintere Lager ist ein offenes Nadellager, hier bedarf es einiger Sorgfalt bei der Endbearbeitung der Flächen. Da diese aber nicht exzentrisch sind, ist das weit weniger problematisch. Gerne hätte ich hier auch ein gekapseltes Lager genommen, aber das geben die Abmessungen nicht her.



So sieht das dann mit den Verzahnungen aus. Das nächste zu zeichnende Bauteil ist der Läufer (Kolben).

Es gilt aber noch ein paar kleinere konstruktive Probleme zu lösen. Der sehr schwere Kolben verlangt nach einer perfekten Auswuchtung der Welle-Läufer Einheit, die immerhin mit ca. 20000 RPM rotiert. Der Os Wankel benötigt dazu 2 Ausgleichsgewichte, eines im Propellermitnehmer, und eines im hinteren Bereich außerhalb des Brennraumes. Von den Masseverteilungen denke ich daß das Gewicht im Mitnehmer der Feinwuchung dient. Den Hauptmassenausgleich übernimmt der große Messingblock.

Nun kann ich zumindest die Grobwuchtung nicht einfach Pi mal Daumen machen. Ich muß schon recht genau berechnen, wieviel an Massenausgleich angebracht werden muß. Das bestimmt dann sogar die Gehäuseform, weswegen dieses ganz am Ende konstruiert wird.

Ach ja, und wie ich mit meinen Mitteln auswuchten kann ... keinen Schimmer, aber das krieg ich auch noch raus.

PeterKa

Update: Ich habe doch herausgefunden wie ich das hintere Lager durch ein "normales" Kugellager erstzen kann. Damit sinkt die Notwendigkeit, die Welle zu härten bzw. zu schleifen.. Muß halt einen genügend harten Stahl aussuchen, den ich noch bearbeiten kann, ein Vorschlag liegt ja hier dankenswerterweise bereits vor.

Mit welchem CAD arbeitest du?

Wie kommt denn das voll gekapselte Nadellager für den Läufer an seinen Platz? Ist das teilbar?
H.

Ich arbeite mit dem Inventor. Ist hartes Brot gewesen das zu lernen, bereut habe ich es nie.

Und das Lager kommt so an den Platz.



Damit das klappt mußte die Welle hinten auf 7mm verschlankt werden, aber das ist dicke genug.

PeterKa

Kurbelwelle:
Etwas einfacher (?) zu beschaffen ist vielleicht 1.4548.4, schon schön hart, aber immer noch human zu bearbeiten. Auch die letzten Hundertstel einer Passung werden blitzeblank. Ist sogar Luftfahrt-zugelassen, musste damit schon so Einiges in der Richtung herstellen.

Gruß,

Robby

Danke, obwohl, was zum Teufel mach ich nun mit dieser Nummer ??? Es wäre schon klasse, wenn ich ums Härten drumrum kommen würde. Aber da sind dann noch die Gewinde... bei zu hartem Material breche ich mir dabei einen ab.

So langsam beginnt sich das Puzzle zu vervollständigen. Ich will mal schauen ob ich ihn animiert bekomme, wenn es soweit ist.





Die Dichtlippen gibt es als Stangenware relativ preiswert. Standardmäßig 1,2mm dick und in verschiedenen Höhen mit Schleifzugabe (Danke Basti ) Die Nachbearbeitung ist aber auch nicht völlig trivial. Es muß eine Kerbe eingeschliffen werden für die Federn (Noch so ein ungelöstes Detail), und die Dichtkante ist zu verrunden. Für all das werde ich Werkzeuge bauen müssen --- selbst schuld Auch nicht ohne ist die Einhaltung des Endmaßes Das wird wohl alles gemeinsam mit dem Läufer verschliffen werden müssen.

PeterKa

Keine Ursache

Übrigens, wenn du mal was ganz verrücktes bauen willst (noch ist es nicht zu spät), schau dir mal den oberen DKM 54 an --
https://www.der-wankelmotor.de/Techniklexikon/DKM_vs_KKM/dkm_vs_kkm.html

Quasi der Verbrenner - Aussenläufer

Grüße !

Was ich mache ist verrückt genug Basti

Der Läufer ist nun auch fertig. Das bedeutet, daß ich nun alle exzentrischen Massen zur Ausgleichsberechnung zusammen habe. Das ist meine nächste Aufgabe.





Ich habe mich sehr nahe an das Original gehalten, alles ein bisschen satter dimensioniert, ich peile ja die doppelte Leistung des OS an.

So ein Wankel müsste doch auch mit einer elektronischen Zündung funktionieren und mit Benzin laufen. Das würde mir sehr gefallen. Ich hab aber keine Ahnung was ich hierbei zu beachten habe, außer vielleicht einem total anderen Vergaser.

PeterKa

Betrieb mit Benzin:
Geber und Auslösemagnet an den Motor pfriemeln, sollte kein Problem darstellen.
Beim Vergaser hast du die reiche Auswahl an WALBROS jeglicher Größe, da wäre sicher ein passender dabei.

Gruß,

Robby

Manchmal wird man hart bestraft, wenn man zu naßforsch vorgeht. Also ich zum Beispiel

Vielleicht gabe ich auch einen Gedankenfehler gemacht, aber das glaube ich nicht wirklich.

Und das sind die Fakten:



Umständliche Rechnerei konnte ich mir für einen ersten Check sparen, da Inventor in der Lage ist, den Massenschwerpunkt eines Bauteiles zu berechnen. Zum ersten Test habe ich alles zu einem Bauteil zusammengefügt, und das Ergebnis berechnen lassen. Heraus kam, dass ich die hier provisorischen Ausgleichsgewichte anbringen muß, damit alles passt. Selbst wenn ich sie aus Messing mache spare ich nur etwa 8% an Bauvolumen (Spez. Gewicht Stahl 7,86, Messing Standard 37%Zinn: 8,41)

Daß das eine Sackgasse ist sieht ein blindes Huhn. Hauptverursacher ist natürlich der Kolben, der grottenschwer ist. Hier muß ich mindestens 50% an Gewicht einsparen.

Außerdem bleibt mir nichts anderes übrig, als sämtliche Momente verursacht durch die exzentrischen Massen einzeln zu berechnen, um besser einschätzen zu können, welche Maßnahme welchen Erfolg bringt. Ein kleines Beispiel dafür ist das Rollenlager, das in die Abschätzung als Vollmaterial eingeht und daher viel zu schwer berechnet wird. Da ich aber die Masse des Lagers genau kenne, ist es leicht da zu korrigieren.

Den Kolben hatte ich deshalb so massiv gezeichnet, weil ich genügend Dichtfläche an den Seiten haben wollte. Der OS Wankel hat an der schmalsten Stelle nur knapp 2 mm Dichtfläche, das gefällt mir gar nicht, vielleicht bin ich aber auch zu ängstlich.

Wenns einfach wäre könnte es jeder *seufz*.

Übrigens ist es wohl an der Zeit mit den VTH Bauplan zu besorgen, oder hat ihn jemand rumliegen und braucht ihn nicht ?

PeterKa

Hallo Peter,

sehr schön zu lesen, deine Aktivitäten, vor allem weil du uns an deinen Überlegungen und Sackgassen teilhaben lässt. Damit wird es spannend.
Es wäre doch langweilig, wenn du nur die glatten perfekten Erfolge darstelltest. Misserfolge sind genauso wertvoll wie Erfolge! ...nur eben unterhaltsamer!

Bei der vergrößerten Flankendichtfläche gebe ich zu bedenken, dass mehr Breite zwar besser dichtet, aber auch mehr Reibung verursacht.

Ach und dies noch: Messing besteht aus Kupfer und Zink, CU und Zinn wird zu Bronze.

Unbedingt weitermachen!
Andreas

Asche auf mein Haupt. Das mit dem Zinn hätte nicht passieren dürfen

Ich starte jetzt die Operation Kolben 50%... Ideen hab ich schon.

PeterKa

Es hilft ja nix, wenn man wirklich etwas erreichen will muß man sich im Detail klarmachen welches Detail welchen Beitrag zum Gesamtmoment beiträgt. Mein Vorgehen im Detail hat eine Menge mit Erbsen zählen zu tun.



Das ist nun die Exceltablle die ich begonnen habe um das Problem dingfest zu machen und um sehen zu können, wo genau ich welches Potential zur Einsparung habe.

Zunächst mal wiegt der gesamte Kolben schlappe 143 Gramm . Das geht schon mal gar nicht. Die Tabelle zeigt nun die einzelnen Beiträge. Der Ring ist das Problem, da braucht man nicht lange nachzudenken. Die Speichen sind schon relativ ordentlich. Sie tragen im Moment nur 15% zum Gesamtgewicht bei. Hier muß ich also nicht anfangen, wenn ich die Konstruktion erleichtern will. Die Taschen im Brennraum bringen immerhin 15,66 Gramm Erleichterung, da möchte man auch nicht drauf verzichten, obwohl sie die Verdichtung negativ beeinflussen. (Vermutlich verbessern sie aber die Ausbreitung der Verbrennung).

Ingenieure schauen bitte nicht auf meine Maßeinheiten. Sie sind in für mich handliche Größen umgewandelt. Schlampigkeiten in der Einheit und der Namensgebung ändern aber nichts an der Brauchbarkeit der Informationen. Ich musste dahingehend schon einiges an Rügen einstecken, die mich zeitweise von weiteren Berichten hier abgehalten haben.

PeterKa

PeterKa schrieb:

Ich habe mich sehr nahe an das Original gehalten, alles ein bisschen satter dimensioniert, ich peile ja die doppelte Leistung des OS an.

PeterKa

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Hallo Peter,

so "nahe" finde ich das eigentlich nicht. OS hat schon Material abgenommen, mal abgesehen davon, daß das Material zumindest beim Wankel-PI sauschwer zu bearbeiten ist.
Kann mir nicht vorstellen, daß die aus Festigkeitsgründen dieses Zeugs genommen haben, wobei man die Betriebstemperatur sicher berücksichtigen muss. Hinsichtlich der blau angelaufenen Lagerschalen...
Daher nimm weg was deine Fräse hergibt.

Mit dem Benzin ist so ´ne Sache; heißt ja immer, daß Benzinmotoren eine bessere Kühlung brauchen als Methanoler.

LG,
Harald

PeterKa schrieb:

Asche auf mein Haupt. Das mit dem Zinn hätte nicht passieren dürfen

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Mach dir bloß kein' Kopp da drum!

PeterKa schrieb:

Ingenieure schauen bitte nicht auf meine Maßeinheiten. Sie sind in für mich handliche Größen umgewandelt. Schlampigkeiten in der Einheit und der Namensgebung ändern aber nichts an der Brauchbarkeit der Informationen. Ich musste dahingehend schon einiges an Rügen einstecken, die mich zeitweise von weiteren Berichten hier abgehalten haben.

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Falsche Reaktion! Wir lieben dich nicht, weil du so umfassend perfekt 10x abgesichert und bestätigt recherchierst, 6 x Korrektur liest, noch jemanden drüber schauen lässt, eine 3. Meinung einholst und dann erst vorsichtig nach 2 Tagen Sicherheitswartezeit postest,
sondern, weil du es einfach mal flott raushaust.

Außerdem kann ja nichts passieren, hier draußen sitzt doch eine ganze Horde aufmerksamer Klugscheißer, die nur auf einen Fehler warten!

Mach weiter
Andreas

Joar

Übrigens- Schau dir mal den Mazda Renesis Motor an. Da ist so ein Sternförmiger innenteil und links und rechts abdeckbleche drauf.
Der Rotor ist ein einziges gewölbe, da reichen m.e. 1mm Wandstärke aus Stahl . Mit entsprechenden Stützrippen eher noch dünner.
Es spricht ja auch nichts dagegen, den Rotor aus Einzelteilen zu bauen, also die "Außenbögen" mit dem Lagergehäuse über die Sützrippen verschrauben, Löten e.t.c.
Hartgelötet hält sicher bei den niedrigen Temperaturen. Normale 10ccm Modellmotoren haben Alukolben, am Hemd vielleicht 1mm, am Kolbenboden vielleicht 1,5-2mm, die brennen nur durch wenn man es total übertreibt.

Für den Renesis Motor gibts auch einen Dichtungssatz, interessant, wie die den Abgedichtet haben...

Grüße !

Mit Nah dran meinte ich ja auch eigentlich die Art des Aufbaus, wie das Anflanschen des Zahnrades und so weiter. Aber in der Tat entferne ich mich im Laufe der Konstruktion immer weiter von dem OS.

Die Sache mit dem Benzin halte ich ebenfalls für sehr viel problematischer, als man auf den ersten Blick vermuten möchte. Denn es gibt in der Tat ein Hitzeproblem, und ich glaube nicht daß es praktikabel wäre eine Wasser- oder Ölkühlung einzubauen.... hmmm *grübel*.

Egal, ich habe mich vom ersten Schock erhohlt und den Läufer neu gezeichnet.



Ich habe nun umlaufend eine Dichtfläche von 3mm Breite. Das erscheint mir ein gesunder Kompromiss. Die Taschen im Boden des Brennraumes habe ich anders geformt. Sie sind nun rund, mit einem Radius von 70mm.

Der Kolben kommt nämlich nur zum Fräsen der Nuten in die Fräse, der Rest wird an der Drehbank gemacht. Der Grund ist einfach.. Meine Drehbank wird mit dem Stahl fertig ohne dass ich Angst haben muß. Daher ist es opportun alles auf Radien abzuändern, und den Rohling auf der Planscheibe extentrisch einzuspannen.

So und nun zum ersten Teilergebnis: Ohne die Radnabe wiegt der Läufer jetzt 52 Gramm. Das Vergleichsgewicht ders Vorgängers lag bei 122 Gramm. Die dünnste Wandungsstelle ist nur noch 1,14 mm stark. Ich denke mit diesen Verhältnissen kann man arbeiten.

Die Nabe und Speichen schlugen in der alten Version mit 20 Gramm zu Buche. Ich liebäugele mit 18 Gramm, dann hätte der Laufer das runde Gewicht von 70 Gramm. Klar, wenns noch leichter ginge

PeterKa

Sehe gerade Bastis Post.. Du hast sicher recht mit dem Löten. Aber mir würde Angst und Bang mit dem Brenner an ein aufwändig gedrehtes Teil heranzugehen und das Ding zu verbraten. Ich kann hartlöten, aber hier traue ich mich das nicht.

Hallo Peter,

habe gerade die Fernsehzeitung abbestellt.
Deine Ausführungen und Berichte finde ich deutlich interessanter als das beste Fernsehprogramm.
Mach weiter so

Gruß

Uwe

Hi,
wäre es nicht Interesanter die Bauteile wie Epitrichoide und Dichtleisten nur aus Graphit herzustellen. Erstens benötigen sie fast keine bzw. gar keine exstra Schmierstoffe und zweitens sind sie noch viel Temperaturbeständiger und haben praktisch keine Termische ausdehnung.
Und kleine Anregung am Rande. Der Urwankelmotor der DKM hatte ein Umlaufendes Gehäuse, https://www.der-wankelmotor.de/Wankelmotor/wankelmotor.html , bei dem der innere Läufer langsamer dreht wie das Gehäuse Teil. Die langsamere Drehzahl hier wäre für größere Effizientere Propeller von Vorteil. Alle Teile drehen sich um einen Drehpunkt. Mit seitlichen Ein-und Auslassschlitzen bräuchte es kein weiteres Gehäusebauteil ganz aussen herum wodurch eine Abdichtung dort nicht nötig wäre.Durch einen Drehpunkt zu höchsten Drehzahlen fähig aber auch völlig Rund laufend ohne Ausgleichsgewichte.
Einzig die Glühkerze müsste entweder im Umlaufenden Gehäuse oder seitlich in den Gehäusedeckeln ihren Platz finden und per Schleifringe mit Glühspannung versorgt werden.

Happy Amps Christian

Um ehrlich zu sein, ich will den Wankel nicht neu erfinden, sondern ich will mir selbst nachweisen, dass ich einen Motor hinbekomme, der, wenn es gut geht auch vernünftig läuft. Und ich will vielen Lesern quasi life demonstrieren, wie einfach, oder auch wie komplex verschiedene Dinge sind, woran man sich als Hobbyist herantrauen kann und was man besser lässt.

Ich brauche den Motor nicht, was sehr schlau ist, denn auf absehbare Zeit sagt er nicht den geringsten Pieps.

Um es noch einmal zu wiederholen, ich habe Hobbyausrüstung, sicherlich alles von guter Qualität, aber komplexe Dinge (dazu gehören auch Sachen, die auf den ersten Blick sehr unscheinbar aussehen, wie z.B. die Dichtlippen) sind damit gar nicht, oder nur mit horrendem Aufwand realisierbar. Und die letzte mir mögliche Präzision hat ausschließlich meine Drehbank (Wabeco 4000), und das nur, weil ich mich monatelang (!) mit Themen wie Rundlauf und Drehen von legierten Stählen auseinandergesetzt habe.

Ich kann und will auch nicht für mich exotische Materialien ausprobieren. Die Toleranz der Dichtlippen z.B. beträgt maximal 1/100. Richtig dichten sie nur, wenn sie zusammen mit dem Läufer gehont werden. Ich habe nicht den geringsten Schimmer wie das mit Carbonstäben zu machen wäre, mit Hartmetall schon.

Ich find es sehr ehrenhaft zu lesen, was Ihr mir so alles zutrauen würdet. Aber ich kenne meine Grenzen, und ganz nebenbei, mit dem konventionellen Motor werden sie teilweise bereits überschritten.

Also lasst es gut sein, wenn ich das hier hinbekommen sollte, wäre das spannend genug, da muß ich mich nicht noch auf Felder begeben die mich überfordern.

PeterKa