OS Wankel

PeterKa

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Ich bin ein gutes Stück weiter gekommen, weil ich heute Nacht eine Idee hatte. Hier der jetzt endfertige Läufer.

Wankel16.JPG

Die Bohrungen in den Flanschen nehmen M3 Gewinde auf. Hier wird die Nabe mit den Speichen und auch das Zahnrad verschraubt. Die Chose wiegt jetzt 54,42 g. Viel mehr ist da kaum herauszuholen.

Nabe und Speichen kann ich jetzt bequem aus Alu fräsen, ohne meine Maschinen zu überfordern. Ich wage noch keine Gewichtsprognose, aber bald weiß ich Bescheid.

Übrigens war das ein längerer Gedankenprozess, denn die Schrauben werden bei relativ kleiner Anpressfläche stark auf Scherung belastet. Erst als ich kapiert hatte, daß sich die Nabe in der Kolbengeometrie gar nicht verdrehen kann, war ich beruhigt. Ich bin am Zeichnen, ihr hört bald wieder von mir.

PeterKa
 

PeterKa

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Es ist sehr penible Fummelarbeit, aber es lohnt sich.

Hier eine Übersicht über die Baugruppe Läufer und Zahnrad aus Stahl, Nabe aus Aluminium. Verbindungsschrauben M3*15 Senkkopf.

Wankel17.JPG

Masse und Momente sind in der Pingeltabelle aufgelistet.

Wankel18.JPG

Die Gewichtsersparnis ist weit über 50%, weil ich zum einen die Wandstärken stark reduzuert habe, und die Aluminiumnabe tut ihr Übriges. Bis zufrieden :)

PeterKa
 

Xare

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Es ist sehr penible Fummelarbeit, aber es lohnt sich.

PeterKa

Hallo Peter Ka,

ich bin zwar absoluter, Laie lese aber seit Anfang an fasziniert mit und staune jedesmal auch über die fachlich kompetenten Mitschreiber. Jetzt irritiert mich etwas und ich weiß nicht ob es relevant ist. Ich muß dazu eine kleine Geschichte erzählen:
Vor etlichen Jahren kamen bei den Motorrädern die einseitige Anlenkung der Hinterachse raus. Ein guter Freund von mir hat mir erzählt, daß er, ein sehr sportlicher Fahrer, hinter so einem Motorrad hergefahren ist und sich gewundert hat wie das Hinterrad bei Kurvenfahrten sich verwunden hat.
Kann das auch ein Problem werden? Der Motor fährt zwar keine Kurven aber möglicherweise eine einseitige Belastung.

Liebe Grüße
Xare
 
Zuletzt bearbeitet:

PeterKa

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Ja das hast Du richtig beobachtet. Aber die Belastung ist hier nicht einseitig, da das Zahnrad keine Kraft überträgt, sondern nur die Rotation des Läufers synchronisiert. Die Krafteinleitung ist nur über das zentrale Lager gegeben, und das sitzt absolut mittig.

PeterKa
 

PeterKa

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Der Massenausgleich ist nun exakt berechnet und konstruiert. Damit ist die komplette Läufereinheit fertig.

Wankel19.JPG

Ich habe die "Schwungscheibe" aus Messing berechnet. Erstens kann ich besser bearbeiten als Stahl, und zweitens spare ich 2mm Umfang am Motorflansch. Nicht die Welt, aber es kam mir zu Pass.

Das Schwungrad wiegt 33,5 gr., die komplette Einheit kommt jetzt auf 163,35 gr.

Wenn ich pi mal Daumen das Gesamtgewicht des Motors als rotierende Masse x3 abschätze, lande irgendwo bei 500 Gramm Gesamtgewicht, für erwartete 1,5-2 PS ist das nicht total verkehrt denke ich. Jetzt ist erstmal Pause, denn was jetzt folgt, habe ich alles schon mal gemacht.

PeterKa
 

PeterKa

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Ich wollte mich schon mal um das Material kümmern. Die Stahlsorte 1.4548.4 ist kaufbar, keine Frage... Kleinste Länge für 22mm Durchmesser ist 2500mm Preis über 200€.

Ich benötige 100 mm 23mm dick für die Welle und das 4 mal, wegen der versemmelten Exemplare ;)

Wenn nicht irgendein besonders netter Kollege sowas in der Grabbelkiste liegen hat und das gegen etwas Geld austauschen würde, fällt das wohl flach.

Eine bezahlbare Alternative ist Silberstahl. Den habe ich schon mehrfach bearbeitet und komme damit soweit klar... Sympathisch und preiswert wäre auch der C45 Stahl. Das sind Sorten, die ich auch in Bastlergebinden bekommen kann.

Der Läufer ist nochmal ne Geschichte. Hierfür benötige ich eine Ronde 60x22 Sorte... keine Ahnung. Die Außenbearbeitung geht auf der Drehbank, das macht mir keine Sorgen. Innen muß ich fräsen. Das sollte bei eher normalem Stahl mit meiner Fräse möglich sein.

Und dann ist da noch die Trochoide.. Ich vermute daß da keine besonderen Anforderungen an das Material gestellt werden, die OS Trochoide ist aus Grauguss. Ich weiß nicht, was dafür am besten eingesetzt werden kann. Die Bearbeitung gescheiht ausschließlich auf der Fräse, die Laufbahne wird aber geschliffen.

Liebe Experten... ich brauch Eure Hilfe :)

PeterKa
 
Hallo Peter,
ich habe hier noch Rundmaterial aus meiner Turbinenselbstbauzeit liegen.Es ist hochvergüteter Werkzeugstahl 1.2312.Den habe ich für meine Turbinenwellen genommen.Der Durchmesser ist 25mm.Davon könnte ich Dir was abschneiden,kostet Dich nur das Porto.
MfG Lutz
 
Hm, "fertig" ist ein großes Wort...

Hm, "fertig" ist ein großes Wort...

Hallo Peter,

ich wollte es nicht versäumen, dir noch 2 Punkte zum Bedenken zu geben bevor du mit dem Zerspanen anfängst:

M3 Senkkopfschrauben im Text 15mm lang, in der Liste 18. o.k. Peanuts. Aber bei einem Gewinde tragen nur die ersten 6 Gewindegänge. Der Rest im Sackloch ist überflüssig und wiegt nur. 8-10mm lange Schrauben reichen völlig.

Dann wolltest du die Schrauben nicht auf Scherung beanspruchen. Für echte Scherung müssten sie lose sein. Solange sie die Fläche fest spannen, ist das o.k.
Jetzt kommt aber die böse Wärmedehnung und macht deinen Läufer"ring" größer.
1. mehr größer als das Zahnrad und den Speichenring und...
2. das dann auch noch eher, also früher als Zr. u. Sr.
Dadurch werden sich die Schrauben lockern.
Besser wäre es, wenn du eine richtig formschlüssige Passung zwischen Speichenring und Läuferring vorsiehst. Entweder außen an den Speichen je 2 kleine "Zähnchen" oder eine 2x2 Rippe in der Mitte der Kontaktfläche jeder Speiche. Damit garantierst du zuverlässig die Position. Die äußere Passung der 3 großen Radien des Läufers reicht nicht.

Weiter viel Erfolg (bau doch 2, ich nehme einen:D)
Andreas

Noch eins, gerade entdeckt:
der Außenzahnkranz sollte um einen halben Zahn gedreht werden, damit die Kerbwirkung zwischen 3er Kopfkonus und Zahnzwischenraum geringer wird.
 
Hallo Peter !

Für den Läufer kannst du mal hier anrufen : https://www.marks-gmbh.de/marks-online-shop.html
Die Haben allerhand in Grauguß, unter anderem d65mm GGG40 Strangguß .
Da bekommst du deine Ronden für ca. 15€ das Stück. Haben sie leider nicht in GGG60.
Das GG25 würd ich nicht nehmen, du wirst ziemlich dünn, das wird evtl zu spröde.

Alternativ haben die auch das CK45. (ist sicher nicht verkehrt)

Ich hab auch noch zwei Stücken irgendwas rundes, da weiss ich aber nicht welches Material. Ist aus dem Werkzeugbau, da sollte bestimmt mal das Stück draus werden, wo der Extruder an die Form geht, weiss leider nicht den Fachbegriff dafür.

Viele Grüße,
Sebastian

P.S.: Hab heute ein schönes Zitat gelesen, was gut auf Foren zutrifft : Wer an einer Strasse baut, lernt viele Experten kennen.. :)
 

PeterKa

User
Andreas, was Du schreibst ist mir bekannt, das mit dem halben Zahn kannste knicken, das hatte ich schon mal.. Der Kolben klemmt sofort.

Und glaub es oder nicht: Die Nabe und das Rad sind formschlüssig. Der Grund ist ganz einfach: Die Innenkontur des Läufers besteht aus 3 Bögen mit einem Radius von ca 60mm, gaaaanz weit weg vom Drehpunkt. Die Schrauben haben nix zu halten, nichtmal den Zahnkranz der ebenfalls der Geometrie unterliegt. Sie sorgen nur dafür daß das ganze Paket zusammenbleibt. Voraussetzung ist natürlich daß die Nabe saugend bis stramm passt. Glaube mir, dafür sorge ich.

In den Details steckt sehr viel mehr Schmalz, als offensichtlich erkennbar. Und ich bin mir sicher, daß das so funktionieren kann, auch wenn es heiß wird. Der Zahnkranz hat zum Beispiel denselben Ausdehnungskoeffizienten wie der Läufer, er wird als nicht anfangen zu schlackern wenn es heiß wird. Eine eventuelle anderslautende Ausdehnung der Nabe kommt überhaupt nicht zum tragen, sie wird eingeklemmt zwischen den Stahlelementen.

Und niemals vergessen, meine Werkzeuge sind recht einfach. Ich muß Kompromisse machen, dazu gehören auch die inzwischen 16 mm langen Schrauben.

Diese übrigens sind keine Din Schrauben sondern Paßstifte mit 3mm langem Gewinde am Ende. Ist alles laufenden Änderungen unterworfen ;)


Für die Welle habe ich inzwischen dankenswerterweise sehr hochlegierten Stahl bekommen (bzw. er ist unterwegs). Mir ist schon Angst und Bang, ob ich das mit meiner Drehbank anständig bearbeiten kann. In wenigen Tagen weiß ichs. Die größte Sorge macht mir übrigens nicht der Exzenter, sondern das Gewinde für die Propellerschraube. Mit sowas habe ich schon reichlich Müll produziert. Eventuell ist es sinnvoller das Gewinde mit der Drehbank zu schneiden. Dafür müsste ich mir nur einen Halter mit 60 Grad Wendeplatten besorgen, das ist stemmbar ;) Mein ersten Versuche legierten Stahl mit HSS zu schneiden sind kläglich gescheitert. Ich hab da wirklich Bammel vor.

Basti, ich werde morgen da mal nachschauen. Außer für die Welle benötige ich keine wirklich hochlegierten Stähle. Aber ich denke da wird es noch mehr Stimmen dazu geben hier.

Schön daß ich nicht mit all den Sorgen alleine bin.. Und das mit Start des Zerspanens dauert noch eine Weile.

PeterKa
 
Zitat Sebastian Rennsemmel:
P.S.: Hab heute ein schönes Zitat gelesen, was gut auf Foren zutrifft :
Wer an einer Strasse baut, lernt viele Experten kennen.
Zitat Ende.

Oder auch:
"Viele Köche verderben den Brei".

Gruß
Peter
 

PeterKa

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@Shoestring: Ich sehe das etwas differenzierter. Ohne das Feedback hier würde für einen Laien wie mich so ein Projekt nicht zu stemmen. Ich brauche Anregungen, auch die Auseinandersetzung mit weniger expertenhaften Vorschlägen (das ist jetzt nicht auf irgendwen gemünzt). Teilweise dienen sie dazu, meine Entwürfe sauber zu verteidigen, mindestens aber zu überdenken. Und zum Teil kommen dabei wirklich Aspekte heraus. an die ich nicht gedacht hatte. Es ist also alles gut, solange nicht Rechthaberei und Mißgunst das Klima verderben (das gilt auch für mich!). Also Köche kocht weiter Straßenbaubrei ;)

PeterKa
 
@PeterKa

@PeterKa

Zitat PeterKa:
Es ist also alles gut, solange nicht Rechthaberei und Mißgunst das Klima verderben (das gilt auch für mich!).
Also Köche kocht weiter Straßenbaubrei.
Zitat Ende.

Das sehe ich genauso,
meine Bemerkung war ja auch keineswegs persönlich oder böse gemeint...ganz im Gegenteil.
Jedenfalls Hut ab für dein Wankel Projekt.
Und wie immer, Versuch macht kluch .

Respekt und
Gruß
Peter
 

PeterKa

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Ich habe die Bemerkung schon richtig verstanden :)

Inzwischen der Ring gezeichnet.

Wankel20.JPG

Ich habe darauf geachtet, daß ich es mit einem 3mm Fräser sauber gefräst bekomme. Allerdings weiß ich noch nicht, wie ich die Außenkontur hinbekomme, ist der Ring doch 20mm breit und mein längster 3mm Fräser 15 mm lang. Ich werde also umspannen müssen.

Damit ich hierbei keine Probleme bekomme habe ich vorsorglich die Bohrungen auf berechnete Positionen und mit sovielen Symetrien wie möglich gesetzt. Die Paßbohrungen von 4mm sind zm Beispiel so symetrisch, daß ich den Ring umdrehen kann, ohne daß ein Versatz passiert. Das ist bei Eigenkonstruktionen einfacher als bei der Restauration, wo es irrsinnig schwierig ist, Symetrieen auszumachen.

Der Außenkontur zum Beispiel habe ich aus 4 Kreisbögen, die symetrisch um den Mittelpunkt angeordnet sind, zusammengesetzt, und schon ist die Zeichnerei ganz einfach. Die Trochoide selbst besteht aus ca 50 Bogenstücken. Damit kann man nicht vernünftig arbeiten.

Der Ring wiegt etwa 185 Gramm. Die 500 Gramm Motorgewicht sind also kein Traum, sondern erreichbar.

PeterKa
 

PeterKa

User
Es nähert sich dem Ende. Zwar ging das Zeichnen der Gehäusewände diesmal deutlich einfacher, ein ganzer Tag ist aber dennoch draufgegangen.

Wankel21.JPG

Wankel22.JPG

Es fehlen noch 4 Details: Der hintere Gehäusedeckel, der Montagering, die Propellernabe und das Gewinde für die Zündkerze. Das geht auch an einem Tag.

Schönes Wochenende

PeterKa
 
Hallo Peter !

Glückwunsch zum digitalen Wankel ;D
Wirst du den denn auch Drucken ?
Ansonsten - Den Außenring musst du eh umdrehen, damit die unterseite der Vergaser- und Auspuffstutzen gefräst werden können. Da musst du ja dann nur 10mm tief..

Dir auch ein schönes WE wünschend,

Sebastian
 

PeterKa

User
Ganz so problemlos ist es nicht, aber ich kriegs hin. Ich werde das Ding noch ausdrucken, mal sehen ob er diesmal auch dreht ;)

PeterKa
 

PeterKa

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Sodele, Ich habe nun alles. Einige Details wie Bohrungen, Schlitze etc. müssen noch angebracht werden. Diese kommen aber erst beim Bau zum Tragen.

Zeit für ein Angeberphoto ;)

Wankel23.JPG

Der Motor wiegt (ohne die Schrauben) 503,2 Gramm. Das komplette Antriebsaggregat wird später ca 600 Gramm wiegen können. Damit bin ich zufrieden.

Ich werde jetzt den Drucker anwerfen :)

PeterKa
 

PeterKa

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Druck dauert noch, hatte andere Aufgaben noch. Das hat mich nicht davon abgehalten, ein paar Dinge zu zeichnen, die Voraussetzung für einen erfolgreichen Bau sind.

Zuerst die Drehhülse für den Exzenter.

Wankel25.JPG

Das Verfahren ist so gedacht, daß zuerst die Achsen vorne und hinten auf Maß gebracht wird, samt Gewinde. Dann wird das Werkstück in diese Hülle geschoben und verklebt. Zur Sicherung wird eine 5mm Bohrung eingebracht und die Welle mit einem Paßstift zusätzlich verkeilt.

Jetzt folgt der gewalttätigste Teil: den Exzenter drehen. Hierbei schlägt die Maschine relativ stark, und das Material ist auch nicht ohne. Aber ich bin da zuversichtlich.

Zumindest ist mir kein systematischer Fehler bei diesem Vorgehen aufgefallen, aber ich bin offen für Einwände.

Ich werde die Welle als erstes drehen. Erstens habe ich das Material und die Werkzeuge, und zweitens, kann ich das Projekt eh kippen wenn das nicht perfekt funktioniert.

Danach geht es die Zahnräder. Dies sind ja so ausbaldovert, daß ich sie mit einem 1mm Fräser endbearbeiten kann. Ich will mich darüber noch nicht auslassen, da muß ich experimentieren. Wies geht weiß ich erst wenn ich fertig bin.

Angenommen, die Zahnräder sind gefräst, wer garantiert denn, daß sie sauber laufen ?

Genau das habe ich mir auch gedacht, und damit kommt das nächste Werkzeug zum Einsatz. Der Zahnradtester und Einläufer.

Wankel24.JPG

Sieht nach Aufwand auf. Aber es sind nur 2 Drehteile und 2 gedruckte Gehäuseteile.

Mit Hilfe dieser kleine Vorrichtung kann ich die Zahnräder unter kontrollierten Bedingungen testen und einlaufen lassen.

Aber es geht noch weiter. Bei der Fummelei mit dem OS habe ich festgestellt, daß eine Überprüfung des Läufers, besonders der Dichtlippen in Situ nicht möglich ist. Das müssen die Konstukteure richtig gemacht haben. Dummerweise bin ich der Konstrukteur und da gibt es keine Garantie daß alles passt.

Deshalb fräse ich mir 2 Acryglasscheiben.

Wankel26.JPG

Diese werden während der Montage anstelle der Gehäusewände montiert.

Jetzt komme ich zu einem Thema das mich schon eine Weile umtreibt. Es ist die Schmierung der Welle und des Getriebes.

Ich habe eine Lösung, die mir allerdings selbst etwas Unbehagen verursacht, obwohl ich nicht weiß warum, daher will ich sie hier vorstellen und diskutieren.

Also, die Kugellager und das Getriebe laufen bei dem OS Wankel sehr trocken. Um das zu überprüfen hatte ich eine kleine 1mm Bohrung im Gehäuse eingebracht, an der Stelle wo OS den Nippel zum Druckanschluss untergebracht hatte.

Ich hatte erwartet, daß dort geringe Mengen an Öl austreten, wie bei den großen 4 Taktern. Das gäbe Sicherheit.

Aber obwohl ich den ganzen Motor aus einem Rhizinusbad herausfischen musste, war dieses Loch vollkommen sauber geblieben. ich habe den Motor dann 2 Tage über Kopf liegen lassen, ob sich da noch etwas ansammelt. Nein der Innenraum ist trocken. Vermutlich nicht existenzbedrohend, aber es bleibt ein ungutes Gefühl, zumal ich mich jenseits der 20000 rpm bewege.

Da kam mir eine Idee: Wie wäre es, wenn ich dem Öl einen Weg ins innere freigebe, wo es seine schmierende Tätigkeit ausführen kann.

Wankel27.JPG

In der Nähe der Auslassöffnung gebe ich für ganz kurze Zeit während der Austoßphase über einen kleinen Schlitz (0,5x0,5x4mm) eine winzigen Weh ins Innere frei. Zu diesem Zeitpunkt ist die Auslassöffnung geöffnet, es herrscht nur geringer Überdruck, der winzige Mengen an Schmieröl durch den Schlitz ins Innere presst. Die optimale Position habe ich noch nicht ermittelt, ich wollte zuerst die Reaktionen abwarten.

Was haltet Ihr von dieser Idee ? Schnapps- oder ?

PeterKa
 
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