{"id":13888,"date":"2024-09-04T14:00:49","date_gmt":"2024-09-04T12:00:49","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13888"},"modified":"2024-09-17T16:00:52","modified_gmt":"2024-09-17T14:00:52","slug":"jarne-schwungrad-befestigung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13888","title":{"rendered":"\u00abJarne\u00bb Schwungrad Befestigung"},"content":{"rendered":"\n

In meinem vorigen Beitrag erw\u00e4hnte ich eine kleine aber (wie ich finde:) feine Konstruktions\u00e4nderung, die ich bei meinem Flammenfresser Jarne<\/a> vorgenommen habe. Es handelt sich um die Befestigung der Schwungr\u00e4der auf der Kurbelwelle mittels Spanns\u00e4tzen<\/a>, anstatt per Madenschraube<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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Das war der Plan: Befestigung mittels schr\u00e4g eingesetzter Madenschraube;
Grafik: modifiziert aus Bausatz Jarne<\/a> von Bengs Modellbau<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Schwungradbefestigung mittels Madenschrauben<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Madenschraube mit Spitze und passender Innensechskantschl\u00fcssel<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

An der Befestigung mit Madenschrauben h\u00e4tten mir mehrere Aspekte nicht gefallen:<\/p>\n\n\n\n

Zum einen ist das positionsgenaue Einbringen einer Bohrung schr\u00e4g in die gew\u00f6lbte Oberfl\u00e4che der Nabe des Schwungrads grunds\u00e4tzlich schwierig – der Bohrer neigt zum Verlaufen. Zweitens erfolgt die Momenten\u00fcbertragung zwischen Welle undNabe lediglich in dem Punkt<\/strong>, in dem die Madenschraube sich in die Welle gr\u00e4bt. Das ist unter rein akademischen Gesichtspunkten unsch\u00f6n und nicht sachgerecht: die Welle wird nicht gleichm\u00e4ssig belastet und zudem lokal plastisch verformt, und die Nabe wird ebenfalls asymmetrisch in einem Punkt am Umfang geschw\u00e4cht. Beim L\u00f6sen der Madenschrauben-Verbindung bleibt ein kleiner Krater in der Welle zur\u00fcck, welcher bei einer Demontage die auf Passung geriebene Bohrung des Schwungrads verletzt. Die \u00fcbertragbaren Drehmomente sind bei einer Befestigung mittels Madenschraube arg begrenzt, weswegen diese Methode im «richtigen» Maschinenbau auch nicht angewandt wird.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Madenschraube spricht eigentlich nur, dass sie ein konkurrenzlos preiswertes \u20ac-Cent Bauteil ist und lediglich f\u00fcr kleine Momente in billigen Kleinger\u00e4ten in Frage kommt.<\/p>\n\n\n\n

Schwungradbefestigung mittels Spanns\u00e4tzen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die von mir gew\u00e4hlten Spanns\u00e4tze<\/a> aus dem Industriebedarf bestehen aus zwei am Umfang in Achsrichtung geschlitzten Ringen, welche \u00fcber konische Kontaktfl\u00e4chen ineinander geschoben werden und durch am Umfang verteilte axiale Verschraubungen gegeneinander verspannt werden.<\/p>\n\n\n\n

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geschlitzter Auusenring, geschlitzter Innenring um 120\u00b0 versetzt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Spannsatz im Halbschnitt<\/figcaption><\/figure>\n
Spannsatz BAR f\u00fcr \u00f86mm Welle<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Durch das Aufgleiten der konischen Kontaktfl\u00e4chen aufeinander wird der geschlitzte Aussenring aufgeweitet und der geschlitzte Innenring zusammengedr\u00fcckt. In der Folge stellt sich eine Fl\u00e4chenpressung zwischen Aussenring und Nabe, sowie zwischen Innenring und Welle ein. Es resultiert eine kraftschl\u00fcssige, fl\u00e4chige<\/strong> Verbindung zwischen Welle und Nabe. F\u00fcr eine \u00f86\u00a0mm Welle k\u00f6nnen beim spezifizierten Anzugsmoment der drei M2.5 Schrauben der Festigkeitsklasse 12.9 von jeweils 1.2 Nm mit einem dieser Spanns\u00e4tze erstaunliche 9 Nm Drehmoment und 3 kN Axialkraft \u00fcbertragen werden. Das w\u00fcrde ich einer Madenschraube nicht ann\u00e4hernd zutrauen.<\/p>\n\n\n\n

Zwar wird Flammenfresser \u00abJarne\u00bb ganz sicher keine Drehmomente entwicklen, die auch nur ann\u00e4hernd die Festigkeit dieses Spannsatzes erfordern, aber es freut den Modellbauer und Maschinenbauer in mir, wenn das Funktionsmodell konstruktiv mit seinen grossen Geschwistern aus dem «echten» Maschinenbau mithalten kann.<\/p>\n\n\n\n

Rein zuf\u00e4llig ergab es sich, dass dieser Typ Spannsatz beim vorliegenden Wellendurchmesser von 6 mm mit drei<\/strong> am Umfang angeordneten Spannschrauben sehr gut und symmetrisch mit den sechs<\/strong>-speichigen Schwungr\u00e4dern harmoniert. Das sieht im montierten Zustand so aus:<\/p>\n\n\n\n

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\u00f8140mm Schwungrad mittels Spannsatz auf \u00f86 mm Welle montiert<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Insgesamt finde ich, dass der Spannsatz die wuchtige Nabe des \u00f8140 mm Schwungrads sehr vorteilhaft aufwertet und die vergleichsweise mickerige \u00f86\u00a0mm Welle fast vergessen l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

Der Preis f\u00fcr diese Eitelkeit: insgesamt rund CHF 90.- (inkl. Versand und Kleinmengenzuschlag). Zus\u00e4tzlich noch eine aufw\u00e4ndige Sonderbearbeitung der Schwungr\u00e4der. In der urspr\u00fcnglichen Bearbeitung<\/a> hatte ich den (inzwischen gl\u00e4nzenden) Aussenring bearbeitet, sowie in gleicher Aufspannung die Bohrung f\u00fcr die Welle eingebracht und auf \u00f86H7 aufgerieben, mit dem Resultat von zun\u00e4chst Null H\u00f6henschlag.<\/p>\n\n\n\n

Die wegen der Verwendung von Spanns\u00e4tzen erforderlich gewordene, zus\u00e4tzliche zylindrische Ausdrehung der Nabe von \u00f816 mm und 12 mm Tiefe erforderte eine erneute Einspannung des Schwungrads. Da hierbei die nicht feinbearbeiteten (nicht geschliffenen) Aussenfl\u00e4chen der Spannbacken des Dreibackenfutters auf ebenfalls unbearbeitete Gussoberfl\u00e4chen auf der Innenseite des Aussenrings trafen, war ein H\u00f6henschlag im Bereich von ein paar 1\/10 Milimetern quasi vorprogrammiert. Ich entschied mich, dies in Kauf zu nehmen und prim\u00e4r jeglichen Seitenschlag (Taumeln) zu vermeiden. Anstatt aufw\u00e4ndiger Ausrichtung mittels Messuhr habe ich eine Abk\u00fcrzung per Anschlag an den geschliffenen Stirnfl\u00e4chen der Spannbacken des Dreibackenfutters und den bearbeiteten Seitenfl\u00e4chen des Schungrad-Aussenrings gew\u00e4hlt und damit sehr brauchbare Ergebnisse erzielt:<\/p>\n\n\n\n

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Kontrolle \u00fcber je zwei Backen des Dreibackenfutters und Aussenring des Schwungrads<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

F\u00fcr die Ausdrehung selbst haben mir die Vollhartmetall Mini-Bohrstangen<\/a> von Modellbau Bengs gute Dienste geleistet:<\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

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Bei der ersten Montage von Schwungrad mittels Spannsatz auf der Welle dann die Ern\u00fcchterung: das Schwungrad, welches w\u00e4hrend der Bearbeitung auf der Drehbank keinerlei Seitenschlag gezeigt hatte, legte im montierten Zustand ein ausgepr\u00e4gtes Taumeln an den Tag. Beim zweiten Schwungrad exakt das gleiche Verhalten \ud83d\ude2d<\/p>\n\n\n\n

Als Ursache erkannte ich schliesslich, dass es einen Konflikt gab zwischen der Zentrierung des Schwungrads auf der Rest- \u00f86H7 Bohrung einerseits und der Zentrierung durch den Spannsatz andererseits. Nach Aufbohren der 6H7 Bohrung auf \u00f86.5 mm und erneuter Montage war dann das Taumeln restlos verschwunden. Puh!<\/p>\n\n\n\n

Demontage von Spanns\u00e4tzen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ein zus\u00e4tzlicher Vorteil der Verwendung von Spanns\u00e4tzen f\u00fcr die Montage von Naben auf Wellen ist deren problemlose Demontierbarkeit: Nach L\u00f6sen aller axialen Verschraubungen bleibt die radiale Verspannung zwischen Innen- und Aussenring des Spannsatzes zwar wegen der Selbsthemmung<\/a> aufgrund der sehr flachwinkligen Kegelfl\u00e4chen zun\u00e4chst erhalten. Um die Verspannung von Innen- und Aussenring zu l\u00f6sen, werden zuerst alle drei Spannschrauben aus den Durchgangsl\u00f6chern des Aussenrings entfernt. Danach dreht man zwei von ihnen in die Gewinde des Aussenrings und kann so den Aussenring vom Innenring «abdr\u00fccken». In meinem Fall gen\u00fcgt, nach handfestem eindrehen, eine knappe weitere Umdrehung mittels Inbusschl\u00fcssel um die Verspannung vollst\u00e4ndig zu l\u00f6sen. Faszinierend einfach!<\/p>\n\n\n\n

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Spannschrauben bereits entfernt, zwei davon als Druckschrauben handfest eingesetzt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Lessons learned<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Verwendung eines Spannsatzes f\u00fcr die Befestigung eines Schwungrads auf einer Welle ist m.E. nach eine tolle Sache die ein Modell sowohl technisch als auch optisch aufwertet. Die problemlose Einstellbarkeit, sowohl von axialer Position als auch Winkellage und die ebenso v\u00f6llig problemlose und spurlose!Demontierbarkeit lassen f\u00fcr meine Begriffe nichts zu w\u00fcnschen \u00fcbrig.<\/p>\n\n\n\n

Ich war anfangs nicht sicher, ob ich die empfohlenen Passungsanforderungen H8\/h8 f\u00fcr den gew\u00e4hlten Spannsatz mit meiner Hobby-Ausr\u00fcstung w\u00fcrde einhalten k\u00f6nnen. Zum Gl\u00fcck hat die Silberstahlwelle bereits als Halbzeug eine geschliffene Oberf\u00e4che in h8 Toleranz, aber die von mir in die Nabe eingebrachte zylindrische Ausdrehung mit \u00f816 mm hatte schlussendlich ein \u00dcbermass von sogar 0.10 mm – eigentlich erheblich zuviel f\u00fcr H8 (Grenzmass: 16.027 mm<\/a>) , aber auch dieses Spiel konnte der Spannsatz problemlos \u00fcberbr\u00fccken.<\/p>\n\n\n\n

Wesentliche Aspekte eines Plans erst relativ sp\u00e4t im Projektverlauf zu \u00e4ndern ist nie gut. Meine sp\u00e4te Entscheidung, von Madenschraube auf Spannsatz zu wechseln, hat dem Rundlauf der beiden Schwungr\u00e4der nicht gut getan, auch wenn es nicht taumelt, daf\u00fcr aber nun einen leichten H\u00f6henschlag aufweist. Beim n\u00e4chsten Modell w\u00fcrde ich sicher alle wesentlichen Bearbeitungen eines Schwungrads in der gleichen (d.h.: ersten) Aufspannung vornehmen. Vielleicht beisse ich doch noch in den sauren Apfel und fertige die beiden Schwungr\u00e4der aus neuen Rohlingen nochmals neu an.<\/p>\n\n\n\n

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In meinem vorigen Beitrag erw\u00e4hnte ich eine kleine aber (wie ich finde:) feine Konstruktions\u00e4nderung, die ich bei meinem Flammenfresser Jarne vorgenommen habe. Es handelt sich um die Befestigung der Schwungr\u00e4der auf der Kurbelwelle mittels Spanns\u00e4tzen, anstatt per Madenschraube. Schwungradbefestigung mittels Madenschrauben An der Befestigung mit Madenschrauben h\u00e4tten mir mehrere Aspekte nicht gefallen: Zum einen ist … “\u00abJarne\u00bb Schwungrad Befestigung” <\/span>weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_stc_notifier_status":"","_stc_notifier_sent_time":"","_stc_notifier_request":false,"_stc_notifier_prevent":false,"_stc_subscriber_keywords":"","_stc_subscriber_search_areas":"","footnotes":""},"categories":[211,279],"tags":[287,299,300,309,310],"class_list":["post-13888","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-engineering","category-modellbau","tag-bengs","tag-flammenfresser","tag-jarne","tag-schwungrad","tag-spannsatz"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13888","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=13888"}],"version-history":[{"count":60,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13888\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14001,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13888\/revisions\/14001"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=13888"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=13888"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=13888"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}