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 [1:8] Unimog U1300L Hauptgetriebe |
Blaubär
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Hallo Tom,
Die Ausfräsung kann doch einfach von oben gefräst werden.
Die Kugeln können nicht weg ,weil sie von der Welle gehalten werden
Gruß Christian
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07.02.2020 20:43 |
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tömchen
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Hallo Christian,
ganz genau weiß ich nicht was Du meinst...
Ich vermute mal folgendes: Statt der halbkugelförmigen Vertiefungen täten es ja auch zylindrische, die ich von der Stirnseite aus einbohren kann.
Und klar, die Kugeln werden durch die Bohrungen in der Welle in Position gehalten. Das Zahnrad, in das die Kugeln eingreifen, muß nur dafür sorgen, daß sie nicht zu weit aus den Bohrungen rauskönnen.
Zuerst sahen meine Zahnräder im CAD auch so aus, siehe Bild (hab ich weiter oben schon mal gebracht).
Aber dann habe ich mich für die halbkugelförmigen Vertiefungen entschieden, weil dann links und rechts der Vertiefungen ein durchgehender Bund stehenbleibt, auf dem sich das Rad sauber auf der Welle drehen kann, wenn es gerade nicht im Eingriff ist.
Ist vielleicht akademisch und nicht wirklich nötig.
Gerade, wo ich das hier schreibe, fällt mir leider doch auch ein negativer Effekt auf: Bei Eingriff der Kugeln könnte durch Toleranzen das Rad seitlich verschoben werden, und seine Nachbarn einklemmen, die eigentlich ganz leicht und kraftlos auf der Welle laufen sollten. Hmmmm...
Es ist ohnehin so, daß ich vielleicht zwei der Zahnräder neu machen muß. Das Ausreiben mit einer 12h7 Reibahle lief nicht so gut, hat total gerattert und grausame Marken hinterlassen, sieht fast wie ein Innenzahnkranz aus 
Ich weiß nicht woran es lag. Entweder die Vorbohrung war zu klein (ich hatte nur einen 11,0 Bohrer) oder die Reibahle ist schlecht. Erst beim dritten bin ich dann auf Ausdrehen übergegangen.
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11.02.2020 08:57 |
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Blaubär
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Hallo Tom,
ich habe ganz durchgefräst.
Die Zahnräder können sich minimal seitlich verschieben,es wird durch Messing Scheiben / Ringe verhindert.
Mein Ziehkeilgetriebe ist nicht mehr im Einsatz weil das Gang einlegen nicht zuverlässig funktioniert hat.
Von Hand konnte ich die 3 Gänge sauber durch schalten.
Das Servo hatte nicht genug Gefühl.
Es ist aber gut möglich, daß das Servo zu schwach / klein war.
Gruß Christian
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11.02.2020 10:43 |
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tömchen
König
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Großer Moment heute.
Zum ersten Mal dreht sich alles von der Eingangswelle bis zu den Achsabtrieben.
Das Ziehkeilgetriebe hakelt ziemlich, wenn man es von Hand dreht, aber mit etwas Eingangsdrehzahl fällt das nicht mehr unangenehm auf. Kann aber sein, daß es beim ganz langsamen Rangieren mit geringster Motordrehzahl wieder kommt. Es ist aber auch noch kein Hauch Fett dran - Fett könnte die Kugeln daran hindern, in jede Vertiefung der Zahnräder hüpfen zu wollen.
Das Montieren der Ziehkeil-Welle mit davonkullernden Kugeln erzeugt schon den einen oder anderen Fluch 
@Christian: Guck mal, ich habe die Zahnräder doch stirnseitig eingefräst! Du hast recht, es ist einfacher und reicht auch. Ooooder kommt das Hakeln dadurch? Wenn ich mal ganz viel Zeit habe, baue ich eines oder alle drei Zahnräder neu, mit halbkugelförmigen Vertiefungen.
Die Bilder sind alle nur vom Ziehkeil-Getriebe, und eine Kamera mit ordentlichen Makro-Eigenschaften müßte ich auch mal besorgen... das letzte ist dann die "Antriebswelle" mit den drei fest verbundenen Zahnrädern.
Übrigens, ich verbinde mittlerweile ALLES mit Loctite 648: Die Zahnräder auf der Welle, die Schaltgabeln auf den Stangen, den Knubbel des Ziehkeils auf der Stange... bin mal gespannt ob es da Ausfälle gibt.
Ein kleines Video gibts auch.
Viele Grüße
Tom.
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14.02.2020 22:53 |
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Blaubär
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Hallo Tom,
Prima, daß es läuft.
Ich habe versucht im Ziehkeil eine umlaufende Nut zu machen, damit die Kugeln den knubbel nicht wegdrücken, bzw damit er leichter in Position bleibt.
Meine Zahnräder haben nur 2 Taschen, damit mehr Fleisch überbleibt.
Gruß Christian
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15.02.2020 11:20 |
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manufa mog
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Hallo Tom,
das sieht ja wunderbar aus, sogar die Vorderachse lässt sich abschalten, ich freue mich darauf das Teil in Ede zu sehen...
Gruß, Udo
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16.02.2020 16:20 |
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tömchen
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Hab jetzt mal das "manuell fokussieren" bei meiner Kamera entdeckt und nochmal ein paar Impressionen zu bieten...
Außerdem ist noch die "interne" Anlenkung des Ziehkeils dazugekommen. Ein etwas klobiges Frästeil, das gegen die gedruckten Schaltgabeln optisch abstinkt - aber ein gedrucktes Teil ist auch schon unterwegs 
Für die Kunststoff-Kugelkopfpfannen wollte ich eigentlich M3-Inbusköpfe zu Kugeln abdrehen, aber jetzt habe ich dünnen Gummischlauch auf den Schaft der M3-Schrauben gestülpt, das ist spielarm und doch leicht beweglich und gedämpft und wird wohl so bleiben.
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28.02.2020 22:39 |
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tömchen
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Ich habe beim Ziehkeilgetriebe komische Probleme, von denen ich bei anderen Ziehkeilgetrieben noch nie gehört hatte.
Und dabei wurde das Getriebe bis jetzt immer nur ohne Belastung geschalten, bzw. höchstens mit der gesamten Hinterachse, die natürlich schon eine gewisse träge Schwungmasse darstellt.
Die Kugeln der jeweils "unbeteiligten" Räder drücken oder schlagen Krater in den Ziehdorn. Da dieser Teil des Ziehdorns, die dünne Stange, ja in einer engen Bohrung geführt wird, klemmt das jetzt. Habs gerade nochmal auseinanderbekommen.
Am eigentlichen Knubbel, der die Kugeln des momentan in Eingriff befindlichen Zahnrads rausdrückt, gibt es auch ein paar kleine Druckstellen, aber das geht eigentlich.
Die Vertiefungen in den Zahnrädern zeigen an den Rändern der Vertiefungen auch Marken, die die Kugeln hineindrücken. Die Marken bedeuten natürlich auch Materialaufwerfung, da klemmt das dann auch etwas. Hier habe ich schon einmal beigeschliffen, dann gings wieder gut. Ich bin zuversichtlich, daß ich hier auch so weit beischleifen kann, daß die Ränder der Vertiefungen nicht mehr scharfkantig und somit nicht mehr empfindlich auf Verformung durch die Kugeln sind.
Die Welle mit den Löchern für die Kugeln wird auch nochmal poliert und dann passt es schon wieder.
Aber das mit der Ziehdorn-Stange macht mir Sorgen.
Ich kann es mir nur so erklären, daß die Kugeln bei hoher Drehzahl durch die Fliehkraft nach außen wollen, aber von dem umlaufenden Zahnrad mit seinem Wechsel von Vertiefung und Steg immer wieder "hineingeschossen" werden, und so diese Pittings regelrecht in die Stange hämmern.
Platz wäre nämlich genug, die Kugeln verschwinden sauber in der Welle.
Eventuell habe ich für diese Stange ein furchtbar weiches Material erwischt.
Könnt Ihr Euch einen Reim drauf machen?
Irgendjemand anwesend, der an Mopeds mit Ziehkeilgetriebe rumschraubt? Z.B. Simson
Viele Grüße
Tom.
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09.03.2020 10:11 |
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Offroad Hawk
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Hi Tom,
Ich habe die Bilder mal eben meinem Fräs Spezi weitergeleitet, mal sehen was er dazu sagt..
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09.03.2020 12:50 |
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Offroad Hawk
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Also folgendes hat er geschrieben;
Kein Wunder das es so aussieht. Die Kugeln sind immer sehr hart. Die machen alles zunichte. Die anderen Teile müssen einsatzgehärtet sein und am besten geschliffen, damit die Oberfläche sehr glatt ist und möglichst wenig Reibung erzeugt...
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09.03.2020 13:22 |
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Blaubär
Haudegen
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Ich habe für die Welle Federstahl genommen.
Der Mitnehmer sollte mit "fügen Welle/Nabe" halten.
Gruß,Christian
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09.03.2020 18:43 |
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tömchen
König
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Danke für die Einschätzungen.
Puh, es geht also in die Materialwissenschaft und hochgenaue Bearbeitung.
Bisher war ich immer erstaunt, wie gut alle meine Getriebe und Kardangelenke halten. In den Achsen zum Beispiel stecken Messing-Kegelräder, die Halbwellen zu den Portalgetrieben sind lediglich 5mm-Achsen, auf die 4mm-Vierkante draufgefräst sind...
Hatte ich wohl bisher immer Glück.
Einsatzhärten, härten, nitrieren... da muß man dann genau sehen, welches Material man nimmt... zum Härten selbst gehört vermutlich Übung und Erfahrung... damit man nicht irgendwas glashartes, krummgezogenes produziert...
Naja.
Ich werde mal neue Zahnräder für die Keilwelle bestellen. Bei Mädler ist es Automatenstahl, gemeinhin nicht härtbar, bei Nozag ist es ETG100. Und Modul 0,7 mit meinen gewünschten Zähnezahlen ist im Programm 
Die Welle selbst mache ich wohl auch nochmal neu aus C45 oder Silberstahl. Sie wurde eigentlich erst durch die Verformungen an den Zahnrädern malträtiert, wenn diese aber nicht mehr auftreten...
Den Ziehdorn hatte ich sowieso schon aus einer 3er Welle und dem Knubbel extra zusammengesetzt, das ganze so lang und dünn aus dem vollen drehen schien mir nicht möglich. Gefügt mit Loctite 648, wie mittlerweile fast alles 
Ich habe jetzt auch mal gehärtete Passtifte 3,0m6 mit Länge 50mm bestellt, mal schauen ob sie die auch herkriegen. Da müßte ich mit Hartlöten dann noch das Gewinde vorne anfügen...
Federstahl ist auch eine Idee.
Bleibt spannend.
Gestern habe ich trotzdem mal das Getriebe mit frisch zurechtgeschliffen/ausgebesserten Teilen wieder zusammegesetzt und die Vorderachse eingebaut, weil ich endlich mal die Übersetzungen und die Geschwindigkeiten am Fahrzeug "fühlen" wollte. Macht sich ganz gut - er kann jetzt wirklich unendlich langsam kriechen. Im höchsten Gang aus dem Stand losfahren geht auch noch und ich habe das Gefühl, man kommt mit Laufen nicht mehr hinterher 
Das konnte ich im Haus natürlich nicht so richtig testen.
Bin gespannt, wann wieder die ersten Klemmereien beim Getriebe kommen.
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10.03.2020 09:13 |
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Offroad Hawk
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Wenn es dir hilft, er nimmt für sowas 16MnCr5 und dann einsatzgehärtet 65 HRC
Er könnte dir die Teile auch machen, aber das wird sicher nicht billig denke ich...
Wenn du sonst mal ein schwieriges Teil brauchst, du weisst ja, Stichwort 5-Achsen Fräse
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10.03.2020 11:49 |
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tömchen
König
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Guten Tag zusammen!
Man könnte meinen, seit dem ersten Lockdown hat sich am Getriebe nichts mehr getan - ganz so ist es aber nicht. Auch wenn ich nicht zu denjenigen gehörte, die durch den Lockdown mehr Muße fürs Hobby hatten.
Nochmal das Problem zur Erinnerung:
- An dem Zahnrad, das gerade im Eingriff ist, ist die Welt ja in Ordnung.
- Problematisch sind die anderen, die währenddessen eine Relativ-Drehung auf der Abtriebswelle machen.
- Dort wollen die Kugeln durch die Fliehkraft nach außen in die Vertiefungen, werden aber durch die Relativbewegung immer wieder ins Zenrum zurückgeschubst. Sie zerdengeln dabei die ungehärtete Zentralstange des Ziehdorns und die Vertiefungen in den Zahnrädern.
- Am schlimmsten ist das im schnellsten Gang.
- Das Ende vom Lied ist, daß sich die Kugeln des eigentlich frei drehenden Zahnrads verklemmen, dann sind zwei Gänge gleichzeitig eingelegt, das ganze Getriebe ist verklemmt und die Fuhre steht schlagartig und läßt sich nur noch nach Hause tragen.
In den nächsten Beiträgen kommen chronologisch meine Abhilfe-Versuche.
Bitte nicht sofort antworten und mit Vorschlägen kommen, zunächst kommt das, was ich bis jetzt alles bereits gemacht habe und wie das funktioniert hat.
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03.08.2021 22:11 |
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tömchen
König
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Zunächst nahm ich mir den Ziehdorn vor.
3mm Durchmesser, 65mm lang und vorne auf 10mm Länge ein M3-Außengewinde.
Vor dem Härten hatte ich Respekt, habe ich noch nie gemacht. Wird das dann krumm?
Meine Idee war, das ganze aus gehärteten Paßstiften 3m6 x 50 und abgesägten Schrauben-Stummeln zusammenzusetzen.
Ich baute eine Vorrichtung mit einem Prisma, wo man das schön fluchtend zusammenklemmen konnte, schickte das Ganze zu Udo und der PUKte das mit seinem Lampert zusammen.
Hat prima geklappt. Danke nochmal!
Den Knubbel drehte ich einzeln, härtete ihn in Öl und klebte ihn mit Loctite 648 drauf.
Fazit bis heute, nach dem zweiten Versagen des Getriebes:
An dieser Stelle kein Problem mehr.
Keine Schlagspuren von den Kugeln. Optisch ist was sichtbar, quasi eine winzige umlaufende Spur, aber mit dem Fingernagel drübergleiten zeigt, das ist keine Verformung.
Die Schweißverbindung ist auch nach wie vor Spitze.
Und der geklebte Knubbel sitzt nach wie vor an Ort und Stelle, und hat ebenfalls keine Druckmarken auf dem Umfang.
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03.08.2021 22:26 |
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tömchen
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Dann kamen die Zahnräder dran.
Nozag hatte alle von mir benötigten Zähnezahlen in Modul 0,7 - aber aus dem Material ETG100 statt dem Automatenstahl bei Mädler. Härtbar!
Die Hauptbohrung bohrte ich in Ermangelung passender Bohrer nur bis 11,0 auf und wollte den Rest mit der 12H7 Reibahle machen. Ein Fehler, die fraß sich rein und ratterte, die Bohrung wurde etwas zu groß. Die beiden anderen Zahnräder drehte ich dann aus.
Dieses Mal wollte ich wirklich kugelförmige Vertiefungen. Ich wollte auf beiden Seiten des Zahnrades einen durchlaufenden Bund stehenlassen, auf dem es sauber auf der Abtriebwelle gleiten (drehen) kann.
Leider habe ich davon kein Bild, aber ich tauchte, wie mal von Choeli beschrieben, mit 45° schräggestellter Spindel und einem Halbkugelfräser in die Innenbohrung der Zahnräder ein.
Ich machte 6 Vertiefungen, damit die Kugeln schnell einrasten können.
Jeweils um 5° Drehung nach vorne und hinten versetzt, tauchte ich nochmal etwas weniger ein, um eine Art Einlaufschräge zu erhalten.
Auch ließ ich den Kugelfräser beim Weiterdrehen zur nächsten Vertiefung noch ein bißchen was wegnehmen, damit bei eventuellen Materialaufwerfungen nicht gleich wieder etwas zum Verklemmen da ist.
Nun mußte ich einfach tief Luft holen, habe die Zahnräder mit dem Propanbrenner hellrot glühend gemacht und ins Öl geschmissen. Nozag schreibt Härten mit 820-860°C, dann Öl, danach Anlassen bei 530-670°C. Das Anlassen habe ich mir kaltblütig gespart.
Danach mußte ich sie intensiv säubern: Sämtliche Lösungsmittel und Einweichereien, Ultraschallbäder konnten mich nicht überzeugen, erst Glasperlenstrahlen mit 70um brachte es dann.
Fazit nach dem zweiten Getriebefresser:
Scheint nicht mehr die Fehlerursache zu sein.
Unter einem Stereo-Mikroskop betrachtet, kann ich den Vertiefungen und Laufbahnen der Zahnräder eigentlich keinen Verschleiß nachweisen. Man sieht immer noch richtig scharfe Kanten (vielleicht das funktionelle Problem?), keinerlei Aufwerfungen oder Verformungen und immer noch die Frässpuren vom schräg eintauchenden Halbkugelfräser. Das letzte Bild zeigt die Bohrung des größten Zahnrads, das eigentlich am schlimmsten mitgenommen sein sollte, nochmal in voller Kameraauflösung.
Dennoch werde ich sie nochmal neu machen.
Ich möchte gerne:
- Den Halbkugelfäser noch steiler eintauchen lassen, damit auch der schmalere Bund (im Bild oben) noch breiter bleibt. Oder von der anderen Seite kommen, dort steht sowieso noch ein zusätzlicher 1mm-Bund (im Bild unten), der die Zahnräder auf der Welle separiert.
- Die zwei Bunde explizit ein bißchen enger stehen lassen (Durchmesser 11,9)
- Die Bahn dazwischen explizit ein bißchen weiter machen (12,2)
- Nach dem Härten erst auf 12H7 ausschleifen. Dazu irgendwas mit ner Dremel auf dem Drehstahlhalter frickeln.
Dieser Beitrag wurde 2 mal editiert, zum letzten Mal von tömchen: 03.08.2021 23:33.
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03.08.2021 23:13 |
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tömchen
König
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Nun noch ganz kurz das Problemkind, es ist schon wieder spät...
Die Hauptwelle hatte ich ja nur nochmal überdreht, mit Schleifpapier geglättet und poliert.
Maßhaltig 12h7 ist was anderes...
Und das Material war immer noch unbekannt aus der Grabbelkiste und ungehärtet.
Und so sieht sie jetzt auch aus.
Viele der Kugeln haben sich ihre eigene rundliche Tasche ausgedengelt.
Sie lassen sich weder nach draußen noch nach drinnen entfernen. (Mit Gewalt wahrscheinlich schon.)
Die muß einfach komplett neu, in ordentlichem Silberstahl, gehärtet und am besten auch hier erst nach dem Härten auf 12h7 runtergeschliffen.
Soweit das Vorgehen: Ich werde also nicht, wie in den Gesprächen in Weilburg und Recklinghausen erörtert, aufgeben und ein Ziehkeilgetriebe mit einer verschiebbaren Lamelle bauen, oder ein Zweigang-Getriebe mit Klauenkupplung (so wie Vorgelege und Zuschalt-Allrad bereits), und auch kein Dreiganggetriebe nach alter Tamiya-Manier. Sondern ich gebe diesem Prinzip mit den Kugeln noch eine letzte Chance.
So, die Diskussion ist eröffnet!
Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zum letzten Mal von tömchen: 03.08.2021 23:30.
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03.08.2021 23:30 |
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tömchen
König
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Ja, ich werde weitermachen, aber jetzt kommt erstmal der Sommerurlaub.
Zur Abrundung zeige ich noch ein paar Gehäusebauteile.
Diese Teile habe ich von shapeways in "PA12 Glass Beads" fertigen lassen, das ist mit 40% Glaskügelchen oder so gefüllt. Es soll steifer und maßhaltiger sein.
Tatsächlich fühlt es sich wirklich steif an, abgesehen davon, daß der Eindruck der Wärmeableitung nicht stimmt, könnte man fast meinen, man hat ein Aluminium-Bauteil in der Hand. Ich habe leider bis jetzt keine übrigen oder verhunzten Bauteile, damit ich auch einmal ein Gefühl dafür entwickeln könnte, wie die Bruch- und Reißfestigkeit aussieht.
Die ganzen Rippen und Einsenkungen habe ich nur dazukonstruiert, damit es hübscher aussieht. Das Auge ißt ja mit...
Eine weitere Besonderheit: Ich hatte zunächst einfach nur Löcher direkt im Material für die Schaltstangen vorgesehen. Das kratzt und reibt aber tatsächlich durch die Glaskügelchen. Also habe ich kleine Führungsbuchsen aus Messing angefertigt und eingeschraubt, sieht man auf dem zweiten Foto.
Ich hoffe, das Zeug läßt sich einigermaßen lackieren.
Jegliches Fett, das man vom Zusammenbau der Getriebe-Innereien an den Fingern hat, wird bereitwillig von der rauhen Oberfläche aufgesaugt.
Ich plane folgendes Vorgehen:
Ich werde die ganzen von außen sichtbaren Metallteile einzeln sandstrahlen, dann alles gefettet zusammenbauen (evtl. mit Hylomar auf den Dichtflächen), dann von außen alles mit Lösungsmittel/Benzin abpinseln und dann über alles drüberlackieren.
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05.08.2021 22:28 |
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JensR
Administrator
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Ich drücke die Daumen mit dem Getriebe!
Die Gehäusebauteile sehen klasse aus. Oberfläche sieht lackiert (denke ich mal) wie ein Gussteil aus, ich denke, das kommt gut!
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07.08.2021 23:57 |
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