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#669151 - 25/10/2018 08:24 Drehmoment-betrachtung / rechnen  
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landybehr Offline
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Raum OS und viel zu selten im ...
Moin,
Ich hab da im Hinterkopf ein Projekt, wo ich fertige Bauteile zu etwas komponieren möchte. Und dabei ist es wichtig, dass die auch stabil genug ausgelegt sind.
Deswegen versuche ich zu kalkulieren, mit was für Drehmomenten sie es in ihrer Ursprungsumgebung zu tun haben.
Ich wollt nur mal sichergehen, dass meine "Kalkulation" in dieser Form auch zulässig ist, und ,was gut möglich ist, ich nicht einen groben Fehler ausführe.

Also,mal von einem Landy ausgegangen. 250Nm vom Motor hat ein TDI früher mal gehabt. Erster Gang etwa 3,68:1 und Verteilergetriebe mit Geländegang 3,32:1 umd in der Achse 3,54:1 als Übersetzungen.

Daher rechne ich: 250 x 3,68 x 3,32 x 3,54 = 10812 Nm. Liege ich bis jetzt noch richtig? Das wäre das Drehmoment, das auf die Halbwellen geschickt wird.

Ok, bei Ashcroft und KAM gibt es Tabellen, wo originale und deren nachgebaute Wellen bis zum Bruch getestet werden. Da lese ich Werte von 4000 bzw. 6000Nm, ab denen Bruch schon mal Auftritt.
Das klingt jetzt wenig im Vergleich zu den über 10000Nm, die ... ja wo kommen die überhaupt an? Im Normalfall verteilt das Diff das Drehmoment auf zwei Wellen - halbiert es also. Und beim Landy durch permanenten Allrad sogar auf 4 Wellen. Allerdings kann ich mir ja vorstellen, dass die Vorderräder mal in der Luft sind und bei eingelegter Zentralsperre bloß die Hinterräder greifen. Nach meiner Rechnung würden die Halbwellen dann sofort brechen. Theoretisch.

Ist also meine Rechnung falsch ?
Oder kommt den Wellen zugute, dass man im ersten , geländeuntersetzten Gang nicht genug Tempo erreicht, um zwei Vorderräder in die Luft zu zwingen. Und sowieso, beim Landy kann ja leicht ein Rad einer Achse durchrutschen. Sind es diese Effekte, die allein die Halbwellen vor Überlast schützen und meine Rechnung stimmt doch?

Zuletzt bearbeitet von landybehr; 25/10/2018 08:28.

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#669155 - 25/10/2018 09:05 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: landybehr]  
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juergenr Offline
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deine Rechnung ist schon richtig, ig = i1 x i2 x i3.... siehe auch kfz-tech.de/Biblio/Formelsammlung/Uebersetzungsverhaeltnis
Somit auch Ma = Me x ig

meinst du diese Grafik

Bild von https://www.ashcroft-transmissions.co.uk/halfshafts.html
[Linked Image]

da sind die Drehmomente ja in ftlb angegeben, d.h. 10000Nm sind 7966 ftlb



Gruß Juergen

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#669168 - 25/10/2018 17:40 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: juergenr]  
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Rainer4x4 Offline
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Sind rein theoretische Werte. Praktisch ist es kaum möglich ein Rad bis zum Stillstand zu blockieren.


Gruß Rainer
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#669208 - 27/10/2018 08:04 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: Rainer4x4]  
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Hi, ja so eine Kurve meinte ich.
Im Alltag schafft man es praktisch kaum, ein Rad so zu blockieren, daß der Motor bei vollem Drehmoment weiterdrehen möchte und gleichzeitig die gesamte Leistung zu besagtem Rad kommt. Und, das habe ich irgendwie schon geahnt, aber erst jetzt so richtig verstanden. Ich hätte ja so dimensioniert, daß der Antrieb dem maximal denkbaren Drehmoment standhält. Aber zum Glück bin ich kein Ingenieur, denn alle Geräte wären durch das "Angst-eisen" viel zu schwer und teuer. Aber halt stabil.

Beim Landy kann es sein, daß man mit gesperrtem Zentraldiff (und am "besten" noch vollgesperrter Hinterachse) einen sehr steilen Hang hinaufkraxelt, das Fahrzeug Grip verliert und rückwärts rutscht bis es auf dem Boden in einer Senke aufkommt, wobei die Räder in der Senke wieder maximalen Grip haben. Als mögliches und nicht unmögliches Szenario. Dass sowas selten passiert, und vor allem ich solche Situationen meide, ist dann auch der Grund, weswegen Halbwellenbruch nur beim SerieIII bei mir vorkam. Und das hatte dann noch Gründe, die ich in Form der Verzahnung, Kerbwirkungen und sowas sehe.

Jedenfalls hat man bei der Konstruktion sich darauf verlassen, dass zu 99% der Fälle die Kräfte geringer sind, als das Material. Und die fehlenden 1% kosten die Leute im Trial und auf Trophies aus.

So oder so hilft mir das, beim Verstehen und Einschätzen. Konkret wollte ich nämlich den Freilauf in der Hinterachse eines T4 VW-Bulli-Syncro für einen anderen Zweck (Getriebe mit selbstzuschaltender Allradfunktion) ins Auge fassen. Alles noch sehr theoretisch. Doch die fragliche Allradachse möchte nicht viel mehr als 500Nm Eingangsdrehmoment haben und mit dieser "Gewalt" muss eine Hinterachse selbst vom Bulli ja nun wirklich zurechtkommen können.


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#669260 - 28/10/2018 18:24 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: landybehr]  
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Hallo landybehr,
1. bei elektronisch geregelten Motoren wird manchmal über eine Gangerkennung das max. Moment in den niedrigen Gängen begrenzt, um das schwächste Glied im Triebstrang zu schützen. Im ersten Gang z.B. liegt mit Untersetzung meistens mehr Moment an als überhaupt übertragbar ist, wg. des Reibbeiwertes zw. Rad und "Straße" Das solltest Du vorher checken, ob das bei diesem Motor so ist / war.
2. Gibt es das Spenderfahrzeug auch mit Automatikgetriebe, dann muß das Eingangsmoment ins Getriebe i. d. R. noch mit der Überhöhung des Wandlers von rund Faktor 2 für Gelenkwellen und Achsen gerechnet werden
3. Bei der Auslegung legt man zugrunde, dass nie ohne Schlupf die Leistung am Boden abgesetzt wird. Trotzdem gibt es Steckachsenbrüche, z.B. wenn ruckartig Gripp am Rad anliegt -> Lastspitzen
4. bei Autos mit Achssperren wird so kalkuliert, bzw. sollte, daß nur ein Rad das gesamte Moment überträgt. Zumindest früher hat MB so den Unimog beworben. Sonst wären Achssperren auch ein Risiko, evtl. deshalb verzichten manche Hersteller auf Achssperren.

Christoph

#669273 - 28/10/2018 23:35 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: Himank4744]  
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Hallo,

Original geschrieben von Himank4744
Sonst wären Achssperren auch ein Risiko, evtl. deshalb verzichten manche Hersteller auf Achssperren.
vor vielen Jahren in der Zeitschrift Off Road:

Frage: Warum verbauen nicht alle Hersteller Differentialsperren in ihren Achsen?
Antwort: Die Hersteller, die wissen, daß ihre Achsen das aushalten, verbauen Sperren...


Grüße
DaPo


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#669292 - 29/10/2018 10:28 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: DaPo]  
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Original geschrieben von DaPo
Original geschrieben von
Sonst wären Achssperren auch ein Risiko, evtl. deshalb verzichten manche Hersteller auf Achssperren.
vor vielen Jahren in der Zeitschrift Off Road:

Frage: Warum verbauen nicht alle Hersteller Differentialsperren in ihren Achsen?
Antwort: Die Hersteller, die wissen, daß ihre Achsen das aushalten, verbauen Sperren...

Ach was. Wenn der Hersteller Sperren verbaut wissen möchte, dann legt er die Steckachsen dementsprechend aus. So einfach ist das.
Das Ganze ist nur ne Kostenfrage. Was glaubst Du weshalb heutzutage keine echten Allradler mehr angeboten werden? Irgendein Schleimgetriebe oder Magnetkupplungen in der Mitte und ein ETC sind doch viel billiger zu programmieren! Und sieht schick in der Featureliste aus wenn da steht "....ein Computer regelt alles für sie....". Das die Dinger immer nur im Nachhinein reagieren können steht da nicht.


Gruß Rainer
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#669300 - 29/10/2018 13:40 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: Rainer4x4]  
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Um die ganze Rechnerei noch zu verkomplizieren müsste man auch noch die Schwungmaße des Antriebsstranges in die Berechnung einfließen lassen.
Die setzt nämlich noch ganz ungeahnte Kräfte frei.


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#669307 - 29/10/2018 15:23 Re: Drehmoment-betrachtung / rechnen [Re: Ozymandias]  
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Hallo Reiner4x4,
genau das meine ich ja. LR z.B. hat eben deshalb verzichtet und den Triebstrang "schwach aber günstig" ausgelegt. Und eben nicht nur LR.
Christoph


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