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Kettenübersetzung

Hallo in die Runde,

zum Thema Übersetzung bei Verbrennern läuft ja gerade ein Fred. Meine Fragestellung ist etwas anders:
ich habe nach dem Plan von Wolfgang Trötscher (wt-engines) einen 20 ccm Viertakter Methanoler Einzylinder gebaut, der recht gut läuft. (den WT-3030)
An historischen Vorbildern gab es nach Recherche nur die französische Avionette HM8, die mal mit einem Einzylinder manntragend geflogen ist. Ich habe die Maschine nun nachgebaut und sie soll mit dem Eigenbaumotor befeuert werden.
Allerdings war damals die Luftschraube nicht direkt am Motor befestigt, sondern auf einer separaten Welle in Höhe der Profilsehne (ist ein Hochdecker). Der Motor (in konventionelle Position in der Schnauze) hatte eine kleine Schwungscheibe und ein Ritzel, das über eine Kette den Propeller angetrieben hat, Übersetzung ins Langsame.
Kurzum, ich würde diese Konfiguration gerne nachbilden und habe dazu zwei Fragen: 1. Hat Jemand schonmal einen 20er Viertakter mit Schwungscheibe betrieben, da brauche ich dann die Größe des Schwungs, und
2. Ist ein Kettentrieb zur Propellerwelle (historisch original) im Modell umsetzbar? Schlägt die Kette? Auf einen Kettenspanner möchte ich möglichst verzichten, den Motor leicht höhenverstellbar oder kippbar montieren.
Den Tipp, die Schwungscheibe des ZG 23 als Muster zu nehmen, habe ich schon bekommen, aber da kenne ich die Maße nicht, zumal Viertakter wohl eine größere Schwungmasse brauchen.
Da einige Motorenkundige hier ja unterwegs sind kann vielleicht der ein oder andere was zu dem Vorhaben sagen, danke.

Habe eine Grafik angehängt.

Werner
 

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Huskydoc

User
Mal 'ne blöde Frage: Warum eine Schwungscheibe wenn ein Prop dran ist?
Oder habe ich etwas falsch verstanden?
 
...ist schon richtig...

...ist schon richtig...

Mal 'ne blöde Frage: Warum eine Schwungscheibe wenn ein Prop dran ist?
Oder habe ich etwas falsch verstanden?
Du kannst die Schwungmasse nicht über die Kette übertragen. Das gibt böse Lastwechsel, die sehr bald alles verschleißen. Die nötige Schwungmasse kann man leicht errechnen. Ungefähr Gewicht x Ø. Als Orientierung kann ein funktionierender Propeller dienen.

Die Kraftübertragung mit Zahnriemen wäre technisch eleganter und zuverlässiger als eine Kette, aber zugegebenermaßen nicht stilecht.
Bei Landmaschinen mit langen Kettentrumen werden oft elastische Zahnringe aus Kunststoff eingesetzt. Die werden leicht oval gebogen und laufen wie ein Ritzel mit und spannen die Kette leicht nach außen. Dann schwingt nichts.

Du kannst auch einen Kettenspanner aus dem Fahrradbau einsetzen...

Viel Erfolg und berichte weiter...
Andreas
 
Ja ganz so cool ist das mit dem Berechnen der Schwungmasse nicht, es gibt Größen die quadratisch in die Gleichung eingehen,
mit der man das Massenträgheitsmoment ausrechnet.

Das ERFORDERLICHE Massenträgheitsmoment muss aber erstmal bekannt sein! Näherungsweise kann man da das Prop. Gewicht nehmen und einen Massenschwerpunkt der Props annehmen -
und das dann auf ne Metallschwungscheibe umrechnen.

Werde ich wohl so machen müssen wenn es keine Erfahrungswerte gibt.

Kette/Zahnriemen: Riemen ist Stand der TEchnik, leise, verschleißarm, gut zu dimensionieren, leicht erhältlich mit passenden Riemenscheiben.

Zwei Nachteile: es ist eine radiale Vorspannung erforderlich die auf die Lager geht und die Leistung kostet. Und: nicht authentisch. Dann kann ich auch gleich ein Beacon auf den Rumpf setzen und blinken lassen.... hihi
Aber es wäre eine pragmatische schnelle lösung.

Ich muss schauen wie das wird.
Gruss
Werner
 
Hallo !

Du musst mal als erstes Prüfen, wie weit du mit der Drehzahl runter willst. Wenn du Fahrradritzel nutzen willst sind die evtl. als Schwungscheibe schon schwer genug.
Ich sehe eher das Problem, dass die Drehzahl recht hoch wird und du eine ziemlich schnell laufende Kette bekommst, wass über die Massenträgheit ordentlich Leistung kosten dürfte. Motorräder sind ja meist vor dem Kettentrieb schon untersetzt. Ich weis auch nicht, wie viel m/s so eine Kette mitmacht, bevor sie auseinanderfliegt. Bei 10000 Touren kommt da sicher ein bisschen was zusammen. Zum Zahnriemen - Die Vorspannung ist nur ein winziger Bruchteil der Kraft die wirkt, wenn die ganze Kiste auch läuft. Die Fundamente Des Motors und der Propellerwele müssen schon ein bisschen was abkönnen. Das ist beim Kettenantrieb nicht anders. Der Motor will ja die Propwelle mit aller auf den Propeller abzugebenen Kraft an sich heranziehen. Da hatte mein erstes 2,5ccm Zahnriemengetriebe schon beim von Hand durchdrehen angefangen zu schwingen.
Versuch macht aber klug :D
Ich würds aber nicht im Modell Testen, sondern erst auf einem Prüfstand. Gehen müsste das eigentlich, es gibt ja auch Motoren mit Kettengesteuerten Nockenwellen.
Alternativ mein Tipp - Motor Kopfüber mit obenliegender Kurbelwelle einbauen und nur Dekoräder mit kleinen Gummirundringen mitlaufen lassen.

Viele Grüße,
Sebastian

P.S.: Ausserordentlich schönes Flugzeug :D
 
Ich würds aber nicht im Modell Testen, sondern erst auf einem Prüfstand. Gehen müsste das eigentlich, es gibt ja auch Motoren mit Kettengesteuerten Nockenwellen.
Steuerketten haben aber eine Führung , bei Versuchen in der Richtung würde ich auf eine Steuerkette eines Motorradmotors der 250- 500 ccm Einzylinderklasse gefühlsmäßig zurückgreifen
 

akafly

User
Hallo Werner,
ja die Massenträgheitsmonete [kg*m^2] kannst du leicht umrechnen,
für einen Referenzprop. gilt in grober Näherung J0 = m/12 * D^2 (gerechnet als dünner Stab)
für eine Zylinderscheibe J1 = m/2 * r^2

Da hast du aber nur die Schwungscheibe J1 .... aber noch keine Kette J2 sowie Prop J3 am Antrieb. (J2 = m_Kette * r_Ritzel^2)

Es sind die 3 Trägheiten, die die Drehmomentstöße des Motors mehr oder weniger aufnehmen.
Wäre J2 = 0 und wäre J1 = J3 und wäre die Kette steif, dann würden sich Schwungscheibe und Prop. die Stoßaufnahme 1:1 aufteilen.
Wäre die Kette sehr, sehr elastisch, würde die Schwungscheibe alle Stöße aufnehmen und der Prop. liefe stoßfrei.
Die Realität liegt dazwischen, und weil die Kette neben etwas Elastizität auch Spiel hat (und weil du das Spiel auch haben möchtest) wirds so komliziert, dass man die Kettenkräfte nur noch simulieren kann, so man alle Parameter dafür hätte.

Aber wenn du alle Parameter hättest, schreib mir PN. Simulations-Tool hätte ich, mit viel Glück auch etwas Zeit. Dann bliebe noch die Frage, gibt es verlässliche Werte für die zulässigen Stoßbelastungen der Kette.:eek:

Wenn das ganze auch noch leicht bleiben soll, kommst du um Experimente der Anzahl >>1 nicht herum.

Sebastians Tip - Motor nach oben - würde ich unbedingt zuerst verfolgen.

Gruß
Rene
 

Atreju

User
Kette

Kette

Hallo Werner,
sehr schön Dein WT3030, als W. Trötscher Fan immer eine Freude seine Motoren zu sehen. Sind für mich die Referenz.
Zum Thema Kette. Die Schwungradgröße würde so mastäblich wie das Vorbild gestalten so stimmt die Optik und die Masse passt schon.
Ein Bild der Kette aus meiner 371cc Bultaco bewegt die Ventile 36 und 38 Durchmesser schon auf 2000km ohne Öl und ohne Spanner ohne zu klagen.
Teilung 6mm. Selbst einer kleineren Kette würde ich dem Prop Antrieb zutrauen aber es gibt keine Kettenräder zu kaufen.
Die Vorbildtreue ist doch vorrangig?
Gruß Dieter
 

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Servus Renè, Sebastian, Dieter,

freue mich dass so viele fundierte Antworten kamen, auch von Anderen.

Die Rückrechnerei vom Prop zur Metallschwungscheibe habe ich im Griff, weiss ich noch aus dem Studium, aber laaaaaaaaaaaaaaange her.

Auf jeden Fall will ich NICHT mit einer Trägheitsmasse des Props und oberen Kettenrads, oder sogar der Kette, rechnen, sondern den Schwung so auslegen dass der Motor autark damit

sauber im niedrigen Leerlauf laufen würde.

Wenn die nachgeschalteten angetriebenen Teile einen Schwungmasseneffekt liefern ist das nett, aber ich kalkuliere das nicht ein.

Die Hauptfragen sind also jetzt: wie muss die Dimensionierung der Kette/Kettenräder aussehen, Bezugsquelle ??? und

- kann ich über den Prop dann anwerfen?



Wie wäre da eure Einschätzung?


Ein Kettenspanner wird ja im Leertrum eingebaut. Beim Anwerfen ist es aber genau dieses Trum, das den Motor anwirft bzw. das manuelle Drehmoment überträgt. Genau dort würde aber

der Kettenspanner ja nachgeben. Ich müsste also den Kettenspanner zum Anlassen fixieren - richtig?


Ich danke fürs Mitdenken und eure Meinung!

WErner
 
Hi,
man könnte auch der Schwungmasse eine V Nut verpassen für einen schmalen Keilriemen zum Anlassen. Da steht man dann hinter der Tragfläche und kann dann von den Seiten oder von Unten mit dem Anlasser den Riemen einhängen.
Ich würde aber auch Sebastians Vorschlag annehmen und den Motor über Kopf laufen lassen. Die Kurbelwelle ist dann dort oben wo der Propeller hin soll und am Zylinderkopf kann eine Kurbelwellen Attrappe den Schein herstellen. Das Ding muss ja keine Speedrekorde aufstellen , macht also auch nix wenn du einen etwas zu großen Propeller montierst der die Drehzahl etwas mehr drückt aber Originaler aussieht. Beim Original,wirkt der Motor auch ehr etwas kleiner wie der Klopfer bei deinem Modell.
Wegen kleinen Ketten könntest du wenn es sein muss bei Ketten Wild in Karlsfeld/Dachau bei München mal anfragen. Da habe mir schon kleine Ketten besorgt , das war aber ein paar Jahre her. Hab grad gegoogelt , heist jetzt Ludwig Meister und hat noch Ketten.
https://www.ludwigmeister.de/de .
selbst bei Conrad gibt es Ketten samt Räder mit 6mm Teilung

Kleine Ketten gab es auch bei Modellmotorrädern, https://www.rc-motorradshop.de/produkte/motorradmodelle.php , da haben aber auch viele auf Zahnriemen umgestrickt. Ich habe aber noch ein paar Bikes mit Ketten von Kyosho , Jamara.

Happy Amps Christian
 

akafly

User
Auf jeden Fall will ich NICHT mit einer Trägheitsmasse des Props und oberen Kettenrads, oder sogar der Kette, rechnen, sondern den Schwung so auslegen dass der Motor autark damit
...
- kann ich über den Prop dann anwerfen?
WErner
Auf Grund der kleineren Abmessungen der Schwungscheibe wird der Prop einen wesentlichen Anteil am Gesamtträgheitsmoment behalten. Begünstigend kommt nur die Übersetzung hinzu.

Als Kettenspanner sollte nur ein selbst einstellender und sperrender in Frage kommen. Der würde beim Anwerfen nicht nachgeben. Die Kräfte beim Anwerfen sind nicht größer als die notwendigen Verdichtungskräfte im Lauf. Wie gesagt, der Prop bleibt ein wesentlicher Anteil am Gesamtträgheitsmoment.

Es gibt aber noch ein Problem zu beachten: die Eigenfrequenz der beiden Massenträgheiten mit der Kettensteife. Resonanz in erster und höheren Ordnungen wäre zu vermeiden und das über den ganzen Drehzahlbereich des Motors.

Versuch macht klug.

Gruß
Rene
 

EvoNic

User
Hallo Werner!

Etwa in Modell-Größenordnung werden tatsächlich Kettengetriebe zur Übertragung der Antriebsleistung von Einzylinder-Verbrennungsmotoren verwendet, und zwar im Kartsport und bei Pocketbikes / Dirtbikes (kürze ich im Folgenden mit "PB" ab). Die Übertragung erfolgt dabei genauso, wie Du es hier vorhast, also von der Kurbelwelle (bzw. einer Kupplung, jedenfalls mit deren Drehzahl) direkt auf die Radwelle, stets OHNE Kettenspanner.

Wenn Du den Motor selbst gebaut hast (Respekt!) kannst Du sicher auch die benötigten Kettenblätter für das gewünschte Übersetzungsverhältnis anfertigen (Ritzel härten...), vielleicht aber nicht die Kette. Das schränkt die Auswahl auf handelsübliche Ketten ein. Ich hab mal ne kleine Tabelle gemacht (sorry, nur ein Screenshot, die beschi****e Forensoftware entfernt alle Tabulatoren):

http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=2123151

1/2" Teilung würde ich als zu groß/grob empfinden. Die "kleine" PBkette 25H kommt dem Maßstab wahrscheinlich am nächsten. Gibts sogar goldfarben.


Ich habe hier außerdem einige Polräder (Magnetzündung) mit Schaufeln zur Gebläsekühlung für Einzylinder-Viertakter mit 30-40ccm liegen. Durchmesser um 100mm, Massen um 350g. Viel zu schwer für Deinen Zweck. Ich könnte mir ein Schwungrad mit 100g und 70-80mm Durchmesser als ausreichend vorstellen, wenn die Masse gut am Umfang liegt.

Gruß, Nic
 

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Hallo zusammen -

ich sag mal vielen Dank für die vielen fundierten Vorschläge. Da ist Einiges dabei, an das ich nicht gedacht hätte, perfekt.
Muss nun erst noch ein anderes Motorenprojekt fertig machen und dann gehe ich das Thema hier an.

Auf jeden Fall werde ich den Motor nicht überkopf hinhängen um mit der KW nach oben zu kommen - das hat mit Originalität ja nichts mehr zu tun.
Primär muss ich nun die Schwungmasse rausfinden, womit er noch sicher im Leerlauf läuft.

Dann kommt das Thema Kettenübersetzung, die Sache mit dem arretierenden Spanner ist wichtig und sinnvoll.
Und ich werde dann ein Modul bauen, Motor, Distanzgestell, zweite Welle mit Axiallager. Die kann sich dann am Balchin abstützen.

Ganz so trivial wie erst gedacht ist das Ganze nicht.....
Sobald ich was fertig habe poste ich mal Fotos.

Lieber Gruß
Werner
 
Kläglich gescheitert...

Kläglich gescheitert...

Hallo -

nachdem ich nun den Kettentrieb mit (feststehendem) Kettenspanner gebaut habe sind
die Versuche leider fehlgeschlagen.

Zum Einsatz kamen fertige Stahlkettenräder und eine Kette von Mädler. Das Schwungrad für den Motor habe ich aus
Stahlguss gedreht, es hatte das gleiche Massenträgheitsmoment wie ein Propeller.

Problem war das "Spiel" zwischen ziehendem und losem Kettentrum. Etwas Spiel muss man der Kette geben sonst läuft alles zu schwer,
und im Leerlauf bzw. knapp über Leerlauf hat der Prop so wenig aerodynamischen Widerstand, dass es einen Resonanzeffekt gibt, auch weil die Kette ja etwas elastisch ist weil nicht maximal gespannt.

D.h. dass der Prop mal "angetrieben" wurde, und mal zurückgefedert hat, was man am Schwingen der beiden Kettentrums sehen konnte.

Ab Halbgas war der Spuk vorbei, dann wurde der Prop nur noch "getrieben" und es herrschte Ruhe. Aber darunter - akustisches Chaos.

Da ein Riementrieb absolut nicht zeitgenössisch ist werde ich den Motor ohne Übersetzung einbauen, diese Variante gab es bei der Avionette auch.

Beim Pocketbike hat man ganz andere Massen und Widerstände, da mag das gehen, aber so ein leichter Propeller schwingt eben und das hört sich
grusslich an.

Gruß
Werner
 

maddyn

User
HI

hast du den Kettenspanner fest eingebaut?
oder hast du laufräder die die Kette mittels Federn auf Zughalten verbaut
 
Ach schade, das wäre ja ganz nett gewesen wenns geklappt hätte.

Na, das wird auch mit festem spanner zu träge sein. Da kannst du eigentlich nur mit den Schwungmassen spielen. Also muss die Scheibe am Motor zur scheibe am Prop passen.
Hast du eventuell ein Foto vom letzten Stand ? Was noch gehen würde wäre eine Flexkupplung zum Ritzel.

Viele Grüße,
Sebastian
 

akafly

User
Hallo Werner,

in #9 habe ich vorausgesagt, dass sich die Drehstöße des Motors auf Schwungscheibe, Kette und Prop aufteilen. Dass das auch noch drehzahlabhängig ist hatte ich in dem Moment noch nicht auf dem Schirm, aber im Nachhinein ist das mir auch klar.

Sebastian hat Recht. Mach eine Drehelestizität zwischen Schwungscheibe und Motorritzel. Deren Drehsteife sollte um den Faktor größer 10 elastischer sein als die Kette. Damit verlagerst du die Drehstöße mehr in Richtung Schwungscheibe und die Kette wird entlastet.

Auf Kettenspannrollen würde ich verzichten und stattdessen den Motor oder besser die Propwelle in Schwinggummis lagern. Die sollten steif genug sein, damit die Kette nicht über die Zähne springt, aber elastisch genug um eine leicht flexible Vorspannung zu erreichen. Im Original sehe ich auch keine Spannrolle, aber vielleicht war dort der Rahmen elastisch genug.

Experimente wirst du machen müssen, auch in #9 prophezeit.
Ich würde jetzt nicht aufgeben, der Weg ist gehbar. Einfach kann jeder.;)

Gruß
Rene
 
Hi Zusammen -

leider keine Fotos, habe ich versäumt...:(

Die Daten habe ich aber noch im Kopf: Übersetzung 1:2, Ritzel 28 Zähne, getriebenes Rad eben das Doppelte,
Wellenabstand 140 mm.
Kettenspanner erst feststehend (einstellbar natürlich), später mit Feder, ging garnicht.

Die Theorie mit zusätzlichen Drehdämpfern zwischen Motor und Ritzel ist einleuchtend, aber in der Realität baut man da ja keine Dämpfer ein, sondern "Federn" in Form von Silentblöcken oder Gummikissen.
Ein Dämpfer wäre ein Reibungsdämpfer oder ein hydraulischer Dämpfer, beides im vorliegenden FAll, bei den Platzverhältnissen und Gewichtsansprüchen, nur schwer denkbar.

Ich muss auch aufpassen dass das Ritzel nicht zu weit vom Kurbelwellenlager entfernt liegt wegen Lagerbelastung, muss aufs Gewicht aufpassen, aber die größten Probs bei Gummilagerung oder Drehdämpfern sehe ich im Anlassvorgang.

Mit E-starter auf der Motorwelle mag das noch gehen, aber am Propeller kann man es dann ganz vergessen. War eh ein Erlebnis den Motor am Propeller zu starten.

Ich werde jetzt erstmal das Flugzeug fertig machen und fliegen, weiss ja wie die Kiste überhaupt fliegt (Avionette HM9) da eine Eigenkonstruktion, und ob sich der Motor in der Luft bewährt. (Eigenbau nach Plan von Trötscher).

Wenn das alles klappt gehe ich das Thema nochmal an, aber vielleicht gleich mit einem Riemen.

Gruss
Werner
 
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