Kurbelwelle gebrochen DLE 170

akafly

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Interessante These, muss ich in meinem Werkstofflabor unbedingt mal untersuchen.
 

akafly

User
Aber mit den Ungereimtheiten hast du recht. Nach den Fotos wäre auch die linke Bruchseite blau, das hieße sie müsste nach der Bruchausbildung heiß geworden sein.
Man müsste alles vor sich liegen haben. Ferndiagnosen bringen nichts.
 
Bin mir mittlerweile ziemlich sicher dass da die Kurbelwelle radiales Spiel hatte , nur deshalb ist zu erklären, dass die obere Stelle blau angelaufen ist. Denn genau da ist bei der Kobenabwärtsbewegung der höchste Druck und wenn die Kurbelwelle radiales Spiel hat, dann sehen die Syntome genauso aus

Gruß
Lothar
 
Ich denke, die war noch heiß..
Die Kugeln und der Käfig können schon blockiert haben, was soll es sonst sein, um Material so heiß zu bekommen durch Vibrationen braucht man schon Ultraschall und Druck.
Die Geblockte(n) ein, zwei Kugeln reiben dann am Außenring, die beweglichen halb außen, halb innen. Der Außenring wird gut durch das Alugehäuse gekühlt - Bleibt blank. Der Innenring und KW wird durch alle Kugeln erwärmt, bei den blockierten am meisten.
Jetzt ist es vielleicht so, dass die Welle durch den großen Prop eh schon an der Grenze belastet ist.
Da reicht dann der Festigkeitsverlust des halben ausglühens schon aus. Es wurde ja von einem Metallischen Geräusch nach dem Bruch geschrieben.
Dadurch, das die Welle abgerissen ist, wurde nicht der ganze Innenring durchgeglüht, wie das bei Motoren mit höherer Festigkeitsreserve in der KW sein kann.

Was ich mir noch vorstellen kann ist, dass das Lager ruckartig blockiert hat, die Welle durch den Schlag gebrochen ist und der Motor weiter gedreht hat mit dem kaputten lager. Da spricht aber das Bruchbild dagegen, es hätte die Härtung nicht vor dem Bruch weichgeglüht werden können, es müsste also einen durchgehenden harten Ring ohne geflossenes Material geben.

VG,
Sebastian

P.S. @ Lothar - das ist ein Boxer
 
Interessante These, muss ich in meinem Werkstofflabor unbedingt mal untersuchen.
...das kann helfen.
Was der Theoretiker gern übersieht, weil es seine idealisierte Betrachtung im Labor stört ist das ganze Bild. Dabei hilft der analytische Praktiker:
Von den Kräften beim Anlassen und der Präzession will ich gar nicht sprechen, sondern nur vom simplen Geradeausbetrieb. An der Welle sitzt vorn ein Propeller. Das ist z.T. eine ideale Bremse, die Torsion verursacht. Aber nur zum Teil! Dazu macht der Prop auch noch axialen Zug. Im Zentrum der Welle gibt es aber bereits keine Verbindung mehr, nur noch Riss. Das letzte Stückchen intakte Welle sitzt jetzt also exzentrisch zur Zugachse.
Und was sollte dabei letztlich zum Bruch führen?
Richtig: ein Moment, das Biegung bewirkt.
Gruß Andreas

p.s.
ich hasse das! Da fahre ich richtig hoch und verlasse den entspannten Sektor, grätschen mir 2 neue Antworten dazwischen, die meine Antwort zur Überreaktion degradiert.
Es ist auf jeden Fall richtig, das Ferndiagnosen sehr riskant sind.
Wir wollen uns alle wieder lieb haben...🤗
 
Das Lager wurde erst nach Anriss blau / überhitzt. Da war die KW schon ausgelenkt, seht die Bruchfläche an.
Der weiche Innenring wird verformt und im engen Punkt entsteht die große Wärme.

Henne - Ei, man sollte die Rehenfolge nicht verwechseln :)
Bei gleicher neuer KW hilft dann nur Drehzahl und notfalls die Leistung etwas zu drosseln.

Erstaunlicherweise haben viele Modellmotoren eher schlanke Kurbelwellenenden.
Unnötig und unpassend. Dem Unterschied zw. Propeller und Motorsense wird wohl wenig Beachtung geschenkt.
 
Wer hat denn geschimpft ? :)

Die Frage ist ja dann erstmal, wer hat wen abgerissen. Der Prop die Welle oder die Welle den Prop.
Bei ersterem hätte die Welle blockieren müssen und der Prop weiterdrehen, bei zweitem müsste die Welle so weich geworden sein, dass das Drehmoment nicht mehr an den Prop übertragen werden kann und die Wellendrehzahl die Propellerdrehzahl irgendwann überholt.
Aus der Bruchstelle würde ich meinen zu erkennen, dass letzteres passiert ist, da die drehung des weichen Kerns dazu passt.
Dadurch, dass das Drehmoment nicht mehr übertragen werden kann, dreht der Prop dann hauptsächlich durch Massenträgheit weiter,
der kurze weg von einigen mm bis der Prop ganz ab ist, reicht meineserachtens nicht aus , um da einen nennenswerten Zugvektor auszubilden.

;)
 
Das Lager wurde erst nach Anriss blau / überhitzt. Da war die KW schon ausgelenkt, seht die Bruchfläche an.
Der weiche Innenring wird verformt und im engen Punkt entsteht die große Wärme.

Henne - Ei, man sollte die Rehenfolge nicht verwechseln :)
Bei gleicher neuer KW hilft dann nur Drehzahl und notfalls die Leistung etwas zu drosseln.

Erstaunlicherweise haben viele Modellmotoren eher schlanke Kurbelwellenenden.
Unnötig und unpassend. Dem Unterschied zw. Propeller und Motorsense wird wohl wenig Beachtung geschenkt.
Eben nicht nur, da die Härtung vorher schon weggeglüht war, das ist gleichzeitig passiert.
Die Welle Wurde heiß, verliert die Härte, Prop reißt ab, Welle noch heiß. Wie lange muss so eine angerissene Welle noch laufen, um im Lager so viel Hitze zu erzeugen ? Ich meine, die wäre dann schon vorher ab.
VG
 
Hallo Horst
hat dieses vordere Lager sich noch drehen lassen?
Und wie sieht der Passsitz des Lagerzapfens aus, ist der lose ?
Meine Vermutung ist mittlerweile die, dass da hintere Lager Spiel hat und das vordere fest war. Denn dann hast du Kurbelwellenkippen , nur so kann ich mir den angelaufenen Innenring an der oberen Seite erklären.

Gruß
Lothar
Hallo Lothar,
sorry das ich deinen Namen falsch geschrieben habe.
Heute ist der Motor von der Reparatur gekommen. Alle ausgetauschten Teile sind mit dabei. Werde weitere Fotos machen. Ich habe gleich nach Bruch die Zylinder abgenommen um Schäden zu erkennen. Die Kw ließ sich normal drehen. Das vordere Lager ist in der presspassung fest gewesen bzw. ich muss genau schauen ob das auf der Kw zusätzlich geklebt war oder ob das eingelaufen ist weil da Spuren sind Ich weiß z.b das die vorderen Lager bei DA Motoren geklebt sind. Das mittlere Lager ist gut gewesen und das vordere Lager ist nur vorne Blau angelaufen.
Gruß Horst
 
... und die Wellendrehzahl die Propellerdrehzahl irgendwann überholt.
Aus der Bruchstelle würde ich meinen zu erkennen, dass letzteres passiert ist, da die drehung des weichen Kerns dazu passt...
Hallo Sebastian,
ich glaube, du sitzt da einem Trugschluss auf. Das "gezopft, verdrehte Bild in der Mitte der Welle (yingyang ähnlich) rührt nicht von einem kurzen schnellen Torsionsbruch her. Es ist das Bild eines über lange Zeit und viele Tausend Lastwechsel hervorgerufenen Ermüdungsbruchs unter Torsionsbelastung. Die Welle ist in der Mitte zähelastisch und außenherum gehärtet. Das schmale ringförmige Segment(bananenförmig) rechts auf dem Bild war das letzte Stückchen, was bis zum Schluss gehalten und dann schlagartig abgebrochen ist. Die metallisch blanke Kristallstruktur deutet darauf hin.
Gruß Andreas
 
Hallo Andreas,
normalerweise hast du recht mit dem Wind beim F-Schlepp. Ich bin auch der Schleppilot der noch fliegt wenn die meisten Witterungsbedingt am Boden bleiben mit den Schleppmaschinen. Meine Vermutung war nur das wir am Boden Böhen von gut 40 und mehr km/h hatten. In 600 m höhe deutlich mehr. Das Gespann stieg 45°gegen den Wind wie ein Drache. In der Gegenrichtung hatten wir Speed ohne ende. Da der 30x13x3 Prop eigentlich viel zu groß für den Motor ist, 4900 -5000 am Boden, war die Motorbelastung natührlich sehr hoch dauerhaft. Man hört deutlich drehzahlsteigerungen im Flug bei durch unsere " super Lärmwerte" gesteuerte Propellerübergrößen. Der DLE sollte eher mit einer 29x12x3 um die 6400 Umdrehungen laufen. Deshalb meinte ich ev. Mit dem Wind , eher weniger Wiederstand und gegen den Wind mehr wiederstand am Prop. Kann auch total daneben liegen.
Zu dem Lager, die Welle wurde definitiv nicht geschweißt. Da würde ich hier nicht was anfangen. Bilder werde ich noch einfügen da die Teile zurück sind. Das Lager ist nur an der Außenseite wie im Bild angelaufen. Innen nicht.
Der Propeller ist in 600-700m Höhe abgerissen. Mit dem Wind , flog er gut 1 km weiter. Wir suchten ihn mehrere Stunden aber leider ist in dem Bereich auch die Abrutschkannte vom Steinbruch und viele Felder.
War nichts zu machen. Prop Mitnehmer Ring Zapfen waren schon gut 350 Euro.
Gruß Horst
 
Hallo !
Danke für die Bilder..
Hat er dir die richtige Welle eingepackt ? der Bruch sieht ja ganz anders aus.. wo ist die blaue Stelle und der "Yin-Yan Zopf" ..
VG,
Sebastian
 

cs6699

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Hallo Horst,
so präzise wie Du den Schaden an Deinem DLE 170 beschreibst, kann ich Dir ziemlich genau die Ursache des Schadens als erfahrener Schlepppilot und Motortuner beschreiben. Unsere Benzin- Modellmotoren stammen fast alle aus Grundbauteilen für Industriemotoren, die z.B. bei Kettensägen eingesetzt werden. Diese Motoren arbeiten in einem höchst- Leistungsbereich zwischen 8.000 und weit über 10.000 Umdrehungen pro Minute. Der Hauptgrund hierfür ist, in diesem Bereich haben die Motoren ein geringes Drehmoment bei maximaler Leistung, welches die Bauteile wie Lager, Kurbelwelle und Gehäuse minimal belastet. Das gleiche gilt bei F1 Rennmotoren die bis 18.000 U/min drehen. Optimale Auswuchtung der Luftschraube ist natürlich ein absolutes Muss. In Deinem Fall, nutzt Du Modell und Motor um Segelflugmodelle in kurzer Zeit auf eine bestimmte Höhe zu bringen. Dies bedeutet für den Motor Höchstleistung vom Start bis zum Ausklinken. Dein Motor dreht am Boden bei Vollgas unter 5.000 U/min mit Höchstleistung. Der Motor ist aber für 9.000 U/min bei Höchstleistung ausgelegt und dadurch wird das Drehmoment in Deinem Fall auf ein unerträgliches Maximum erhöht wird. Dies hat zur Folge, dass Kurbelwellen und Pleuel- Lager total überhitzen und im schlimmsten Fall fressen und blockieren. Dies ist bei Deinem glühenden Kurbelwellenlager (blaue Anlauf Verfärbung) geschehen und durch diesen Blockierstopp, ist Deine Kurbelwelle durch das hohe Drehmoment der Luftschraube gebrochen.
Die meisten Motoren werden nicht durch zu hoher, sondern durch zu niedriger Drehzahl bei Vollgas und demzufolge Überhitzung zerstört.

Abhilfe:
Die rechnerische Geschwindigkeit für Deine Latte mit 13 Zoll beträgt 97,5 km/h. Dies ist für ein Schleppmodell ideal und wird auch als Anhalts- Wert bei mir zwischen 90km/h und 120 km/h genutzt. Deine ideale Drehzahl sollte aber am Boden bei Deinem Schleppmodell, um das Drehmoment zu reduzieren auf Minimum 6.500 U/min Bodendrehzahl betragen. Das bedeutet die passende Geschwindigkeit wäre ebenfalls 97.5 km/h. In der Luft wird die Drehzahl auf 7.000 bis 8.000 U/min ansteigen und der Motor im gesunden Drehzahlbereich arbeiten. Um Deinen vorgeschriebenen Geräuschpegel zu erfüllen, solltest Du auf eine kleinere drei oder vier- Blatt 10 Zoll Latte wechseln, mit der eine Drehzahl von Minimum 6.500 U/min am Boden erreicht werden.
Als Anlage eine Excel-Tabelle mit hinterlegter Formel zur Geschwindigkeits- Berechnung bei Angegebener Steigung und Drehzahl.

Für Rückfragen kannst Du mich jederzeit kontaktieren.
Viel Spaß mit dem reparierten Motor beim F- Schleppen.
Gruß Christian
 

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Hallo Christian,
das kann ich fast alles bedingungslos unterschreiben. Außer dem hier:
... Dies hat zur Folge, dass Kurbelwellen und Pleuel- Lager total überhitzen und im schlimmsten Fall fressen und blockieren. Dies ist bei Deinem glühenden Kurbelwellenlager (blaue Anlauf Verfärbung) geschehen und durch diesen Blockierstopp, ist Deine Kurbelwelle durch das hohe Drehmoment der Luftschraube gebrochen...
Das ist leider komplett falsch! In dem Fall wäre der Innenring komplett durchgeglüht, Das Lager hätte nach dem Bruch nicht mehr gedreht und die Bruchfläche sähe völlig anders aus.

Tatsächlich ist es ein schleichender Ermüdungsbruch gewesen. Der oder sogar die Risse haben sich sogar bis unter den Lagerinnenring ausgedehnt. (@Basti: es ist genau die Bruchwelle) Deshalb wiederhole ich nochmal meine frühere Vermutung: Der doppelte Riss hat so heftig gearbeitet, dass der Hitzestau aus Reibungswärme in der Welle sich partiell auf den Lagerring übertragen hat.

Auf jeden Fall ein spektakulärer Schaden
Andreas

p.s.
Hallo Horst, nimm doch bitte mal aus dem Lager den äußeren Staubschutz raus und zeig uns nochmal die andere Seite der Kurbelwelle.
 
Zuletzt bearbeitet:
"der Hitzestau aus Reibungswärme in der Welle" Das verstehe ich nicht, woher bitte kommt das in diesem interessanten Fall? Gruss Dietmar
 

cs6699

User
Hall Andreas, auf den letzten Fotos von Horst, kann man genau sehen, dass der Innenring vom Lager auf der Welle gefressen hat, weil das Lager blockiert war. Dann hat sich die Welle mit dem Lager verschweißt und somit den Motor zum Blockieren gebracht. Der Propeller hat dann sich durch sein Drehmoment den vorderen Teil der erhitzten Kurbelwelle abgedreht.

Ist alles nur Vermutung, wäre aber eine logische Erklärung. Was mich jedoch noch stutzig macht, warum ist das Lager heiß geworden und blockiert?

L.G. Christian
 
Unvollständige Martensitbildung am gesamten Umfang durch verrutschten Induktor beim Härten der Kurbelwelle, oder nur einseitiges Abschrecken. Im Betrieb Ermüdungsbruch durch überlagerte Torsions- und Biegebelastung. Die Anlassfarbe am Lagerring ensteht durch den an der Oberfläche beginnenden Anriss der Kurbelwelle, welcher durch die Wechseltorsionsbelastung im Lagersitz reibt.

Man kann die Restkurbelwelle leicht auf eine Härtefehler untersuchen.

Dominik
 
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