Sperrwirkung des Diffs im Eingebauten zustand messen

[bensheim318is]

so also da ich kein bild sehe das die messung erläutert habe ich mal eins gemacht:

 

die kreise sind der flansch und die kardanwelle

der gelbe kreis ist die schraube an der abgestüzt wird

die lila linie ist der drehmomentschlüssel und der rote punkt die vierkant aufnahme des schlüssels

das grüne ist der abstand der schraube zur dreh achse des diffs

das blaue ist der abstand zwischen schraube und dechachse des diffs in 90 grad bzw die gesammte verlängerung

das orange ist der adapter zur verlängerung

 

somit wird die rechnung wie oben genannt nicht gehn

[dadevil]

vergas ich zu erwähnen, drehmomentschlüssel und kreismitte müssen eine gemeinsame achse haben

[bensheim318is]

so habe mit den leuten auf meiner arbeit geredet

 

also es gibt keine formel zum umrechnen des ganzen

 

da es nur einen hebel gibt erzeugt man mit der verlängerung eine querkraft die das errechnen unmöglich macht

 

hätte man allerdings zwei hebel und würde nicht eine kraft sondern ein moment einleiten währe es anders

ein moment ist auf seinem hebel überall gleich, somit kann man es außrechnen

 

ist jetzt nur kuez formuliert aber ich kann bei bedarf noch eine außfürliche erläuterung machen

[albert_10v]

Wobei die Frage jetzt natürlich schon ist ob das Losbrechmoment und das Reibmoment nicht in einem Proportionsfaktor zueinander stehen.

 

Ich würde mal mutmaßen dass man über das Losbrechmoment schon einen gewissen Abnutzungsgrad abschätzen kann.

[bensheim318is]

das losbrechmoment ist doch auch von der vorspannung abhängig

und wenn ich schon von werk eine angabe von 30 BIS 50 Nm habe sind das doch so große unterschiede das ich ja meinen gemessenen wert nicht hernehmen kann um auf den zustand zu schließen

 

wenn eine neue sperre 50 Nm hat und ich messe nun nach xxxtkm nur noch 30 Nm ist sie ja scheibar gut obwohl sie schon 40 % an vorspannung verloren hat

nehme ich jetzt eine sperre die ab werk 30 Nm hat und messe nun zb 25 Nm ist die sperre futsch?

das sind ja nur 17% die gegen die 40% des 50Nm diffs gut sind

gibt also auch nicht den verschleiß deutlich wieder

[albert_10v]

Näh, aber wenn ich mir 1 von 3 Diffs die vor mir liegen aussuchen kann würd ich das mitm größten Losbrechmoment nehmen .

[Kantholz]

Ließ mir ja auch keine Ruhe hier. Ich bin zum Entschluss gekommen, dass es ca 47Nm sein werden. Etwas mehr durch die Eigengewichte der Schlüssel, aber das vernachlässigen wir mal.

Wo soll das Moment denn sonst hin? Man führt es nur etwas spazieren. Als "Momentenauflager" gibt es ja nur das Diff. Und bildet man das Gleichgewicht aller Kräft, in unserem Fall jetzt nur der Momente, müssen die 47 auch am Diff anliegen.

da es nur einen hebel gibt erzeugt man mit der verlängerung eine querkraft die das errechnen unmöglich macht

Querkraft ja, aber das macht ja nichts, denn: Querkraft über die Strecke ergibt ein Moment. Strecke ergibt sich aus dem Abstand des Tangentenpunkt mit der Kardanwelle (orthongonal zur Achse) und der Schraube. Womit wir, betrachten wir den Weg von der Schraube zur Achse der Kardan als Stab, wieder ein Moment haben.

Dazu habe ich mal mein Statikprogramm angeschmissen und tolle Bildchen produziert. ;) Dann wirds etwas klarer.

 

Stab 4 ist hierbei die "Verlängerung". An dessen Ende der Drehmomentschlüssel, der in diesem Fall nur das reine Drehmoment überträgt seine 47NM einbringt.

Stab 2 ist das Stückchen der Verlängerung hinter der Kardan. Musste ich so bauen, da sonst der Punkt 4 zu Fehlern geführt hätte. S2 und S4 sind biegesteif verbunden!

Stab 3 stellt vereinfacht die Kardan dar. Kann weder ein Moment aus der Verlängerung (S2,S4), noch eine Normalkraft aus der Verlängerung übernehmen (eh nicht vorhanden).

Punkt 2 stellt die Schraube dar. Hier habe ich mal angenommen, dass sie kein Moment aufnimmt. Der Schlüssel (also die Verlängerung, ich glaube es wird ein Schlüssel gewesen sein) hat ja zu viel Spiel, als da jetzt großartig Kraftschluss zu übertragen. Würde aber auch keinen Unterschied machen. ;)

Punkt 1 ist die Achse der Kardan. In der Geht das Moment als Torsion ins Diff. Somit unsere Sperrwirkung. Wohlgemerkt ist das im System das einzige Auflager.

 

Zu den Kräften:

N ist die Normalkraft (-Druck, +Zug)

V ist die Querkraft

M ist das Moment

 

Und wie wir beim "M" in Punkt 1 sehen können. Liegen wieder unsere 47Nm an.

 

Wenn ich nicht nen mega Patzer hingelegt habe ist das so. Wie gesagt, ohne Eigengewichte gerechnet. Kann man übrigens auch per Hand nachrechnen. Und wenn man witzig ist auch eine Formel raus bauen, aber das will ich nicht. ;)

Ich freue mich schon auf meinen Kasten Bier. :meinung:

 

Edit: Ach, es ging ja nur um eine Dose. Die nehm ich aber auch dankend an. :P

Edit2: 46Nm waren es wohl. Ist aber das gleiche in grün.

Bearbeitet: 10. Dezember 2013 von Kantholz

[bensheim318is]

das gillt solange du eine biegesteife verlängerung hast und sonst alle randbedingungen fest sind

Zudem ganz wichtig das der drehmomentschlüssel in einer achse mit der verlängerung ist

da aber die randbedingungen nicht 100% fix sind kann man rechnen was man will

zudem gibtst du mit deinem drehmomentschlüssel ein kraftmoment, kein reines moment

 

um es leichter zu messen mit weniger rechnen kann man auch einfach ein eisenträger oder ähnliches nehmen, genauso ins diff klemmen und einfach am ende an einer schnurr einen eimer dran hängen den man stück für stück mit wasser füllt

sobald das diff dreht hat man das losbrechmoment

was man über die länge des stabes und der menge wasser berechnen kann(eimer und schnur sind zu vernachlässigen)

allerdings misst man zudem noch im eingebauten zustand die reibung der kardanwelle und des radlagers mit

[capo]

@Kantholz

...keine Ahnung ob stimmt was Du darstellst. Es sieht aber schon ganz durchdacht aus, zugegeben.

 

Gruß Capo

[Kantholz]

Zudem ganz wichtig das der drehmomentschlüssel in einer achse mit der verlängerung ist

da aber die randbedingungen nicht 100% fix sind kann man rechnen was man will

zudem gibtst du mit deinem drehmomentschlüssel ein kraftmoment, kein reines moment

 

Welche Achse? Längsrichtung parallel meinst du? Nö, Moment bleibt ja schließlich das gleiche. Da ist es egal in welche Position der Schlüssel ist, solange er in der vertikalen Ebene nicht seitlich verdreht ist. Die Achse des Schlüsselkopfes (der Aufnahme) und der Kardan müssen parallel sein. Rest ist wumpe.

Randbedingungen sind zu 100% da, sonst wäre es ein nicht lösbares System, was es aber definitiv ist.Wie gesagt: Kräftegleichgewicht. Mechanik 1. Semester. Wenn ihr wollt packe ich noch fix das halbe Eigengewicht des Schlüssels obendrauf und gebe E-Modul sowie Trägheitsmoment des Schlüssels und der Verlängerung ein um diesen "signifikanten" Unterschied per Theorie 2. Ordnung darzustellen.

 

Erkläre mir doch mal bitte kurz den Unterschied zwischen Kraftmoment und reinem Moment. Kann ja sein, dass bei euch Maschinenleuten ein Nm etwas anders ist als bei uns.

 

Zum Eisenträger, da macht das Eigengewicht mehr aus als das Wasser im Eimer. Kann man aber auch rechnen, was daran einfacher sein soll erschließt sich mir jedoch nicht. Natürlich kann man auch noch die Reibung der Radlager ansetzen wenn man im promille-Bereich arbeiten mag. Man kann das ins absurde hier führen. Die Frage war aber eine andere und die Antwort lautet: Das Moment bleibt (ohne Eigengewicht) nunmal das gleiche. Wo solls denn auch hin oder wo soll es sich vergrößern? Inwieweit das nun auf den Zustand der Sperre schließen lässt, bleibt ein anderes Rätsel.

[bensheim318is]

richtig wir wissen alle das es eine sinnlose messung ist

 

 

aber ein Moment wird zb über zwei hebel erzeugt die sich um eine achse drehen, wobei ein kraftmoment (drehmomentschlüssel) ein Moment ist, welches von der kraft die auf einen hebel wirkt erzeugt bzw hergeleitet wird

randbedingungen meinte ich im realen praxis test wo zb der hebel immer etwas anders sitzen kann oder man drückt etwas schief, winkelfehler ect.

 

 

sehe diese aufgabe nunmal aus einem andern winkel da wir NUR im promill bereich unsere messunsicherheiten haben

 

das mit dem stahlrohr ist ja nur n beispiel wie man einfacher und anschaulicher das ganze testen kann

klar musst du das eigengewicht des hebels mehr beachten als den des eimers

 

falls es dich interesiert was die maschinenfutzis herstellen kann ich dir die seite der PTB empfehlen, bereich mechanik und akustik/festkörpermechanik

darstellung kraft Messeinrichtung

darstellung drehmoment Messeinrichtung

[Kantholz]

aber ein Moment wird zb über zwei hebel erzeugt die sich um eine achse drehen, wobei ein kraftmoment (drehmomentschlüssel) ein Moment ist, welches von der kraft die auf einen hebel wirkt erzeugt bzw hergeleitet wird

 

Gut, dieses "Reinmoment", welches anscheinend einfach nur mit symmetrischen Exzentrizitäten erzeugt wird (+Rotation?), hat trotzdem die gleiche Einheit oder nicht? Ich will da jetzt nicht rummosern, ab der entscheidenden Unterschied ist für mich jetzt nicht ersichtlich, da das Resultat wohl das gleiche ist? -> Nm. Und wenn der Schlüssel 46Nm anzeigt, dann müssen diese 46Nm ein Widerlager haben. Ob das jetzt ein reines Moment oder ein Kraftmoment ist, juckt wohl nicht, oder? Sind wohl für Kalibrierungen interessant, aber nicht hier. Da hier vertikale und horizontale Komponenten ebenfalls über das Diff aufgenommen werden können, jedoch diese nur "Störgrößen" sind, welche zur Fragestellung keine Relevanz haben (ohne Eigengewichte und ohne Querkräfte durch unentspanntes Handgelenk welches am Drehmomentschlüssel zerrt). Der Denkfehler der hier gemacht wurde ist in Kraft mal Weg zu denken, aber man kann auch einfach direkt ein Moment in das System geben, ganz ohne Kraft und ohne Hebelarm. Woraus dieses Moment resultiert interessiert ja nicht, es ist da und möchte aufgenommen werden. Und diese Winkelverdrehung etc. hast du auch wenn du zentrisch misst, da wollen wir hier keine Wissenschaft raus machen. Diese Fehler hat man immer, sind aber hier nicht opportun.

Dass du im Promillebereich deine Ansprüche suchst finde ich ja lobenswert, mache ich nur in angemessenen Fällen. Wir reden hier aber über eine banale mechanische Lösung. Und da gibt es keinen promillebereich, sondern nur stimmt oder stimmt nicht, wenn man es aufs wesentliche reduziert. Mir ist eingefallen: man könnte auch den Luftwiderstand über die Kardanwellenfläche mit als haltendes Torsionsmoment auffassen. Juckt aber keinen. Ich bleibe dabei: Bringt man 46Nm (ich nenne es mal My, da es um y dreht) in ein statisches System, müssen die irgendwo bleiben und das ist beim einzigen Auflager (Torsion um y-Achse) doch relativ einfach wo die "gehalten" werden. Da: Summe H=0, Summe V=0, Summe M=0. Weder V vorhanden, noch H vorhanden, aber ein M ist da. Und da ergibt sich: 0=Auflagerkraft-Moment (Vorzeichenbereinigt)--->umgestellt: Moment=Auflagerkraft. 46Nm=46Nm. Und was da jetzt großartig anders sein soll, erklärt mir mal wer.

Verstehe mich nicht falsch, ich will dir nichts böses, aber ich mag diese Art von Diskussion.

[bensheim318is]

einigen wir uns einfach auf unendschieden

 

ja so diskussionen sind schon was feines

jetzt noch n bier und stift und zettel und es würde wohl ne lange nacht mit fachquatsch

[e3090]

Wenn der Drehpunkt des Rades mit dem Angriffspunkt des Drehmomentschlüssels in einer Flucht mit dem Hebel des Drehmonmentschlüssels liegt, dann ist das tatsächliche Drehmoment (Mt) gleich dem Produkt gemessenes Drehmoment (Mg) mal der Summe von eins plus dem Abstand des Drehpunktes bis zum Angriffspunkt (s) geteilt durch die Hebellänge ®: Mt = Mg*(1+s/r).

 

Um den Sperrwert (S) eine Differentials zu bestimmen, musst Du an einem Rad mit einem bekannten Drehmoment (Mb) mit konstanter Drehzahl drehen und das Drehmoment (Mg) am anderen messen. Das Rad darf sich nicht drehen, sprich mit dem Drehmomentschlüssel am drehen hindern. Es eignen sich nur Drehmomentschlüssel mit Skala. Die Formel dazu lautet S = |(Mg-Mb)/(Mg+Mb)|*100%.

Findest Du bei Wikipedia unter "Sperrdifferential".

 

Ich hoffe, das hilft ein bisschen, beste Grüße!

[Kantholz]

Mt = Mg*(1+s/r).

 

Asche auf mein Haupt. Jop, soweit richtig. Habe jetzt den Bock gefunden. Das Moment vom Drehmomentschlüssel darf man nicht als Einwirkung ansetzen, es zeigt nur das Moment an der Stelle. Natürlich muss der Drehmomentschlüssel auch eine Querkraft übertragen können Da das Moment linear ist, kann man einfach einen Strahlensatz bilden. Wer will kann aber auch wie in unserem Fall, wenn nur Schlüssel und Verlängerung in einer Flucht sind, als (s) den Abstand bis zur Auflage der Kardan verwenden (Parallelverschoben). Tja, so einfach kanns manchmal sein. Ich gehe jetzt zum Adventskalender und hole mir ein Frustbier.

[e3090]

Na dann zum Wohl!