Ungleich gelängte Balancerkette? Wirklich?

[martin s aus b]

Hallo Zusammen,

ich les grad in der wieder klasse gemachten TX-Post 05/2020, die Fredi als Lektüre für graue Corona-Tage kürzlich verschickt hat, den 1972#er Test der TX 750 von Dave Holeman aus 'Motorcyclist '.

Und da steht (ich hab den automatisiert übersetzten deutschen Text ein wenig redigiert)

Neuartige Ausgleichsschwungräder drehen sich bei Kurbelwellendrehzahl ... die versetzten Ritzelzentren eliminieren den Kettenspanner.

In den frühen Produktionsphasen wurde ein federbelasteter Kettenspanner verwendet, um das Spiel im Gegengewichtstrieb zu reduzieren. Dieses System hat sich nicht bewährt, da die Lebensdauer der Kette kurz war. Spätere Versionen kommen ohne den Spanner aus ... Yamaha hat für jedes der drei Ausgleichsräder die Mitte um einen Millimeter versetzt (1/2 Millimeter Radius). Auf diese Weise wird das Kettenspiel bei den Leistungspulsationen der Kurbelwelle auf dem größeren Radius der Ritzel aufgenommen. Dadurch entfällt der Spanner, das Kettengeräusch wird leiser und die Lebensdauer steigt.

... für jedes der drei (!) Ausgleichsräder die Mitte ... versetzt ...

Matthias hat die versetzten Mitten an den beiden Balancern gefunden und auch gemessen, ich hab dazu mittels Excel versucht, den Einfluß des Mittenversatzes auf die Kettenlänge / Kettenspannung über eine Motorumdrehung zu erfassen. Wenn das Antriebsritzel auf der Kurbelwelle auch einen Versatz hat ist das Berechnungsergebnis zwangsläufig falsch.

Wäre klasse, wenn jemand eine Kurbelwelle liegen hätte und an der mal den Mittenversatz des Ritzels und die zugehörige Richtung messen würde. Bin gespannt was die Rechnung dann sagt.

Danke schon mal!

Martin

[schraubix]

Hey zusammen,
ganz schön interessant was da an Gedanken zum Balancer zusammengekommen ist.
Heute hab ich mal eine KW in ein leeres Motorgehäuse gelegt und mit dem Tiefenmass den Versatz gemessen. Ueber die Spitzen des Ritzels ist die Messung natürlich etwas ungenau aber die Tendenz ist klar zu erkennen.
Neben dem Ritzel auf der Welle messe ich 3 Zehntel Exzentrizität. Wenn das Pleuellager nach hinten zeigt, steht das kleine Gewicht gerade nach unten. Wie in der Einstellvorschriftbeschrieben, haben wir in dieser Stellung 1 Zehntel Spiel.
Wenn dann die Pleuellager nach vorne Zeigen, haben wir somit 4 Zehntel Spiel.
Nun da ich jetzt weiss, dass alles exzentrisch läuft, mache ich mir auch keine Sorgen mehr wenn sich das Spiel während einer Umdrehung verändert. Wenn man sich aber an die Vorgabe von YAMAHA hält, muss es eigentlich passen.
Wenns dann aber trotzdem vibriert, wie bei meinem vorletzten Motor, kommt mir auch nichts anderes in den Sinn als die Teile zu wechseln.
Was mich auch noch interessieren würde, sind die Farbmarkierungen auf der Kette. (3 weisse Marken). Vielleicht kann jemand was dazu sagen...
SchöneFeiertage wünsche ich euch.
Gruss schraubix

[schraubix]

Also dieses Balancer System hab ich mir heute nochmal genauer angeschaut.
Martin hat gefragt, wie ich die Exzentrizität der Kurbelwelle gemessen habe.
Auf die Fläche der Geäusehälfte stellte ich eine Tiefenmessuhr, die unmittelbar neben dem Ritzel abtastet. Auf der höchsten Stelle an der KW stellte ich die Skala auf Null. Diese höchste Stelle befindet sich in der Stellung UT.
Auf einer Umdrehung der KW zeigt die Uhr 0.3mm exzentrisch. Bei OT ist also am meisten "Luft" oder besser gesagt, die Kette wäre maximal entspannt, wenn da nicht die beiden anderen Ritzel wären, die kompensieren.
Die beiden Gewichte hab ich auch nochmal nachgemessen und bin auf exakt die gleichen Werte gekommen wie Matthias.
Wie schon gesagt, hat die Kette Maximalspannung bei der Stellung " Körner-Gehäuse*. Bei jeder anderen Stellung der KW ist die Kette lockerer. Es ist also sicher richtig, 0.1mm Spiel zu geben beim Einbau.
Schon beeindruckend, was die Jungs da bei Yamaha ausgetüftelt haben.
Guten Rutsch euch allen
schraubix

[martin s aus b]

Vor dem Fenster herrscht erbärmlich trübes Wetter und Ueli hat, als Weihnachtsgeschenk für mich, die Exzentrizität des Ritzels an der Kurbellwelle bestimmt. Deshalb hab ich jetzt heut mit dieser zusätzlichen dritten Exzentrizität nochmal die Schwankung der Kettenlänge über eine Kurbelwellenumdrehung gerechnet und siehe da ...

Kettenlänge TX 750 Balancer - V6.jpg (144.01 KiB) 34741 mal betrachtet

Unsere Geometriedaten sind ja alle mehr oder weniger 'nur' gemessen. Gut möglich also daß das mit den Konstruktionsdaten noch besser aussieht.

Mit einem speziellen Gruß an Hanspi!

Martin

[pewe]

Hallo allerseits,

Audi hat etwas ähnliches mal realisiert.
Vor ca 10 Jahren hat mir IWIS nach einem Muster eine Balancer-Kette gefertigt, die bis heute problemlos ihren Dienst tut.

Gruß
Peter

[martin s aus b]

... einen vagen Gedanken ... Exzentrizität der Zahnkränze hätte bei gleichmäßigem Antrieb eine ständige Beschleunigung und Verzögerung der beiden Ausgleichsgewichte zur Folge - je 1x pro Umdrehung. Der Antrieb ist aber nicht gleichmäßig, sondern auch die Kurbelwelle wird genau 1x pro Umdrehung beschleunigt und wieder verzögert ....

Der Peter hat bei seiner Recherche nicht nur das im vorigen Beitrag beschriebene elliptische Zahnriemenrad von AUDI gefunden sondern auch noch die Offenlegungschrift von Yamaha zu den exzentrischen Kettenrädern der TX. Die Schrift hat 22 Seiten und lässt sich in diesem Forum als geschlossenes pdf-Dokument leider nicht anhängen. Deshalb das ganze als Bildersammlung am Schluss. Aber auf Seite 2 steht die Begründung für die außermittigen Räder.

Zweck.JPG (42.99 KiB) 34329 mal betrachtet

100 Punkte für Scholli der mit seinen 'vagen Gedanken' voll ins Schwarze getroffen hat !

Ob's wie prognostiziert funktioniert? Laut Offenlegung gehts im Schwerpunkt um reduzierte Belastung des Kettentriebs, nicht um Laufruhe.

Ich trau mich nicht zu beurteilen ob man das wirklich merkt. Meine Kawasaki Z 750 Twin hat auch einen Massenausgleich erster Ordnung mit zwei Ausgleichswellen aber ohne solche Specials. Die läuft auf jeden Fall nicht so vibrationsarm wie die TX. Und sie hat einen selbstnachstellenden Kettenspanner mit erwiesenermaßen endlicher Lebensdauer von dem's kaum schadfreie Gebrauchtteile gibt. Dem würde dieses Prinzip vielleicht helfen. Wer weiss ...


Weiter vorn

... Maschinenbauingenieur mit Schwerpunkt Schwingungslehre in unseren Kreisen ...

wurde der Ruf nach einer Berechnung laut. Die Herleitung steht in der Offenlegungsschrift, jetzt müsste zumindest mir nur noch jemand mit mehr mathematischem Faible als ichs hab sagen ob sie nachvollziehbar ist. By the way, die Sache mit der (annähernd) konstanten Länge des Kettentrums über eine Umdrehung steht auch im Text. Das konnten wir ja immerhin durch eigene Rechnung bestätigen.

Viel Spaß beim Studium der Unterlage

Martin

[scholli]

Liebe Leute,
mein Respekt für euren professionellen Umgang mit solchem gedanklich so wertvollen Material - eine Wonne, das zu lesen. Es ist wie ein technisches Weihnachtsfest.
Danke, dass ich das miterleben durfte!
Gruß Stefan

[loyalm1]

Wow, ich lese das erst jetzt gerade. Das sind die Antworten, die ich gesucht hatte! Was es damals schon nicht alles gab - für zuletzt rd. 5.000 DM Neupreis!

Danke, danke an alle, die das Thema mit an- und aufgenommen haben - allen voran Martin!

TX zu fahren ist toll. TX zu verstehen empfinde ich als Steigerung davon!

Wie las ich es auf einem T-Shirt, das in USA angeboten wird?
"If you don't own one, you will never understand".

Dass wir dabei durch "Schwarmintelligenz" gemeinsam weiter kommen, das macht für mich - neben diversen Anderem - den Kern unserer IG aus.

Matthias

[scholli]

Liebe Leute,

Anlässlich der Idee, die Funktion der exzentrischen Balancerkettenräder zusammenzufassen und in der TX-Post zu veröffentlichen, habe ich noch einmal überprüfen wollen, ob auch das Kettenrad auf der KW exzentrisch angelegt ist. In der Patentschrift sind ja beide Möglichkeiten vorgesehen, und es ist u. a. von mindestens 2 exzentrischen Kettenrädern die Rede (s. a. Zeichnungen).
In Ermangelung eines Rollenprismas habe ich die Welle in die schön geölte Gehäusehälfte gelegt, den Stativfuß der Uhr mit einer Schraubzwinge ans Gehäuse geklemmt und die Uhr ausgerichtet.
Die Messung von Schraubix kann ich mit meiner Messung bestätigen: Neben dem Zahnrad messe ich 0,2 mm Schlag. Allerdings messen wir hier nur eine grob bearbeitete Oberfläche. Ich habe nun die Messuhr so über dem Zahnrad fixiert, dass der Stift mittig auf dem Zahngrund steht, also den fein bearbeiteten Teil des Zahnrades misst. Den Stift kann ich so weit hochziehen, dass ich ohne Demontage der Uhr die KW zur nächsten Messung einen Zahn weiter drehen kann usw., um alle 19 Zahngründe zu messen (natürlich musste ich bei jeder Messung den tiefsten Punkt im Zahngrund einpendeln, Rentner haben ja Zeit für sowas). Um die Wiederholbarkeit bzw. Ungenauigkeit zu überprüfen, habe ich eine zweite Messung in gleicher Weise durchgeführt. Beide Messungen liefern fast exakt dieselben Werte, der Schlag liegt bei 0,07 mm (s. Tabelle), das würde heißen 0,035 mm außermittig!
Schaut man sich die Werte als Kurve an, ist zu erkennen, dass sich Maximum und Minimum nicht direkt gegenüberliegen, sondern relativ kurz hintereinander folgen. Das legt m. E. den Schluss nahe, dass die Schwankungen eher auf Bearbeitungstoleranzen und/oder Verschleiß zurückzuführen sind als auf eine berechnete Exzentrizität. Richard Metzger sagte mir vor kurzem, ein Schlag von 0,2 mm sei bei den TX-Wellen normal.

Messungen 1 und 2 (Werte in Hundertstel mm)

Messungen 1 und 2.png (17.39 KiB) 30793 mal betrachtet

Zum Vergleich: Die Welle hat zwischen Balancer- und Steuerkettenrad einen Schlag von 0,15 mm, das Steuerkettenrad selbst war wegen der Enge schwer zu messen, zeigt aber auch einen leichten Schlag in ähnlicher Größenordnung wie das Balancerkettenrad.

Was sagen die Experten dazu?

Gruß Stefan

[Volker]

Hallo Stefan

Genauso sehe ich das auch. Zusätzlich muss man ja auch ein (geringes) Spiel der Lager selbst einfließen lassen. Wenn man alle Bearbeitungstoleranzen (Zahnräder Ausgleichsgewichte und Kurbelwelle, Wellen der Gewichte und deren Lagerungen) addiert, ist ein Schlag von weniger als einem Zehntel doch schon topp.
Ich könnte mir vorstellen, dass wenn man aus einem größeren Fundus von Neuteilen mit viel Zeit alle Teile vermisst, einen Satz zusammen bekommt, bei dem der Schlag gegen Null tendiert. Sowas nennt man dann optimale Motorentoleranz, was bei den Leistung erzielenden Teilen mit Sicherheit das eine oder andere PS erwirken könnte.
Wenn man die gleiche Konstruktion heute fertigen würde, käme wahrscheinlich gleich Null heraus.

Volker