Wellenanlage mit / ohne Knick

[hakl]

Bin zwar noch nicht beim Einbau der Wellenanlage , müsste mich für die Konstruktion und
in der Folge für die Herstellung von Wrangen, Bodenplatten, Kielsteifen... im Tunnelbereich auf eine Lösung jetzt festlegen.

Möchte den Motor wegen Platzbedarf nach oben möglichst waagrecht halten und sehe die beiden u.a. Varianten.
Die Distanz Motor - Prop liegt bei ca. 4 m. Neben dem Prop-Lager muss jedenfalls noch ein Zwischenlager eingebaut werden.

Variante 1 wäre ein Drucklager nahe dem Wellenrohreingang und ein Aqua- oder Pythondrive am Motor.
Bei geneigtem Motor wahrscheinlich nicht notwendig. (Winkel ca. 4 Grad)

Variante 2 mit langem Aqua- / Pythondrive - Zwischenstück und wieder das Drucklager beim Eintritt des Wellenrohres. (Winkel max 6,5 Grad)

Wer hat mit ähnlicher Situation (so langer Welle) Erfahrung ?

[Urs]

Nun, als Aquadrive-Vertreter seit 1981 haben wir mit solchen Anlagen viel Erfahrung. Auf jeden Fall ist die Variante 2 die richtige. Die Gelenkwelle der Aquadrives läuft auf jeden Fall ruhiger als die lange Prop-Welle.
Ausserdem bleiben auch die Gesamtkosten der Anlage in der Variante 2 deutlich tiefer (nur 1 Drucklager, kürzere Welle).

Insgesamt ist es immer vorzuziehen, möglichst kurze Wellen mit möglichst langen Gelenkwellen zu verbauen. Das Drucklager kommt damit so nahe wie möglich zum Prop, was natürlich idealer ist.

Zu Python-Drive möchte ich mich jetzt nicht äussern, evtl. über PN bei Interesse.

Gruss
Urs

[Andre Almstädt]

warum setzt du denn motor nicht in einer flucht mit der welle ist der winkel den über 10°?dann brauchst du kein drucklager und keine gelenke!







andre

[hakl]

Bei dieser Länge wird zumindest ein Zwischenlager fällig. Da bietet sich ein Drucklager an. Den Motor möchte ich nur wenn "unbedingt sinnvoll" neigen. Ich erhoffe mir auch weniger Lärmübertragung auf den Rumpf (Alu).

Weiter Fragen wären :

Mit wieviel Spiel des Motors muss ich rechnen ? (up and down)
Bei beiden Varianten geht die Welle zumindest durch ein Schott und über Tunnelwrangen,
die ich schneiden muss und entsprechende Durchbrüche berücksichtigen kann.

Bei Variante B könnte ich des Drucklager genau auf das Schott setzen.
Wäre z.B. Aquadrive zugleich auch ein dichter Übergang ?

Habe eine Info von einem Motor/Wellen-Lieferanten, dass ich eine 35 mm Welle (9,5 t Verdrängung, max 65 PS-Motor) verwenden soll.
Mit welchen Abständen rechnet man für einzubauende Lager?
Mit der Variante B würde ich einen ca. 2000 mm Abstand hinbekommen.

[Urs]

Hallo Klaus,

Das Verhältnis von Leistung/Bootsgewicht ist grundsätzlich sinnvoll. Es stellt sich jedoch noch die Frage nach dem gewünschten Prop-Durchmesser, resp. Wellendrehzahl. Die Wellendrehzahl (also eigentlich das Drehmoment) ist entscheidend für Wellendurchmesser und auch für den Lagerabstand. Rein von der Leistung her wird die 35er Welle reichen, bis zu einer Drehzahl runter von ca. 800. Jedoch ist ein gewisses Verhältnis Prop-Durchmesser/Wellendurchmesser einzuhalten, um bei evtl. Auffahrschäden die Hebelwirkung der Propellerspitze auf den Wellenkonus nicht zu gross werden zu lassen.

Wenn Du mir die Pläne des Bootes und den geplanten Motor bekanntgibst, kann ich mal eine Rechnung anstellen, um Dir etwas genaueres vorzuschlagen. Auf jeden Fall wirst Du mit 2 m Lagerabstand hinkommen, meine Erstrechnung zeigt 2.31 m als Maximum (Grundlage 65 PS/800 U/min).

Würde bei Variante B die Gelenkwelle des Aquadrive durch ein Schott gehen? In diesem Fall muss nämlich die Gelenkwelle zuerst durch die Oeffnung eingeführt werden, und dann erst der Gelenkkopf montiert werden. Ist nicht ganz einfach, aber machbar. Das Spiel muss sicher in jede Richtung ca. 1 cm betragen, kann ich Dir aber je nach Aquadrive-Modell noch bestätigen. Man kann diesen Durchgang auch abdichten, dazu nimmt man eine einfache Gleitring-Dichtung.

Bezüglich Neigung des Motors: Das Aquadrive kann prinzipiell bis 16 Grad Neigung aufnehmen. Allerdings sinkt ab 2° pro Gelenk (also 4° Total) die Lebensdauer. Sobald ich von Dir Motordaten habe und wir uns durch die Propeller-Berechnung auf eine Getriebe-Untersetzung geeinigt haben, kann ich die Dimensionierung des Aquadrive berechnen. In diese Berechnung fliesst auch der Einbauwinkel der Gelenkwellen ein, und als Resultat wird sich eine erwartete Lebensdauer in Stunden des Systems zeigen. Je nach Einsatzzweck und geplanter Einsatzzeit pro Jahr kann es dann sinnvoll sein, sich für ein eher kleines (4000 - 6000 Std) oder ein grosses (über 10000 oder noch mehr) Aquadrive zu entscheiden.

Du siehst, wir müssen zuerst bei der Propellerberechnung anfangen, denn dadurch ergibt sich Propellerdurchmesser. Davon abhängig sind Einbauwinkel der Welle, der Wellendurchmesser, und die Dimensionierung des Aquadrive.

Herzliche Grüsse
Urs

[Urs]

Uebrigens, bezüglich Propellerberechnung/Pläne usw.

Wir werden in Friedrichshafen ausstellen, Stand A5-603

Wenn Du möchtest, können wir das dort im Detail besprechen...

[hakl]

Die Daten des Bootes
(Grund- und Seitenriss liegen auf der HP / KONSTRUKTION)

LÜA 12,67 m plus Bargholz / Scheuerleiste
WL 12,14 m
BÜA 3,90 m
B-WL 3,30 m
Verdrängung ca. 9,5 t
Tiefgang Rumpf 35 cm, Kiel 56cm


Bisher ging ich von min 50 PS (denke an 65) aus, bei 2800 zu 1000 U/min,
Prop in Massen 22 x 16 “, für maximal 60 cm Propdurchmesser hab ich Platz.

[Holger]

hallo klaus,
ich kannte mal jemand, der hatte auch die lösung b und als zwischenwelle einfach eine kardanwelle eines mercedes pkw genommen (bmw geht natürlich auch) die lösung war preiswert und hat über jahre hinaus gut funktioniert. ersatzteile gibts weltweit und bei autoverwertungen.

holger

[Urs]

Nur als Geheimtipp: Auch Aquadrive verwendet Gelenkwellen aus dem Autosektor. Niemand erfindet ein solches System neu...

Aber: Diese Gelenkwellen erfüllen andere Anforderungen bezüglich Wärmeentwicklung. Im Auto sind sie wesentlich besser gekühlt (Fahrtwind) als im Motorenraum.
Die Homokinetik-Wellen für Aquadrive sind zwar grundsätzlich aus dem Autosektor, jedoch modifiziert.

Gruss
Urs

hi klaus,

habe ein LT35 zu verkaufen, da hast du;

- eine kardanwelle,
- ein motor (95 PS, 6 zylinder, diesel),
- kompl. 24V elektrik-anlage,
- kompl. beleuchtung,
- 8 fender (+ 4 winterreifen),
- evtl. trimmgeweicht (8 felgen),
- usw.

wäre das nicht für dich?

[hakl]

Hast Du auch eine Schwimmhaut zum Drunterspannen ? Die muss aber noch dicht sein, wir wollen aufs Wasser.

[hakl]

Muß da irgendwie weitermachen

Kann keine so lange Welle (über 200cm) als erstes Teilstück bis zum Eintritt in den Rumpf verwenden. Muß noch ein Zwischenlager einbauen.

Gedacht (vorerst) wäre das so :

Ein Lager (Gummilager) am Prop,
ein Lager (Gummilager) nahe oder schon im Stevenrohr,
dann folgt innen die Stopfbuchse und als drittes Lager ein Drucklager (Aquadrive) mit Weiterführung an das Getriebe.
Das Drucklager könnte man noch immer ein wenig in der Lage korrigieren,
z.B. dann im Wasser. Das Stevenrohr würde ich sehr groß vorsehen, mit einer Reduktion für die Stopfbuchse, aber erst innen. Oder/und auch für das mittlere Lager noch im Wasser.

Hat da jemand Erfahrung mit drei Lagern ? Oder ist das richtig Murks ?

[hakl]

Muß meine Welle dreimal lagern, wie oben beschrieben.
Jetzt suche ich ein Teilungsverhältnis für die Lagerabstände.
Hat da jemand Infos, wie man diese Abstände anlegen sollte, um Schwingungen zu vermeiden ?

[Christo Cologne]

Also bei meinen Gitarrensaiten ist es so, daß jeweils auf der Hälfte der Mensur (schwingenden Länge) ein Knotenpunkt ist.

[Gerd1000]

nur mal so ganz kurz ohne die Details zu kennen und ich weiß auch nicht ob es einen passenden gibt.

Hast du schon mal darüber nachgedacht, den Motor umzudrehen und einen V Drive einzubauen.

Spart viel Platz und du brauchst nur eine kurze Welle.

[Thomas Hamburg]

Hast Du eigentlich schon ein Getriebe. Denn es gibt welche mit 8° Abgangswinkel.

[hakl]

Problem zusammenfasst:
Welle wird deshalb so lang, weil Motor dort aufgestellt werden soll und weil der Tunnel eine solch geringe Neigung hat.
Bei Motor weiter achtern, würde die Ebene in der " Wohnküche" zu hoch.
siehe auch WWW unter KONSTRUKTION, da gibt es ein Schnittbild des gesamten Aufbaus.
Die Welle wird zu lang. Bei so ca. 2100 ist das Limit erreicht, daß man einer 40 oder 45 mm Welle zumuten darf.
Es geht wirklich nur mehr um diese beiden Abstände :
Prop-Stevenrohrlager und Stevenrohrlager - Aquadrive-Drucklager.

Ev. kennt jemand diese Problematik aus dem allgemeinen Maschinenbau.
Das mit den Gitarrensaiten ist nicht fehl am Platz, genau dies gilt es zu vermeiden.
Es geht um ein Verhältnis der beiden Lagerabstände, sollte irgendwie kein teilbares oder vielfaches Verhältnis sein, um den Aufbau von Schwingungen zu vermeiden.

aus dem allgemeinen Maschinenbau

ja, hier verwendet man kegelrollenlager. gibt´s diverse ausführungen: wartungsfreie, mit externer schmierung, mit/ohne gehäuse usw........

guck bei "ina" oder "skf" im internet.

[Christo Cologne]

Zitat von hakl

Das mit den Gitarrensaiten ist nicht fehl am Platz, genau dies gilt es zu vermeiden.

Klaus, bei der Klampfe ist es so, wenn ich genau in der Mitte der Saite den Finger auflege (auflege und nicht runterdrücke), und dann zupfe, dann schwingen beide Hälften der Saite, aber an dem Auflagepunkt schwingt nichts. Da kann ich den Finger beim Schwingen drauflegen und der Ton klingt weiter.
Weil an dem Punkt die Amplitude der Saite Null ist - und das ist doch genau das, was Du bei den Lagern möchtest, oder?
Dieser Effekt (Amplitude=Null) ist dann bei jeder weiteren Halbierung der Länge übrigens wieder gegeben, also zB bei 1/4 der Länge. Nur schwingt dann die Saite in der Frequenz die der 1/4-Saitenlänge entspricht (das 3/4-Ende dann komischerweise auch in dieser hohen Frequenz der 1/4tel Länge).
Verständlich?
Also:
setze ich ein Amplituden-Null zB auf 1/4tel der Gesamtlänge, dann ergibt sich ein Amplituden-Null bei 1/4tel(logisch), 1/2 und 3/4tel und natürlich bei 1.
Aber ich meine ...damals im Mascjhinenbau... ...da haben wir das noch viel schöner erklärt bekommen...ist aber schon so lange her!

[hakl]

Chris, ich denke es sollte eben nicht so sein. Dann würde sich die Frequenz an beiden schwingenden Teilabschnitten irgenwie verstärken oder erheblich am Lager nagen.

Deine Fingerkuppe wächst ja nach

Die möglichen Schwingungen in den Abschnitten sollten so überhaupt nicht zu einander passen, damit sie sich nicht aufschaukeln, wäre meine Schlußfolgerung

[Christo Cologne]

Ne Klaus, an den Knotenpunkten da schwingt nix - da kannste den Finger drauflegen und nix passiert (also keine Schwingung wird gestoppt, weil keine da ist).

[Thomas Hamburg]

Ich habe mal gegooglt. Bei "Star" hatten die füher immer so schöne Formeln im Katalog für die Wellenberechnung, Jetzt müßte man die ganzen Kataloge downloaden, um das richtige zu finden.

Ich weiß nur eines noch aus der Erinnerung: Je länger die Welle, desto geringer die max. zulässige Drehzahl. Eben wg der Eigenschwingung. Was auch nicht zu vernachlässigen ist, das Biegemoment bei langen Wellen, hervorgerufen durch Verbiegung des Rumpfes. Also bei durchgehender Welle z.B. in der Mitte nicht starr lagern sondern "schwimmend".

Mehr bekomme ich leider im Moment nicht zusammen. Ich werde aber heute nachmittag mal unsere Konstrukteure fragen, ob die passende Berechnungs- Formeln haben.

[hakl]

@Chris
stimmt natürlich , aber dies begünstigt eher bzw. verhindert nicht den Aufbau von Eigenschwingungen.
Das Lager greift so zusagen nicht als Dämpfer ein. Würde ich mir aber wünschen.

Folgenden Tip hatte ich auch bekommen: das Drucklager des Aquadrives (wird ja am Rumpf festgeschraubt) leicht zu versetzen, damit eine leichte Spannung in die Welle über die 3 Lager zu erzeugen, um eine dämpfende Wirkung zu erreichen.

@Thomas, hast die www von STAR, würde mich interessieren.

In der o.a. Konstruktion würde das AD-Drucklager in axialer und radialer Richtung binden, die anderen beiden nur in radialer.

[Thomas Hamburg]

http://www.boschrexroth.com/business...ukte/index.jsp

Thema Linearantriebe

[Wepi]

Habe selbst eine sehr gute, aber nicht ganz billige Lösung für derartige Wellenprobleme gefunden: ein hydraulischer Antrieb an Stelle eines Wendegetriebes. Da kann der Motor in jeder beliebigen Position untergebracht werden, und gleich vor der Wellendichtung sitzt ein Hydraulikmotor, der gleichzeitig als Drucklager dient. Lieferant war die Firma Diport in der Schweiz, hat prima Arbeit geleistet und mir viele Probleme mit Motorneigung, Kardanwelle u. ä. Krachmachern und Fehlerquellen erspart. Der Leistungsverlust eines solchen Antriebs ist zu vernachlässigen, weil der Motor i. d. Regel konstant im Bereich des größten Drehmoments läuft. Auch die Firma Vetus liefert neuerding solche Antriebe im unteren Leistungsbeich (ich glaube bis 65 PS).
Gruß
Wepi