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Kreuzgelenkwellenantrieb Citroën 11BN

Roland Ledermann

Im August dieses Jahres haben wir anlässlich des internationalen Citroën-Oldtimer-
Treffens, ICCCR in Harrogate England, eine wunderschöne Reise durch Nordengland
und Schottland unternommen. – Am Sonntagmorgen, 19. August, buchten wir die Fähre von der Insel auf den Kontinent für Montag. – Es sollte nicht so sein! - Am Nachmittag desselben Tages erlitten wir mit unserem „Oldie“ eine Havarie. Das Kreuzgelenk, Ausgang Getriebe, hat sich zerstört und eine Weiterfahrt war nicht mehr möglich!

Panne in England

Erstmals musste ich die Dienste des ACS in Anspruch nehmen. Bergen des Fahrzeugs,
Unterkunft, Mietwagen, Rückflug ab Manchester und Rückschaffung des Autos. - Die
Organisation von ACS und der Zürich-Versicherung hat einwandfrei und zu meiner
vollen Zufriedenheit funktioniert. Besten Dank an diese Organisationen.

Antriebswellen
>> Nun sind die Antriebswellen auf meinem Werktisch. <<

Defektes Kreuzgelenk

Faktum:
Während der letzten Wintermonate habe ich mein Getriebe teil-revidiert und dabei auch die inneren Kreuzgelenke ersetzt. Die Ersatzgelenke weisen die beträchtliche Einsatzleistung von immerhin 4‘438km auf. Nachweislich haben die eingebauten Gelenkkreuze qualitative Mängel. – Für mich stellt
sich die Frage – wie weiter.

Auf dem Markt sind homokinetische Antriebswellen erhältlich. Diese einbauen? –

Antriebswellen mit Kreuzgelenken sind im Maschinenbau ein bewährtes Bauteil und werden in den verschiedensten Maschinen unter harten Bedingungen eingesetzt. Trotzdem wurden die Kreuzgelenke in modernen Fahrzeugen durch die homokinetischen Gelenke ersetzt. Im Internet findet man überzeugende
Funktionsschemata zu den homokinetischen Gelenken. – Für mich muss es stichhaltige
Gründe geben um von der Originalität meiner Traction abzuweichen.

In diesem Zusammenhang stelle ich mir die Frage: Welchen Beanspruchungen muss
die Welle standhalten?

Tragen der vertikalen Last (Fahrzeuggewicht) und Antriebsdrehmoment.

Schnitt durch Achse
Schnitt durch Achse der Nabe und des Zapfenträgers


Aus dem Bericht von Kurt Gasser, Clubheft 3/12 entnehme ich, dass wir ein maximales Drehmoment von 120Nm ab Motorwelle zu Verfügung haben.
Bei Drehzahlverhältnis i = 13,175 über vier Getriebestufen (angenommener
Wirkungsgrad/Getriebestufe = 0.98), ergibt dies ein zu übertragendes
maximales Drehmoment von 730Nm pro Rad. Bei einem Wirkradius am Rad von
310mm ergibt dies eine Traktionskraft von 2‘350N/Rad oder auf das Fahrzeug gesehen 4‘700N Antriebskraft (dieser Wert ist plausibel).

Das innere Gelenkkreuz hat einen Eingriffsdurchmesser von ca. 46mm. Dies bedeutet, dass jeder der beiden Lagerzapfen eine Radialkraft von 15‘870N zu übertragen hat. – Die äusseren Gelenke haben einen grösseren Wirkkreis von ca. 60mm und erfahren daher nur eine zu übertragende Kraft von 12‘170N.

Kreuz


Der Vergleich mit Tragzahlangaben von INA Nadellagern zeigt, dass die erreichten Belastungen die Grenzwerte erreichen und überschreiten.

Meine Überschlagrechnung soll mir ein Gefühl über die vorherrschende Belastung des Gelenks vermitteln und ist davon abhängig, wie gut die getroffenen Annahmen stimmen.

 

Homokinetisches Gelenk

Die Technik der homokinetischen Gelenke war ja bereits 1934 im 7er Modell der
Traction eingebaut! – Warum sind die Ingenieure damals von dieser Technologie
abgekommen? -

Homokinetisches Gelenk

Waren es die Kosten?

Nun, offensichtlich ist es nicht vernünftig auf das Angebot der neuen Technologie zu verzichten. Ich werde unsere Traction mit homokinetischen Antriebswellen ausrüsten und gehe davon aus, dass für mich dieses Thema für die nächsten 50 Jahre tabu ist.

Roland Ledermann, Oktober 2012