Commando Kupplung

[Klaus Monning]

Guten Abend Zusammen,
Hier mal etwas für die Theoretiker zum Nachdenken. Ich hab mir schon den Kopf zerbrochen. Bitte schaut einmal.

Meine Kupplung ist weitgehend Standard Commando Mit 4 Sinterbronze Reibscheiben und ebenso 4 Stahl- Lamellen.
Weil mir die Handkraft wegen einer OP an meiner Kupplungshand zu hoch war, hatte an meiner Kupplung was geändert: Ich habe ihr eine weitere Stahl- Lamelle gegönnt und damit die Höhe des Lamellen- Pakets vergrößert. Die Handkraft war danach in der Tat geringer.
Die Tellerfedern unserer Commando- Kupplungen haben eine etwas andere Kennlinie als „normale“ Schraubenfedern. Zunächst steigt die Federkraft mit zunehmendem Federweg an (ob linear oder exponential sei hier mal dahingestellt).
Wichtig dabei ist, dass sie am Ende ihres Federweges wieder „weicher“ werden, sprich, die Federkraft (FA= Axialkraft) nimmt ab. Ich hab‘ meine sehr weit ans Ende gespannt und somit wurde die Federkraft immer weicher. Jim Comstock in den USA empfiehlt eine Vorspannung bis die Tellerfeder fast plan ist. Bei dem Drehmoment meines Motors scheint aber die Federkraft so nicht mehr auszureichen. Sprich, die Kupplung rutscht.
Meine Idee ist nun:
Ohne die Federkraft zu erhöhen, will ich das übertragbare Drehmoment erhöhen. Dazu nun die Skizze und die Beschreibung.
Hat einer ne Idee? Könnte das klappen? Dazu noch etwas. Vergleiche einmal rm (mittlerer Reibring- Radius) von modernen japanischen Kupplungen. Die Reib- „Ringe“ der Kupplungen sind extrem schmal. Übertragen die deswegen so viel Drehmoment, trotz verhältnismäßig geringer Handkraft?
Ich behaupte: „Ja“.
Hier zunächst eine Prinzip- Skizze:

Kupplungs- Pinzipskizze - 1.png

FR = FA · µ · z
Reibkraft = Kupplungs- Federkraft x Reibwert x Anzahl der Reibflächen

rm = (ra+ ri)/2
mittlerer Radius = (großer Radius + kleiner Radius) /2

MR = FA · rm · µ · z
Übertragbares Drehmoment = Kupplungs- Federkraft x mittlerer Radius der Reibflächen x Reibwert x Anzahl der Reibflächen

Wenn ich diese mathematisch/ physikalischen Gegebenheiten richtig verstehe, ist das übertragbare Drehmoment einer Kupplung größer, mit der Vergrößerung des mittleren Durchmessers der Reib- scheiben.
Heißt in unserem Fall:
Wenn ich den Innendurchmesser vergrößere, vergrößere ich auch gleichzeitig den mittleren Durchmesser der Reibscheiben.
Folgende Faktoren bleiben konstant:
1.) FA, da ich die wegen meiner etwas begrenzten Handkraft nicht erhöhen kann
2.) µ, Reib- Beiwert zwischen den Reibscheiben und den Stahl- Lamellen.
3.) z, Anzahl der Reibflächen, klar das Paket würde zu dick werden.

Ich warte auf Kommentare.
Gruß
Klaus

[Ludwig]

Hallo Klaus,
wenn die Reibungsgleichungen stimmen, hast Du wohl recht. (Nur: Mittlerer Radius statt Durchmesser in der Gleichungsbeschreibung). Allerdings gewinnt man maximal 10..20%, auch wenn man den Ring beliebig dünn macht.
Ich habe bei meiner Tellerfederkupplung den Eindruck, dass sie auf max. 20% des Hebelwegs arbeitet, hier wäre also durch eine andere Übersetzung einiges zu holen. Unser vor einem Jahr verstorbener Jens J. hat das mit einer Hebelmimik unter dem Rahmen realisiert. Allerdings ginge das wohl auch mit einer Modifikation der Nockenscheibe, die die Kugel auf die Stange drückt.
Grüße Ludwig

[schnalzer]

Und wenn Du auf 5 Reibscheiben in Kombination mit dünner Druckplatte hochgehst?
Ich hab bei meiner 750 mit Standard Setup eine Stahlscheibe durch eine 3mm starke ersetzt und das Ausrückhebelchen der Atlas verbaut. Dadurch wurde die Hebelkraft deutlich geringer und die Kupplung viel besser dosierbar. Wenn ich Dich richtig verstand hab, hast Du ja momentan +2mm, also eine zusätzliche Stahlscheibe drin. Mit nur +1mm wäre das Durchrutschen vielleicht schön gelöst. Und in Kombination mit dem Atlas-Hebel wäre die Handkraft dann auch wieder erträglicher.
Die Dyno Dave Seite kennst Du?
http://atlanticgreen.com/ndnsclutch.htm

[Tim]

...Wichtig dabei ist, dass sie am Ende ihres Federweges wieder „weicher“ werden, sprich, die Federkraft (FA= Axialkraft) nimmt ab.

Wahrschau, das ist keine "richtige" Tellerfeder, eher eine Ansammlung von unterschiedliche vorgespannten Blattfedern, insofern ist die Federkennlinie etwas komplexer als bei einer normalen Tellerfeder, siehe Dynodaves wie oben schon verlinkt.

Daraus folgt im übrigen auch, dass man mit einer Stahlscheibe mehr nicht unbedingt den "sweet spot" findet, Oldbritts hatte auf verschiedene Maße geschliffene Reibscheiben im Angebot, quasi etwas elaboriertere Shims.

...
Folgende Faktoren bleiben konstant:
...
2.) µ, Reib- Beiwert zwischen den Reibscheiben und den Stahl- Lamellen.

Hm, neeee, nicht so wirklich. Der Reibwert ist in der Realität schon abhängig von der Flächenpressung, und die Fläche verkleinerst Du mit Deiner Maßnahme bei gleichbleibender Anpresskraft. Der Reibwert hat bei reelen Reibpaarungen einen Maximalwert über der Flächenpressung, das wird bei der Konstruktion der Kupplung auch entsprechend berücksichtigt. Du wirst einen Teil des Gewinns beim Reibradius hier mit etwas Pech also wieder herschenken. Der Effekt ist nicht linear, insofern müsste man genauere Messdaten der Reibpaarung haben - zumal da ja noch immer irgendwie Öl mit im Spiel ist. Die Tribologie an der Stelle ist nicht so ganz trivial. Einfach nur den Innenradius der Reibfläche vergrößern kann funktionieren, muss aber nicht.

Ich würde an Deiner Stelle erstmal den Atlas-Ausrückhebel ausprobieren, der erzeugt weniger Weg als die Commando-Variante und benötigt damit natürlich auch weniger Handkraft.

Ach, und wenn ich es richtig verstanden habe, hast Du noch die alte Version mit vier Reibscheiben(und warum auch immer vier Stahlscheiben), oder? Dann ist natürlich die spätere 850er-Kupplung mit fünf Reibscheiben das Mittel der Wahl, was das Durchrutschen angeht.


Tim

[Klaus Monning]

Hallo Klaus,
(Nur: Mittlerer Radius statt Durchmesser in der Gleichungsbeschreibung).
Grüße Ludwig

Hallo,
Danke Ludwig für den Hinweis, ich hab's gerade geändert und

Tim,
ich hab gerade mal auf Joe's Rechnung nachgesehen. Ich hab' in der Tat die originale Ausrüstung der 850er verbaut, nämlich 5 Reibscheiben. Fehler von mir in der obigen Beschreibung.
Auch das die Druckfeder keine reinrassige Tellerfeder ist, war mir klar. Alles Andere, was Du schrubst ist neu für mich. Schon wieder was gelernt, der Tag war nicht umsonst.
Sogar die Möglichkeit der Verwendung des Atlas- Auslöse- Hebels hab ich schon einmal als Tipp im schwarzen Forum gelesen. Ich vermindere damit aber den Auslöseweg der Kupplung. Das soll aber trotzdem funktionieren. Allerdings muss ich dann meine zusätzliche Stahl-Scheibe wieder ausbauen. Dann habe ich auch die originale Federkraft wieder.
Mal sehen, ob mir der Joe den Auslösehebel der Atlas verkauft. Ich denke aber schon. Danach berichte ich.

Mal grundsätzlich:
Ich bin nicht so erpicht darauf, Serienteile abzuändern. Das ist schon hinsichtlich einer zukünftigen Ersatzteilversorgung problematisch. Deswegen werde ich zunächst mal alle eingebauten Teile serienmäßig lassen. Aber den Kupplungs- Auslösehebel der Atlas probiere ich mal aus.
Hinsichtlich der Tribologie (Ölfilm zwischen den Reib- und den Stahlscheiben) habe ich mir überlegt, die Reibscheiben radial zu nuten. Dieses mit einem entsprechenden Radiusfräser. Alle 30° eine Nut nach außen, sollte funzen. Wie gesagt, aber immer einen Schritt nach dem Anderen. Zunächst probiere ich mal den Atlas- Hebel.
Gruß
Klaus

[T140-Oli]

Mal grundsätzlich:
Ich bin nicht so erpicht darauf, Serienteile abzuändern.

Lieber Klaus, ich bin nur interessierter Mitleser, aber diese Aussage hat mir ein Lächeln ins Gesicht gezaubert. Spontan hätte ich dich und deine Commando anders eingeschätzt.

Grüße
Oli

[Rüdi]

bei meiner Serien-850er rutschte die Kupplung auch immer. Hab dann auf Surflex-Reibscheiben umgestellt und das funzt sehr gut. Auch die aufzuwendende Handkraft ist bei Commando im Vergleich zu vielen anderen Moppds (auch modernen) eher moderat, würde ich sagen.

[rivera]

Mir ging es ähnlich nach einem Unfall, bei dem die linke Hand lädiert wurde.
Ich habe den Atlas-Hebel und eine zusätzliche Stahlscheibe eingebaut.
Die Handkraftfür die Kupplung wurde deutlich reduziert.
Sogar leichter zu ziehen als bei meiner
BMW R 75/5, die kann ich als Vergleich heranziehen.

Seit dieser Saison rutscht die Kupplung allerdings auch so ab 4500 Touren, wenn man Gas gibt.
Daher bin ich jetzt auch gespannt, welche Lösungen die Schwarmintelligenz hervorbringt.

[Norton]

Wie groß ist denn die erzeugte Kraft der Tellerfeder?
Wie weit geht eine alte Badezimmerwaage? Bis 120 kg gehen die doch locker, das wären dann 1200 N
Badezimmerwaage auf den Maschinentisch einer Fräsmaschine legen, Tellerfeder drauf und bis auf Einbaumass vorspannen, Wert ablesen, da draus Kennlinie und optimales Einbaumass ableiten, dieses Einbaumass herstellen.

Bei meinem Domi hatte ich auch eine immer wieder etwas rutschende Kupplung. Ich hab die jetzt auf Atlas/650er-Stand gebracht, eine Reibscheibe mehr und die dazugehörige Druckplatte. Obwohl mit weniger Federspannung packt die ganz anders an.

Wenn dann den Weg mit dünneren Reib/Stahlscheiben, dafür ein Scheibenpaar mehr?

Gruß. Martin.

[Klaus Monning]

bei meiner Serien-850er rutschte die Kupplung auch immer. Hab dann auf Surflex-Reibscheiben umgestellt und das funzt sehr gut. Auch die aufzuwendende Handkraft ist bei Commando im Vergleich zu vielen anderen Moppds (auch modernen) eher moderat, würde ich sagen.

Hallo Rüdi,
danke für den Tipp. Bei Surflex (RGM) sind eigentlich die Änderungen eingeflossen, die ich weiter oben beschrieben hab'. Ich werd' die auch probieren, zusammen mit dem Atlas- Hebelchen.
Gruß
Klaus

[Klaus Monning]

Hallo,
ich hab' das Kupplungsproblem gelöst, wie ich es auch schon hab anklingen lassen. Rüdi hatte recht, indem er auf die italienischen Surflex- Beläge hinwies (Hast Du eigentlich die Sinterbeläge verwendet???). Die sind im Innendurchmesser größer als die originalen, sind auch radial genutet, was ei wegschleudern des überflüssigen Öls unterstützt.
Da ich keine Lust hatte, wieder relativ tief in die Tasche zugreifen für einen Satz Surflex- Sinterbeläge, habe ich meine neuen Norton-Motors- Beläge im Innendurchmesser um ca. 10mm größer (die Ringfläche wurde also um 5mm schmaler) gedreht. Das ergibt einen größeren mittleren Durchmesser (gut für das übertragbare Drehmoment). Der langen Rede kurzer Sinn: Jetzt packt die Kupplung einwandfrei.
Heute sollte es also auf Probefahrt gehen. Das Ziel war die Pfalz. Da war ich einmal um meine Fräsmaschine zu holen. Ich hatte die Gegend als wunderschön in Erinnerung.
Kurz und Gut, ich kam (von Frankfurt aus gesehen) nur bis Bad Kreuznach (gemischt Autobahn und Landstraße).
Die Kupplung funktionierte einwandfrei, sie lies sich auch recht leicht ziehen, das Getriebe schaltete sich wie von selbst, also butterweich. Also: Alles Gut? Mitnichten, aber das gibt ein neues Kapitel.
Gruß
Klaus