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Linker Kurbelarm lockert sich dauernd

Alles zum Thema Faltrad/Rad.
EmilEmil
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Re: Linker Kurbelarm lockert sich dauernd

Beitrag von EmilEmil » Di 29. Okt 2019, 17:50

25.10.2019:
Neueste Kilometer-Stände: Folding*Star: 8014 [km]

---------------------------------Fitnessrad : 2046 [km], inzwischen 2093 [km]

Beide Räder haben seit Überprüfung des Kurbelschrauben-Andrehmoments bzw seit Neubestückung mit Al 7075 Schrauben über 500 [km] zurückgelegt. Grund zu irgendeiner Klage gab es nicht.
Fazit: Wesentliche Merkmale für Problemlosigkeit sind folgende :
Nr. 1:
Das richtige Andreh-Moment
Nr. 2:
eine weitere Verbesserung ergibt sich mit dem Einsatz von Schnorr-Scheiben,
eine Kombination beider Maßnahmen ist mit dem Einsatz von Kurbelschrauben mit integrierter Sperr-Verzahnung gegeben.
Nr. 3: Bei Einsatz von Al 7075 Schrauben hat man einen weiteren Vorteil durch den gleichen Elastizitätsmodul von Kurbelarm und Befestigungsschraube. Das zum Aufpressen des Kurbelarms auf den Vierkant notwendige (für eine Al--Schraube zu große !) Andrehmoment (ca. 40 [Nm]) muß vorher aber mit einer Stahlschraube (M8 x 1) geleistet werden. Die Al-Schraube "hält dann nur fest " (Das ist der Tipp von @Katapult). Da die Al 7075-Schrauben keine Sperrverzahnung aufweisen, wurden Schnorr-Scheiben (möglichst groß, hier für M10 statt M8 !) hinzugefügt. Die notwendige Zentrierung besorgen dann O-Ringe aus "Gummi".
Eine Frage soll noch beantwortet werden: Einsatz von Fett oder Nicht ?
Diese Frage stammt aus der Zeit, als es noch keine Montagepaste gab. Fett bei einer Verschraubung (Gleichartige Werkstoffe wie St/St) sorgt beim Andrehen mit dem Drehmomentschlüssel dafür, daß die dem Drehmoment zugeordnete Vorspannkraft reproduzierbar eingestellt wird. Bei trockenem Einbau wird das Drehmoment bei geringerem Andrehwinkel erreicht und mit einer größeren Streuung des dem Andrehmoment zugeordneten Andrehwinkels ist zu rechnen.
Das Fett ist allerdings bzgl. des Lösen der Verschraubung kontraproduktiv. Eine Anwendung von Montagepaste ist da eine bessere Alternative. Bei einer Verschraubung von einer Aluminium-Schraube in einem Stahl-Gewinde sorgt diese Paste für eine galvanische Trennung der Materialien, was in Hinblick auf die Kontakt-Korrosion sinnvoll ist.
Beim Andrücken des Vierkant-Pyramidenstumpfs einer Kurbel (Üblich heute aus Alu-Legierung) auf eine Stahlwelle ist das ebenfalls sinnvoll. Ich verwende jedenfalls in solchen Fällen wie hier die Dynamic Carbon-Montagepaste mit gutem Erfolg.
Eine weitere Frage ist die nach der Ursache des Losdrehens der Verschraubung. Meine Meinung wird vorsichtig nur als Hypothese formuliert, da ich weder über Messeinrichtungen für Korrelations-Versuche verfüge, noch umfangreiche FEM-Rechnungen zur Absicherung dieser Hypothese durchführen kann.
Ich gehe hier von (kleinen) Relativbewegungen zwischen Kurbel und Vierkantwelle bei der Tretbewegung aus (Aber nicht direkt an den Vierkant-Kontaktflächen !).
Das folgende Bild (Autor: Sheldon Brown : https://sheldonbrown.com/tooltips/cotterless.html
zeigt die Verhältnisse Vierkant-Kurbelarm-Befestigungsschraube im Schnittbild:
Bild
Die beiden "Striche" liegen etwa 7 [mm] auseinander und kennzeichnen die Länge der Schraube zwischen Vierkant-Endfläche und Kopfauflagenfläche der Schraube, bei der durch eine vorhandene elastische Deformation des Kurbelarms infolge Tretbewegung die Schraube ebenfalls diese Deformation (Wesentlich Torsion !) mitmachen muß (In diesem Bereich). Die Presssung (bzw Sperrverzahnung der Kopfauflage) muß zu diesem Zweck am Kurbelarm haften. Dafür sind, wie aus den hier zusammengetragenen Informationen hervorgeht, Andrehmomente bestimmter Größe notwendig.
Den ganzen Vorgang theoretisch umfassend zu durchdringen, erfordert weitere umfangreiche Überlegungen, die ich hier nicht leisten möchte.
Zuletzt noch ein Hinweis: Beim Vergleich von M8 x 1.0 (Feingewinde, Werte aus übl. Tabellen)
Stahlschrauben (Festigkeitsklasse 10.9 ; Vorspannkraft 24,5 [kN] ; Andrehmoment 37,8 [Nm]
Al 7075 wie (Festigkeitsklasse 5.6 ; Vorspannkraft 8,5 [kN] ; Andrehmoment 12,6 [Nm]
ergeben keine Vorteile für ein Material (Die Schubmoduli verhalten sich St/Al = 3:1 )
, außer beim Gewicht. Bei dem leichteren Al 7075 muß der Kurbelarm mit zunächst einer Stahlschraube aufgetrieben werden; die Vorspannkraft einer Al-Schraube ist dafür zu schwach.
Wie gut theoretische Überlegungen sein mögen (auch für das Verständnis) , die richtigen (endgültigen ?) Erkenntnisse werden häufig viel schneller in der Praxis gewonnen. Ich denke, das trifft in diesem Fall zu.
Damit schließe ich dieses Thema, sofern nicht neue Ereignisse etwas Anderes erfordern.

Mfg EmilEmil

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