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Hallo,

Ich habe ein Problem, und zwar würde ich gerne eine Nockenkontur berechnen, finde jedoch im Netz, auch hier im Forum nichts was mir weiterhelfen könnte!

Es geht um einen Nocken für einen Ventiltrieb, maximaler Hub 5.5mm, Grundradius der Nocke beträgt 10.5mm.

Der Stößel ist ein flacher Tassenstößel, also komplett eben.

Der Abstand zwischen Nockenwellendrehpunkt und Stößel beträgt 10.65mm.

Ich würde jetzt gerne die Form des Nocken berechnen, weiss aber nicht wie. Ich habe hier das Buch "Die Steuerung des Gaswechsels in schnelllaufenden Verbrennungsmotoren" von Bensinger vor mir liegen und habe dadurch auch die Formeln für die Ventilerhebungskurve gefunden und habe nun eine passende vor mir liegen.

Ich kriegs einfach nicht hin. Kann mir jemand da vielleicht helfen?

Danke im vorraus!

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Hallo Gelnnt, willlkommen bei CAD.de.

" Der Abstand zwischen Nockenwellendrehpunkt und Stößel beträgt 10.65mm "

Wenn das der kleinste Abstand ist, wären da noch 0,15 mm Luft.
Das gibt Sinn.

Wesentlich einfacher als rechnen, ist hier konstruieren. fange mit dem kleinsten Radius an. dann noch den Exzenter von 5,5 mm.
Das würde dann schon funktionieren.

Je nach Drehzahl des Motors ist aber die Beschleunigung des Ventils wichtig.

Die bestimmt sich durch den Winkel der Lauffläche zum Drehpunkt.
Auch das ist einfach zu konstruieren.

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Klaus

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Die Sache ist, dass ich die Erhebungskurve bereits vorliegen habe.

Das einzige Problem besteht darin, die Erhebungskurve auf den Nocken zu bringen und zwar so, dass das Profil an einen flachen Stößel angepasst ist.

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Zitat:

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Original erstellt von glenntws:
...auch hier im Forum nichts ...

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Das hilft auch nicht?

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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" die Erhebungskurve auf den Nocken zu bringen ... "

Das ist doch eine zweidimensionale Anglegenheit. Das läßt sich doch mit jedem zeitgemäßem CAD System lösen.
Das geht doch nirgends besser als mit Bildschirm 

Flächen die an Kurven entlang gleiten kann selbst SolidWorks und Catia.

Stell halt mal ein Bild ein.

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Klaus

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Erklarung.png Screenshot_3.png

Im Anhang mal 2 Dateien, die die Situation verdeutlichen sollen. Einmal die Ventilerhebungskurve inkl. Beschleunigung und Geschwindigkeit und dann noch eine kurze Skizze mit dem Afubau und den Daten des Ventiltriebs.

Falls es wichtig ist: Der Nocken ist ein ruckfreier Nocken, nach dem Vorbild aus Bensinger's Buch.

Der Nocken, bzw. die Ventilerhebungskurve besteht aus folgenden Teilen:

Vornocken(Ventilspielaufhebung): Sinuslinie 1/4 Periode (17 Grad)
Abschnitt 1: Schiefe Sinusliene 1/2 Periode (19 Grad)
Abschnitt 2: Schiefe Sinuslinie 1/4 Periode (5 Grad)
Abschnitt 3: Polynom 4. Grades (49 Grad)

Die Steigung liegt mir für jedes zehntel Grad vor (1800 Werte)

Auch die Krümmungsradien für jeden Grad liegen mir vor. (Grundradius + Steigung bei gegebenem Wert + Beschleunigung bei gegebenem Wert ist doch richtig oder?)

Ich würde jetzt einfach gerne die "echten" Werte wissen, damit die Nockenform an das Stößel angepasst wird. Heisst, ich will von diesen 1800 Ventilerhebungswerten die 1800 Nockenformwerte bekommen, die ich dann einfach mit dem Grundradius addiere um so den Radius Nockenwellendrehachse<->Nockenkontur bei gegebenen Winkel zu bekommen.

Ich habe bereits mehrere Lösungsansätze ausprobiert, jedoch bringt keine auch nur im entferntesten die richtigen Werte.

Deshalb komme ich auch nicht weiter...

Gibt es da eine Formel die man benutzen kann um die richtige Steigung in Anhängigkeit vom Tassenstößel berechnen kann. Im Buch von Bensinger wird das Thema nämlich nicht wirklich besprochen...

[Diese Nachricht wurde von glenntws am 10. Apr. 2015 editiert.]

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Die Punkte der Kurve lassen sich errechnen (Abschittsweise) mit x = (Rb + s)*cos(Theta) - ds/dTheta * sin(Theta) und y = (Rb + s)*sin(Theta) + ds/dTheta * cos(Theta) wo "Rb" der min. Radius des Nockens, "s" der Hub im Verhaeltnis zu Theta und "ds/dTheta" das Differential des Hubes auf Theta bezogen sind.

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Also habe ich das jetzt richtig Verstanden, das "x" dann der Wert auf der x-Achse eines Steigungsdiagramms ist und "y" die Steigung bei "x"?

Das Differential ist doch einfach nur der Hub an gegebener Stelle geteilt durch den Winkel vom Anfang der Steigung aus oder?

Entschuldigung falls ich so leihen-haft rüber komme, aber ich bin in diesem Gebiet eben ein echter Neuling und brauche deshalb auch eine etwas genauere Erklärung...

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Flat_Face_Bestehorn.pdf

Ja, zusammen geplottet ergeben sie dann die Kurve des Nockens. Es waere der Abstand in y dividiert beim Abstand in x zwishen zwei benachbarten Punkten an dem Punkt in Frage, laesst sich aber leicht berechnen, wenn Du die Funktionen hast, aus denen Deine Nockenkurve besteht. Im Anhang siehst Du, was ich meine. Ich habe allerdings eine einfachere Kurve genommen. Mich da durch zu wurschteln, was Du da hast, war mir zuviel.

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Screenshot_6.png Screenshot_7.png

Also erstmal VIELEN lieben Dank für diese Hilfe! Ich habs jetzt endlich verstanden und es hat auch alles geklappt.

Jedoch gibt es ein Problem: Die Kurve sieht etwas komisch aus?

Ich habe mir einmal zum Überprüfen das Profil aus Bensingers Buch genommen:

Folgendermaßen war die Erhebungskurve aufgebaut:

Grundradius: 16mm
Max. Hub: 7mm
Vornocken: 30 Grad
Abschnitt 1: 18 Grad
Abschnitt 2: 4 Grad
Abschnitt 3: 38 Grad

Habe die gegebenen Formel benutzt und in mein Programm eingepflanzt. Gefüttert wurde das Programm mit den jeweiligen Steigungen und den Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Winkel als Differential(Is ja klar, erste Ableitung).

Nun ja, da kam aber kein Nocken mit gewölbter Flanke als Ergebnis, sondern eine Kurve mit einer "Beule", im Anhang ein Bild vom Diagramm und vom Nocken in Bensingers Buch.

Ich weiss, mittlerweile seid ihr genervt, aber ich komm nicht zum Ergebnis...

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Dann gib mir mal H0 (ich nehme an H0+H=7mm) und alle die Koeffcienten, die er verwendet hat, um das nachzupruefen zu koennen. Auf der anderen Seite muss man bedenken, dass, nach Deinen Bildern zu urteilen, die erste Ableitung nicht kontinuierlich ist und es daher nicht moeglich sein mag, einen flachen Stoessel zu verwenden. Das wird auch besonders offensichtlich, wenn man sich die zweite Ableitung ansieht.

[Diese Nachricht wurde von Clayton am 12. Apr. 2015 editiert.]

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daten.png

Hier die Daten die du brauchst:

H0 = 0.3
H = 6.7
H0 + H = 7
Vornocken: 30 Grad
Abschnitt 1: 18 Grad
Abschnitt 2: 4 Grad
Abschnitt 3: 38 Grad
z = 5 / 8
Abschnitt 2 / Abschnitt 3: ca. 0.1

Im Anhang eine Datei mit der Zusammenfassung der Benutzten Formeln usw.

Wie gesagt, ich hab es erstmal mit meiner Kurve ausprobiert und danach zur Kontrolle auch mit der aus dem Buch vorgegebenen.

Jedoch ein sehr ähnliches Ergebnis. Und das obwohl das die Nockenkontur offensichtlich hätte gewölbt sein müssen.

Gibt es da etwas besonderes zu beachten?

Was mir aufgefallen ist, dass die Einbindung der 1. Ableitung, also des Differentials in der Kurve gar nicht zu sehen war! Heißt der Wert müssen so verschwindend gering sein, dass er die Kurve praktisch gar nicht beeinflusst...

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Ich muss mich vielmals entschuldigen!!!

Nach allen möglichen Kontrollen ist mir aufgefallen, dass ich bei der Berechnung der y Werte die erste Ableitung subtrahiert anstatt multipliziert habe!

Ich möchte Clayton danken, dass er mir so geholfen und allen anderen auch, ein echt nettes Forum hier!

Puhh, bin ich glücklich, dass die Geschichte endlich durch ist 

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