F2L 514/4 Verstärkung der Unterlenkeraufnahme F2L 514/4, F2L 514/6 und D 40

[Lasca34]

Hallo zusammen,

bei den meisten der o.a. Typen mit Kraftheber steckt der schlepperseitige Tragzapfen der Unterlenker in einer Platte, die mit drei Schrauben am Triebwerksgehäuse befestigt ist.

Das ist eine ganz unglückliche Konstruktion. Die gesamte Last wird über Querbelastung der Schrauben abgetragen. Obendrein ist die Belastung der Schrauben schwellend, wenn nicht gar wechselnd. Dadurch lösen sich diese Schrauben sehr häufig, und da sie nicht gerade im Sichtbereich und noch weniger im angenehmen Arbeitsbereich liegen, wird meist nicht bemerkt, wenn sie sich gelockert haben. Häufig ist das Gewinde im Triebwerksgehäuse bereits zerstört, wenn man das Problem bemerkt.

In der letzten Heuernte bin ich zum wiederholten Mal mit diesem Problem konfrontiert worden. Als ich die letzten Grashalme mähen wollte, ging beim Zurücksetzen gar nichts mehr: Der rechte Unterlenker bammelte lose herum.

Da meine F2L 514/4 und /6 teilweise mit recht schweren Geräten** arbeiten müssen, habe ich bei zwei* Traktoren jetzt Verstärkungen angebracht, die ich hier zeigen will.

Fall 1: Baujahr ab 1957, d.h. Stahlschienen für die Höhenverstellung der Anhängekupplung. Das entspricht auch der Lösung beim D 40. Variante N, d.h. die Tragzapfen stecken in der jeweils oberen Bohrung der Platten. Hier sind sie eingeschweißt. Lösung:

Wer einen Atze-Brenner zu Hause hat, kann sich sicherlich auch andere, elegantere Formen herstellen. Vorteil dieser Lösung: Die zusätzlichen Schrauben in den Lochleisten werden nicht quer belastet. Mehr Steifigkeit kann man in die Konstruktion kaum hinein bekommen, und das wird wohl auch nicht nötig sein.

Fall 2: Baujahr bis 1957, d.h. Gußplatte mit integrierten Lochschienen für die Höhenverstellung des Zugmauls. Variante H, d.h. die Tragzapfen stecken in den jeweils unteren Bohrungen er Platten. In meinem Fall sind sie eingeschraubt. Lösung:

Vorteil dieser Lösung: Sehr einfach herzustellen. Der ein oder andere wird das mit Hausmitteln kalt biegen können. Nachteil: Da die zusätzlichen Schrauben etwas Spiel in den Bohrungen brauchen, trägt hier die Versteifung u.U. viel weniger Last ab als bei Lösung 1. Außerdem ist es erneut ein quer belastete Schraube. Dennoch bin ich zuversichtlich, daß ich bei beiden Schleppern an dieser Stelle nie wieder Probleme haben werde.

Bei der Gelegenheit: Sind die Schrauben erstmal losgewackelt oder gar schon ausgerissen, kann ich nur empfehlen, in alle Gewinde, die man irgendwie erreichen kann, gleich Helicoil-Gewindeeinsätze zu setzen. Das erhöht die Belastbarkeit enorm. Außerdem ist meine Erfahrung, daß man womöglich auch in einem beschädigten Gewinde die Schrauben noch gut anziehen kann, man damit aber das Problem, nämlich den völligen Exitus des Gewindes nur vertagt.

Noch zwei Anmerkungen:

• Traktorspieler müssen jetzt nicht in Panik verfallen: So schlecht, wie die Konstruktion ist, so hält sie doch bei fest angezogenen Schrauben einiges aus. Wer seinen F2L 514/4, F2L 514/6 oder D 40 aber artgerecht hält, sollte sich die Stelle mal genauer ansehen und Maßnahmen ergreifen, möglichst bevor es einen Schaden gegeben hat.
• Es gab auch eine andere Art der Anbringung der Tragzapfen für die Unterlenker. Die ist wesentlich belastbarer und war bei meinem Schlepper aus Fall 2 (F2L 514/6-H von 1956) früher mal montiert. Diese Art der Konsole stützt sich von vornherein hinten an der Lochleiste ab. Ich vermute, daß das eine Nachrüstlösung gewesen ist, kann das aber nicht belegen. Bevor jemand diese Art der Anbringung nun aber für die bessere hält, sei gesagt, daß hierbei der Tragzapfen so tief liegt, daß die Hinterachse bei schwerem Zug entlastet wird. Das geht so weit, daß man z.B. überhaupt nur mit eingerückter Differentialsperre ordentlich pflügen kann, während mit den oben gezeigten Anordnungen unter den gleichen Bedingungen mit demselben Pflug die Sperre nichts zu tun hat.

Gruß
Michael

*zwei weitere haben bereits Verstärkungen erhalten, die aber nicht so belastbar sind wie die hier vorgestellten.
**Kreiselmäher Fahr KM 22, zweifurchige Volldrehpflüge usw.

 

[niedersasse]

Hallo Michael,

wegen der Belastung der Schraube in der Aussteifung brauchst Du Dir, denke ich nach zur Rate Ziehung meines Roloff/Matek keine Sorgen zu machen, wenn Du eine mindestens M 12 in der Festigkeit 10.9 gewählt hast. Die nimmt dann bis 5kN an Scherkräften auf.
Bei einer 8.8er Schraube bräuchtest Du dann eine M 14 für den gleichen Wert.

Bei M 10 in 8.8 wären es allerdings nur noch ca 300 kg.

In Verbindung mit den anderen drei Schrauben sollte auch dieses kein Thema darstellen, da man ja in der BA (zumindest von meinem F2L612/6-N) ohnehin zur täglichen Kontrolle des festen Sitzes der Schrauben aufgefordert wird.

Grüße

Richard

 

[schluetel]

Danke für den Hinweis Michael!
Bei meinem F2L514/4 Bj58 waren die Unterlenker beim Kauf demontiert und nicht mehr vorhanden.
Die Flacheisen mit den Bohrungen waren vorhanden, aber ohne Tragzapfen.
Ich habe dann ein Rundeisen (22mm?) durch die Flacheisen gesteckt und außen die selbstgebauten Unterlenker aufsteckt und mit einem Klappsplint gesteckt.(kann man auf dem Bild erahnen)

Bisher habe ich das Rundeisen 1x verbogen und öfters den linken Unterlenker verbogen.
Das liegt aber an der Überlastung durch die Winde (10t Zugkraft ca. 1,5t Gewicht).
Außerdem ist der Seileinlauf ca.30cm rechts der Fahrzeugmitte.

Aber ich werde die Schrauben auf jeden Fall einmal kontrollieren!

Mark

 

[Lois 06 DX]

Hallo Michael
Bei deiner 1ten Variante könnte man auch eine Gewindestange durchstecken und beide Seiten miteinander verschrauben, vorausgesetzt es ist genügend Platz unter dem Getriebe .
Alternativ kann man auch beide Seiten mit einem U Profil o.ä. verbinden .
Gruß Alois

 

[Lasca34]

Hallo Alois,

dem kann ich nicht zustimmen. Verbindet man linke und rechte Platte miteinander, erreicht man in erster Linie, daß auch die Schrauben links durch Belastungen rechts gelockert werden können. Und umgekehrt. Spannt man zwei lahme Esel zusammen, ergibt das noch lange kein Rennpferd.

Es kommt doch darauf an, daß Last anders in den Schlepperrumpf abgetragen wird, als über die werkseitig vorgesehenen querbelasteten Schrauben. Das erreicht man nicht, indem man grundsätzlich alle sechs Schrauben an den Lastspielen teilnehmen läßt.

Gruß
Michael

 

[Landybehr]

Hallo Michael,

zur Belastung der Schrauben auf Scherung - ist die denn eigentlich überhaupt im Sinne des Erfinders ? Ich meine, eine Schraube ist in "Zugrichtung" am belastbarsten, auf Scherung viel weniger. Nun ist das eine Einbausituation, die nun mal die Schraube auf Scherung belastet.
Aber: ist es denn nicht so, daß die Schraube selbst diese Last gar nicht primär tragen soll, sondern die Schraube nur das Anpressen der Bauteile zueinander sicherstellen soll? Die Reibung zwischen den Bauteilen ist dann das, was die eigentlichen Kräfte überträgt bzw. ihnen trotzt.
Und, die Maßnahmen der Schraubensicherungen vor über 60 Jahren waren begrenzt, verglichen zu heute. Will sagen, daß die Schrauben sich lockerten, ist der entscheidende Schritt zu den Folgeschäden (denn wenn die Vorspannung fehlt, und die Bauteile samt Schraube etwas locker sind, dann erleidet die SChraube eben nur Scherbelastung (vielleicht noch etwas Biegung?), wozu gar nicht kommen sollte). Und anders, wäre die Schraube von Anbeginn mit Loctite korrekt angezogen worden, dann wäre evtl. gar nicht erst ein Problem entstanden ??
Und noch ein Detail: die Zugkräfte/-spannung der SChrauben belastet die Gewindegänge umso mehr, je näher sie zum Kopf liegen. Heißt, der erste Gewindegang trägt am meisten (und reißt daher auch als erstes aus), jedoch kann es vorher dazu kommen, daß der Gewindegang ein wenig aus dem Bauteil "herausgezogen" wurde. Anders: dort wo die Gewindebohrung ist, ist das Bauteil nicht mehr plan, sondern ein wenig erhaben. Ich kenne einen Motor, der durch diesen Effekt (im Aluminium seines Steuergehäuses besonders stark auftretend) Probleme mit der Fluchtung der Spannrolle des Zahnriemens bekam und der Zahnriemen voreilig verschliss. Weil nämlich etwas, das man gegen diese Stelle schraubt, nicht mehr plan aufliegt und die Kraftübertragung über die Oberflächen nicht mehr funktioniert (also jetzt bezogen auf den Deutz. Am ebengenannten Steuergehäuse war es die verlorene plane Oberfläche). Nun, man kann dem vorbeugen, indem die Sack-Gewindebohrung um einen Millimeter ausgebohrt wird, so daß das Gewinde nicht direkt schon an der Oberfläche beginnt.
Nicht falsch verstehen - mir geht es nur um die Theorie, und Prophylaxe und ein Dazulernen durch Korrigiertwerden. Die Reparaturlösung ist dann außerhalb meines "Zielbereiches" und dazu trage ich nichts bei . Die Abstützung macht das augenscheinlich sehr viel stabiler.

 

[Lois 06 DX]

Hallo Michael
Da hatte ich einen Denkfehler .
Wenn dann müsste man eine Platte an der Zugpendelaufnahme befestigen , die mit den Unterlenkeraufnahmen verbunden wird.
Oder eben deine Lösungen die auch nicht schlecht sind.
Gruß Alois

 

[Lasca34]

Hallo Hendrik,

zunächst mal halten Schrauben gewaltige Querkräfte aus. Das ist also nicht das Problem. Dann hast Du vollkommen recht: Die Last soll über die Reibung der beiden verschraubten Teile abgetragen werden, nicht über Querbelastung der Schrauben. Nur: In diesem Fall stecken die Schrauben in Guß, und da ist das mit dem "festen" Anziehen so eine Sache (nach ganz fest kommt ganz lose). Deshalb auch meine Empfehlung der Helicoil-Einsätze.

Nun kann ich nicht so ohne weiteres sagen, ob die drei Schrauben so viel Vorspannung erzeugen können, daß die Last allein über Flanschreibung übertragen wird. Was ich aber sicher weiß ist, daß diese jeweils drei Schrauben sich sehr häufig lockern. Dafür habe ich genügend Beispiele in der Hand gehabt. Deshalb brauche ich auch nicht über hätte, würde und Loctite nachzudenken. Denn das alles bleibt Theorie. Stehst Du in der Heuernte und der Unterlenker schlabbert lose herum, interessiert Dich die aber nicht weiter. Ich vermute, daß es den meisten so gehen wird, die sich dann eher für eine Lösung interessieren, welche die bestehenden Effekte nicht um Nuancen sondern um Quantensprünge verändert. Und der Quantensprung ist hier der Übergang vom Lastabtrag durch die drei Schrauben und die von ihnen erzielten Anpreßkräfte (und wenn die nicht reichen durch deren Querbelastung) auf eine Längsabstützung zur hinteren Lochleiste mit vergleichsweise gewaltigem Hebelarm.

F.-G. Kollmann hat uns immer geraten, uns die Bauteile aus Gummi vorzustellen: Wie deformiert sich das Bauteil unter Last, wenn es sehr elastisch ist? Folgt man dem, dann wird schnell klar, daß man zwar versuchen kann, die grundsätzlich ziemlich flaue Konstruktion mit allerlei Mittelchen noch ein wenig zu ertüchtigen, es aber viel ergiebiger ist, das Problem bei der Wurzel zu packen.

Gruß
Michael

 

[Landybehr]

(verstehe ich ja . Die Theorie ist in diesem Fall für MICH nur spannender, weil ich ich sie auf andere Fälle übertragen kann. Den konkreten Anwendungsfall habe ich ja doch gar nicht daheim)

 

[Konny]

Hallo zusammen,

Eine sehr gute Idee, Michael, die Aufnahmeplatten zusätzlich durch Verstrebungen zu stützen. Denn wie bereits richtig erwähnt wird somit ein sehr großer Teil der aufzunehmenden Querkräfte umgeleitet. Somit sind kleinere Klemmkräfte erforderlich um eine sichere Schraubverbindung erzielen zu können.

Bei unserem F1L514/51 sind auch öfters die Aufnahmeplatten für die Zugketten der Unterlenker, welche an den Steckachsen verschraubt sind, lose. In den 50igern wurde sich konstruktiv wohl eher auf das Wesentliche beschränkt.

@ Richard: Ein kleiner Hinweis zum Roloff Matek: Bitte beachte, dass die Tabelle (bei meiner Ausgabe ist es die TB 8-13) im Tabellenbuch lediglich zur groben Vorauswahl der Schrauben dient. Ich habe des Öfteren schon Schraubverbindungen ausgelegt deren Sicherheit nach dieser Tabelle nicht ausgereicht hätte. Als grobe Annäherung ist sie jedoch in Ordnung. Eine täglich Kontrolle hielt den Landwirt vermutlich fit, damit dieser langsamer an den plötzlichen Komfortunterschied zwischen Pferdegespann und Schlepper gewöhnt wurde.

Meiner Meinung nach ist bei dieser Schraubverbindung auch die Herausforderung, dass die Betriebskraft nicht genau quer und auch nicht genau längs angreift sondern irgendwo dazwischen. Der Winkel dieser Betriebskraft ändert sich zudem mit dem Höhenwinkel der Unterlenker ständig. Außerdem können im Laufe der Lebenszeit vielleicht durchaus einmal höhere Belastungen auftreten als diejenigen von denen die Ingenieure von KHD rechnerisch ausgegangen sind, vorausgesetzt es wurde an dieser Stelle überhaupt etwas berechnet. Ein weiterer Aspekt, der eine vielleicht nicht allzu große Rolle spielt aber ich dennoch gern erwähnen möchte, ist der Faktor Temperatur durch Erwärmung des Getriebes was damals vielleicht auch nicht berücksichtigt wurde.

Sehr schön das auch diese Schwachstelle vorgestellt wurde. So ist jeder Informiert und kann, falls betroffen, seinen Schlepper damit nur verbessern.

Gruß Konny