Motor Zylinderkopfschrauben wechseln

[saabracadabra75]

Hier das "Kreisschema" zum Anziehen der ZK Schrauben,

Anhang anzeigen 200784

Danke, sowas in der Art meinte ich mit "über Kreuz" bzw. gegenüberliegende Schrauben. Wahrscheinlich würde "spiralförmig" am Ehesten passen...

 

[klawitter]

Das wäre doch mal eine schöne Studie fürs wissenschaftliche Institut von Klawitter gewesen.
Natürlich nur falls er dazu in der Lage ist...

Ist völlig überflüssig, genauso wie Dein Kommentar.

soweit der Traum von der heilen Welt . . . . .wird von der Realität leider nicht gestützt.
Schon vor 30 Jahren fiel mir auf, daß der definierte Spannungsanstieg beim Drehwinkelanzug zusehends "matschig" inhomogen wurde und die Endspannung subjektiv deutlich schwankte, Ich habe nach geeigneten Mitteln gesucht, das Meßtechnisch greifbar zu machen - hab ich nach Jahr(zehnt)en gefunden.
Präzisionsdrehmomentschlüssel, der auch Drehwinkel kann, diesen auch dann präziese hält , wenn man (mehrfach ) absetzt und nach Entlasten bei erreichtem Drehwinkel das Enddrehmoment anzeigt.
Bei penibler Vorbereitung von Planflächen und Gewindebohrungen landen die Kopfschrauben einer Packung der Qualitätshersteller im Bereich von 110 Nm bis 190 Nm - da haben mehrfach gebrauchte kaum eine Chance schlechter zu sein.


PS gebrauchte Kopfschrauben aus den 80ern erreichen unter gleichen Bedingungen 130Nm plus/minus 10........immer

Das ist weder etwas neues noch irgendwie erschreckend, sondern ganz normal. Beim Anzug rein über das Anzugsmoment ist die Vorspannung der Schrauben, auf die es ja letztlich ankommt, ein reines Lotteriespiel. Je höher das Anzugsmoment, desto weiter spreizen alle möglichen Einflusswerte wie Reibung etc.
Deshalb wird ja erst auf ein möglichst geringes Moment angezogen und dann über den definierten Winkel die präzise Vorspannung der Schraube erzeugt, ganz unabhängig vom individuell erforderlichen Drehmoment.
Anzug nur per Drehmoment findet immer im 'Komfortbereich' einer Schraube statt. Ist eine hohe Vorspannung gewünscht (weil das die zuverlässigere Verbindung bzgl. Halten der Vorspannung ist, bei 10.4 sind das z.B. 90 % der möglichen Spannung) kann nur mit Winkelanzug gearbeitet werden, weil das Toleranzfenster viel zu klein wird. Nur mit Drehmoment würde jede zweite Schraube überstreckt oder die anderen wäre viel zu locker.

Ergo: Das Drehmoment zu messen bringt keine sinnvolle Information.

 

[patapaya]

Hm, wenn man aber dafür sorgt, dass die Rahmenbedingungen möglichst ideal und v.a. bei allen Schrauben möglichst gleich sind, sollte, meinem Laienverständnis nach, doch trotzdem ein relativ gleiches Drehmoment resultieren, das für die gleiche Streckung nötig ist.
Dass das möglich zu sein scheint, scheinen mir ja die Beobachtungen von hft mit den Schrauben aus den 80ern zu belegen. Warum das mit modernerem Material nicht mehr so zu sein scheint, erschließt sich mir jedoch nicht - das kann ja nur daran liegen, dass die äußeren Bedingungen nicht mehr so ideal gleich sind oder das Material der Schrauben größere Abweichungen aufweist?

 

[hft]

Das ist weder etwas neues noch irgendwie erschreckend, sondern ganz normal. Beim Anzug rein über das Anzugsmoment ist die Vorspannung der Schrauben, auf die es ja letztlich ankommt, ein reines Lotteriespiel. Je höher das Anzugsmoment, desto weiter spreizen alle möglichen Einflusswerte wie Reibung etc.
Deshalb wird ja erst auf ein möglichst geringes Moment angezogen und dann über den definierten Winkel die präzise Vorspannung der Schraube erzeugt, ganz unabhängig vom individuell erforderlichen Drehmoment.
Anzug nur per Drehmoment findet immer im 'Komfortbereich' einer Schraube statt. Ist eine hohe Vorspannung gewünscht (weil das die zuverlässigere Verbindung bzgl. Halten der Vorspannung ist, bei 10.4 sind das z.B. 90 % der möglichen Spannung) kann nur mit Winkelanzug gearbeitet werden, weil das Toleranzfenster viel zu klein wird. Nur mit Drehmoment würde jede zweite Schraube überstreckt oder die anderen wäre viel zu locker.

Ergo: Das Drehmoment zu messen bringt keine sinnvolle Information.

nochmal gegoogled ?
Thema war, daß die in den 80er verbauten Dehnschrauben unter gleichen Bedingungen gleiche Momente lieferten, die Schrauben ab den 90ern da schon breiter streuten und die in den 2000ern innerhalb eines Satzes 75% Differenz haben kann - bei gleichen Vorraussetzungen. Die Streuung bleibt bei den Schrauben, nicht beim Objekt

 

[klawitter]

Das würde bedeuten, dass heute kein spezifizierter Stahl mehr hergestellt wird…? Oder was ist Deine Botschaft?
Und: waren die früher nicht beschichtet? Meine mich dunkel zu erinnern. Auf jeden Fall ist so eine Streuung +/- 25% um den Mittelwert völlig normal.

 

[turbo9000]

..
Und: waren die früher nicht beschichtet? Meine mich dunkel zu erinnern. Auf jeden Fall ist so eine Streuung +/- 25% um den Mittelwert völlig normal.

So eine Streuung betrachte ich nicht als normal. Selbst +- 12,5% wären schon viel. Aber +- 25% ist absolut unnormal.

Würde keiner meiner Kunden akzeptieren, wenn ich denen Materialien liefern würde, die so eine Streuung haben...

 

[klawitter]

Ist ja auch nicht der Fall. Das Anzugsmoment streut, nicht die Vorspannung. Deshalb wird es ja auch nicht angewendet

 

[der41kater]

es ist eine sehr interessante Diskussion. und ich google nicht über diae Festigkeiten diverser Schrauben.
Bei allen Schrauben heißt es, viertel Umdrehung vor ab ist fest...und danch wär 90°vor ab fest gewesen.
Alte Schrauben mögen vielleicht besser gewesen sein. Kann durchaus sein.
Der Mechaniker muß einfach das Gefühl haben, wo fest ist und wo ab beginnt,. Da kann ich ein Rohr auf den Drehmomnentschlüssel benutzen, aber dabei habe ich immer noch das Gefühl, wo eine Schraube abreisst.
Man sollte auch bedenken, daß bei einer "Nachziehaktion" nur 60Nm und anschliessend 90° angesagt sind. Und bei neuer Dichtung und neuen Schraueb 80Nm ubd anschliessend 90°.

Ich hatte damals immer gemischte Gefühle, wenn es undichte ZK-Dichtungen gab und nur die Schrauben nachgezogen werden sollte.
Gefühlt 100 mal gemacht.
...oder öfter...
Es gab Motoren, wo ich die letzten 90° nicht durchgezogen habe!!!
Nach fest kommt ab gerissen...also nur 45°.
Und die Kisten laufen heute noch.

 

[klawitter]

Man sollte auch bedenken, daß bei einer "Nachziehaktion" nur 60Nm und anschliessend 90° angesagt sind. Und bei neuer Dichtung und neuen Schraueb 80Nm ubd anschliessend 90°.

.

Ds ist nicht so. Die Vom Bulletin 21-2401 utg. 2 betroffenen Motoren haben in beiden Fällen 40->60 Nm und dann 90°.

Zudem wurde hier tatsächlich eine andere Oberflächenbekandlung der Schrauben eingesetzt:


Bei der Remontage einer Schraube spielt allein die Vorbehandlung der Schraube schon eine immense Rolle bzgl. des Reibwertes.

Hier mal was zur rechnerischen Spreizung im Anzugsmoment im Verhältnis zu den Reibwerten. Üblich sind Reibbeiwerte von 0,8-0,16. Wenn man allein diesen Bereich betrachtet, sieht ma schon eine Spreizung von 30-50% im erforderlichen Anzugsmoment in Folge der Gesamtreibungszahl.



Die Streuung der Gesamtreibungszahl bei identisch vorbehandelten Schrauben:



Die beträgt ca. 0,75 bis 1,05. Selbst unter diesen 'idealen' Vorraussetzungen sind das rund +/- 15 %

Und genauso zeigt es sich in der Tabelle zu den theoretischen Werten:






Und dann hier eine Messung einer realen Anwendung:




Man sieht, dass man alte und neue Schrauben, gesetzte Gewinde, unterschiedliche Beschichtungsverfaht´ren etc. einfach nicht miteinander vergleichen kann.

Und jetzt kann man sich in der Tabelle für Taíllenschrauben mit Regelgewinde mal ansehen, wie die resultierende Vorpannkraft sich mit der Reibzahl und dem Anzugsmoment ändert. Hier mal eine übliche Dimension für ZK-Schrauben:



Spreizung der erzielten Vorspannung < +/- 10% um den Mittelwert.
Spreizung Anzugsmoment um den Mittelwert: +/- 15-30%, gesamt fast 60%
Dei Reibzahlen von 0.08 bis 0.16 entsprechen dabei völlig der praktischen Streuung identisch vorbehandelter Schrauben in verschiedenen Gewinden.

Und weil Dehn- (Taillen-) Schrauben eine erweiterten elastischen Bereich haben, in dem sich die Vorspannung nur gering ändert, funktioniert das eben mit dem Winkelanzug. Der Reibwert ist dann egal, weil die Schraube über eine definierte Länge gestreckt wird und somit völlig unabhängig vom Anzugsmoment eine präzise Vorspannung erhält.

Natürlich muss ich auch mal googlen, schließlich ist das über 30 Jahre her, dass ich das mal gelernt habe. Aber zum Thema Unterschätzen hatte ich ja vor ein paar Wochen schon mal was geschrieben.

Ergo an alle, die jetzt künftig Hosentrager zusätzlich zum Gürtel tragen wollen: Mit den ZK-Schrauben ist alles völlig in Ordnung. Die Messung der Anzugsmomente der Schrauben mit ihrer Spreizung von @hft ist zur Ableitung der erreichten Vorspannkraft reichlich untauglich und entspricht obendrein genau dem, was das Thema der in der Praxis nicht prüfbaren, irllichternden Reibungswiderstände beschreibt.

 

[dab_9-3 I]

 

[otto77]

...

...
Meine Fresse.
Wer viel rechnet...kriegt auch viele Ergebnisse.
Gebe ich auch mal meinen Senf dazu.
Eine Zylinderkopfdichtung ist eine simple Flanschdichtung.
Klar, eine Zylinderkopfschraube ist eine Dehnschraube. Das ist aber ausnahmslos jede andere Schraube auch. Jede Schraube wird immer auf Zug und Dehnung belastet.
Und auf der Schraube muss auch nicht Zylinderkopf draufstehen, um den Schraubenkopf abzureißen, das kann man mit jeder anderen Schraube auch schaffen. Besonders wenn man als Oldtimerschrauber auch mal an etwas "verbrauchterem" Material schraubt. So was z.B.:





Die ganzen Ausführungen sind ja alle theoretisch richtig. Man kann hier auch hundert Seiten Theorie dazu schreiben. Am Ende bleibt aber der Fakt, dass du damit keine grundlegend schlechte oder grenzwertige Konstruktion gesundgebetet bekommst.
Vor hundert Jahren ist man - weil es billiger herzustellen ist - vom Sackzylinder weggegangen und zu geteilten Motorkonstruktionen gewechselt. Und ab dem Zeitpunkt hat man die Dichtung gebraucht. Und seit dem gibt es hunderte Beispiele für schlechte Konstruktionen: zu dünne Feuerstege, zu schmale Díchtflächen nach außen oder zu öl- und wasserführenden Kanälen, Köpfe mit zu wenigen Zykoschrauben, unterdimensionierte Kopfschrauben, vollkommen überforderte Konstruktionen. Ein Beispiel: Kawasaki Ninja 900B - ja die gute alte B, frühe 90er Jahre. Hier hat Kawa den Motor der ZXR750 auf 900ccm aufgebohrt und der neue Motor war dann nicht temperaturfest und hat regelmäßig die Kopfdichtung durchgeblasen. Da hilft dann auch kein Schraubennachziehen, Buchsen pressen, Warm- und Kaltfahren oder die berüchtigte verstärke Schweizer Fußdichtung. Eine grundlegend schlechte Konstruktion bekommt man nicht mehr gesundgebetet. Wenn eine Dichtung durchlässig wird, dann hat das Gründe, dann sind da Dichtflächen verzogen oder ausgewaschen, dann stimmt die Flächenpressung grundsätzlich nicht oder die Dichtung wird thermisch zu stark belastet. Und wenn man diese Ursachen nicht behebt - im Zweifelsfall durch eine teure Neukonstruktion - wird man das auch nicht mit x-seitigen Betrachtungen zu ZykoSchrauben nachziehen wieder dicht bekommen.
Und ich würde mich sogar zu der Behauptung hinreißen lassen, dass im Gegensatz dazu eine grundsätzlich gute Konstruktion auch mit ganz stinknormalen Baumarktschrauben dicht ist. Und auch dicht bleibt, wenn man die 15x wiederverwendet.

p.s.: Ich will gar nicht wissen, was hier für Untersuchungen angestellt werden, wenn mal eine Verschraubung an der Bremsleitung erneuert werden muss... Dort herrschen vermutlich noch höhere Drücke als im Zylinder.

p.p.s.: nur um das erwähnt zu haben, es gibt auch das Gegenteil. Vollkommen und glashart durchgehärtete Stehbolzen. Die sind aber auch nicht einfacher zu verbauen als normale Zykoschrauben.

 

[klawitter]

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Meine Fresse.
Wer viel rechnet...kriegt auch viele Ergebnisse.
Gebe ich auch mal meinen Senf dazu.
Eine Zylinderkopfdichtung ist eine simple Flanschdichtung.
Klar, eine Zylinderkopfschraube ist eine Dehnschraube. Das ist aber ausnahmslos jede andere Schraube auch. Jede Schraube wird immer auf Zug und Dehnung belastet.
Und auf der Schraube muss auch nicht Zylinderkopf draufstehen, um den Schraubenkopf abzureißen, das kann man mit jeder anderen Schraube auch schaffen. Besonders wenn man als Oldtimerschrauber auch mal an etwas "verbrauchterem" Material schraubt. So was z.B.:

Anhang anzeigen 200842

Anhang anzeigen 200844

Die ganzen Ausführungen sind ja alle theoretisch richtig. Man kann hier auch hundert Seiten Theorie dazu schreiben. Am Ende bleibt aber der Fakt, dass du damit keine grundlegend schlechte oder grenzwertige Konstruktion gesundgebetet bekommst.
Vor hundert Jahren ist man - weil es billiger herzustellen ist - vom Sackzylinder weggegangen und zu geteilten Motorkonstruktionen gewechselt. Und ab dem Zeitpunkt hat man die Dichtung gebraucht. Und seit dem gibt es hunderte Beispiele für schlechte Konstruktionen: zu dünne Feuerstege, zu schmale Díchtflächen nach außen oder zu öl- und wasserführenden Kanälen, Köpfe mit zu wenigen Zykoschrauben, unterdimensionierte Kopfschrauben, vollkommen überforderte Konstruktionen. Ein Beispiel: Kawasaki Ninja 900B - ja die gute alte B, frühe 90er Jahre. Hier hat Kawa den Motor der ZXR750 auf 900ccm aufgebohrt und der neue Motor war dann nicht temperaturfest und hat regelmäßig die Kopfdichtung durchgeblasen. Da hilft dann auch kein Schraubennachziehen, Buchsen pressen, Warm- und Kaltfahren oder die berüchtigte verstärke Schweizer Fußdichtung. Eine grundlegend schlechte Konstruktion bekommt man nicht mehr gesundgebetet. Wenn eine Dichtung durchlässig wird, dann hat das Gründe, dann sind da Dichtflächen verzogen oder ausgewaschen, dann stimmt die Flächenpressung grundsätzlich nicht oder die Dichtung wird thermisch zu stark belastet. Und wenn man diese Ursachen nicht behebt - im Zweifelsfall durch eine teure Neukonstruktion - wird man das auch nicht mit x-seitigen Betrachtungen zu ZykoSchrauben nachziehen wieder dicht bekommen.
Und ich würde mich sogar zu der Behauptung hinreißen lassen, dass im Gegensatz dazu eine grundsätzlich gute Konstruktion auch mit ganz stinknormalen Baumarktschrauben dicht ist. Und auch dicht bleibt, wenn man die 15x wiederverwendet.

p.s.: Ich will gar nicht wissen, was hier für Untersuchungen angestellt werden, wenn mal eine Verschraubung an der Bremsleitung erneuert werden muss... Dort herrschen vermutlich noch höhere Drücke als im Zylinder.

p.p.s.: nur um das erwähnt zu haben, es gibt auch das Gegenteil. Vollkommen und glashart durchgehärtete Stehbolzen. Die sind aber auch nicht einfacher zu verbauen als normale Zykoschrauben.

Alles schön und gut. Totschlagsrgumente (Wer viel rechnet…) brauchts bei einem technischen Thema vlt aber auch nicht.
Hier gehts ausschließlich um das in den Raum gestellte Ammenmärchen der im Hobbyverfahren gemessenen muhuhuhuaha spreizenden Anzugsmomente und der daraus vermeintlichen Ableitung schlechterer und ehedem besserer Schraubenqualitäten.
Gesundbeten muss man an der Block- und Kopfkonstruktion der Saabs ja nu wirklich wenig bis gar nichts. Hat ja auch niemand danach gefragt.