Reparatur der Ankerwelle am Thrige Titan Motor des Mini El City

Der eingeschraubte Wellenzapfen für das kleine Riemenrad bricht an der Querbohrung im Gewinde ab, weil diese als Anriß wirkt. (Kerbwirkung) Erschwerend dürfte hinzukommen, daß sich die Verbindung durch die Wechsel der Motordrehrichtung im Betrieb lockert.

Laut Aussage von Fachleuten gilt sowas als grober Konstruktionsfehler!

Der abgebrochene Zapfen hat aber auch einen Vorteil: Man kann jetzt den Anker aus dem Motor nehmen ohne diesen ausbauen zu müssen.
Zunächst müssen die beiden auseinandergebrochenen Teile nochmal "zusammengesetzt" werden um den Abstand zwischen dem Kugellager und dem Riemenrad zu messen, damit der Riemen nach der Reparatur seitlich wieder richtig auf der großen Riemenscheibe läuft.
Achtung! Das abgebrochene Teil muß bei der Messung sauber an der Planläche der Ankerwelle anliegen. (Eventuell stören dabei Zacken vom Bruch die man dann wegschleifen oder -feilen muß.)
 
 
 
 


Das Riemenrad spannt man am Zweikant in einen Schraubstock und dreht die Befestigungsschraube raus. Wenn man ein passendes Rohrstück findet, kann man dann das Teil mit dem abgebrochenen Stummel da reinstecken und den Stummel mit einem passenden Dorn aus dem Riemenrad prügeln. (Am Motor benötigt man dazu einen Spezialabzieher.) Prügeln geht auch im Schraubstock, aber man muß vorsichtig sein, damit die letzte Rille für den Rippenriemen dabei nicht verdrückt wird!
(Bei mir hatten das irgendwelche Berserker schon geschafft. Ich habe auch gleich die Gelegenheit benutzt mir den Abzieher anzufertigen)

Zunächst müssen der Querstift und der Rest des Gewindezapfens aus der Ankerwelle raus. Den Stift schlägt man mit einem Dorn durch. Das Gewinde in der Welle ist angeblich -normalerweise- M16x1,5. Bei mir war es aber M18x1,5!. Es sah auch so aus, als hätte schon mal jemand daran rumgemurkst. Jedenfalls habe ich den Anker in die Drehbank gespannt (wie das geht siehe weiter unten) und den Reststummel vorichtig rausgebohrt & gedreht bis das Innengewinde freilag.
(Ich halte nicht viel von sogenannten "Linksdrehern" die sich in einer Bohrung festkeilen und mit einem Windeisen betätigt werden. Die Dinger sind gehärtet, und wenn sie abbrechen, kriegt man den Rest höchstens noch mit einer Funkenerodiermaschine wieder raus!)

Zum Schluß habe ich mir einen Gewindebohrer geliehen und das Innengewinde sauber nachgeschnitten. Dann sah die Sache so aus:


Als nächstes wird aus einem Stück Rundstahl (ich habe St52 verwendet) mit einem etwas geringeren Durchmesser als der Sitz des Kugellagers ein Zapfen mit passendem Außengewinde (bei mir M18*1,5) angefertigt, den man in die Welle schrauben kann. (Das Teil braucht außen noch nicht präzise zu sein, es wird ja noch weiter bearbeitet.)

Bei der Materialauswahl kommt es auf Zugfestigkeit und gute Bearbeitbarkeit, aber nicht auf Härte an. Da ich das Teil wegen des Rundlaufs im Anker fertigbearbeitet habe, kam ein Vergütungsstahl, bei dem eine Wärmebehandlung nach der Bearbeitung erfolgen muß, nicht in Frage. Das Gewinde schneidet man besser mit einem passenden Schneideisen drauf, weil es bis an den Bund gehen muß, an dem  später das Ende der Ankerwelle anliegt.

Am Übergang des Gewindes in den dicken Zapfen darf keine scharfe Ecke enstehen, sonst besteht wieder Bruchgefahr!
Alles wird gut entfettet ("Bremsenreiniger" aus dem Autoteile-Laden), mit hochfester Loctite-Schraubensicherung eingeschmiert und der "Zapfenrohling" so fest wie möglich  in den Anker geschraubt. Am neuen "Zapfenrohling" kann man dabei ruhig die Rohrzange ansetzen, aber der Anker selbst darf nicht beschädigt werden!
Die Verklebung ersetzt den fatalen Querstift und ist nötig, damit sich der Zapfen beim Rückwärtsfahren nicht aus der Ankerwelle dreht!
Reinhold Schebler hat das auch schon so gemacht und im Normalbetrieb gibt es damit keine Probleme.

Man kann den Zapfen auch erst einkleben wenn alles fertig ist, aber dann besteht die Möglichkeit daß er "eiert" weil er beim endgültigen Einschrauben nicht wieder ganz genauso sitzt, wie während der Bearbeitung. Man kann das mit einem "weichen" Hammer (Blei, Kupfer, Plaste) und einer Meßuhr ausrichten.

Korrekt wieder raus kriegt man das Teil nur noch durch Erwärmen auf deutlich über  100°C. Das ist aber problematisch, weil man dabei sehr leicht die Isolation der Ankerwicklung beschädigt!)

Wir können aber auch anders: Wenn man bei Vollgas schnell in den Rückwärtsgang schaltet (!) dreht es den Stummel aus der Ankerwelle. Das Verfahren ist für Kettenantrieb getestet aber wegen auftretender Kollateralschäden weniger zu empfehlen.....


Das alte Kugellager wird wieder draufgesteckt, der Anker mit dem Zapfen für das Lüfterrad ins Futter der Drehbank gespannt, mit dem Reitstock zentriert und eine Stehlünette am Kugellager angesetzt. Jetzt kann man durch passendes Schrägstellen des Oberschlittens den Konus andrehen.
Das Bild ist zwar leider etwas unscharf, aber man kann ganz gut erkennen worauf es ankommt.
Wichtig bei dieser Arbeit ist, das der Übergang zwischen dem Konusende und dem dickeren Teil des Zapfens schön verrundet wird, damit dort nicht die nächste Bruchkerbe entsteht!
Dies ist -wie mir ein befreundeter gelernter Dreher bestätigt hat- der kniffligste Teil der Arbeit. Man muß zum Einen den richtigen Winkel finden und zum Zweiten die passende Länge des Konus hinkriegen. Den Winkel habe ich durch Probieren ermittelt, indem ich zunächst, vor der eigentlichen Arbeit einen Konus an ein Stück Abfallmaterial gedreht habe und mit dem kleinen Riemenrad und Tuschierfarbe probiert habe, ob er auf der ganzen Länge trägt. Mit dem Riemenrad als Hilfswerkzeug habe ich dann auch die Länge kontrolliert, damit der Riemen hinterher wieder fluchtete.
Vorsicht, selbst winzige Änderungen am Durchmesser bewirken, daß das Riemenrad deutlich weiter auf die Welle rutscht. Ich habe am Ende das Riemenrad noch mit feiner Schleifpaste "aufgeschliffen", damit der Konus überall trägt. Am Besten ist es, das Riemenrad noch in der Drehbank probeweise zu montieren und dann wieder abzuziehen (Abzieher!) weil schon das Anziehen der Schraube eine Längenänderung bewirkt.
Sollte das nicht 100%ig hinhauen, kann man natürlich auch das große Riemenrad auf der Hinterachse etwas verschieben, um die Riemenflucht wieder herzustellen. Das geht viel schneller als die Fummelei am Konus!

Zum Schluß bohrt man noch ein Kernloch in das Wellenende und schneidet das M8-Innengewinde für die Befestigung des Riemenrades.
Und so schauts dann letztendlich wieder aus:

Bisher hält diese Reparatur  vom Herbst  2001 bei mir einwandfrei. Mit den hier aufgeführten Informationen, einer kleinen einfachen Drehbank und Grundkenntnissen der Metallbearbeitung (ich bin kein Dreher) kann der Schaden dauerhaft repariert werden.

Vielen Dank an Reinhold Schebler, der mir die nötigen Informationen über den Aufbau des Motors zukommen lies.



© Ulrich Reeg (Kontakt siehe elweb), Stand: 07.04.2007