Projekt: Keyde 98SWXD36 Tuning / Modifikationen [Mittelmotor]

Wolf · 02.06.2015

Hallo zusammen und herzlich willkommen,

dieser Thread dreht sich um (m)ein neues Nebenprojekt, den Keyde Vorderrad-Nabenmotor, Modell 98SWXD36. Ich werde in den nächsten Monaten mehrere dieser Motoren einem "Wolf-Tuning" sowie Modifikationen unterziehen.

Der erste dieser Motoren ist für eine gute Liegeradfreundschaft von mir bestimmt.

Zuerst ein paar Fakten zu diesen Motoren, Wolf Special Edition

:

Kein interner Controller, keine Hallsensoren, kein Temperatursensor (letzteres folgt durch mich)
250W Nominalleistung
Wicklung für höchstmögliche Standarddrehzahl von Keyde (~260 UPM)
Diese Drehzahl ist basiert auf 36V Auslegung
Aluminiumgehäuse, ähnlich designt wie Rohloffgehäuse, einseitig Scheibenbremsaufnahme
Einbaubreite ca. 100 mm, Flanschdurchmesser ca. 102 mm, Gehäusedurchmesser ca. 81-83 mm
Full Metal Alchem.. ich meine: Vollmetalluntersetzung intern , 16:1 (müsste es sein)
Innenläufer-BLDC-Motor, keine Zahnraduntersetzung sondern Reibraduntersetzung, sehr effizient
Alle Getriebeparts aus Stahl, Freilauf intern, Dichtung und mäßiges Ölbad sollten möglich sein

(Wer sich nun fragt, wieso ein 250W Motor nicht im Pedelecforum besprochen wird: Nun, das ist nicht seine Maximalleistung und (partiell) unzulässige Nutzungen im Bereich bis 750-800W gehören dort nicht hin.)

Bilder sowie Ab-Werk-Gewicht:

Die Masseeeeee

:

Nr. 1 wird ein Mittelmotor - hierbei ist eine zum Verwendungszweck geeignete Maximaldrehzahl notwendig.

Da das Fahrrad ein schnelles Liegerad ist (genauer: ein sehr schnelles Liege-Tadpole-Trike) und der Motor als leichtgewichtige, dennoch bissige Hilfseinheit in hügeliger Region dienen soll, verwendet dieser die Kettenschaltung mit und wird aufs Edelste gewichtsoptimiert.

Vorne sind Kettenblätter im Bereich 40-60+ Zähne zum Einsatz, bei einer Kadenz um 80-120 sowie einer späteren Einsatzspannung von ~48V (wird noch entschieden) hat der Motor demnach 260/36 = ganz grob 7,22 U/V. Dies mal ~48 = 346 Umdrehungen die Minute als rein rechnerisch theoretisches Drehzahlmaximum.

Dieses durch eine maximale Kadenz von ~125 ergibt, dass der Motor (bei 55er Kettenblatt) ein ~20-22er Kettenblatt als Ritzel für den Kettenantrieb erhält. Somit variabel, leicht anzupassen, kompakt und leistungsstark. Nichtsdestotrotz kann der Motor bei gewünschter Ansteuerung schneller drehen, als das theoretische Maximum es erlaubt.

Aber das tut hier nichts zur Sache.

Nun gut, ich ging ans Werk:

.. und schraubte fleissig:

Nun ist er erst einmal zerlegt. Nächster Schritt: Neue Lager beziehen (korrosionsresistent), Temperatursensor beziehen, installieren, neue Litzen verlöten..

..und: Dem Baukasten eine Abmagerungskur verpassen.

To be continued..

Viele Grüße
Wolf

Reinhard · 02.06.2015

Wolf schrieb:
..und: Dem Baukasten eine Abmagerungskur verpassen.

Ich bin gespannt .... Ist mit Mittelmotor ein Kettenantrieb gemeint?

Wolf · 02.06.2015

Hallo Reinhard,

jop, er sitzt quasi in der Zugstrebe (darüber) und wird durch deren Verlauf (Motor"kettenblatt"unterseite etwas tiefer als die gespannte Kette, demnach mit kleinem Radius über das Kettenblatt) angepresst.

Ein Mittelmotor a la Upright (Tretlagermotor) ist es nicht, doch befindet er sich ein Stück hinter der Fahrzeug-/Kettenmitte, daher dürfte die Bezeichnung gut passen. An Uprights (allen voran Fullys) sind Mittelmotoren hinter dem Tretlager leider nur schwer integrierbar, das Problem besteht bei den meisten Liegerädern mit Hinterradantrieb zum Glück nicht.

Viele Grüße
Wolf

didi28 · 04.06.2015

Hallo Wolf,

klasse Projekt, wenn Du schon so weit gehst, stellt sich für mich die Frage, ob Du nicht auch noch die Wicklung für Deine Wolf Special Edition

des Motors optimieren möchtest. Erfahrungsgemäß ist der Füllgrad der Wicklungen nicht so hoch, wie er sein könnte, es ist also i.d.R. möglich Wirkungsgrad und Drehmoment durch eine Neubewicklung zu erhöhen. Im Nachbarforum wurde das gelegentlich mit Bafangs und Pumas (bezüglich keyde ist mir jetzt nichts bekannt) schon gemacht, die Motoren gingen danach wohl alle deutlich besser. Z.B. hier gibt einen ausführlichen Motorumbaubericht dazu:

http://www.pedelecforum.de/forum/index.php?threads/bafang-8fun-neu-wickeln.21895/

Schon optisch sieht man deutlich den Unterschied:

Massenfertigung (mit mehreren parallel geführten dünneren Drähten):

Optimierte Wicklung mit einem Draht, der dafür dicker ist:

Gruß Andreas

Wolf · 04.06.2015

Hallo Andreas,

zuerst einmal danke - auch für die Infos!

Der erste Motor ist nicht für mich, sondern für eine Liegeradfreundschaft, daher wäre Neuwickeln etwas zuviel des Guten (das kann so schon keiner bezahlen..).

Die Keyde Nabenmotoren, welche mir vorliegen, sind bereits One-wire-Wicklungen. Der Füllgrad ist sicherlich nicht "am Maximum" (gerade in Bezug auf, privat leider kaum durchführbare, Hochdruckverpressungen), entgegen den teilweise ab Werk beschädigten Multidünndrahtwicklungen (durch das Verpressen werden diese leider öfter isolationsseitig beschädigt

) jedoch deutlich besser, als erwartet.

Ich hätte bezüglich der Drahtdicke bei den Keydes keine Bedenken, 20-22A hineinzuleiten. Hier einmal Bilder:

Daher lasse ich die Ab-Werk-Wicklung bestehen, wirklichen Gewinn verspreche ich mir durch ein Neuwickeln bei diesen auf 250W ausgelegten Innenläufern nicht (ich bin kein Wicklungsprofi). Von der Drahtdicke gehe ich bei 40-50V Spannungslage von 500W Dauer und 900-1000W Peak aus, welche die Motoren strom- und verlustseitig verkraften dürften (allerdings muss die Kühlung dann optimiert werden - es ist recht wenig Kühlmaterial im Inneren und die Ableitung ist ab Werk nicht optimal).

Allerdings habe ich noch einen "kleinen Stator" zum Neuwickeln (mein erstes Ent- und Neuwicklungsprojekt, sozusagen)

:

Hier fehlt mir ein Hersteller von feinkörnigen Statorblechen mit 0,17mm bis 0,22 mm Stärke, der Möglichkeit der Backlack-Stator-Produktion von Einzelstücken sowie Interesse daran..

Soll ein High Speed High Efficiency "TC 200" werden.

Allerdings mangelt es mir momentan an Zeit und Gesundheit.. Mal abwarten, was kommt.

Viele Grüße
Wolf

Wolf · 04.06.2015

Hallo miteinander,

heute ging es trotz Narben-/Leistenbruch (sehr wahrscheinlich, ich muss mir alle 10 Minuten die Innereien zurechtdrücken

) weiter mit dem Motorprojekt.

Leider habe ich weder eine Fräse, noch eine Drehbank, noch eine robuste Standbohrmaschine im Zugriff. Auch keinen Schraubstock, welcher etwas taugt. Diese Arbeiten habe ich auf einer ca. 15 Jahre alten Aldi-Asia-Standbohrmaschine mit defekten Gleit- und Spindellagern durchgeführt.

Eingespannt wurden die Teile mittels defekter (geliehener) Schraubzwingen. Positioniert wurde alles nach Augenmaß. Tiefenanschlag gab es keinen.

Notiz an mich: Du brauchst eine konventionelle Fräse, einen Teilapparat, mindestens 4 Spannpratzen und du hast definitiv mehr Freude an den Arbeitsschritten...

Mehrere Komponenten des Motoraufbaus wurden gewichtsreduziert. Dies an Punkten, welche der Stabilität (bei Mittelmotoreinsatz) keinen Abbruch tun - bei einem als Nabenmotor eingesetzten Motor würde ich die Bearbeitung geringfügiger ausfallen lassen.

Deckel mit Ausfräsungen, passgenau ohne Durchbrüche:

Achsstummel mit Lagersitzen, minimal erleichtert (es ist nicht allzuviel Fleisch vorhanden). Die Bohrungen befinden sich an Stellen, welche keinem Abrieb unterliegen:

Motordeckel gründlich überarbeitet, Ausfräsungen zur Platzgestaltung (Temperatursensormontage, evtl. Hallsensormontage) sowie der Gewichtsreduktion - alle wichtigen Anschläge sowie notwendigen Gewinde sind weiterhin robust vorhanden:

.. und die andere Seite (hier sieht einer gut die Grenzen der beschränkten Möglichkeiten oben aufgelisteter Werkzeuge

):

Zusammengesteckt schaut der Deckel nun folgendermaßen aus:

Nun lese ich mir noch zwanzigfach die Notiz an mich durch und sinniere darüber nach.

Viele Grüße
Wolf

unsusi · 05.06.2015

...womit bewiesen ist, dass eine handwerkliche (Aus-)Bildung Gold wert ist.

Zu Deinem Leistenbruch (aka "Hernie") kann ich dir raten, das wenigstens per Ultraschall mal untersuchen zu lassen. Die Brüche sind meisten harmloser, als sie aussehen. Wenn sie aber Schmerzen verursachen oder die Gefahr besteht, dass z.B. der Darm oder die Blutzufuhr abgeklemmt wird, solltest Du operieren lassen.

Wolf · 05.06.2015

Hallo Unsusi,

da sagst Du etwas - handwerkliche Erfahrung ist die Lösung für viele Projek.. ähh, Probleme, welche einer ohne diese nicht einmal sieht.

bzgl. Leisten- oder Narbenbruch: Ich hatte letzten Okt./Nov. eine Appendixoperation.. und betreibe Kraftsport. Seit ein paar Tagen (Ursache waren angespannte Bauchmuskeln - während des Aufstehens einmal großer Schmerz, später wieder schmerzfrei) rutscht da drin etwas zurückdrückbar hin und her und blubbert ungut, demnach muss ich sowieso zur Untersuchung. Mal sehen, was bei herauskommt (erstmal einen Termin erhalten).

Viele Grüße
Wolf

unsusi · 05.06.2015

Wolf schrieb:
Mal sehen, was bei herauskommt

"Herauskommen" ist das passende Wort in dem Zusammenhang ;-)
Du kannst auch einfach ins nächste Krankenhaus. Zumindest macht man da ein EKG (Eier-Kontroll-Griff ;-)) und notfalls Ultraschall. "EKG" und Abtasten reicht aber meistens, um einen Bruch festzustellen.

Reinhard · 06.06.2015

Ich finde, irgendwelche Gesundheitsthemen gehören hier nicht rein ...

Wolf · 06.06.2015

@Reinhard: Deshalb haben wir diesen Part auch auf eine Unterhaltung verlagert.

Viele Grüße
Wolf

Wolf · 07.06.2015

Guten Morgen miteinander,

heute folgen weitere Fortschritte des Tuningprozesses.

Neue hochwertige Silikonlitzen in Überdimensionierung zwecks Verlustereduktion verlötet, Temperatursensor mittels hochwertigem 2K-Wärmeleitkleber an den Wicklungen installiert (ebenfalls mit temperatur- und ölresistenten Silikonlitzen):

Alles ordentlich passend verlegt und mit Mylarband fixiert (temperaturbeständig):

Achsaufsätze hohlgebohrt (nicht durchgehend, aufgrund der weiterhin angestrebten Pseudodichtigkeit) - leider mit dieser Billigmaschine keine Freude

und nicht 100%ig mittig (dennoch mehr als ausreichend präzise):

Hierzu sei gesagt: Asiastahl war, ist und bleibt besserer Kaugummi. Zum Bearbeiten muss einer ihn nicht einspannen - derart weich, ..

Und zuguterletzt die neuen Rillenkugellager, nun korrosionsresistent (zwar keine SKF/FAG/INA-Lager, jedoch Markenlager, mit welchen ich gute Erfahrungen zu bezahlbarem Preis erlebte):

To be komatösiert.

Viele Grüße
Wolf

freeride · 10.06.2015

Das schaut ja schon mal sehr gut aus, ich bin gespannt wie es weiter geht.

Wolf · 23.06.2015

Grüße Euch,

weiter schritt es mit diesem kleinen Projekt fort.

Bearbeiteter Motordeckel mit modifizierter Leitungsdurchführung sowie neuem Stainless Steel-Rillenkugellager:

Mittels 2K Epoxid fixierte (einige Windungen waren lose und bedenklich nahe am Rotor, daher alles ordentlich fixiert gegen Kollisionen) Wicklungen, passend verschrumpfte Zuleitungen:

Zuerst passend modifizierte, anschließend passivierte (phosphatierte), hinterher grundierte (Zinkstaubbeschichtung, effektiver Korrosionsschutz) Achsstummel:

.. anschließend wurden die Achsstummel noch grob in Schwarz Matt überlackiert, was allerdings eher schlecht hält (was solls, dient nur der Optik). Motorblock samt "Getriebe"

erneut montiert, Freilauffederkraft angepasst für optimalen Freilauf:

Zuleitungen verlegt, Achsstummel verschraubt und gesichert:

Anderen Achsstummel ebenfalls verschraubt und gesichert, vorhergehend noch eine Teflonfolie eingepasst, um die Lagerwalzen am Herausrutschen zu hindern sowie die Reibung zu minimieren:

Viele Grüße
Wolf

Kraeuterbutter · 26.06.2015

super, dass auch der keyde mal modifiziert und zerlegt wird..

Frage: einigen hat es ja bereits das Hohlrad zerrissen...
siehst du eine Möglichkeit hier zu "tunen" ?

also das Hohlrad außen mit CFK-Rovings zu umwickeln/laminieren ?

CFK hat doch einen negativen Wärmekoeffizient, nicht ?
wenn sich der Motor erwärmt, würde die CFK-Manschette sich dann zusammenziehen und ein brechen des Ringes vielleicht verhindern (?)
falls eine CFK-Manschette Platz hat....

oder mit Aramid-Rovings ?
die Rotoren von schnelldrehenden Brushelssmotoren (50.000rpm + ) werden ja auch mit einer Kevlar-Bandage versehen, weil es sonst schon mal vorkommt, dass ein Magnet abfliegt und es ihn zerreist..

Wolf · 26.06.2015

Hallo Kraeuterbutter,

das Hohlrad zerrissen?

Ein zweiteiliger massiver Stahlkorpus, welcher seitlich durch Ineinanderschieben den "Freilauf" verhindert und kraftübertragend klemmt?! Au Backe. Asiatenstahl halt..

Allerdings frage ich mich, wie die Reibrollen sowie die Motorachse hinterher aussahen.

"Tunen" im Sinne von "gegen Sprengen schützen" funktioniert schon. Der Stahlkorpus besitzt etwa 74,6 mm Aussendurchmesser, der Innendurchmesser des mitdrehenden Nabengehäuses etwa 76,8 mm. Du kannst demnach einen 0,8-1 mm Stahlring aus auf Zug belastbarem Stahl aussen herum verschweißt aufziehen. Allerdings hält dieser dann bloss eines der zwei Radteile zusammen. Das Innere kannst Du so nicht verstärken.

Der Vorgang am Aussenteil dürfte auch mit Kevlar o.Ä. funktionieren.

Viele Grüße
Wolf

Kraeuterbutter · 26.06.2015

keyde:

und hier - ich glaub ein Tonqxin:

http://www.google.at/url?sa=i&sourc...zGzwDv76mz6r3zpYp6rnCSUA&ust=1435440998314446

dürfte die häufigste Ursache sein, warum diese Motoren sterben...

also die 800 von dir genannten Watt... mal sehen....

Wolf · 27.06.2015

Hmm, diese Reibradgetriebeabtriebsseiten sind allerdings deutlich filigraner ausgelegt, als die mir vorliegenden.

Ich knipse Dir nachher zwei Bilder, dann kannst Du besser nachvollziehen, wieso ich an einen Riss nicht glaube (eher scheren die vier M4er Schrauben ab und das Ding reisst sich aus dem im Schraubstock verpressten Alukorpus raus..).

Viele Grüße
Wolf

Wolf · 27.06.2015

Hier einmal die abtriebsseitige Hohlradseite, verpresst im Alu des Deckels sowie zusätzlich verschraubt:

Der einzige Punkt, wo ich eine Schwachstelle sehe, liegt in der Aussenringstruktur - diese dient jedoch nach meiner Analyse nur zum Verhaken des Anpressmechanismus und Stabilisierung des gegenläufigen Aussenrings.

Dagegen wirken die zwei von Dir verlinkten Bilder wirklich filigran..

Viele Grüße
Wolf

Kraeuterbutter · 27.06.2015

hmm.. bin mir jetzt nimma sicher ob meine bilder oben eh nur den tonqxin zeigen und nicht den keyde...

aber von gebrochenen und nicht mehr funktionierenden keydes liest man im pedelecforum leider leider sehr viel (leider deshalb, weil ich am liebsten nur noch den motor verbauen würde, weil er so schön klein und leicht ist)

er hat jedenfalls den Ruf - ausgeliefert mit irgendwas um 11A Akkustromlimit - schnell hinüber zu sein...
manch einer traut ihm als Nabenmotor nicht mehr als 2000km Lebensdauer zu

bei dir als Kurbelantrieb hast du die axiale Belastung ja nicht, was der Lebensdauer der Lager wahrscheinlich zuträglich sein wird
[DOUBLEPOST=1435388705][/DOUBLEPOST]ist der Frontmotor eigentlich stärker/robuster als der Heckmotor...
kein Regler verbaut - da müsste ja mehr Platz im Motor sein...
wird der genutzt und ist er dadurch stabiler? Stator breiter? Getriebe breiter?