Kupplungsaktuator 451 eine Autopsie post mortem

[Spacefish]

Vorgeschichte:

Meine Kugel schaltete statt vom 3. Gang in den Leerlauf und ich rollte dann gerade noch so auf eine Busspur, anstatt eine der größten Kreuzungen Stuttgarts morgens im Berufsverkehr zu blockieren.

 

Nach ein paar Tests kam ich zu dem Schluss das der Kupplungsaktuator wohl nichtmehr aussteuert und das entweder an den Kabeln / Stecker liegt oder er hinüber ist.

 

Also die Kugel "schnell" Sammstag -> Sonntag nacht 02:00 - 07:00 im strömenden Regen nach Plüderhausen zu fismatec geschleppt. Dort ging erstmal das Fenster nicht mehr zu, da die Batterie leer war -> Starthilfekabel gekauft (38€ :o )

 

Die Mitarbeiter von fismatec bestätigten meine schlimmsten Befürchtungen, der Aktuator ist hinüber, der neue kostet 588€ und es gibt ihn nur als Originalteil und nicht auf der Aftermarket. Als das Teil da war, tauschten sie ihn für einen sehr fairen Preis. (Nur weiterzuempfehlen das SC hätte sicher über das doppelte genommen so wie ich das einschätzen kann)

 

Da mich genauer interessierte woran der alte gestorben ist, nahm ich ihn mit und zerlegte ihn Heute hier die Bilder des grauens:

 

Todesursache: Die Schnecke die direkt in die Achse des Elektromotor gefräßt ist, wurde durch den Elektromotor abgescheert.

 

Die andere Seite (Plastik) hat auch gelitten, die Zähne sind durch die Metallschnecke ausgefräßt worden.

 

vermtl. die Ursache allen Übels, der Aktuator klemmt in der gespannten Position, obwohl der Elektromotor sowie die Reste der Schnecke entfernt wurden.

 

Hier der Aktuator im entspannten Zustand nachdem ich ihn mit Gewalt gelöst habe und er dann zurückschnappte: ACHTUNG: Die Feder ist unheimlich stark, wenn man da irgendwo die Finger dazwischen kriegt sind diese vermtl. ab oder zumindest mehrfach gebrochen! Der Hinweis außen auf dem Gehäuse: "Do not open" steht vermtl. nicht zum Spass dort.

[Spacefish]

Warning: Do not open :lol:

 

Hier nochmal der zerlegte Elektromotor. Die Wicklungen sind auf dem Rotor angebracht und werden über Schleifer mit Energie versorgt, das ist vermtl. auch eine Quelle an denen Aktuatoren gerne sterben..

 

Der Stator besteht aus Permanentmagneten die einfach in das Motorgehäuse gelegt sind und durch U-Eisendrähte an Ort und Stelle gehalten werden.

 

Einen Sensor zur Positionsbestimmung des Aktuators konnte ich nicht finden, Alle Leitungen gehen nur in den Motor und es gibt keinerlei Mechanismus der die tatsächliche Position ermittelt. Wenn überhaupt, ist das ganze über einen Pulsgeber am Motor gelöst von dem das Steuergerät dann inkrementell die Pulse mitzählt, was vermtl. sehr Fehlerträchtig ist und auch erklärt wieso man die Kupplung ab und zu "neu anlernen" muss dass die Kugel nicht mehr ruckelt..

 

Im Gehäuse war außerdem sehr viel Metallabrieb / Späne, ich denke das ganze lief auch schon die letzten 4 Jahre nicht so wirklich sauber, wenn man die sehr grob gefräßte Spindel anschaut weiß man auch wieso...

 

Die Teile des Aktuators liegen noch bei mir rum, falls sie Jemand gebrauchen kann und ich diesem 588€ erspare dadurch, schicke ich sie gerne zu. (Elektromotor, sowie die Zähne des Kuchenstückförmigen Teils sind halt defekt).

[ Diese Nachricht wurde editiert von Spacefish am 18.10.2012 um 19:22 Uhr ]

[rms]

Blancpain-qualité, tous les jours très bien.

 

rms

-----------------

Blitzwürfel

42 passion coupé (451er)

04/2008, 84 Pe-äss-la

 

[EddyC]

Quote:

Am 18.10.2012 um 19:18 Uhr hat Spacefish geschrieben: Einen Sensor zur Positionsbestimmung des Aktuators konnte ich nicht finden, Alle Leitungen gehen nur in den Motor und es gibt keinerlei Mechanismus der die tatsächliche Position ermittelt. Wenn überhaupt, ist das ganze über einen Pulsgeber am Motor gelöst von dem das Steuergerät dann inkrementell die Pulse mitzählt, was vermtl. sehr Fehlerträchtig ist und auch erklärt wieso man die Kupplung ab und zu "neu anlernen" muss dass die Kugel nicht mehr ruckelt..

 

schön gemacht!

Wenn Du den Motor noch weiter zerlegst findest Du die HallGeneratoren die dem MEG mitteilen wieviel Umdrehungen der Motor gemacht hat.

 

 

 

Die Impulse, die das MEG zählt, werde im EEprom abgelegt und immer wieder neu gelernt.

 

Daran kann man auch sehr schön sehen wie stark der Motor ist. Der hat so viel Kraft das es die Welle abdreht.

Dabei sind einige Leute immer noch der Meinung das man den entlasten muss damit es besser schaltet. :lol: :lol:

 

[Lurch]

Anstatt den Motor zu zerlegen wäre ein Versuch ihn zu reklamieren ( Materialschwäche??) vielleicht die bessere Wahl gewesen!?!? :(

-----------------

 

 

[Ahnungslos]

Quote:

Am 18.10.2012 um 19:10 Uhr hat Spacefish geschrieben: der Aktuator ist hinüber, der neue kostet 588€ und es gibt ihn nur als Originalteil und nicht auf der Aftermarket.

Der Preis ist heiss! :o :o :o

 

Da war der des 450ers ja geradezu ein Sonderangebot!

[Spacefish]

Quote:

Am 18.10.2012 um 22:41 Uhr hat Lurch geschrieben: Anstatt den Motor zu zerlegen wäre ein Versuch ihn zu reklamieren ( Materialschwäche??) vielleicht die bessere Wahl gewesen!?!?

Hm denk nicht das das noch gegangen wäre, der Motor ist ja schon über 4 Jahre alt und die Garantie schon lange abgelaufen... Das Teil wird von Sachs hergestellt und nicht direkt von MB b.t.w.

Ich hab die Erfahrung gemacht das alle meine Kulanzanfragen bisher abgelehnt wurden von MB unter anderem so Sachen wie das vom Sonnenschieber der Stoff sich auflöst und auf die Leitschienen draufschmillzt.

[Spacefish]

Quote:

Am 18.10.2012 um 23:01 Uhr hat Ahnungslos geschrieben: Der Preis ist heiss! Da war der des 450ers ja geradezu ein Sonderangebot!

 

Ja schon, zumal es ja im Grunde die selbe Technik ist und nicht großartig verändert wurde bis auf eine bisschen andere Form des Gehäuses / der Befestigungspunkte und die Stange ist etwas anders verbunden innen.. Dafür ist alles aus Plastik.

[Spacefish]

Quote:

Am 18.10.2012 um 22:35 Uhr hat EddyC geschrieben: schön gemacht! Wenn Du den Motor noch weiter zerlegst findest Du die HallGeneratoren die dem MEG mitteilen wieviel Umdrehungen der Motor gemacht hat. Die Impulse, die das MEG zählt, werde im EEprom abgelegt und immer wieder neu gelernt. Daran kann man auch sehr schön sehen wie stark der Motor ist. Der hat so viel Kraft das es die Welle abdreht. Dabei sind einige Leute immer noch der Meinung das man den entlasten muss damit es besser schaltet. :lol: :lol:

Hm evtl. meinen die das durch das entlasten er minimal schneller dreht.. Nach den vielen Pins zu urteilen wird der doch eh irgendwie wie ein BLDC angesteuert aber da hab ich jetzt nicht genau geschaut wies gemacht ist. Dann wäre die Drehzahl ja eh vom MEG vorgegeben.

 

 

Was mich wundert wie sie dann die Start und Endpunkte ermitteln, wenn das MEG die Position vergessen hat durch Stromausfall oder durch tauschen des Aktuators.. Lassen sie dann den Motor mit kleinem Strom so lange laufen bis der Stromverbrauch ansteigt und sie somit das Ende erkennen? Bei auftretenden Problemen scheint das ja nicht gerade die optimale Lösung zu sein :lol: . Ich denke auch das es bei mir das Problem war das es beim kalibrieren abgescheert ist, da der Aktuator ja voll ausgesteuert war bis er blockiert. Oder es war ein fehler im MEG das er zu weit gefahren ist durch verlorene Signale vom HAL Sensor..

 

Ach wenn ich so ein Teil hätte bauen sollen, hätte ich nen absoluten Gray-Code Drehsensor an die Achse des kuchenförmigen Stückes gemacht, dann hätte das MEG immer die Absolutposition gekannt und es gäbe solche Probleme nicht... Oder einfach 2 simple Schalter die auslösen wenn in eine Richtung maximal ausgesteuert.. b.z.w. halt auch HAL-Sensoren zwecks Dreck u.s.w.

 

Für mich hat das irgendwie die Qualität als würde man einen Aufzug bauen, der keine Sensoren für die Etagen noch für oben und unten hat.. Wenn der Strom ausfällt wird der Aufzug dann halt erstmal an die Decke des Schachtes gezogen um zu schauen wo Ende ist, wenn die Seile reißen oder die Decke zerstört wird fällt der Aufzug halt runter, aber man hat 3 Mark 20 für den Sensor gespart...

[Spacefish]

So rein optisch scheinen sie ja die Achse des Elektromotros Motors beim 451 sogar noch dünner gemacht zu haben wie beim 450er...

Aber eigentlich sollte das ja ein bekanntes Problem sein das die abreißen kann wenn das schon beim 451er so war...

[macke1]

Das nennt sich Motorwelle.

Diese Motorwellen haben aber nur zwei

Zähne als Zähnezahl,deswegen sieht

es eher wie eine Schneckenwelle aus.

Und das was Eddy mit dem endlasten meint,

hat er immer noch nicht verstanden,worum es dabei wirklich geht.

Der Motor hat genügend Kraft,das ist richtig

und deshalb kann so eine Motorwelle sich auch

abscheeren,wenn was verklemmt oder die Kräfte von Kupplung und Aktuatorfeder

sich zu sehr unterscheiden.

Der Motor ist nur dafür da,den Ausrückhebel

zu bewegen,nicht um Kupplungsdruckkräfte

aufzunehmen,wodurch der Motor überhitzen

würde.Der Motor hat nämlich keine Kühlkörper und kann endstehende Wärme

durch Überbelastung nicht abgeben,jedenfalls

nicht schnell genug und dann kommt es zu ausfällen,z.B. wenn man im Stau fährt.

 

[macke1]

Das nennt sich Motorwelle.

Diese Motorwellen haben aber nur zwei

Zähne als Zähnezahl,deswegen sieht

es eher wie eine Schneckenwelle aus.

Und das was Eddy mit dem endlasten meint,

hat er immer noch nicht verstanden,worum es dabei wirklich geht.

Der Motor hat genügend Kraft,das ist richtig

und deshalb kann so eine Motorwelle sich auch

abscheeren,wenn was verklemmt oder die Kräfte von Kupplung und Aktuatorfeder

sich zu sehr unterscheiden.

Der Motor ist nur dafür da,den Ausrückhebel

zu bewegen,nicht um Kupplungsdruckkräfte

aufzunehmen,wodurch der Motor überhitzen

würde.Der Motor hat nämlich keine Kühlkörper und kann endstehende Wärme

durch Überbelastung nicht abgeben,jedenfalls

nicht schnell genug und dann kommt es zu ausfällen,z.B. wenn man im Stau fährt.

 

[EddyC]

Quote:

Am 19.10.2012 um 13:46 Uhr hat macke1 geschrieben: Der Motor hat nämlich keine Kühlkörper und kann endstehende Wärme durch Überbelastung nicht abgeben,jedenfalls nicht schnell genug und dann kommt es zu ausfällen,z.B. wenn man im Stau fährt.

 

Macke, das stimmt so nicht!

 

Da werkelt ein herkömmliches Stirnradgetriebe mit schräg verzahnten Zahnräder. Die Welle vom Motor wird bei

Schrägverzahnung stärker belastet als bei gerade verzahnten Rädern.

 

Die Tyristoren im MEG regeln den Schutz des Motors. Wenn Du Dir die Datenblätter dazu anschaust wirst Du erkennen das die, wenn die bei hohem Strom, den der Motor locker verträgt, zu warm werden, keine Leistung mehr durch lassen.

Der Motor kann so heiß werden bis das er durchbrennt ehe er seine Arbeit einstellt.

 

Du bist der beste Handwerker den ich so kenne aber bei der Physik muss Du noch einiges lernen. ;-)

 

 

Und ja, beim Roadster lernt das MEG die Anschläge indem es den Motor ansteuert (normal mit 2 Volt), und wenn die Hallgeneratoren nichts mehr melden wird ab geschaltet und die Position gelernt. Der eine Anschlag ist 0 der andere irgendwas zwischen 787 und 1004.

 

Es ist wirklich simpel und genial!

[ Diese Nachricht wurde editiert von EddyC am 19.10.2012 um 21:18 Uhr ]

[macke1]

Bei einer Zähnezahl von nur zwei,kann

man keine Geradverzahnung daraus bauen,

das würde nicht funktionieren.

Dazu bräuchte man wenigstens 5 Zähne

an der Motorwelle.In Sachen Physik brauchst

du mir nichts zu erklären versuchen,

da weiß ich bestens bescheid.

Mit einem in der Feder angepasster Aktuator

auf eine stärkere Kupplung ist bis lang noch niemand im Stau liegen geblieben,ohne angepassten Aktuator in verbindung mit

eine Sportkupplung allerdings schon sehr häufig.

Wenn es deiner Meinung nach unnötig ist,eine angepasste Aktuatorfeder zu fahren,weil der Motor genügend Kraft hat,

verrate und doch mal,warum da überhaupt eine Feder im Aktuator drin ist?

Ohne die passende Gegenfederkraft kann

der Aktuator auf Dauer nicht funktionieren,

sonst hätte man das auch weg lassen können. ;-)

[Spacefish]

Also is ja klar das die Feder da drinne ist um den Motor zu entlasten, daran das der "Durchbrennt" im Stau glaub ich fast nicht, da fackelt eher die Leitung dort hin ab, bevor die dicke Kupferwicklungen durchbrennen. Zumal wie ja an meinem Aktuator zu sehen vorher eher eine mechanische Beschädigung auftritt und der Motor einfach frei dreht.

 

Macke hat natürlich recht, es handelt sich um eine Schrägverzahnung, die "schrägung" ist jedoch sehr extrem und die "Welle" erinnert stark an eine Schneckenwelle mit ein bisschen zu steil geratener Steigung.

 

"genial" ist die Technik so lange sie funktioniert. Sie hat halt das manko aller inkrementellen Messsystemen.. Die absolute Genauigkeit nimmt mit der Betriebsdauer ab und irgendwann fährt er dann halt mit 12V volle Knülle gegen die Wand und zerreißt die Motorwelle und das Zahnrad ... :(

[EddyC]

Quote:

Am 21.10.2012 um 03:01 Uhr hat Spacefish geschrieben: Sie hat halt das manko aller inkrementellen Messsystemen.. Die absolute Genauigkeit nimmt mit der Betriebsdauer ab und irgendwann fährt er dann halt mit 12V volle Knülle gegen die Wand und zerreißt die Motorwelle und das Zahnrad ...

 

was bitte nimmt beim Zählen der Umdrehung per Hallgeneratoren an Genauigkeit ab?

 

Der Motor wird nie mit 12Volt angesteuert sondern über Leistungstransistoren wird die Leistung so weit erhöht bis das eine Bewegung erkannt wird.

Da die beiden Endpositionen per Feder (und NUR dafür ist die da) ohne Leistung gehalten werden ist das MEG zu 90% damit beschäftigt den richtigen Schleifpunk, der ermittelt wurde, zu finden & zu halten.

 

Aus meinen Tests weiß ich das der Aktuator auch ohne Feder die Kupplung drücken kann (der drückt sogar den Stift durch das Ausrücklager) aber das die Endpositionen nicht ohne Leistung gehalten werden kommt das MEG nicht damit klar.

 

Es ist auch logisch das man bei "Sportkupplungen", die einen technischen Rückschritt gegenüber einer SAC-Kupplung sind, noch mehr ändern muss. Es spricht eigentlich nur für die Fehlkonstruktion der "Sportkupplung" das die ohne Anpassungen nicht richtig funktionieren.

 

BTW habe ich eine originale SAC-Kupplung auf eine andere Mittnehmerscheibe umgebaut. Beim ersten Test hat es das Getriebe nach knapp 25000 km zerlegt. Es hat den gleichen Lagerschaden wie einige CDI's.

Die Kupplung hat komischerweise gehalten. ??

Die hat man nicht einmal nachstellen müssen und ist auch nicht verbrannt.

 

 

[macke1]

Man kann Sportkupplungen auch richtig

einstellen,daß sie vernünftig und sehr

lange sehr große Kräfte übertragen können.

Das kann aber nicht jeder und orginal

neu gekauft sind die meist auch nicht

optimal gebaut.Ich habe mit meiner

Sportkupplung keinerlei Probleme und

die Scheiben halten gute 100000Km.

Ab und an sollte der Aktuator mal neu

eingestellt werden,aber auch nicht all

zu offt.Ohne ab und zu Aktuator neu einstellen,gammeln die Schrauben auch

gerne mal fest,was auch nicht gerade schön ist. :-D

Normal scheert die Motowelle nicht so einfach ab.Da muß schon ein Materialfehler

vorgelegen haben oder etwas war verklemmt

oder die messelektronik hat verrückt gespielt.Die Sackkupplungen sind jedenfalls

mist und wurden in den neuen 451 auch

nicht mehr eingebaut.Die Smartleute wissen sicher auch warum die diesen Schrott nicht mehr verbauen. :-D

[EddyC]

Quote:

Am 21.10.2012 um 14:23 Uhr hat macke1 geschrieben: Die Sackkupplungen sind jedenfalls mist und wurden in den neuen 451 auch nicht mehr eingebaut.Die Smartleute wissen sicher auch warum die diesen Schrott nicht mehr verbauen.

 

ROTFL

frage mich oft von welcher Welt Du bist.

 

1. ist die Kupplung eine 200mm Kupplung und nicht wie diese möchte-gern-Sportkupplungen mit max 180mm

2. ist eine herkömmliche Kupplung viel billiger und jeder Autohersteller spart wo er kann. Besser wird dadurch nichts.

3. sind SAC-Kupplungen in modernen Autos, wo es kein Kupplungspedal mehr gibt, Standard.

 

Gebe aber zu das eine Modulkupplung wirklich nicht Zeitgemäß ist.

 

Aber bleibe Du ruhig bei Deinem Vorkriegsmodell einer Kupplung. :-D :-D

 

 

 

 

 

[macke1]

Die hält wenigsten zuverlässig die mindestens 200Nm Drehmoment,

die bei meinem Motor anliegen.

Und die Sportkupplungen haben 190mm

Kupplungsscheiben die einen Bruchteil davon

kosten,was eine neue Sackkupplung kostet,

wo man nicht einfach nur die Scheibe austauschen kann. :lol:

Außerdem halte ich diese Sackdinger für

lebensgefährdende Fehlkonstrucktionen.

Durch den unberechenbaren Abrieb können

diese Kupplungen nicht zuverlässig arbeiten.

Ich hatte das damals mit orginaler Schrottkupplung einige male,daß dieser Mist

bei Überholvorgängen ganz plötzlich nur

noch durchrutscht und man keinen Vortrieb

mehr hat.Sowas sollte verboten werden.

 

[ Diese Nachricht wurde editiert von macke1 am 21.10.2012 um 22:20 Uhr ]

[Spacefish]

Mit das das inkrementelle System über die Zeit ungenauer wird, bezog sich auf die absolute Positionierungsgenauigkeit. Wenn das Boardnetz des Smarties mal wieder zusammenbricht beim anlassen im Winter während die Kupplung sich gerade bewegt oder eben einfach Wasser in den Stecker kommt / ein Wackelkontakt besteht, kriegt das MEG halt keine Impulse mehr vom Hall-Sensor und schon kann es die Position nichtmehr genau bestimmen.

Ich weiß nicht was für ein Hallsensor dort verbaut ist oder ob es zwei sind, aber halte es für durchaus denkbar, das durch die Feder und die Kupplung der Aktuator nach dem aussteuern nochmal in die andere Richtung läuft für 1-2° und dann kriegt das MEG evtl. nen Puls vom Sensor, weiß jedoch nicht in welche Richtung u.s.w....

 

Was ich damit sagen will, inkrementelle Wegmesssysteme sind ohne Endschalter niemals Foolproof.. Das sieht man ja bei diversen anderen Anwendungen.

[macke1]

Moin.Ich habe meinen Aktuator mal wärend

des Betriebes gefilmt,um zu verstehen

wir der arbeitet.Der Schleifpunkt der

Kupplung liegt ca in der Mitte des Aktuatorweges.

Ich häng mal die Videoadresse an,daß

ihr euch das mal anschauen könnt,wie

ein Aktuator normal funktioniert.

 

[ Diese Nachricht wurde editiert von macke1 am 22.10.2012 um 12:47 Uhr ]

[Ahnungslos]

Naja, am Anfang und Ende ist das ja ganz gut zu sehen, aber ab 0:20 liegt das Ganze dann doch ziemlich im Dunkeln und kommt erst kurz vor Schluss wieder ans Tageslicht! :(

 

 

[macke1]

Die Kamera hatte leider kein Licht.

Aber man kann mit hilfe des Tons

und den wenigen Momenten wo das Licht

recht recht gut erkennen,wie so ein Aktuator

funktioniert.Beim Schalten fährt er schnell

von Anschlag zu Anschlag und beim Anfahren

und langsamem Fahren bleibt er ziemlich lange in der Mitte und

bewegt sich nur wenige Millimeter.

[Ahnungslos]

Das ist ja klar, das verhält sich im Prinzip wie das Kupplungspedal eines Schaltwagens!

Der Kupplungsaktuator macht ja im Prinzip nix anderes als das Kupplungspedal in einem Schaltwagen!

Wenn die Kupplung schleift, beim Anfahren, befindet sie sich ja an dem angelernten Schleifpunkt, ergo muß der Aktuator auch dort erstmal verharren, beim Schalten während der Fahrt ist dies nicht erforderlich und die Kupplung wird schnell komplett betätigt, also ausgekuppelt und auch nach dem Schaltvorgang schnell wieder eingekuppelt!

 

[ Diese Nachricht wurde editiert von Ahnungslos am 22.10.2012 um 13:07 Uhr ]

[EddyC]

Quote:

Am 22.10.2012 um 11:26 Uhr hat Spacefish geschrieben: Mit das das inkrementelle System über die Zeit ungenauer wird, bezog sich auf die absolute Positionierungsgenauigkeit.

 

im Aktuator sind 2 Hallgeneratoren die über 4 Drähten mit dem MEG Verbunden sind.

Ich denke nicht das das zählen mit der Zeit ungenauer wird. ;-)

 

Das MEG lernt die Endpositionen recht genau weil das die einzigen Positionen sind wo der Motor keine Leistung braucht (der Aktuator wird an den Positionen per Feder gehalten).

Somit hast Du Deine "Endschalter" bzw. die Werte dazu. ;-)

Der Schleifpunkt wird auch immer wieder neu ermittelt und im EEprom ab gelegt.

 

Du hast aber nicht unrecht!

Wenn die gelernten Werte unplausible sind kommt das MEG erst wieder zum lernen wenn man es extern per StarDiagnose ansteuert. Das passiert bei den alten Kugeln mal öfters.

Beim Rodster kenne ich das NUR von Macke weil er ein funktionieren unterbindet indem er dem MEG den Strom abschaltet bevor es was ins EEprom schreiben kann.

 

@Macke

Deinen Roadster kannst Du nicht für irgendwelche Vergleiche heranziehen. Oder gibt es an dem Wagen noch ein Teile die NICHT verändert wurden?

 

Meine 4 Roadster fahren, nachdem ich Sportkupplungen ausprobiert habe, alle wieder mit originaler SAC-Kupplung. :-P

 

Und das die umgebaute SAC-Kupplung mehr hält als das Getriebe hätte ich nicht vermutet.