Nicht zu vernachlässigen ist m.E. die Geräuschentwicklung der elektr. Spindelantriebe, da ist die Hydraulik im Vorteil und deshalb auch zum Zug gekommen.
⌛ Z4 E89 - Kennt sich einer der hier anwesenden Maschinenbauer mit Linearantrieben oder Spindelmotoren aus? ☕
- Ersteller RobbiZ4
- Erstellt am
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Ne, aber wofür sonst habe ich vor Jahrzehnten mal elektrisches Inschenörwesen studiert?Bist Du ein Schwabe @RobbiZ4, die sind eigentlich die Tüftler.
Zuletzt bearbeitet:
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Ich könnte mir das Messen am Dachmodell relativ einfach vorstellen, da alle interessanten Bereiche von jeder Seite aus frei zugänglich sind. Zugkräfte könnten evtl. mit einer simplen "Federwaage" zu ermitteln sein, Druckkräfte mit der dort veröffentlichten Umbauanleitung evtl. auch. Einen Versuch mit 2 von Hand gefahrenen, günstigen Linearmotoren (ca. 20-30€ bei eBay) kann ich mir am Modell ebenfalls vorstellen, um einen ersten Eindruck von einer Umsetzbarkeit zu bekommen.Kräfte werden typisch mit Dehnungsmessstreifen (DMS) oder Piezosensoren gemessen. Allerdings wüsste ich aus dem Stand nicht, wie man hier konkret vorgehen sollte, um solche Sensoren käuflicher Art zu integrieren (HBM Messtechnik: Aufnehmer, Messverstärker, Messtechnik). Sofern man immer freie Bereiche der Stangen hätte, könnte man da zwar womöglich DMS aufbringen, aber das dann kalibriert bekommen - wie soll das gehen?
Könnte man aber nicht den Arbeitsdruck der Hydraulik mitloggen (Drucksensor an Stichleitung, sowas müsste man erstens halbwegs bezahlen können und zweitens relativ einfach an der Pumpe adaptieren können?), um zumindest schon mal Druckpeaks (= Kraftpeaks) zu finden, womit schon mal die Dachlagen maximalen Kraftbedarfs bekannt wären. Über die Geometrie der Zylinder müsste man doch dann abschätzen, oder sogar recht genau errechnen, können, welche Kraft sie aktuell erzeugen?
Wir haben schon mal grobe Strommessungen an der Hydraulikpumpe vorgenommen. Als erste Annäherung an die von der Hydraulik aufzubringende, schwankende Kraft wäre ein Strom-Zeit-Diagramm hilfreich. Allerdings dürften damit keine Kräfte errechenbar sein.
Das ist sicher auch ein spannendes Thema, da eine von einem Elektromotor gedrehte Spindel in der Dachkonstruktion einen herrlichen Resonanzkörper finden dürfte. Das Dachöffnen und -Schließen wird dann zukünftig von einem Konzert begleitet.
Auch um das zu beurteilen müsste ich mal so einen Spindelmotor im RealLife anfassen und in Betrieb nehmen.
Ein "echter" Linearantrieb ist auch hier m.E. deutlich im Vorteil!
Versuch mach kluch.
Zuletzt bearbeitet:
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Interessanter Hinweis auf alterungsbedingte Hydraulikschäden bei den Modellen Mercedes SL R129 (1989 - 2001) und Mercedes E-Klasse A124 (1991 - 1997), die unseren Z4 ca. 12-20 Jahre voraus sind:
www.rscauto.de
"Die Verdeckhydraulik des R129 ist ein komplexes System aus – je nach Baujahr – zwölf bzw. elf Hydraulikzylindern. Bei den Cabrios der 124er Baureihe sowie bei der ersten Baureihe des CLK-Cabrios sind acht Hydraulikzylinder verbaut, wobei beim W208 sieben Zylinder verpresst sind und sich daher nicht revidieren lassen. Hitze und die Folgen jahrelanger Nutzung lassen die Dichtungen rissig und durchlässig werden – ein Problem, von dem früher oder später ALLE Hydraulikzylinder betroffen sind. Die in der der A-Säule verbauten Zylinder werden i. d. R. als erste undicht; das Hydrauliköl tropft auf die Sitze und verunreinigt sie. Es ist dann nur noch eine Frage der Zeit, bis auch die Dichtungen in allen weiteren Zylindern undicht werden. Wir empfehlen unseren Kunden, frühzeitig das gesamte System der Verdeckhydraulik erneuern zu lassen."
Diese Art Hydraulikschäden kennen wir bisher noch nicht von unseren Z4, da die Fahrzeuge deutlich jünger sind. Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit trifft uns die Alterung der Dach-Komponenten jedoch in Zukunft mehrfach:
Die Hydraulikzylinder der älteren Mercedes sind noch geschraubt und können einfach geöffnet werden, um die internen Dichtungen zu erneuern. Dies geht bei den BMW Hydraulikzylindern nicht so einfach, da diese verpresst und nicht mit normalen Mitteln zu Öffnen sind. Bei uns wird diese Art Revision deutlich teurer werden.
Aus diesem Grunde erscheint es mir sinnvoll, daß wir uns frühzeitig auch gesamtheitlich mit potentiellen Alternativen beschäftigen.
Also, zurück zu meiner Eingangsfrage im Titel dieses Threads: Hat hier im Forum vielleicht jemand konkrete Erfahrung aus der Praxis?
Verdeckhydraulik
www.rscauto.de
Diese Art Hydraulikschäden kennen wir bisher noch nicht von unseren Z4, da die Fahrzeuge deutlich jünger sind. Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit trifft uns die Alterung der Dach-Komponenten jedoch in Zukunft mehrfach:
- Hydraulikkabelbaum nach 8-10 Jahren
- Hydraulikzylinder irgendwann in den Jahren Richtung 20
- Hydraulikkabelbaum erneut nach weiteren 8-10 Jahren
- Und dann sehe ich noch den Wellendichtring (WDR) der Hydraulikpumpe als Schwachpunkt an, der uns vereinzelt oder gar überwiegend treffen wird.
Auf dieses Problem hat mich Klaus Witte von TopHydraulics erstmalig hingewiesen, da dies in den Staaten offensichtlich bereits öfters auftritt.
Dieser Wellendichtring verhindert das Austreten des Hydrauliköls von der Pumpe in den Anker des Pumpenmotors. Ich habe bisher einmal so einen Schaden gesehen, bei dem die Pumpe erneuert werden musste. Der ölverklebte Anker sieht dann so aus:
Die Hydraulikzylinder der älteren Mercedes sind noch geschraubt und können einfach geöffnet werden, um die internen Dichtungen zu erneuern. Dies geht bei den BMW Hydraulikzylindern nicht so einfach, da diese verpresst und nicht mit normalen Mitteln zu Öffnen sind. Bei uns wird diese Art Revision deutlich teurer werden.
Aus diesem Grunde erscheint es mir sinnvoll, daß wir uns frühzeitig auch gesamtheitlich mit potentiellen Alternativen beschäftigen.
Also, zurück zu meiner Eingangsfrage im Titel dieses Threads: Hat hier im Forum vielleicht jemand konkrete Erfahrung aus der Praxis?
Zuletzt bearbeitet:
Jack Blues
Rennlizenz erhalten
Schöne Vorlagegesamtheitlich mit potentiellen Alternativen beschäftigen.
Aber ich vollende mal nicht 
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Sodele,
zwischenzeitlich habe ich alle im E89 verbauten Hydraulikzylinder komplett vermessen können: Durchmesser, Länge eingefahren und ausgefahren (Hub), Aufnahmen an beiden Enden etc.
Interessant, wie unterschiedlich die doch sind.
Als Nächstes muss ich mir mal einen gebrauchten Antrieb für erste Tests besorgen.
Immer noch kein Linearmotoren-Experte hier im Forum?
Zuletzt bearbeitet:
@Bummler ist doch im E-Motoren Segment?Sodele,
zwischenzeitlich habe ich alle im E89 verbauten Hydraulikzylinder komplett vermessen können: Durchmesser, Länge eingefahren und ausgefahren (Hub), Aufnahmen an beiden Enden etc.
Interessant, wie unterschiedlich die doch sind.
Als Nächstes muss ich mir mal einen gebrauchten Antrieb für erste Tests besorgen.
Immer noch kein Linearmotoren-Experte hier Forum?
Hast du schonmal prinzipiell auch über Servomotoren nachgedacht?
Bin leider schon zu lange weg von der Thematik deshalb kann ich dir da nicht helfen. Müsste mich erst wieder einlesen...
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Hier im Thread ist die Einführung auf der ersten Seite doch recht kurz gehalten.
Wichtigste Anforderung ist vermutlich für jedes der 3 unterschiedlichen Zylinder-Paare eine sehr ähnliche Bauform, damit diese überhaupt in die Dach-Mechanik eingepasst werfen können.
Servomotoren bei gleicher Bauform sacht mir leider nix. Kenne ich nur als Direktantrieb in Gelenken.
PS
Diese Fragestellung hatte ich auch im E85 Forum platziert, es gab aber glaube ich kein direktes Feedback, ausser von Dir jetzt.
Zuletzt bearbeitet:
MiSt
macht Rennlizenz
Servomotoren können viele Bauformen haben und es gibt sie nicht nur im Modelbau. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie wegen einer internen Positionsrückmeldung geregelt definierte Positionen anfahren können.
Für ein endschaltergesteuertes System wie hier "Perlen vor die Säue"
Für ein endschaltergesteuertes System wie hier "Perlen vor die Säue"
Bummler
Wer braucht schon Lack
Also aus dem Bereich der Automatisierungstechnik, in meinem Fall SEW, lohnt es sich nicht entsprechende Antriebe zu nutzen. Zum einen ist die Leistungsdichte zu Gunsten einer sehr hohen Standzeit schlecht und zum anderen sind die Kosten sehr hoch. Außerdem haben wir nichts mit 12VHier im Thread ist die Einführung auf der ersten Seite doch recht kurz gehalten.
Wichtigste Anforderung ist vermutlich für jedes der 3 unterschiedlichen Zylinder-Paare eine sehr ähnliche Bauform, damit diese überhaupt in die Dach-Mechanik eingepasst werfen können.
Servomotoren bei gleicher Bauform sacht mir leider nix. Kenne ich nur als Direktantrieb in Gelenken.
PS
Diese Fragestellung hatte ich auch im E85 Forum platziert, es gab aber glaube ich kein direktes Feedback, ausser von Dir jetzt.
Was sich dennoch lohnen könnte ist nach dem Schlagwort Elektrozylinder zu googeln, da gibt es durchaus interessante Anbieter am Markt aus verschiedenen Bereichen.
Linearmotoren ersetzen keine Hydraulikzylinder, das ist eine ganz andere Baustelle. Außer du möchtest ein Dach in DEUTLICH unter einer Sekunde öffnen ;-).
Ein Beispiel: Torantrieb
Hierzu nur kurz was aus Wikipedia:
"Als Servomotor werden spezielle Elektromotoren bezeichnet, die die Kontrolle der Winkelposition ihrer Motorwelle sowie der Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung erlauben. Sie bestehen aus einem Elektromotor, der zusätzlich mit einem Sensor zur Positionsbestimmung ausgestattet ist. Die vom Sensor ermittelte Drehposition der Motorwelle wird kontinuierlich an eine meist außerhalb des eigentlichen Motors angebrachte Regelelektronik übermittelt, den so genannten Servoregler, der die Bewegung des Motors entsprechend einem oder mehreren einstellbaren Sollwerten – wie etwa Soll-Winkelposition der Welle oder Solldrehzahl – in einem Regelkreis regelt."
in Kuka-Robotern werden z.B. auch Servomotoren eingesetzt. Der Bereich Modellbau ist eher eine Nische in der Nische.
Gruß
Sven
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Das wäre natürlich mal eine Option.
Danke für Deinen Kommentar, auf jeden Fall für mich hilfreich.
Bzgl. der Servos sehe ich das ähnlich wie @MiSt:
Für das Z4-Dach benötigen wir eine lineare Bewegung zwischen dem Start- und dem Endpunkt, die idealerweise durch interne Schalter/Sensoren rückgemeldet werden. Eine stufenweise Ansteuerung ist definitiv nicht erforderlich und würde den Aufwand für die zu entwickelnde Steuerung erhöhen.
Zuletzt bearbeitet:
torspeed
macht Rennlizenz
Zudem ist es bei einem Hydraulikzylinder grundsätzlich egal wo genau die Endstellungen sind, da er mit einer definierten Kraft gegen die Dachmechanik drücken kann bis schlußendlich die Pumpe stoppt. Es ist ja nicht die Endstellung des Dachs, welches über den/die Mikroschalter unmittelbar die Pumpe schaltet (die Pumpe läuft noch etwas nach). Regelungstechnisch ist das damit auch sehr einfach gestrickt.Das wäre natürlich mal eine Option.
Danke für Deinen Kommentar, auf jeden Fall für mich hilfreich.
Bzgl. der Servos sehe ich das ähnlich wie @MiSt:
Für das Z4-Dach benötigen wir eine lineare Bewegung zwischen dem Start- und dem Endpunkt, die idealerweise durch interne Schalter/Sensoren rückgemeldet werden. Eine stufenweise Ansteuerung ist definitiv nicht erforderlich und würde den Aufwand für die zu entwickelnde Steuerung erhöhen.
Bei einem elektrischen Antrieb müsste es analog über eine Abschaltung durch Enschalter in Kombination mit einem zeitgesteuerten "Nachlauf" und (deutlich) erhöhtem Strom in der Endstellung gesteuert werden.
Und eine Sache möchte ich auch zu bedenken geben: im Notfall kann ich die Hydraulik drucklos machen und das Dach bewegen. Im Fall von selbsthemmenden elektrischen Antrieben ist der Notfall dann gleich der Supergau.
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Da ruft man den Notdienst an und es gibt Hilfe. Ist für 99,9% der Z4 Besitzer heute nicht anders.
Alternativvorschlag bezogen auf die Ausgangssituation (= nicht mehr produzierte Ersatzteile)?
Zuletzt bearbeitet:
Chris_L
macht Rennlizenz
- Registriert
- 20 Dezember 2019
- Wagen
- BMW Z4 e85 roadster 3,0i
Servus,
das Thema wird meines Erachtens schon recht theoretisch bearbeitet.
Letztendlich wird sich die Entscheidung doch darum drehen welche Zylinder verfügbar sind und im Bauraum passen. Ob und wieviel Kraft diese haben müssen, liegt nicht unbedingt daran was verbaut wurde. Wer kann schon sagen wie BMW das ausgelegt hat? Können die hydraulischen gerade so das Dach öffnen? Nein eben nicht, die sind schon deutlich überdimensioniert. Wir haben das Steuergerät anpassen lassen und öffnen/schliessen das Dach bis 50Kmh. Selbst sowas funktioniert jetzt seit einem Jahr Problemlos.
Hol dir doch mal ein paar Zylinder und versuche die zum Einsatz zu bringen, sodass diese zeitgenau den richtigen Weg machen und das integriert im BMW Modul/Steuergerät.
das Thema wird meines Erachtens schon recht theoretisch bearbeitet.
Letztendlich wird sich die Entscheidung doch darum drehen welche Zylinder verfügbar sind und im Bauraum passen. Ob und wieviel Kraft diese haben müssen, liegt nicht unbedingt daran was verbaut wurde. Wer kann schon sagen wie BMW das ausgelegt hat? Können die hydraulischen gerade so das Dach öffnen? Nein eben nicht, die sind schon deutlich überdimensioniert. Wir haben das Steuergerät anpassen lassen und öffnen/schliessen das Dach bis 50Kmh. Selbst sowas funktioniert jetzt seit einem Jahr Problemlos.
Hol dir doch mal ein paar Zylinder und versuche die zum Einsatz zu bringen, sodass diese zeitgenau den richtigen Weg machen und das integriert im BMW Modul/Steuergerät.
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Das ist eine berechtigte Sichtweise, hat aber nichts mit meiner Fragestellung in diesem Thread zu tun.
Das wäre vergleichbar mit folgendem Rat zu undichten Scheinwerfen: kauf doch ein neues Auto und das Thema ist erledigt.
Nein, ich suche Erfahrungen mit Linearantrieben.
PS:
Kernproblem bleibt im Übrigen der Hydraulikkabelbaum, nicht die Zylinder.
Zuletzt bearbeitet:
Chris_L
macht Rennlizenz
- Registriert
- 20 Dezember 2019
- Wagen
- BMW Z4 e85 roadster 3,0i
Ich wollte auch nicht deine Eingangsfrage beantworten, sondern dir dienlich in deinem Projekt sein.
Was möchtest du den genau über Linear Antrieben in Erfahrung bringen? Ich arbeite bei einem Hersteller für Industrie Roboter und Maschinen zum Spritzgiesen/CNC fräßen/Erodieren als Programmierer. Es ist mein Tagesgeschäft solche Antriebe in Betrieb zu nehmen und diese zu programmieren.
Ich finde die Idee Linear Antriebe zu verwenden auf jeden Fall spannend.
Meines Erachtens gibt es aber ein paar Positionen die ich bei dir als ungeklärt empfinde.
Pos1.
wie regelt BMW die Überlaststeuerung?
Pos2.
kann man die Signale der BMW Steuergeräte für Zeit und Weg der Zylinder nutzen?
Pos3.
Braucht die BMW programmierte Steuerung Rückmeldung? Wenn ja wie kann man die zu Verfügung stellen?
Ich denke ein ESP/Arduino Controller für die Bedienung der BMW Steuerung wird da ein Weg sein. Man muss halt über Try and Error die Funktionalität der BMW Steuerung herausfinden. Genau an diesem Punkt sehe ich die meiste Arbeit bei deinem Projekt. Wenn man bedenkt wie die Öltemperatur beim Z über ein Rechtecksignal erkannt wird, dann will ich gar nicht Wissen was alles im Verdeck berücksichtig/programmiert wurde.
Die Antriebe sollten auf jeden Fall geregelt und nicht nur gesteuert sein. Somit braucht es Rückmeldung und auch eine passende Steuerung dafür.
Wenn das mal steht, kann man sich meines Erachtens Gedanken über die Hardware/Antriebe machen und diese auch entsprechend testen.
Was möchtest du den genau über Linear Antrieben in Erfahrung bringen? Ich arbeite bei einem Hersteller für Industrie Roboter und Maschinen zum Spritzgiesen/CNC fräßen/Erodieren als Programmierer. Es ist mein Tagesgeschäft solche Antriebe in Betrieb zu nehmen und diese zu programmieren.
Ich finde die Idee Linear Antriebe zu verwenden auf jeden Fall spannend.
Meines Erachtens gibt es aber ein paar Positionen die ich bei dir als ungeklärt empfinde.
Pos1.
wie regelt BMW die Überlaststeuerung?
Pos2.
kann man die Signale der BMW Steuergeräte für Zeit und Weg der Zylinder nutzen?
Pos3.
Braucht die BMW programmierte Steuerung Rückmeldung? Wenn ja wie kann man die zu Verfügung stellen?
Ich denke ein ESP/Arduino Controller für die Bedienung der BMW Steuerung wird da ein Weg sein. Man muss halt über Try and Error die Funktionalität der BMW Steuerung herausfinden. Genau an diesem Punkt sehe ich die meiste Arbeit bei deinem Projekt. Wenn man bedenkt wie die Öltemperatur beim Z über ein Rechtecksignal erkannt wird, dann will ich gar nicht Wissen was alles im Verdeck berücksichtig/programmiert wurde.
Die Antriebe sollten auf jeden Fall geregelt und nicht nur gesteuert sein. Somit braucht es Rückmeldung und auch eine passende Steuerung dafür.
Wenn das mal steht, kann man sich meines Erachtens Gedanken über die Hardware/Antriebe machen und diese auch entsprechend testen.
Zuletzt bearbeitet:
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Siehe Eingangsbeitrag #1. Im wesentlichen Erfahrung/Kenntnis bzgl. bezahlbarer Antriebe und Bauformen. Die Abmessungen und Leistungsdaten der derzeit verwendeten Hydraulikzylinder sind weitgehend bekannt.
Gibt es nicht. Lediglich eine grobe Zeitüberwachung wird vom CTM vorgenommen. Dauert etwas "zu lange", wird der Vorgang abgebrochen.
Ja.
Ja. Die Rückmeldung erfolgt über Hallsensoren und Mikroschalter. Deren Funktion und Schaltverhalten sowie das Timing sind bestens bekannt.
Dies existiert im vorhandenen System nicht. Die o.g. Zeitüberwachung reicht aus.
Da die erforderliche Adaption an das CTM von der gewählten Hardware abhängt, sehe ich diesen Punkt konträr.
Wichtig wäre eine Entscheidung, welches Konzept unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten (Kosten) überhaupt sinnvoll ist:
- "Echte" Linearantriebe (evtl. zu teuer, Ansteuerung unbekannt, ...)
- eher simple Konstruktionen mit Elektromotor und Spindel (günstig, Ansteuerung einfach, evtl. zu laut, Platzbedarf für Motor evtl. zu groß, ...)
Danach erst die von Dir genannten Umsetzungsaspekte, da sie von der gewählten Technologie abhängig sein werden.
Dem kann ich zustimmen.
Dieses Thema hat noch sehr viel Zeit und muß nicht "morgen" bereits realisiert sein. Ich sehe eher einen Zeithorizont von 5 Jahren.
Zuletzt bearbeitet:
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
So ungefähr sieht auch unser E89 Dachprüfstand aus.
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Interessante Beschreibung:
Sowas stelle ich mir für's Klappdach vor.
Hat jemand zufällig so einen Heckklappenantrieb bei seinem BMW Daily verbaut und kann etwas über das Laufgeräusch dieser Antriebe erzählen?
Zuletzt bearbeitet:
Ein Alternativvorschlag wäre eine Überarbeitung der Hydraulik. Ich habe mit dieser Firma sehr gute Erfahrungen gemacht. Super Ware, zuverlässig+hervorragende Kommunikation.
Abrechnung erfolgt über Kreditkarte.
BMW Z4 (E89) 2009-2016
2009-2016 Z4 | BMW hard top convertible Owning and driving a convertible with an automatic top is prestigious, convenient and exciting - let Top Hydraulics help you enjoy your beautiful car even more by making your convertible top system truly better than new! Top Hydraulics' standard...
www.tophydraulics.com
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Mit Klaus Witte (Inhaber von TopHydraulics) hatte ich vor 2 Jahren schon mal länger wg. der Z4 Hydraulik telefoniert. Klaus refurbished aber z.B. keine Kabelbäume.
Aber wie schon weiter oben geschrieben, HIER interssiert mich nur das Thema "Elektrische Linearantriebe". Weder ein Dafür oder ein Dagegen noch irgendwelche Reparaturlösungen für Hydraulik. Das kann ich selber.
Zuletzt bearbeitet:
OP
- Registriert
- 21 Juni 2016
- Wagen
- BMW Z4 e89 sDrive30i
Auch zu diesem Punkt hätte ich gerne eine Info, wie man eine durch einen blockierenden/defekten Heckklappenantrieb geöffnete Heckklappe Notschliessen kann.
Ein Spindelantrieb müsste doch auch dort mechanisch sperren, oder?