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Tech-Tipp Kleine Kugellager-Kunde

Dieses Thema im Forum "Mechanik" wurde erstellt von aircooled, 5. April 2018.

  1. aircooled

    aircooled Autor

    Da ich gerade einen Post gelesen habe, in dem einige Begriffe wild durcheinander geworfen sind, hier mal ein wenig Informationen zu Kugellagern...

    Fangen wir mal beim Begriff an, denn "Kugellager" ist schon mal nicht immer die korrekte Bezeichnung. Im Modellbau verwenden wir im Grunde "Wälzlager" in verschiedenen Bauformen.

    Wikipedia sagt dazu:
    Wälzlager sind Lager, bei denen zwischen einem Innenring und einem Außenring rollende Körper den Reibungswiderstand verringern. Zwischen den drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung dieser Lager relativ gering.


    Die im Modellbau verwendeten Bauformen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

    Rillenkugellager (DIN 625)

    [​IMG]

    Rillenkugellager sind vielseitig verwendbare, selbsthaltende Lager mit massiven Außenringen, Innenringen und Kugelkränzen. Diese preisgünstigen, im Betrieb unempfindlichen und wartungsfreundlichen Produkte gibt es einreihig und zweireihig sowie offen und abgedichtet.
    Rillenkugellager sind die am häufigsten verwendeten Lager, und kommen auf Wellen im Getriebe oder Radachsen zum Einsatz.


    Nadellager (DIN 617)

    [​IMG]

    Nadelkränze sind ein- oder zweireihige Baueinheiten, bestehend ausschließlich aus Käfigen und Nadelrollen. Da ihre radiale Bauhöhe nur dem Durchmesser der Nadelrollen entspricht, ermöglichen Nadelkränze Lagerungen mit geringstem radialem Bauraum. Sie sind sehr tragfähig, für hohe Drehzahlen geeignet und besonders montagefreundlich. Nadelkränze setzen voraus, dass die Laufbahn auf der Welle und im Gehäuse gehärtet und geschliffen ist.
    Nadellager werden oft noch in Kupplungsglocken von Verbrennern verbaut.


    Axial-Rillenkugellager (DIN 711)

    [​IMG]

    Axial-Rillenkugellager bestehen aus Wellenscheiben, Gehäusescheiben und Kugelkränzen. Die Lager sind nicht selbsthaltend; Kugelkranz und Lagerscheiben können dadurch unabhängig voneinander montiert werden. Neben Baureihen mit ebenen Scheiben gibt es zum Ausgleich statischer Winkelfehler Reihen mit kugeligen Gehäusescheiben. Diese Ausführungen werden meist in Verbindung mit Unterlagscheiben eingesetzt. Axial-Rillenkugellager gibt es einseitig und zweiseitig wirkend. Beide Ausführungen nehmen hohe axiale Kräfte auf, dürfen jedoch radial nicht belastet werden.
    Axiallager spielen eine untergeordnete Rolle, kommen ab und zu aber noch in Kugeldifferentialen als Drucklager zum Einsatz​

    Materialien

    Kugellager aus Wälzlagerstahl
    Sehr hart und stabil, allerdings rostanfällig und somit entsprechend häufig zu ersetzen.

    Kugellager aus Edelstahl
    Korrosionsbeständig, daher das empfohlene Material im Modellbau.

    Hybridlager mit Keramik-Kugeln und Ringen aus Wälzlagerstahl
    Verschleißen weniger im Vergleich zu Lagern ähnlicher Größe mit Stahlkugeln. Hybridlager sind leichter als gleichgroße Lager mit Stahlkugeln, halten höheren Drehzahlen stand, reagieren aber deutlich empfindlicher auf Verschmutzung und Stöße. Daher nur für den Einsatz in Motoren oder Getrieben zu empfehlen.

    Kugellager aus Keramik
    sind durch ihre hohe Härte äußerst verschleißbeständig, korrosionsbeständig und langlebig. Sie besitzen sehr gute Notlaufeigenschaften, sind leichter als gleichgroße Stahllager, eignen sich für den Trockenlauf, aber in den von uns benötigten Größen kaum zu bekommen. Außerdem sehr teuer.​

    Dichtungen (Info von www.kugellager-express.de)

    ohne Dichtung (offen)

    Vorteile
    • kein Reibungswiderstand
    • einfache Nachschmierung

    Nachteile
    • schnelle Verschmutzung

    mit beidseitiger Stahldichtung (ZZ)

    Werkstoff: Stahlblech
    Aufbau: Spaltdichtung aus einer profilierten Stahlblechscheibe

    Vorteile
    • berührungslos
    • keine zusätzliche Reibung und Temperaturerhöhung
    • bis zur Drehzahlgrenze einsetzbar
    • gute Dichtwirkung gegenüber Fettaustritt
    • lange wartungsfreie Laufzeit (Lebensdauer geschmiert)

    Nachteile
    • begrenzte Dichtwirkung gegenüber Verschmutzung

    mit beidseitiger Kunststoffdichtung (2RS)

    Werkstoff: NBR, Temperaturbeständigkeit -20 °C bis 100 °C (kurzzeitig bis 120 °C)
    Aufbau: berührende Lippendichtung beidseitig

    Vorteile
    • hohe Dichtwirkung gegenüber Schmutz und Feuchtigkeit
    • NBR ist gegen eine Vielzahl aggressiver Medien beständig
    • lange wartungsfreie Laufzeit (Lebensdauer geschmiert)

    Nachteile
    • erhöhter Reibungswiderstand
    Abmessungen

    Natürlich gibt es keine Standardgröße, daher bei der Suche die Abmessungen immer nach dem Schema Innendurchmesser x Aussendurchmesser x Breite angeben​
     
    Zuletzt bearbeitet: 6. April 2018
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  2. yoshi

    yoshi Betreiber Mitarbeiter

    Was mich bei den Diskussionen über Dichtung und Dichtungsmaterial von Kugellagern immer stört, dass dort niemand auf die Idee kommt den Dreck gar nicht erst an die Lager zu lassen. Gerade bei Getrieben und Differentialen wäre das sehr einfach mit Wellendichtringen lösbar. Dann könnte man im Innern offene Lager verwenden, die dann einfach zur Hälfte in Öl stehen.

    Schließlich wird das im Maßstab 1:1 auch so gemacht.

    Das erfordert halt etwas mehr Platz (ca. 3 mm auf jeder Seite), eine zusätzliche Nut für den Dichtring und sauber geschliffene Wellen.


    Klar, die Hersteller sparen an jedem Ende. Aber gerade im Premiumsegment sollte das doch machbar sein. Schließlich wäre so eine wirklich wasserdichte Mechanik realisierbar, die man dann auch entsprechend bewerben kann.
     
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  3. Spritschlucker

    Spritschlucker Mitglied

    Ergänzen kann man hier noch das Freilauflager ( korrekte Bez.: Hülsenfreilauf) .
    Das stellt eine besondere Form des Nadellagers dar - es dreht nur in eine Richtung und sperrt sich in die andere Richtung.
    Anwendung: Spool im Tourenwagen ; Zweiganggetriebe und Seilzugstarter bei Verbrennern.
     
  4. geheim5000

    geheim5000 Moderator Mitarbeiter

    Gute zusammenfassung :thumbsup:
     
  5. 114SLi

    114SLi Mitglied

    Du meinst den Freilauf oder das Freilauf-Differential (wird manchmal so bezeichnet, obwohl es eigentlich kein Differential ist). Spool ist ein starrer Durchtrieb, der sperrt in beide Richtungen.

    Axial-Lager werden doch in Kugeldifferentialen als Drucklager eingesetzt, oder nicht?
     
  6. Spritschlucker

    Spritschlucker Mitglied

    Oops, da ist mir ein Fehler unterlaufen! Stimmt, Freilauf an der VA.
     
  7. aircooled

    aircooled Autor

    Hab ich addiert, danke für den Hinweis
     
  8. unimono

    unimono Mitglied

    Dank Dir, da hab ich wohl was verwechselt.
     

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