Axial-Rillenkugellager vs. Zylinderrollenlager

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo Experten,

ich baue gerade eine alte Kutsche neu auf. Dabei geht es hier um den Drehkranz. Zwischen dem oberen und unteren Drehkranzhalter ist eine dicke Unterlegscheibe. Zentriert wird das alles durch einen Bolzen (20 mm). Da alles etwas schwergängig ist (trotz Reinigung, neues Fett etc.) möchte ich gerne die Unterlegscheibe gegen ein Kugel- bzw. Rollenlager tauschen.

Jetzt heißt es vom Hersteller, dass die Axial-Rillenkugellager Druck aufnehmen können bis 4,7 kn und die anderen bis 18,6 kn. Wegen evtl. einseitig auftretenden Druck (auf dem ganzen Drehkranz sind die Blattfedern und die Kutsche aufgebaut) bei Wendungen, ist es fraglich, ob die Axial-Rillenkugellager das aushalten.

Ich habe aber keine Ahnung, wieviel Druck da auftritt. Kann mir nicht vorstellen, dass es da zu einer punktuellen Belastung von 5,64 to kommt. Was denkt ihr? Ach ja: radiale Belastung geht gegen null.

Vielen Dank im Voraus und viele Grüße
Yvonne

#2

Hallo Yvonne

ich baue gerade eine alte Kutsche neu auf. Dabei geht es hier um den Drehkranz. Zwischen dem oberen und unteren Drehkranzhalter ist eine dicke Unterlegscheibe. Zentriert wird das alles durch einen Bolzen (20 mm). Da alles etwas schwergängig ist (trotz Reinigung, neues Fett etc.) möchte ich gerne die Unterlegscheibe gegen ein Kugel- bzw. Rollenlager tauschen.

Gegenfrage:
Ist der Wagenkasten ausschließlich über die „Unterlegscheibe“ auf das Drehgestell abgestützt? Da müssen doch noch irgendwelche Widerlager sein, die ein Verkanten des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten verhindern.

Jetzt heißt es vom Hersteller, dass die Druck aufnehmen können bis 4,7 kn und die anderen bis 18,6 kn.

Dabei ist zu bedenken, dass die zulässige Belastung nur bei einer gleichmäßigen Last auf allen Rollen bzw. Kugeln gilt. Da eine Schiefstellung des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten nicht ausgeschlossen werden kann, fallen Kegelrollenlager schon mal generell aus (zumindest als Einzellager), da sie äußerst empfindlich auf Winkelfehler reagieren.

Axial-Rillenkugellager wären denkbar, aber bei einseitiger Belastung würde die Last ja nur über eine einzige Kugel abgestützt, das Lager könnte also nur einen Bruchteil der angegebenen zulässigen Belastung übertragen.

Welche Maßnahmen schweben Dir vor, um das Lager zuverlässig vor Wasser, Schlamm und Staub zu schützen? Wenn das Lager nämlich nicht zuverlässig abgedichtet ist, hast Du da bald wieder nur „Unterlegscheiben“, da die Kugeln sich aufgelöst haben.

Denk mal darüber nach, und wenn Du noch Fragen hast, stell doch mal ein paar Fotos ins Netz, aus denen konstruktive Details hervorgehen.

Gruß merimies

#3

Hallo

Warum willst du tauschen gegen ein Kugel- oder Rollenlager?

Damit schaffst du dir neue unnötige Probleme.

Da genügt doch ein gut dimensioniertes Gleitlager.(Anlaufscheibe)
Es muss nur ein anderes Material sein als die Auflagen, damit es nach Nässe nicht festfressen kann.
Dann brauchst du keine Dichtung gegen Feuchtigkeit mehr.

Gruss

#4

Hallo Yvonne,

Wenn ich mir das Ganze jetz mal vorstellen darf, dann ist die vordere
Achse uber einen Lagerpunkt lenkbar mit dem Zuggeschirr der Tiere
verbunden.
Das heisst, Bewegungen in der Horizontalen, sowie der Vertikalen Achse
müssen gegeben sein.

Die einfachste Lösung wäre ein Kugelkopf ( Stahl )auf dem Lenkzapfen, der in einer zweiteiligen Bronzekapsel gefasst ist. ( Mit einem Schmiernippel in das Kapselgehäuse…)
…Dann wäre die Lenkachse mit einem starren Zuggestänge für die Tiere
fest verbunden, beweglich…unwahrscheinlich…aber machbar.

Eher wird es so sein, das Deine Kutsche über einen Zapfen für
horizontale Lenkbewegungen gelagert war. ( links - rechts ) und das
eine weitere Lagerstelle ( vertikal ) für das Zuggestänge der Tiere,
die die horizontalen Bewegungen zulässt.( an der Zugdeichsel…)

Daher wäre mein Vorschlag:

Ein geeignetes Axial - Rollenlager für die maximalen Auflagerkräfte…
( max. Gewicht auf der Vorderachse mal 10…und darunter auch auf dem
Lenkzapfen 2 Radial - Rollenlager mit der Gesamtbelastbarket:
Max. Zuggewicht X 5…der Nachteil…es muß gekapselt werden gegen
Staub und Schmutz…

Das Robusteste wäre ein zum Lenkzapfen passender Bronzezylinder, der in einer STABILEN Hülse auf der Zugdeichsel gefasst ist.
Für die Auflagerlast sollte am oberen Zapfengrund eine stabile Stahl-
scheibe in passendem Durchmesser zur max. Aufliegelast X 10 der
Vorderachse gewählt werden. Die maximale Druckbelastung des Auflagers
richtet sich hierbei nach der zulässigen Lagerbelastung des Bronze -
Werkstoffes der Lagerbuchse. ( Die Buchse hat oben dementsprechend den
passenden Lagerkranz…) Dazu eine Bohrung durch Lagerfassung und
Lagerhülse in etwa 2/3 der Länge zur Unterkante…optimal wären passende Schmiernuten in der Lagerbuchse.Die minimale Länge der Buchse könnt man mit 10X der normalen Beschleunigungs/ Zuglast der
Kutsche auf einem Viertel der Buchseninnenfläche bemessen.

Das Optimum der Authentik wäre die Aufarbeiung der originalen Lagerung
mit den selben Werkstoffen…Nostalgisch, relativ günstig, funktional.

Mfg

nutzlos

#5

Hallo

Warum willst du tauschen gegen ein Kugel- oder Rollenlager?

Weil es mir zu schwergängig ist.

Damit schaffst du dir neue unnötige Probleme.

Welche denn?

Da genügt doch ein gut dimensioniertes
Gleitlager.(Anlaufscheibe)
Es muss nur ein anderes Material sein als die Auflagen, damit
es nach Nässe nicht festfressen kann.
Dann brauchst du keine Dichtung gegen Feuchtigkeit mehr.

Gruss

Gruß
Yvonne

#6

Hallo Yvonne

Gegenfrage:
Ist der Wagenkasten ausschließlich über die „Unterlegscheibe“
auf das Drehgestell abgestützt? Da müssen doch noch
irgendwelche Widerlager sein, die ein Verkanten des
Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten verhindern.

Wenn ich das richtig sehe, nein. Keine Widerlager. Ist ein uralter Drehkranz. Oberer Drehkranzhalter - dicke Unterlegscheibe - Unterer Drehkranzhalter

Jetzt heißt es vom Hersteller, dass die Druck aufnehmen können bis 4,7 kn und die anderen bis 18,6 kn.

Dabei ist zu bedenken, dass die zulässige Belastung nur bei
einer gleichmäßigen Last auf allen Rollen bzw. Kugeln gilt. Da
eine Schiefstellung des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten
nicht ausgeschlossen werden kann, fallen Kegelrollenlager
schon mal generell aus (zumindest als Einzellager), da sie
äußerst empfindlich auf Winkelfehler reagieren.

wichtige Information.

Axial-Rillenkugellager wären denkbar, aber bei einseitiger
Belastung würde die Last ja nur über eine einzige Kugel
abgestützt, das Lager könnte also nur einen Bruchteil der
angegebenen zulässigen Belastung übertragen.

Ich frage mich halt, wie hoch diese Belastung sein könnte. Mir fehlen da Formeln zur Berechnung.

Welche Maßnahmen schweben Dir vor, um das Lager zuverlässig
vor Wasser, Schlamm und Staub zu schützen? Wenn das Lager
nämlich nicht zuverlässig abgedichtet ist, hast Du da bald
wieder nur „Unterlegscheiben“, da die Kugeln sich aufgelöst
haben.

Dieses Problem sehe ich auch und wenn ich richtig informiert bin, dann soll Wälzlagerstahl ja auch schnell rosten oder?

Denk mal darüber nach, und wenn Du noch Fragen hast, stell
doch mal ein paar Fotos ins Netz, aus denen konstruktive
Details hervorgehen.

hier meine Homepage über den Bau des Ganzen: www.spirit-of-the-dawn.net

Vielleicht bringt das ja Klarheit.

Gruß merimies

Danke für die ausführliche Antwort.

Viele Grüße
Yvonne

#7

Hallo Yvonne,

Wenn ich mir das Ganze jetz mal vorstellen darf, dann ist die
vordere
Achse uber einen Lagerpunkt lenkbar mit dem Zuggeschirr der
Tiere
verbunden.

Fast. Vom Drehkranz aus geht eine Konstruktion nach vorne. Daran kommt die Gabel. Dazwischen läuft das Pferd und so wird die Bewegung übertragen.

Das heisst, Bewegungen in der Horizontalen, sowie der
Vertikalen Achse
müssen gegeben sein.

Vertikal eher nein.

Die einfachste Lösung wäre ein Kugelkopf ( Stahl )auf dem
Lenkzapfen, der in einer zweiteiligen Bronzekapsel gefasst
ist. ( Mit einem Schmiernippel in das Kapselgehäuse…)
…Dann wäre die Lenkachse mit einem starren Zuggestänge für
die Tiere
fest verbunden, beweglich…unwahrscheinlich…aber machbar.

??? - Das verstehe ich jetzt leider gar nicht.

Eher wird es so sein, das Deine Kutsche über einen Zapfen für
horizontale Lenkbewegungen gelagert war. ( links - rechts )
und das
eine weitere Lagerstelle ( vertikal ) für das Zuggestänge der
Tiere,
die die horizontalen Bewegungen zulässt.( an der
Zugdeichsel…)

Daher wäre mein Vorschlag:

Ein geeignetes Axial - Rollenlager für die maximalen
Auflagerkräfte…
( max. Gewicht auf der Vorderachse mal 10…und darunter auch
auf dem
Lenkzapfen 2 Radial - Rollenlager mit der Gesamtbelastbarket:
Max. Zuggewicht X 5…der Nachteil…es muß gekapselt werden
gegen
Staub und Schmutz…

Das Robusteste wäre ein zum Lenkzapfen passender
Bronzezylinder, der in einer STABILEN Hülse auf der
Zugdeichsel gefasst ist.
Für die Auflagerlast sollte am oberen Zapfengrund eine stabile
Stahl-
scheibe in passendem Durchmesser zur max. Aufliegelast X 10
der
Vorderachse gewählt werden. Die maximale Druckbelastung des
Auflagers
richtet sich hierbei nach der zulässigen Lagerbelastung des
Bronze -
Werkstoffes der Lagerbuchse. ( Die Buchse hat oben
dementsprechend den
passenden Lagerkranz…) Dazu eine Bohrung durch Lagerfassung
und
Lagerhülse in etwa 2/3 der Länge zur Unterkante…optimal
wären passende Schmiernuten in der Lagerbuchse.Die minimale
Länge der Buchse könnt man mit 10X der normalen
Beschleunigungs/ Zuglast der
Kutsche auf einem Viertel der Buchseninnenfläche bemessen.

Äh, verstehe ich auch nicht. Werde ich mal meinem Freund zeigen. Der kann das bestimmt besser umsetzen.

Das Optimum der Authentik wäre die Aufarbeiung der originalen
Lagerung
mit den selben Werkstoffen…Nostalgisch, relativ günstig,
funktional.

Hier siehst Du mal ein paar Bilder: www.spirit-of-the-dawn.net .

Mfg

nutzlos

Danke und viele Grüße
Yvonne

#8

Hallo Yvonne,

Diese Bilder zeigen natürlich ein ganz anderes Bild der Technik.

So wie es scheint, ist der Drehkranz nicht über Wälzkörper gelagert.
Scheint mit eher eine Gleitlagerung zu sein…das muß schwergängiger
sein. Da bringt auch eine U-Scheibe nichts…Die Gewichtskraft MUSS
komplett über den Drehkranz aufgenommen werden.

Eventuell können Dir die Bauern in der Region weiterhelfen, da in der
Regel auch Drehkränze über Wälzkörper gelagert sind.
( z.B. ein alter Ballenwagen wird das Teil hergeben…)

Mfg

nutzlos

#9

Hallo,

Hallo Yvonne,

Diese Bilder zeigen natürlich ein ganz anderes Bild der
Technik.

Danke, dass Du dir die Mühe gemacht hast.

So wie es scheint, ist der Drehkranz nicht über Wälzkörper
gelagert.

Das sind einfach zwei glatte Ringe aus Metall, die aufeinander liegen, und zwischen den beiden Halterungen der Ringe einfach eine dicke Unterlegscheibe als Abstandshalter.

Scheint mit eher eine Gleitlagerung zu sein…das muß
schwergängiger
sein. Da bringt auch eine U-Scheibe nichts…Die Gewichtskraft
MUSS
komplett über den Drehkranz aufgenommen werden.

Und da dachte ich halt, das ein Wälzlager zwischen den beiden Halterungen das etwas leichter machen könnte.

Eventuell können Dir die Bauern in der Region weiterhelfen, da
in der
Regel auch Drehkränze über Wälzkörper gelagert sind.
( z.B. ein alter Ballenwagen wird das Teil hergeben…)

die haben alle die modernen Kugellagerdrehkränze - diese gibt es auch für Kutschen - nur müßte ich dann den kompletten vorderen Teil neu machen, da die Federhalterung etc. völlig anders sind.

Mfg

nutzlos

Danke. Wenn Dir noch was einfällt - immer her damit :smile:
Yvonne

#10

Hallo Yvonne,

Hab es nach mehreren Anläufen geschafft auf Deine HP zu schauen. Das Foto vom Drehkranz ist nicht gerade Aussagekräftig. Wenn Du vielleicht ein größeres einstellen könntest?
Foto hin oder her!
Schmeiß damal diese Zwischenlage raus und bring das Spiel vom Verbindungsbolzen auf Null. Dann die Gleitflächen vom Drehkranz fetten.
Dann haste Servo! Diese Drehkränze waren zwar einfach aber sehr funktionell aufgebaut. Ich hab da auch noch so ein Uraltgefährt von Pferdewagen. Ich werd eventuell morgen mal Bilder speziell vom Drehkranz machen und Dir per Mail zuschicken.

Gruß Bernd O. mit dem Pferdevirus infiziert und Traberbesitzer

#11

Hallo Yvonne,

Hab es nach mehreren Anläufen geschafft auf Deine HP zu
schauen. Das Foto vom Drehkranz ist nicht gerade
Aussagekräftig. Wenn Du vielleicht ein größeres einstellen
könntest?

Habe die Homepage vorgestern abend überarbeitet. Man kann die Fotos jetzt auch vergrößern, wenn man draufklickt. Ansonsten kann ich am WE auch nochmal neue machen.

Foto hin oder her!
Schmeiß damal diese Zwischenlage raus und bring das Spiel vom
Verbindungsbolzen auf Null. Dann die Gleitflächen vom
Drehkranz fetten.
Dann haste Servo!

ok - aber habe ich dann nicht zuviel Druck auf den Gleitflächen? Gefettet ist der sowieso neu. Habe das alte Zeugs runter gemacht und schön neues Fett rein.

Diese Drehkränze waren zwar einfach aber

sehr funktionell aufgebaut. Ich hab da auch noch so ein
Uraltgefährt von Pferdewagen. Ich werd eventuell morgen mal
Bilder speziell vom Drehkranz machen und Dir per Mail
zuschicken.

Gerne auch von dem ganzen Gefährt. Würde mich interessieren.

Gruß Bernd O. mit dem Pferdevirus infiziert und
Traberbesitzer

Cool. Mein Stütchen ist ja auch ein Traber (hast Du vielleicht auf der HP gelesen). Bevor es hier zuviel OT wird: kannst ja mal ein paar Infos und Erfahrungen mit und über deinen Traber schreiben

Viele Grüße und Danke
Yvonne

#12

Hallo Yvonne,

So wie Bernd schon gesagt hat, die Gewichtsbelastung muß in der Regel
zu 100 Prozent über den Drehkranz aufgenommen werden.

Der mittlere Aufnamezapfen fixiert die beiden Teile des Kranzes nur in ihrer Lage zueinander. Die U - Scheiben müßten normalerweise so gelegt
sein, das sich die Kranzteile nicht voneinander abheben lassen.
Es sollte nur so viel Spiel haben, das sich die Teile leicht gegeneinander verdrehen lassen. Der Zentralzapfen sollte demnach keine
Auflagerkräfte übertragen.

Wie sahen den die Oberflächen der Lagerflächen aus?
Waren sie rauh oder sehr glatt? Je glatter, desto leichtgängiger.
Wenn sie sehr rauh sind, kannst Du sie überdrehen oder nachschleifen
lassen.

Grapitfett kann die Gleitreibung zwischen den Kranzhälften noch weiter gegenüber Mehrzweckfett verringern.

Mfg

nutzlos