Challenge Taifun: Zapfenlager für Schwinge

[Fanfan]

sorry, war hier OT, bin hierher umgezogen.

 

[schlawag]

Mach mir eine Skizze und ich dreh dir so einen Stopfen aus POM,

werde es versuchen, schon diverse Jahre keine technische Zeichnung (und auch da nicht allzu perfekt) erstellt.
Das Auge der Schwingenhalterung für die Schwinge ist auf der einen Seite grösser bzw. ausgeleierter als auf der anderen Seite (Fotos mache ich noch). Hatte zufällig ein Kunststofffläschen, das mit Druck genau 'rein passte (auf einer Siete), ca. 15mm weit konnte ich es 'rein drücken, auf der anderen Seite nicht 'mal 2-3mm. Mit der Schiebelehre habe ich versucht zu messen, aber in die Rundung komme ich nicht 'rein (ist zusätzlich auch keine Qualitäts Schiebelehre): 25.2 (auf der ausgeleierten Seite).
Der ursprüngliche Zapfen hat ca. 25.0mm. Am Fläschchen habe ich 25.3mm gemessen. Auch wenn es relativ weiches Plastik ist: da ist wohl schon Einiges vom Zapfen abgetragen. Auf der ausgeleierten Seite flutscht der ursprüchgliche Zapfen quasi ohne Druck 'rein.
Die neuen Zapfen haben aussen 27.0mm, wie schon geschrieben, Innendurchmesser: 22mm, also 2.5mm Wandstärke. Wenn die auf 25.3mm abgedreht würden, dann wären das 3.3mm/2 also 1.65mm Wandstärke.

 

[schlawag]

zwei gegeneinander angestellte Schrägkugel- oder Rollenlager

exakt (kegelrollenlager)

die beiden "Bleche" müßten zum Einstellen zusammengezogen werden, würden dabei belastet und wären auch nicht mehr parallel.

vorhin nachgeschaut: die "Bleche" sind leicht schräg verschweisst (wohl damit sie beim Zusammenziehen einigermassen winklig sind)

Wie könnte das bei einer Schwingenlagerung vorkommen?

hm, die Schwinge bewegt sich im Uhrzeiger oder Gegenuhrzeigersinn und die Halterung bzw. das "Blech* oder der Flansch ist fix. Relativ gesehen bewegen sie sich gegeneinander. Eigentlich wäre es ja gut, wenn dieser Zapfen fest in der Halterung und damit im Rahmen steckt und nur der Teil, der das Kegelrollenlager abstützt, sich bewegen kann. Nur kommt man dann im Falle eines Falles nicht mehr an die Wälzlager 'ran.
bei ..174353.jpg sieht man, dass der Befestigungsflansch oder das "Blech" ziemlich schief geschweisst wurde, evtl. zumindest zu einem Teil Absicht, damit der Flansch nach dem Verspannen senkrecht zum Zapfenlager steht (wobei bei meinem Mistral auch manches etwas schiefwinklig geschweisst wurde bzw. nicht nachbearbeitet wurde). ...205453.jpg zeigt die Einbausituation (nicht massstabsgetreu...)....4438 die Aufsicht, wo die eingeschlagene Kegelrollenschale silbrig sichtbar ist. 4242 die Seitensicht (mit dem Plastikfläschchen als provisorischen Zapfen, damit aufgebockt nix verrutscht bzw. verkantet. Auf der linken Seite (von unten aus gesehen) ...4438.jpg, ein etwas stärker ausgelegter Flansch (auf der anderen Seite ... 4353.jpg braucht's halt Platz für den Dämpfer).

 

[Eckhard]

Da gibt es kein Gleitlager - nirgendwo.

Anhand Deiner Zeichnung und den Fotos erkenne ich folgendes Prinzip und stimme @spargelix zu:

Die Kegelrollenlageraussenringe sind in die Schwinge eingepresst, die Innenringe werden über die beiden Zapfen radial
auf Position gehalten. Die beiden Zapfen sitzen spielfrei in den Aluwangen. Die Innenseiten der Aluwangen liegen an den
Innenringen der Lager an. Durch das Verschrauben der beiden Zapfen, deren Bunde außen an den Aluwangen anliegen,
werden die Lager soweit zusammengepresst, das diese spielfrei sind. Damit können die Lager sowohl die Radial- als auch
die Axialkräfte der sich gegen den Rahmen bewegenden Schwinge aufnehmen. Zwischen den Aluwangen und den Lager-
innenringen findet dabei keine Bewegung statt.
Erforderlich dafür ist eine Presspassung der Aussenringe in der Schwinge - sehe ich hier als gegeben an, zwischen den
beiden Zapfen und den Lagerinnenringen sollte idealerweise eine Übergangspassung, vielleicht noch eine Gleitpassung
bestehen. die Zapfen in den Aluwangen sollten ebenfalls maximal eine Gleitpassung aufweisen.

Wenn nun die Bohrung in der einen Aluwange ausgeschlagen ist, wäre es vermutlich am einfachsten, diese aufzureiben
und auf der Seite einen speziell angefertigten Zapfen einzubauen, welcher einen zur aufgeriebenen Bohrung passenden
Rezess vor dem Bund aufweist. Dieser muss etwas kürzer als die Materialstärke der Aluwange sein, damit der Lagerinnen-
ring sich noch an der Wange abstützen kann.

Sollten die Lager nach außen abgedichtet sein, sitzen die Dichtscheiben zwischen Innenring und Aluwange.

Beste Grüße
Eckhard

 

[schlawag]

Wenn nun die Bohrung in der einen Aluwange ausgeschlagen ist, wäre es vermutlich am einfachsten, diese aufzureiben

würde das gerne noch etwas 'raus schieben, denn da müsste ich alles komplett zerlegen, Schwinge und Aluwangen zu einem Mechaniker bringen bzw. eine entsprechende Ahle kaufen und selber die Späne fein säuberlich entfernen. Reicht so eine Universalahle, wie sie bei amazon angeboten wird: https://www.amazon.de/daw21onlinesh.../B07N6F817K/ref=cm_cr_arp_d_bdcrb_top?ie=UTF8 oder eher so etwas in der Art: https://eshop.wuerth.de/Produktkategorien/Reibahlen/1401750306.cyid/1401.cgid/de/DE/EUR/
Wenn Du Presspassung bzw. Übergangspassung ansprichst: da bewegen wir uns ja schon im Hundertstel Bereich, evtl. dann besser zu einem Profi mit dem entsprechenden Equipment bzw. der entsprechenden Erfahrung (?).

auf der Seite einen speziell angefertigten Zapfen einzubauen, welcher einen zur aufgeriebenen Bohrung passenden
Rezess vor dem Bund aufweist.
rezess, erinnert mich an rezessiv, "zurückweichend"; verstehe nicht genau, was Du damit meinst.

Habe gemerkt, dass die Skizze viel zu dunkel ist, daher nochmals in besserer Qualität

sitzen die Dichtscheiben zwischen Innenring und Aluwange.

wären da auch Filzdichtungen, mit Öl imprägniert, ok, oder reibt das zu sehr? Gehen natürlich auch schneller kaputt. Gibt es solche Dichtscheiben (aus Messing, damit der Sitz nicht beschädigt wird?). Mit kuzem googeln habe ich nur so 'was aus Edelstahl gefunden:
https://www.schraubenking.ch/Dichtscheiben_1

Oder meinst Du einen Dichtring: https://www.ludwigmeister.de/produkte/nilos-ringe/38983?page=1&allfilters=0&f_219=&f_255=&f_256=&f_316=0.3,1.1&f_555=&f_396=&f_251=&f_292=&f_242=&f_237=&f_554=
Oder eine flache Messingscheibe: https://www.schraubenhimmel.de/sche...in-433/?p=1&o=5&n=12&attributesForm_1=Messing
Bisher waren keine Dichtscheiben verbaut, das Rollenlager war ganz schön verdreckt und (zum Glück nicht an den Laufbahnen) teilweise korrodiert.

Edit: wäre eine (Hohl-) Welle anstatt der Schraubenverbindung, in die links und rechts die Zapfen aufgeschoben werden, evlt. noch eine Überlegung wert? Wobei dann beide Bohrungen an den Aluwangen zusammen fluchten müssen
https://medias.schaeffler.com/medias/infoimg/bilder/imageref_383348107_All.gif

Evtl. als (Hohl)-Welle mit Gewindebohrungen bzw. eingeschnittenem Gewinde zum Verspannen der Zapfen:
https://medias.schaeffler.com/medias/infoimg/bilder/imageref_383249803_All.gif

 

[Eckhard]

Hallo,
mit Rezess meine ich eine Abstufung in den Durchmessern, die zu den jeweiligen Bohrungen in den Aluwangen des Rahmens bzw. der
Kegelrollenlagerinnenringe passen. Wenn bisher keine Dichtscheiben (ich meinte solche, die den Nilos-Ringen entsprechen) verbaut sind,
dürfte es mangels Bauraum schwierig werden, nachträglich welche einzubauen.
Zum Aufreiben der Bohrung(en) in der/den Aluwangen musst Du schon die Schwinge demontieren und eine Reibahle nutzen, die so lang
ist, dass die durch beide Wangen reicht. Für eine ordentliche Lagerung müssen die beiden Bohrungen fluchten und rechtwinklig zur
Wangeninnenseite ausgerichtet sein.
Die ordentliche Lagerung hängt auch von der Montage ab - wieviel Platz ist zwischen den Wangen und den Innenringen der Lager im unverspannten Zustand, sind die Wangeninnenflächen parallel oder erst im verspannten Zustand (ggfs. müssen Beilagscheiben zum
Ausgleich des Spalts eingebaut werden).

Konstruktiv ließe sich die Lagerführung innen sicherlich optimieren, was da sinnvoll ist kann ich aber aus der Distanz ohne alle Maße zu
kennen nicht schreiben.

 

[schlawag]

Hier 'mal eine Skizze mit Welle (1. Skizze). Als Hohlwelle dachte ich an ein Rohr (bzw. ein ca. 10cm langes Teilstück mit 22.2mm Durchmesser eines alten Alu-Lenkers oder ein V2A Rohr, die Schraube wäre dann durchgehend (zweite Skizze) mit selbstsichernder Mutter (grün)

 

[schlawag]

Konstruktiv ließe sich die Lagerführung innen sicherlich optimieren,

um da einem falschen Eindruck entgegen zu wirken: evtl. ist das ja so konstruiert, dass die etwas schiefwinkligen Aluwangen durch das Anziehen der Sicherungsmutter fluchtend sind. Wollte nicht so anmassend sein, bei meinem (schon Jahre alten) Halbwissen nur mit etwas Praktikumserfahrung Challenge konstruktive faux-pas anzukreiden. Bei meinem Challenge Mistral Sitz kann ich allerdings nicht immer Absicht bei schiefen Befestigungen erkennen. In der Summe passt's dann Gott sei Dank wieder.
Um zum Taifun zurück zu kommen: evtl. wurde beim Zusammenbau nach Einbau eines viel zu langen Dämpfers (190mm Abstand statt 165mm) einfach auch die Dichtungsscheiben vergessen.
Der Hinweis auf Übergangs- bzw. Gleitpassung war sehr wertvoll: werde den Zapfen so dimensionieren, dass ich auf eine Übergangspassung komme, etwas Abdrehen (lassen) kann man dann immer noch.

 

[schlawag]

Beilagscheiben zum
Ausgleich des Spalts eingebaut werden

und evtl. Filzdichtungen zusätzlich zu einer Beilagscheibe, falss genug Platz da ist (wg. dem Schutz vor Schmutz von aussen; an der Schwinge spritzt natürlich das Wasser im Regen ganz gut hin)? Schaue auf jeden Fall nach den Nilos Ringen, ob die evtl. 'rein passen, gibt's ja schon mit 0.3mm Stärke.

 

[Eckhard]

Als Hohlwelle dachte ich an ein Rohr (bzw. ein ca. 10cm langes Teilstück mit 22.2mm Durchmesser eines alten Alu-Lenkers oder ein V2A Rohr,

Ich würde dafür keine Reste eines Lenkers o. ä. vorsehen, zumal bei 22,2mm Durchmesser für die Lageraufnahme nur eine Wandstärke
von 1,4mm verbleiben würde. Mein Ansatz wäre eine Hülse mit Außendurchmesser gleich Lagersitz, im Bereich zwischen den Lagern
auf Durchmesser 22mm reduziert - an den Übergängen zu den Lagersitzen jeweils ein Fase 30°. Die Hülse komplett hohlgebohrt mit
Durchmesser 16 oder 18mm. An den Enden jeweils eine Passbohrung D 20mm, 15mm tief. Zwei weitere nahezu identische Drehteile
fixieren die Hülse zwischen den Aluwangen des Rahmens. Diese haben außen den Bund wie die bereits vorhandenen Teile, dann je
einen Zapfen passend zur Bohrung in den Wangen (die ich beide identisch aufreiben würde). Diese Zapfen reduzieren sich in den
Wangen auf D20 (Gleitpassung zur Passbohrung der Hülse). Länge so, dass die Lager spielfrei eingestellt werden können. Ab jetzt
mehrere Varianten, je nach Platzangebot:
a) Beide Teile erhalten eine Durchgangsbohrung, das Gesamte wird mit einer durchgehenden Schraube fixiert.
b) abweichend von a) erhält ein Teil ein Innengewinde, damit außen keine Mutter und Gewindeüberstand aufträgt.
c) abweichend von b) erhält das Teil mit der Durchgangsbohrung außen eine Senkung für eine Senkkopfschraube, damit auch hier
kein Schraubenkopf stört.

 

[Eckhard]

Ich habe mir deine Fotos aus dem Eingangspost nochmal genauer angeschaut. Wenn Du den Sitz demontierst, solltest Du auch
eine komplett durchgehende Welle mit einseitig festem Bund (wie die bisherigen) montieren können. Auf der anderen Seite
könnte die Bundscheibe gestuft mit einer Sacklochpassung D20 und Bohrung für Schraube M10 ausgeführt werden. Die Welle
erhält an der Seite einen Zapfen passend zur Passbohrung und ein M10 Innengewinde. Von der Bundseite kann die Welle hohl-
gebohrt werden. Die Welle trägt dann beide Lagerinnenringe, diese laufen also absolut parallel. Wenn die Lagersitze jeweils
etwas in die Aluwangen ragen, lassen sich auch Beilagscheiben oder ggfs. die NILOS-Ringe gut positionieren.

Dieses Foto http://www.radtouren.ch/bikes/Recumbent/large/img22.jpg läßt bei den Originalbauteilen auf Aluminium als
Werkstoff schließen, die Hülsen scheinen außerdem mit Schraubensicherung eingeklebt zu sein.

 

[Aitac]

mach mir bitte eine bemaßte Skizze, von dem Teil was du brauchst, dann kann ich im Lager schauen ob passendes Material da ist und was es dich kostet. Würde zu Messing oder Bronze tendieren, wiegt mehr, ist aber durch den Kupferanteil Trockenschmierend und hält 10x länger als POM. Arbeitszeit und Materialkosten sind die selben

 

[Eckhard]

Schmierung ist aus meiner Sicht nicht relevant, die Teile sollen sich weder in den Lagerinnenringen noch in den Aluwangen dauerhaft bewegen. Ich würde mehr Wert auf den Korrosionsschutz legen. Bei direktem Kontakt zu "blankem" Alu in den Wangen wäre das Risiko der Kontaktkorrosion bei gleichem Material am geringsten?
Evtl. könnte man die Teile harteloxieren?

 

[einrad]

Messing oder Bronze .... Trockenschmierend

Angebote zur Hilfe finde ich immer gut.

In diesem konkreten Fall 2 Anmerkungen:

• Wenn sich nichts bewegt, sehe ich keinen Bedarf für Schmiereigenschaften.
• Wenn man bei einer verschlissenen Passung weicher Bolzen und relativ weiche Schwinge, als Ersatzteil einen harten Bolzen gibt:
  Was wird dann als nächstes nachgeben? Ja, jetzt bleibt dann der Bolzen heil! Dafür nudelt's mir halt die Schwinge aus...

Gruß, Harald

 

[Aitac]

Wie erwähnt, Material ist mir Wurst, i brauch ne Zeichnung! Ob Alu, POM, Messing oder Stahl muss der endscheiden, der das Teil haben will

 

[Fanfan]

Was wird dann als nächstes nachgeben? Ja, jetzt bleibt dann der Bolzen heil! Dafür nudelt's mir halt die Schwinge aus...

Hat's doch schon. Auf der einen Seite um 0,1mm, auf der anderen um 0,2mm.
Ich hatte mir schon eine etwas kühne Konstruktion überlegt, mit der man die Innenringe der Lager am jeweiligen Auge auf der Schwinge festspannen und dann unabhängig davon die Lagervorspannung einstellen kann. Aber dabei wären auch wieder zwei einzelne Lagerzapfen entstanden, die unter Last in den Augen herumhebeln. Eine durchgehende Achse hat mindestens dieses Problem nicht (und ist viel einfacher zu bauen).

 

[schlawag]

Wer misst, misst Mist...
Heute noch 'mal nachgemessen (ohne indirekte Messung durch das Plastikfläschen, das hat's wohl etwas zusammen gedrückt):
Zapfen: an drei Stellen jeweils 24.9
Zapfenlagerung: Seite mit Kettenrolle: ca. 24.8, andere Seite 24.8 (da komme ich allerdings mit der Schiebelehre nicht richtig 'ran, weil der Dämpfer im Weg ist, den Dämpfer kann ich erst abmotieren, wenn der Sitz demontiert ist. Weil die Hydraulikleitung aber im Rahmen verläuft, kann ich die Schwinge nicht einfach so 'raus nehmen, sondern müsste zuerst das Öl ablassen, um dann die Scheibenbremse bzw. die Leitung zur Bremse demontieren zu können...
Denke, so ein POM Stab mit Gewinde (evtl. einseitig mit Bord, dann spare ich mir auf dieser Seite Gewinde plus Verschraubung), der ganz durch geht, ist vielleicht etwas (den würde ich dann von der etwas ausgeleierten Seite einführen). An den Enden solche Scheiben: https://www.magnetmax.de/Magnetzube...mm-mit-Bohrung-und-Senkung-verzinkt::440.html In verspanntem Zustand dann ca. 0.5mm Abstand zwischen Scheibe und Welle.
Kann man in POM einfach ein Gewinde bohren? Oder besser ein 8.5mm Loch durch die POM Stange auf ganzer Länge, durch das eine M8 Schraube verläuft?
Ein Bekannter von mir (Polytechniker) meinte, mit einem Innen-Mikrometer könnte ich den Lagersitz genauer bestimmen, aber eigentlich sollte man mit einer Schiebelehre den Innendurchmesser genau genug bestimmen können . Er meinte, von der Stabilität her sei die ursprüngliche Challenge Lösung mit zwei Zapfen mit Innengewinde, die mittels Gewindestange verbunden werden eigentlich ausreichend, aber Fanfan's Äusserung, dass die einzelnen Lagerzapfen in den Augen 'rum hebeln" leuchtet schon ein; auch wenn sie durch die durchgehende Schraube bzw. Gewindestange schon daran etwas gehindert werden.

 

[Fanfan]

Er meinte, von der Stabilität her sei die ursprüngliche Challenge Lösung mit zwei Zapfen mit Innengewinde, die mittels Gewindestange verbunden werden eigentlich ausreichend,

Wenn die Lagerung richtig eingestellt ist, wird's schon passen. Kritisch scheint mir vor allem der Fall, wo die Vorspannung zu niedrig ist und die Lager z.B. durch Kettenzug schief belastet werden.

 

[Eckhard]

Zapfen: an drei Stellen jeweils 24.9
Zapfenlagerung: Seite mit Kettenrolle: ca. 24.8, andere Seite 24.8

Den vorhandenen Zapfen kannst Du jeweils spielfrei in die Zapfenlagerung (Aluwangen) einführen?
Für die Kegelrolleninnenringe dürfte der Zapfendurchmesser eher bei 24,99 liegen, das ist aber mit einem Messschieber nicht mehr messbar.

Die Lager gibt es in unterschiedlichen Breiten, je nach dem was bisher verbaut war, könntest Du evtl. Platz für eine Dichtung schaffen.
z. B. Lager von FAG d25 D52 in unterschiedlichen Breiten (ich habe die Filter entsprechend eingegrenzt - Du müsstest selber "spielen"):

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[schlawag]

Hallo Eckhard
Schätze Deine Unterstützung. Denke, ich schau dann, wenn ich den zweiten Zapfen habe, ob evtl. sogar noch Platz für eine Dichtung mit dem vorhandenen Lager besteht. Um das Lager auszutauschen, müsste ich Werkzeug (und Routine bzw. handwerkliches Geschick) haben, um die in der Schwinge eingepressten Schalen zerstörungsfrei heraus zu bekommen, daher möchte ich den Tausch des Kegelrollenlagers verschieben. Ist denke ich eine Aktion zusammen mit dem von Dir angedachten Ausreiben der Aluwangen bzw. der Zapfenlagerung. Aber ich behalte es im Hinterkopf. Danke für den FAG link. Falls ein Schrägkugellager gerade die passende Breite hätte: wäre das auch eine Alternative?