Radlagerhaltbarkeit verbessern

[Rotkaeppchen]

Kann man, schau mal auf dieses Bild nebst Beschreibung.

Das ist doch genau das, was ich will. Ein Loslager innen mit großem 15mm Innendurchmesser, ein Festlager außen mit 12mm Innendurchmesser, beide Lager außen fest mit Sicherungsringen, ist auch umgesetzt, schön wäre es jetzt noch, wenn man die Achse auf 15mm bringen könnte, die Buchse und das Distanzstück könnten dann entfallen, weil das äußere Lager gegen einen Absatz auf der Achse geschraubt würde. Dann wäre es auch möglich, die aus Aluminum zu fertigen. Müsste man sich den Rest anschauen, wie es am Federbein angebunden ist und wieviel Platz im Bremsbackenhalter ist. Denn über die Achse bekommt man auch nennenwert Wärme aus dem System. Sehr schön, das gefällt mir! Ich würde dann noch einen Dichtring unterbringen, damit kein Wasser in die Loslagerung läuft. Das Loslager muss man vermutlich dann regelmäßig fetten, da könnte man auch einen Schmiernippel vorsehen und durch die Achse Fett reinpressen.

Damit sind die Verspannungen raus. Bleibt immer nach das Problem, dass die Lager heiß werden können und das Fett rausfließt. Alles als C3-Lager hilft gegen Härteverluste, die können in der Regel 180°C ab, nur das Fett muss passen.

Aber warum müsste das feste Lager eigentlich außen sein?

Weil das äußere Lager als 6001 erheblich belastbarer als ans innere 6902 ist. Die Axialkräfte sind bei Kurvenfahrt durchaus nennenswert, wenn man auf zwei Rädern um die Ecken saust. Wichtig ist bei Rillenkugellagern immer, dass die Radialkräfte Faktor 2-3 größer als die Axialkräfte sind. Axialkräfte hat man beim Zweirad auch quasi nicht. Ganz im Gegensatz zu unseren Dreirädern.

Weil du sowieso Kette, Kassette ... machen musst, da sind die Radlager am wenigsten Arbeit und am günstigsten.

Das hab ich alles nicht. Ich weil ein Velocar haben, was idealerweise 100.000km ohne Reparaturen funktkioniert. Und dann habe ich keine Lust, regelmäig die Radlager zu wechseln. Die Passungen in den Trommeln werden nicht besser, wenn da regelmäßig Lager aus- und eingepresst werden. Du hast natürlich Recht, diese ganzen Umbauten dauern länger, als ein paar mal die Lager zu wechseln. Darum auch ganz am Anfang meine Frage, wie oft ihr wechseln müsst. Passiert das alle 20.000km, kann man damit leben.

 

[Rotkaeppchen]

Und dann noch diese Kugellager mit einem Temperaturbereich bis 260°C (PTFF in Käfig und Dichtscheiben), dann sollte man Ruhe haben und kann die Bremsen zum Glühen bringen. Unter dem Aspekt der Temperaturbelastung machen in diesem Anwendungsfall keramische Kugellager richtig Sinn! Durch die Dichtscheiben tritt auch kein Fett aus, wenn es zu heiß wird. Teuer, aber kann man drüber nachdenken. Bleibt die Stoßempfindlichkeit. Sollte man mit dickeren Reifen fahren.

C6902-LL-ZrO2 (6902/C-2RS)

Keramiklager 6902-LL-ZRO2 - Kugellager aus Keramik (Vollkeramik); Maße: 15x28x7mm (28x15x7); beidseitge PTFE Abdeckung/Dichtung.

www.kugellager-shop.net

C6001 LL ZrO2 (Vollkeramik Rillenkugellager CE-6001-2RS-ZR02)

6001 Keramik Kugellager C6001-LL-ZRO2 (Vollkeramik). Keramiklager 12x28x8 mm / 28x12x8 mm alt. 6001-KER-LL-ZRO2 / CE-6001-2RS.

www.kugellager-shop.net

 

[Gear7Lover]

Das ist doch genau das, was ich will. Ein Loslager innen mit großem 15mm Innendurchmesser, ein Festlager außen mit 12mm Innendurchmesser, beide Lager außen fest mit Sicherungsringen, ist auch umgesetzt, schön wäre es jetzt noch, wenn man die Achse auf 15mm bringen könnte, die Buchse und das Distanzstück könnten dann entfallen, weil das äußere Lager gegen einen Absatz auf der Achse geschraubt würde. Dann wäre es auch möglich, die aus Aluminum zu fertigen. Müsste man sich den Rest anschauen, wie es am Federbein angebunden ist und wieviel Platz im Bremsbackenhalter ist. Denn über die Achse bekommt man auch nennenwert Wärme aus dem System. Sehr schön, das gefällt mir! Ich würde dann noch einen Dichtring unterbringen, damit kein Wasser in die Loslagerung läuft. Das Loslager muss man vermutlich dann regelmäßig fetten, da könnte man auch einen Schmiernippel vorsehen und durch die Achse Fett reinpressen.

Damit sind die Verspannungen raus. Bleibt immer nach das Problem, dass die Lager heiß werden können und das Fett rausfließt. Alles als C3-Lager hilft gegen Härteverluste, die können in der Regel 180°C ab, nur das Fett muss passen.


Weil das äußere Lager als 6001 erheblich belastbarer als ans innere 6902 ist. Die Axialkräfte sind bei Kurvenfahrt durchaus nennenswert, wenn man auf zwei Rädern um die Ecken saust. Wichtig ist bei Rillenkugellagern immer, dass die Radialkräfte Faktor 2-3 größer als die Axialkräfte sind. Axialkräfte hat man beim Zweirad auch quasi nicht. Ganz im Gegensatz zu unseren Dreirädern.


Das hab ich alles nicht. Ich weil ein Velocar haben, was idealerweise 100.000km ohne Reparaturen funktkioniert. Und dann habe ich keine Lust, regelmäig die Radlager zu wechseln. Die Passungen in den Trommeln werden nicht besser, wenn da regelmäßig Lager aus- und eingepresst werden. Du hast natürlich Recht, diese ganzen Umbauten dauern länger, als ein paar mal die Lager zu wechseln. Darum auch ganz am Anfang meine Frage, wie oft ihr wechseln müsst. Passiert das alle 20.000km, kann man damit leben.

Wenn es denn eine 12mm Achse ist kannst sie relativ einfach mit einer Hülse auf 15mm bringen.

Schmiernippel aus der Landmaschinentechnik? Das viele Fett macht Reibungsverluste.

Lagersicherung an abgedrehten Naben kann man mit einer angeschraubten Radkappe erreichen. Braucht Gewindelöcher in der Nabe. Hitzebeständiger Dichtring dazu dann ist gleich auch noch wasserdicht.

Den grössten Fortschritt, und wahrscheinlich alle anderen Schritte überflüssig machend: Kühlkörper

 

[einrad]

Macht nix, geht trotzdem.

Ich habe keine grundsätzlichen Zweifel, dass man einen durchgehärteten Konus erfolgreich nachschleifen kann.

Ursprünglich hatte ich den Beitrag von @Fanfan als frei Hand Arbeit gelesen.
Das halte ich für komplett illusorisch.
Entweder hab ich's überlesen oder das "einspannen, weil von Hand schwierig" ist erst nachträglich reingekommen. Ist jetzt aber egal...

Eingespannt und mit Vorschub nahe Null kann's schon ausreichend rund werden.
Die Kontur ergibt sich dann halt durch den Durchmesser der Dremel Scheibe und den Winkel wie der Dremel angestellt ist.
Etwas tricky, aber machbar. (Am einfachsten gleich auf der Drehbank, aber wer schleift dort gerne?)
Und nur sinnvoll, wenn man sich sicher ist, dass der Konus nicht nur an der Oberfläche gehärtet ist.

 

[Fanfan]

Entweder hab ich's überlesen oder das "einspannen, weil von Hand schwierig" ist erst nachträglich reingekommen. Ist jetzt aber egal...

Stand von Anfang an drin. Was ich nicht reingeschrieben hatte: Die Bohrmaschine schnell laufen lassen. Je schneller die läuft und je weniger man das Werkzeug andrücken muss (deshalb Dremel und nicht Schleifpapier), um so weniger folgt man den Unebenheiten.

(Am einfachsten gleich auf der Drehbank, aber wer schleift dort gerne?)

Und wer hat eine zu Hause stehen?

 

[Felix]

Das hab ich alles nicht. Ich weil ein Velocar haben, was idealerweise 100.000km ohne Reparaturen funktkioniert.

Ohne Reparaturen, aber nicht ohne Wartung. Wenn du einen Testgenerator hast bist du mit Kette und Ritzelpaket das größte Ärgernis los, aber die Federbeine sind wahrscheinlich noch die alten mit den Kunststoffbuchsen die in relativ kurzen Abständen ein bisschen Liebe brauchen, oder?

Darum auch ganz am Anfang meine Frage, wie oft ihr wechseln müsst. Passiert das alle 20.000km, kann man damit leben.

Bei mir war es irgendwas zwischen 30.000 und 40.000km.

 

[JKL]

Kette, Kassette

gibts nicht -> Tretgenerator

Bremsbeläge

werden im Norden nur für die letzten 3m benutzt -> Reku



Gruß Jörg

 

[Rotkaeppchen]

Wenn es denn eine 12mm Achse ist kannst sie relativ einfach mit einer Hülse auf 15mm bringen.

Der Ansatz war, die Achse aus Aluminium zu machen, Gewicht und so. Und wenn die Achse 15mm Durchmesser anstatt 12mm hat, steigt das Flächenträgkeitsmoment um den Faktor 2,4 und gleicht damit ziemlich genau den geringeren E-Modul von Stahl aus. Die Steifigkeit bleibt konstant, die Festigkeit sollte, je nach gewähltem Aluminium auch leicht steigen.

Schmiernippel aus der Landmaschinentechnik? Das viele Fett macht Reibungsverluste.

Nicht in das Lager, sondern für den Sitz unter dem Lager und gegen Feuchtigkeit, die von außen eindringt und unter die Lospassung wandert. Aber da ist die Gefahr zu groß, dass zuviel Fett dann in der Bremse wandert. Man sollte also vor dem Winter das Rad einmal abbauen und die Achse dünn einfetten und oder auf der Bremsplattenträgerseite irgendwie eine Abdichtung realisieren, damit kein Wasser über die Achse eintritt. Korrosion unter dem Lager und so ...

Lagersicherung an abgedrehten Naben kann man mit einer angeschraubten Radkappe erreichen.

Das geht auch und Radkappen sind eh sinnvoll zur Abdichtung.

Und ja, die Kühlung ist für die Haltbarkeit sehr wichtig, wegen Härteverlusten im Lager und weil der Fett austritt. Aber genau das sollte man mit vollkeramischen Lagern verhindern. Obwohl die vermutlich viel zu stoßempfindlich sind. Müsste man halt mal testen.

Die Kühlung bringt Dir aber wenig gegen absolute Temoeraturspitzen. Da reichen auch wenige Sekunden und die Lager werden überlastet. Die Verschiebung der Lagerung um 0,2mm, sollte die äußere Nabe kurz ein Delta von 200°C überschreiten, ist "mörderisch". Es sind kurze harte Bremsungen, die das vewirken. Also steile Berge mit hohere Geschwindigkeit herunter und dann dauerhaftes Bremsen. Das macht von uns vermutlich aber keiner, der um die Temperaturfrage weiß. Also mit Vermeidung kann man auch viel ereichen,

... Wenn du einen Testgenerator hast ...

Der ist drin und natürlich gibt es ein paar Wartungsthemen. Aber je weniger, umso besser. Die Radlager kosten nix aber Ein- und Ausbau kostet schon seine Zeit. Ich bin gedanklich auch weniger beim regulären Wechsel der Lager, als ein Festgehen mitten im Urlaub. Da fuhr man gerade die schönen Fjorde runten und dann ist das Rad blockiert. Kein schöner Gedanke.

 

[Rotkaeppchen]

...Es ist blöd, dass die Lager verspannen und ich wäre auch froh über eine gute Lösung, die das Thema einfach und nachhaltig beseitigt.
Ich fürchte aber, die ist kompliziert, nicht bei allen umzusetzen

Das Ziel ist gar nicht eine Lösung für alle. Aber wenn man das bei neues Velomobilen glaich so macht, wird es kaum teuer. Naja gut, zwei Sicherungsringnuten einzudrehen kostet auch viel Zeit

 

[ChristianW]

Das Ziel ist gar nicht eine Lösung für alle. Aber wenn man das bei neues Velomobilen glaicvh so macht, wird es kaum teuer. Naja gut, zwei Sicherungsringnuten einzudrehen kostet auch viel Zeit

Und ich schätze mal >80 % der Kunden (eben die Flachland-Fahrer / "Ballerer") werden dieses Problem selten bis nie haben, darum ist der Leidensdruck auch aktuell nicht so hoch, wie Du Dir das mit Deiner fahrzeugbaulichen Denke gerade ausmalst.

Du hast ein schweres Gefährt, kommst auch eher Berge hoch und musst zwangsweise auch wieder damit runter - also kann ich verstehen, dass man sich da Gedanken macht.
Ich mache mir die ja auch - aber aktuell habe ich größere Sorgen als diese.

 

[Rotkaeppchen]

... darum ist der Leidensdruck auch aktuell nicht so hoch, wie Du Dir das mit Deiner fahrzeugbaulichen Denke gerade ausmalst....

Darum auch die erste Frage von mir, wie oft denn dieser Defekt auftritt. Wenn es irrelevant ist, muss man nix ändern. Ködern kann man Velomobilisten aber immer über die Reibung. Und verspannte Lager erzeugen ziemlich viel Reibung. Das ist dem Lastenradbauer mit dickem Motor egal, der kann auch vorgespannte Schrägkugellager nutzen, aber ohne Motor will man keine paar Watt Verlustleitung im Lager. Wobei vermutlich gerade motorlose Velomobilisten gelernt haben, das Ausrollen effektiver als Abbremsen ist. Es geht also nur um Bergfahrer ....

 

[Gear7Lover]

steile Berge mit hohere Geschwindigkeit herunter und dann dauerhaftes Bremsen. Das macht von uns vermutlich aber keiner, der um die Temperaturfrage weiß.

Äh doch, mit Ginkgo Kühlkörpern, bremst du wann die Situation das erfordert oder wann es beliebt. Da wandert noch nicht mal der Druckpunkt.

 

[SG-Olli]

mit Ginkgo Kühlkörpern, bremst du wann die Situation das erfordert oder wann es beliebt.

Das werde ich dann wohl mal probieren.

 

[Rotkaeppchen]

Äh doch, mit Ginkgo Kühlkörpern, bremst du wann die Situation das erfordert oder wann es beliebt. Da wandert noch nicht mal der Druckpunkt.

Dass die Kühlkörper viel bringen ist klar. Hast Du mal vergleichende Temperaturmessungen an der Nabe nach Bergfahrten gemacht? Also einmal mit und einmal ohne Kühlkörper? Prinzipiell sollte die Nabe nicht über 100°C heiß werden.

 

[ChristianW]

Dass die Kühlkörper viel bringen ist klar. Hast Du mal vergleichende Temperaturmessungen an der Nabe nach Bergfahrten gemacht? Also einmal mit und einmal ohne Kühlkörper? Prinzipiell sollte die Nabe nicht über 100°C heiß werden.

In diversen Posts von Ginkgo / @Lutz/Co ist immer von 150 Grad bei Prüfstand-Tests die Rede.

Ein paar Fundstellen:

Beitrag im Thema 'RAD - Rund um Deutschland'

14.07.2024

Hatte nicht @Lutz/Co eine Temperatur genannt, ab der die Eloxalfarbe ausbrennt? Ich finde es gerade nicht.

Ich habe vor ein paar Jahren die Trommeln auf eine Prüfstand auf der Drehbank getestet und thermisch ausgemessen. Ich habe sie immer bis auf 210 Grad erwärmt. Dabei zeigen sie schon leichte bronzefarbene Aufhellungen. Ich würde bei den Trommeln von Fritz so auf 250 Grad tippen. Ist halt ein ganz harter Fahrer, unser Fritz.
Insgesamt sollte da aber noch nix am Laufrad klappern.
Weiterhin gute Fahrt Fritz.
Lutz

• Lutz/Co

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Beitrag im Thema 'Bremsen optimieren'

09.07.2022

Hallo Allerseits

So , jetzt mal von mit auch ein paar Infos. nachdem hier ja alles miteinnder verglichen wurde.
@tw463 Deine Lösung ist sicher sehr gut zum Nachrüsten mit relativ wenig Aufwand. Das sieht ja schonmal ziemlich gut aus. Gut finde ich auch , dass die Wärme nach der Entstehung direkt auf dem Umfang abgeführt wird. Wie stellst Du einen dauerhaft guten Wärmeübergang auf der kegellig gewölbten Fläche her? Sind die Bleche gewölbt? Onsonsten haben sie eigentlich nur einen strichförmigen kontakt mit dem Nabenmaterial.
Unser Ansatz ist hier ein ganz anderer. Wir versuchen hier...

• Lutz/Co

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Beitrag im Thema 'Bremsleistungen bergab'

09.06.2016

Gibt es einen Bericht von einem Tester? Was ist der Unterschied zwischen den Spezifikationen? High End und Silber abgedreht?

Guten Morgen Allerseits

Jetzt haben wir sie ganz geheim online gebracht und schon haben es Leute gemerkt...;-) ..unfassbar...

Die Praxistests stehen, wie von Werner gesagt, noch aus. Auf dem Prüfstand hatte ich sie nicht über 150Grad Celsius gebracht. Diese ist sicher aber abhängig von Geschwindigkeit, Außentemperatur und Luftanströmung. Ich will mich da noch nicht zu weit aus dem Fenster lehnen.
Fakt ist, dass die 70er Trommel eine zusätzliche Kühlfläche...

• Lutz/Co

• 

 

[Rotkaeppchen]

In diversen Posts von Ginkgo / @Lutz/Co ist immer von 150 Grad bei Prüfstand-Tests die Rede.

Eines der Zitat: "...Ich würde bei den Trommeln von Fritz so auf 250 Grad tippen ..."

Und an dem Punkt hört der Spaß doch auf. Da sind die Lager mausetot. Nicht sofort, aber das war es mit der Haltbarkeit. Ist erst einmal kein Problem, wechselt man halt regelmäßig, aber die bekommen dann eine Axialspannung, die sich gewaschen hat. Denn die Nabe ist immer heißer als die Achse und die Achse aus Stahl dehnt sich trotz sinnvoller Aluiminiumhülse von Gingko weniger aus. Die Lager werden also mit brachialer Gewalt auseinander gedrückt. Die Lagerinnenringe sind auf der Achse fest verspannt, da bewegt sich gar nix, außen sind sie einseitig, jeweils an der Innenseite im festen Kontakt mit der Nabe. Die könnten zwar theoretisch, je nach Passung und Temperatur nach außen wandern aber nicht nach innen. Die heiße Nabe drückt die gnadenlos auseinander.

Alleine schon sowas bei Raumtemperatur spielfrei einzustellen ist mit Distanzscheiben ein richtiger Auswand. Und es spricht doch rein gar nichts gegen eine Los-Festlagerung. Das minimiert die Reibung merklich, da reden wir schnell über mehrere Watt. Da sollte doch jeder Perfektionist hellhörig werden und sofort den Umbau ala panicmechanic umsetzen. Das ist genau richtig gemacht.

Und dann die Querkräfte nicht vergessen. Solange wir gemütlich gradeaus fahren, wie das die überwiegender Anzahl der Velonauten macht, íst das alles unkritisch, die Lager sind kalt und das hält ewig. Sausen wir aber mit abgehobenem Rad und am besten noch mit zum Kurveninneren verlagerten Oberkörper um die Ecken, dann wirkt das gesamte Gewicht der Vorderachse auf eine Rad und mit guten Rennreifen kommt man auf knapp 1g Querbeschleunigung. Dann hat das arme Vorderrad mit einem dicken Hulk am Steuer 100kg Radialbelastung, also pro Lager 500N. Das ist unkritisch. Dazu kommt aber die Querkraft. Auch wieder 100kg, also 1000N mit einem Hebel von ca. 240mm, der Abstand der Kugeln sollte bei 60mm liegen, das heißt also, 4000N zusätzlich einmal nach oben, das andere Lange nach unten. Momentengleichgewicht und so, Statik erstes Semester.

Das addiert sich dann in den Lagern einmal zu 4500N einmal zu 3500N. Dazu kommt dann beim Festlager 1000N Axialkraft. Und wehe, es kommen Stöße dazu und Gepäckk. Damit liegt man deutlich über der zugelassenen Lagerbelastbarkeit und man bekommt plastische Verformungen in der Laufbahn. Ich z.B. habe 70kg Vorderradlast wegen schwerem Akku, schwerem Sunrider und der fetter Fahrerin. Mein Velocar kippt ziemlich früh, da sind so maximal 0,5g drin. Ist damit wieder unkritisch für die Lagerung. Jetzt müsste man noch den Sturz mit einrechnen, aber als Daumenwert reicht das, um zu erkennen, dass wir die armen Lager massiv überlasten. Zu heiß, um die Ecke über der dynamischen Belastbarkeit und durch Temperaturspannungen extreme Axialkräfte weit jenseits jeder zugelassenen Belastbarkeit.

Wenn man das weiß, ist das alles nicht schlimm. Man fährt halt langsamer um die Ecken, bremst nicht brutal und das hält alles. Fährt man aber jeden Tag eine Hexe und sucht die Geschwindigkeit in Kurven und bremst gnadenlos an, ja denn werden die Lager ratze fatze den Geist ausgeben. Und dann lohnt vom zeitlichen Aufwand der Umbau ala panicmechnic. Sind zwei Nuten, andere Distanzhülsen und zwei Sicherungsringe. Vor allem sinkt die Reibung. Es gibt als keinen Grund, das nicht zu machen. Dazu kann noch die Vollkeramiklager, spart wieder "massiv" Gewicht. Für den Perfektionisten ein "must have"!

 

[Marc]

Das werde ich dann wohl mal probieren.

Oder mal in diesen obskuren schweizer Webshop schauen

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[Rotkaeppchen]

Oder mal in diesen obskuren schweizer Webshop schauen

Die Dinger habe ich auch schon gesehen, sowas will ich mir an meinen armen Motor bauen, damit der zur Hexe nicht überhitzt. Das ist auch sehr schön gemacht. Optimiert die Temperatur massiv, erzeugt natürlich Gewicht und Luftwiderstand. Für Leute, die Messerspeichen anstatt runder einbauen, ist das natürlich tabu bis "Teufelszeug". Aber in den schweizer Bergen Pflicht.

 

[Marc]

Die Dinger habe ich auch schon gesehen, sowas will ich mir an meinen armen Motor bauen, damit der zur Hexe nicht überhitzt. Das ist auch sehr schön gemacht. Optimiert die Temperatur massiv, erzeugt natürlich Gewicht und Luftwiderstand. Für Leute, die Messerspeichen anstatt runder einbauen, ist das antürlich tabu. Aber in den schweizer Bergen Pflicht.

Nee, du willst die Dinger hier...

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Die Motortests die zur Entwicklung von Statorade führten hat er hier dokumentiert...

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...und hier kannst du mit dem Online Simulator rumspielen, der auf diesen Testdaten aufbaut

Motor Simulator - Tools

Our ebike motor simulator allows you to easily simulate the different performance characteristics of different ebike setups - with a wide selection of hub motors modeled, and the ability to add custom batteries and controllers and set a wide variety of vehicle parameters you'll be able to see...

ebikes.ca

Damit fährst du dann mit dem im Stop-and-Go heißgefahrenen (115°C) DD-Hubmotor ne 4% Steigung mit 55km/h rauf und der Motor kühlt dabei auf 80°C runter (erzählte ein Freund...)

 

[Rotkaeppchen]

Schon bei 45km/h komme ich im Motor auf 40g, weil über 400U/min. Ganz zu schweigen von hören Temperaturen.



Haltbarkeit ist der Artikel neu, vorm halben Jahr war noch von einmal jährlich erneuern die Rede. Das klingt besser