Sortierung umschalten zurück

ThemaKugelgelagerte Achsen Konstruction und Details7 Beträge
RubrikRollmaterial - Wagen
 
AutorPius8 J.8, Arizona / USA321363
Datum18.02.2019 17:36575 x gelesen
Vor ein paar Tagen habe ich einige Personenwagen gekauft und ich benoetige nun 36 Achsen mit Kugelgelagerten Radscheiben. Ich koennte diese Achsen von Piko oder LGB kaufen was aber sehr kostspielig waere. Die $750 sind aber nicht der einzige Faktor die mich abhalen die Achsen einfach von einem Hersteller zu kaufen. Ich denke dass solche Kugelgelagerte Achsen mit besserer Qualitaet hergestellt werden koennen, und ich versuche das nachfolgend im Detail zu beschreiben.
Im 2011 hatten wir hier im GBF schon eine heisse Diskussion ueber solche Achsen, dieses mal wede ich versuchen das ganze etwas professioneller zu gestalten, mehr ins Detail zu gehen.

Als erstes moechte ich an einer LGB Achse demonstrieren was ich nicht gerne sehe. Als Versuch habe ich eine LGB Achse im Schraubstock eingespannt und ein 300mm langes Alu Profil mit einerv Klemme an der Radscheine angeklemmt. Das Spiel im Kugellager bewirkt dass ich die Radscheibe bewegen kann und an der Spitze des Aluprofiles messe ich 14mm. Mit anderen Worten das Spiel im Kugellager erlaubt dass das Rad im Maximal Fall auf einer Strecke von 300mm ganze 14mm zur Seite abweichen kann. Ob das nun ein Vorteil ist ueberlasse ich jedem Leser selber zu entscheiden.


ZJzLJQN.jpgmcqVrnm.jpgxRrlKg0.jpg

Der Fachausdruck fuer das Spiel im Lager nennt man Lagerluft, und im Link unten ein paar Erklaerungen dazu.
https://www.kugellager-express.de/Lagerluft-und-Betriebsspiel
Die Fachgerechte Montage von Rillenkugellager ist nicht so einfach wie einige denken, das ist nicht einfach Loch bohren und Kugellager reinstecken. Je nach Anwendung gibt es viele Tolleranzen zu beachten. Hier eine Tabelle die unterschiedliche Presssitze zeigt. Als generelle Regel, Je staerker der Presssitz ist desto kleiner ist die Lagerluft, das Spiel im Lager. Wenn das Kugellager in eine kleinere Bohrung eingepresst wird schrumpft der Aussenring im Micron Bereich was aber schon genuegend ist das Spiel oder die Lagerluft zu reduzieren. ein eingepresster Lagerring wird sich im Betrieb nicht derehen erzeugt somit keinen Abrieb was die Lebenzeit des Lagers erhoet.
Ae95L7F.gif
Zumal die Kugellager in der Radscheibe sehr Duennwandig sind ist die Beschaffenheit der Bohrung sehr wichtig. Ein kleiner Druckpunkt wie in der LGB Achse von diesem Drathstift gemacht wird kann die Lebensdauer des Lagers beeinflussen.
https://www.skf.com/at/products/bearings-units-housings/super-precision-bearings/principles/design-considerations/radial-location-of-bearings/index.html
Neben der wackligen Radscheibe gibt es noch andere Gesichtspunkte zu beachten die leider im normalfall nicht zu vorhanden sind, nirgends beschrieben werden, aber bei unseren Achsen vorhanden sind. Bei unserer Anwendung fliesst auch noch Strom durch das Kugellager und wenn dann die einzelnen Kugeln lose im Lager sitzen entsteht vermutlich ein Funkensprung. Was solch ein Funkensprung bewirken kann kennen wir schon vom Abbrand an Lok Raedern. Funkenerosion ist nicht zu unterschaetzen. Funkenerosions Maschienen auch EDM genannt brennen sich sogar durch Hartmetall in kuerzester Zeit. Irgendwelcher Abbrand im Lager und die Rueckstaende des Abbrandes kuerzen die Lebensdauer des Lagers. Meine Asicht ist dass Kugeln die nicht so lose im Lager sitzen besseren Kontakt machen und deshalb die Chance fuer irgendwelchen Funkensprung reduziert wird.

So wenn ich meine Achsen herstelle ist fuer mich klar dass die Lager eingepresst werden muessen, nicht lose mit einem Schiebesitz installiert werden wie das bei anderen Herstellern gemacht wird. Im naechsten Posting beschreibe ich den hergang das Design meiner Achse.

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 
AutorPius8 J.8, Arizona / USA321364
Datum19.02.2019 16:02438 x gelesen
Heute habe ich die LGB Achse komplet zerlegt was mir erlaubt den Lagersitz zu messen. Hier die Masse welche ich gefunden habe. Kugellager Durchmesser 12.995mm. Bohrung Durchmesser 13.002mm. Mit diesen massen ist das ein praezieser Schiebesitz und sicherlich nicht ein Presssitz.
Der Innendurchmesser am Lager ist 5.995mm, und die Welle misst 6.002mm wobei dieses mass aendert je nach dem wo ich messe. Wie auch immer, wenn ich das Lager auf die Welle aufpresse finde ich einen leichten Presssitz.
V4uC5a9.jpg

Der eingebaute Drat mit dem Bleistift gezeigt, misst etwas hoeher und macht eine kleine Druckstelle am Lagerring.
ZAOdx2B.jpg

Bei der Radscheibe sieht man klar dass diese aus Messing hergestellt ist. Die Bohrung oder der Lagersitz wurde vor der Oberflaechenbehandlung abgedeck so dass kein Chrom aufgetragen wird im Lagersitz. Ein oder zwei Micron koennen schon den Unterschied machen ob das ein Schiebesitz ist oder ein leichter Presssitz wird. Der zusaetzliche Aufwand diese Bohrung vor dem Verchromen abzudecken macht klar dass defenitiv kein Presssitz erwuenscht ist. Ich kann mir nur einen Grund vorstellen wiso der Lagersitz nicht verchromt wird. Beim einpressen des Lagers koennte die Chromschicht abblaettern und spaeter den Weg ins Lager finden.
2ilLr7m.jpg

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 
AutorRein8hol8d B8., GeislingerSteige / 321366
Datum20.02.2019 18:14458 x gelesen
Vielen Dank, Pius, das sind sehr interessante Informationen - und bestimmt nicht nur ich wollte längst mal wissen, wie das innen aussieht.

Have biG fun with biG trains !!

Reinhold

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 
AutorPius8 J.8, Arizona / USA321367
Datum21.02.2019 14:38462 x gelesen
Hallo Reinhold
Mechanik ist interesant und nicht immer so langweilig speziell wenn man mit ISO Normen arbeitet und das im Micron Bereich.
Das zerlegen und ausmessen der LGB Achse hilft Dinge besser zu verstehen, die eigene Konstruktion zu verbessern.
LGB hat einen ganz anderen Maschienenpark als ich es habe, deshalb ist mein Desing so ausgelegt dass ich die Achsen Teile auf meinem Equipment herstellen kann. Zeit ist fuer mich nicht der wichtigste Faktor, es ist fuer mich unwichtig ob ich 3 Minuten Zeit benoetige die Lager richtig einzupressen. Ein Pressitz mit ISO Normen ist fuer mich wichtig wegen den vorher gezeigten Problemen die ich sehe.

Kurz ein Paar Worte zur Radscheibe. im Bild unten ist links eine LGB Radscheibe und rechts meine halb vertige Version. (Aussparung fuer schwarze Delerin Abdeckscheibe fehlt)
YZHi2Oz.jpg
Wenn man die zwei Radscheiben vergleicht sieht man einen kleinen Farbunterschied, welche Scheibe nun besser aussieht ist eine Frage des Geschmacks. Beide Radscheiben sind rostfrei. Meine Radscheibe kann beliebig nachpoliert werden, bei der LGB Radscheibe ist immer das Risiko dass aus irgend welchen Gruenden das Messing zum Vorschein kommt. Der ankauf von Messing Rohmaterial ist teurer als der Kauf von Automaten Chrom Drehstahl. Automaten Chromstahl muss nicht Verchromt werden, Keine Lagersitz Abdeckungen mussen fuer das Verchromen temporaer installiert werden. Kein Verchromen ist noetig. Handarbeit ist der teuerste Kostenanteil in der Produktion. Radscheiben wie ich sie auf meiner 40 Jahre alten Drehbank herstelle sind nach dem drehen gleich bereit fuer die Montage. Eine moderne CNC Automatendrehbank kann den ganzen Tag lang solche Radscheiben mit der noetigen Tolleranz produzieren.
Fuer 15 Jahre war ich Selbststaendig erwerbend, Ich habe Module oder Einzelteile konstruiert gezeichnet und hergestellt. Fuer jeden Auftrag musste ich die Kostenrechnung fuer die Offerte machen. Bis heute habe ich echt muehe zu verstehen wiso diese Radscheiben aus Verchromten Messing hergestellt werden.
Themawechsel, hier die Zeichnung meiner Achse. So die Vorgaben sind: Genormter Presssitz am Lager, das innen und Aussen. Keine zusaetzlichen Kosten fuer Verchromen. Stromabnahme ohne Druckpunkt. Alle Teile muessen auf konvenzionellem Equipment hergestellt werden koennen.
4mibVDc.jpg
Hier die Explosionszeichnung:
1HxPBFP.jpg
Und hier ein Foto von den ersten Teilen die ich schon hergestellt habe. Leider sind einige der Teile erst im halbvertigen Zustand aber ich denke man kann schon sehen wohin das geht.
0sC17Sw.jpg

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 
AutorRein8hol8d B8., GeislingerSteige / 321369
Datum22.02.2019 17:09405 x gelesen
Kann es nur eine Antwort geben:

WOW!

Have biG fun with biG trains !!

Reinhold

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 
AutorPius8 J.8, Arizona / USA321383
Datum04.03.2019 14:44318 x gelesen
Unterdessen sind alle Teile der ersten Serie hergestellt und ich kann endlich mit der Montage beginnen.
n6cEf3K.jpg
Sobald die ersten Achsen zusammengebaut waren wollte ich natuerlich herausfinden wie Spurtreu meine Radscheiben sind. Wie zuvor habe ich den selben Versuch aufgebaut und das Resultat war dass ich auf 300mm gerade mal 4mm Abweichung zur Seite habe. Der 0.005mm Presssitz am Aussen und Innenring hat die Lagerluft nochmals reduziert. Im vergleich LGB hatte auf 300mm 14mm Abweichung zur Seite. Bei Piko waren das 8mm und bei meinen Achsen messe ich nun 4mm. Die 4mm Abweichung zeigen dass immer noch eine kleine Menge Lagerluft vorhanden ist was sicherstellt dass die Radscheibe frei dreht.
g9Nt8ro.jpg
Achse Eingespannt.
n3aQj8L.jpg
Die ersten Achsen sind vertig. Auf diesem Foto kann man nun auch die zwei 1.5mm Stifte sehen welche ich fuer den Anschluss der Kabel benoetige.
MCbwdjF.jpg
Und hier ein Foto mit einer Nahaufnahme.
wb5a44q.jpg

Die erste Serie Achsen habe ich mit 12mm Kugellagern gemacht zumal ich diverse 12mm Reibahlen schon an Lager habe. Die naechste Serie werde ich mit 13mm Kugellagern herstellen zumal ich denke dass die dickeren Ringe am Lager mir Vorteile bringen beim einpressen.

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 
AutorRein8hol8d B8., GeislingerSteige / 321384
Datum04.03.2019 14:48337 x gelesen
Respekt !!

Have biG fun with biG trains !!

Reinhold

Beitrag bewerten

Beitrag in meine Bookmarkliste aufnehmenantworten

 

 18.02.2019 17:36 Pius7 J.7, Arizona
 19.02.2019 16:02 Pius7 J.7, Arizona
 20.02.2019 18:14 Rein7hol7d B7., GeislingerSteige
 21.02.2019 14:38 Pius7 J.7, Arizona
 22.02.2019 17:09 Rein7hol7d B7., GeislingerSteige
 04.03.2019 14:44 Pius7 J.7, Arizona
 04.03.2019 14:48 Rein7hol7d B7., GeislingerSteige
zurück


Gartenbahn-Forum / © 1996-2016, www.jmayer.de - Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Mayer, Weinstadt