ein bekannter deutscher PPU Produzent rüstet die Lager seiner Regulatoren immer öfters mit Mini-/Micro-Kugellagern aus. Mit dem Anspruch „Wartungsfreiheit“.
Ich habe unter anderen auch eine Uhr dieses Herstellers. Bei Begutachtung der Kugellager fiel mir aber auf, dass diese auf einer Seite offen sind. Da kann also Staub eindringen.
Zitat von Pendler im Beitrag #1PPU, Lager, Kugellager ein bekannter deutscher PPU Produzent rüstet die Lager seiner Regulatoren immer öfters mit Mini-/Micro-Kugellagern aus. Mit dem Anspruch „Wartungsfreiheit“.
Die Sprache der Werbung, ist etwas Besonderes ...
Der Hersteller schreibt: "nun in der innovativen Neuen Verpackung", meint aber ganz selbstverstaendlich, die Packung ist groesser, knalliger umweltschaedlicher, und es ist vor allem weniger drin ...
Der Hersteller schreibt: "nun mit der neuen verbesserten Rezeptur", meint aber die wertvollen Zutaten sind weniger, dafuer ist mehr Dreck dabei ...
Der Hersteller schreibt: "Nun noch besser aus unserer neuen Produktionsanlage", meint kommt nun nichtmehr aus China, sondern aus Bangladesh ... Kinderarbeit, noch weniger Lohn, noch weniger Auflagen und noch weniger Qualitaetskontrollen ....
schreibt : "modernstes Dessign , kauderwelsch, bla,bla " meint das Auto ist noch schwerer, mit noch mehr Verbrauch, blaest noch mehr Dreck in die Luft und man hat nun schon vorher bewusst festgelegt wann es woran verreckt ...
Der Herstelller kauft die Lager bei Alibaba, als Schuettgut oder nach Kg, 10Stueck auf 3Cent ... also billigster Industrieklimbim um hochwertiges Material, und aufwandige Praezisionsarbeit zu ersetzen. Neunundneunzig Prozent der versprochenen Vorteile sind fuer Dich nicht relevant, weil sie an Deiner Uhr nicht wirklich zur Geltung kommen, 10% sind eher nachteilig, fuer Dich und die Uhr, und 10% sind gut fuer den Hersteller, und zwar seine Gestehungskosten, und weil Du dafuer auch noch extra zahlen musst gut fuer seinen Gewinn, aber schlecht fuer Dein Portemonai.
Kugellager haben gemessen an den enormen Kraeften die sie aufnehmen koennen, sehr wenig Reibung, Das ist richtig, aber es gibt beim Federantrieb nur eine Welle wo nennenswerte radiale Kraefte auftreten(Federhaus), Am Gewichtsantrieb 2 das ist die Seilrolle und die Seiltrommel. Auch Harrison verwendet Beim RAS-Regulator 2 trockene Waelzlager, allerding ohne Kaefig, an der Seiltrommel. Aber so ein Kugellager hat eine gewisse Grundreibung, dreh doch mal ein Neues Kugellager, z.B. fuers Auto oder Fahrrad, das ruckelt und geht schwer. Die meisten Wellen an Deiner Uhr haben aber kaum axiale oder radiale Kraefte aufzunehmen, diese sind so klein das sie das Rad/Welle nichtmal aus dem Lagerspiel heben.
Die Messing/Bronze oder Steinlager, haben da, geoelt, und optimal angepasst, viel weniger Grundreibung ... Die Lebensdauer eines unter der projektierten Last laufenden Kugellagers ist nicht sonderlich hoch, 500.000 Umdrehungen, es laeuft ja nicht im Oelbad. Danach kann es nicht gewartet werden, oder repariert,sondern ist im Ganzen Schrott. Ueberdimensioniert verlieren sie ihre Vorteile. Von extremer Lebensdauer und absolut wartungsfrei sind Lager aus Pockholz, die Reibung ist wie bei Teflon, aber es ist erheblich (faktor 10)druckfester, und es benoetigt kein Oel. Harrisons Turm-Uhr vom Brocklesby-Park laeuft nun schon seit 1720, auf Pockholz-Lagern und der Uhrmacher macht weiter nichts, als aufziehen und ab und zu mal Staubwedeln, und gelegentlich mal (1-2x im Jahr) Sekunden nachzuregeln.
Fazit, Technikgeschwurbel, und Eigennutz, weiter nichts. Dem Simpel wird eingeredet, Industrie ist besser als Kunsthandwerk ... Verschwiegen wird das man fuer mehr Geld weniger Wert bekommt ... So versteht der Hersteller Innovation, Alles wir neuer, nur besser wird nix ...
Zitat Ich habe unter anderen auch eine Uhr dieses Herstellers. Bei Begutachtung der Kugellager fiel mir aber auf, dass diese auf einer Seite offen sind. Da kann also Staub eindringen.
Das ist nur eine Sichtblende. Gegen den Dreck schuetzt man Kugellager durch Unmengen an Fett das man mit zwei Scheiben vor Ort haelt, Ist das Fett verbraucht,bzw, gesaettigt ist das Lager Schrott. Kugellager im Oelbad sind auf beiden Seiten offen, wird die Oelversorgung unterbrochen sind sie im Nu hinueber. Und bei Dir muss wenigstens eine Seite offen sein damit der eingedrungene Dreck auch nach dem Zermahlen wieder rausgewaelzt werden kann. Weil sie aber um das ertragen zu koennen maechtig ueberdimensioniert sein muessen, ist der Nutzen kaum noch gegeben.
In jüngeren Jahren hatte ich auch mal vorgehabt, eine PU mit Kugellager auszurüsten. Das war so die Zeit der 90er, als fast Jeder und auch ich mit Skates unterwegs war. Ich hatte die mit 5 Rollen, und war fasziniert von der Schnelligkeit und Lauffreudigkeit dieser Dinger. Aber, wenn man es rein rechnerisch und von der Mechanik genau betrachtet, ist ein Zylindrischer Zapfen in der Summe etwas besser. Abgesehen davon das viele Kugeln mehr Abrieb erzeugen als ein Zapfen, was den Vorteil des Reibungswiederstand von Kugellagern nach einiger Zeit aufhebt, entspricht auch der Zapfen einem mechanischen Prinzip "je einfacher, desto besser". Kugellager sind hervorragend geeignet in Maschinen, wo schnelle Geschwindigkeiten und hohe Drücke herrschen, in Uhren bringen sie keinen signifikanten Vorteil. Und der kleine Vorteil den sie haben, ist zeitlich begrenzt - meine Ansicht.
Ich gehe da nicht so konform mit Dir. Ich denke, Du vergleichst Kugellager unter Last, mit Gleitlagern ohne Last. Ein Kugellager ohne Last, so wie in Uhrwerken, hält auch ewig, wie ein Gleitlager. Ein Schaden (Pitting) tritt nur durch hohe hertzsche Pressung auf, also große Lasten. Rollreibung verursacht auch keinen Abrieb. Jedenfalls nicht so, wie ein Gleitlager. Bleibt nur noch der Käfig als Schwachstelle.
Zitat von kugellager im Beitrag #4Ich gehe da nicht so konform mit Dir. Ich denke, Du vergleichst Kugellager unter Last, mit Gleitlagern ohne Last.
Die Gleitlager der Uhr sind so auf Drehzahl und Last optimiert, das der Schmierfilm geradeso noch traegt. Und nicht nur pro Welle angepasst sondern, mitunter besonders bei den praezieseren Uhren auch auf beiden Enden unterschiedlich.
Je groesser das Verhaeltniss der Durchmesser zwischen Rad und Zapfen wird um so weniger Gegenmoment wird es in der Waelzlinie des Rades erzeugen. Auch ein Kugellager muesstest Du entsprechend optimieren ... Wellenzapfen der Gleitlager mit wenigen zehntel Millimetern Durchmesser sind nichts besonderes. bei einem gut angepassten Kugellager kreisen die Kugeln etwa auf einer Bahn die dem Zapfendurchmesser des Gleitlagers entspricht(nadellager angucken). Kugellager von der Groesse eines Mohnsamens, und 20 verschiedene, genau auf die jeweilige Welle angepasste waeren da schoen. Das findest Du nicht in den Katalogen,der chinesischen Fabriken die sie zu Millionen auf Vorrat herstellen. Individuell und in ganz Kleinen Stueckzahlen angefertigte, sind schlicht unbezahlbar.
Zitat Ein Kugellager ohne Last, so wie in Uhrwerken, hält auch ewig, wie ein Gleitlager. Ein Schaden (Pitting) tritt nur durch hohe hertzsche Pressung auf, also große Lasten.
Das ist zu kurz gegriffen, Du hast Rollreibung Metall auf Metall + etwas Gleitreibung, im Vergleich zur hydrodynamischen Reibung im Gleitlager. Die Probleme mit dem Oel sind vielfaeltig, vor allem muss es sehr fluid sein, darf aber gleichzeitig auch ueber Jahre hinweg nicht kriechen. Der Spalt des Gleitlagers ist zu 2/3 mit Oel gefuellt. Der Verschleiss beginnt wenn das Oel umkippt, weil es Diverses aus der Luft und den Lagerwerkstoffen aufgenommen hat. Es ist nicht nur die Reibung die die Gleitlager zerfrisst, sondern wenn das Oel zu einer Duroplaste erstarrt entstehen auch aggressive Stoffe Die die Lagermaterialien zerfressen. Die Platinen aelterer Uhren die vielleicht mehrmals durch die Verwarlosung gegangen sind, sind auch in den Olesenken, und ueberall dort wo Oel breitgelaufen und verreckt ist, geradezu zernarbt. Zum Altern des Oels braucht es Bestandteile(Ionen) aus den Lagern, und Schwefel, Phosphor,NOx und Sauerstoff aus der Luft. Zum Glueck ist die atmungsaktive Oberflaeche der Gleitlager(Lagerspalt 1-2 Hundertstel) im Vergleich zur Metalloberflaeche sehr klein. Beim Kugellager waehre sie gleich gross. Auch sammelte es ob der grossen klebrigen Oberflaeche Unmengen an mineralhaltigem Staub, so dass in kurzer Zeit prima Schleifpaste daraus entsteht.
Also muessen die Kugellager trocken laufen
ZitatRollreibung verursacht auch keinen Abrieb. Jedenfalls nicht so, wie ein Gleitlager. Bleibt nur noch der Käfig als Schwachstelle.
Ob nun viele Kugeln am Kaefig reiben, oder noch mehr Kugeln, Kugel an Kugel bei den Kaefiglosen. Die Kugeln sind im Vergleich zu den Lagerringen klein, so dass sie Quasi wie Reibradgetriebe (Differential) wirken, und so aus einem kleinen Drehwinkel, ein sehr langer Reibweg entsteht.Und wie bei allen Reibradgetrieben gibt es dort auch Schlupf, was nichts weiter als Gleitreibung ist. Bei Harrisons Not-Fricktion-Lagern sind dagegen die Lagerzapfen klein und die Waelzkoerper bis zum Faktor 100 groesser, so das selbst bei einem grossen Drehwinkel nur sehr kleine Reibwege entstehen. Also wenn schon Roll-Lager, dann besser keine Rillenkugellager, sondern wo es passt die Not-Fricktion-Lager nach Harrison.
Die Rillenkugellager sind keine Erfindung der Moderne. Schon die alten Griechen und Roemer verwendeten sie gern, wenn es denn passte. Denn sie waren im Vergleich zu Gleitlagern teuer und aufwendig, und daher selten. Verbreitung erlangten sie erst nach der Erfindung von Fahrrad und Auto, und deren Herstellung in Grossereien, Nun hatten die Kugel/Kugellagerhersteller eine sicher Absatzchance und konnten hochautomatisiert produzieren. Nun erst verbreiteten sich die RiKuLa als Baukastenwahre im gesammten Maschinenbau.
Aber halt, Maschinenbau und Uhrmacherei haben ganz andere, geradezu diametrale Anforderungen. Beim Schaltgetriebe im Auto, bleibt etwa 20% der Motorleistung im Getriebe, und heizt das Oel. Wenn man da optimiert, dann fragt man nur was nun an Leistung ueberbleibt, also auf die Strasse kommt. In der Uhr landen wohl 100% der Antriebsleistung in der Reibung, ein Ueberschuss ist nicht notwendig.
In Auto-Getriebe hast Du eine gleichfoermige Bewegung aller drehender Teile und Schwankungen auch kurzfristige in der Reibung sind wenig problematisch. Schaust Du Auf die Hemmung Deiner Uhr, das Pendel verbraucht etwa 10 Picowatt Leistung, aber die Ueberwiegende Zeit steht die Uhr. Dicht am Nulldurchgang, wenn das Pendel am schnellsten ist, wird die Hebeflaeche wirksam, wenn Du nun wirksam die Leistung uebertragen willst, muss das gesamte Uhrwerk schneller beschleunigen als sich die Palette hebt da ist schnell Ende im Gelaende, nach 10ms dreht das Rad frei bis es auf den naechsten Zahn prallt. Aber was in allen Reibstellen der gesamten Uhr, genau in diesen Millisekunden haengenbleibt, und wie konstant dieser Wert von Zahn zu Zahn, von Minute zu Minute, ueber Jahre hinweg ist entscheidet uber die Qualitaet der Uhr, es geh hier um eine Schwankung im Bereich 1/10^-8, wenn Du die Sekunde in 100 Tagen halten willst. Im Vergleich zu Gleitlagern in hydrodynamischen Modus, laufen trockene Kugellager etwas rauh, das heisst man weiss nicht wann ein Pips im Wege ist. Und durch die Ubersetzung in der Uhr, und im Lager selbst addieren sich die Probleme nicht nur sondern sie multiplizieren sich leider.
Ein Auto faehrt nur wenn man es hernimmt, nach 1000-2000Stunden, also wenigen Monaten ist es ausgeleiert. Eine Uhr laeuft die ganze Zeit uber Jahrzehnte, billige sollen erst nach 10-15Jahren ausgeleiert sein, bessere 40-50 Jahre halten. Wirklich durchdachte und sehr hochwertige Konstruktionen laufen mehrere Jahrhunderte absolut wartungsfrei.
Wie die immer gern zitierten Beispiele, Harrisons hoelzerne Turmuhr vom Brocklesby-Park von 1720, und der hoelzerne Harrison-Regulator in der Guildhall der seit 1730, wartunsfrei laeuft. Man muss vieles im Blick haben, wenn man eine Uhr deren wesentliche Konstruktions- und Bemessungsregen aus dem fruehen 18. Jahrhundert stammen, seit Harrison ist die Mechanische Uhr ausgereift, und hat ihre Theoretischen Grenzen erreicht, noch etwas ver(schlim)bessern will.
Und natuerlich ein Harrisonzitat: "Leider ist es vielen Uhrmachern wichtiger sich mit der Absonderlichkeit eigener Ideen, und oder dem Zierrat ihrer Uhren ins Licht zu ruecken, als mit Fortschritten in der Zeitmessung, der besseren Handhabbarkeit, und gleichzeitiger vereinfachung der Uhr, so dass sie Jedermann haben kann, wenn er sie benoetigt ... man soll schon ueber alles schauen, um zu sehen ob eine Neuerung wenigstens nicht schadet, was schon schwer genug zu machen ist .. "
Staubdichte Wälzlager (2RS) verdrecken nicht und sind wartungsfrei. Generell zeigen Wälzlager unterhalb der Ermüdungsgrenzbelastung keinen Verschleiß. Warum sollten sie keine Vorteile bringen? Bei hohen Kräften (Federhaus) bietet sich deren Verwendung geradezu an.
Hallo, leider ist es mir nicht gegeben mich mit 120 zeichen erschoepfend auszudruecken, darum sind meine Texte immer viel zu lang, und ich muss mich aergerlicherweise mindestens 33x wiederholen ...
Zitat von Gustav Becker im Beitrag #6Staubdichte Wälzlager (2RS) verdrecken nicht und sind wartungsfrei. Generell zeigen Wälzlager unterhalb der Ermüdungsgrenzbelastung keinen Verschleiß.
Nur mal so 2RS bedeutet 2x schleifende Gummilippe .... faellt Dir bei dem Wort "schleifend" irgend etwas zum Thema "Reibung" ein ?
Auch ist so ein Lager mit steifem Fett gefuellt bei jedem Umlauf muss dieses Fett kraeftig durchgewalkt werden, nein keine Verluste ... Aber sicherlich weniger als beim allerfeinsten Uhrenoel
Im Gleitlager beruehren sich Zapfen und Lagerbuchse nicht, die Lagerung ist "hydrostatisch", wenn der Oelstand OK ist, und das Oel zum Lager passt. Das ist ja kein WD40 oder anderer minderwertiger Dreck, da kostet der Liter 2000-5000Euro, und nicht ohne Grund. Wenn Du den Leichtlauf, eines solchen Lagers mit Deinem Rillenkugellager erreichen willst, dann musst Du es so fein(schwach) dimensionieren, das es sicherlich immer wieder Augenblicke gibt in denen durch die Grenzen des Materials durchaus Verschleiss entsteht. Die Hersteller sehen 500-5000 Stunden bei Nominallast, z.B. bei Fahr- Motorraedern, und PKW vor. Im Maschinenbaustudium lernst du: Kugellager nie Ueberdimensionieren! sonst ueberwiegen deren Nachteile.
Die Norm ISO-281 gibt eine gute Handhabe die Lebensdauer, und Ausfallwarscheinlichkeit zu berechnen. Die Norm sagt aber garnichts darueber wie sich die Lagerverluste ueber die Lebenserwartung "entwickeln" und wie konstant die auch innerhalb eines Umlaufes bleiben.
ZitatWarum sollten sie keine Vorteile bringen? Bei hohen Kräften (Federhaus) bietet sich deren Verwendung geradezu an.
Schrieb ich weiter oben schon, wo enorme Zapfendurchmesser noetig werden, und starke statische Lagerdruecke auftreten und schwankende Lagerwiderstaende nicht stoeren. So wie bei den Automatikarmbanduhren, vor der Feder, Kugellager durchaus ueblich sind, um z.B. den Rotor zu lagern.
Warum der Rest der Wellen also nach der Feder, immer noch in Rubinen laeuft ... denk doch mal darueber nach.
In solchen Armbanduhren, auch wenn sie fristgerecht zur Revision kommen finden sich oft ausgeleierte Rotorlager, beschaedigte Steinlager praktisch nie. Die oder besser die Lagerzapfen sterben wenn die Lebensdauer des Oels uberschritten war, weil die Uhr 15 Jahre in der Schubladen lag und danach getragen wurde bis sie stehenblieb, weil es der Aufzug nicht mehr tat ,weil das Rotor-Lager hinueber war.
Und noch eine Wiederholung, in welchem Katalog findest Du Rillenkugellager fuer 0,3mm Zapfendurchmesser mit doppelt schleifender Dichtung und Dauerschmierung? Was wird es wohl kosten wenn Du es anfertigen laesst? Wieviele dutzend passender Lagersteine werde ich wohl fuer den Preis eines solchen Lagers kaufen koennen?
Das sich Industrie-Kugellager extra im Katalog hervorgehoben, durchaus dazu eignen Innovation vorzutaeuschen, besonders in Prestige-Guetern wie wie einer Bausatz-PPU , die weder mit noch ohne Diese auch nur in die Naehe der Leistungsklasse einer echten PPU zu gelangen vermag, koenntest vieleicht selbst Du als durchaus warscheinlich annehmen, oder ?
Echte PPU's kommen ohne aus, sie erreichen die "Theorethische Grenze" beinahe, was soll da "besser" werden? Und warum ausgerechnet jetzt, wo Kugellager doch schon seit ueber 3000 Jahren "State of The Art" sind?
Staubdicht muß nicht 2RS heißen. Auch 2Z ist staubdicht, aber halt mit Spaltdichtung bzw. Labyrinthdichtung. Aber reibungsfrei. Keine Großuhr / PPU hat Zapfen mit 0,3mm. Und das Thema hier ist PPU. Die Zapfen einer Uhr haben keine hydrostatische Lagerung. Nicht einmal eine Hydrodynamische. Der geringe Verschleiß ist nur ein Ergebnis der sehr geringen Flächenpressung. Das Walken von Fett bei der Relativgeschwindigkeit von nahezu Null m/s hat keinen großen Einfluss, und meiner Meinung nach kann hier das Fett sogar weggelassen werden. Uhrenöl kostet soviel, weil es nur in kleinen Mengen verkauft werden kann, und weil man es verlangen kann. Würde Nähmaschinenöl draufstehen, könnte man nicht soviel verlangen. (Überspitzt ausgedrückt)
Zitat von kugellager im Beitrag #8Keine Großuhr / PPU hat Zapfen mit 0,3mm.
ich meine das hatte ich schon, aber natürlich nur bei den letzten dünnen Wellen im Getriebe, beim Ankerrad z.B.
Zitat von kugellager im Beitrag #8Die Zapfen einer Uhr haben keine hydrostatische Lagerung. Nicht einmal eine Hydrodynamische. Der geringe Verschleiß ist nur ein Ergebnis der sehr geringen Flächenpressung.
da würde dann aber die Uhr auch völlig ohne Öl auskommen, man könnte es weglassen, daher glaube ich nicht, daß die Aussage stimmt...
Gruß Thilo
Alle wachsen über sich hinaus, doch wer davon blüht auf, wer davon gedeiht? (L. Maly)
Zitat von mbi03 im Beitrag #7Auch ist so ein Lager mit steifem Fett gefuellt bei jedem Umlauf muss dieses Fett kraeftig durchgewalkt werden, nein keine Verluste ... Aber sicherlich weniger als beim allerfeinsten Uhrenoel
Im Gleitlager beruehren sich Zapfen und Lagerbuchse nicht, die Lagerung ist "hydrostatisch", wenn der Oelstand OK ist, und das Oel zum Lager passt.
Wie gesagt - bei hohen Kräften (Federhaus) hast Du selbst mit einem 2RS-Wälzlager weniger Reibung als mit einem Gleitlager. Hydrostatische Lagerung gibt es nur mit Öldruck (Pumpe) und damit in keiner Uhr. Bei einem gleitgelagerten Federhaus überwiegt die Haftreibung - hier ist der Unterschied zum Wälzlager besonders groß. Keiner verlangt, ein Hemmungsrad mit Kugellagern auszustatten.
Beim hydrostatischen Gleitlager hebt die Welle von der Lagerschale ab, und das sogar bei Stillstand. Dazu braucht man aber eine (externe, unabhängige) Ölpumpe, welche den Druck für das Öl liefert. Beim hydrodynamischen Gleitlager hebt die Welle von der Lagerschale ab, aber nur bei einer genügend großen Differenzgeschwindigkeit, und abhängig von Viskosität und Lagerspalt. Beides tritt bei Uhren nicht auf. Der Zapfen berührt immer die Lagerschale. Nur die Reibpaarung Stahl/Messing, bzw. Stahl/Stein, und die geringe Flächenpressung ergibt eine geringe Abnutzung. Öl verringert den Reibwert weiter.
Zitat von kugellager im Beitrag #11Beim hydrostatischen Gleitlager hebt die Welle von der Lagerschale ab, und das sogar bei Stillstand. Dazu braucht man aber eine (externe, unabhängige) Ölpumpe, welche den Druck für das Öl liefert. Beim hydrodynamischen Gleitlager hebt die Welle von der Lagerschale ab, aber nur bei einer genügend großen Differenzgeschwindigkeit, und abhängig von Viskosität und Lagerspalt. Beides tritt bei Uhren nicht auf. Der Zapfen berührt immer die Lagerschale. Nur die Reibpaarung Stahl/Messing, bzw. Stahl/Stein, und die geringe Flächenpressung ergibt eine geringe Abnutzung. Öl verringert den Reibwert weiter.
ich verstehe wirklich nicht, warum dann Öl bei Uhren einen Sinn haben soll, wenn Metall auf Metall/Stein liegt, und es gar nicht dazwischen ist...da beißt sich was gehörig.... es könnte ja dann keine Reibung/ Reibwert vermindern...da passt was nicht...
Gruß Thilo
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Natürlich senkt Öl den Reibungskoeffizienten immer herab (siehe entsprechende Tabellen), aber die gewünschte reine Flüssigkeitsreibung (hydrostatisch) kann es in der Uhr nicht geben.
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21.07.2017 17:15
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