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Thema: Keramiklager im Benzinmotor

  1. #1
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    Standard Keramiklager im Benzinmotor

    Hallo zusammen, hat von euch jemand Hybrid oder Vollkeramiklager im Benzinmotor eingebaut? Ich habe in dem Bernhard Krause Buch darüber gelesen.Bald werde ich bei meinem MVVS 58 das vordere Lager auswechseln (C3) auswechseln da der Motor beim Ansaugen pfeift. Würdet ihr den Versuch mit Vollkeramik oder Hybridlagen wagen?
    VG aus Freiburg ULI
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  2. #2
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    Avatar von Bernd Langner
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    Hallo

    Hast du dir auch die Kurve angesehen wo die Keramiklager/Hybridlager
    Vorteile haben bzw Leistungszuwachs zu sehen ist? (über 10000U/min)
    Zu diesen Drehzahlen wird dein 58er MVVS nie kommen.
    Ich würde das an meinem 58er nicht versuchen da ich keine Vorteile
    erkennen kann.

    Gruß Bernd
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  3. #3
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    Hallo Bernd, das mit den 10000U/min habe ich gesehen,denke mir aber das der Widerstand geringer ist wie bei einem C3 Lager ist und das sich das im Laufverhalten wiederspiegelt. Vieleicht gibt es hier jemanden der schon Erfahrungen gesammelt hat. Ein wenig leichter sind sie ja auch noch.Den Kolbenbolzen wurde ich auch gerne gegen einen Keramikbolzen austauschen kann aber nichts finden wo man so etwas bekommen kann.
    Vg aus Freiburg ULI
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  4. #4
    User Avatar von Rennsemmel
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    Hallo
    Beim Vollkeramiklager hast du das Problem dass sich die Lagerringe bei Temperaturwechsel nicht mit ausdehnen. Bernhard musste deshalb an einem Motor die Kurbelwelle etwas herunterläppen.
    Das Problem hast du auch beim Außenring im Gehäuse, da bräuchte man eine strammere Passung.
    Also deshalb sind Hybridlager eigentlich besser.
    Den Kolbenbolzen würde ich nicht aus Keramik machen, das Material ist ziemlich spröde. Druck geht gut, aber eine Scherbeanspruchung wie beim Kolbenbolzen würde ich nicht probieren.
    Dann lieber guten Stahl und hohlbohren sowie härten.

    Viele Grüße,
    Sebastian
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  5. #5
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    Hallo,

    was versprichst du dir von Hybridlagern?
    Welchen Vorteil erwartest du?

    Gruß

    Mathias
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  6. #6
    User Avatar von Rennsemmel
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    Na man hat schon weniger Reibung, da der Härteunterschied höher ist als bei Stahl-Stahl.

    Ausserdem können die Kugeln wärmer werden, man braucht also nicht so viel Schmierung/Innenkühlung..
    Theoretisch ist die Kurbelwelle auch noch besser thermisch vom Gehäuse entkoppelt - Da weiss ich aber nicht ob Vorteil oder Nachteil
    Grüße !
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  7. #7
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    Zitat Zitat von Rennsemmel Beitrag anzeigen
    Na man hat schon weniger Reibung, da der Härteunterschied höher ist als bei Stahl-Stahl.
    Grüße !
    Hallo,

    wie kommst du darauf?
    Die Kugeln dringen deutlich tiefer in die Oberfläche. Also bei der Reibung sehe ich keinen Vorteil.
    Temperatur Isolation ist auch nur Theorie, auf Grund der höheren Walkarbeit ist sie höher
    Hybridlager werden eingesetzt in zwei Hauptbereiche, Stromdurchgang und Hohe Drehzahlen. Ein weiterer Vorteil ist bei mangel Schmierung und leichter Verschmutzung,dann ist aber Schluss.

    Das Standard Wälzlager ist für Anwendungen, die Schlagartig belastet werden, das hat man glaube ich bei einer Kurbelwelle so, immer noch erste Wahl.
    Stahl gehärtet und richtig angelassen ist ein sehr robustes und Elastisches Material.

    Gruß

    Mathias
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  8. #8
    User Avatar von Rennsemmel
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    Brauchst ja keine einbauen

    Die Kugeln bleiben länger Rund. Da hast du bei der Reibung schon Vorteile. Was geht den beim Kugellager kaputt?
    Erst die Kugeln verlieren die Geometrie und dann ist irgendwann die Laufbahn hinüber. Es sei denn, der Käfig bricht.
    Man hat auch Hitze und verformung in so einem Motor. da Blockieren Kugeln schon mal ein bisschen. Bei sowas hat man dann einlaufspuren des Lagerrings in der Kurbelwelle.
    Ne Keramikkugel ist da schon bedeutend Robuster als Stahlkugeln. Beim Vorderen Lager hast du auch Mangelschmierung, wenn der Kurbeltrieb dicht ist.
    Also welchen konkreten Nachteil haben Keramikkugeln Deiner meinung nach ?

    Viele Grüße,
    Sebastian
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  9. #9
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    Standard Hybridlager

    Hallo zusammen, ich werde Hybridlager verwenden und verspreche mir dadurch eine minimale spontanere Gasannahme. Weiß jemand von euch welche Lager der MVVS 58 benötigt (MAßE)?
    VG ULI
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  10. #10
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    Zitat Zitat von Rennsemmel Beitrag anzeigen
    Brauchst ja keine einbauen

    Die Kugeln bleiben länger Rund. Da hast du bei der Reibung schon Vorteile. Was geht den beim Kugellager kaputt?
    Erst die Kugeln verlieren die Geometrie und dann ist irgendwann die Laufbahn hinüber. Es sei denn, der Käfig bricht.
    Man hat auch Hitze und verformung in so einem Motor. da Blockieren Kugeln schon mal ein bisschen. Bei sowas hat man dann einlaufspuren des Lagerrings in der Kurbelwelle.
    Ne Keramikkugel ist da schon bedeutend Robuster als Stahlkugeln. Beim Vorderen Lager hast du auch Mangelschmierung, wenn der Kurbeltrieb dicht ist.
    Also welchen konkreten Nachteil haben Keramikkugeln Deiner meinung nach ?

    Viele Grüße,
    Sebastian
    Fundiertes Halbwissen ersetzt vieles.

    Als erstes Keramikkugeln haben eine deutlich schlechtere Qualität als Stahlkugeln. Nächster Punkt die Wälzkörper sind immer härter als die Ringe.
    Deine Behauptung das erst die Kugeln kaputt gehen ist zu fast 100% falsch. Es gibt ein paar Ausfallmechanismen wo die Kugel zuerst ausfällt, aber das würde den Beitrag sprengen.
    Kommen wir zu den typischen Lagerversagen aufgrund von Last und Drehzahl. Die Oberfläche des Innenringes wird in ca 0,1 mm tiefe geschert und abgelöst. dies ist eine sehr zusammengefasste beschreibung. Das Ausfallbild ist mit sub surface fatigue beschrieben. Hier war und sind W. Nierlich und sein Nachfolger des Physiklabors der SKF Dr Gegner Federführend. Kannst hier nachlesen.
    Die Ursache dafür das dieser Ausfall eigentlich immer am Innenring zu finden ist hängt damit zusammen das die Druckellipse am Innenring am kleinsten ist und hierdurch die Spannungen im Wälzkontakt am höchsten. Zur Info bei Rillenkugellager bis zu 4800 MPa ist zulässig.

    Zu deiner Frage, wenn du recht hättest würde jeder Getriebehersteller Hybridlager einsetzen, aber was nehmen Sie? Genau Normale Wälzlager.
    In Getrieben hast du alles was du nicht im Lager haben willst.

    Gruß

    Mathias
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  11. #11
    User Avatar von Rennsemmel
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    Ja, man kann halt nicht alles wissen. Du hast ja als Kind offensichtlich schon mit Kugellagern gearbeitet, während die anderen draußen zusammen Ball gespielt haben.

    Meinst nicht, dass die normale Wälzlager verwenden weil sie billiger sind und trotzdem lang genug halten ?
    In der Serie spielt ja jeder Cent eine Rolle.
    Kann ja sein, dass das in Getrieben so ist, dass die Kugeln da so lange halten, dass man solche schollenartigen ausbrüche bekommt. Da ist auch mehr Platz für entsprechend dimensionierte Lager, im Modellmotor sind die eigentlich immer zu klein. (Modellmotoren sind aber innen sehr sauber- kein Getriebeabrieb)Komischerweise hat Rob Metkemeyer in seinen MB40 Pylonmotoren inzwischen Keramikkugeln verwendet. Macht wohl einfach viel weniger Probleme - Stahlkugeln haben gerade so eine Saison gehalten, bei den Keramikkugeln wechselt er die wohl nur noch prophylaktisch nach 3 Jahren. Ist ganz cool, da ist nur eine Halbschale ins Gehäuse gesetzt und die Kugeln laufen direkt auf der Kurbelwelle- scheint ohne Flächenausbrüche zu halten (und auch bei vielen F2A Motoren). Mehr Drehzahlfestigkeit haben die Keramikkugeln auch gegeben. Habe auch in so manchen Rennmotoren kaputte Kugeln und Käfige gesehen. Bei moderaten Drehzahlen betrieben halten die Kugellager normalerweise ziemlich lange im Modellmotor. Meist gibts da eher Korrosionsschäden wg. viel Nitro und zu spät Öl in den Motor nachdem man das Modell weggestellt hat, oder Rizinus klebt die Kugeln fest m Käfig. Was auch Lager killt ist Lagermontage/demontage durch Aushämmern aus dem Gehäuse am Innenring, da kann man schön die Lager verhunzen.
    Da helfen Hybridlager aber auch wenig.
    Also -ich würd sagen - So richtig 100%ig kann man es nicht sagen, wie sich die Sache darstellt. Kann man schon mal Probieren, im schlimmsten Fall passiert : nichts
    Die lange version zu den Kugelbrüchen tät mich schon interessieren, hast du da evtl einen Link ?
    Was ist an Keramikkugeln qualitativ deutlich schlechter ? Warmfester und Härter sind sie ja. Geometrie ? Ist anfangs evtl. schlechter aber man müsste mal schauen, wer den Dauertest bei Hitze rel. Hoher Drehzahl und vielen Stößen länger durchmacht.

    Viele Grüße,
    Sebastian

    P.S.: Bei allem Fachwissen hast du dem Thread-Opener keine Frage beantwortet. Er hat ja ganz klar Formuliert was er will, und zwar eben keine Stahllager, sondern bewusst mal Tests mit Keramiklagern und ob da Hybrid - oder Vollkeramiklager besser sind.
    Es ist keine Kritik an dem fundierten Wissen, was du dir angeeignet hast, nur mit dem Umgang damit. Manche Dinge will man einfach mal selbst probieren. Das ist in etwa auch der Grund warum es immer wieder viele gute Bands und Musiker gibt die eigenes machen, obwohl z.B. Bach ja schon viele großartige Sachen Komponiert hat. Der Fokus ist ein anderer, ansonsten ist es auch egal wenn es jemand besser weiss, wir sind zum Spaß hier. Die Erfahrung kommt dann ganz von allein.
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  12. #12
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    Hallo,

    als Kind nicht, aber später.

    Wie bereits weiter oben geschrieben haben Keramikkugeln ihre Berechtigung. Ein Hauptbereich sind hohe Drehzahlen, auch bei minimal Schmierung haben sie Vorteile.
    Du beschreibst selbst ein Schadensbild Gebrochene Kugel und zerstörter Käfig. Deutliches Zeichen für zu hohe Drehzahl. Wahrscheinlich Blechkäfig oder Messingkäfig Außenring geführt. Szenario Käfigbruch mit kollateral Schaden.


    Keramikkugeln haben deutlich geometrische Abweichungen im Vergleich zu Stahlkugeln.

    Die meisten Ausfälle wo der Schaden durch die Kugel hervorgerufen wird sind in Materialfehlern begründet, Bei Rillenkugellager ist eine Schädigung durch hohe Axiallast bekannt. Das ganze ist als Druckellipsenabschneidung in der Wälzlager Praxis von FAG oder von Köttrisch SKF/Styer beschrieben. Hier wird die Kugel durch axiallast Richtung Schulter geschoben. Die Druckellipse wird nicht mehr von der Laufbahn aufgenommen. An der Grenzschicht steigt die tatsächlich Lokalebelastung über die Materialgrenzbelastung und sorgt für eine Beschädigung der Kugel und der Schulter. Der Rest kann man sich denken.

    Ich kann seine Frage nicht beantworten da er meine Fragen nicht beantwortet hat.

    Wenn er hier aufmerksam liest kann er sich aber die Antwort selbst zusammen reimen.
    Bei einer mittleren Geschwindigkeit von n mal Dm (Drehzahl mal mittleren Lagerdurchmesser (Bohrung plus Außendurchmesser/2))von unter 750 000 sollten normale Lager ausreichend sein.

    Bezüglich Gestaltung der Lagerung im Getriebe sind diese bis zum Maximum ausgereizt. Hingegen sind Lager im Modellbau nur leicht belastet. Schau dir mal die Tragzahlen an was so ein Lager vertragen kann. Das Hauptproblem ist die Behandlung der Lager. Da gibt es die tollsten Sachen Bremsenreiniger ins Lager oder MoS2 Schmierung usw.

    Gruß

    Mathias
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  13. #13
    User Avatar von Rennsemmel
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    Hallo Mathias

    Danke !
    Bei Modellmotoren ist ja, in den meisten Fällen, das Hauptlager an der Kurbelwange mehreren Problemen ausgesetzt.
    Einerseits die Stöße eines Einzylindermotors mit nur einseitig gelagerter Kurbelwelle, dann hat man noch den Propellerzug, der die KW permanent nach vorn zieht.
    Normalerweise ist da die Lagerung nicht als Fest/Loslager ausgeführt, sondern auch die Axialkräfte werden vom Hauptlager aufgenommen.
    Dann kommt hinzu, dass das Motorgehäuse sich verzieht, also wir einen ganz netten Winkelfehler zwischen Kurbelwelle und Zylinder bekommen, da er nur einseitig gekühlt ist. Am
    Schlechtesten ist Heckauslass, da dann auch noch von hinten geheizt wird. Die Lager werden warm, durch verbrennungswärme vom Kolben, die durch das Pleul auf den Kurbelzapfen geht.
    Der Kurbelzapfen wird auch ziemlich warm, da er nur ein Gleitlager ist und die ganzen Verdichtungs- und Verbrennungsdrücke aufnehmen muss.
    Die Kurbelwelle biegt sich zwischen den Lagern, am KW Zapfen gibt es um die 0,03mm Winkelfehler.
    Schmierung ist auch nicht so Richtig gut, es ist zwar etwas öl da, aber nicht so viel wie in einem Getriebe oder einer Ölwanne.
    Beim Benziner sind das ja nur 2-5%im Sprit.

    (Wie weit würdest du da die 750000 nach unten korrigieren ?, b.z.w. was würdest du da für ein lager Empfehlen ?)

    Das mit den Problemen bei Axialbelastung passt ins Bild. F2-Wettbewerbsmotoren haben die kleinen Lager hinter dem Propmitnehmer einen Linksgewindering,
    der das Lager zum Festlager macht. Dadurch ist die Axiale belastung weg vom Hauptlager. Die Motoren sind dadurch sehr Robust.

    Die KW Lagerung an einem Modellmotor ist eine Sache für sich. Hier im Forum war auch mal Holger angemeldet, ebenfalls ein Fachmann für Lager und Getriebe.
    Er war/ist der Meinung, dass C3 lager in einem Modellmotor quatsch sind. Witzigerweise ist die Aktuelle Entwicklung tatsächlich hin zu noch mehr Lagerluft.
    (stellenweise mit exzentrischen Lagersitzen, damit die Geometrie zwischen KW und zylinder nicht zu sehr leidet)
    Was ich damit sagen will : es ist ein Thema für sich, da muss man etwas probieren, um Abschätzen zu können was passiert, da einfach extrem viele dinge zusammenspielen.

    Viele Grüße,
    Sebastian
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  14. #14
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    Zitat Zitat von Rennsemmel Beitrag anzeigen
    Hallo Mathias



    (Wie weit würdest du da die 750000 nach unten korrigieren ?, b.z.w. was würdest du da für ein lager Empfehlen ?)


    Sebastian
    Hallo Sebastian,

    gar nicht. Dieser Wert ist ein Anhaltspunkt. Wie du bereits beschrieben hast haben viele Sachen einen Einfluss.
    Man muss alles anschauen, und abwägen. Es sind Kleinigkeiten wo einen den Weg zeigen.

    Auf die Frage des Themenstarters zu Antworten ich würde mit Standardlagern weiter machen.
    Welle und Gehäuse vermessen und dann überlegen ob CN reicht.
    Nach der Montage das Axialspiel prüfen und das ganze beobachten.

    Gruß

    Mathias
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