Warum eigentlich nicht Gleitlager ?

Hallo Heiko

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: HeikoJ</i>
An dieser Stelle eine Anmerkung zu zweireihigen Schrägkugellagern:
Werden allgemein <i> zweireihige </i> Schrägkugellager einsetzt, so sinkt die axiale Steifigkeit noch stärker.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Kannst du mir bitte das mal erklären wie du das meinst?
Zweireihige Schrägkugellager ob nun 25 oder 40 Grad sind axial sehr steif.
Diese sind vorgespannt und laufen sehr präzise. Das axiale und das Radiale Spiel ist nicht messbar. 1/100 Messuhr, Lager 3210 Ina ZZ
Dieses liegt momentan vor mir und wird irgend wann eine Gabel tragen:-)
Dies wird am oberen Ende der Achse angebracht, am unteren Ende eins aus der Reihe 18008 Ina ZZ nur um die Belastung im Knickfall,der ja permanent vorhanden ist, abzumildern. Mit diesem Lager wird auch eine Spannung einstellbar sein, das 3210 wird komplett fix sein.

Nach deiner Meinung nach wäre diese Kombination nicht sehr steif.
mache ich einen Denkfehler?

gruß Bernd

Hallo Bernd,

der Vergleich der Lagertypen zeigt ganz allgemein, das die axiale Steifigkeit eines doppelreihigen (Schräg)Kugellagers, und dazu gehört ja auch das von Dir erwähnte 3210´ner Lager, genau die doppelte axile Nachgiebigkeit eines einreihigen Kugellagers mit vergleichbaren Dimensionen besitzt.
Ein Kegelrollenlager hingegen hat allein durch die Linienberührung der Wälzkörper schon eine höhere Steifigkeit.
Zur allgemeinen Veranschaulichung: Die Verdoppelung der Lagerreihen verhält sich analog zweier in Reihe liegender Federn.

Im konkreten Fall:
Man muß bei Deiner Konstruktion natürlich das gesamte Lagerkonzept betrachten: Loslager-Festlagersituation, die Krafteinleitung usw.
Dazu wäre eine Zeichnung Deiner Monti hilfreich, eine einfache Prinzipskizze dürfte ausreichen. Folgendes sollte darin erkennbar sein:
- wie sind die Lager auf der Welle angeordnet (Festlager/Loslager, Absätze, Muttern, Sicherungsringe etc.)
- wie sind die Lager im Gehäuse angeordnet (s.o.)
- wie bzw. wo wird die Vorspannung aufgebracht und abgeleitet (s.o.)
Hilfreich wären noch genaue Angaben zu dem Lager mit der Bezeichnung ´18008 Ina ZZ´, kann weder bei Ina noch bei SKF was darüber finden.
Das 3210´ner Lager gibt´s in verschiedenen Ausführungen, vielleicht hast Du ja noch die genaue Bezeichnung parat , das wäre an dieser Stelle aber nicht ganz soo wichtig.
Bei SKF gibt´s das Teil auch als ´Explorer´-Typ.

Gruß
Heiko

Hallo zusammen,

habe gerade etwas Zeit zum rechnen gefunden, daher folgt mal ein konkretes Beispiel, bezogen auf die Anregung von Bernd: Gabelkonstruktion, hier: Stundenachse.

Die Tragfähigkeit eines Wälzlagers hängt von mehrere Faktoren ab. Da im Montierungsbau in erster Linie im Sinne einer Lagerberechnung gleichbleibende statische Lagerlast ohne nennenswerte Dynamik (Schläge, Stöße usw.) vorliegt, sind dynamische Einflüsse quasi vernachlässigbar.

Zur Kontrolle der Lagerbelastung rechnen wir mal die äquivalente statische Lagerbelastung
P0= X0*Fr + Y0*Fa.
Sie ergibt sich aus Parametern des Lagers (X0 und Y0 ) und den vorliegenden Belastungen durch die Axialkraftkomponente Fa und die radiale Komponente Fr.

Für eine parallaktische Montierung, und zur Überprüfung der entsprechenden Lager würde ich Folgendes berechnen:
- Lagerkräfte axial und radial
- P0
- statische Lagersicherheit fs=C0/P0 bzw. ihren Kehrwert -&gt;
- statischer Ausnutzungsgrad des Lagers

Randdaten bzw. Annahmen zur Lagerkraftbestimmung könnten folgende sein:
Masse der Instrumente incl. weiterer konstruktiver Massen: 50Kg
Lagervorspannung (damit wäre man deutlich auf der sicheren Seite): 1000N
Abstand der beiden Hauptlager zueinander: 200mm
Abstand dieser Teleskopmasse(n) zum ersten 3210´ner Lager: 300mm, etwa für einen 300mm-SC
Keine Gegengewichte (da Stundenachse bzw. Gabelmontierung geplant)
Geogr. Breite: 50 Grad

Prinzipskizze:

Die Instrumentenlast F=500N teilt sich in die Lagerkoordinaten r und a auf zu:
FX=385N (Radialrichtung r)
FA=1325N (Axialrichtung a, incl. der obigen 1000N Vorspannung)

Aus Gleichgewichtsbedingungen folgt für die Lagerkräfte aufs obere Lager
(Annahme: 3210´ner Type mit C0=39KN):
Fa=1325N
Fr=965N

Äquivalente Lagerlast: P0=1,840KN
Statische Lagersicherheit: fs=21,2
statischer Ausnutzungsgrad: c=0,047 (knapp 5% Ausnutzung der stat. Tragfähigkeit)

In dieser Anordnung ist das untere Lager deutlich geringer belastet: hier liegt nur die Vorspannung an, und ein geringeres Fr durch die günstigeren Hebelverhältnisse.
Sieht in dieser Konstruktion alles <font color="green"><s>noch recht</s></font id="green"> gesund aus.
<font color="green">EDIT</font id="green">

-------------------------------------------------------------

Nun der Vergleich mit einem Kegelrollenlager:
Hier mal ein 33210´ner Typ mit C0=160KN -&gt; ist mit Faktor 4 größer als beim obigen zweireihigen Schrägkugellager mit vergleichbaren Abmaßen:
Wellendurchmesser: 50mm, Außendurchmesser: 90mm, Lagerbreite: 30,2mm
Äquivalente Lagerlast: P0=1,54KN
Statische Lagersicherheit: Fs=103,9
statischer Ausnutzungsgrad: c=0,0096 (knapp 1% Ausnutzung der stat. Tragfähigkeit)

Der statische Ausnutzungsgrad eines Kegelrollenlagers liegt deutlich günstiger als der des doppelreihigen Schrägrillenkugellagers, die Steifigkeit in axialer und radialer Komponente ist deutlich höher. q.e.d.

Da die Steifigkeit einer 50mm Achse sehr hoch ist, würde ich persönlich zum maximal steifen Lagersystem in Bezug auf maximale Tragfähigkeit und Steifigkeit tendieren, oder aber das 3210´er Lager von höchster Güte (-&gt;Laufeigenschaften) einsetzen. Das Lager ist nämlich dann das schwächste Glied in dieser Kette.
<font color="green">EDIT
Am unteren Wellenende wäre z.B. ein Zylinderrollenlager ebenfalls von höchster Güte denkbar, vorausgesetzt man verwendet als oberes Lager ein teilbares zweireihiges Schrägkugellager, in dem die Vorspannung aufgebracht werden kann.</font id="green">

Ob die Gestaltung dieser Konstruktion (-&gt; Skizze) sinnvoll ist, kann man zwar diskutieren, aber da dies nur ein Beispiel ist, kommt´s mir hier mehr auf die generelle Vorgehensweise an:
Vielleicht hat dies alles ein Wenig helfen können.

Gruß
Heiko

Hallo Frank,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Danach sind Rillenkugellager ausreichend steif<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Was ist "ausreichend steif"?

Gruß

Kurt

Hallo Frank,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Wenn man die erforderliche Konstruktionserfahrung hat und präzise fertigen kann...dann sind sicher Gleitlager die bessere Wahl (so hat Zeiss Jena z.B. viele Montis mit Gleitlagern gebaut).<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Das ist so wirklich nicht haltbar. Sorry, aber so viel Aufwand kann man leider wohl nicht in ein Gleitlager investieren, dass es besser wird, als eine geeignete Hochgenauigkeitswälzlagerung!

Es gibt´ genügend Gegenbeispiele, bei denen die Konstrukteure in den Weiterentwicklungen oder Modernisierungen der entsprechenden Montierungstypen dann auf Kegelrollenlager gewechselt haben; eines hatte ich bereits genannt: Witte&Nehls.
Aber auch die Lagerspezialisten von SKF haben Lagerbeispiele für schwere Teleskopmontierungen in ihrer Literatur, die eine Kombination von einem oberen zweireihigen geteilten und vorgespannten Schrägkugellager als Festlager plus Zylinderrollenlager als unterem Loslager darstellen. Oder um als Selbstbauer auf der sicheren Seite zu sein: besser ein abgestimmtes Kegelrollenlagerpaar verwenden, und feddich.
Die Zeiss Montis waren gute aber auch vergleichsweise leichtere Montierungen, deren Genauigkeit vor allem von dem (mechanisch guten) Getriebe abhing.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
...Danach sind Rillenkugellager ausreichend steif. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Egal was die Schreiben, einfache Rillenkugellager, die axial belastet sind, würde ich persönlich definitiv nicht in einer astronomischen Montierung verwenden! Überhaupt vertragen Rillenkugellager eine Axialbelastung gar nicht gut.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Kurt
Was ist "ausreichend steif"?

Frank
...steifer als die Achse. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Die Steifigkeit ist, deutlich gesagt, nicht konkurrenzfähig. Rechne doch einfach mal die statische Lagersicherheit nach! Dabei muß man unbedingt die Lagerkräfte mit einrechnen, und nicht nur die Teleskopmasse allein sehen!
Ruck zuck ist die äquivalente Lagerbelastung P0 übers Ziel hinausgeschossen, und ein akzeptabler statischer Ausnutzungsgrad weit überschritten, denn es liegt ja überlagerte Last infolge Teleskopmasse und Lagerkräften vor! - Und dann rechne mal die Durchbiegung der Achse gegen, die wird sich wahrscheinlich langweilen, während sich das Lager überanstrengen muß.

Über das Thema Vorspannung und Dehnung hatte ich ja bereits weiter oben etwas geschrieben.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Ich verwende für meine Montierungen meist als oberes Lager ein Kegelrollenlager und als unteres Lager ein Pendelrollenlager<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Den Einsatz eines Pendelrollenlagers würde ich auch unbedingt überdenken, es ist in der Regel nicht für den Anwendungsbereich ´hohe Anforderungen an die Laufgenauigkeit´ geeignet.

Meine Meinung:
Ich persönlich würde mich nicht auf eine rein (empirisch) gestaltete Montierung festlegen, ich würd´s auf jeden Fall selber rechnen und belegen wollen! Da kommt man um die beschriebenen geeigneten Wälzlagertypen nicht umhin. Und manchmal muß man auch die Literatur hinterfragen (dürfen).
Versteht mich nicht falsch, ich möchte keine Konstruktion an die Wand reden! Oft funktionieren anderweitig gestaltete Eigenbauten recht gut! Aber der rechnerische ingenieurmäßige Ansatz gefällt mir allein von Berufswegen besser. Wenn ich Geld und Zeit investiere, möchte ich eine nachweislich sinnvolle sichere Konstruktion, die auf dem Stand aktueller Erkenntnis basiert.

Gruß
Heiko

Hallo Frank,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hallo Kurt,
steifer als die Achse.

CS. Frank<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Deine Empfehlung ist wie ein Schuß, der nach hinten losgehen kann, denn es ist absolut nicht einsichtig, ein Verhältnis von zwei Steifigkeiten als Konstruktionsziel anzustreben, vor allem wenn auch noch andere Steifigkeiten eine Rolle spielen. Würde ein Konstrukteur Deine Aussage ernst nehmen, könnte er ein x-beliebiges Lager verwenden. In einem solchen Fall müßte nur die Welle genügend labberig sein und schon wäre das Lager steifer als die Welle und Deine Forderung erfüllt.
In Kapitel 3.5.1 Deiner Literaturstelle werden die Zusammenhänge bezüglich der Gesamtsteifigkeit einer gelagerten Welle aufgezeigt. Die hier betrachteten Teil-Steifigkeiten (Welle, Lager und Gehäuse) werden nach dem 1/c-Gesetz zu einer Gesamtsteifigkeit zusammengeführt.
Daraus ergibt sich:
1. Hohe Einzelsteifigkeiten sind konstruktiv erforderlich, wenn eine hohe Gesamtsteifigkeit verlangt wird, was geradezu trivial ist. Dazu gehört auch die Gehäusesteifigkeit.
2. Es bringt für das Gesamtsystem fast nichts, eine bereits sehr hohe Einzelsteifigkeit weiter zu erhöhen.
3. Im Umkehrschluß bedeutet dies, daß gezielt jene Steifigkeit angegangen werden muß, die den Hauptanteil zu einem unbefriedigenden Ergebnis beisteuert.
Am Ende von Kapitel 3.5.1 werden noch diverse Montierungsbauformen bezüglich ihrer schwachen Glieder genauer dargestellt. In der Folge wird noch aufgezeigt, daß entgegen einer weitverbreiteten Meinung gerade relativ kurze Lagerabstände geeignet sind, bei einer Deutschen Montierung, eine hohe Gesamtsteifigkeit zu erreichen.

Grüße

Kurt

Hi Kurt,

diesen 3 Punkten kann man reinen Gewissens zustimmen.
Ein paar Ideen hätte ich da noch:

Zunächst sprachen wir ja hier explizit nur über (kombinierte) Lagerungen. Um ein optimales Gesamtergebnis zu erzielen, ist natürlich die Gesamtkonstruktion mit allen Elementen und Deformationen (auch im Sinne der Punkte 1 bis 3) zu beurteilen, die überhaupt belastet sind. Dazu gehört streng genommen auch das Stativ oder die Säule.

Lediglich das ´1/c-Gesetz´ möchte ich allgemein um den Teil ´c-Gesetz´ erweitern – denn es kommt ja darauf an, wie die einzelnen c´s konstruktiv zusammenhängen: also z.B. Kombilager in Reihe gehen mit c, Lager und Gehäuse unter Normalkraft gehen mit 1/c usw. Hinzu kommen dann noch die superponierten Winkeldeformationen z.B. infolge Durchbiegungen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Kurt
In der Folge wird noch aufgezeigt, daß entgegen einer weitverbreiteten Meinung gerade relativ kurze Lagerabstände geeignet sind, bei einer Deutschen Montierung, eine hohe Gesamtsteifigkeit zu erreichen. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Auch das wäre mit einer zu den obigen Berechnungen analogen Rechenweise (-&gt; statische Lagersicherheit) im Einzelfall absolut belegbar.
Man muß bei der Konstruktion allerdings bedenken, dass die Lagerkräfte infolge der Verkürzung des Lagerabstands (Maß ´E´) größer werden:
Die Lagerkäfte verhalten sich umgekehrt-proportional zu E und laufen asymptotisch gegen unendlich<font color="green">*</font id="green">.

Gruß
Heiko
<font color="green">EDIT: *spezifiziert</font id="green">

Hallo Heiko

Vielen Dank für deine Ausführungen,
ich denke nicht nur mir wird alles viel klarer werden.

Mein Ziel war es, bei der Gabel das lange RA Gehäuse zu sparen.
Wenn man jetzt das 3210 als oberes lager nimmt,
und unten ein Kegelrollenlager ( in dem Fall ein 30209A, das hab ich gerade da )

Das Teleskopgewicht mit der Gabel liegt aber nur bei 20kg bei ca. 400mm Entfernung vom Mittelpunkt des 3210.
Jetzt ist mir die Idee gekommen, die Axiallast fast vollständig von dem Kegelrollenlager durch eine Vorspannung aufzunehmen, das 3210-B-2Z-TVH wird dann fast nur radial belastet.

Die Lageranordnung ist dann H-&gt;
H = 3210, &gt; = 30209A

Was dann noch Fraglich ist, ist das Material der Welle, Alu hab ich, Automatenstahl wüsste ich nicht wo man das besorgen kann.
Edelstahl lässt sich auf meiner Maschine nur schlecht bearbeiten.
Und vorallem der Abstand der beiden Lager voneinander.
Wichtig ist mir ja die transportabilität.

Vielleicht kann man das noch besser per PM diskutieren, ich werd dann später das Projekt in einem eigenen Thread vorstellen.
Momentan sammle ich aber nur Ideen.

Gruß Bernd

Hi Bernd,

gerne, meld Dich einfach per PM bei mir.

Gruß
Heiko

Hallo Heiko,

Du hast Post

gruß Bernd

Hallo Bernd,

es gibt ja ´ne ganze Menge Lieferanten für Metalle, manchmal sind Kleinmengen aber schwer zu beziehen.
Folgende Idee zum Stöbern hätte ich da: http://www.metallstore.de/
Die haben eine umfangreiche Auswahl von NE-Metallen, Stahl, diversen Blechen und Profilen...

Gruß
Heiko

Hallo Frank,

der astronomische Montierungsbau hat mit dem Werkzeugmaschinenbau vergleichbare Ansätze.
Man benötigt dort z.B. bei Verzahnungsmaschinen, Schleifmaschinen, Fräsmaschinen, DBF-Bearbeitungszentren und in Getrieben hochpräzise Lagerungen in Bezug auf Rundlauf bei gleichzeitig hoher Steifigkeit.
Es gibt für diesen Einsatzbereich fallweise hydrostatische Lager, bei denen Mischreibung beim Anlaufen vermieden werden muß, oder deren Tragfähigkeit, Kompaktheit oder extreme Dimension Zielgrößen sind. Der schwere Montierungsbau ist ein gutes Beispiel dafür.

Die statische Tragfähigkeit ist bei den kompakten (hydrodynamischen) Gleitlagern sehr hoch: Sie werden dort eingesetzt, wo es in erster Linie eher auf die grobe Funktion als auf die Präzision ankommt, so z.B. bei Radladern zur Schaufel- und Gelenklagerung. Anforderungen an die Genauigkeit in unserem Sinne hat man dort natürlich nicht. Die Lager werden dabei im Bereich des ´Notlaufs´ bzw. in Mischreibung betrieben, der Fall ´hydrodynamisches Gleiten´ tritt dort nicht ein, Präzision kann nicht erwartet werden. OK, das hatten wir ja schonmal...

Dort, wo präziser Lauf und Kompaktheit gefordert ist, werden Wälzlager und <i>keine</i> Gleitlager eingesetzt - als Beispiel wären Robotergelenke zu nennen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
...Kegelrollenlager werden hingegen als nicht so geeignet angesehen. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Also von mir definitiv nicht! Jeder darf natürlich seine eigene Meinung haben – besonders, wenn sie fundiert ist! [;)] Aber mehr dazu folgt.

Zu den von Dir genannten Schrägkugellagern und deren Steifigkeit habe ich ja bereits Einiges (weiter oben) geschrieben. Die Steifigkeit kann man nachweisen - Kegelrollenlager sind da allerdings um Klassen steifer, ich hatte es ja bereits weiter oben gegengerechnet.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
...dass der Anwendungsfall - kleine Last bei fast keiner Umdrehung - wahrscheinlich auch nicht eingehend untersucht wurde (jedenfalls kannte keiner solche Untersuchungen). <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Diese Aussage verwundert mich wirklich: Es gibt genug empirische Daten durch Einsatz von Wälzlagern in Montierungen, die belegen, dass gerade Kegelrollenlager für den Montierungsbau bestens geeignet sind. Somit läuft diese Untersuchung bereits. Mit Sicherheit kennen die Kollegen diese Anwendungsfälle nicht detailliert!
Die Erfahrungswerte bzw. Ergebnisse solcher Einsatzfälle fließen üblicherweise bei der Lagerdimensionierung in Form von Kenngrößen mit ein.
Nicht jeder Lagerhersteller kennt alle Anwendungsfälle im Detail. Und lange nicht alle verarbeitenden Kunden (hier: Montierungsbauer) sind bereit, ihre Untersuchungsergebnisse und Daten einem Lagerhersteller mitzuteilen -nur damit der dann Lager bauen kann, mit denen andere Montierungsbauer wiederum bessere Montierungen herstellen können! Das nennt man dann ´Wettbewerbsvorteil´. [;)]
Jedenfalls würde die obige Aussage auch für alle anderen Wälzlagertypen und Bauformen gelten.
Da hydrodynamische Gleitlager empfindlicher gegenüber Mischreibung sind, berücksichtigt die Dimensionierung ggf. diese Effekte.

Pendelrollenlager
P. werden aus gutem Grund z.B. im Getriebebau <i>so gut wie nie</i> eingesetzt, dies gilt sogar auch für den LKW- und den schweren Schiffsgetriebebau, bei dem umso schwerere Lasten und Betriebskräfte auftreten. Die Verzahnungsgeometrie stellt hohe Ansprüche an die Gesamtsteifigkeit, und diese kann durch Pendelrollenlager nicht erreicht werden: Die Winkeldeformation (-&gt;Biegelinie) wird durch die Winkeltoleranz der P.-Lager begünstigt, anstatt die Konstruktion auszusteifen.
Anders ausgedrückt:
Extrem hohe Steifigkeit wird durch die Behinderung einer Winkelanpassungsfähigkeit, Einspannung genannt, unterstützt. Dafür sind Kegelrollenlager und auch zweireihige Schrägkugellager ein passendes Beispiel, die Wellensteifigkeit erhöht sich deutlich!
Präzisionsfrässpindeln mit jeweils zwei Schrägrillenkugellagern pro Achsende sind hierfür ein gutes Beispiel, ausdrücklich ist keine Winkeladaption der Lager erwünscht! Pendelrollenlager machen aber genau das Gegenteil!

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Auf mein Nachfragen, welche Argumente gegen den Einsatz in Montierungen sprechen, wird mir dann für gewöhnlich geantwortet, dass solche Argumente <font color="red">(...)</font id="red"> nicht bekannt sind<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> An der rot markierten Stelle fehlt meiner Meinung nach noch folgendes wichtige Wort: <i>Denen</i>. Und wenn Du´s weitererzählst, dürften <i>Denen</i> dann einige bekannt sein! [;)]
Übrigens: Frag diese Leute einfach mal nach in Fachkreisen bekannten Montierungsnamen und zugehörigen Details wie Lagerungsprinzip. Vielleicht wird uns (und denen) dann einiges klarer?! Manche Mitarbeiter von Herstellern kennen die eigenen Produkte <i>nicht</i> so gut, wie ihre die Kunden, die sie täglich einsetzen...

Gruß
Heiko

Hallo Frank,

eine kurze Klarstellung muss ich vorweg schicken:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Interessant finde ich, dass dieser Anwendungsfall von einigen Herstellern in der Lagerherstellung mit beachtet wird. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">So war meine Bemerkung nicht gemeint. Mit ´<i>Somit läuft diese Untersuchung bereits</i>´ meinte ich, dass die jeweiligen Montierungshersteller ihre eigenen Erfahrungen mit geeigneten Lagern sammeln und ihre Feldversuche auswerten, ohne dass eine Rückmeldung an die Lagerhersteller erfolgt! Einen Wettbewerbsvorteil gibt man schließlich nicht aus der Hand, denn dieses Wissen ist Kapital.
-&gt; Frank: Wenn Du den Beitrag nochmal vor diesem Hintergrund liest, wird bestimmt ganz klar, was ich meinte: Es wird also keine Insiderinformationen von einschlägigen Montierungsbauern via Lagerhersteller für unseren Montierungsbau geben.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
LKW – und Schiffsgetriebebau unterscheiden sich ja doch etwas von Montierungen<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Sollte man im ersten Moment denken, aber: Im (schweren) Getriebebau werden unglaublich enge Toleranzen gefordert, die so manchen Feinmechaniker zum Staunen bringen! Als Beispiel: Ein Stirnrad mit einem Durchmesser von 4m wird auf einer Verzahnungsmaschine extrem genau hergestellt. Eine fertigungsbedingte Erwärmung von nur 2 Grad Celsius (HS-Korund-Schleifen!) bringt eine Ungenauigkeit durch partielle Wärmausdehnung in das Werkstück, durch die es im späteren Betrieb zum Versagen kommen kann.
Also: Wasserfälle von Kühlmittel, eine Wahnsinnslagerung der Werkzeuge, automatisches Abrichten der Schleifkörper nach jeder Einzelflankenbearbeitung - Das volle Programm. Und nun der Dreisprung: Wenn später im Betrieb die Lagerung der Achsen bzw. Wellen im Getriebe nicht ebenfalls maximal steif ist, wird die Verzahnungsgeometrie nicht eingehalten – das Getriebe versagt. Also recht viele Analogien, oder? Und deswegen auch hier keine Pendelrollenlager.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Wo siehst Du da jetzt Probleme – wo könnte eine hier von Dir angesprochene kritische Winkeldeformation entstehen? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Nun, konkrete Probleme kann ich natürlich so nicht sehen, einfach weil ich die Konstruktion nicht explizit kenne bzw. gerechnet habe!
Ich persönlich bin in diesen Dingen recht pragmatisch und würde daher immer versuchen, allgemein hohe Steifigkeiten zu konstruieren, die Lagersitze ausreichend genau herzustellen, und vom Konzept her auf die maximal geeignete Lagerkombinationen (-&gt; meine Beiträge) zurückgreifen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Das untere Lager wird doch sicher hauptsächlich belastet, durch Impulse beim Hantieren am Instrument…<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Eine dezente spitzfindige Anmerkung sei mir an dieser Stelle noch erlaubt: Echte <i>Impulse</i> sind das zum Glück nicht, denn diese Stöße haben durch das Deformationsverhalten der Montierung eine längere zeitliche Ausdehnung (Energieumwandlung, Ausschwingen). Sie stellen für eine in unserem Sinne ausreichend dimensionierte Montierung/Lagerung ja kein ernstes Problem dar. <font color="green">*</font id="green">

Gruß
Heiko

<font color="green">EDIT: leicht umformuliert</font id="green">

Wenn es jemand mit Gleitlagern probieren will, dann sollte er bei der Firma IHG Glacier einkaufen. Die haben alle wichtigen trockenlaufenden oder selbsschmierenden Gleitager für Industrieanwendungen.

Gleitlager werden auch in Werkzeugmaschinen schon lange wegen der Hohen Traglast und dem Schwingungsarmen Verhalten eingebaut.
Beim Einbau sind die Passungen aus den Tabellen zu bachten.

Ebnfalls sind auf der Seite einige Anwendungsbeispiele untergebracht.

Ach ja die günstigste Varriante mit Industriestandard ist die DU-Buchse.

http://glacier-ihg.com/

Ein Auszug von der Seite:
Metall-Polymer-Verbundwerkstoffe auf PTFE-Basis: DU®, DU®B, DP4™, DP4B™, DP31™

GGB Mehrschichtwerkstoffe sind Metall-Kunststoffverbund-Werkstoffe und bestehen aus einem Metallrücken und einer Zwischenschicht aus poröser Sinterbronze. Die Poren der Bronze werden in einem Walzprozess vollständig mit einer Mischung aus PTFE und Gleitzusätzen ausgefüllt und überdeckt. Während der Stahlrücken die hohe mechanische Festigkeit gewährleistet, sorgt die Sinterbronze-Zwischenschicht für eine feste Verklammerung der Laufschicht. Dieser Mehrschichtaufbau ermöglicht eine hohe Maßhaltigkeit, verbessert die Wärmeabfuhr und reduziert damit die Lager-Einsatztemperatur.

Metall-Polymer-Verbundwerkstoffe auf thermoplastischer Basis: DX®, HX™, DS™

Der Aufbau von DX, DS und HX entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der oben beschriebenen Werkstoffe. Als Gleitschicht dient jedoch eine extrudierte, mit Gleitzusätzen modifizierte thermoplastische Folie, die auf die poröse Sinterbronze-Zwischenschicht aufgewalzt wird. Diese Mehrschichtwerkstoffe wurden für geschmierte Anwendungen mit langen Nachschmierintervallen entwickelt. Die Gleitschicht wurde deshalb mit einem speziellen Schmiertaschensystem versehen. Diese Schmiertaschen wirken als Schmierstoffreservoir und ermöglichen eine optimale Schmierstoffverteilung über die gesamte Gleitfläche. Die Gleitfläche von DS besteht aus POM und ist mit PTFE modifiziert. Sie enthält normalerweise keine Schmiertaschen. Dies ermöglicht den Einsatz von DS auch im Trockenlauf. Die Gleitschicht von HX besteht aus modifizierten PEEK. Dieser Hochtemperatur-Werkstoff hat exzellente chemische Beständigkeit und ist besonders für ölgeschmierte Anwendungen unter schwierigsten Bedingungen geeignet.

Hi Frank,

also ich gehe von der physikalischen Definition p=m*v aus, so wie Du. Wenn man dahingehend die Lager betrachtet, kommt vom anfänglichen Impuls dort nichts an, er wird schnell umgesetzt -&gt; elastisches Verhalten der Montierug. - Man könnte es vielleicht ´impulsartige Schwingungserregung´ nennen. Die Lager werden durch statische oder vergleichsweise geringe dynamische Kräfte (ggf. auch mit Hebelwirkung) oder durch kurze Masseschwingungen <font color="green">*</font id="green"> belastet. Ich sagte ja bereits, es ist etwas spitzfindig...

Gruß
Heiko

<font color="green">EDIT: *spezifiziert</font id="green">

Hallo Frank,

habe gerade noch etwas Zeit für ein paar Bemerkungen gefunden…

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
… Damit entsteht dann so etwas wie ein Kegelrollenlager mit „flacherem“ Winkel. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Und genau wegen dieses ´flachen Winkels´ (wie Du ihn nennst) funktioniert das Vorspannen von Pendelrollenlagern nicht so optimal wie z.B. bei Kegelrollen- oder zweireihigen Schrägkugellagern. Der flache Winkel führt bei Axiallasten durch den ´Übersetzungseffekt´ dazu, dass die Axialkräfte in Radialkräfte umgesetzt werden ( -&gt; Klemmkeileffekt). Dadurch fällt nämlich das Y0 so hoch aus und die Vibrationsneigung kann durchaus unangenehm werden!

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Bei einer Montierung, die „unbeeinflusst“ nur so für sich hinläuft, könnte ich die Lager sicher so auslegen ... dass diese bis fast zur statischen Tragzahl belastet werden…<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Versagen würden die Lager der Montierung dabei so gerade noch nicht! Aber wir redeten hier hingegen immer und ausführlich über Steifigkeit und adäquaten Ausnutzungsgrad. - Daher erschließt sich mir der Sinngehalt Deiner Bemerkung gänzlich nicht. Sie ignoriert ja quasi alles, was zum Thema ´Auslegung und Dimensionierung´ geschrieben wurde - Insbesondere, wo ich doch weiter oben bereits alles rechnerisch und Erfahrungsdatentechnisch belegt und beschrieben habe!

Ebenfalls habe ich ja bereits an verschiedenen Stellen darauf hingewiesen, dass natürlich jeder so basteln kann, wie er möchte! Gutheißen kann ich Pendelrollenlager in einer astronomischen Montierung mit Sicherheit nicht, es gibt andere Wege, einen Toleranzausgleich herzustellen…

Allgemein:
Oft erscheint es mir auch, dass nur die Teleskopmasse und manchmal noch die Vorspannkräfte zur Lagerwahl herangezogen werden. Das ist aber definitiv nicht korrekt (-&gt;zu gering), denn die auftretenden resultierenden Lagerkräfte, ermittelt aus Gleichgewichtsbedingungen, sind allermeistens deutlich höher, auch das ist ebenfalls aus einem meiner vorangegangenen Beiträge ablesbar.

-&gt; Hi Thomas, ein interessanter Hersteller...

Gruß
Heiko

Hallo Frank,

"mir wurde aber gesagt, dass es dafür Hochgenauigkeitslager gibt" - Du kannst auch Kegelrollenlager in mehreren Genauigkeitsstufen (in der Regel P7-P3) bekommen, das ist kein Problem, kostet aber.
"einfacher Versuch: eine Welle einspannen, Messuhr dagegen, gegen die Welle drücken" - Damit misst Du nur die Steifigkeit der Maschine, und das Lagerspiel. Das kann man durch kleine Schnittkräfte (gut geschliffene Drehstähle, kleiner Spänequerschnitt) in den Griff bekommen, notfalls nimmt man dieletzten paar hundertstel mit feinem Schleifpapier ab.
Der hohe Verschleiss in den Gleitlagern älterer Werkzeugmaschinen ist übrigens ein gutes Argument gegen dies Lagerart. Gleitlager sind nur dann sinnvoll, wenn eine Abstimmung von Lagerspalt (ja, es gibt KEINE spielfreien Gleitlager), Wellenbelastung, Schmiermittel und Drehzahl für ein "Schwimmen" der Welle sorgt. Durch die niedrige Geschwindigkeit einer astronomischen Montierung (oder z.B. beim Gewindeschneiden mit einer alten Drehbank) reisst dieser Schmierfilm aber, was zu hohem Verschleiss führt. Das merken nur die wenigsten bei Montierungen, aber auf der Drehbank werden dann plötzlich nur noch Kegel statt Zylinder gedreht, was leicht messbar ist.
Ausschlaggebend in Deinem Fall ist die Rundlaufgenauigkeit der Spindel. Auch das kannst Du mit der Messuhr messen.

"Damit entsteht dann so etwas wie ein Kegelrollenlager mit „flacherem“ Winkel." Da die Kräfte immer senkrecht zu den Berührflächen wirken, wachsen Deine Belastungen theoretisch bis ins unendliche (wenn der Anstellwinkel die Axialkräfte durch einen großen Anstellwinkel der Wälzkörper auf eine immer kleinere Fläche verteilt)

"„Dynamische Probleme“, die bei diesen Lagertypen bei höheren Drehzahlen entstehen, stellen ja im Montierungsbau kein Problem da" - Das Problem ist die extrem niedrige Drehzahl wie oben beschrieben.

Ich wollte mich eigentlich hier nicht melden, weil Heikos Ausführungen eigentlich nichts hinzugefügt werden muss - Danke an dieser Stelle an Heiko für seine kompetente und ausführliche Beschreibung. Ich will aber vermeiden, daß man ihm nicht glaubt, weil er ja nur einer ist, und die Leute mit anderer Ansicht größer ist.

Gleitlager setzt man nur dann im Montierungsbau ein, wenn es nicht anders möglich ist (aus Platz, Aufwands oder Kostengründen). Prinzipiell aber hat ein Gleitlager bei beweglichen Teilen einer Astronomischen Montierung nix zu suchen. Das soll nicht heißen,daß es nicht funktionierende Lösungen mit Gleitlagern gibt. Es soll heißen, daß die Lösungen mit Wälzlagern besser funktionieren.

Clear skies

Tassilo

Hallo zusammen,

-&gt; Frank
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Deine Ausführungen sind ja sehr interessant, ich habe da eine Menge gelernt über Bagger, Schiffsgetriebe und Werkzeugmaschinenbau. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ohne jetzt weiter darauf eingehen zu wollen: Bitte erspare mir diese Art von Sarkasmus!
Genau durch diese Art von Kommentaren wurde mir das schwarze Forum zunehmend unsympathischer! Wenn Du Dich geistig nicht (weiter) bewegen oder mir folgen möchtest, dann ist das Deine Sache. Ich würde das durchaus akzeptieren - aber Du wirst kaum erwarten, dass ich Verständnis dafür habe! Du solltest alles vielleicht besser nochmal lesen, um die Analogien (!) erkennen zu können. Man muss auch mal interdisziplinär über den Tellerrand schauen, um Lösungsansätze aus anderen Bereichen der Technik ´synergetisch´ nutzen zu können!

Zum Keileffekt: Tassilo hat´s beschrieben:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Tassilo
Da die Kräfte immer senkrecht zu den Berührflächen wirken, wachsen Deine Belastungen theoretisch bis ins unendliche<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Exakt das ist der Punkt. Bei den konvexen Flächen ist dieser Effekt nicht gerade gering!
Allgemein wird dieser Effekt in der Technik häufig genutzt: Stichworte sind z.B. Selbsthemmung und Moresekegel. Also: wir sind immernoch ganz nah an der Praxis! [;)]

-&gt; Tassilo: Volle Zustimmung ganz besonders zu dem ersten und auch dem letzten Absatz Deines Kommentars. Und vielen Dank für (D)eine Rückmeldung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Frank
Aber nehmen wir doch mal ein konkretes Beispiel... <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ich würde sogar noch weiter gehen, falls ernstes allgemeines Interesse besteht (ggf. bitte eine Rückmeldung):
Ich könnte eine Art ´Kochbuch´ mit Skizzen und Formeln zur überschlägigen Lagerdimensionierung erstellen. Dabei würden z.B. der Anstellwinkel der Achse (z.B. wg. Breitengrad), die äußeren Belastungen, die resultierenden Lagerkräfte und die Geometrie der Montierung berücksichtigt werden können.
Die entsprechenden Daten einer Montierung werden dazu in die Formeln eingetragen, dann das Lager bzw. die Lagerdaten gewählt. Im Anschluss können mit diesen Ergebnissen die Lager bewertet werden.
Dadurch wäre die Lagerwahl deutlich sicherer, bzw. könnte man auch die Geometrie der Belastung iterativ anpassen (oder auch umgekehrt).
Vielleicht sogar auch ein kleines Excel-Programm…
Das wäre etwas Arbeit (ich würde es auch wohl nicht vorm Wochenende schaffen)…

-&gt; Frank
Deine Daten reichen leider nicht aus, um das von Dir vorgeschlagene Lager zu beurteilen bzw. berechnen zu können, die Geometriedaten fehlen!
Thema Axialkräfte: Dies wird über die Kennzahl y0 berücksichtigt. Einfach mal auf der umfangreichen SKF-Homepage schlaumachen, die entsprechende Formel hatte ich bereits hier verwendet!

Gruß
Heiko

Hallo Tassilo,

eine kurze Anmerkung zur kombinierten Drehbank / (Längs-)Schleifmaschine hätte ich auch noch:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Tassilo
Das kann man durch kleine Schnittkräfte (gut geschliffene Drehstähle, kleiner Spänequerschnitt) in den Griff bekommen, notfalls nimmt man die letzten paar hundertstel mit feinem Schleifpapier ab. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Einige pfiffige Selbstbauer kombinieren ihre Drehbank auch mit einer auf dem Support montierten Schleifmaschine. Dadurch erhält man eine kombinierte Maschine, bei der die Bearbeitungskräfte geringer sind, als bei der typischen Spanabnahme. -&gt; Reduktion der Maschinendeformation und Steigerung der Genauigkeit (z.B. hat Zellix das recht einfach, günstig und effektiv gelöst).

Gruß
Heiko