Kugellager Axial vs. Radial

[Marcus]

Hallo,

ich habe eine Frage zu Kugellagern.
Standardmäßig werden ja Radial-Kugellager als Hauptrotorwellenlager eingesetzt und müssen das Gewicht des Helis tragen.
Sie können zwar die axialen Kräfte auch aufnehmen, jedoch sollten Axial-Kugellager hierfür doch besser geeignet sein, da sie bei axialer Belastung geringere Reibungsverluste haben!

Was meint ihr dazu ?

Gruß
Marcus

[Wusel]

Kugellager Axial vs. Radial

Hallo,

Wenn, dann bestimmt nur in Kombination. Da die Lager ja für unterschiedliche Belastungsrichtungen ausgelegt sind. Ich denke es macht wenig Sinn diesen Aufwand zu betreiben.

mfg frank

[wingo]

Kugellager Axial vs. Radial

Hallo Marcus,

das hängt im wesentlichen vom Verhältnis der Axial zu Radialkraft ab. Bis zu einem bestimmten Punkt kann ein Rillenkugellager Axialkräfte aufnehmen, aber dann wirkt sich das immer stärker auf die (zu erwartende) Lebensdauer bzw. auf die zu wählende Lagergröße aus.
Dann macht es evtl. Sinn, ein zusätzliches reines Axiallager einzusetzten.
D.h. Du müsstes mal (überschlägig) die Rad. Ax.-Kräfte bestimmen (Blattgewicht, Drehzahl; Eigengewicht u. Lastvielfaches im Flug (Momenten- und Kräftegleichgewicht am Rotor)). Daraus erkennst Du dann ob diese Notwendigkeit besteht, bzw. welche Tragzahl Dein Lager braucht.

Die Auslegung von Lagern ist kein Hexenwerk. Falls Du Fragen hast, einfach melden.

(Nach meinem Wissen sind Helis ab der 50er Klasse eigentlich immer mit Axiallagern versehen, während kleinere (auch E-Helis bis 1,2m) oft ohne auskommen.)

Gruß Lennart

[Torsten K.]

Kugellager Axial vs. Radial

Hi
Auch auf die Gefahr hin als blöd´ bezeichnet zu werden ...
Ich habe keine Ahnung wovon Ihr sprecht (und würde es gerne
verstehen).

Kann mir vielleicht mal Jemand schreiben wobei der Unterschied
zwischen Axial u. Radial liegt (Axial kann ich glaube ich
noch verstehen = um die Achse z.B. HR-Welle - aber Radial ??)

Wäre es vielleicht auch möglich mal ein Bild von den Beiden
Lagern zu posten, um mal die Unterschiede zu "sehen" ?

Wäre sehr dankbar !!


Gruß

[Stephan Schrade]

Kugellager Axial vs. Radial

Hi Thorsten,
ich versuch´s mal:
Ein Radial-Lager ist für die Drehbewegung des Blattes zum Beispiel beim Pitchgeben da. Es besteht praktisch aus zwei Ringen in deren Zwischenraum die Kugeln laufen.
Dieses Lager kann aber die Fliehkräfte nicht oder nur in geringem Maße aufnehmen.
Dafür nimmt man dann noch zusätzlich ein Axiallager, welches im Prinzip aus zwei Scheiben besteht, zwischen denen die Kugeln laufen.
Solch ein Lager kann die Zugkräfte sehr gut aufnehmen, bietet für die Achse (Blattlagerwelle) aber fast keinen Halt gegen seitliche Bewegungen.
Deswegen nimmt man im Rotorkopf entweder zwei getrennte Lager oder ein Schrägkugellager welches beide Kräfte auf einmal aufnehmen kann. (Hab ich allerdings noch in keinem Rotorkopf gesehen).

Ciao
Stephan Schrade

[Bernd Kartnaller]

Kugellager Axial vs. Radial

Hallo Torsten!

Ein Axial- oder Drucklager kann lediglich in Achsrichtung belastet werden, d.h. diese Lager nehmen im Rotorkopf die entstehenden nicht unerheblichen Fliehkräfte auf.
Eine Beschädigung dieses Lagers macht sich, durch ruckartige Steuerfolge und schlechtes Rückstellverhalten bemerkbar. Das Verhalten macht sich verstärkt bei hohen Rotorkopfdrehzahlen bemerkbar. Hohe Stellkräfte sind die folge!

Radiallager sind vor allem 90° zur Achse belastbar und können auch Belastungen in Achsrichtung aufnehmen, diese Lager nehmen im Heli vor allem die Biegekräfte auf. Bei Beschädigungen erhöhen Stellkräfte und die Rotorkopfpräzision nimmt ab!

Die Kombination der beiden Lagertypen im Rotorkopf ist die beste Lösung zur optimalen Lastaufnahme! Dies sorgt für Leichgängigkeit unter Belastung und lange Lebensdauer!


[img src=\"http://www.mcb-bregenz.at/hubi/berichte/SE-Tipps/Drucklager.gif\"]

Gruß Bernd

[wingo]

Kugellager Axial vs. Radial

... +
... +
... +
------- ................. ]. [
... O ..................... ]O[ [---
------- ................. ]. [

---------- - ------- - --------- Achse

------- ................. ]. [
....O ..................... ]O[ [---
------- ................. ]. [

Radialkraft Fr +++.... Axialkraft Fa [---
90° zur Achse .... parallel zur Achse
Rillenkugellager .... Axial- (Druck-) Lager
Hoffe man kann in etwa erkennen was gemeint ist? ?(
Das (rechte) Axiallager kann ausschließlich Kräfte in Achsrichtung aufnehmen. Die Welle/Achse wird dabei nicht zentriert.
Das linke Radiallager nimmt radiale, also senkrecht zur Achse stehende Kräfte auf und zentriert die Achse. Die Wälzlager( O ) stützen sich an der Schulter der Laufbahn ab, daher ist auch die Aufnhme von Axialkräten (zusätzlich) möglich. An den Anlageflächen (Schultern) rollen die Kugeln allerdings nicht ab, sondern sie gleiten. Dies führt zu höherem Verschleiß (Reibung)und damit geringerer Lebensdauer.
Bis zu einem bestimmten Verhältnis Fa/Fr hat die Axialkraft (praktisch) keinen Einfluß auf die Tragzahl u. Lebensdauer,
bei großem Verhältnis geht Fa aber bis zum Faktor 2 in die äquivalente Belastung ein.
Leider ist Berechnung nicht nur Fa / Fr, sondern es gehen noch andere Größen mit ein, so dass man das an einem konkreten Beispiel erläutern müsste.

Klar ist, je größer die Masse der Rotorblätter, bzw. je höher die Drehzahl, um größer wird auch der Anteil der Axialkraft. Bei einen kleinen E-Heli (z.B.) EP Concept mit Styroblättern ist sie aber so gering, dass die Rillenkugellager spielend damit fertig werden. Bei großen Helis (1,5m) können es aber locker 2-3 KN werden (also 200-300kg) und damit (wahrscheinlich) sogar größer als die Radialkräfte.

Schrägkugellager gehen auch - die Schultern sind hier stärker ausgeprägt und schräg angestellt-, müssen aber paarweise oder in doppelreihiger Ausführung eingebaut werden (fallen ohne axiale Vorspannung auseinander).

Hoffe ich konnte ein bißchen zur Aufklärung beitragen...

Gruß Lennart

[Marcus]

Kugellager Axial vs. Radial

Hallo,

Vielen Dank für eure Antworten.

Ihr seid zwar in Richtung Blattlagerwelle gerutscht (mit ging´s eigentlich um die Hauptrotorwelle), aber vom Prinzip her ändert das ja nichts.

Bin Aufgrund eurer Infos zu dem Schluß gekommen, dass für den ECO8 keine Axiallager erforderlich sind (auch wenn ich nicht genau weiß welche Kraft die dort verwendeten Radiallager aufnehmen können, aber es scheint wohl ausreichend zu sein, da die Lebensdauer der Lager ganz o.k. ist!).
Habe mir ja eigentlich nur die Frage gestellt ob wir am Hauptrotorwellenlager unnötig Reibungsverluste verbraten (aber dann müßte das Lager ja auch heiß werden...)

MfG
Marcus

[Roland1281]

Kugellager Axial vs. Radial

Hallo Leute!

Falls irgendwer Fragen zu Wälzlager hat, welche auch immer, kann ich euch nur folgendes empfehlen:

[a href=\"http://www.fh-muenchen.de/home/fb/fb05/vf/ko_2vs.pdf\"]http://www.fh-muenchen.de/home/fb/fb05/vf/ko_2vs.pdf[/a]

Hier findet man im ersten Kapitel zu allen Lagern Bilder und die normalen Berechnungsformeln. Es handelt sich um eine 53-Seiten pdf-File, ist also etwas umfangreicher. Es behandeln aber nur die ersten 10 Seiten Wälzläger, der Rest alle anderen Maschinenelemente wie Gleitlager, Zahnräder, etc. Dies sollte die meisten Fragen beantworten.

MfG
Roland

[wingo]

Kugellager Axial vs. Radial

@ Marcus: Stimmt! Sonst hättest Du ja von der Blattlagerwelle gesprochen...

Irgendwie hat da jeder gleich an die Blatthalter gedacht... 8o

Bei der Hauptrotorwelle sind die Axialkräfe m.E. nicht sonderlich groß: Selbst wenn man 5g ansetzt - bei extremen Flugfiguren- wäre die Axialkraft gerade mal 250N.
Das kleinste Axiallager für 10mm Wellen hat aber schon einen Tragzahl von 10000N.
Das lohnt sich wohl kaum, bzw. die Radiallager stecken das locker weg- ohne nennenswerte Verluste.

Gruß Lennart

(Beitrag 2 war eher für Torsten bestimmt )

[Torsten K.]

Kugellager Axial vs. Radial

Hi
Vielen, vielen Dank für Eure Hilfe.

@Marcus
Ich hoffe, meine Frage hat nicht allzusehr gestört -
wenn doch, dann tut es mir Leid - das war nicht meine Absicht !

Gruß

[Marcus]

Kugellager Axial vs. Radial

@Torsten:

Das Forum ist dafür da um zu helfen...
Fragen kosten nichts, stören nicht und brauchen nicht entschuldigt zu werden ;-)

MfG
Marcus