Stromabnahme über Kugellager

    Hallo Einser,

    da ja eine scheinbare Mehrheit der Nutzer (nur hier) und eine Anzahl Hersteller die Stromabnahme über die Kugellager für unbedenklich halten - obwohl jeder Lager-Hersteller davor warnt - hat mir die IG Spur1-Mannheim ein paar aufgeschnittene Lager eines neuen KM1-Speisewagens (klick, weit nach unten scrollen), der nach wenigen Runden Fahrt die Stromaufnahme aufgab, zukommen lassen.
    Meine Frau hat mir die Lagerteile dann unters Mikroskop gelegt und fotografiert.

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    Hier eine neue Kugel und eine aus dem Speisewagen, Durchmesser ca. 0,5mm!

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    noch eine Speisewagenkugel, die "Rostsprenkel" sind m. E. Brandspuren

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    Der zugehörige Innenring, die Rostspuren sind m. E. der Abbrand von Kugeln und Ringen durch die Funkenbildung.

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    und der Außenring, Ringbreite 2mm, rechts die Schnittkante.

    Zum Vergleich ein Lager eines unbenutzten Speisewagens direkt aus der Schachtel:

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    der Innenring

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    und der Außenring, eine Kugel dieses Lagers ist im ersten Bild zu sehen. Die Oberflächen sind für Neuteile nicht sonderlich überzeugend?

    Interessant wäre natürlich noch ein Lager aus einer schon länger betriebenen Lok die ja eine wesentlich höhere Stromaufnahme als ein LED-beleuchteter Wagen hat.

    Grüße aus Lichtenstein (Württemberg)
    Michael

    Edited 2 times, last by Michael Staiger (September 14, 2024 at 4:24 PM).

    Hallo Michael,

    tolle Bilder.

    Nach einhelliger Meinung sollten auf den Kugeln Krater durch Abreissfunken entstehen, das scheint hier nicht der Fall zu sein.

    Bitte behandele die geschädigten Teile einmal mit Kontakt- oder Leiterplattenspray und mache vergleichbare Bilder nach dem Abspülen noch einmal.

    Schöne Grüße vom Oliver.

    Quote from gabrieleforcella


    Das Thema verdient eine wissenschaftliche Untersuchung.

    Die gibt es zuhauf, im Maschinenbau. Stichwort Electrical pitting.

    Ein paar von vielen Links zu dem Thema:

    Electrical Pitting | Inspection of bearings after operation | How-to: Handling & Aftercare: Care and Maintenance of Bearings | Product and Technology |NTN Global

    Einfluss von Stromdurchgang auf Wälzlager und deren Lebensdauer
    Elektrisch bedingte Vorschädigungen der Wälzlageroberflächen können zu einer Verringerung der Lebensdauer führen.
    www.vdi-wissensforum.de

    Charakterisierung und Auswirkungen von parasitären Lagerströmen in Mischreibung

    Letzteres ist eine Dissertation zu dem Thema.

    Gruß
    Achim

    Edited 2 times, last by AchimS (September 13, 2024 at 11:32 PM).

    Sollten Sie Kugellager ölen?


    Durch das Schmieren Ihrer Kugellager können Sie ein Festfressen von Komponenten verhindern und Ihren Betrieb am Laufen halten . Bei Wälzlagern wird Wärme durch die Reibung der Wälzkörper abgeleitet. Durch das Schmieren dieser Elemente werden die Reibung und das Risiko einer Überhitzung verringert, da das Schmiermittel für die Wärmeübertragung sorgt.

    Gilt natürlich für Lager, die kein Strom Übertragen müssen. In unserem Fall verbrennt das Fett wie man auf den Bildern erkennen kann. Eigentlich logisch.

    Wälzlager aus Bronze nehme ich.

    Gruß aus Bonn

    Hallo Einser,

    meine Frau baut, repariert und wartet Materialprüfmaschinen für Rundmaterial (z. B. für Schraubenstähle)
    Diese Maschinen stehen in Walzwerken am Ende der Walzstraße und prüfen das Material auf Fehler im Magnetfeld. Je dünner nun das Material ausgewalzt wird um so schneller kommt es heraus. Diese kleinen Prüfmaschinen lauf da dann trotz 3-fach Sensoren an der Grenze der Lagerdrehzahl. Deshalb werden die zugekauften Lager zunächst nochmals vermessen und nur die verwendet, die in ihren Toleranzen (Durchm. Innenring, Kugeln und Außenring) gut zueinander passen! Das ergibt eine um etwa 1 Jahr längere Laufzeit. Ganz wichtig sind dabei div., aufwändige Maßnahmen zur Sicherstellung dass keinerlei Ströme durch die Lager gehen!

    Stromführung durch Kugellager ist nun mal etwas das nur "Spezialisten" mit entsprechend technischer Toleranz machen.

    Wie schon öfters beschrieben ist ja der hier gern gescholtene Marktführer schnell davon wieder abgekommen, denn die zu begrüßende Technik der Halbachsen bietet ja die Möglichkeit der Stromabnahme direkt an den Achsen mit geringst möglicher Geräuschentwicklung und Bremswirkung.

    @ Oliver:
    Warum sollte ich die Lager reinigen, der Zustand ist so wie er aus dem nur wenig gelaufenen Wagen ausgebaut wurde. 0,5mm-Kügele waschen passt nicht zu meiner Handschuh-Größe ;)
    Außerdem hatte ich die Kügele mehrfach zwischen den Fingern, da löste sich nichts
    Interessiert wäre ich aber an Lagern aus einer - gelaufenen - Lok!

    Grüße aus Lichtenstein (Württemberg)
    Michael

    Edited 2 times, last by Michael Staiger (September 15, 2024 at 12:17 AM).

    Hallo Michael,

    ganz einfach, lässt es sich wegspülen, so geht es um Verunreinigungen während der Lagerproduktion, die unter dem Druck beim Betrieb in Verbindung mit dem Fett einen isolierenden Brei verursachen könnten.

    Lässt es sich nicht abwaschen, dann könnte man gegebenenfalls wirklich mal über eine Materialschädigung reden.

    Schöne Grüße vom Oliver.

    Hallo Oliver,

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    sehe hier Krater aber man muss sich im klaren sein dass es dauernd bruzzelt und es so eine ständige "Bearbeitung" der Oberfläche gibt und ein Krater den anderen überdeckt und das Ganze dann noch mit dem abgesprengten Material wieder verschweißt wird. Der Innenring macht pro gefahrenem Meter 10 Umdrehungen, die Kugeln dann - theoretisch - 5.
    Wenn ein "Brei" drauf gewesen wäre hätte ich den auch an den Fingern oder dem weißen Blatt Papier gehabt auf dem ich die Lagerteile bereit legte und dabei hin und her bewegte.

    Grüße aus Lichtenstein (Württemberg)
    Michael

    Guten Tag,

    mir ist das Thema eigentlich zu müßig, aber hier geht es scheinbar nur um recht haben.

    Wenn ihr ein eindeutiges Ergebnis haben wollt gebt das beim Fraunhofer in Auftrag.

    Fakt ist das der Speisewagen echte Kontaktprobleme hat und das das an der Stromübertragung liegt.

    Fakt ist aber auch das so viele Fahrzeuge mit den Kugellagern Strom übertragen und bei mir keine Probleme haben.

    Eventuell ist das aber auch eine Frage der eingesetzten Material Qualität im speziellen bei diesem Wagen.

    Mal Schauen wie sich die Wagen des blauen Enzian von Spur1at zeigen die das gleiche System haben.

    Nebenbei, ich bin ein großer Fan von Pilzkotakten. Leichte Wartung, große Zuverlässigkeit.

    Grüße

    Peter

    Edited 2 times, last by hornschu (September 15, 2024 at 9:33 AM).

    offensichtlich gibt es mit diesem Wagen WR4ü Probleme in der Stromübertragung .

    Lösungsmöglichkeiten haben wir aufgezeigt.

    Käufer die das nicht selbst machen können oder wollen wenden sich an den Verkäufer .


    Aufgrund der hier nun ausgegrabenen Einblicke in das Produkt Kugellager zeigt sich das es sich um Qualitätsmängel handelt .

    Da bleibt ja die Frage ? Wann blockieren diese Lager komplett ?

    Das kann nur der Verkäufer in Abstimmung mit dem Hersteller abstellen !

    Rückrufaktion der betroffenen Drehgestelle ( würde reichen ) und Einbau neuer Lager in einwandfreier Qualität , so wie wir das

    von den älteren gelieferten Wagen her kennen .

    Umbau der Lager oder auch nur Tausch durch den Kunden ist nicht zumutbar !


    Leider bindet solch ein Vorgang durch die ganzen damit verbundenen Reklamationen erheblich Zeit und Mittel beim Verkäufer .

    Letztlich geht das dann zu Lasten weiterer geplanter Projekte .

    Eine zeitnahe Lösung wäre daher für alle Seiten wünschenswert .


    Schönen Sonntag

    Günter

    Günter, Großhettstedt, Ilmtal

    Hallo zusammen,

    Wenn der beschriebene Schadensmechanismus in der Praxis stattfinden würde, dann hätten wir doch rein statistisch gesehen eine signifikante Anzahl an Schäden, insbesondere bei den einschlägigen Modultreffen. Gerade hier werden tagelang Kilometer gefahren, Jahr für Jahr! Mir sind aber keine Lagerschäden - weder einzelne noch eine Häufung - bekannt geworden. Da sind die Decoderausfälle doch eher an der Tagesordnung.

    Also muss es doch noch einen Einfluss geben - den wir noch nicht betrachtet haben - der den systematischen Fehler eines Lagerschadens verhindert.

    Meint Michael

    Hallo,

    es ist doch völlig sinnfrei über die angeblichen Möglichkeiten der Stromübertragung durch Kugellager zu diskutieren. Zum einen warnt jeder Lagerhersteller davor und jeder Maschinenbauer achtet darauf dass das nicht passiert. Mit ein bisschen googlen (s. Beitrag 5) finden sich viele wissenschaftl. Beiträge die erklären warum es nicht geht.
    Vielleicht suchen die Befürworter mal nach Untersuchungen die bestätigen dass es doch geht?
    Eine "Mehrheitsentscheidung" dass es doch geht weil einige, eigentlich renommierte "Hersteller" es machen ändert an technischen Tatsachen aber nichts. Die Lager gehen nach einer - sicherlich langen - Laufzeit kaputt, wenn aber so ein sehr schwerer Wagen wie der beschriebene Speisewagen nach so kurzer Zeit die Stromübertragung über 2x4 Lager aufgibt ist da wohl auch die Lagerqualität nicht sehr hoch.
    Mir ist bei meinen Loks, die häufig fahren, aufgefallen dass sie nach längerer Standzeit nicht mehr reagieren und angeschoben werden müssen.

    Grüße aus Lichtenstein (Württemberg)
    Michael

    Hallo Michael und Oliver,

    im Prinzip weiß ich aus dem Maschienenbau auch, dass Stöme durch Kugelleger gar nicht gehen. Man betreibt dort viel Aufwand, um diese zu verhindern, zum Beispiel bei umrichtergespeisten Motoren.

    Aber ich glaube die an anderer Stelle von Oliver geäußerte Aussage, dass KM-1 die Stromabnahme über die Lager ausgiebig getestet hat und keine Probleme feststellen konnte. Ebenso glaube ich auch die Aussagen von verschiedenen Modellbahnern, die Probleme feststellen konnten.

    Aus dem Maschinenbau weiß ich auch, dass sich dort Lagerringe und Wälzkörper eigentlich nicht berühren sollten. Da ist immer ein Schmierfilm dazwischen, andernfalls gibt es Verschleiß. Und der Schmierfilm verhindert dann natürlich einen Stromfluss und es gibt Funken, wenn die Spannung groß genug ist. Diese führen dann zu einem Materialab- und -aufrag und damit zu rauhen Oberflächen und noch mehr Verschleiß.

    Bei der Modellbahn sind die Verhältnisse natürlich etwas anders. Die Lasten sind sehr gering und eine definierte Schmierung der Lager scheint konstruktiv nicht vorgesehen zu sein (z.B. abgedichtete und mit Fett gefüllte Lager).

    Die obige Makro-Aufnahmen der (neuen) Lagerringe zeigen eine für mich unerwartet große Rauheit der Oberflächen. Es scheint die Ringe sind gedreht und nicht geschliffen. Die Oberfläche der neuen Kugel ist dagegen sehr glatt.

    Woher kommen nun die Probleme und warum treten sie manchmal nicht auf? Mir kommen da ein paar Thesen:

    1. Geschmierte / ungeschmiert Lager: Sind die Lager ungeschmiert, gibt es einen guten Kontakt, sind die es nicht, dann funkts.

    2. Herstellungstoleranzen / Chargen der Lager: Vielleicht gibt es Lagerringe mit besseren Oberflächen und solche wie oben abgebildet, wo der Kontakt nur an kleinen Punkten gegeben ist. Auch könnte sich unterscheiden, in welchem Maße die Lager bei der Auslieferung geschmiert sind. Es muss ja kein definiertes Schmiermittel sein, es könnten auch Resete von Schmiermitteln aus dem Herstellungsprozess sein.

    3. Herstellungsprozess der Modelle und eventuell Unterschiede zwischen Prototypen und Serie: Werden die Modelle im Herstellungsprozess gereinigt, mit den Lagern? Das könnte Reste von Schmiermittel in den Lagern entfernen. Werden die noch nicht angetriebenen Modelle eventuell viel hin und Her geschoben? Und die Prototypen vielleicht mehr als in der Serie? Das könnte die Riefen in den Lagerringen platt walzen, so wie bei den Radreifen frisch abgedrehter 1:1 Schienenfahrzeuge.

    Unter Berücksichtigung dieser Thesen kann ich Olivers Bitte schon nachvollziehen, die abgebildeten Kugeln zu reinigen und nochmals zu Fotografieren. Dann kann man erkennen ob das braune Zeugs Rost oder verbranntes Schmiermittel ist.

    Viele Grüße


    Dietmar

    Edited 2 times, last by Dietmar_42: Schreibfehler korrigiert und bei Punkt 3 bezüglich der Prototypen klarer formuliert. (September 15, 2024 at 3:19 PM).

    Hallo Dietmar 42 !

    Ich wollte mich eigentlich zum Thema Strom/Kugellager nicht mehr äußern, aber du hast es richtig beschrieben. Man darf nicht unser Spielzeug mit Großanlagen gleichsetzen. Daß die Jungs bei Kraftwerken im Gigawattbereich oder die Bahn im Megawattbereich höllisch aufpassen, daß keine Leistung über die Lager verloren geht ist verständlich. Die Spielzeugeisenbahn hat aber doch andere Parameter.

    Meint Bernhard

    Quote from Michael Staiger

    Vielleicht suchen die Befürworter mal nach Untersuchungen die bestätigen dass es doch geht?

    Hallo Michael,

    Die besten Untersuchungsergebnisse liefert doch immer die Praxis. Und da sollten doch mal Spur1-spezifische Schadensteile hinsichtlich Schadensbild und Häufigkeit analysiert werden.
    An Schadlagern in größerer Anzahl mangelt es aber anscheinend, sodass doch die Frage nach der Relevanz erlaubt sein sollte?


    BesteSpur1Grüße

    Michael

    Quote from troostmi

    ...
    An Schadlagern in größerer Anzahl mangelt es aber anscheinend, sodass doch die Frage nach der Relevanz erlaubt sein sollte?

    BesteSpur1Grüße
    Michael

    Hallo Michael,

    hab jetzt doch ein "echtes", nur wenig benutztes und belastetes Wagenachslager in der Vergrößerung gezeigt???
    Ein Lageraustausch ist bei Außenlagern durchaus machbar, spannend wird es aber bei den zwischen den Rädern sitzenden (Dampf-) Lok-Radsätzen, bei denen erst die Räder abgezogen und vor allem auch wieder mit passendem Kurbelversatz aufgezogen werden müssen. Das macht man nicht mal so eben um zu schauen wie verbrannt die Lager aussehen.
    Hatte an Maschinen schon häufig laut gewordene Lager erneuert. Die Kugeln hatten eher die Form von Kieselsteinen aber die Anlagen liefen problemlos, war nur sehr laut. Die nur 5/10mm "großen" Kugeln werden wohl auch im schlechtesten Zustand nicht hörbar werden, selbst ohne sie wird eine Lok noch fahren - und nicht nur Du wirst sagen "geht doch!".
    Wenn es mir mal "reinläuft" werd ich schauen ob ich an einer Lok mit Außenlagerung die Lager wechsle?

    @ Bernhard:
    Die Leistungsdimensionen "unseres Spielzeugs" sind dem Maßstab entsprechend durchaus beträchtlich, die Loks (und Metallwagen) sind umgerechnet deutlich schwerer (5kg in 1:1 = 163t!) was dann für die Motorleistung, Sound und Rauch über die nur schlecht (und zunehmend schlechter) leitenden Kugellager immer schwieriger wird.

    Grüße aus Lichtenstein (Württemberg)
    Michael

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