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Project Title: Powertrain-Troubleshooting Hobby Lathe – Part 9 (Driven Mechanics)
Project Start: 18.06.2024
Project End: open!
Vorwort
Part 5 des Projektberichtes ist die Fortsetzung von Part 4 und befasst sich mit der Drehachsenausrichtung an der axialen Anlagefläche der arbeitsseitigen Spindelstock-Lagerpassung, der Messung der arbeitsseitigen Lagerpassung sowie der Bauteile-Inspektion des Arbeitslagers (FAG 32009-XA). Der Bericht wurde aus der Hobbyisten-Perspektive erstellt und soll eventuell etwas zur Inspiration und Unterhaltung in diesem Umfeld beitragen. Sollten ähnliche Problemstellungen in Ihrer Hobby-Werkstatt auftreten, ist es in allen Fällen ratsam, Kontakt mit dem Hersteller aufzunehmen, um sich entsprechend beraten zu lassen!
Demontage arbeitsseitiger Lageraußenring
Um den gleichen Fehler (Kraftübertragung auf Drehbankbett) wie beim Spindelausbau nicht zu wiederholen, wurde anstelle der (Gleit/Schon)Hammermethode auf die sinnvollere Methode mit einem Innenauszieher gesetzt. Zum Einsatz kam die KUKKO-Gegenstütze 22-2 aus dem “KUKKO Kugellager Ab- und Ausziehsatz 25-A” und ein dazugekaufter 2-schaliger Innenauszieher mit 70 mm Spannweite. Zwischen Gegenstütze und Lagerbohrungsstirnfläche (Flansch) wurden 2 Alublöcke unterfüttert. Beim Innenausziehen des Lageraußenrings musste deutlich mehr Kraft aufgewendet werden als bei der Demontage des auf der Hauptspindel verbliebenen Kegelrollenlagers.
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Nachdem sich der Lageraußenring gelöst hatte, wurden die Alublöcke entfernt und die Gegenstütze wurde auf der Lagerbohrungsstirnfläche aufgesetzt. Nun konnte der Lageraußenring vollständig aus der Lagerpassung ausgezogen werden.
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Nach kurzer Inspektion der Lagerpassung sind mir einige grünliche Fügeklebstoffteilchen (Loctite 648 ?) aufgefallen. Die Anwendung von Fügeklebstoff könnte den hohen Kraftaufwand beim Lösen des Lageraußenringes erklären. Daraufhin wurde der arbeitsseitige Lageraußenring etwas näher unter die “Lupe” genommen.
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Bauteile-Inspektion arbeitsseitiges Lager
Da die Montage der Lageraußenringe einen entscheidenden Einfluss auf die “natürliche” Drehachsenausrichtung beider Lagerseiten hat, ist eine Begutachtung der Lageraußenringe, insbesondere was die Auswirkung des verwendeten Fügeklebstoffes betrifft, sinnvoll. Da die Kegelrollenlager-Außenringe einer O-Werkzeugspindellagerung i. d. R. in Presspassungen des Gehäuses (Spindelstock) montiert werden, kann hier m.E.n. auf den “Einsatz” eines Fügeklebstoffes verzichtet werden.
Sollte beim Anfertigen der Lagerpassung ein unzureichendes Übermaß im Spindelstock entstanden sein, kann sich beim Lagerbetrieb ein relativer Schlupf zwischen zwischen den Passflächen einstellen, der zu einem Spiel zwischen den Passungsoberflächen führt (kriechender Lagerring). Wird jedoch das Mindestübermaß beim Anfertigen der Lagerpassung unterschritten, so entsteht eine Passung ohne Kraftschluss (Wurfpassung/lose Passung).
Um eine Passung mit unzureichendem bzw. unterschrittenem Mindestübermaß doch noch ihrer “ursprünglichen Bestimmung” übergeben zu können, bietet sich in beiden Fällen der “Einsatz” eines Fügeklebstoffes an, mit welchem der Laufbahnring mit der Passung des Spindelstocks verklebt werden kann, sodass die Passung wieder kraftschlüssig wird.
Ist das Mindestübermaß sehr stark unterschritten (zu große Spaltbreite) oder steht die axiale Anlagefläche des Lagersitzes nicht rechtwinklig zur geplanten Drehachse oder ist radiale Anlagefläche “konisch/oval/etc.”, sollte die Passung korrigiert und auf die Verwendung eines Fügeklebstoffes verzichtet werden.
Eine Problemlösung mithilfe eines Fügeklebstoffes ist dann akzeptabel, wenn die geklebte Verbindung keine Winkelfehler verursacht und ausreichend kraftschlüssig und tragfähig ist.
… mehr zum arbeitsseitigen Lageraußenring >>>
Axiale Anlagefläche des arbeitsseitigen Lageraußenrings
Der aufgetragene Fügeklebstoff ist hauptsächlich im Bereich zwischen den Messpunkten 4 und 10 der Außenringstirnfläche zu lokalisieren. In dem restlichen Bereich (Mp10 bis Mp4) ist lediglich ein dünner, grünlich schimmernder Klebefilm mit zu vernachlässigender Klebefilmdicke zu sichten. Um eventuelle Zusammenhänge zwischen der Fügeklebstoffdicke und der Messreihe-mA aufzuzeigen, wurden die Messwerte der Messpunkte 1-12 und die gemessene Klebefilmdicke in die folgende Abbildung eingetragen.
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Klebefilm und Messung der Klebefilmdicke
Außenringmantel des arbeitsseitigen Lageraußenrings
Der Klebstofffilm auf dem Außenringmantel hat sich hauptsächlich im Bereich zwischen den Messpunkten 4 und 12 abgelagert/verteilt. Die Klebefilmdicke auf dem Außenringmantel wurde nicht gemessen. Die Mantelfläche im Bereich des äußeren Ringrandes weist keine Kleberrückstände auf.
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Klebefilmverteilung (Messreihe-mA) und Klebefilmverteilung (Rotation)
Abrollspur des arbeitsseitigen Lageraußenrings
Wie bereits in Part 2 unter “… mehr zu den Messergebnissen >>>” diskutiert, weist die Abrollspur auf eine Außenringverkippung der Arbeitsseite hin. Die fehlenden Fügeklebstoffspuren in äußeren Randbereich der Außenringmantelfläche sowie der suboptimale Linienkontakt der Kegelrollen weisen zusätzlich auf eine eventuell vorhandene ungleichmäßige radiale Lastabstützung des arbeitsseitigen Lagerrings hin. Ich gehe davon aus, dass nach der Messung der Lagerpassung eine konkretere Aussage zur Ursache möglich ist.
Messung der laufbahnseitigen Linienkontakt-Berührungslinien (Mp1 bis Mp12)
Um auszuschließen das die mattierte Laufbahnoberfläche Auswirkungen auf die Veringerung des Lagerbetriebsspiel hat, wurde die Geradheit der Laufbahn (Wälzkörper-Kontaktlinie) an 12 Punkten überprüft. Mittels einer zweiten Messplatte konnte sichergestellt werden, das der Fühlhebel der Messuhr exakt im 90°-Winkel zur Radialebene geführt werden konnte. Die Überprüfung der Rollbahn ist erfolgreich verlaufen. Es konnten keine Laufbahnveränderungen festgestellt werden, die eventuell zu einer Verringerung des Lagerbetriebsspiels hätten beitragen können.
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… mehr zum arbeitsseitigen Lagerinnenring/Rollen/Rollenkäfig >>>
Lagerinnenring, Rollen und Rollenkäfig
Zur Vervollständigung der Lagerinformationen wurde der Stahlblechkäfig (beschichtet???) des demontierten Arbeitslagers aufgetrennt, um Innenringrollbahn, Führungsbord, Kegelrollen(24) und Rollenkäfig einer genaueren optischen Inaugenscheinnahme zu unterziehen.
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Auf allen Rollenstirnseiten befinden sich bogenförmige Abschürfungen.
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Auf den Kontaktflächen einiger Rollen sind Kratzer in Drehrichtung zu sehen.
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Das Führungsbord weist diverse Schürfmarken auf, u.a. auch bogenförmige Abschürfungen.
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Die Breite des Führungsbordes (5 Messpunkte/3 Messreihen) weist nicht auf einen ungleichmäßigen Verschleiß hin. Die ermittelte durchschnittliche Bordbreite liegt bei 3,959 mm bei einer Durchschnittsschwankung von 0,004 mm. Seitens des Herstellers konnten keine Angaben zur Bordbreite gefunden werden.
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Die heterogene Laufspur/Abrollspur auf der Laufbahn des Innenrings ist in einen “mattierten” und einen ca. 4 mm breiten “blanken” Bereich in Nähe des Führungsbords unterteilt. Im Normalzustand sollte die Lagerbelastung eine homogenere Abrollspur auf dem Innenring hinterlassen, deren Breite ca. der Länge der Kegelrolle bzw. der Linienkontaktlänge entspricht.
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Abrollspur Innennring
Die Mantelkontaktflächen der Wälzkörper zeigen keine auffälligen Verschleißspuren.
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Bei der Inspektion des Fensterkäfigs konnten keinerlei “Gebrauchsspuren” festgestellt werden.
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Interessant und etwas rätselhaft wirkt auf mich die Oberflächenstruktur des Stahlblechkäfigs!
Messung der arbeitsseitigen Lagerpassung
Messung der Drehachsenausrichtung Arbeitsseite (Messreihe-oA)
Fazit Part 5:
