warum geht eigentlich bei Naben-Konuslagern immer der Konus zuerst kaputt, während die Laufbahnen im Nabenkörper meist ein gesegnetes Alter erreichen?

Hängt das mit den unterschiedlich langen Kugellaufbahnen zusammen oder mit dem unterschielich harten Material ? Gerade letzteres dachte ich aber, wäre beim Konus härter, oder ?
Markus

Ich würde schon sagen, dass es an der Länge der Lauffläche liegt. Dass die Berührungsflächen auf dem Konus auch noch kleiner sind und damit höhere Flächenpressungen auftreten, dürfte das noch verstärken. Ein Außenring ist mir jedenfalls erst einmal gebrochen, das war aber in einer Pedale.

Falk, SchwLAbt

Hallo Falk,
wieso meinst Du denn das? Theoretisch berührt die Kugel ja immer nur einen Punkt, praktisch ist das natürlich durch elastische Verformung unter Druck natürlich mehr, aber wieso ist die Fläche beim Konus größer. Der Druck pro Kugel müßte doch auf beiden Berührungspunkten der gleiche sein, nur das die einzelnen Kugelkontaktflächen beim Konus näher beieinanderliegen als aussen?
Oder? Überseh ich was?
Frohes Fest
Wolf

Nee, das siehst du völlig richtig. Zwischen Kugel und Lauffläche besteht ein sogenannter Punktkontakt. Auf diesern Punkt bzw. um diesen Punkt wirkt die Hertzsche Flächenpressung, da man den Punkt je nach Last auch als sehr kleine Fläche betrachten kann. Dieser Effekt ist auch bis zum Abwinken in diverser (Wälzlager)Fachliteratur beschrieben.

Brit

Ja aber .....................
Du hast recht, die "plattgedrückte" Fläche auf beiden Seiten der Kugel ist identisch. Was aber passiert auf der Gegenseite? Da ist die Fläche ebenfalls identisch zu der plattgedrückten Fläche auf der Kugel. Wie wird diese erreicht? Bei der konkaven Laufbahn muß weniger Material "verschoben" werden, als auf der konvexen Fläche. Sprich das Material wird quasi stärker durchgeknetet.

Hallo,
stimme Flo zu, denn die Ursache ist sicher die, dass die Berührung von Kugel zu Konus als konvex/konvex und die Berührung von Kugel zu Nabe als konvex/konkav beschrieben werden kann. Hier steht dann eine größere Kontaktfläche (theoretisch bis 1:1) zur Verfügung, diese bringt bei gleicher Last eine höhere Lebensdauer!

Ein Frohes Fest
wünscht Euch Jochen

Das Stichwort Material ist sicher auch noch interessant. Ich bin überzeugt, der Konus ist zumindest an der Oberfläche härter / spröder.

Danke, genauso hatte ich das versucht zu formulieren und habe es nicht hinbekommen.

Falk, SchwLAbt

Hi Florian,

erst mal wünsche ich dir ein Frohes Fest.

Das mit den Konen sehe ich nicht so. Die Konen haben, vorausgesetzt man kauft die zum Kugeldurchmesser passenden, auch eine konkave Fläche. Zumindest ist das bei meinen Vorderradkonen so (momentan Shimano XT) und bei alles anderen Naben, die ich bisher geöffnet habe. (Deshalb soll man diese Teile auch nicht durcheinanderwürfeln und Konen nur paarweise tauschen.)
Durch die umlaufende Flächenpressung kommt es zur Materialermüdung, dann zu Ausbrüchen (Pittings). Der Unterschied zwischen den überrollten "Flächen" ist eher extrem gering.
Das Bauteil mit der höchsten Oberflächenhärte ist die Kugel, gefolgt von der Lagerschale und am Schluss sollte der Konus stehen, da dieser leichter als die eingepresste Lagerschale zu wechseln ist.
Darum gehen auch die Konen kaputt - es ist so gewollt, bzw. historisch gewachsen.

Was mich an der Sache wirklich immer wieder aufregt, ist die Tatsache, dass es heutzutage so schwierig ist, die Konen nachzukaufen, aber das hatten wir schon mal.

Guten Rutsch ins Neue Jahr

Brit

Hey Brit,

Nicht ganz richtig, die Konen sind nur konkav in einer Raumebene betrachtet. Sie sind in etwa Sattelförmig, während die Lagerschalen praktisch eine Mulde bilden.

Wären die Konen von ihrer Biegung ideal an die Kugeln angepasst, würde es zu einer Linienförmigen Last kommen, während es auf Lagerschalenseite vereinfacht gesagt im Idealfall eine flächige Kraftübertragung gäbe.
(bitte jetzt nicht darüber diskutieren und Worte wie Formschluss dabei verwenden )

Ich denke aber der Effekt ist zweitrangig gegenüber der unterschiedlichen Oberflächenhärte. Die beim Konus ist (nach Lager"theorie") die Niedrigere. Warum wurde ja schon erklärt. Ob das jetzt bei Herstellern immer so gehandhabt wird, oder was man irgendwo in Asien für MaschBau-Kenntnisse hat weiß ich aber nicht.

Kettenbruch und Achsriss, Ingmar

Antworte mir mal selbst, denn:

Das stimmt so nicht wie ich geschrieben habe, hatte wohl ein falsches Bild im Kopf!

Sorry, Jochen

noch ein schönes Fest

Brit

Meiner Meinung nach liegt das schlicht und einfach daran, dass die Konen, die ja im Betrieb still stehen, eine Punktlast aufnehmen, während bei der Laufbahn im Nabenkörper eine umlaufende Belastung vorliegt.
Bei Punktlast wird das Material mehr beansprucht und ermüdet schneller.

Helmut

Ich glaube dieser Effekt verstärkt sich bei Nabendynamos, da diese, im Gegensatz zu anderen Naben, wegen der Anschlüsse immer in der selben Position montiert werden . Mein Shimano-Dynamo ..DH 70 hat nach geringer Laufleistung bereits einen Konusschaden.

Toni

Interessanter Aspekt.

Das erschreckt mich jetzt allerdings. Man liest doch sonst immer, bei der 70er Serie wären die Konen haltbarer.

Helmut

Hallo Toni,

Wenn nach geringer Laufleistung (Was ist bei Dir gering?)schon ein Schaden auftritt, hat das andere Gründe. Z.B. zu stramm eingestelltes Lager oder Eindringen von Schmutz und Wasser. Sehr selten Materialfehler.
Übrigens, wo Du das angesprochen hast: Wer dreht denn die Konen regelmäßig weiter, um die Lebensdauer der Lager zu erhöhen? Ich hab mein Vorderrad seit über 10.000 km nicht mehr ausgebaut.

Gruß

Ingo

Hallo Helmut

Genau das ist der Grund. Darum fände ich es auch widersinnig, den stärker belasteten Konus weicher zu machen als den Lagerring in der Nabe. Es ist doch nicht so, dass durch einen "schnell" verschleißenden Konus die Nabe länger hält, ähnlich der Opferanoden am Schiffsrumpf. Ganz im Gegenteil. Bei Pittingbildung an der Konuslauffläche leiden die Kugeln und diese geschädigten Kugeln greifen dann die Oberflächen der Nabenlauffläche an.

Gruß

Ingo

Hallo Ingo,

die Laufleistung ist vielleicht 3000 km. Es handelt sich um mein Stadtrad mit 2 Laufradsätzen (eins mit Spikes). Wasser und Schmutz scheiden aus, da noch Fett und kein Rost am Konus. Ob das Lager zu stramm eingestellt war, ist bei einem Nabendynamo schwieriger festzustellen. Bei XT-Qualität dürfte der Verschleiß eigentlich nicht sein. Sicher dreht keiner die Konen regelmäßig weiter, doch geschieht das unbeabsichtigt bei jedem Radausbau -ob Platte, neuer Reifen oder evtl. beim Putzen-.

Gruß
Toni