Getriebeöl Additiv MoS2

[JIMCAT]

Problem auch bei Getrieben mit dem Sicherungsring vor dem Lager der Abtriebswelle gibt es meist dann wenn das Axialspiel der Welle zu groß ist. Dadurch werden Stöße, und hier vor allem bei schlechter Schmierung der Verzahnung vom Längenausgleich der Kardanwelle stärker auf Abtriebswelle und Lager übertragen.

Durch den vorderen Sicherungsring und den hinten verschraubten Kardanflansch sind die Lagerinnenringe auf der Abtriebswelle weitgehend fixiert und die axialen Kräfte werden bei korrektem Axialspiel der Welle gleichmäßig und sanfter auf beide Lager verteilt. Voraussetzung dafür wie schon erwähnt ist die Schmierung der Verzahnung an der Kardanwelle.

*Der Sicherungsring verhindert auch das Wandern des inneren Lagerrings auf der Welle das vom schrägen Zahnrad das hier anliegt und eine axiale Kraft überträgt was sonst das Lager zu sehr belasten würde.

Vielleich kann das ein Fachmann besser beschreiben und ich liege hier möglicherweise falsch.

[Franky88]

Hallo Marcus,

wenn in Deinem Getriebe z.B. ein Zylinderrollenlager wie das NU305E verbaut ist, also ein Lager ohne Borde am Innenring, kann ja der axiale Schub nur vom hinteren Lager an der Abtriebswelle aufgenommen werden.

Da dieses Lager ja schwächer ausgelegt ist als das vordere und es trotzdem auf Dauer der Belastung standhält, kann die axiale Belastung durch die Schrägverzahnung nicht der einzige Grund für die gehäuften Ausfälle des großen Lagers sein.

Die Ursache würde ich dann eher in einer Ausdistanzierung vermuten, die nicht zur thermisch bedingten Ausdehnung der Wellen und des Gehäuses passt, womit dann Druck auf die Lager ausgeübt wird.

Noch eine Frage an die Fachleute: kann es passieren, dass eines der Rillenkugellager sich bei heißem Getriebe im Lagersitz im Gehäuse in axialer Richtung verschiebt ohne gleichzeitig im Lagersitz zu rotieren?

Gruß, Wolfram

Hi Wolfram,

zu deiner letzten Frage: Ja, das Lager kann im Gehäuse schieben, ohne dass sich der Lageraussenring dreht.

Klugscheißermode an:
Das muss sogar so sein; man nennt diese Lager „Loslager“. Bei so einem Getriebelager sind das die drei Verzahnungskräfte: die Zahnradialkraft zeigt immer nach innen, während Zahntangentialkraft und Zahnaxialkraft von der Belastungsrichtung(Motor treibt oder wird getrieben) anhängig sind. Sie stehen aber sozusagen fest im Raum.

Der Innenring des Kugellagers wandert unter der Last durch, man nennt das Umfangslast, daher wird er durch leichten Presssitz festgehalten. Sonst würde er mitdrehen und den Lagersitz zerstören.

Kleiner Insidereinschub: Ungewollt mitdrehende Lagerringe sorgen z.B. bei Großgetrieben (Windkraftgetriebe, Schiffsgetriebe, Turbogetriebe etc.) für viel Ärger in der Industrie: Die Lagerringe machen durch Verformungen eine Art Raupenbewegung, dadurch entstehen sehr große zerstörerische Kräfte. An den Untersuchungen waren/sind die TU Chemnitz, die TU Kaiserslautern und mein früheres Institut beteiligt (wir haben ein Berechnungsverfahren für diese Wanderbewegung entwickelt, sehr aufwendige Sache).

Weiter zum Thema 2-V: Das Aussenring sieht immer im Raum feststehende Kräfte, die ihn immer an dieselbe Stelle des Gehäuses andrücken. Nennt man Punktlast. Daher reicht bei ihm eine Schiebepassung, und damit kann er Wärmedehnungen durch Verschieben im Lagersitz aufnehmen.

Das ist der Klassiker: Eine Fest-Loslagerung. Ein Lager, das Festlager, wird seitlich durch Seegerringe, Wellenabsätze etc. sowohl auf der Welle als auch im Gehäuse festgehalten. Das Loslager läßt den Ring, der Punktlast hat, frei axial schieben. Meistens ist das der Außenring, aber z.B. bei Radlagern ist es der Innenring.

Nun hat man bei den BMW-Getrieben - und bei vielen Autogetrieben - aus Kostengründen eine Billigvariante vorliegen: Die sog. schwimmende Lagerung. Da ist je nach Dreh- bzw. Belastungsrichtung entweder das linke Lager das Festlager oder das rechte. Das heißt: Wenn der Motor treibt, liegt das eine Lager an der Gehäuseschulter an und nimmt die Axialkräfte auf und bei Belastungsumkehr - Motor wird getrieben - macht es das andere Lager.

Viele Grüße
Frank

[Wolfram2]

Hi Wolfram,

zu deiner letzten Frage: Ja, das Lager kann im Gehäuse schieben, ohne dass sich der Lageraussenring dreht.

Klugscheißermode an:
Das muss sogar so sein; man nennt diese Lager „Loslager“. Bei so einem Getriebelager sind das die drei Verzahnungskräfte: die Zahnradialkraft zeigt immer nach innen, während Zahntangentialkraft und Zahnaxialkraft von der Belastungsrichtung(Motor treibt oder wird getrieben) anhängig sind. Sie stehen aber sozusagen fest im Raum.

Der Innenring des Kugellagers wandert unter der Last durch, man nennt das Umfangslast, daher wird er durch leichten Presssitz festgehalten. Sonst würde er mitdrehen und den Lagersitz zerstören.

Kleiner Insidereinschub: Ungewollt mitdrehende Lagerringe sorgen z.B. bei Großgetrieben (Windkraftgetriebe, Schiffsgetriebe, Turbogetriebe etc.) für viel Ärger in der Industrie: Die Lagerringe machen durch Verformungen eine Art Raupenbewegung, dadurch entstehen sehr große zerstörerische Kräfte. An den Untersuchungen waren/sind die TU Chemnitz, die TU Kaiserslautern und mein früheres Institut beteiligt (wir haben ein Berechnungsverfahren für diese Wanderbewegung entwickelt, sehr aufwendige Sache).

Weiter zum Thema 2-V: Das Aussenring sieht immer im Raum feststehende Kräfte, die ihn immer an dieselbe Stelle des Gehäuses andrücken. Nennt man Punktlast. Daher reicht bei ihm eine Schiebepassung, und damit kann er Wärmedehnungen durch Verschieben im Lagersitz aufnehmen.

Das ist der Klassiker: Eine Fest-Loslagerung. Ein Lager, das Festlager, wird seitlich durch Seegerringe, Wellenabsätze etc. sowohl auf der Welle als auch im Gehäuse festgehalten. Das Loslager läßt den Ring, der Punktlast hat, frei axial schieben. Meistens ist das der Außenring, aber z.B. bei Radlagern ist es der Innenring.

Nun hat man bei den BMW-Getrieben - und bei vielen Autogetrieben - aus Kostengründen eine Billigvariante vorliegen: Die sog. schwimmende Lagerung. Da ist je nach Dreh- bzw. Belastungsrichtung entweder das linke Lager das Festlager oder das rechte. Das heißt: Wenn der Motor treibt, liegt das eine Lager an der Gehäuseschulter an und nimmt die Axialkräfte auf und bei Belastungsumkehr - Motor wird getrieben - macht es das andere Lager.

Viele Grüße
Frank

Hallo Frank,

Du hast vergessen, den Klugscheißermodus auszuschalten!

Nein, Spaß beiseite. Dein Beitrag ist für mich keine Klugscheißerei. Vielen Dank dafür.

Mir sind die Begriffe Los- und Festlager, Punkt- und Umfangslast bekannt, ich kann sie allerdings nicht so schnell zuordnen wie Du. Insofern hilft mir so ein Anstoß wie Dein Beitrag sehr.

Warum versagt jetzt das vordere Lager (6403) auf der Abtriebswelle eher als das hintere (6303), obwohl es ja ca. 50 % größere Traglastzahlen aufweist?

Die positive (soll in Fahrtrichtung wirken) axiale Schubkraft beim Beschleunigen und bei Volllastfahrten ist sicherlich höher als die negative beim Schiebebetrieb (Motorbremse). Der postive Schub wird vom vorderen Lager aufgenommen, die axiale Last im Schiebebetrieb muss vom hinteren Lager aufgefangen werden.

So müsste es sein, wenn ich Deine Erklärung richtig verstanden habe.
Reicht dieser Unterschied zwischen positiver und negativer Axialkraft aus, den vorzeitigen Ausfall des vorderen Lagers zu begründen?

Die zusätzliche Belastung durch eine nicht ausreichend geschmierte Schiebehülse bei der Paraleverschwinge müsste sich ja in beiden Richtungen gleich stark negativ auswirken.

Ich weiß es nicht.

Was mich ja noch mehr verwundert ist, dass bei Ersatz des vorderen Lagers durch ein Zylinderrollenlager ohne Borde am Innenring kein Schaden mehr auftreten soll, obwohl ja dann die axiale Last vollständig vom hinteren Lager aufgenommen werden muss. Und das ist auch noch schwächer dimensioniert.
Wäre ja dann auch die klassische Fest-Los-Lagerung.
Wenn das durch eine ausreichende Laufleistung bei mehreren Fällen belegt wäre, könnte man ja vermuten, dass das 6403-Lager durch radiale Belastung zerstört wird. Denn für diese Belastungsart ist ja das Zylinderrollenlager besser geeignet.
Ein passendes Zylinderrollenlager mit 62 mm Außendurchmesser hat fast die doppelte dynamische Traglastzahl.

Frank, Du kannst ja gerne noch einmal den Klugscheißermodus einschalten.
Da verlässt mich jetzt mein Vorstellungsvermögen. Habe keine Ahnung, wie z.B. die Wirkung der einlaufenden Zähne der Zahnräder auf die Belastung der Welle und damit der Lager ist.

Gruß, Wolfram

[Euklid55]

Hallo,

die Horizontalkraft ist nicht zu vernachlässigen. Bei 18° Winkel der Zahnräder beträgt dieser rund 30% der vertikalen Belastung.

Gruß
Walter

[Wolfram2]

... die Horizontalkraft ist nicht zu vernachlässigen. Bei 18° Winkel der Zahnräder beträgt dieser rund 30% der vertikalen Belastung ...

Hallo Walter,

nur zur Klarstellung: meinst Du mit Horizontalkraft die axiale Belastung und dann mit vertikal eben radial?

Gruß, Wolfram

[kosi]

Wolfram, nur kann das hintere Lager die axialen Kräfte nach vorne nicht aufnehmen. Der Außenring hat im Deckel keinen richtigen Presssitz, wie ihr ja oben schon erläutert habt......

[MM]

Hallo Walter,

nur zur Klarstellung: meinst Du mit Horizontalkraft die axiale Belastung und dann mit vertikal eben radial?

Gruß, Wolfram

Walter kommt vom Bauwesen.
Die denken eben in anderen Dimensionen (und haben grobere Toleranzen ).

[Caferacer]

Walter kommt vom Bauwesen.
Die denken eben in anderen Dimensionen (und haben grobere Toleranzen ).

[Wolfram2]

Wolfram, nur kann das hintere Lager die axialen Kräfte nach vorne nicht aufnehmen. Der Außenring hat im Deckel keinen richtigen Presssitz, wie ihr ja oben schon erläutert habt......

Oh, Oh,

also nicht klassische Fest-Los-Lagerung, sondern klassischer Denkfehler.

Da habe ich mich wohl in der Begeisterung für das Thema in eine Sackgasse hineinmanövriert.

Danke für den Hinweis!

Dann müsste das Zylinderrollenlager aber z.B. zwei Borde am Außenring und zumindest einen am Innenring haben, wie z.B. hier.

Das Thema ist nicht trivial.

Womit ich auch nicht klar komme ist, warum sich bei dem permanenten Wechsel zwischen Last und Schiebebetrieb nicht ein Lagersitz im Gehäuse oder im Deckel des Getriebes aufarbeitet. Oder erfolgt nach Erreichen der Betriebstemperatur nur noch ein Schieben der Welle innerhalb des Betriebsspiels der beiden C3-Lager?

Ich hätte da auch noch weitere offene Fragen. Aber jetzt gehe ich erst mal an mein Motorrad in die Garage.

Gruß und einen guten Rutsch, Wolfram

[Franky88]

Hi Wolfram,

diese Zylinderrollenlager, die Außen- und Innenborden haben, sind nicht für große Axialkräfte gedacht. Wie Walter richtig schrieb, kommen die nicht unerheblichen Axialkräfte aus der Schrägverzahnung. Die hätte man sich eh‘ schenken können bei diesem Motorradgetriebe. Okay, moderne Motorradgetriebe (BMW 1200 GS, Yamaha FJR 1300, Baujahr ab 2018 und weitere) - und Autogetriebe sowieso - haben Schrägverzahnungen, weil die viel leiser laufen und etwas höhere Kräfte als Geradverzahnungen vertragen. Aber bei der Lagerung muss man viel mehr Kompromisse machen.

Das Thema ist tatsächlich sehr komplex.

Auf die Gefahr hin, mich unbeliebt zu machen: Meiner Meinung nach ist eine BMW ein Gesamtkunstwerk (sonst hätte ich nicht inzwischen die 9. BMW), aber das Getriebe ist eine schlechte Konstruktion: Sie geht zurück auf die Vorkriegsgetriebe R5 etc., über die Hirafe- und Schwingen-BMW-Getriebe.

Die Krux ist das vertikal geteilte Gehäuse, das keine saubere Lagerung konstruktiv erlaubt. Die jeweils drei Lager vorn und hinten sind viel zu dicht beieinander, und daher kommt es zu diesem unguten Mix aus speziellem Zylinderrollenlager, normalen Kugellagern und dem fragwürdigen 6403 Kugellager. Die Kennung 64xx steht für „sehr schwere Baureihe“, die man in der Antriebstechnik sehr ungern verwendet.

Warum überhaupt so ein blödes vertikal geteiltes Gehäuse (die Teilungsebene steht senkrecht auf den Wellen)? Weil es in der Fertigung etwas billiger ist als ein horizontal geteiltes Gehäuse - so wie das die Japaner seit Jahrzehnten machen: Bei einer Honda CB 750 Four ( oder einer CB 250/350/450 und vielen anderen oder einer Kawasaki Z1/Z900) legst du die untere Motorhälfte auf die Werkbank und wirfst die Getriebewellen aus 3 m Entfernung rein - keine Ausgleichsscheiben und schon gar kein dusseliges „Ausdistanzieren“. Außerdem nehmen die Japaner als Lager fast immer Rollenlager oder Nadellager - und die gehen nie kaputt. Außerdem sind Lager und Zahnräder selbst bei einer Honda CB 250, die praktisch null Drehmoment und ihre 30 PS bei 10.500 U/min hat, riesig im Vergleich zu einem BMW-Getriebe. Ich hatte alle schon mehrfach offen - CB 250/350, CB 450, CB 750, Kawa Z900 - und mindestens ein halbes Dutzend mal BMW-2V-Getriebe und kann es beurteilen. Man hat bei einem horizontal geteilten Gehäuse viel mehr Platz für gescheite Lager, man kann eine ingenieurmäßig saubere Lagerung machen - und demontieren oder montieren kann es jeder Depp, so einfach geht das! Ach, und Wärme und Spezialabzieher und 200 Nm braucht man auch nicht.

Haben es die Japaner erfunden? Nein. Schon die allererste BMW, die R32, hatte ein horizontal geteiltes Getriebegehäuse - und auch ein horizontal geteiltes Motorgehäuse! Hätte man es mal besser beibehalten….

Guten Rutsch an alle Foristi!

Frank