Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

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martin s aus b
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Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von martin s aus b »

Beim Surz mit der B oder besser, von der B, hats unter anderem auch den Lenkanschlag 'verbogen'. Und wie ich zur Reparatur die Gabelbrücke ausgebaut hab musst ich zu meiner großen Überraschung feststellen daß auch das untere Lenkkopflager defekt war und deutlich Riffel hatte.
Sicher nicht als Sturzschaden sondern wahrscheinlich, weil der untere Aufnahmeduchmesser im Lenkkopf wohl schon länger unrund ist und deshalb der äußere Lagerring verformt war und nicht rund sondern nur an zwei gegenüberliegenden Stellen getragen hat.
Das mit der Rundheit ist schwer zu messen weil zum einen die Verformung maßlich auch für die Digitalschieblehre gering ist, man(n) zum Anderen wegen des Lenkanschlags zum Messen nicht wirklich in allen Richtungen beikommt und dann nach drei Messungen auch drei unterschiedliche Ergebnisse hat. Aber die um 180° versetzten Riffelfelder im Lagerring sind eigentlich eindeutig.

Hat auch gehakt, allerdings erst als Vorderrad und Standrohre draussen und nur noch die relativ leichten Gabelbrücken montiert waren und war mir beim Fahren (noch) nicht aufgefallen.

Lagerring2.jpg


Rechts der aktuelle Lagerring, links einer, den ich vor gut 60.000 km mal gewechselt und als Ring für alles mögliche in die Schrottkiste gelegt hab. Der auch nicht rund getragen hat, was mir aber, Asche über mein Haupt, erst jetzt aufgefallen ist.

Was tun? Der neue Kegelrollenlagersatz lag schon da und nach einigen eher schwachsinnigen Ansätzen ist mir die Emil-Schwarz-Lösung mit Einkleben statt Einpressen eines im Durchmesser geringfügig reduzierten Außenrings eingefallen. Ich habs erst mit dem alten Ring probiert, hab den 5/100-weise von 52.0 auf 51.85 runtergenommen bis er sich grad so Einschieben statt Einklopfen ließ, hab dann den neuen aufs gleiche Maß gebracht und mit Loctite 638 eingeklebt.

Bin gespannt ob das funzt, drehen lässt sichs wieder schön!

Hat schon mal jemand die spielfreien Kegelrollenlager von Emil Schwarz verbaut?

Martin

https://www.emilschwarz.de/
https://www.emilschwarz.de/npm/src/cont ... ung.de.pdf

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manne
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von manne »

genau DAS ist der "Trick" den Schwarz anwendet...Untermasslager einkleben um die Unrundheit des Lagersitz auszugleichen..

Manne

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martin s aus b
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von martin s aus b »

manne hat geschrieben:
Fr 24. Jul 2020, 20:55
.. der "Trick" den Schwarz anwendet ...
Hallo Manne,

nicht der ganze, nur der halbe!

Dadurch, daß er den oberen inneren Lagerring 9 nicht mehr, wie serienmäßig vorgesehen, mit einer Spielpassung auf dem Lagerrohr 6 (oder wie das auch immer heißt) der Gabelbrücken führt sondern auf einen zylindrischen Außendurchmesser der von ihm gefertigten Einstellmutter 8 aufpresst zentriert er das Lager spielfrei über das Einstellgewinde und führt die Gabel damit präziser. Sagt er.

Emil Schwarz Lager.JPG
Emil Schwarz Lager.JPG (27.38 KiB) 403 mal betrachtet
Das Thema Einkleben ist mir logisch, ich habs jetzt ja selbst angewandt. Oben hab ich bei meinen Teilen jetzt beim Zusammenbau mal die Durchmesser gemessen und bin auf ein Durchmesserspiel von ca 0,04 mm gekommen. Wenn ich da mit einer Hebelübersetzung von 7 ... 8 rechne komm ich damit am Reifenaufstandspunkt auf ca. 0,3 mm Querspiel. Ich bezweifle mal daß ich das bei einem 40 Jahre alten Motorrad merke aber der Emil, mit dem ich das auch schon mal diskutiert hab, ist da naturgemäß ganz anderer Ansicht. Ok, der lagersatz für unsere Kawa kostet 200 Euro plus 20 für den reduzierten Durchmesser, da würd ich an seiner Stelle auch drauf bestehen daß das sein Geld wert ist.

Deshalb würd michs interessieren ob einer von uns das verbaut hat und da eigene Erfahrungen beisteuern kann.

Gruß

Martin

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Bruder Lustich
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von Bruder Lustich »

Hallo Martin,

dass durch das Einkleben nur noch 0,3mm Querspiel am Reifenaufstandspunkt sind ist schon bemerkenswert.

Aber so zum Vergleich, wie groß ist das Spiel bei der serienmäßigen Kawalösung?

Kannst du hier etwas darüber aussagen?

Viele Grüße

Gerd
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manne
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von manne »

wie viel Spiel hat der Innenring denn auf dem Rohr?

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bikeorslk
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von bikeorslk »

Moin Leute,

mal ehrlich - jetzt wird's aber wirklich akademisch.

Der Kalkulation folge ich - hat was mit Geometrie zu tun, ist nachvollziehbar. Aber:

Wer von seinem Vorderreifen sicher behaupten kann, er habe weniger als 0,3mm Seitenschlag, der rufe JETZT bitte laut PIIIIEEEP und werde dabei nicht rot.

Ich weiß ja nicht, wie ihr so fahrt, aber selbst auf der Rennstrecke haben Reifen Schlupf, hat die Piste Unebenheiten, sind unterschiedliche Lasten auf der Aufstandfläche.

… 0,3mm ! …

Das Einkleben finde ich übrigens befremdlich. Hier wird m.E. der Kleber gehörig zweckentfremdet. Er soll, wenn er denn aushärtet, die Kräfte aufnehmen, die sonst eine Stahl-Stahl-Presspassung übernimmt. Die Füllfähigkeit von flüssigem Locktite ist m.E. sehr begrenzt und darauf sind die Moleküle sicher nicht designed. Die sollen Haftung erzeugen an parallelen Oberflächen. In den Bereichen mit dickerer Kleberschicht können die das nicht. Auch die eigentliche (Klebe-) Funktion leidet also.

Ich glaube auch nicht an die Sache mit der Unrundheit des Lenkkopfes. M.E. ist der steifere Part der Lagerring, und der ist - ich denke unzweifelhaft - rund. Die Pittings kommen - so war es zumindest bei mir - hauptsächlich in Fahrtrichtung vorn und hinten vor und sind das Ergebnis vieler kleiner Stöße, die die Lager erfahren, bevor das Federungssystem aktiv wird und Kraft aufnimmt. Jede Unebenheit führt zu zwei orthogonalen Kräften, die beide in die Gabel geleitet werden : Eine bremsende, in x-Richtung und eine hebende in z-Richtung. Da die bremsende einen winzigen Bruchteil eher kommt, sind die x-Kräfte für die Last im Lager verantwortlich. Zu großes Lagerspiel begünstigt den Effekt natürlich.
LKL.jpg

Bin gespannt auf die entrüsteten Gegenhaltungen.

Bye

Carsten

twinshocker
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von twinshocker »

Naja Martin schreibt ja daß sich der Lageraussenring einschieben statt klopfen lässt insofern ist schon noch ein Formschluß da und das Loctite sollte nicht allzuviele Kräfte übertragen müssen. Ich denke schon daß das geht.
Loctite ( und Konsorten) hält überraschend viel aus wenn der Spalt noch recht klein ist . Ich hab z.B. mal ein Radlager eingeklebt das man in den Lagersitz "werfen" konnte, das hatte nach einiger Zeit immer noch gehalten.
Es ist halt jetzt gewährleistet daß sich der Aussenring nicht mehr verformt was sicher ein Vorteil ist.

Die 0.3mm am Reifenaufstandpunkt sind sicherlich akademisch . Ich behaupte mal das hat man immer wenn die Gabel ausgeferdet ist und dementsprechend wenig überlappt.

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rivera
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von rivera »

Also ich habe mal einen aus dem Nähkästchen. Die Lagerringschale kann man vor dem Einbau zu den tiefgefrorenen Koteletts ins Eisfach legen, und erst direkt vor dem Einbau wieder rausnehmen. Das muss dann aber freilich fix gehen, bevor sich das Metall wieder ausdehnt. Bei mir hats funktioniert und das Lager hält seit 60tsd km. Von der UHU-Geschichte halte ich nix, aber ich bin ja auch kein Fachmann. :headbang:

Beste Grüße
Bernd

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martin s aus b
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von martin s aus b »

Hallo Zusammen,

so wie ich das lese geht das hier bezüglich der Schwarz'schen Lagerlösung ein wenig durcheinnader.

Da gehts jetzt erst mal um die Lösung den unteren Lagerring des Kegelrollenlagers nicht im Rahmen einzupressen sondern soweit abzuschleifen, daß er nur eingesteckt und dann verklebt wird.

Dazu wär zunächst zu sagen daß ich immer der Annahme war so ein Rahmen werde zusammengeschweißt und abschließend würden die Schwingenaufnahme und der Lenkkopf 'zueinander' bearbeitet. Das trifft nicht zu, die bereits fertig bearbeitetenTeile oder Baugruppen werden mittels Lehren ausgerichtet und abschließend verschweisst. Schweissen bedeutet Hitze, Hitze bedeutet Verformung. Obs dabei 'serienmäßig' schon unrunde Lageraufnahmen gibt. ?? Aber bei mir gings ja um eine Reparatur eines Sturzschadens bei dem der direkt mit dem unteren Lenkkopfteil verschweißte Lenkanschlag einen kräftigen Schlag mitbekommen hatte und gut 1,5 mm aus der Mitte hing.

Die untere Lagerstelle sieht ja, mit einem nicht serienmäßigen Kegelrollenlager, ungefähr so aus

lager ohne.JPG
lager ohne.JPG (20.71 KiB) 181 mal betrachtet
Die mit dem relativ dicken roten Rahmenrohr verschweißte Lageraufnahme hat eine Wandstärke von knapp 4 mm, der konische blaue Lagerring des Kegelrollenlagers ist oben 4,5, unten 2 mm stark. Durch das Anschweißen oben ist die Lageraufnahme des Rahmens über die ganze Länge deutlich steifer als der Lagerring und zwingt deshalb diesem bei einem Pressitz ihre (Un-)Rundheit auf. Der Lagerring selbst ist als Einzelteil rund und rduziert beim Einpressen eine Unrundheit der Aufnahme aber durch den wesentlich steiferen Ring des Rahmens schlägt die Unrundheit zum Lager durch, das dann nur noch an zwei um 180° versetzten Stellen trägt und damit lokal deutlich erhöhte Pressungen jenseits seiner Belastungsgrenze erfährt.

Und, ja, Carsten, du hast recht, die höchsten Pressungen treten sicher beim Bremsen bzw. Ausfedern ca. in Längsrichtung auf. Das sollte die lagerung aber abkönnen, dafür ist sie ja schließlich ausgelegt. Aber ein zusätzlich unrundes Lager trägt nur an der engsten Stelle richtig, hat dort zwangsläufig größere Pressungen als vorgesehen und wird damit lokal überlastet. Und wenn diese Engstelle jetzt auch noch 'längs' liegt stirbts eine schnellen Tod - meins hat 60.000 km gehalten.


Eine derartige Unrundheit merkt, um die Frage von Gerd zu beantworten, die serienmäßige Lösung mit einem Axial-Rillenkugellager so nicht.

lager1.JPG
lager1.JPG (11.44 KiB) 181 mal betrachtet
Bei diesem Lagertyp ist der Außenring durch seine größere Ringfläche in Querrichtung deutlich steifer und die Richtung der Belastung in der Lagerlaufbahn gegenüber dem Kegelrollenlager auch mehr axial ausgerichtet so daß eine vergleichsweise kleinere Verformung eine weiter reduzierte Laufbahnstörung hervorruft. Heißt, das Serienlager ist gegen Störungen weniger anfällig, allerdings aufgrund der Punktberührung der Kugeln im Vergleich zur Linienberührung der Rollen beim Kegelrollenlager im selben Bauraum insgesamt auch weniger belastbar und hat damit eine gegenüber einem Kegelrollenlager ohne Rundheitsabweichungen grundsätzlich geringere Lebensdauer.

Und jetzt kommt Schwarz und nimmt die Empfindlichkeit des tragfähigeren Kegelrollenlagers gegen unrunde Rahmenteile durch Einkleben des Lageraussenrings in einen Schiebe- statt einen Pressitz raus.

geklebt.JPG
Als Maschinenbauer hab ich eine natürliche Abneigung gegen Kleben, konnte aber schon feststellen, daß es damit überraschende Lösungen gibt. Ausgehend von der von Loctite angegebene Druckscherfestigkeit 'kann' der Kleber überschlägig eine Querkraft von 17.000 N an der Lagerstelle. Und, das aber nur meine Einschätzung, weil hohe Kräfte nur stoßartig auftreten und der Kleber eingeschlossen ist, wahrscheinlich sogar deutlich mehr.

Sagen wirs mal so. Der Emil Schwarz verkauft diese Lösung schon seit Jahren und hat in der Szene offensichtlich einen guten Ruf. Wenns nicht funktionieren würde .... ?

Der Trick von Bernd das Lager zur einfacheren Montage runterzukühlen reduziert natürlich die Überdekung beim Einpressen, die Auswirkung eines unrunden Lagersitzes behebt er aber nicht weil die Durchmesser nach Angleichung der Temperaturen wieder genau so sind wie vorher.



Damit um zweiten Teil der Schwarz'schen Lösung, der Spielreduzierung am oberen Lager auf Null.
Die ich nicht umgesetzt habe weil ich erstens deren Sinnhaftigkeit bei einem 40 Jahre alten Motorrad bezweifle und zweitens dafür auch nicht 'just for fun' 200 Euro ausgeben wollte.

Rechts die Serienlösung bei Verwendung eines Kegelrollenlagers, links die Schwarz'sche Lösung.

schwarz.JPG
schwarz.JPG (20.69 KiB) 181 mal betrachtet
Der Innenring des oberen Lagers muß zur Einstellung der Lagervorspannung über die Ringmutter axial verschieb- bzw verstellbar sein, dh. anstatt den Lagerinnenring wie unten aufzupressen brauchts bei der Serienlösung mit direkter Führung des Lagerinnerings oben auf dem Lagerrohr der Gabelbrücke unabhängig vom verwendeten Lagertyp einen Schiebesitz mit einer, meine Schätzung, Mindestluft von ca 0,005mm + Toleranzen am Lager und am Lagerrohr von ca 0,03 mm + Glättung am Rohr von ca 0,005 mm, also minimal 0.005, maximal 0,04 mm Spalt. Na, bei einem China-Günstigprodukt vielleicht auch 0,1 mm.

Schwarz presst den Lagerinnenring auf die entsprechend modifizierte Verstellmutter auf, stellt über das Gewinde die Vorspannung ein und kontert dann mit einer zweiten Mutter - alles verspannt, nix mehr Spalt.

Bei der Serienlösung kann sich der Innenring des oberen Lagers unter Querkraft um das Spaltmaß von 0,04 mm verschieben was über die Hebelverhältnisse am Reifenaufstandspunkt in Längsrichtung beim Bremsen oder in Querrichtung bei Rechts-links-Kurvenwechseln ca. 0.3 mm 'Luft' ergibt. Die vielleicht Mike Hailwood selig bemerkt (hat), ich aber nicht.

Ales klar, oder?

Martin

twinshocker
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Re: Steuerkopf unrund - Lenkkopflager defekt

Beitrag von twinshocker »

Die Kawa hat serienmässig ein Axial-Rillenkugellager ??? :schock:

Sicher daß das kein Schulterlager ist ?

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