ICB 2.0 – Hausbesuch bei Gleitlager-Spezialist igus

ich kanns einfach nicht verstehen, nehmt doch mal die rosarote brille ab.

Ich möchte jetzt nicht gegen die Gleitlager von Igus hetzen. sie sind eine tolle Sache, im jeweiligen Einsatzbereich, sofern die Nachteile zu verschmerzen sind, überwiegen die Vorteile(um mal aufzuzählen: geringes Gewicht, kein Einarbeiten des Lagerwerkstoffes auch unter Verschleiß, preisgünstig, spielfreiheit da leichte Presspassungen möglich, wenig Bauraum)

Aber wir reden hier von einem hoch belasteten, dreckigen und toleranzempfindlichen Einsatz, der nahezu keinerlei Reibung und noch weniger eine Differenz zwischen Haft und Gleitreibung erlaubt.

Vergleicht man eine Federgabel: die größte Schwachstelle bei den Gabeln sind nach wievor die Gleitlager buchsen. Hier hat man selbst mit Teflonbeschichtungen(reibwert 0,04(geschmiert) bis 0,1-wenn nicht geschmiert) oft starke Probleme unter hohen Belastungen, was die Gabel unsensibel macht.

Vergleicht man eine Lefty mit Wälzlagern sind die jetzigen Gabeln eigentlich technologische Steinzeit, und hier sprechen wir ja nicht von 0,1-0,2 Reibkoeffizient von Igus, sondern von 0,04-0,1 - und auch hier gibt es schon oft Probleme.

Und nun kommt die "Community" und will einfach mal von Hightech auf Steinzeit wechseln, und hat dabei auch noch das Gefühl, Pioneerarbeit zu leisten.

Es gibt doch schon dutzende Hersteller, die sich das mit dem geringen Schwenkwinkel vor 15 Jahren gedacht haben, und, ein paar Jahre später haben ALLE diese Hersteller Kugellager verbaut.
Das ist sicher nicht, weil alle zu blöd waren, eine gute Lagerkonstruktion zu machen.

Wenn Gleitlager funktionieren sollen, dann muss Igus herstellen:

Buchse mit hohem Emodul
Reibkoeffizient ~0,05
KEINERLEI slipstick effekt
Abgedichtet
Wellen inclusive
...

ich wiederhole mich gerade.

Es ist doch bei euch vielmehr der Gedanke "die anderen sind alle Blöd, aber ich bin schlauer wie die" und man ist froh, einen Punkt gefunden zu haben, wo man denkt, man kann den anderen Zeigen was für ein toller Ingenieur man ist.

Vielleicht, ja vielleicht irre ich mich! kann jedem passieren - aber 'vielleicht' auch nicht ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Gerade weil die Anwendung hochbelastet und dreckig ist, denke ich spricht einiges für die Verwendung von Gleitlagern.
Hohe Lasten im Schwenk mit viel Schmutz und Feuchtigkeit sind ja nicht wirklich Argumente für die Verwendung eines
Kugellagers.

Die Anwendung in der Federgabel passt aus meiner Sicht nicht als Referenz, da im Gegensatz zum Hinterbau (Schwenk) eine
lineare Bewegung vorliegt.

Von deiner Forderung sind wir ja gar nicht weit weg.

Buchse mit hohem Emodul -> Wir haben Werkstoffe im Programm mit einem E-Modul von 16.000 Mpa.
Reibkoeffizient ~0,05 -> iglidur® J hat einen Reibwert von ca. 0,06.
Abgedichtet -> An den Konzepten sind wir gerade dran.
Wellen inclusive -> Können wir liefern.
KEINERLEI slipstick Effekt -> Das geht nicht, aber wir können den Übergang von Haft- zu Gleitreibung
so klein wie möglich halten um ein gutes Ansprechverhalten zu realisieren.

Vielleicht irre ich mich, aber vielleicht auch nicht! ;-)
 
Gerade weil die Anwendung hochbelastet und dreckig ist, denke ich spricht einiges für die Verwendung von Gleitlagern.
Hohe Lasten im Schwenk mit viel Schmutz und Feuchtigkeit sind ja nicht wirklich Argumente für die Verwendung eines
Kugellagers.

Die Anwendung in der Federgabel passt aus meiner Sicht nicht als Referenz, da im Gegensatz zum Hinterbau (Schwenk) eine
lineare Bewegung vorliegt.

Von deiner Forderung sind wir ja gar nicht weit weg.

Buchse mit hohem Emodul -> Wir haben Werkstoffe im Programm mit einem E-Modul von 16.000 Mpa.
Reibkoeffizient ~0,05 -> iglidur® J hat einen Reibwert von ca. 0,06.
Abgedichtet -> An den Konzepten sind wir gerade dran.
Wellen inclusive -> Können wir liefern.
KEINERLEI slipstick Effekt -> Das geht nicht, aber wir können den Übergang von Haft- zu Gleitreibung
so klein wie möglich halten um ein gutes Ansprechverhalten zu realisieren.

Vielleicht irre ich mich, aber vielleicht auch nicht! ;-)

also bitte die Kritik nicht generell an eurem Produkt zu sehen, sondern in dem Einsatzgebiet. Finde eure Produkte auf jeden Fall sehr interessant, aber halt nicht für überall tauglich.

Die Federgabelanwendung ist auf jeden Fall als Referenz zu sehen. Es geht nämlich um die gleichen Anforderungen. Steifigkeit, niedrige Reibung, wenig Anfahrkraft. Gleiches was am Hinterbau benötigt wird.
Ob wir hier nun schwenken, oder linear bewegen, ist doch den Gleitpartnern unter gleichen Voraussetzung erstmal egal, es tritt Relativbewegung auf, in welcher Form, dürfte ja ziemlich egal sein.



Das Problem ist doch:

wenig Losbrechkraft braucht kleine Lager(geringer Hebel)
kleine Lager benötigt extrem hohen Emodul(da die Flächenpressung größer wird, und dann halt das Teil auch mehr nachgibt)
Das mit den Wellen ist gut!
kein Slipstick effekt - ein Wälzlager kann das eben (zumindest so, dass man es vernachlässigen kann)

Reibkoeffizient von 0,06 ist aber dann unter hoher Belastung, wie du auf der Vorseite bemerkt hast oder?
Leider bedingt halt das "Anfahren" des Lagers eine niedrige Last(die Last wird selten eine Sprungfunktion sein, sondern sich immer erst aufbauen), da ist der Reibkoeffizient dann ja nicht mehr bei 0,06, sondern bei 0,17, wenn das von der Vorseite auf den J-Werkstoff zutrifft.
Bei leichten Belastungen hat man also immer noch das Problem des hohen Reibkoeffizienten gepaart mir Slipstik Neigung. Im groben Geläuf sicher kein Problem, aber bei feinen leicht belasteten Fällen(flowige Wellen aufm Trail), sicher nicht ideal.


Andere Frage noch: @Michael-IGUS
Also jetzt nicht als Fangfrage, mich würds wirklich interessieren:
Soweit ich weiß, hat bisher nur Magura eure Gleitbuchsen aus dem Werkstoff J (der Gelbe) verbaut, die haben sich eine Form machen lassen mit den Nuten, dass das Öl besser rauf kann. Das gewicht ist natürlich super, man hat auch kein Einlaufen des lagerwerkstoffes in die Standrohre(Lagerwerkstoff auch bei verschleiß weicher als die Welle) usw...

aber wieso haben andere Hersteller wie Rock Shox und Fox etc noch nicht Lager von euch verbaut. Habt ihr schon Kontakt? Gibts hier Bestrebungen? Wenn ja, was sind die Gründe warum es bisher noch nicht verbaut wurde?
 
aber wieso haben andere Hersteller wie Rock Shox und Fox etc noch nicht Lager von euch verbaut. Habt ihr schon Kontakt? Gibts hier Bestrebungen?
Es gibt weitere Hersteller die diese Lager bereits im Testeinsatz haben. Mit einer hohen Wahrscheinlichkeit werden in den kommenden Jahren dann auch Produkte mit den Gleitlagern von Igus herauskommen. Bei einer Firma bin ich womöglich dafür verantwortlich gewesen. :D Aber das ist eine andere Geschichte.

Ansonsten: Magura setzt nicht mehr auf Öl und die Nuten gibt es auch nicht mehr.
 
Jap, wie Doc Stone es bereits angedeutet hat, sind wir aktuell bei div. Firmen mit unseren Materialien im Test.
In der Vergangenheit ist es in der Anwendung Federgabel meist an genau dem angesprochenen Punkt - Loßbrechmoment - gescheitert.
Basierend darauf haben wir jedoch neue Materialien entwickelt und wie gesagt
derzeit in diversen Tests.
Einer der neuen Werkstoffe könnte auch fürs ICB super interessant sein, da der
Übergang von Haft- zu Gleitreibung nochmals deutlich reduziert wurde.
 
Dazu fällt mir noch eine interessante Frage ein:

Da wir ja eine Schwenkbewegung haben: Tritt der Slipstick Effekt bei jeder Richtungsänderung ein, oder nur wenn das System vollständig zur Ruhe kommt?

Der Gedanke hinter der Frage:
In dem Moment, wo sich die Richtung ändert haben wir zwar v=0, aber die Beschleunigung a ist >0. Macht das etwas aus? Oder tritt der Klebeeffekt unter Umständen erst nach längerem Stillstand ein (mit "länger" meine ich hier Zeiten über 0,5sek)?

Greez,
Stefan
 
Upps, Edit sagt, zu lange mit schreiben gebraucht...

Hallo, einige Anmerkungen dazu:
1. Ich habe selbst Prüfstandsmessungen vorliegen, die bestätigen, dass der Reibkoeffizient von Kunststofflagern mit der Flächenpressung sinkt, allerdings nicht mit IGUS-Material und (daher?) auch nicht so stark. Meine Werte sind bei deutlich höheren Flächenlasten bis 50 MPa ermittelt (PEEK bzw. PAI -Kunststoffe): 0.12 -0.06 (also auch Faktor 2)
2. Allerdings sollte das nicht zwanghaft dazu führen, die Flächenpressung konstruktiv hoch zu treiben. Die mechanisch ertragbare Last des Lagerwerkstoffes darf nicht überschritten werden. Ebenfalls sollte die Verformung klein gehalten werden.
BEISPIEL:
Baue ich also schmale Lagerringe ein, habe ich bei gleicher Kraft (z.B. (Fahrer-+Radmasse)*Beschleunigung) eine höhere Pressung als bei breiten Lagerringen. Damit bekomme ich geringere Reibung. Allerdings überschreite ich irgendwann die ertragbare Last und der Werkstoff versagt (brechen oder "wegschmieren").
Bei der Auslegung sollte man sogar gehörig von dieser Grenze wegbleiben, weil vorher schon das Lager verformt wird und sich eine "Delle" unter Last eindrückt und sich die Bauteile nicht zulässig relativ zueinander verschieben (beim Rad "weich" unter Querlast).
Also es gilt, da einen guten Kompromiss zu finden. Dieser liegt meiner Meinung nach eher bei kleinen Pressungen.
@Michael-IGUS: Neben der Härte der anodisierten Welle spielt die Rauheit wie von Dir beschrieben ja auch eine Rolle. Vielleicht sollte IGUS das genauer spezifizieren, es kommt doch eher auf die "Art" der Rauheit an (Stichwort für Pro's: Traganteil), also eher wie ein Plateau mit kleinen Einkerbungen (gut) oder eher wie ein Nagelbrett eines Fakirs (schlecht). Ich bin sicher, ihr habt da was.
p.s.
gerade das Thema Adhäsion ("Angkleben", "Festgehen",..) lässt sich durch Zugabe eines Schmierstoffes, der sich in die Rauheiten setzt, hervorragend vermeiden. Ich weiß, IGUS propagiert Trockengleitlager, aber vielleicht könnt Ihr zumindes für die Freaks wie mich, die ihre Lager ZUSÄTZLICH schmieren wollen, den passenden Schmierstoff (Fett o. Trockenschmierstoff) spezifizieren, der sich mit den im Lagerwerkstoffen enthaltenen Festschmierstoffen hervorragend verträgt (oder ideal aus den gleichen Bestandteilen besteht).
 
Zuletzt bearbeitet:
Dazu fällt mir noch eine interessante Frage ein:

Da wir ja eine Schwenkbewegung haben: Tritt der Slipstick Effekt bei jeder Richtungsänderung ein, oder nur wenn das System vollständig zur Ruhe kommt?

Der Gedanke hinter der Frage:
In dem Moment, wo sich die Richtung ändert haben wir zwar v=0, aber die Beschleunigung a ist >0. Macht das etwas aus? Oder tritt der Klebeeffekt unter Umständen erst nach längerem Stillstand ein (mit "länger" meine ich hier Zeiten über 0,5sek)?

Greez,
Stefan
Mit Schmiermittel dauert das Minutenlang (Schmierstoff muss verdrängt werden), ohne geht das sehr schnell. Das ist nun mal der riesige Nachteil von Gleitlagern: sie sollten nicht zu lange still stehen.
Noch schlimmer sind übrigens Kleinstbewegungen = "Fretting" -> "knarzen" (Kleine Hin- und Herbewegungen - jeder trennende Film (auch Luftfeuchte gilt!) wird herausbefördert)
 
Genau zu dem Thema haben wir hier mal einen kleinen Versuch durchgeführt.
Die Haftreibung und damit auch das Loßbrechmoment wird größer, je länger das System statisch ist.
Bei schnellem Schwenk, also wenn z.B. über ruppiges Gelände in schneller Folge ein- und ausgefedert wird,
sinkt das Loßbrechmoment auf ein Minimum.

Wenn ich das Rad also eine Woche in der Garage stehen hab, sollte es beim ersten Einfedern erstmal ein größeres
Loßbrechmoment erfordern. Im Downhill wenn das System dynamisch aktiv ist sinkt dann das Moment erheblich.

Hintergrund ist der, dass bei längerem Still stand, sich die Oberflächen "verzahnen" und ggf. unter Temperatureinfluss
geringfügig ineinander diffundieren.
 
Die Haftreibung und damit auch das Loßbrechmoment wird größer, je länger das System statisch ist.
Wenn ich das Rad also eine Woche in der Garage stehen hab, sollte es beim ersten Einfedern erstmal ein größeres Loßbrechmoment erfordern.
Hintergrund ist der, dass bei längerem Still stand, sich die Oberflächen "verzahnen" und ggf. unter Temperatureinfluss
geringfügig ineinander diffundieren.

Wie bei einem Elastomer … kennt man auch von Federgabeln, hydraulischen Bremsen und so weiter.
 
Das ist mal eine spannende Information! Ich war nämlich schon länger der Meinung, dass sich das Losbrechmoment (diesmal ist es tatsächlich ein MOMENT ;)) vor allem beim "Parkplatztest" bemerkbar macht. Als ich zu Votec gekommen bin gab es noch das alte V.FR (mit dem externen Ausgleichsbehälter). Bei diesem Rahmen kamen an jeder Stelle Gleitlager zum Einsatz (Horst-Link und Sitzstrebe/Wippe Nadellager mit IGUS Anlaufscheiben, ansonsten die bekannten Lager mit Bund), dadurch hat sich das Bike tatsächlich etwas bockig beim Parkplatztest verhalten. Auf dem Trail habe ich davon aber nicht viel gemerkt.
 
lässt sich durch Zugabe eines Schmierstoffes, der sich in die Rauheiten setzt, hervorragend vermeiden. Ich weiß, IGUS propagiert Trockengleitlager...

Ein ganz ähnlicher Effekt stellt sich auch im Trockenlauf bei einem Gleitlager ein.
Dabei ist es an der Stelle egal, ob es eine metallische DU Buchse mit PTFE Schicht, oder ein Polymere Gleitlager ist.
Wenn Welle und Gleitlager zu Beginn einlaufen, setzt sich der Festschmierstoff des Gleitlagers in die Zwischenräume
der "rauen" Oberfläche der Welle.

Das hat positive Auswirkungen auf den Verschleiß, der nach dem Einlaufen rapide abnimmt, aber auch auf das Loßbrechmoment.
 
Hm, das "Verzahnungsmodell" ist bei Adhäsion=Kleben nicht ganz valide, finde ich. Vielleicht meinen wir aber das Gleiche, Verzahnen hört sich nach "Angelhäkchen" an, die ineinander greifen. Es sind aber vielmehr die Moleküle, die Bindungen aufbauen.
Sorry an alle für Abdriften in "Expertendiskussionssprech", man kann auch nicht immer aus seiner Haut.
@BommelMaster: Die inhaltliche (nur die) Kritik halte ich für berechtigt. Für das Hauptgelenk bei einem Eingelenker bin ich ebenfalls eher auf der Schrägkugellager-Seite... Beim Horst-Link oder am Dämpfer sehe ich das anders (andere Pressungen, Bewegungen usw.)
 
Ein ganz ähnlicher Effekt stellt sich auch im Trockenlauf bei einem Gleitlager ein.
Dabei ist es an der Stelle egal, ob es eine metallische DU Buchse mit PTFE Schicht, oder ein Polymere Gleitlager ist.
Wenn Welle und Gleitlager zu Beginn einlaufen, setzt sich der Festschmierstoff des Gleitlagers in die Zwischenräume
der "rauen" Oberfläche der Welle.

Das hat positive Auswirkungen auf den Verschleiß, der nach dem Einlaufen rapide abnimmt, aber auch auf das Loßbrechmoment.

Schon. Allerdings fülle ich über einen Schmierstoff die trennenden Mittel nach. Bei Schmierstoff aus dem Lagerwerkstoff gilt: Nachschmieren=Verschleiß.
Aber klar, wenn klein genug, dann in Ordnung. Meine Gleitfüße an der Computermaus halten auch ein Mausleben lang...
 
Wichtig ist, das wir konstruktiv Meinungen (schlecht) oder Wissen (gut) austauschen. Ist in so einem Forum manchmal schwierig.
Außerdem sollten wir die Aufgabe nicht aus dem Auge verlieren (Lagerstelle) und uns nicht beweisen, wie ach so tolle Ingenieure wir sind.
Auch das ist manchmal schwierig (z.B. für mich).
 
Im Grunde besteht dann das Stickslip-"Problem" aber nur beim losfahren bzw. Beim Parkplatztest, oder? Denn sobald ich mich mit dem Rad in Bewegung gesetzt habe ist doch im Grunde immer ein wenig Bewegung im Hinterbau, solange ich keinen komplett sperrbaren Dämpfer habe. Da sollten dann die Lager ja doch nahe dem Optimum arbeiten. Nur wonach legt man am Bike, die Flächenpressung aus wenn man keine validen Daten zu den Lastkollektiven hat?
 
Da hast Du recht Doc... fällt mir auch immer schwer :)

Falls es wirklich ein Eingelenker werden sollte, dann würde ich die Funktionsmusster auch gerne so auslegen, dass wir mit einem Adapter verschiedene Lagerlösungen testen können... da kommt es eh noch nicht aufs letzte Gramm an und ein direkter Vergleich wäre seeehr spannend!

Greez,
Stefan
 
Im Grunde besteht dann das Stickslip-"Problem" aber nur beim losfahren bzw. Beim Parkplatztest, oder? Denn sobald ich mich mit dem Rad in Bewegung gesetzt habe ist doch im Grunde immer ein wenig Bewegung im Hinterbau, solange ich keinen komplett sperrbaren Dämpfer habe. Da sollten dann die Lager ja doch nahe dem Optimum arbeiten. Nur wonach legt man am Bike, die Flächenpressung aus wenn man keine validen Daten zu den Lastkollektiven hat?

Hier würde ich die Linkage-Daten heran ziehen (die Professional-Version zeigt die Kräfte an den Lagerstellen an) und mit einer sehr großen Sicherheit beaufschlagen, um die Stöße und Querbelastungen in irgendeiner Form zu berücksichtigen.
Ist nicht schön, aber immer noch das beste was wir haben...

Greez,
Stefab
 
ich kenn das Phänomen der Oberfläche von Versuchen mit Hyraulischen schiebern.

hatten da aufm Prüfstand mal eine breite Auswahl an Oberflächen getestet.
Ergebnis war das gleiche das Michael beschreibt.

zu rauh: viel Reibung und Abrieb (statisch und Dynamisch)
zu glatt: Es bilden sich Kontaktpunkte und das Öl haftet nicht am Schieber. -> im Ergebnis sehr viel Reibung

bei sehr glatten Oberflächen konnte man das ganze etwas verbessern wenn man zähes Öl und hohe Geschwindigkeiten hat.

Fazit: wenn ich das auf Gleitlager übertrage, denke ich auch das ein Schmiermittel und eine gewisse Oberflächen rauhigkeit gut sind. Die Rauhigkeit hält das Schmiermittel auf der Welle.
bei einer sehr glatten Welle wird man im Stillstand eine Verdrängung haben und ein direktes aufliegen.

-> nicht zu glatt bauen und schnell und wild fahren !
 
@Lt.:
Fahre heute Abend hin... werde die meiste Zeit am Fusion Stand zu finden sein... gegen Abend dann eher im Brauhaus ;) und morgens evtl. im Lift :D
 
ich kenn das Phänomen der Oberfläche von Versuchen mit Hyraulischen schiebern.

hatten da aufm Prüfstand mal eine breite Auswahl an Oberflächen getestet.
Ergebnis war das gleiche das Michael beschreibt.

zu rauh: viel Reibung und Abrieb (statisch und Dynamisch)
zu glatt: Es bilden sich Kontaktpunkte und das Öl haftet nicht am Schieber. -> im Ergebnis sehr viel Reibung

bei sehr glatten Oberflächen konnte man das ganze etwas verbessern wenn man zähes Öl und hohe Geschwindigkeiten hat.

Fazit: wenn ich das auf Gleitlager übertrage, denke ich auch das ein Schmiermittel und eine gewisse Oberflächen rauhigkeit gut sind. Die Rauhigkeit hält das Schmiermittel auf der Welle.
bei einer sehr glatten Welle wird man im Stillstand eine Verdrängung haben und ein direktes aufliegen.
-> nicht zu glatt bauen und schnell und wild fahren !

Wenn man jetzt eine Golfballartige Fläche mit tendenziell höherem Traganteil (nicht zu viele "Löcher") auf die Welle oder das Lager aufbringen würde... das müsste doch interessant sein? Ich denke da an ein Schmierstofflager und reduzierte Reibung. Der Golfball fliegt ja auch nur wegen der Oberfläche so gut... und Fett ist nicht sooo viel anders als Luft. Klar unterscheidet sich die Viskosität, aber Fluide sind beide trotzdem.

P.S.: Ich glaube nicht, dass das realistisch umsetzbar ist (zumindest nicht bei der Welle, schon eher beim Spritzgussteil), aber der Gedanke ist spannend.
 
und Fett ist nicht sooo viel anders als Luft. .
stell dich mal vor einen Ventilator und dann lass dir ein stück butter ins gesicht werfen....

bei dem was ich am Prüfstand gelernt hab ging es halt um Öl. da sind die Oberflächen wohl nicht vergleichbar.
noch dazu bei ordentlichen drücken.

Problem war das sich bei axialer bewegung der Schmierfilm abgezogen hat. bei rauheren Teilen nicht.
auch die Zeit bis sich ein kontakt durch absetzten eingestellt hat war viel viel länger.

Der unterschied ist halt das die Teile sich bei bewegung gar nicht berühren sollten.also komplette Lagerung in fluid.
beim gleitlager im bike ist das schon nochmal anders.

Je länger ich darüber nachdenke würde ich keine trockenlager nehmen sondern Fett rein machen.
 
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