Hybrid-Keramiklager als Radlager ??

[Krylov]

Hallo zusammen,

über die Webseite bin ich auf eine Erwähnung von "Hybrid-Keramiklagern" gestossen, die an den BST Carbonfelgen angeblich als Radlager verwendent werden.

Das wird auf dieser Webseite als Vorteile angegeben:

Our Hybrid Ceramic Bearings incorporate the highest-quality metal races, encasing very tough and extremely durable and corrosion free ceramic balls, to provide the following extensive benefits when compared with regular steel:

• 40% less friction generated
• 60% less rotating mass
• 3-5 times longer lifespan
• Lower vibration levels
• Cooler, quieter & smoother running

Click here to see a video of a BST wheel spinning on ceramic bearings.

Hier noch ein - wie ich ich finde - interessanter Vergleich zwischen normalem Stahlkugelager und einer „Ceramic Bearing“ als Radlager: http://www.youtube.com/watch?v=NW7wKg6OSFg

Das sieht erst einmal spannend aus, wenn man das aus der Perspektive "Gewichtsminimierungsfetischist" und "Verlustleistungsminimierer statt Mehr-PS-Dranbastler" betrachtet.

Gibt es zur Verwendung und zum Einsatz dieser Hybrid-Keramiklager bereits Erfahrungswerte hier im Forum (oder Links dazu in anderen Foren, die ich noch nicht gefunden habe?)

Etwaige Bezugsquellen? (Habe selbst nur diese (USA) und diese (.DE) Quelle gefunden.)

Preise?

Viele Grüße

Krylov

Bearbeitet 12. Februar 2014 von Krylov

[schmidei]

Der Link für die deutsch Quelle funktioniert nicht.

Hab im S1000RR-Forum was gefunden, also woher, aber nix über Erfahrungen.

[Krylov]

Hab' den Link zu cerobear.de gefixt. Außerdem noch den hier . (Wieder USA - die Teile scheinen im Dragstersport beliebt zu sein...)

Zusätzliche Infos zur Radlagern (Yoyo-Bearings) gibt es hier

und hier.

Bearbeitet 12. Februar 2014 von Krylov

[MaT5ol]

Ohne jetzt darauf im Detail einzugehen... (mehr bzw. weniger geht immer!) sieht mir das Ganze erstmal sehr 'spacig' aus! (Damit meine ich bunte Bildchen und wer schon mit NASA & Weltraum & Co werben muss... gibts die denn nicht zufällig bei 'direct buy?!)

Wenn das was taugen würde (also vom Kosten / Nutzen Verhältnis! ) hätte man schon was davon gehört! - Hab ich nicht, also skeptisch!

Kugellager sind 0815 und milliardenfach bewährt - speziell von der Elastizität und den stossdämpfenden Eigenschaften schwer zu toppen - da sehe ich die Keramikdinger als kritisch an.

Ausserdem wenn ich das richtig sehe und verstehe: 60% leichter bezogen auf die Wälzkörper, Innen- und Aussenring sind doch weiterhin aus Stahl, oder??! - Damit empfinde ich das geringere Gewicht als Augenwischerei (die Kugeln machen geschätzt <1/3 des Gewichts eine Lagers aus, die dann 60% leichter macht gerade mal 20% Gesamtmasse!

wenn die Ringe auch aus Keramik sind hätte ich etwas Sorge wegen der Passung bei Ausdehnung.

Fazit: kann man machen: Erfolg gegenüber Aufwand und Risiko aber vernachlässigbar. (Die Drehmassenreduktion kann man bei R<<100mm wohl auch knicken, oder?! - und um wieviel geringer ist die Reibung??!!

Gestern wieder einen geilen Artikel über 'Rennbenzin' gelesen: Leistungssteigerung und Verbrauchsreduzierung um bis zu X% (das stimmt auch noch und ganz besonders für x=0!)

Bearbeitet 12. Februar 2014 von Mattol

[Triple/one]

Hi

Ok was würde sowas für die Vorderen Radlager kosten?

Dann würde ich es testen.

Grüßle

[schmidei]

Jetzt wo´s schon auf jedes Gramm ankommt find ich das schon interessant. Und die sollen ja auch noch leichter laufen UND länger halten. Muß ich mich in ner ruhigen Minute mal reinlesen. Hinterradlager ist wohl kein Normteil??

[MaT5ol]

Ich postuliere mal bei einem Bike ca. 5% Verluste durch Lagerreibung also bei einem 100kW Bike ca. 5kW.

50% davon gehen vermutlich auf die Kette (wobei mir nicht so klar ist wie eine Kette >>1000Watt Wärme abführen soll...!)

25% geht bestimmt auf Lagerreibung und Zahnradverluste zwischen Kurbelwelle und Ritzel (also Getriebe) und neben den Gleitlagern etwa10 Kugellagern die nicht so einfach zu tauschen sind.

25% bleiben bei der Radreibung - davon würde ich wieder etwa die Hälfte auf einen nicht ganz lösende Bremse schieben, die andere Hälfte anteilig auf Simmeringe und Radlager.

1/4 von 1/4, das dann wieder zu 40% macht 2,5% das sind von 5KW dann satte 125W - also ungefähr so viel wie wenn du ohne Licht fährst... - das macht auch schneller - zumindest theoretisch! Guffaw:

Sorry, du hast ja recht. Eigentlich ne geile Sache!

Fraglich ob ich die 10% Gewichtseinsparung merke...! - Du hast gefragt, ich hab geantwortet.

Kurz und bündig: Du wirst es nicht merken und es macht keinen Sinn (wie so viele anderen Sachen auch nicht!) - außer es macht dir Spaß!!!!!!!

[Krylov]

Ich bin ja nur per Zufall auf diese Sache mit den "Hybrid-Keramik-Lagern" gekommen und war insbesondere von den im ersten Post angebrachten youtube-Movies beeindruckt.

Natürlich weiß kein Mensch, inwieweit die normalen Stahllager in dem zweiten Movie nicht schon ausgelutscht waren und dann auch ein neues Stahlkugellager gut hätten aussehen lassen...

Prinzipiell gefällt mir die Idee von extrem reibungsarmen bzw. verlustreibungsarmen Bauteilen schon einmal gut, aber das "DLC-Debakel" an meinem 1050-Motor (glücklicherweise inzwischen wieder fast rückstandsfrei ausgestanden) hat mich natürlich vorsichtig gegenüber weiteren Experimenten werden lassen.

Das Mindergewicht wäre auch willkomen, aber das dürfte realistischerweise bei den Teilen in der Größenordnung von ein paar wenigen Alu-statt-Stahlschrauben-Gramm liegen.

Ich denke, dass ich das mal ein wenig wirken lassen werde udn wie Georg da noch etwas mehr zu lesen muss...

Die z.B. hier von Worldwide bearings aufgerufenen Preise lassen zumindest vermuten, dass die eigene Brieftasche wieder deutlich leichter würde - und dass, wenn Sie das je mitbekäme, meine diesbezüglich bislang noch erstaunlich tolerante Beste-von-Allen auch deutlich "höhere Drehzahlen" in der anschließenden Diskussion über die sinnvolle Verwendung von im Rahmen unserer Gütergemeinschaft erwirtschafteten Euros erreichen würde... Das ist aber nicht der angestrebte Effekt dieser Hybrid-Keramiklager (und passt genaugenommen auch nicht hier in den Technik-Teil des Forums...)

@Mattol: Nur der guten physikalischen Ordnung halber: Wenn Du mit Licht an fährst, dann hast Du durch den Photonenrückstoss genaugenommen sogar eine Bremswirkung! Dieser Effekt (geht auch mit Wärmestrahlung) hat immerhin die so genannte "Pioneer-Anomalie" verursacht.

[schmidei]

Wichtig ist mir eigentlich nur, das wir alle in die selbe Anstalt kommen. Sonst wird´s langweilig.

[Royma]

Ich kenne jetzt nur die Hybrid-Lager von SKF.

Die werden u.a. eingesetzt, wenn sehr hohe Drehzahlen mit schnellen Lastwechsel anliegen. Aber auch, wenn eine elektrische Isolation erforderlich ist.

Ich kenne Sportler, die die Hybrid-Lager in ihren Inliner verbauen, weil die ja so schön leicht laufen... Denen ist Haltbarkeit aber auch zweitrangig :-).

Im SKF-Katalog stehen auch die Gewichte drinne ich kann morgen gerne mal nachschauen, was die Dinger wiegen :-)

[MaT5ol]

was die wärmeausdehnung von keramik zu stahl anbelangt, so ist der vorteil ganz klar bei der keramik.

es geht hier nicht um besser oder weniger sondern um möglichst gleich!

Ausdehnungskoeffizienten: Alu> Stahl> Keramik - soweit schon klar, deshalb:

Stahllager in Stahlgehäuse: Tiptop

Stahllager in Alugehäuse: Naja geht ja wie man sieht

Keramiklager in Stahlgehäuse geht vermutlich auch noch

Keramiklager im Alugehäuse: da wird es dann langsam eng...

Edith sagt:

Bullshit - der Wärmeausdehnungskoeffizient von Alu ist zwar 23, der von Stahl die Hälfte (11,5) und der von Keramik nochmals nur die Hälfte (4...8) aber da wir uns in der gleichen Grössenordnung (jeweils 10Exp-6/K)befinden macht das wohl doch keinen signifikanten Unterschied...!

Bearbeitet 12. Februar 2014 von Mattol

[MaT5ol]

Das hier bringt dann doch ein wenig Licht ins dunkel...:

1. sind die Tele tatsächlich komplett aus Keramik, also auch Innen- und Aussenring

2. kann es tatsächlcih Passungsprobleme bei sehr hohen Temperaturunterschieden geben - aber auch dafür gibt es eine Lösung und das ist beim Mopped eher nicht der Fall!

3. ah jetzt ja, - dachte schon wieder was das soll mit dem Hybrid...??!! Hybrid-Keramiklager = Wälzkörper aus Keramik, Ringe aus Stahl. - Warum sollte man keine kompletten Keramiklager verwenden??!! Link

4. Bei Hybridlagern sind nur die Kugeln um 60% leichter... - bringt also rein gewichtstechnisch nicht viel! (Bei den Dünnringlagern sieht man an der Querschnittskizze, dass die Ringe mehr Fläche und damit Volumen aufweisen als die Kugeln - einmal sind das wie erwähnt Dünnringlager, das Verhältnis ist bei normalen Kugellagern noch mehr in Richtung Ringe verschoben, die ja zudem umlaufend sind (im Gegensatz zu den Kugeln!)

Bearbeitet 13. Februar 2014 von Mattol

[Krylov]

Also:

Ich habe da einige Lieferanten gefunden, die in den USA Hybridlager direkt für den Motorradsektor vertreiben:

MicroBlue Racing hat Lagersätze für die vier großen Japaner hier im Angebot. Die Preise sind für einen kompletten Lagersatz recht üppig.

MPSRacing bietet hier Lagersätze für Suzuki Hayabusas an - offensichtlich scheint das in der Dragster-Szene beliebt zu sein.

Für Triumph habe ich nur bei Boca Bearings für die 675 Daytonas Radlagersätze für vorne (2 Stück 20x42x12) und hinten (2 Stück 20x47x14 + 1 Stück 22x56x16 wofür ist das dritte Lager denn?) gefunden.

Die dürften vermutlich auch auf die Serienfelgen der Street Triple Rs passen. (Wobei ich da mit meinen PVMs sicher erst nochmal schauen müßte, ob das die gleichen Lagerabmessungen sind.)

(USA heißt aber auch: Bestellung via Internet, Lieferzeiten, Rennerei zum Zoll, Probleme bei eventuellen Garantiefällen, usf...)

Auch hier gilt wieder: Alles ist schweirig, bevor es leicht wird.

[Easyliving]

Was vor allem bei den Lagern vorliegt, dass diese ohne Fettfüllung laufen.

Dadurch dreht sich as Rad im Stand so schön, unter Last ist das allerdings Makulatur.

Größter Nachteil der Keramikkugeln ist die mangelnde Schlagfestigkeit.

Muss jeder selbst wissen, ob er sowas bei sich einbaut. Der minimaler Gewichtsvorteil steht ncht dafür.

[Krylov]

Was vor allem bei den Lagern vorliegt, dass diese ohne Fettfüllung laufen.

Dadurch dreht sich as Rad im Stand so schön, unter Last ist das allerdings Makulatur.

Größter Nachteil der Keramikkugeln ist die mangelnde Schlagfestigkeit.

Muss jeder selbst wissen, ob er sowas bei sich einbaut. Der minimaler Gewichtsvorteil steht ncht dafür.

Naja, wenn man auf den Seiten zu den angebotenen Lagern nachliest sieht man, dass die Lager der Amis normalerweise schon irgendeine Art vom Öl-/Fettfüllung haben. Eher kommt bei mir die Frage auf, ob die Lager auch entsprechend seitlich abgedichtet sind (also in Spezifikation 2RS (schleifend) oder vielleicht sogar 2RZ (kontaktfrei) kommen) und damit für den normalen Straßenbetrieb taugen...

Der zweite Punkt von Dir scheint mir der entscheidendere zu sein: Haben die Keramikkugeln die gleiche Tragfähigkeit wie die Stahlkugeln? Wieviel Elastizität müssen die Kugeln (Stahl oder Keramik) aufweisen?

Ein Teil der Elastizität kommt aus dem Lagerring und sicher zum überwiegenden Teil aus dem Rest des Rad-Reifen-Systems.

Im Zweifelsfall kann man sich darauf zurückziehen, dass diese Hybrid Keramiklager schon von BlackstoneTech von Hause aus angeboten werden - daraus und aus der amerikanischen Produkthaftungsrechtssprechung heraus würde ich mal davon ausgehen, dass man da auf der halbwegs sicheren Seite ist. Zumindest, wenn man nicht gerade der Wheelie-King oder der Evil-Knevel-Gedenk-20m-Sprungschanzen-Held ist...

[onkel tom]

Ohne Dichtscheiben werden die Teile nicht lange halten...

[East]

wofür ist das dritte Lager denn?

Vermute mal für den Kettenradträger

[schmidei]

Jenau!

[Nils, Der]

Ohne Dichtscheiben werden die Teile nicht lange halten...

Hallo zusammen,

...

Hier noch ein - wie ich ich finde - interessanter Vergleich zwischen normalem Stahlkugelager und einer „Ceramic Bearing“ als Radlager: http://www.youtube.com/watch?v=NW7wKg6OSFg

Viele Grüße

Krylov

Ja, wenn man bei dem Video genau hinschaut, hat das Rad mit den Standard Lagern noch Dichtringe drin und das HaiTech-Lager hat keine Dichtringe... Sieht zu mindestens so aus. Da ein Großteil der Reibung über die Dichtringe verursacht wird, ist der Vergleich meiner Meinung nach nicht ganz Fair...

Wie bei allen Rennsprocht Errungenschaften ist hier auch wieder der Spagat zwischen "Performance" & Haltbarkeit zu beachten.

Meine 2 Cents

Grüße

Nils

[Triple/one]

Servus

Das Video hier auch gesehen ?

Die Normalen Lager laufen wesentlich länger und leichter, als die Keramik Lager.

Ich bleibe bei Stahl.

Grüßle

[SiRoBo]

Die Normalen Lager laufen wesentlich länger und leichter, als die Keramik Lager.

Wie schaut das Ganze denn unter Belastung aus? Hier fehlen m.E. die wichtigen Faktoren der Gewichts- und Kettenkraft. So ein Tests sagt mal gar nichts aus.

Ähm... doch. Dass ein Rad in der Lagerung mit der eigenen Gewichtskraft belastet mit den einen Lagern leichter läuft als mit den anderen. Ehrlich: Hat jemand die Einbausituation wärend dem Fahren?

[Triple/one]

Die Normalen Lager laufen wesentlich länger und leichter, als die Keramik Lager.

Wie schaut das Ganze denn unter Belastung aus? Hier fehlen m.E. die wichtigen Faktoren der Gewichts- und Kettenkraft. So ein Tests sagt mal gar nichts aus.

Ähm... doch. Dass ein Rad in der Lagerung mit der eigenen Gewichtskraft belastet mit den einen Lagern leichter läuft als mit den anderen. Ehrlich: Hat jemand die Einbausituation wärend dem Fahren?

Also dann Einbauen und mit Moped den Berg runterrollen. Einmal mit Keramik und einmal mit Metall.

Grüßle

[Krylov]

Servus

Das Video hier auch gesehen ?

Die Normalen Lager laufen wesentlich länger und leichter, als die Keramik Lager.

Ich bleibe bei Stahl.

Grüßle

Ich sehe nicht, woher Du das Statement "..laufen länger und leichter als die Keramik Lager" aus diesem Video ableitest:

In dem Video wird ein "Stock wheel bearing setup" (also eine Serielagerung aus Stahlkugellagern, nix mit Keramik Lager) gegen eine länger laufende Stahlkugellagerkonstruktion mit einer nicht schleifenden Abdichtung, also vermutlich Lager mit einer 2RS-Dichtung (beidseitig schleifende Gummidichtungen) gegen eine Lagerung mit beidseitig berührungslosen 2RZ-Dichtungen, verglichen.

Wird dann möglicherweise noch ein erhöhtes Lagerspiel (C3) dazugegeben, könnte das hinkommen, dass dieses Lager, wie im Video gesehen, deutlich länger läuft als ein (insbesondere vielleicht schon bereits einige Kilometer gelaufenes) Serienlager.

So wie ich das aber verstanden habe, wäre dann ein entsprechend ausgelegtes Hybrid-Keramiklager mit ähnlicher berührungsloser Dichtung und erhöhtem Lagerspiel aufgrund der geringeren Reibung der SiLiziumnitiritkugeln _nochmal_ verlustfreier als das entsprechende Stahlkugellager. Wie groß dieser Effekt dann in einem solchen "Spin"-Test noch zusätzlich wäre, darüber kann man so ohne praktische Erprobung nur spekulieren...

Letztlich ist wohl der Reibungsverlust der Abdichtung schon ein wesentlicher Punkt, wobei mir unklar ist, ob eine 2RZ-Lagerdichtung wirklich für den Straßenbetrieb (Dreck, Staub, Spritzwasser) langfristig ausreichend abdichtend wäre.

Ein ehemaliger Rennsportler bei K-Maxx hat mir heute erzählt, dass an seiner Rennmaschine früher offene Lager mit C3-Lagerspiel verwendet wurden, die nach jedem Rennen gereinigt und ansonsten mit Nähmaschinenöl leichtgängig gehalten wurde. Wohl auch fantastisch schön leichtgängig, aber natürlich für den langfristigen Straßenbetrieb völlig indiskutabel...

Ein ideales Lager wäre natürlich komplett reibungsfrei (z.B wie eine supraleitende Magnetlagerung - ist leider auch etwas unpraktisch an einem Straßenmotorrad....)

Das geringere Gewicht der Keramiklager, wenn auch nicht unwillkommen, kann man aber wirklich wohl knicken - die geringere Reibung macht diese Teile dann m.E. wirklich interessant. Interessant, wenn auch nur am Rande, wäre zu wissen, ob die elektrische Isolationswirkung der Keramiklager zu erhöhten EMV-Problemen aufgrund statischer Aufladung führen könnten...

Bearbeitet 14. Februar 2014 von Krylov

[Triple/one]

Ich sehe nicht, woher Du das Statement "..laufen länger und leichter als die Keramik Lager" aus diesem Video ableitest:

In dem Video wird ein "Stock wheel bearing setup" (also eine Serielagerung aus Stahlkugellagern, nix mit Keramik Lager) gegen eine länger laufende Stahlkugellagerkonstruktion mit einer nicht schleifenden Abdichtung, also vermutlich Lager mit einer 2RS-Dichtung (beidseitig schleifende Gummidichtungen) gegen eine Lagerung mit beidseitig berührungslosen 2RZ-Dichtungen, verglichen.

Wird dann möglicherweise noch ein erhöhtes Lagerspiel (C3) dazugegeben, könnte das hinkommen, dass dieses Lager, wie im Video gesehen, deutlich länger läuft als ein (insbesondere vielleicht schon bereits einige Kilometer gelaufenes) Serienlager.

Hi

OK Sorry wenn ich das Video falsch Interpretiert habe. Die Überschrifft, verleitete mich zu der Annahme, das dort ein Keramiklager gegen ein Normales aus Stahl, getestet wurde.

Wenn dem nicht so ist, dann tuts mir leid und vergesst meinen Komentar dazu.

Grüßle

[Krylov]

Also es hilft nix: Die Theorie gibt da leider nur so viel her - hier heißt es leider: "Nur Versuch macht kluch."

Ich habe nach einigem Suchen bei roulemant-ceramique.fr mal zwei Lager für die Vorderfelge an der Street bestellt:

Das sind zwei Hybridlager mit Cerbec SiliziumNitirit Lagerkugeln in Grade3-Machart (d.h. nur max. ±0.0008mm Abweichung im Durchmesser von einer optimal runden Kugelform) mit (leicht erhöhtem) C3-Lagerspiel.

Der Preis ist jetzt mit 79 Euro/Lager nicht wirklich günstig (normales Stahlkugellager 6005-2RSH liegt bei 15-20 euro), andererseits wäre ein entsprechendes SKF-Lager mit Spec 6005-2RSLTN9/HC5C3WT je nachdem, wo man schaut sogar deutlich >100Euro gewesen...

Ich will das jetzt aber genau wissen und bin mal gespannt, ob das was bringt. Sobald ich die (eingebaut) habe, werde ich berichten -> Stay tuned.