Moin Jens,
allgemein wählt man (die hier folgenden Betrachtungen stammen aus dem Maschinenbau) für die Welle einen Werkstoff dessen Härte 3 bis 5mal größer als die des Lagers ist:
HB(Welle)= (3...5)* HB(Lager) (HB steht für Brinellhärte).
Die Wellen bzw. Lagerzapfen werden mit einer möglichst glatten Oberfläche versehen: Walzen, Prägepolieren, Schleifen, Maßverchromen (von einem einfach nur "vernickelten" Material würde ich abraten).
Als Lagerwerkstoff werden die unterschiedlichsten Materialien verwendet: Gummi, Holz, Kunststoffe, Kohle, Glas, weiche Metalle, harte Metalle.
Dabei muß der Lagerwerkstoff bestimmte Eigenschaften aufweisen:
Widerstand gegen Fressen und Korrosion, eine bedingte Verformbarkeit (Anpassung an Winkelfehler), Einbettungsfähigkeit für Fremdstoffe, Festigkeit usw.
Die Zustände bei unserer Modelleisenbahn (und auch LGB) sind so, daß die Gleitpaarung Achsschenkel-Lager mit hoher Wahrscheinlichkeit immer im Bereich der Mischreibung bzw. Festkörperreibung betrieben wird.
Damit das auch über längere Zeit gut funktioniert, sollte die Paarung Welle-Lager schon dementsprechend ausgelegt werden.
Stahl für den Wellenwerkstoff voraussetzend, eignen sich für ein (nahezu wartungsfreies) Lager:
- Kunststoffe (POM, PA),
- Sinterwerkstoffe mit absorbierten Schmierstoffen (Sintereisen, Sinterbronze, Sinterkohle usw.),
- Massivwerkstoffe mit schmierstoffgefüllten Kammern,
- Massivwerkstoffe mit schmierstoffgefüllten Haftschichten (s.g. af-coatings, siehe z.B.
www.molycote.de),
Die Wahl des Lagerwerkstoffes beeinflußt natürlich die zulässige Radialkraft, also das Fahrzeuggewicht.
Für die zulässige Achslast gilt als einfacher Überschlag:
F[N]=2*l[mm]*d[mm]*p[N/mm2]
dabei ist l die Länge der Gleitpaarung an einer Lagerstelle (wenn die Welle durch die ganze Buchse geht, ist l gleich der Lagerbreite),
d ist der Wellendurchmesser und p die zulässige Flächenpressung des Lagers.
Soweit also ganz einfach. Wo bekommt man nun den Wert für p her? Das ist auch recht einfach - die Lager-Industrie (siehe z.B. http//
www.SKF.de, http//
www.glacier.de, http//igus.de) war ja nicht untätig und hat eine ganze
Reihe von Lagern entwickelt und erprobt. In deren Unterlagen werden alle Daten angegeben.
Ich würde mir hier das für mich (also aus Deiner Sicht) geeignete Lager aussuchen.
Natürlich kann man sich die Lagerbuchsen auch selbst drehen. Z.B. bietet Conrad PA-Rundstäbe an. Bei Verwendung reinen PA's sollte man bei der Bemessung des Lagerspiels daran denken, das dieser Werkstoff
Feuchtigkeit aufnimmt und damit auch stark quillt.
Nun zu der eigentlichen Frage - der Gestaltung der Stromabnahme. Der Vorschlag mit der geteilten (durch Isolierstück verbundenen) Achse ist m.E. gut. Die Kohlen (z.B. die LGB-Ersatz-Kohlen) würde ich direkt neben
die Radscheibe radial auf der Achse abgreífend montieren (nicht wie bei LGB parallel zur Achse auf die Radscheibe). Durch diese Anordnung wird das Reibmoment sehr klein.
Viele Grüße
Schmiermaxe
