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Die Wahl des richtigen Lagers

Wie bei den Gleitlagern gestatten die Rollenlager die Reduktion der Reibung in einer rotierenden Führung zwischen zwei Teilen. Je nach Kraftausrichtung (axial oder radial) findet man verschiedene Gruppen von Lagern. Lager bestehen aus Rollelementen, im allgemeinen Kugeln, zylindrischen oder konischen Walzen oder Nadeln.

Lager auf einen Blick

  • Was ist ein Wälzlager?

    Wälzlager der Marke TIMKEN
    Wälzlager der Marke TIMKEN

    Ein Wälzlager ist ein mechanisches Führungsteil für eine sich drehende Baugruppe. Somit gestattet das Wälzlager die Drehung eines Elementes im Verhältnis zu einem anderen.

    Lager sind also hochpräzise Komponenten, die es den Ausrüstungen gestatten, sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu bewegen und dabei in effizienter Weise schwere Lasten zu transportieren.

    Sie müssen über eine hohe Präzision und eine lange Lebensdauer verfügen und die Möglichkeit bieten, bei hoher Geschwindigkeit aber mit auf ein Minimum reduzierten Lärm- und Vibrationswerten zu arbeiten.

    In allen Anwendungsbereichen wie z.B. der Automobilindustrie, dem Raumfahrtbereich, in Baumaschinen, Werkzeugmaschinen usw. finden sich Lager.

    Es gibt unterschiedliche Lagertypen, von denen die vier am häufigsten vorkommenden das Kugelrollenlager, das Zylinderrollenager , das Kegelrollenlager und das Nadellager sind.

    Auch wenn die Kugellager die am weitesten verbreiteten Mechanismen sind, so hat doch jedes Lager seine Vor- und Nachteile. Aus diesem Grund raten wir Ihnen, alle Wälzlager untereinander zu vergleichen, um genau zu bestimmen, welches System für Ihre spezifische Anwendung das geeignetste ist.

     

    Typologie der Lager

    • Kugellager
    • Zylinderrollenlager
    • Kegelrollenlager
    • Nadeladellager
  • Die Wahl eines Wälzlagers

    Für die richtige Wahl eines Wälzlagers müssen mehrere wichtige Faktoren berücksichtigt werden. Der erste Faktor betrifft die Last, die das Lager tragen kann. Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Belastungen:

    – die axiale Belastung : parallel zur Rotationsachse

    – die Radialbelastung : senkrecht zur Achse.

    Jeder Lagertyp ist spezifisch für das Tragen einer Axiallast oder einer Radiallast konzipiert. Man findet sogar Lager, die beide Lasten unterstützen: in diesem Fall spricht man von einer kombinierten Last. Wenn Sie beispielsweise eine kombinierte Last tragen müssen, raten wir Ihnen, sich für ein Kegelrollenlager zu entscheiden. Wenn Sie ein Lager benötigen, das eine große Radiallast tragen muss, raten wir Ihnen zu einem Zylinderrollenlager. Suchen Sie jedoch ein Lager, das weniger schwere Lasten tragen soll, kann ein Kugellager ausreichend sein, da es oftmals weniger kostspielig ist.

    Die Rotationsgeschwindigkeit ist ein weiteres Element, dem Rechnung getragen werden muss. Es gibt Lager, die hohen Geschwindigkeiten standhalten müssen. So gestattet das Vorhandensein eines Käfigs für Zylinderrollenlager und Nadellager größere Geschwindigkeiten als Lager, die keinen Käfig besitzen. Es geschieht jedoch, dass die Wahl einer höheren Geschwindigkeit zum Nachteil der Last geschieht.

    Man sollte auch das mögliche Vorhandensein von Ausrichtungsfehlern in Betracht ziehen; manche Lager sind nicht für diese Konfigurierung geeignet, wie z.B. zweireihige Kugellager. Es muss also auf den Aufbau des Lagers geachtet werden: Spann- und Pendelrollenlager unterstützen problemlos diese Ausrichtungsfehler. Wir raten Ihnen dementsprechend, sich über selbstausrichtende zu informieren , die diese durch eine Krümmung der Welle oder Fehler bei der Installation hervorgerufenen Fehler automatisch korrigieren.

    Auf dieselbe Weise sind die Nutzungsbedingungen von grundlegender Bedeutung für die Wahl des idealen Lagers. Die Umgebung Ihrer Anwendung muss also analysiert werden. Möglicherweise ist Ihr Lager einer Reihe von Hintergrundbelastungen ausgesetzt. Anwendungen im Arbeitsumfeld können Lärmbelästigungen, Stöße und / oder Vibrationenauslösen. Ihr Lager muss also zum Einen diese Stöße ertragen, darf aber zum Anderen keine Störung darstellen.

    Ein weiteres zu berücksichtigendes Element ist die Lebensdauer des Lagers. Diverse Faktoren, wie die Geschwindigkeit oder die wiederholte Nutzung, können die Lebensdauer eines Lagers beeinflussen.

    Die Wahl einer Dichtigkeitsvorrichtung ist vorrangig, um das korrekte und dauerhafte Funktionieren eines Lagers zu gewährleisten; es muss also darauf geachtet werden, dass das Lager stets vor eventuellen Verschmutzungen und äußeren Einwirkungen geschützt ist, wie z.B. Staub, Wasser, ätzende Flüssigkeiten oder veraltete Gleitmittel. Diese Wahl richtet sich nach der Art des Gleitmittels, den Umgebungsbedingungen (und somit der Art der Kontaminierung), dem Flüssigkeitsdruck und der Rotationsgeschwindigkeit.

    Um einen ersten Angriffspunkt zu nennen: der Flüssigkeitsdruck ist ein determinierendes Element bei der Wahl der Dichtigkeit. Ist der Druck hoch, (z.B. 2-3 bar), so ist eine mechanische Dichtung ideal. Anderenfalls ist die Wahl unmittelbar abhängig von der Art des Gleitmittels, d.h. Fett oder Öl. Für eine Schmierung mit Fett z.B. sint die am häufigsten verwendeten Lösungen Deflektoren oder Dichtungsscheiben, enge Durchgänge, die bearbeitet oder mit Rillen versehen sind; bei einer Ölschmierung beinhaltet die Dichtungsvorrichtung oftmals eine Rinne zum Auffangen des Öls.

    Auch die Anwendungsbedingungen können Ihre Wahl beeinflussen, insbesondere bei der Montage des Lagers. Steifheit und Präzision Ihrer Anwendung müssen berücksichtig werden. In manchen Fällen können Sie die Verwendung einer Vorlast bei der Montage Ihres Lages in Betracht ziehen, um die Steifheit zu vergrößern. Diese Vorlast hat außerdem positive Auswirkungen auf die Lebensdauer des Lagers und die Lärmemission Ihres Systems. Bitte beachten Sie, dass die Wahl der Vorlast (radial oder axial) die Kenntnisnahme der Steifheit aller Teile mit Hilfe einer Software oder durch Experimente voraussetzt.

    Bei Ihren Auswahlkriterien müssen Sie weiterhin das ideale Material für Ihr Lager berücksichtigen. Die Lager können aus Metall, Kunststoff oder Keramik sein. Das Material des Lagers hängt von dem geplanten Einsatz ab. Wir raten Ihnen, das Lager mit der größten Druckfestigkeit zu wählen. Es muss in diesem Zusammenhang jedoch erwähnt werden, dass das verwendete Material den Preis des Lagers beeinflusst.

     

    Auswahlkriterien für ein Wälzlager

    • Belastung
    • Dichtigkeit
    • Rotationsgeschwindigkeit
    • Lebensdauer
    • Steifheit
    • Präzision
    • Schwingungen und Stöße
  • Warum ein Kugellager?

    Kugellager der Marke NTN SNR
    Kugellager der Marke NTN SNR

    Kugellager werden oftmals für einen Radialkontakt optimiert: das bedeutet, dass sie extrem nützlich sind, wenn die Kraft, die Sie auf das Lager anwenden wollen, senkrecht zu seiner Rotationsachse wirkt. Zweireihige Kugellager sind jedoch für einen Schrägkontakt optimiert. Möchten Sie ein Kugellager für eine Axiallast verwenden, so ist es wichtig zu wissen, dass diese Anlage nur gemäßigte Axiallasten trägt. Dieser Fehler kann jedoch mittels einer Konstruktion mit zwei Kugelreihen umgangen werden. Kugellager sind nicht nur preiswert, sie sind auch kompakt und damit die am meisten verwendeten Lager.

    Für kleine Lager mit großer Geschwindigkeit raten wir Ihnen nachdrücklich zum Kauf von Kugellagern.

  • Warum ein Zylinderrollenlager?

    Zylinderrollenlager der Marke NTN SNR
    Zylinderrollenlager der Marke NTN SNR

    Zylinderrollenlager gestatten das Tragen von großen oder sogar sehr großen Radiallasten. Der Markt bietet verschiedene Zylinderrollenlager an. Sie unterscheiden sich durch die Anzahl der Rollenreihen (eine, zwei oder vier) und sie sind mit oder ohne Käfig verfügbar. Durch einen Käfig kann das Lager große Radiallasten und eine erhöhte Geschwindigkeit tragen. Ist kein Käfig vorhanden, so kann das Lager über mehrere Reihen Rollen verfügen und dementsprechend noch höhere Radiallasten tragen. Der einzige Nachteil besteht darin, dass die Lager mit zylindrischen Rollen ohne Käfig weniger hohe Geschwindigkeiten vertragen als die Modelle mit Käfig.

    Lager mit zylindrischen Rollen sind weiterhin sehr robust und haben eine lange Lebensdauer. Hinzukommt, dass manche Lager auch eine Axiallast tragen können, unter der Bedingung, dass die externen und internen Ringe keine Schulter haben. Ist dies der Fall, so können Sie Ihr Lager nicht für eine Axiallast verwenden.

  • Warum ein Kegelrollenlager?

    Kegelrollenlager der Marke TIMKEN
    Kegelrollenlager der Marke TIMKEN

    Kegelrollenlager können radiale, axiale und kombinierte Lasten tragen (d.h. beide gleichzeitig). Durch die große Steife können die Lasten sehr schwer sein. Wenn Sie zwischen einem Kugel- und einem Kegelrollenlager zögern, ist zu bemerken, dass bei gleichen Ausmaßen ein Kegelrollenlager schwerere Lasten tragen kann.

    Dementsprechend empfehlen wir Ihnen dieses Lagerkonzept für Anwendungen wie Maschinenspindeln, Fahrzeugantriebe (für Automobile, Schiffe und Hubschrauber) oder für Radzapfen von Autos oder LKWs.

  • Warum ein Nadellager?

    Nadellager der Marke SCHAEFFLER
    Nadellager der Marke SCHAEFFLER

    Wie die Zylinderrollenlager gibt es Nadellager mit oder ohne Käfig. Durch das Vorhandensein eines Käfigs kann das Lager eine sehr hohe Geschwindigkeit aufnehmen, wogegen ein Nadellager ohne Käfig eine sehr schwere Radial- oder Axiallast tragen kann. Bemerkt werden muss auch, dass diese Lager kleinformatig sind, also nur beschränkt Platz brauchen. Sie werden regelmäßig verwendet, z.B. in Gangschaltungen.

  • Welche Montage für mein Lager?

    Jeder Lagertyp kann radial, pendelnd oder als Spannlager konzipiert sein. Radiallager sind die am häufigsten verbreiteten. Spannlager sind Radiallager, die, wie auch die Pendellager, in wirksamer Weise Ausrichtungsfehler automatisch ausgleichen können.

    Sie unterscheiden sich von den Pendellagern auf Kugeln oder Rollen insofern, als sie einen weniger großen Schwenkwinkel als Letztere aufweisen. Je größer der Schwenkwinkel, desto besser erträgt das Lager Ausrichtungsfehler.

    Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist folgender: je nach Anwendung benötigen Sie eine drehende Welle (z.B. das Radlager der Antriebsräder eines Autos) oder eine drehende Nabe (wie ein Waschmaschinenlager).

    Anschließend muss sorgfältig auf die Montage der Lager geachtet werden. Liegen zwei Lager zu nah beieinander, so muss die O-Montage bevorzugt werden, damit sie sich nicht behindern. Anderenfalls muss auf die X-Montage zurückgegriffen werden.

    Schließlich besitzt noch jedes Lager spezifische Abmessungen. Diese Abmessungen, in mm ausgedrückt, sind Gegenstand internationaler Normen. Dementsprechend raten wir Ihnen, auf die Bohrung des Lagers zu achten, d.h. auf den Innendurchmesser (immer durch den Buchstaben d gekennzeichnet), auf den Außendurchmesser (ausgedrückt durch den Buchstaben D) und auf die Breite (Buchstabe B).

    Bautypen und Abmessungen eines Lagers

    • Radiallager
    • Pendelrollenlager
    • Spannlager
    • X-Installierung
    • O-Installierung
    • Innendurchmesser d (mm)
    • Außendurchmesser D (mm)
    • Breite B (mm)
  • Wie schmiere ich mein Lager?

    Beispiel eines fettgeschmierten Lagers
    Beispiel eines fettgeschmierten Lagers

    Die Wahl des Gleitmittels ist ein grundlegender Faktor für ein einwandfreies Funktionieren und eine lange Lebensdauer der Lager. Ein Gleitmittel sorgt für:

    • eine gleitende Bewegung
    • die Vermeidung von Abnutzung und vorzeitiger Ermüdung
    • die Vermeidung interner Reibungen
    • die Abdichtung des Lagers gegen Fremdkörper von außen
    • die Reduzierung der Lärmbelästigung
    • Korrosionsschutz

    Sie haben 2 Auswahlmöglichkeiten: Fett oder Öl.

    Im Allgemeinen ist die Fettschmierung sicherlich die einfachste und wirksamste beider Möglichkeiten, da sie alle oben erwähnten Funktionen erfüllt und einen problemlosen Ablauf mit geringer Wartung gestattet. Ist Ihr Lager jedoch in eine mit Öl geschmierte Maschine eingebaut, so raten wir Ihnen, dasselbe System auch weiterhin anzuwenden.

    Die Wahl des Gleitmittels hängt immer von drei Faktoren ab: von der Last, der Funktionsweise (durchgehend oder intermittierend) und der Rotationsgeschwindigkeit. Wenn das Lager starken Belastungen, einem durchgängigen Betrieb und einer hohen Rotationsgeschwindigkeit ausgesetzt ist, so ist die Ölschmierung die ideale Lösung, um ein sicheres Funktionieren Ihres Lagersystems zu gewährleisten.

    Sind die Belastungen jedoch geringer und die Geschwindigkeit begrenzt, so ist eine Fettschmierung absolut ausreichend.

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