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Wälzlager

Zum Begriff Wälzlager

Wälzlager zählen heute zu den am häufigsten eingesetzten Maschinenelementen. Sie bestehen meist aus einem Innen- und aus einem Außenring, die durch rollende Wälzkörper beweglich verbunden sind. In der Technik finden sie Verwendung als Fest- oder Loslager zur Fixierung von Wellen oder Achsen. Dabei nehmen sie je nach Bauart radiale und axiale Kräfte auf und ermöglichen die Rotation der Welle oder gelagerter Komponenten.

Typen von Wälzlagern

Kugelrollenlager mit hoher Tragzahl von Schaeffler ms004

Grundsätzlich unterscheidet man in der Konstruktion zwischen Radiallagern und Axiallagern. Innerhalb dieser Grobeinteilung finden sich heute sechs Grundtypen von Wälzlagern: Als die bekannteste Bauform von Wälzlagern gelten die Kugellager, bei denen Kugeln als Wälzkörper dienen. Kugellager sind die häufigsten verwendeten Wälzlager. Hier gibt es die breiteste Auswahl. Bei anderen Wälzlager-Typen sind die Wälzkörper als Zylinder, Nadeln, Tonnen oder Kegel ausgeführt und laufen in einem Käfig. Manche Wälzlagertypen und Sonderausführungen haben keinen Käfig. Als Käfigwerkstoff wurde früher meist Messing verwendet, heute besteht der Käfig oft aus Kunststoff. Messingkäfige gibt es aber weiterhin. Vielen Wälzlagertypen verwenden Käfige aus niederlegiertem, nicht gehärtetem Stahl.

Zylinderrollenlager von NKE ms022

Zu den Radiallagern zählen beispielsweise Rillenkugellager, Schrägkugellager (einreihig, zweireihig) Vierpunktlager, Schulterkugellager, Pendelkugellager, Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager sowie Tonnen- und Pendelrollenlager. Auch Nadellager und Toroidalrollenlager sind dieser Gruppe zuzuordnen. Zu den Axiallagern (manchmal auch als Drucklager bezeichnet) gehören die Axial-Rillenkugellager, Axial-Zylinderrollenlager sowie die Axial-Pendelrollenlager.

Die Abmessungen von Wälzlagern – also ihre Bohrung, ihre Außendurchmesser, ihre Breite etc. – unterliegt größtenteils der Normung. Überdies gibt es Lager auch in fertigen, beweglichen Lagerböcken. Einige Bautypen werden mit Dichtscheiben und Dauerschmierung oder Abdeckscheiben geliefert. Die Auswahl von Wälzlagern erfolgt anhand von Tabellenbüchern und Online-Katalogen. Ihre Kennungen setzen sich zusammen aus Buchstaben und Zahlen, die der Logik der DIN 623 folgen.

Werkstoffe für Wälzlager

Die weitaus meisten Wälzlager bestehen heute aus Chromstahl. Für besondere Einsatzfelder gibt es aber auch Lager aus rostfreiem Stahl, technischer Keramik, Hybrid-Werkstoffen, Werkstoff-Kombinationen (z.B. Kunststoff mit Wälzkörpern aus Glas oder Keramik). Überdies gibt es Wälzlager, bei denen Auße- und Innenring über stromisolierende Beschichtungen verfügen.

Montage von Wälzlagern

Wälzlager werden meist auf Wellen oder Achsen montiert. Bei Bauformen ohne getrennten Innen- und Außenring lassen sich die Laufflächen direkt auf die Welle oder Achse oder in das Lagergehäuse einpressen. Das Wälzlager wird dabei in diese Komponenten integriert. Diese Variante wird vorwiegend aus Platzgründen gewählt. Daher sind vor allem Nadelrollen für diese Aufgabe prädestiniert. Die Lager werden meist per Sicherungsring, Sicherungsmutter oder Abstandshülse gegen Verrutschen gesichert. Zum Schutz vor Verschmutzungen werden Lager in ein Lagergehäuse eingebaut oder mit einem Wellendichtring abgedeckt. Beim Einbau der Lager darf die Einpresskraft nie über den Wälzkörpersatz geleitet werden. Mit Spezialwerkzeugen wie einer Einschlaghülse wird das Lager zum Beispiel nur über den Außenring eingetrieben. Nadellager müssen mit einem Dorn eingepresst werden. Beim Ausbau der Lager muss das passende Werkzeug verwendet werden (Abzieher).

Standzeiten von Wälzlagern

Die Standzeit eines Wälzlagers richtet sich nach vielen Faktoren. Einige Einflussgrößen sind mess- oder berechenbar (Lagerbelastung, Oberflächengüte); andere können nicht numerisch bestimmt werden (Verschmutzung, Schmierzustand). Die Standzeiten und Laufleistungen von Wälzlagern reichen je nach Lagertyp und Einsatzgebiet von wenigen hundert Stunden bis zu vielen Tausend Stunden. Manche Lager vertragen je nach Belastung bis zu drei Milliarden Umdrehungen.

Wälzlager und SCOPE

Das Industrie-Magazin SCOPE und sein Internet-Fachportal SCOPE-ONLINE berichten regelmäßig in verschiedenen Facetten über Wälzlager und ihren Einsatz in Maschinen- und Anlagenbau, Sondermaschinenbau, Verfahrenstechnik, Automobil- und Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt sowie vielen anderen Bereichen.

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