Wälzlager-Merkmale

Andreas Mühlbauer,

Wälzlagerausführungen richtig auswählen

Die anwendungstechnische Praxis zeigt, dass die anwenderseitige Auswahl des korrekten Wälzlagertyps mithilfe der herstellerseitig zur Verfügung gestellten Unterlagen und Werkzeuge sowie auf Basis vergleichbarer Anwendungen möglich ist. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Lagermerkmale und eine Hilfestellung für Auslegungen. 

Die Produktionslinie bei NKE in Steyr. © NKE

Bei der Wahl des eines Wälzlagers stehen zumeist zwei komplementäre Faktoren im Vordergrund:

  • die erwünschte Lebensdauer des Wälzlagers in der Anwendung als Ergebnis der Relation zwischen der dynamischen Tragzahl und den auftretenden Kräften, deren Wirkrichtung(en) und der Drehzahl,
  • die Baugröße der Wälzlager im Verhältnis zum verfügbaren Bauraum in der Anwendung.

Es gibt noch weitere funktionskritische Lagermerkmale, die nicht immer mit der notwendigen Aufmerksamkeit betrachtet werden und daher zu Problemen führen können. Diese sind unter anderem die Lagerluft, der Käfig, die Schmierung sowie die angebotenen Dichtungsvarianten, insbesondere bei Radialrillenkugellagern. Im Folgenden ein Überblick über diese Lagermerkmale und damit verknüpfte Fragestellungen.

Als nominelle Lagerluft bezeichnet man das Maß, um das sich die beiden Ringe eines Lagers im nicht eingebauten Zustand von einer Endlage in die andere verschieben lassen. Bei den meisten Radialwälzlagern wird die radiale Verschiebbarkeit beziehungsweise die radiale Lagerluft angegeben, während bei gepaarten oder zweireihigen Schrägkugellagern und Kegelrollenlagern eine Angabe der axialen Lagerluft erfolgt. Die Lagerluft wird dabei in Lagerluftklassen zusammengefasst, die für Standard-Radiallager genormt sind.

Anzeige

Wichtiger Parameter: die Lagerluft

Die Lagerluft beeinflusst die Funktions- und Leistungsfähigkeit des Wälzlagers, und mit Ausnahme spezieller Anwendungen ist davon auszugehen, dass ein Wälzlager über eine Betriebslagerluft, das sogenannte Betriebsspiel, verfügen muss. Diese Betriebslagerluft resultiert primär aus der gewählten Lagerluftklasse im Zusammenspiel mit den für die Anwendung erforderlichen Wellen- und Gehäusepassungen, den verwendeten Materialien und deren Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie dem Temperaturunterschied zwischen Welle und Gehäuse im Betrieb. In der Regel führen diese Faktoren zu einer „Einschnürung“ des Lagers, die die nominelle Lagerluft vermindert und zu einer unbeabsichtigten Vorspannung führen kann. Da dies erhebliche Reibungsverluste, zusätzliche Wärmeentwicklung und häufig vorzeitigen Lagerausfall mit sich bringt, sollte man das Betriebsspiel bei der Lagerauswahl genauer betrachten.

Grundsätzlich liefern Hersteller Wälzlager mit einem Standardkäfig, der sich für „normale“ Anwendungen eignet. Eine gründliche Prüfung der Käfigausführung ist bei folgenden Betriebsbedingungen angebracht:

  • Betriebstemperatur. So wird beispielsweise bei einer maximalen Betriebstemperatur von 120 °C die Einsatzgrenze der PA6.6-Kunststoffkäfige erreicht. Darüber hinaus sind Metallkäfige oder Käfige aus speziellen Kunststoffen notwendig.
  • Hohe Beschleunigungen und geringe Lasten. In diesen Fällen ist abhängig von der Lagerbauform und -größe der Einsatz leichter Kunststoff- oder Stahlblechkäfige bzw. ringgeführter Käfige vorzusehen, um ein Verzögern oder Blockieren der Wälzkörper durch gewichtsbedingte Schlupfschäden zu verhindern.
  • Dies gilt ebenso für Anwendungen, die Stößen, Vibrationen und hohen Fliehkräften ausgesetzt sind.
  • Schmiersituation. Allgemein müssen bei Fettschmierung wälzkörpergeführte Käfige zum Einsatz kommen, da bei ringgeführten Käfigen die Ausbildung des notwendigen Schmierfilms im Spalt zwischen Käfig und Ring nicht gewährleistet ist. Ölgeschmierte Lager unterliegen nicht diesen Einschränkungen. Speziell beim Einsatz vollsynthetischer Öle ist jedoch Vorsicht bei der Verträglichkeit insbesondere mit technischen Kunststoffen und Gummi geboten.

Der Einfluss der Schmierung

Die Auswahl eines korrekten Schmierstoffs und die Einordnung der Leistungsfähigkeit und Gebrauchsdauer standardmäßig eingesetzter Schmierstoffe in vorbefetteten und abgedichteten Radialrillenkugellagern wird häufig unterschätzt. Einerseits ist auf die bestmögliche Schmierwirkung zu achten. Andererseits unterliegt jeder Schmierstoff in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen einer Alterung, wobei sich seine Leistungsfähigkeit und Gebrauchsdauer typischerweise vor dem Wälzlager erschöpft. Hier kommt der Betriebstemperatur eine entscheidende Bedeutung zu.

NKE bietet diverse Standard-Lager mit unterschiedlichen Käfigen in abgedichteter und nicht abgedichteter Bauform an. © NKE

Auch hinsichtlich des Einsatzes und der Leistungsfähigkeit der angebotenen Dichtungsvarianten – insbesondere bei Radialrillenkugellagern – bestehen Fehleinschätzungen. So sind berührende Wälzlagerdichtungen grundsätzlich nicht flüssigkeitsdicht. Dies resultiert einerseits aus dem geringen Bauraum und andererseits aus dem notwendigen Kompromiss zwischen Dichtwirkung und Minimierung der Reibung. Daher ist der Einsatz verschiedener Standard-Dichtungsbauformen im Sinne der erforderlichen Schutzwirkung und der resultierenden Reibung immer gegeneinander abzuwägen und bei Bedarf der Einsatz von Sonderausführungen oder vorgelagerte Dichtungen in Betracht zu ziehen.

Häufig entsteht im Bereich des Dichungsspaltes oder der Dichtlippe bei lebensdauergeschmierten Lagern ein „Fettkragen“. Dieser ist Resultat von Fettverteilungs- und Verdrängungsprozessen im Lager, wodurch eine geringe Fettmenge nach außen gelangt. Dies stellt keinen Qualitätsmangel dar, sondern bietet einen zusätzlichen Schutz, da Schmutzpartikel außerhalb des Wälzlagers gebunden werden.

Die angesprochenen Punkte sind nur ein kleiner, aber wichtiger Auszug aus der Vielzahl der Aspekte, die beim Einsatz von Wälzlagern beachtet werden müssen. Weitere Informationen finden sich in entsprechenden Fachpublikationen sowie dem Hauptkatalog von NKE Austria. Zusätzlich bietet NKE ein Kompetenzzentrum zur Hilfestellung bei der Auslegung von Wälzlagerungen und zur Klärung technischer Detailfragen.

David Schaljo, Leiter Anwendungstechnik NKE Austria / am

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Schmiersysteme

Wälzlager-Ausfälle verhindern

Über die Hälfte der vorzeitigen Ausfälle von Wälzlagern sind mit einer korrekten Schmierung vermeidbar. Mit Einsatz der Perma-Schmiersysteme wird das Lager kontinuierlich mit frischem Schmierstoff versorgt.

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem SCOPE Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite