Walzenlager / Kugellager

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Walzenlager: Wälzlager sind Lager, bei denen zwei zueinander bewegliche Komponenten, der sogenannte Innenring sowie der Außenring durch rollende Körper getrennt sind. Zwischen den drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und Wälzkörper tritt hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung dieser Lager relativ gering. Bei modernen Wälzlagern werden die Wälzkörper (Kugeln, Rollen, Nadeln, Tonnen oder Kegel) durch einen Käfig in gleichem Abstand gehalten. Ältere Wälzlagertypen und Sonderausführungen kommen ohne Käfig aus. Vor allem Wälzlager in Steuerungssystemen von Flugzeugen haben keinen Käfig. Dadurch können mehr Wälzkörper pro Lager eingesetzt werden, was die Belastbarkeit deutlich erhöht. Jedoch eignen sie sich nicht für Drehzahlen größer als ca. 300 Umdrehungen pro Minute. Käfigwerkstoff war früher Messing, wegen erhöhter Laufruhe. Heute wird der Käfig aus Kosten- und Gewichtsgründen aus Kunststoff (Polyamid) gefertigt. Messingkäfige gibt es weiterhin für Sonderanwendungen. Üblicherweise werden Wälzlager auf Wellen oder Achsen montiert. Zum Schutz vor Verschmutzungen werden Lager in ein Lagergehäuse eingebaut. Bei Sonderbauformen (unter Verzicht auf einen getrennten Innen- und Außenring) können die geschliffenen bzw. gerollten und gehärteten Laufflächen direkt auf die Welle bzw. Achse und/oder in das Lagergehäuse eingebracht und das Wälzlager somit in diese Komponenten integriert werden. Die Lagerlebensdauer hängt von zahlreichen Faktoren ab. Einige Einflussgrößen sind mess- oder berechenbar (wie etwa Lagerbelastung oder Oberflächengüte der Komponenten). Andere können nicht numerisch bestimmt werden (Verschmutzung oder genauer Schmierzustand). Einfache Berechnungstools gibt es auf den Seiten der Hersteller Wälzlager werden in den Anwendungsgebieten bevorzugt verwendet, wo Lagerungen bei kleinen Drehzahlen und hohen Lasten reibungsarm arbeiten sollen und dort, wo sich Drehzahlen häufig ändern. Ein weiteres Kriterium kann der geringe Schmierungsbedarf von Wälzlagern sein. Es wird zwischen Radial- und Axiallagern unterschieden. Zur Einordnung in diese beiden Kategorien wird der Druckwinkel a zur Hilfe genommen. Der Druckwinkel ist der Winkel zwischen der Radialebene und der Drucklinie, wobei die Lage der Drucklinie stark von den verwendeten Wälzkörpern und den Rollbahnen abhängig ist. Der bekannteste Typ ist das Rillenkugellager, es ist dafür ausgelegt, überwiegend radiale Kräfte aufzunehmen. Da die Kugeln eng an den relativ tiefen Laufrillen anliegen, kann dieses Lager auch geringe axiale Kräfte aufnehmen. Eine Faustregel besagt, dass die axiale Belastbarkeit ungefähr 10% der radialen Belastbarkeit beträgt. Das Schrägkugellager kann axiale Kräfte in einer Richtung und radiale Kräfte aufnehmen. Sie werden meist paarweise eingebaut und vorgespannt. Der paarweise Einbau kann in Form von Tandem-, O- oder X-Ausführung erfolgen. Je nach Einbauart verändern sich die axial aufnehmbaren Kräfte. Durch die Rollbahnneigung entsteht auch bei rein radialer Belastung eine nicht zu ignorierende (innere) Axialkraft. Das Schulterkugellager ist eine spezielle und zerlegbare Form des Rillenkugellagers. Es hat nur eine geringe Tragfähigkeit in radialer und in einseitig axialer Richtung und wird für Geräte mit geringen Belastungen verwendet, wie zum Beispiel Messgeräte und Haushaltsgeräte. Das Pendelkugellager besitzt zwei Kugelreihen. Die Rollenlaufbahn des Außenrings hat eine Hohlkugelform. Innenring, Käfig und Kugeln lassen sich um wenige Winkelgrade aus der Mittelstellung schwenken. So können Fluchtfehler oder Durchbiegungen der Welle durch das Pendellager ausgeglichen werden. Die Belastung kann sowohl axial als auch radial in beide Richtungen erfolgen. Das Zylinderrollenlager hat eine große radiale Tragfähigkeit, allerdings ist es in axialer Richtung nicht bzw. nur sehr wenig belastbar. Wälzkörper von Zylinderrollenlagern sind Kreiszylinder. Sie werden in unterschiedlichen Bauformen gefertigt. Abhängig von der Bauform können sie ausschließlich radiale, oder radiale und axiale Kräfte aufnehmen. Diese unterscheiden sich durch Anordnung der \"Borde\" am Innen- und Außenring. Bei fehlenden Borden kann der Innenring abgezogen werden, bei der Variante NU sogar von beiden Seiten. Daher eignen sich Zylinderrollenlager für Fest-/Loslagerungen, denn Axialverschiebungen sind in gewissen Grenzen möglich. Dieses Lager ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr hoch belastbar und wird in der Regel paarweise eingebaut. Die Rollkörper haben die Form eines Kegelstumpfes, außerdem sind sie etwas gegen die Wellenachse geneigt. Diese Art von Lagern kann sowohl radiale als auch größere axiale Belastung aufnehmen, z.Bsp. Radlager von Kraftfahrzeugen. Sie besitzen den Vorteil, dass man das Spiel einstellen kann. Die Kegelachsen von Innenring, Außenring und Kegelrollen treffen sich in einem Punkt auf der Drehachse, denn nur dann können die Kegelrollen ohne Schlupf abrollen. Diese Ausführung eines Wälzlagers ist für hohe stoßartige Radialkräfte ausgelegt, allerdings in Axialrichtung nur gering belastbar. Es eignet sich gut zum Ausgleichen von Fluchtfehlern. Diese sind winkeleinstellbar (bis zu 4° aus der Mittellage), da der Außenring eine kugelförmige Lauffläche hat. Die Rollkörper, die sog. Tonnenrollen, sind fassförmig. Tonnenlager sind einreihig, d.h. sie besitzen eine Reihe von Tonnenrollen in einem Käfig. Das Pendelrollenlager hält höchsten axialen und radialen Belastungen stand und eignet sich gut um Fluchtfehler auszugleichen. Pendelrollenlager sind, wie die Tonnenlager, winkeleinstellbar (bis zu 2° bei geringer Belastung, sonst bis 0,5°), jedoch zweireihig. Sie sind für schwerste Belastungen geeignet, weisen also hohe Tragzahlen auf. Die kreiszylindrischen Wälzkörper haben eine große Länge im Verhältnis zum Wälzkörperdurchmesser. Dadurch haben sie eine sehr geringe Baugröße und werden daher häufig in Getrieben verwendet. Gerade bei Nadellagern wird häufig auf einen Innenring verzichtet. Ein Nadellager ohne Innenring bezeichnet man als Nadelhülse, ist der Außenring aus tiefgezogenen, gehärtetem Stahlblech einseitig geschlossen, bezeichnet man dies als Nadelbüchse. Für besonders platzsparende Lagerungen wird auch auf den Außenring verzichtet und nur ein Nadelkäfig eingesetzt. Neben Radial-Nadellagern werden ebenfalls Axiallager gefertigt, wobei hier Schlupf zwischen Wälzkörpern und Anlaufscheiben in Kauf genommen wird. Beim Axial-Rillenkugellager laufen die Kugeln zwischen zwei oder drei Scheiben, abhängig davon, ob die Axialkraft in beiden Richtungen auftritt oder nur in einer. Bei beidseitiger Krafteinwirkung wird die mittlere Scheibe auf der Welle festgehalten, die beiden äußeren im Gehäuse. Diese Lager können ausschließlich Axialkräfte aufnehmen. Dieser Lagertyp ist aufgebaut aus aus einer Wellenscheibe, einer Gehäusescheibe und einer Einheit mit zylindrischen Rollen und Käfig. Er eignet sich besonders schwere Axiallasten. Üblicherweise werden Wälzlager aus Chromstahl gefertigt, sehr hart, aber leicht rostend, in der Stahlsorte 100Cr6 (Werkstoff-Nr. 1.3505), ein Stahl mit einem Gehalt von ca. 1% Kohlenstoff und 1,5% Chrom. Für besondere Betriebsbedingungen gibt es Lager aus rostfreiem Stahl, Keramik (in der Regel aus Siliziumnitrid) und Hybridlager, bei denen die Lagerringe aus Stahl, die Wälzkörper jedoch aus Keramik (Siliziumnitrid oder Zirkondioxid) bestehen. Für einen besonders geräuscharmen Lauf werden auch häufig Kunststoffe als Werkstoffe für die Wälzkörper verwendet. Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Dieser Artikel beschäftigt sich mit rotierenden Wälzlagern. Translatorische Wälzlager siehe Linearkugellager Wälzlager sind Lager, bei denen zwei zueinander bewegliche Komponenten, der sogenannte Innenring sowie der Außenring durch rollende Körper getrennt sind. Zwischen den drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und Wälzkörper tritt hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung dieser Lager relativ gering. Bei modernen Wälzlagern werden die Wälzkörper (Kugeln, Rollen, Nadeln, Tonnen oder Kegel) durch einen Käfig in gleichem Abstand Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager gehalten. Ältere Wälzlagertypen und Sonderausführungen kommen ohne Käfig aus. Vor allem Wälzlager in Steuerungssystemen von Flugzeugen haben keinen Käfig. Dadurch können mehr Wälzkörper pro Lager eingesetzt werden, was die Belastbarkeit deutlich erhöht. Jedoch eignen sie sich nicht für Drehzahlen größer als ca. 300 Umdrehungen pro Minute. Käfigwerkstoff war früher Messing, wegen erhöhter Laufruhe. Heute wird der Käfig aus Kosten- und Gewichtsgründen aus Kunststoff (Polyamid) gefertigt. Messingkäfige gibt es weiterhin für Sonderanwendungen. Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Üblicherweise werden Wälzlager auf Wellen oder Achsen montiert. Zum Schutz vor Verschmutzungen werden Lager in ein Lagergehäuse eingebaut. Bei Sonderbauformen (unter Verzicht auf einen getrennten Innen- und Außenring) können die geschliffenen bzw. gerollten und gehärteten Laufflächen direkt auf die Welle bzw. Achse und/oder in das Lagergehäuse eingebracht und das Wälzlager somit in diese Komponenten integriert werden. Die Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Lagerlebensdauer hängt von zahlreichen Faktoren ab. Einige Einflussgrößen sind mess- oder berechenbar (wie etwa Lagerbelastung oder Oberflächengüte der Komponenten). Andere können nicht numerisch bestimmt werden (Verschmutzung oder genauer Schmierzustand). Einfache Berechnungstools Wälzlager werden in den Anwendungsgebieten bevorzugt verwendet, wo Lagerungen bei kleinen Drehzahlen und hohen Lasten reibungsarm arbeiten sollen und dort, wo Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager sich Drehzahlen häufig ändern. Ein weiteres Kriterium kann der geringe Schmierungsbedarf von Wälzlagern sein. Es wird zwischen Radial- und Axiallagern unterschieden. Zur Einordnung in diese beiden Kategorien wird der Druckwinkel a zur Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Hilfe genommen. Der Druckwinkel ist der Winkel zwischen der Radialebene und der Drucklinie, wobei die Lage der Drucklinie stark von den verwendeten Wälzkörpern und den Rollbahnen abhängig ist. Kugellager Zylinderrollenlager Nadellager Kegelrollenlager Tonnenlager Kugellager sind die häufigsten verwendeten Wälzlager. Rillenkugellager (DIN 625) Der bekannteste Typ ist das Rillenkugellager, es ist dafür ausgelegt, überwiegend radiale Kräfte aufzunehmen. Da die Kugeln eng an den relativ tiefen Laufrillen anliegen, kann dieses Lager auch geringe axiale Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Kräfte aufnehmen. Eine Faustregel besagt, dass die axiale Belastbarkeit ungefähr 10% der radialen Belastbarkeit beträgt. axiale Belastung im Allgemeinen den Wert 0,5 C0, bei kleinen und leichten Lagern 0,25 C0 nicht übersteigen. Druckwinkel Rillenkugellager gibt es als Miniaturkugellager Schrägkugellager (DIN 628) Einreihig Das Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Schrägkugellager kann axiale Kräfte in einer Richtung und radiale Kräfte aufnehmen. Sie werden meist paarweise eingebaut und vorgespannt. Der paarweise Einbau kann in Form von Tandem-, O- oder X-Ausführung erfolgen. Je nach Einbauart verändern sich die axial aufnehmbaren Kräfte. Durch die Rollbahnneigung entsteht auch bei rein radialer Belastung eine nicht zu ignorierende (innere) Axialkraft. Druckwinkel Zweireihig Das zweireihige Schrägkugellager entspricht Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager 2 einreihigen Schrägkugellagern in O-Anordnung. Es ist radial und axial in beide Richtungen hoch belastbar Vierpunktlager (DIN 628) Dieses Wälzlager ist eine Sonderform des Schrägkugellagers mit einem Druckwinkel von. Es gibt 4 Berührpunkte der Wälzkörper mit den Laufbahnen und durch den geteilten Innenring können mehr Kugeln bei einer geringeren Abmessung verwendet werden. Aus diesem Grund erhöhen sich sowohl die aufnehmbaren Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager axialen als auch radialen Kräfte in beide Richtungen. Schulterkugellager (DIN 625) Das Schulterkugellager ist eine spezielle und zerlegbare Form des Rillenkugellagers. Es hat nur eine geringe Tragfähigkeit in radialer und in einseitig axialer Richtung und wird für Geräte mit geringen Belastungen verwendet, wie zum Beispiel Meßgeräte und Haushaltsgeräte. Pendelkugellager (DIN 630) Das Pendelkugellager besitzt zwei Kugelreihen. Die Rollenlaufbahn des Außenrings hat eine Hohlkugelform. Innenring, Käfig und Kugeln lassen sich um wenige Winkelgrade aus der Mittelstellung schwenken. So können Fluchtfehler oder Durchbiegungen der Welle durch das Pendellager ausgeglichen werden. Die Belastung kann sowohl axial als auch radial in beide Richtungen Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager erfolgen. Zylinderrollenlager (DIN 5412) Das Zylinderrollenlager hat eine große radiale Tragfähigkeit, allerdings ist es in axialer Richtung nicht bzw. nur sehr wenig belastbar. Wälzkörper von Zylinderrollenlagern sind Kreiszylinder. Sie werden in unterschiedlichen Bauformen gefertigt. Abhängig von der Bauform können sie ausschließlich radiale, oder Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager radiale und axiale Kräfte aufnehmen. Diese unterscheiden sich durch Anordnung der \"Borde\" am Innen- und Außenring. Bei fehlenden Borden kann der Innenring abgezogen werden, bei der Variante NU sogar von beiden Seiten. Daher eignen sich Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Zylinderrollenlager für Fest-/Loslagerungen, denn Axialverschiebungen sind in gewissen Grenzen möglich. Kegelrollenlager (DIN 720) Dieses Lager ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr hoch belastbar und wird in der Regel paarweise eingebaut. Die Rollkörper haben die Form eines Kegelstumpfes, außerdem sind sie etwas gegen die Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Wellenachse geneigt. Diese Art von Lagern kann sowohl radiale als auch größere axiale Belastung aufnehmen, z.Bsp. Radlager von Kraftfahrzeugen. Sie besitzen den Vorteil, dass man das Spiel einstellen kann. Die Kegelachsen von Innenring, Außenring und Kegelrollen treffen sich in einem Punkt auf der Drehachse, denn nur dann können die Kegelrollen ohne Schlupf abrollen. Tonnen- und Pendelrollenlager (DIN 635) Tonnenrollenlager Diese Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Ausführung eines Wälzlagers ist für hohe stoßartige Radialkräfte ausgelegt, allerdings in Axialrichtung nur gering belastbar. Es eignet sich gut zum Ausgleichen von Fluchtfehlern. Diese sind winkeleinstellbar (bis zu 4° aus der Mittellage), da der Außenring eine kugelförmige Lauffläche hat. Die Rollkörper, die sog. Tonnenrollen, sind fassförmig. Tonnenlager sind einreihig, d.h. sie besitzen eine Reihe von Tonnenrollen in einem Käfig. Pendelrollenlager Das Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Pendelrollenlager hält höchsten axialen und radialen Belastungen stand und eignet sich gut um Fluchtfehler auszugleichen. Pendelrollenlager sind, wie die Tonnenlager, winkeleinstellbar (bis zu 2° bei geringer Belastung, sonst bis 0,5°), jedoch zweireihig. Sie sind für schwerste Belastungen geeignet, weisen also hohe Tragzahlen auf. Nadellager Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Die kreiszylindrischen Wälzkörper haben eine große Länge im Verhältnis zum Wälzkörperdurchmesser. Dadurch haben sie eine sehr geringe Baugröße und werden daher häufig in Getrieben verwendet. Gerade bei Nadellagern wird häufig auf einen Innenring verzichtet. Ein Nadellager ohne Innenring bezeichnet man als Nadelhülse, ist der Außenring aus Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager tiefgezogenen, gehärtetem Stahlblech einseitig geschlossen, bezeichnet man dies als Nadelbüchse. Für besonders platzsparende Lagerungen wird auch auf den Außenring verzichtet und nur ein Nadelkäfig eingesetzt. Neben Radial-Nadellagern werden ebenfalls Axiallager gefertigt, wobei hier Schlupf zwischen Wälzkörpern und Anlaufscheiben in Kauf genommen wird. Axial-Rillenkugellager Beim Axial-Rillenkugellager laufen die Kugeln zwischen zwei oder Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager drei Scheiben, abhängig davon, ob die Axialkraft in beiden Richtungen auftritt oder nur in einer. Bei beidseitiger Krafteinwirkung wird die mittlere Scheibe auf der Welle festgehalten, die beiden äußeren im Gehäuse. Diese Lager können ausschließlich Axialkräfte aufnehmen. Üblicherweise werden Wälzlager aus Chromstahl gefertigt, sehr hart, aber leicht rostend, in der Stahlsorte 100Cr6 (Werkstoff-Nr. 1.3505), ein Stahl mit einem Gehalt von ca. 1% Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Kohlenstoff und 1,5% Chrom. Für besondere Betriebsbedingungen gibt es Lager aus rostfreiem Stahl, Keramik (in der Regel aus Siliziumnitrid) und Hybridlager, bei denen die Lagerringe aus Stahl, die Wälzkörper jedoch aus Keramik (Siliziumnitrid oder Zirkondioxid) bestehen. Für einen besonders geräuscharmen Lauf werden auch häufig Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Kunststoffe als Werkstoffe für die Wälzkörper verwendet. Wälzlager werden fast nur nach Tabellenbüchern oder Online-Katalogen (Links unten) ausgewählt. Die Bezeichnungen bestehen aus Kombinationen von Buchstaben und Zahlen, die nach einem logischen, in DIN 623 genormten Prinzip aufgebaut sind. So können Lager der gleichen Bezeichnung Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager unabhängig vom Hersteller eingesetzt werden. Das Bezeichnungsschema umfasst Vorsetzzeichen, Basiskennzeichen und Nachsetzzeichen Werte, die notwendig sind, ein Lager zu bemessen, sind: Radialkraft Axialkraft Drehzahl oder Geschwindigkeit Belastungsrichtung Durchbiegung und Schiefstellung der Welle oder Achse Tragzahl statisch, dynamisch (insb. Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager bei Linearlagern) Umgebungswerte, wie Temperatur Staubwerte Schwingungen Befestigung Je nachdem, ob es sich um ein Festlager oder ein Loslager handelt, werden Außenring und Innenring mit dem Gehäuse, bzw. mit der Welle fest verbunden. Die einfachste Art ist, beide Ringe ein- bzw. aufzupressen. Dazu müssen Welle und Gehäuse eine Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager bestimmte Maßtoleranz aufweisen. Auf der Welle kann der Innenring aber zwischen einem Anlaufbund und einer Spannschraube oder einer Mutter eingespannt sein oder mit einer Spannhülse gepresst werden. Im Gehäuse wird meist der Außenring mit dem Deckel gegen einen Anlaufbund gepresst oder mit einem Seegerring gehalten. Bei Loslagern gewährt Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager man dem Außenring ein gewisses Längsspiel, der Ring muss aber so eingepresst sein, dass er sich nicht mitdreht. Lagereinheiten Lagereinheiten bilden eine besonders einfache Möglichkeit für die Lagerung von Wellen. Sie werden hauptsächlich im Sondermaschinenbau und in landwirtschaftlichen Maschinen eingesetzt. Sie bestehen aus einem Radial-Rillenkugellager mit balligem (kugelförmigem) Außenring und einem Lagergehäuse. In dem Gehäuse kann das Lager um einige Winkelgrade verstellt werden, um Fluchtungsfehler auszugleichen. Die Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Lagergehäuse werden je nach Einsatzzweck aus Grauguß, Leichtmetallguß, Kunststoff oder Stahlblech gefertigt und können sehr einfach am Maschinenträger befestigt werden. Gängige Gehäuseformen sind: UCP = Stehlager, UCF = Quadratische Flanschlager, 4 Befestigungslöcher, UCFL = Flanschlager, 2 Befestigungslöcher, UCT = Spannlager. darüber Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager hinaus sind weitere Bauformen verfügbar, wie z.B. spannbare Flanschlager u.s.w. Die Befestigung der Welle erfolgt entweder mit Gewindestiften in einem einseitig verlängertem Innenring oder mit Hilfe eines Klemmrings. Hierzu hat der Innenring der Lagereinheit und der Klemmring jeweils eine exzentrisch-kegelige Eindrehung. Lageranordnung Bei der Anordnung von Wälzlagern auf z.B. einer Welle oder Achse wird die Anordnung der Lager Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager unterschieden in Fest-Los-Lagerung und Stützlagerung. Die Stützlagerung wird wiederum in schwimmende Lagerung und angestellte Lagerung unterschieden. Es ist unbedingt notwendig, dass eine der genannten Lageranordnungen gewählt werden, da sich das zu lagernde Element (z.B. Welle, Achse,...) aufgrund von Erwärmung ausdehnt und diese Ausdehnung Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager kompensiert werden muss. Des Weiteren können die bei der Fertigung entstandenen und unvermeidbaren Maßabweichungen aufgefangen werden. Fest-Los-Lagerung Bei dieser klassischen Art der Lagerung ist das Festlager so auf dem zu lagernden Element montiert, dass es sich nicht in axialer Richtung verschieben kann. Das Festlager nimmt also sowohl Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Radialkräfte, als auch Axialkräfte auf. Wie groß die maximal aufnehmbare Axialkraft sein kann, hängt von der Ausführung dieses Lagers ab. Das Loslager kann im Gegensatz zum Festlager in axialer Richtung wandern. Es können also keinerlei Axialkräfte von dem Loslager kompensiert werden. Stützlagerung Bei dieser Art der Lagerung teilt sich die Axialkraft auf beide Lager auf. Jedes der beiden Lager kann axiale Kräfte in eine Richtung aufnehmen, so, Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager dass beide Lager zusammen alle axialen Kräfte auffangen können. Axialluft Axialluft wird wie folgt beschrieben: Das Maß bei nicht eingebauten Lagern, um das sich die Lagerringe in axialer Richtung von einer Endlage in die andere bis zur Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager spannungsfreien Anlage gegeneinander verschieben lassen. Abdichtung Viele Wälzlager sind als abgedichtete Ausführung erhältlich. Folgende Dichtungen sind üblich: Z = einseitige Blechdeckscheibe mit Spaltdichtung ZZ = wie oben, beidseitig RS = einseitige, schleifende Gummidichtung 2RS = wie oben, beidseitig RU = einseitige, berührungslose Gummidichtung 2RU = wie oben, beidseitig Abmessungen Wälzlager sind sowohl in den Abmessungen (Bohrung, Außendurchmesser, Breite) als auch in den Belastbarkeiten weitgehend genormt. Außerdem gibt es Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager diese Lager auch in fertigen Lagerböcken (siehe Lagereinheiten, Gehäuselager), die ggf. schwenkbar sind oder Gummipuffer zur Stoßdämpfung haben. Manche Bauformen werden auch mit Dichtscheiben und Dauerschmierung oder Abdeckscheiben geliefert (Nachsetzzeichen 2RS bzw. je nach Hersteller 2Z oder ZZ), so dass die Laufflächen Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager vor Schmutz oder Staub geschützt sind. Eine einfache Zuordnung der Lagerbezeichnung zu den Hauptabmessungen: Wellendurchmesser (d) und Außenring-Durchmesser (D) kann für Lager mit einem Wellendurchmesser von 10 bis 80 mm aus folgender Tabelle entnommen werden. Einige Lagerbauarten werden zusätzlich in unterschiedlichen Breiten gebaut und sind daher in Lagerkatalogen (s. Weblink) nachzuschlagen. Die Bezeichnung der unterschiedlichen Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Lagertypen ist wie folgt: wobei \"xxx\" aus der Tabelle zu entnehmen ist. Hiermit lässt sich jedes noch so verrostete Lager auf einfache Weise identifizieren. Hierzu identifiziert man zuerst die Lagerbauform und dann den Innenring-Innendurchmesser, sowie den Außenring-Außendurchmesser. Jetzt folgt man in der Tabelle der Innendurchmesser-Spalte nach unten und der Außendurchmesserspalte nach rechts bis zum Schnittpunkt. Mit der hier stehenden Ziffer ergänzt man die Typenbezeichnung. Beispiel: Ein einreihiges Rillenkugellager, Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Typenbezeichnung beginnt also mit 6, hat d = 25mm und D = 52mm, im Schnittpunkt befindet sich die Ziffer 205. Das passende Ersatzlager ist also ein Typ 6205 mit möglicherweise noch Nachsetzzeichen für Deck- oder Dichtscheiben. 1xxx = Pendelkugellager, zweireihig, schmale Bauform 2xxx = Pendelkugellager, zweireihig, breite Bauform 3xxx = Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Schrägkugellager, zweireihig 4xxx = Rillenkugellager, zweireihig 6xxx = Rillenkugellager, einreihig 7xxx = Schrägkugellager, einreihig 11xxx = Pendelkugellager mit breitem Innenring 20xxx = Tonnenlager 21xxx bis 24xxx = Pendelrollenlager (unterschiedliche Breite) 30xxx bis 33xxx = Kegelrollenlager (unterschiedliche Breite) Nxxx = Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Zylinderrollenlager (auch Bauformen NU, NJ, NUP - s. unten) QJxxx = 4-Punkt-Lager Nadellager, sind nach DIN 616 bis 618 genormte Wälzlager. und haben Ähnlichkeit mit den Zylinderrollenlagern (DIN 5412), sind aber historisch nicht aus diesen hervorgegangen. Nadellager sind deshalb nicht als Zylinderrollenlager zu bezeichnen. Die zylindrischen Nadeln, die als Wälzkörper dienen, haben eine große Länge im Verhältnis zum Durchmesser. Dadurch haben sie eine sehr geringe Einbaugröße und werden daher häufig in Getrieben verwendet. Es werden verschiedene Bauarten unterschieden: Nadelkränze, ein Wälzkörperkäfig mit Wälzkörpern ohne äußeres Gehäuse. Nadellager ohne Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Innenring, sie erfordern eine gehärtete Lauffläche auf der Welle Nadellager mit Innenring Alle Bauarten werden sowohl einreihig (d.h. mit einer Reihe Wälzkörper) als auch mehrreihig ausgeführt. Außerdem gibt es sowohl Radial- als auch Axiallager sowie Schrägrollenlager (z.B. beim Fahrrad-Steuersatz). Sie können nur Kräfte aufnehmen die in einer Achse Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager wirken. Müssen sowohl axiale wie radiale Kräfte aufgenommen werden sind zwei Lager erforderlich. Der Vorteil des Nadellagers besteht in seiner geringen Einbauhöhe und seiner hohen Tragkraft. Diese ergibt sich durch die im Gegensatz zum Kugellager vergrößerte Auflagefläche. Nachteilig beim Nadellager wirkt sich aus, dass durch die kleine Bauform, die höchstzulässige Drehzahl tiefer liegt als bei den anderen Wälzlagerarten. Ebenso ist es empfindlich gegen falsche, also nicht in der Belastungrichtung, wirkende Kräfte. Man unterscheidet Festkörperreibungslager, Hydrodynamische Gleitlager und Hydrostatische Gleitlager. Durch die Relativbewegung der beiden Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Lagerpartner, z.B. Schale und Welle, tritt Reibung auf. Beim Festkörperreibungslager tritt Festkörperreibung auf, bei den anderen Lagertypen erfolgt die Trennung der relativ zueinander bewegten Oberflächen durch einen Schmierfilm. Abhängig von Belastung und Geschwindigkeit müssen die Materialien aufeinander abgestimmt werden. Häufig verwendete Lagerwerkstoffe Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager sind Bronze Weißmetalle Bleilagermetalle Aluminiumlegierungen Kunststoffe verschiedene Legierungen, die speziell mit geringen Reibungskoeffizienten entwickelt werden. Normalerweise wird jener Teil aus dem weicheren Material hergestellt, der leichter und billiger zu ersetzen ist. Die Schmierung ist bei diesen Lagern besonders wichtig. Ein typisches Beispiel für Gleitlager sind die Lager einer Kurbelwelle, denn Gleitlager können leicht geteilt (als Zweihälften-Lagerschalen) hergestellt werden, siehe Bild. Häufig werden Motoren-Gleitlager galvanisch Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager beschichtet mit Dreistoff-Schichten, und teils noch im Vakuum mit Metallen aufgesputtert oder aufgedampft. Insbesondere hochdrehende Turbodiesel-Motoren mit ihren hohen Lagerdrücken stellen heutzutage die komplexesten Bauformen Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager hydrodynamischer Gleitlager dar. Der Fertigungsprozess von Gleitlagern ist ein Prozess mit großer Fertigungstiefe: nicht selten werden über 70 Arbeitsschritte auf verschiedenen Maschinen benötigt, bis aus dem Ausgangsmaterial Bandstahl ein Gleitlager geworden ist. Sinterlager Sinterlager sind eine Variante der Gleitlager, bei denen die Lagerschale(n) nicht aus massivem, sondern aus gesintertem Material besteht. Durch die in diesem Prozess nicht vollständige Verdichtung, ergeben sich Vorteile bei der Schmierung, da sich Schmierstoffe in den Poren einlagern und halten Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager können. Kohlegleitlager Kohlenstoff als Werkstoff hat neben der Übertragung von Kräften die Eigenschaft, die Lagerreibung herabzusetzen, da sein Abrieb schmierend wirkt. Man spricht von selbstschmierenden Lagern oder Kohlegleitlagern. Kunststoffgleitlager Völlig ohne weitere Schmierung kommen Gleitlager aus Kunststoffen aus. Im Gegensatz zu anderen Materialien ist die Gefahr des Festfressens bei Lagern aus Kunststoffen nahezu ausgeschlossen. Kunststoffgleitlager zählen somit zu den wichtigsten Vertretern bei den schmierungs- und Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager wartungsfreien Gleitlagern. Die Hersteller entwickeln für diese Anforderungen spezielle Werkstoffe, sogenannte Compounds, die aus Basispolymer, Verstärkungsstoffen (z. B. Fasern) und aus Festschmierstoffen bestehen. Während des Betriebs gelangen durch Mikroverschleiß ständig Schmierstoffe an die Oberfläche und senken so die Reibung und den Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager Verschleiß der Lager. Wegen des besonders geringen Reibungskoeffizienten von PTFE (Teflon), etwa so groß wie beim Gleiten von nassem Eis auf nassem Eis, wird dieser Werkstoff gerne für lineare Lager und Rotationslager verwendet. Außerdem ist die Haftreibung genau so groß wie die Gleitreibung, so dass der Übergang vom Stillstand zur Bewegung ohne Ruckbewegung abläuft. Wälzlager Hauptartikel: Wälzlager Bei Wälzlagern sind die zu lagernden Elemente Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager durch rollende Teile voneinander getrennt. Damit ist hauptsächlich eine Rollreibung zu überwinden. Bekanntestes Beispiel ist das Kugellager. Haftreibung Lagerung der Maschinenelemente ohne Bewegung zueinander, siehe z.B. Widerlager und Brückenlager. Andere Lagerarten Die Trennung der relativ zueinander bewegten Oberflächen kann auch Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager durch andere Wirkprinzipien erfolgen: Druckluft (Luftlager) oder elektromagnetische Kräfte bzw. Felder (Magnetlager) Supraleitendes Magnetlager Hydraulisch Nach Kraftfluss Vor allem Lager für rotierende Teile lassen sich nach der Art unterscheiden, in welche Richtung die auf das drehende Teil wirkende Kraft auf die Welle übertragen wird. Sehr häufig treten auch Kombinationen auf, so müssen beispielsweise Lager von Rädern sowohl das Gewicht tragen, als auch Querkräfte bei Kurvenfahrten aufnehmen. Beide Lagerbauformen können als Wälzlager oder Gleitlager ausgeführt sein. Radiallager Bei Radiallagern, auch als Trag- oder Querlager bezeichnet, wirkt die vom Lager Walzenlager Wälzlager Kugellager Axiallager Radiallager Nadellager Rollenlager aufgenommene Kraft senkrecht (radial) zur Drehachse. Axiallager Axiallager, auch als Längslager, Drucklager oder Spurlager bezeichnet, nehmen Kräfte in Richtung der Wellenachse auf.

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