Wälzlager 07.11.2008, 14:51

2. Ausbildungsjahr

Wälzlager

Beim Wälzlager werden die Lagerkräfte vom Lagerzapfen über die Wälzkörper (Kugeln, Rollen, Nadeln) auf das Lagergehäuse übertragen. Anstatt der gleitenden Reibung bei Gleitlagern arbeiten Wälzlager mit der wesentlich geringeren Rollreibung.

Aufbau eines Wälzlagers
Bestandteile eines Wälzlagers sind der Außen- und Innenring und die Wälzkörper (Kugeln, Rollen). Der Käfig garantiert einen bestimmten Abstand zwischen den Wälzkörpern. Ringe und Wälzkörper bestehen aus gehärtetem Stahl.

Bauformen: Es gibt Kugel- und Rollenlager, die nach Belastungsrichtung weiter in Radial- und Axiallager eingeteilt werden können. Ein Teil der Lager kann aber sowohl Axial- als auch Radialkräfte übertragen. Grundsätzlich sind Rollen für die Aufnahme größerer Lasten geeignet als Kugeln. Die Übertragungsgeometrie der Walze besteht aus einer Linie, die der Kugel aus einem Punkt. Die Linie ist eine Aneinanderreihung von vielen Punkten. Das folgende Bild zeigt eine Auswahl wichtiger Wälzlagerbauformen.

Kugellager
Radial-Rillenkugellager sind die am häufigsten verwendeten Lager. Sie übertragen hohe radiale, aber auch geringe axiale Kräfte.
Schrägkugellager übertragen Kräfte im Winkel von etwa 50 bis 70° zur Achse.
Pendelkugellager sind zweireihig (= zwei Kugelreihen) ausgeführt. Sie können Fluchtfehler und Wellendurchbiegungen ausgleichen.
Axialrillenkugellager sind für hohe Axialkräfte; sie können keine Radialkräfte aufnehmen.

Rollenlager
Zylinderrollenlager: Für hohe Radialkrafte; zerlegbar.
Kegelrollenlager eignen sich für hohe Kräfte in axialer wie radialer Richtung. Zerlegbar; genaue Einstellung des Lagerspiels möglich.
Pendelrollenlager (= Tonnenlager): Einsatz wie Pendelkugellager, für hohe Belastung.
Nadellager beanspruchen nur wenig Platz in radialer Richtung.

Lagerkurzzeichen:
Die Kennzeichnung von Wälzlagern wird nicht einheitlich gehandhabt. DIN 623-1 verwendet ein verschlüsseltes Kurzzeichen. Dieses gibt Auskunft über die Lagerform und den Bohrungsdurchmesser. Nachsetzzeichen geben Informationen über Lagerluft, Wärmebehandlung usw.

Beispiel:

Lageranordnung
In einer Lagerung mit größerem Lagerabstand muss man einem der beiden Lager die Möglichkeit lassen, bei Erwärmung und Ausdehnung der Welle axial zu wandern. Dies erreicht man durch die Anordnung »Fest- und Loslager«. Bild unten: Beide Lager werden durch radiale Kräfte belastet. Das axial nicht bewegliche Festlager nimmt die gesamte Axialkraft auf, während sich das Loslager bei Ausdehnung der Welle in Achsrichtung verschieben kann. Dadurch wird ein Verspannen der Wälzkörper in den Laufringen verhindert.
Bei Zylinderrollenlagern ohne Anlaufborde und Nadellagern findet die axiale Verschiebung und damit der Dehnungsausgleich in den Lagern selbst statt.

Aufgabe:

Benennen Sie die in der Axialkolbenpumpe eingebauten Wälzlager.

Hier eine Kurzbeschreibung der Axialkolbenpumpe: Ein Motor treibt die innen liegende Welle, den Rotor (4), an. Die Axialkolben (5) - meist 5 oder 7 Stück - werden mit Federkraft auf das schräg liegende Axialrillenkugellager (9) gedrückt und können so während 1 Umdrehung aus ihrem Zylinder heraus und wieder hinein wandern. Heraus wandern heißt Öl durch die Steuerscheibe hindurch ansaugen, hinein wandern dagegen Öl heraus drücken, d. h. fördern. Die besondere Situation macht es unnötig, den Rotor durch ein Festlager zu fixieren: Er schwimmt vielmehr, so dass die Rotorstirnfläche immer auf die Steuerscheibe drücken kann und auf diese Weise die Abdichtung zwischen deren nierenförmigen Steuerschlitzen gewährleistet.

Im tec.LEHRERFREUND finden Sie Wälzlager-Darstellungen unter den Themen
- Festigkeitsberechnungen
- Planetengetriebe
- Fahrradvorbau
- Kegelräder

Weitere sind in Arbeit.