Wahl eines Wälzlagers.

Für eine einfachere Wahl der geeigneten Lagerart kann Ihnen der folgende Vergleich der Eigenschaften von Grundtypen der Wälzlager helfen. Bei der Wahl einer Lagerart ist es nötig, vor allem folgende Umstände in Betracht zu nehmen:

• Größe und Art der Belastung
• Auflagerungskonstruktion und Schmierungsart des Lagers
• Betriebsparameter des Lagers (Drehzahl, Wärmebilanz, ...)
• Anforderungen auf Genauigkeit
• Anforderungen auf Montage und Demontage

Die Wälzlager bestehen üblich aus zwei Ringen, Wälzkörpern und einem Käfig. Nach der inneren Anordnung, Form der Wälzkörper und Richtung der aufgenommenen Kräfte werden die Lager in einige Grundtypen aufgeteilt.

Die Grundtypen und Hauptgrößen der Wälzlager sind international genormt. Im Rahmen jeder Bauart können die Wälzlager in diversen Ausführungen hergestellt werden, die sich mit irgendwelchen Eigenschaften von der Grundkonstruktion unterscheiden. Im folgenden Text ist eine kurze Charakteristik der einzelnen Wälzlagertypen angeführt, der Vergleich ihrer Gebraucheigenschaften ist in einer Tabelle am Ende des Dokuments zu finden:

A. Rillenkugellager

• die billigste und am häufigsten gebrauchte Lagerart, in vielen Ausführungen und Größen hergestellt
• sie kennzeichnen sich mit einer einfachen Konstruktion und sind nicht zerlegbar
• betriebsfest und wartungsarm
• sie weisen relativ gute Tragfähigkeit sowohl in der Radial- als auch in der Axialrichtung auf
• für hohe und sehr hohe Drehzahlen geeignet
• sie erfordern eine achsgleiche Lage des Zapfens und des Lagerkörpers, zulässiger Nickwinkel zirka 10'
• sie werden auch als geschlossen oder abgedichtet geliefert

B. Schrägkugellager

• haben gegenseitig in der Richtung der Lagerachse verschobene Laufbahnen
• zur Aufnahme der kombinierten Belastungen mit relativ großen Axialkräften konstruiert (die Axialtragzahl steigt mit dem zunehmenden Kontaktwinkel)
• einreihige Schrägkugellager machen die Aufnahme der Axialkräfte nur in einer Richtung möglich, sie werden deshalb in Paaren gegeneinander montiert, möglichst nahe zueinander
• zur Aufnahme der Axialkräfte ist es möglich, die Lager in Paare zu kombinieren oder von zweireihigen Lagern Gebrauch zu machen (kombiniertes Lagerpaar ist in einer gemeinsamen Verpackung geliefert, die Lager von verschiedenen Paaren sind nicht untereinander vertauschbar)
• sie weisen eine niedrigere Tragzahl auf als die Kegelrollenlager und ermöglichen jedoch einen Einsatz bei einer höheren Drehzahl
• zweireihige Lager machen die Aufnahme der Kippmomente in einer Axialebene möglich, verlangen jedoch eine sehr hohe Stufe der Achsgleichheit und der Lagerungsstarrheit und erlauben keinen Wellenausschlag
• zweireihige Lager werden auch als geschlossen oder abgedichtet geliefert

C. Pendelkugellager

• haben zwei Kugelreihen mit einer Kugellaufbahn im Außenring
• Ihre Konstruktion ermöglicht ein gegenseitiges Kippen der Ringe (in de Abhängigkeit von der Lagerausführung zirka 2-3°)
• sind vor allem für Auflagerungen geeignet, bei denen eine Wellendurchbiegung oder Abweichungen von der Achsgleichheit entstehen
• die Tragzahl dieser Lager ist niedriger als bei maßvergleichbaren Rillenlagern, für Aufnahme der höheren Axialkräfte sind sie nicht geeignet
• üblich werden sowohl mit einer zylindrischen als auch mit einer kegelförmigen Bohrung hergestellt
• werden auch als abgedichtet geliefert

D. Zylinderrollenlager

• zerlegbare vor allem für die Übertragung von großen Radialbelastungen bestimmte Lager (im Vergleich mit maßvergleichbaren Rillenlagern weisen sie eine bis um 60% höhere Tragzahl auf)
• sie weisen eine hohe Starrheit auf und sind deshalb für veränderliche und schlagartige Belastungen geeignet
• eine höhere Tragzahl weist die Ausführung ohne einen Käfig (vollrollige) auf, anderenteils können die Lager mit dem Käfig auch bei einer hohen Drehzahl arbeiten
• Lager in einer Ausführung mit Führungsansätzen auf dem Außen- und Innenring erlauben kleinere Axialkräfte aufzunehmen. Die Lager von anderen Ausführungen können keine Axialbelastungen übertragen, sie machen jedoch eine gegenseitige Axialverschiebung der Ringe möglich
• Zylinderrollenlager stellen hohe Anforderungen auf Achsgleichheit des Zapfens und des Lagerkörpers, ein zulässiger Maximalnickwinkel ist 3-4'
• Zweireihige Zylinderrollenlager werden üblich sowohl mit einer zylindrischen als auch mit einer kegelförmigen Bohrung hergestellt

E. Nadellager

• die Nadellager sind im Wesentlichen Rollenlager mit schlanken und langen Rollen (die Länge der Rolle ist gemäß ISO mindestens das 2,5-fache von ihrem Durchmesser)
• sie kennzeichnen sich mit einer kleinen Bauhöhe, hohen Qualität und Starrheit
• weisen trotz einem niedrigen Querschnitt hohe Radialtragzahl auf und deshalb sind sie für Auflagerungen sehr geeignet, wo der Raum radial begrenzt ist
• sie werden vorwiegend für niedrige Drehzahlen oder eine Pendelung verwendet und sind auch für veränderliche und schlagartige Belastungen geeignet
• sie können keine Axialbelastungen übertragen, sie machen jedoch eine gegenseitige Axialverschiebung der Ringe möglich
• wegen der Verminderung der Bauhöhe können der eine oder die beiden Ringe eliminiert werden, die Auflagerungsflächen auf der Welle und im Körper müssen dann gehärtet und sorgfältig bearbeitet werden
• die Nadellager stellen hohe Anforderungen auf Achsgleichheit des Zapfens und des Lagerkörpers, zulässiger Maximalnickwinkel ist 3-4'
• sie werden auch als abgedichtet geliefert

F. Kegelrollenlager

• sind in der Regel als zerlegbar konstruiert, auf dem Innen- und Außenring haben eine kegelförmige Laufbahn, in der die Kegelrollen angeordnet sind
• sie weisen eine hohe Tragzahl auf und sind vor allem für Aufnahme der zugleich angreifenden großen Radial- und Axialkräfte geeignet
• Sie machen die Aufnahme der Axialkräfte nur in einer Richtung möglich, sie werden deshalb in Paaren gegeneinander montiert, möglichst nahe zueinander.
• Wenn die Belastung für das eine Lager zu hoch, oder die Aufnahme der Axialkräfte in beiden Richtungen nötig ist, ist es möglich, die Lager in Paare zu kombinieren (kombiniertes Lagerpaar ist in einer gemeinsamen Verpackung geliefert, die Lager von verschiedenen Paaren sind nicht untereinander vertauschbar)
• Sie weisen eine höhere Tragzahl auf als die Schrägkugellagerund sind jedoch für niedrigere Geschwindigkeiten bestimmt
• Die Auflagerungsflächen für die Kegelrollenlager müssen achsgleich sein, der zulässige Maximalnickwinkel ist 2-4'

G. Pendelrollenlager

• haben zwei Reihen Tonnenrollen mit einer gemeinsamen Kugellaufbahn auf dem Außenring
• ihre Konstruktion ermöglicht gegenseitiges Kippen der Ringe (in der Abhängigkeit von der Lagerausführung zirka 1.5-2.5°)
• sie weisen eine hohe Tragzahl auf und können große zugleich wirkende Radial- und Axialbelastungen in beiden Richtungen übertragen
• sie sind für große Belastungen bei Achsungleichheiten in den Auflagerungen und bei Wellendurchbiegungen geeignet
• üblich werden sie sowohl mit einer zylindrischen als auch mit einer kegelförmigen Bohrung hergestellt und sind nicht zerlegbar
• sie werden auch als abgedichtet geliefert

H. Toroidal-Rollenlager

• einreihige Lager mit langen leicht tonnenförmigen Wälzelementen, die Laufbahnen des Innen- und Außenringes sind konkav und zur durch die Mitte des Lagers durchgehenden Mittellinie symmetrisch
• die Lagerkonstruktion kombiniert die Nickfähigkeit eines Pendelrollenlagers (zulässiger Nickwinkel ist zirka 0.5°) mit der für die Wälzelemente typischen Fähigkeit des axialen Ausgleiches, sie kennzeichnen sich auch mit einer relativ kleinen Bauhöhe
• sie weisen eine sehr hohe Radialtragzahl und zwar auch damals auf, wenn das Lager eine Achsungleichheit oder eine Axialverschiebung auszugleichen hat
• sie begrenzen Vibrationen in der Auflagerung, Axialvibration der Welle wird nicht in den Körper übertragen
• die Tragzahl der vollrolligen Lager ist wesentlich höher als bei einem Lager mit Käfig
• sie werden sowohl mit einer zylindrischen als auch mit einer kegelförmigen Bohrung hergestellt
• sie werden auch als abgedichtet geliefert

I. Axial-Rillenkugellager

• sind nur für die Übertragung der Axialkräfte bestimmt, die Radialkräfte können nicht übertragen werden
• werden als einseitig wirkende oder zweiseitig wirkende für die Übertragung der Axialkräfte in einer bzw. in beiden Richtungen hergestellt
• sie sind für höhere Geschwindigkeiten nicht geeignet, die Grenzdrehzahl ist durch ungünstige Einwirkung der Zentrifugalkräfte begrenzt
• die Lager dürfen nicht entlastet arbeiten, damit Rutschung der Kugeln nicht auftritt
• zerlegbare Lager mit einer einfachen Form und Konstruktion
• Wegen der richtigen Lagerfunktion ist es nötig, Rechtwinkligkeit der Stirnfläche der Ringe zur Wellenachse zu sichern
• für den Ausgleich einer Unparallelität der Stützfläche des Körpers zu der Welle ist es möglich, einen Lager in der Ausführung mit einer kugeligen Sitzfläche einzusetzen

J. Axial-Zylinderrollenlager

• sind nur für Übertragung der großen Axialbelastungen in einer Richtung bestimmt, die Radialkräfte können nicht übertragen werden
• sie bilden starre Auflagerungen und sind gegenüber schlagartigen Belastungen wenig empfindlich
• nur bei niedrigeren Geschwindigkeiten einsatzfähig, sie dürfen nicht entlastet arbeiten, damit Rutschung der Wälzelemente nicht auftritt
• sie weisen einfache Form und Konstruktion auf, sind zerlegbar und erfordern nur einen kleinen Raum in der Axialrichtung
• wegen der richtigen Lagerfunktion ist es nötig, Rechtwinkligkeit der Stirnfläche der Ringe zur Wellenachse zu sichern
• Sie werden vorwiegend dort eingesetzt, wo die Axialkugellager eine nicht genügende Tragzahl aufweisen

K. Axial-Nadellager

• sind nur für Übertragung der großen Axialbelastungen in einer Richtung bestimmt, die Radialkräfte können nicht übertragen werden
• sie bilden starre Auflagerungen bei minimalen Raumanforderungen und sind gegenüber schlagartigen Belastungen wenig empfindlich
• nur bei niedrigeren Geschwindigkeiten einsatzfähig, sie dürfen nicht entlastet arbeiten, damit Rutschung der Wälzelemente nicht auftritt
• In der Auflagerung können Nadelkäfige entweder selbstständig oder in einer Kombination mit Ringen von diversen Ausführungen eingesetzt werden (in Hinsicht auf die Möglichkeit der Bildung von verschiedenen Kombinationen werden alle Teile selbstständig bestellt)
• Wegen der richtigen Lagerfunktion ist es nötig, Rechtwinkligkeit der Stirnfläche der Ringe zur Wellenachse zu sichern
• sie werden vorwiegend dort eingesetzt, wo der Raum axial begrenzt ist

L. Axial-Pendelrollenlager

• weisen eine sehr hohe Axialtragzahl auf und können auch eine kleinere Radialbelastung übertragen
• sind zur Aufnahme einer hohen Axialbelastung geeignet und zwar auch bei relativ höheren Geschwindigkeiten
• ihre Konstruktion macht einen Ausgleich der Achsungleichheit der Welle und des Körpers möglich (der zulässige Kippwinkel in der Abhängigkeit von der Lagerausführung zirka 2-3°)
• der Laufring auf der Welle und der Käfig mit den Tonnenrollen bilden ein unzerlegbares Komplett
• in Hinsicht auf die innere Anordnung fordern sie immer Ölschmierung an

Vergleichstabelle der Gebrauchseigenschaften der Wälzlager

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