Lauf-, Stütz- und Kurvenrollen haben einen dickwandigen Außenring und gehören zu den Wälzlagern. Sie können mit und ohne Innenring eingesetzt werden. Einreihige Laufrollen sind wie Rillenkugellager und zweireihige Laufrollen wie Schrägkugellager aufgebaut. Stützrollen sind kompakte, hochsteife Lager, die eine wesentlich höhere radiale Belastung als Laufrollen zulassen. Kurvenrollen sind Stützrollen mit einem massiven Bolzen (Rollenzapfen) durch den sie einfach und kompakt montiert werden können. Im Gegensatz zu Kugellagern werden hier keine Kugeln als Wälzkörper eingesetzt, sondern Rollen bzw. Nadeln.
Stützrollen sind kompakte, hochsteife ein- oder zweireihige Baueinheiten, die auf Achsen montiert werden. Sie bestehen aus dickwandigen Außenringen mit profilierter Mantelfläche und Nadelkränzen bzw. vollrolligen oder vollnadeligen Wälzkörpereinsätzen. Die Lager gibt es offen oder abgedichtet.
Kurvenrollen sind ebenso kompakte und hochsteife Lager. Sie bestehen aus dickwandigen Außenringen mit profilierter Mantelfläche, einem massiven Bolzen (Rollenzapfen) mit Befestigungsgewinde, Anlaufscheiben und Nadelkränzen bzw. vollrolligen oder vollnadeligen ein- oder zweireihigen Wälzkörpersätzen. Die Lager gibt es in mehreren Ausführungen mit und ohne Exzenter.
Beide Lager tolerieren Axiallasten aus Schräglauf, geringen Fluchtungsfehlern und/oder kurzen Anlaufstößen.
Neben unseren eigenen ASK Kurvenrollen und Stützrollen sind wir seit vielen Jahren der Handelspartner des amerikanischen Herstellers McGill, der für den europäischen Markt eine metrische Produktreihe aufgelegt hat. Die Hauptabmessungen sind bei beiden Marken gleich, somit sind die Produkte austauschbar. Die Oberfläche der McGill Kurven- und Stützrollen sind brüniert. Unsere ASK Kurven- und Stützrollen haben eine metallene Oberfläche.
Kurvenrollen und Stützrollen nehmen hohe radiale Belastungen sowie Axiallasten aus geringen Fluchtungsfehlern und Schräglauf auf. Sie werden so eingesetzt, dass sie auf einer Ebene, einer Kurvenbahn oder einer Gegenrolle abrollen. In Kurvengetrieben, Führungsbahnen, Förderanlagen, automatischen Maschinen, Bearbeitungszentren, Beschickungsmaschinen etc. finden sie Verwendung.
Technische Grundlagen Kurven- und Stützrollen
ASK Kurvenrollen und Stützrollen sind vielfältig einsetzbar und überall dort zu finden, wo es um das Rollen auf einer Laufbahn geht, z.B. in der Fördertechnik. Sie können hohe Belastungen in radiale Richtung aufnehmen und außerdem Biegespannungen mindern.
Baureihen ASK
Die ASK Kurvenrollen und Stützrollen werden in verschiedenen Baureihen gefertigt.
Kurvenrollen ballige Ausführung
KR: käfiggeführt
KRV: vollnadelig
PP: beidseitige Abdichtung
SK: Innensechskant
Stützrollen ballige Ausführung
NATR: käfiggeführt
NATV: vollnadelig
PP: beidseitige Abdichtung
Baureihen McGill
Die McGill Kurvenrollen und Stützrollen werden in verschiedenen Baureihen gefertigt.
Kurvenrollen mit balligem Mantel
MCF: vollnadelig
MCFR: käfiggeführt
MCFE: vollnadelig mit Exzenter
MCFRE: käfiggeführt mit Exzenter
Nachsetzzeichen:
-S: mit Lippendichtung
-B: mit Innensechskant
-X: mit zylindrischem Mantel
Kurvenrollen schwere Ausführung, vollrollig, gedeckelt, mit balligem Mantel
MCFD
Nachsetzzeichen:
-B: mit Innensechkant
-X: mit zylindrischem Mantel
Stützrollen mit balligem Mantel
MCYR: vollnadelig
MCYRR: käfiggeführt
Nachsetzzeichen:
-S: mit Lippendichtung
-X: mit zylindrischem Mantel
Stützrollen schwere Ausführung, vollrollig, gedeckelt, mit balligem Mantel
MYCRD
Nachsetzzeichen
-X: mit zylindrischem Mantel
Tragzahlen
Die Basistragzahlen bzw. die dynamischen Basistragzahlen sind in den ISO-Normen festgelegt. Demnach müssen 90% einer Anzahl gleicher Lager bei stillstehendem Außenring eine theoretische Lebensdauer von 1 Million Umdrehungen erreichen (331/3 UpM auf 500 Stunden). Die Basistragzahl ist lediglich ein Anhaltspunkt; der Bezugswert von 1 Million Umdrehungen wurde für eine leichtere Berechnung gewählt. Die Maßtabellen enthalten die dynamischen (C) und statischen (Co) Basistragzahlen, berechnet nach den ISO Normen. Zusätzlich enthalten sind die dynamischen und statischen Tragzahlen gültig für den Einsatz von Kurven- und Stützrollen als Laufrollen. Diese dynamischen und statischen Tragzahlen sind niedriger als die dynamischen und statischen Basistragzahlen (C und Co); da der Außenring in diesem Anwendungsfall nicht unterstutzt wird, und das Lager einer zusätzlichen Biegebeanspruchung ausgesetzt wird. Die Lagerbelastung unter dynamischer Beanspruchung soll 50% der dynamischen Tragzahl (Einsatz als Laufrolle) nicht überschreiten.
Tragfähigkeit der Laufbahn
Die Tragfähigkeit der Laufbahnen aller Kurvenrollen und Stützrollen wird bestimmt durch die Belastung, der eine Laufbahn mit gegebener Zugfestigkeit ständig ausgesetzt werden kann, ohne dass eine Deformierung derselben erfolgt. Daher sollte bei Ausführungen mit balligem Mantel sowie Laufbahnen aus Stahl die Mindesthärte der Laufbahn HRC 40 (Zugfestigkeit 1242 Mpa) betragen. Ungeachtet der Laufbahntragfähigkeit sollte die Lagerbelastung unter dynamischer Beanspruchung 50% der dynamischen Tragzahl (Einsatz als Laufrolle), sowie die statische Belastung die maximale statische Tragzahl (Einsatz als Laufrolle) nicht überschreiten.
Lebensdauer
Die nominale Lagerermüdungsdauer L10 kann nach der folgenden Formel berechnet werden:
Die erforderliche dynamische Basistragzahl für eine gegebene Anwendung berechnet sich wie folgt:
Montage
Bei der Montage der ASK-Lager ist folgendes zu beachten:
• Das Gehäuse, das den Kurvenrollenbolzen aufnimmt, oder die Welle, auf der die Stutzrolle montiert wird, muss stark genug sein, um einer übermäßigen Verformung und Durchbiegung unter der zu erwartenden Belastung standzuhalten.
• Die Gehäuseplanseite muss flach und rechtwinklig zur Gehäusebohrung sein und einen Durchmesser aufweisen, der zumindest den Maßtabellen entspricht, damit die
Lageranlaufscheibe eine entsprechende Unterstützung erhält.
• Eine optimale Unterstützung wird dann erreicht, wenn die Fase 0,5 mm x 45 nicht übersteigt.
• Bei der Montage von Kurvenrollen in einer Maschine sollte das radiale Schmierloch im unbelasteten Teil der Laufbahn liegen.
• Der für die Montage erforderliche Druck sollte auf den festen, inneren Teil des integrierten Bolzens wirken und nicht auf den Rand der Anlagescheibe. Die Mutter der Kurvenrolle sollte so fest angezogen werden, dass die Anlaufscheibe sicher gestützt wird.
• Es ist darauf zu achten, dass die Befestigungsmutter nicht überdreht wird, da sonst im Bolzen übermäßige Spannungen entstehen können. Die Befestigungsmutter sollte nicht über die in der Maßtabelle angegebenen maximalen Drehmomentswerte hinaus angezogen werden.
• Stützrollen sollten mit dem Schmierloch im unbelasteten Teil der Laufbahn und entsprechend den Wellendurchmessern gemäß den Tabellenwerten montiert werden.
• Wird ein engerer Lagersitz auf der Welle verlangt, so sollte diese einer J6-Passung nach ISO entsprechen.
• Bei Einsatz unter schwerer Belastung muss das Lager axial verklemmt und auf eine vergütete Welle mit einer Toleranz von J6 nach der ISO-Norm montiert werden.
• Kann das Lager nicht axial verklemmt werden, so ist auf eine enge axiale Passung in der Aufnahme, in der das Lager montiert wird, zu achten. Damit eine axiale Verschiebung der Anlaufscheiben unter Belastung vermieden wird.
Schmierung
Nachschmierung bei ASK Kurvenrollen
Die Kurvenrollen der Größen 13, 16 und 19 haben keine Nachschmiermöglichkeit. Die Ausführungen KR 22 und KR 26 haben eine Nachschmierbohrung auf der bundseitigen Stirnfläche. Die Größen 22 bis 32 werden mit beiliegender Mutter, Blindstopfen und Schmiernippel ausgeliefert. Die Ausführungen KR 30 und KR 32 haben eine durchgehende Schmierbohrung und einen zusätzlichen Innensechskant am Bolzenende. Die Ausführung KRV hat ab der Größe 22 eine durchgehende Schmierbohrung und einen zusätzlichen Innensechskant am Bolzenende ASK Kurvenrollen sind mit Schmierstoffen auf Lithium- Basis befettet. (z.B. Shell Alvania RL)
Nachschmiermöglichkeit bei ASK Stützrollen
Stützrollen haben ein Schmierloch in der Bohrung des Innenringes, so dass die Nachschmierung bei Bedarf durch eine Querbohrung der Welle erfolgen kann. ASK- Stützrollen sind mit Schmierstoffen auf Lithium- Basis befettet. (z.B. Shell Alvania RL)
Toleranzen
ASK Kurvenrollen Standardausführung
ASK Stützrollen Standardausführung
Einsatz auf einer ebenen Laufbahn
Kurven- und Stützrollen sind die eine Komponente, einer aus zwei Elementen bestehenden Lagerkonstruktion. Die zweite Komponente ist die ebene Laufbahn oder die Kurvenscheibe, auf der die Lager sich bewegen. Deshalb muss eine passende Auswahl des Materials für Laufbahn bzw. Kurvenscheibe gewährleistet sein. Diese hat eine direkte Auswirkung auf die Lebensdauer und die Wirksamkeit der Kurvenrollenanwendung.
Werden die Lager als Führungsrollen eingesetzt, ist es oft schwierig für alle Maschinenteile, die gegen die Lager eingesetzt sind, eine hohe Härte und Zugfestigkeit zu erlangen. Im ökonomischen Interesse kann bei den meisten Einsatzfällen, bei denen die Maßhaltigkeit nicht extrem kritisch ist, ein relativ weich strukturiertes Material eingesetzt werden. Eine Laufbahn aus kaltgehärtetem Eisen mit einem geringen Kohlenstoffanteil bietet bei einer geringen Abnutzung der Laufbahn durch das Lager, generell eine zufriedenstellende Funktion des Lagers. Beim Einsatz von Kurven- und Stützrollen (z. B. bei Hubgeräten) ist es üblich, Profilstahlschienen als Lagerlaufbahnen zu verwenden. Hier hat sich das Härten der Laufbahnoberfläche und eine geringe Laufbahnabnutzung bewährt, sofern keine übermäßigen Belastungen auftreten.
Einsatz auf einer Kurvenscheibe
Anwendungen auf einer Kurvenscheibe sind in vieler Hinsicht ähnlich zu Anwendungen auf einer ebenen Laufbahn mit Ausnahme der erhöhten Drehzahl infolge der Multiplikation von Umdrehungen pro Minute der Kurvenscheibe mit dem Quotienten aus Außendurchmesser Kurvenscheibe zu Außendurchmesser des eingesetzten Lagers. Auf Grund der erhöhten Drehzahl ist eine Ölschmierung zu bevorzugen. Sollte eine solche Schmiermöglichkeit nicht vorhanden sein, muss regelmäßig nachgefettet werden.
Beim Einsatz in Kurvenscheiben mit eingefrästem Nockenprofil besteht die Möglichkeit einer unterschiedlichen Rotation des Lageraußenrings, sowie einer hiervon abhängigen Belastungsumkehr. Dies kann zu einer übermäßigen Abnutzung der Kurvenscheibe oder des Lagers führen. Um dies zu verhindern, muss die passende Härte für Kurvenscheibe und Lager eingesetzt, sowie für eine reichliche Schmierung gesorgt werden. In geschlossenen Anwendungen dieser Art muss die Steigung und das Gefälle der Kurvenscheibe genau beobachtet werden, da die auftreffende Belastungsumkehr eine übermäßige Schockbelastung des Bolzens bzw. des Lagers auslösen kann. Die gleichen Vorsichtsmaßnahmen sollten bei gewöhnlichen kreisförmigen Kurvenscheiben angewendet werden. Momentane Belastungen infolge von schnellen Steigungen der Kurvenscheibe müssen sorgfältig berechnet und unter der maximalen Festigkeit des Bolzens oder des Lagers liegen.
Bei gewöhnlichen Kurvenscheibenkonstruktionen ist es möglich, das leistungsfähigste Material für beste Beständigkeit gegen Materialermüdung zu verwenden. Das zu erreichende Ziel ist eine hohe Harte und eine gute Abnutzungsbeständigkeit der Laufbahnoberflache. Die gleichen generellen Vorsichtsmaßnahmen betreffend die Zugfestigkeit, wie aufgelistet unter “Einsatz auf einer ebenen Laufbahn”, sollten auch hier beachtet werden. Bei Anwendungen mit hohen marginalen Lasten auf Kurvenscheibe oder Lager bitte den Hersteller kontaktieren.
Tragfähigkeit der Laufbahn
Die Tragfähigkeit der Laufbahnen aller Kurven- und Stützrollen wird bestimmt durch die Belastung, der eine Laufbahn mit gegebener Zugfestigkeit ständig ausgesetzt werden kann, ohne dass eine Deformierung derselben erfolgt. Daher sollte bei Ausführungen mit balligem Mantel sowie Laufbahnen aus Stahl die Mindesthärte der Laufbahn HRC 40 (Zugfestigkeit 1242 Mpa) betragen. Ungeachtet der Laufbahntragfähigkeit sollte die Lagerbelastung unter dynamischer Beanspruchung 50% der dynamischen Tragzahl (Einsatz als Laufrolle), sowie die statische Belastung die maximale statische Tragzahl (Einsatz als Laufrolle) nicht überschreiten.