Im Maschinenbau werden die unterschiedlichsten Lager benötigt. Je nach Anwendung werden Gleitlager oder Wälzlager eingesetzt. Beim Gleitlager findet die Relativbewegung zwischen zwei Flächen statt. Es können deshalb vergleichsweise große Kräfte übertragen werden. Abhängig von der Reibpaarung kann der Widerstand entsprechend hoch sein. Ausnahmen sind hydrostatische oder hydrodynamische Gleitlager. Beim Wälzlager wird die Bewegung durch Abrollen von Wälzkörpern auf entsprechenden Laufbahnen realisiert. Die Verlustleistung ist deshalb meist geringer als bei der Gleitlagerung.
Die Vorläufer der heutigen Wälzlager wurden bei Ausgrabungen von keltischen Streitwagen aus dem Jahre 700 vor Christus gefunden. Es waren kleine Zylinder aus Hartholz, die die Laufeigenschaften der Räder bessern und die Lebensdauer verlängern sollten. Doch erst im Zuge der Industrialisierung entstanden die heutigen Wälzlager.
Ein Wälzlager besteht aus einem Außenring, den Wälzkörpern, einem Käfig für die Wälzkörper und einem Innenring. Durch die Form der Wälzkörper ist die Kontaktfläche zu den Laufbahnen sehr klein. Dies führt zu großen Lasten auf kleinsten Flächen, was wiederum beste Werkstoffe und höchste Präzision bei der Herstellung der Wälzlager erfordert. Die dafür verwendeten Werkstoffe müssen harte Oberflächen haben wie z.B. Wälzlagerstahl (100Cr6), Edelstahl (AISI 440C) oder auch Keramikwerkstoffe.
Mittlerweile gibt es für fast jeden technischen Einsatzfall das passende Wälzlager. Wobei Wälzlager ein Überbegriff ist. Man unterscheidet sie nach Bauform des Wälzkörpers in Rollenlager, Nadellager, Kegelrollenlager, Tonnenrollenlager und Kugellager. Das bekannteste Wälzlager ist das Kugellager. Auch hier gibt es weitere Unterteilungen wie Rillenkugellager, Axialrillenkugellager, Pendelkugellager, Schrägkugellager, Miniaturkugellager und weitere.
Rollenlager und Kugellager unterliegen verschiedenen Normen. Für Rillenkugellager gilt die DIN 625-1, für Schrägkugellager die DIN 628, für Spindellager die DIN 628, für Pendelkugellager die DIN 630, für Pendelrollenlager die DIN 635-2, für Kegelrollenlager die DIN ISO 355 / DIN 720, für Zylinderrollenlager die DIN 5412, für Vierpunktlager die DIN 628 und für Spannlager die DIN 626-1.
Kugellager werden bei hohen Drehzahlen z.B. bei Motoren, Getrieben und in Antriebsachsen eingebaut. Die Drucklast wird über die Kugeln aufgenommen. Da die Kontaktflächen sehr klein sind, können keine großen Lasten aufgebracht werden. Zylinderrollenlager bzw. Rollenlager allgemein können höhere Druckkräfte über ihre zylindrischen Rollen aufnehmen. Bei Kegelrollenlagern sind die Wälzlager kegelförmig. Dies ermöglicht die Aufnahme von Querkräften. Wälzlager sind so vielfältig wie die Bereiche, in denen sie eingesetzt werden.
Technische Grundlagen Wälzlager
Kugellager werden bei hohen Drehzahlen z.B. bei Motoren, Getrieben und in Antriebsachsen eingebaut. Die Drucklast wird über die Kugeln aufgenommen. Da die Kontaktflächen sehr klein sind, können keine großen Lasten aufgebracht werden. Zylinderrollenlager bzw. Rollenlager allgemein können höhere Druckkräfte über ihre zylindrischen Rollen aufnehmen. Bei Kegelrollenlagern sind die Wälzlager kegelförmig. Dies ermöglicht die Aufnahme von Querkräften. Wälzlager sind so vielfältig wie die Bereiche, in denen sie eingesetzt werden.
Bauformen
Bauformen der Wälzkörper
Wälzlager unterscheidet man in erster Linie nach der Form ihrer Wälzkörper in Kugel-und Rollenlager. Rollenlager können im Allgemeinen höhere Belastungskräfte aufnehmen als Kugellager. Kugellager hingegen haben höhere Drehzahlgrenzen als Rollenlager.
Kugel Zylinderrolle Kegelrolle Tonnenrolle Nadelrolle
Bauformen der Wälzlager
Kugellager (Radiallager)
Kugellager werden nach ihren typischen Konstruktionsmerkmalen unterschieden:
Rillenkugellager
Im Innen- und Außenring jeweils eine oder zwei Rillen.
Schrägkugellager / Spindellager
Die Belastung wird von einem Ring auf den anderen unter einem Winkel übertragen.
Pendelkugellager
Kann Schiefstellungen der Welle zum Gehäuse zu einem gewissen Grad ausgleichen.
Rollenlager (Radiallager)
Rollenlager werden nach der Form der Rolle unterteilt:
Zylinderrollenlager
Kann hohe, vorwiegend radiale auf das Lager gerichtete Kräfte aufnehmen.
Nadelrollenlager
Kann auf das Lager gerichtete Kräfte aufnehmen. Bei gleicher Nennbohrung ist es wesentlich kleiner im Außendurchmesser.
Kegelrollenlager
Kenn radial auf das Lager gerichtete Kräfte aufnehmen.
Pendelrollenlager
Früher Tonnenrollenlager; kann Schiefstellung der Welle bis zu einem gewissen Grad ausgleichen.
Axiallager
Nur die Axiallager werden mit dem Vorwort Axial extra gekennzeichnet. Enthält also eine Benennung dieses Vorwort nicht, so ist immer ein Radiallager gemeint!
Axial – Rillenkugellager
Axial - Zylinderrollenlager
Axial - Kegelrollenlager
Axial – Pendelrollenlager
Material
Außen- und Innenringe sind aus Kugellagerstahl:
Standard: GCr15; 100Cr6; (1.3505) oder alternativ Werkstoff
NIRO: AISI 440C; X105CrMo17; (1.4125) oder alternativ Werkstoff
Lagerluft
Die Lagerluft ist die Summe der Abstände den die Bauteile in einem Wälzlager zueinander in radialer oder axialer Richtung haben. Die Werte für die Lagerluft und das Messverfahren sind genormt. Die Lagerluft ist der Betrag, um den sich der Außenring zum Innenring in radialer und axialer Richtung verschieben lässt. Wälzlager werden mit verschieden großer Lagerluft angeboten. Sie ist von Lagerart zu Lagerart verschieden. Man unterscheidet die Lagerluft jeweils in Normalluft, größer als Normalluft, kleiner als Normalluft.
Toleranzen
Die Toleranzen der Wälzlager sind nach DIN 620 T1 bis T6 genormt und in verschiedene Genauigkeitsklassen eingeteilt. In der DIN-Norm sind die Genauigkeitsklassen mit Normal, P6, P5, P4 bezeichnet.
Mit kleiner werdender Ziffer wird die Genauigkeit größer!
Toleranzen sind die zulässigen von dem Nennmaß abweichenden Werte.
Auswahl
Der Konstrukteur kann aufgrund der charakteristischen Eigenschaften der verschiedenen Wälzlagerarten und nach den gegebenen Betriebsbedingungen der Lagerung den geeigneten Lagertyp auswählen. Hierbei sind vor allem die besonderen oder wichtigsten Bedingungen jedes einzelnen Falls der Lagerung zu berücksichtigen, die die Wahl des zweckmäßigsten Lagers beeinflussen können. Den gegebenen Betriebsbedingungen können in vielen Fällen verschiedene Lagertypen entsprechen.
Die notwendige Größe des Lagers wird aufgrund der wirkenden Außenkräfte und nach den Anforderungen an die Lebensdauer und die Betriebssicherheit der Lagerung bestimmt. Vor allem ausschlaggebend für die Wahl des Typs und der Größe des Lagers sind Größe, Richtung und die Art der Belastungen, die auf das Lager einwirken, sowie die Betriebsdrehzahl. Der beschränkte Raum erfordert manchmal die Wahl von Lagern mit kleinem Querschnitt, gegebenenfalls von mehrreihigen Lagern, um die notwendige Tragfähigkeit und Lebensdauer zu erreichen.
Wenn eine hohe Genauigkeit der Lagerung gefordert wird, sind Lager mit höherer Genauigkeit und vor allem Kugel- und Zylinderrollenlager zu verwenden, die in den höchsten Genauigkeitsklassen gefertigt werden.
Die Betriebstemperatur der Lager beeinflusst die Konstruktion der Lagerung sowohl vom Gesichtspunkt der Wahl des Schmiermittels als auch vom Gesichtspunkt der Ausführung der Lager, wenn die Betriebstemperatur ständig 100·C überschreitet. Die innere Lagerluft muss den Betriebsbedingungen angepasst sein, die vor allem durch den Temperaturunterschied zwischen Innen - und Außenring, durch die Einwirkung der dem Lager zugeführten Wärme oder durch die Einwirkung der hohen Drehzahl bestimmt sind. Darüber hinaus wird die Wahl des Lagers auch durch die Einfachheit des Einbaus, Forderungen an die Schmierung und Dichtung und Forderungen nach geringer Reibung und niederem Laufgeräusch beeinflusst.
Lebensdauer
Unter Lebensdauer des Lagers verstehen wir die Anzahl der Umdrehungen oder die Laufzeit in Betriebsstunden, die ein Lager bei einer gegebenen Drehzahl und Belastung leistet, bevor die ersten Anzeichen einer Werkstoffermüdung (Schälung) an den Wälzkörpern oder den Laufbahnen erscheinen. Zwischen Lagern des gleichen Typs und der gleichen Größe können aber auch bei völlig gleichen Betriebsbedingungen wesentliche Unterschiede in der Lebensdauer auftreten. Aus diesem Grund wurde der Begriff Lebensdauer für eine Berechnung eindeutig bestimmt, und mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit wurde in Übereinstimmung mit der ISO - Empfehlung die nominelle Lebensdauer als Grundlage genommen. Das heißt die Lebensdauer, die 90% einer größeren Anzahl gleicher Lager bei gleichen Betriebsbedingungen erreichen oder überschreiten. Unter dem Begriff Lebensdauer verstehen wir also die Laufzeit des Lagers bis zu seinem Ausfall nur infolge der dynamischen Werkstoffermüdung der Lagerringe oder der Wälzkörper. Nicht mit einbezogen sind unvorhergesehene Ursachen, wie unsachgemäße Montage, Fehler bei der Konstruktion der Lagerung, Fehler bei der Wartung sowie das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit.
Tragzahlen
Bei Wälzlagern unterscheiden wir statische und dynamische Belastung und als Kenngrößen gibt es die statische und dynamische Tragzahl.
Statische Tragzahl
Die statische Tragzahl Co entspricht der Belastung, bei der die gesamte bleibende Verformung von Wälzkörpern und Laufbahnen max. 0,0001 des Wälzkörperdurchmessers beträgt. Dabei wird von einer Flächenpressung in der Mitte der Druckfläche von ausgegangen. Je nach Lagerart ergeben sich folgende Werte:
4600 N/mm' für Pendelkugellager
4200 N/mm' für alle anderen Kugellager
4000 N/mm' für Rollenlager
Dynamische Tragzahl
Die dynamische Tragzahl C entspricht der Belastung, bei der 90% einer größeren Menge gleicher Wälzlager eine nominelle Lebensdauer von 1 Million Umdrehungen erreicht bei konstanter Drehzahl, bevor sie durch Ermüdung der Rollflächen ausfallen. Bei Radiallagern bezieht sich die dynamische Tragzahl auf die unveränderliche reine Radialbelastung und umlaufenden Innenring, bei Axiallagern auf die unveränderliche reine Axialbelastung. Für jedes Lager wird in den Lagertabellen die dynamische Tragzahl C angegeben. Ihre Größe ist von den Abmessungen des Lagers, der Anzahl der Wälzkörper, dem Material und der Ausführung des Lagers abhängig.
Dimensionierung
Statisch beanspruchte Lager
Bei statischer Belastung muss überprüft werden, ob ein ausreichend tragfähiges Lager ausgewählt wurde. Die statische Tragsicherheit So errechnet sich nach folgender Formel:
So = statische Tragsicherheit
Co = statische Tragzahl (KN)
Po = statisch äquivalente Lagerbelastung (KN)
Folgende Werte sind für die Tragsicherheit in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen und den Ansprüchen an die Laufruhe anzustreben:
So = 0,7 - 1,0 bei geringen Ansprüchen
So = 1,0 - 1,5 bei normalen Ansprüchen
So = 1,5 - 2,5 bei hohen Ansprüchen
Ausgenommen sind Axial-Pendelrollenlager!
Die statisch äquivalente Lagerbelastung P0 wird nach folgender Formel errechnet:
Yo = Axialfaktor
P0 = statisch äquivalente Lagerbelastung (KN)
F, = Radialbelastung (KN)
F. = Axialbelastung (KN)
Xo = Radialfaktor
Die Faktoren Xo und Yo sind soweit erforderlich in den Lagertabellen angegeben.
Dynamisch beanspruchte Lager
Das genormte Berechnungsverfahren (DIN ISO 281) für dynamisch beanspruchte Wälzlager wird nach folgender Formel errechnet:
L10 = nominelle Lebensdauer ( Umdrehungen)
C = dynamische Tragzahl (kN)
P = dynamisch äquivalente Lagerbelastung (kN)
p = Lebensdauerexponent für Kugellager p=3
p = Lebensdauerexponent für Rollenlager p=10/3
Wenn die Drehzahl des Lagers konstant ist, kann man die Lebensdauer in Stunden ausdrücken:
L10h = nominelle Lebensdauer in Betriebsstunden
n = Drehzahl
P = dynamisch äquivalente Lagerbelastung (kN)
p = Lebensdauerexponent für Kugellager p=3
p = Lebensdauerexponent für Rollenlager p=10/3
Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung P wird nach folgender Formel errechnet:
P = dynamisch äquivalente Lagerbelastung (kN)
= Radialbelastung (kN)
= Axialbelastung (kN)
X = Radialfaktor
Y = Axialfaktor
Die Faktoren X und Y sind soweit erforderlich in den LagertabeIlen angegeben.
Modifizierte nominelle Lebensdauer
Bei der Ermittlung der nominellen Lebensdauer L10 wird die Auswirkung einer Belastung auf die Lebensdauer eines Lagers berücksichtigt. Normale Betriebsverhältnisse wie gute Schmierung und fachgerechte Montage werden dabei vorausgesetzt. Dieser Berechnungsrahmen reicht in den meisten Einsatzfällen aus. In bestimmten Fällen kann es jedoch erforderlich seine Einflüsse die die Lebensdauer eines Lagers beeinflussen genauer zu analysieren.
Empfehlungen der ISO geben die Möglichkeit, Verbesserungen der Wälzlagerstähle und der Fertigungsverfahren sowie genauere Kenntnisse über den Einfluss der Schmierung auf den Ermüdungsvorgang in der Rechnung zu berücksichtigen. Danach ist die erreichbare Ermüdungslaufzeit Lna nach folgender Formel zu errechnen:
Lna = modifizierte nominelle Lebensdauer (Umdrehungen)
= Beiwert für Erlebenswahrscheinlichkeit
= Beiwert für den Lagerwerkstoff
= Beiwert für die Betriebsbedingungen
C = dynamische Tragzahl (kN)
P = dynamisch äquivalente Lagerbelastung (kN)
p = Lebensdauerexponent für Kugellager p=3
p = Lebensdauerexponent für Rollenlager p = 10/3
Als Grundlage zur Ermittlung der modifizierten nominellen Lebensdauer müssen die jeweiligen Einsatzbedingungen genau bekannt sein und auch die Belastungen auf das Lager genau erfasst werden.
Sollte die übliche Erlebenswahrscheinlichkeit von 90% gelten, d.h. die Lager sind aus den bekannten Wälzlagerwerkstoffen und es liegen normale Betriebsbedingungen bei ausreichender Sauberkeit und Wartung vor, so ist:
Unter diesen Bedingungen kommt man bei beiden Berechnungsmethoden auf die gleichen Ergebnisse.
= Beiwert für Erlebenswahrscheinlichkeit. Mit diesem Beiwert kann eine andere als die übliche Erlebenswahrscheinlichkeit von 90% ermittelt werden.
= Beiwert für den Lagerwerkstoff
= Beiwert für die Betriebsbedingungen
Da beide Faktoren in Abhängigkeit zueinander betrachtet werden sollten ist es zweckmäßig beide Werte gemeinsam anzugeben:
= (2,2 für Kugellager, einwandfreie Schmierfilmbildung vorausgesetzt)
= (1,5 für Rollenlager, einwandfreie Schmierfilmbildung vorausgesetzt)
Die mit den Faktoren , und , erweiterte modifizierte nominelle Lebensdauer Lna berücksichtigt ebenfalls als Ausfallursache lediglich die Werkstoffermüdung. Daher kann die errechnete Laufzeit des Lagers nur dann mit der Gebrauchsdauer des Lagers übereinstimmen, wenn der angenommene Schmierzustand während der gesamten Laufzeit konstant ist, die angenommenen Belastungsdaten, Temperaturen usw. den wirklichen Betriebsbedingungen wirklich entsprechen und eine Verschmutzung des Lagers während der gesamten Betriebszeit ausgeschlossen ist. Bei solchen Voraussetzungen beträgt der Einfluss bei Kugellagern 30% ( = 2,2) und für Rollenlager 12,5% ( = 1,5). Der Geometrieeinfluss ist dabei noch nicht berücksichtigt.
Dadurch ergibt sich eine modifizierte dynamische Tragzahl Cmod• Die Erlebenswahrscheinlichkeit beträgt dabei unverändert 90%.
Mit dieser Tragzahl wird die erhöhte nominelle Lebensdauer errechnet:
Schmierung
Aus drei Gründen müssen Wälzlager geschmiert werden:
- Um metallische Berührung zwischen Wälzkörpern, Lagerringen und Käfig zu verhindern.
- Um vor Korrosion zu schützen.
- Um vor Verschleiss zu schützen.
Normalerweise werden Wälzlager mit Fett geschmiert. Beim Einbau darf im Allgemeinen der freie Raum der LagereinbausteIle nur zu ca. 30-50% mit Fett gefüllt werden.
Schmierstoffe verlieren im Laufe der Zeit an Schmierfähigkeit. Verbrauchter oder verschmutzter Schmierstoff muss deshalb in bestimmten Zeitabständen ergänzt oder ersetzt werden. Zur Schmierung dürfen nur für Wälzlager geeignete Schmierfette und -öle verwendet werden.
Abgedichtete Lager sind in der Regel mit leistungsstarken Lithiumseifenfetten geschmiert. Diese Fette haben normalerweise einen Temperaturbereich von -25°C bis + 120°C Die Fette ertragen kurzzeitig eine Gebrauchstemperatur von + 120°C. Ab 70°C Dauertemperatur muss man bei diesen
Standardfetten auf Lithiumseifenbasis mit einer Minderung der Fettgebrauchsdauer gerechnet werden.
Ausreichende Gebrauchsdauerwerte erreicht man bei höheren Temperaturen nur mit Sonderfetten.
Allerdings ist unbedingt zu berücksichtigen, dass die Einsatzgrenze der im Standard verwendeten berührenden Dichtungen bei +110°C liegt. Für Einsatzbereiche über dieser Grenze muss überprüft werden, ob Dichtungen aus wärmebeständigen Werkstoffen verwendet werden können.
Nicht gekennzeichnete Lager sind in der Regel bis zu einer Grenztemperatur von 150°C maßstabil. Betriebstemperaturen über 150°C erfordern eine besondere Wärmebehandlung (Stabilisierung), die den Zweck hat, unzulässige Veränderungen der Lagerabmessungen infolge kristalliner Veränderungen zu verhindern. Derart behandelte Lager erhalten zur Kennzeichnung die folgenden Nachsetzzeichen:
Wie bereits erwähnt ist in allen Fällen unbedingt zu beachten. dass die Einsatzgrenze, der im Standard verwendeten berühren den (schleifenden) Dichtungen bei +110·e liegt. Für Einsatzbereiche über dieser Grenze muss überprüft werden, ob Dichtungen aus wärmebeständigen Werkstoffen verwendet werden können.
Nachschmierfristen
Die Fettgebrauchsdauer wird von vielen Faktoren beeinflusst. Die Nachschmierfristen in unserer Tabelle können deshalb nur als sehr grober Anhaltspunkt angesehen werden.
Von größter Bedeutung sind daher Erfahrungen mit bereits ausgeführten und vergleichbaren Lagerungen, da in vielen Anwendungsfällen nicht alle Betriebsbedingungen und Einflussfaktoren, die die Lebensdauer eines Schmierstoffes und damit auch des Lagers bekannt oder ermittelbar sind.
Nachschmiermengen
Bei großen Gehäuseräumen, der Verwendung eines Fettmengenreglers oder bei geringen Geschwindigkeiten ist die Gefahr einer Überschmierung und damit einer unzulässigen Temperaturerhöhung gering. In diesen Fällen ist eine reichliche Nachschmierung möglich, um den Schmierstoffaustausch zu verbessern.
Wenn diese Voraussetzungen nicht gegeben sind, vor allem bei hohen Drehzahlen, kann die Schmierstoffmenge nur ergänzt werden, um eine Überschmierung zu vermeiden. Der nachfolgenden Tabelle können Richtwerte für Nachschmiermengen entnommen werden.
D = Lageraußendurchmesser (mm)
B = Lagerbreite (mm)
Drehzahlgrenze
Die Drehzahlgrenze wird beeinflusst durch die Lagerbelastung, die Lagerluft, den Schmierstoff und durch Wärmeabfluss bzw. Wärmezuführung. Die in den Tabellen angegebene Drehzahlgrenze gilt für rein radiale Belastung bei Radiallagern bzw. reine axiale Belastung bei Axiallagern, Normaltoleranz der Lagerluft, keine Fremderwärmung, keine zu hohe Betriebstemperatur sowie geringe, absolut stoßfreie Belastung.
Lagerdaten
Toleranzsymbole, DIN ISO 1132, DIN 620
Bohrungsdurchmesser
d: Nennmaß des Bohrungsdurchmessers (theoretischer kleiner Durchmesser bei kegeliger Bohrung)
ds: an einer Stelle gemessener Bohrungsdurchmesser
dmp: 1. mittlerer Bohrungsdurchmesser; arithmetisches Mittel aus größtem und kleinstem in einer Radialebene gemessenen Bohrungsdurchmesser
2. mittlerer theoretischer kleiner Durchmesser bei kegeliger Bohrung; arithmetisches Mittel aus größtem und kleinstem gemessenen Bohrungsdurchmesser
d1mp: mittlerer theoretischer großer Durchmesser bei kegeliger Bohrung; arithmetisches Mittel aus größtem und kleinstem gemessenen Bohrungsdurchmesser
∆dmp = dmp – d: Abweichung des mittleren Bohrungsdurchmessers vom Nennmaß
ds = ds – d: Abweichung des an einer Stelle gemessenen Bohrungsdurchmesser vom Nennmaß
d1mp = d1mp – d1: Abweichung des mittleren großen Durchmessers bei kegeliger Bohrung vom Nennmaß
Vdp: Schwankung des Bohrungsdurchmesser; Differenz zwischen größtem und kleinstem in einer Radialebene gemessenen Bohrungsdurchmesser
dmp = dmp max – dmp min: Schwankung des mittleren Bohrungsdurchmesser; Differenz zwischen größtem und kleinstem mittleren Bohrungsdurchmesser
Außendurchmesser
D: Nennmaß des Außendurchmesser
Ds : an einer Stelle gemessener Außendurchmesser
Dmp: mittlerer Außen ᴓ; arithmetisches Mittel aus größtem und kleinstem in einer Radialebene gemessenen Außendurchmesser
Dmp = Dmp – D: Abweichung des mittleren Außendurchmesser vom Nennmaß
∆Ds = Ds – D: Abweichung des an einer Stelle gemessenen Außen ᴓ vom Nennmaß
VDp: Schwankung des Außendurchmesser ; Differenz zwischen größtem und kleinstem in einer Radialebene gemessenen Außendurchmesser
VDmp = Dmp max – Dmp min: Schwankung des mittleren Außendurchmesser ; Differenz zwischen größtem und mittleren kleinstem Außendurchmesser
Breite und Höhe
Bs Cs: an einer Stelle gemessene Breite des Innenringes oder des Außenringes
Bs – B, ∆Cs – C: Abweichung der an einer Stelle gemessenen Innen oder Außenringbreite vom Nennmaß
VBs = Bs max – Bs min, VCs = Cs max – Cs min: Schwankung der Innen- oder Außenringbreite; Differenz zwischen größter und kleinster gemessener Ringbreite
Ts : an einer Stelle gemessene Gesamtbreite eines Kegelrollenlagers
T2s : an einer Stelle gemessene Gesamtbreite eines Kegelrollenlagers über Innenring- Normal und Außenring
∆Ts = Ts –T, ∆Ts1 = T1s – T1, ∆ T2s = T2s – T2: Abweichung der an einer Stelle gemessenen Kegelrollenlager-Gesamtbreite vom Nennmaß
Hs, H1s, H2s, H3s, H4s: Abweichung der an einer Stelle gemessenen Axiallager-Gesamthöhe vom Nennmaß
Laufgenauigkeit
Kia: Rundlauf des Innenringes am zusammengebauten Radiallager (Radialschlag)
Kea: Rundlauf des Außenringes am zusammengebauten Radiallager (Radialschlag)
Sd: Planlauf der Innenringseitenfläche zur Bohrung (Seitenschlag)
SD: Schwankung der Neigung der Mantellinie zur Bezugsseitenfläche (Seitenschlag)
Sia: Plan lauf der Innenringlaufbahn am zusammengebauten Radiallager (Axialschlag)
Sea: Planlauf der Außenringseitenfläche zur Außenringlaufbahn am zusammengebauten Radiallager (Axialschlag)
Toleranzen der Radiallager (ohne Kegelrollenlager)
Toleranzen für Kegelrollenlager
Toleranzen für Axiallager
Radiale Lagerluft von einreihigen Rillenkugellagern nach DIN 620
Radiale Lagerluft von Pendelkugellagern nach DIN 620
Radiale Lagerluft von Pendelrollenlagern nach DIN 620
Passungen
Passungen sollten eine ausreichende radiale Befestigung der Wälzlager gewährleisten, um Gleitbewegungen in der LagersteIle zu verhindern. Dies kann in der Regel nur mit festen Passungen realisiert werden. Feste Passungen haben den Vorteil, dass die verhältnismäßig dünnwandigen Lagerringe auf ihrem ganzen Umfang unterstützt werden, was sich positiv auf die Ausnützung der Lebensdauer auswirkt. Dies kann jedoch nicht immer verwirklicht werden, da auch Forderungen wie z. B. die Verschiebbarkeit eines Loslagers oder der einfache Ein- und Ausbau berücksichtigt werden muss.
Für die Passungsauswahl sind folgende Einflüsse zu berücksichtigen:
Art und Größe der Belastung
Es wird unterschieden zwischen Umfangslast, Punktlast und unbestimmter Lastrichtung.
Umfangslast
liegt vor, wenn der Ring umläuft und die Last stillsteht oder wenn die Last umläuft, und der Ring stillsteht, d. h., wenn während jeder Umdrehung jeder Punkt der Laufbahn einmal belastet wird. Lagerringe mit Umfangslast neigen zum Wandern in Umfangsrichtung, weshalb in jedem Fall eine feste Passung vorzusehen ist. Wenn dies nicht eingehalten wird, entsteht durch das Wandern des Lagerrings Reibrost,
d. h. es tritt trockene Reibung zwischen den Berührungsflächen ein und es kommt schließlich zum Festfressen der beiden Flächen. Je größer Belastungen und Stöße werden, umso fester muss daher die Passung sein.
Punktlast
liegt vor, wenn bei stillstehendem Ring die Last stillsteht oder bei umlaufendem Ring die Last mit umläuft. Lagerringe mit Punktlast neigen nicht zum Wandern. Daher ist in diesem Fall eine lose Passung zulässig.
Unbestimmte Lastrichtung
liegt vor, wenn sowohl Punktlast als auch Umfangslast auftreten. Beide Lagerringe sollten feste Passungen erhalten.
Temperatur
Das Temperaturgefälle in der Lagerstelle beeinflusst die Passungen, wobei es auf die Richtung des Wärmeflusses ankommt.
Folgende Wellentoleranzen (Vollwellen) haben sich bei Axiallagern mit zylindrischer Bohrung bewährt:
Folgende Gehäusetoleranzen haben sich bei Axiallagern mit zylindrischer Bohrung bewährt:
Folgende Wellentoleranzen (Vollwellen) haben sich bei Radiallagern mit zylindrischer Bohrung bewährt:
Folgende Gehäusetoleranzen haben sich bei Radiallagern bewährt:
Diese Passungsrichtlinien entbinden nicht den Anwender die Passungsauswahl für seinen Anwendungsfall zu prüfen!
Einbaumaße (DIN 5418 )
Die Lagerringe dürfen nur an der Wellen- oder Gehäuseschulter, nicht in der Hohlkehle anliegen. Die Rundungen rg an der Wellen- und Gehäuseschulter müssen daher kleiner sein als die kleinsten Kantenabstände '(oder r1,) der Lager.
Die Schulterhöhe h der Gegenstücke muss so groß sein, dass auch bei größtem Kantenabstand des Lagers eine ausreichende Anlagefläche verbleibt.