<span style="color: red"> Dieser Artikel soll ausschließlich Grundlagen zum Thema Wälzlagerungen vermitteln. Ausführliche Informationen zum Thema sind in zahlreichen Publikationen <br />(Auswahl siehe unten: Quellenangaben) bzw. im Internet (z.B.: [http://www.skf.com/portal/skf/home/products?maincatalogue=1&newlink=first&lang=de SKF.de] oder [http://medias.ina.de/medias/ext/hp?lang=de Schaeffler-Gruppe-INA-FAG]) zu finden.
<br />Es wird keinerlei Haftung für Verluste oder Schäden irgendwelcher Art übernommen, die sich mittelbar oder unmittelbar aus der Verwendung der hierin erhaltenen Angaben ergeben.
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=Grundlagen= Aufgabe und Funktion von Wälzlagerungen ==Aufgaben==* Wälzlager sollen relativ zueinander bewegliche, insbesondere drehbewegliche Teile in [[Maschine]]n und [[Gerät]]en abstützen und möglichst Reibungsarm führen.* Sie sollen die wirkenden äußeren Kräfte (quer, längs und/ oder schräg zur Bewegungsachse) aufnehmen und auf Fundamente, Gehäuse oder ähnliche Bauteile übertragen.
Wälzlagerungen dienen der Übertragung von Bewegungen zwischen unterschiedlichen Bauteilen, oder der Abstüzung und Führung von sich bewegenden Bauteilen (bspw.: rotation) zu starren Bauteilen (bspw.: Gehäuse).
*Durch die Verwendung von Wälzkörpern zwischen den Laufringen, wird die auftretende [[Bild:Was ist Reibung schon im Anfahren sehr gering gehalten. JPG|thumb|center|<div style="text-align: center;">Zum Vergrößern ins Bild klickenHier wird besonders der Hauptunterschied zu den [[Gleitlager |Gleitlagern]] ersichtlich.</div>
Wälzlagerungen müssen im Betrieb Kräfte die sich aus der Bewegung, Bearbeitung, Biegung der gelagerten Welle oder [[Wärmeausdehnung]] der gelagerten Bauteile ergeben aufnehmen können.==Wirkprinzip und Aufbau==
* Wälzlager werden nach der Art der Belastungsrichtung (Wirkrichtung) eingeteilt.* Wälzlager bestehen im Allgemeinen aus zwei Ringen und einem Kranz von Rollkörpern, die auf den Laufbahnen der Ringe abrollen. *Die gewährten Verlagerungen Rollkörper werden in der Konstruktion durch diese im Betrieb auftretenden Krafteinflüsse nennt man [http://deRegel in einem Käfig geführt.wikipediaDer Käfig hält die Rollkörper in gleichmäßigem Abstand und verhindert ihre gegenseitige Berührung.org/wiki/Freiheitsgrad Freiheitsgrade]* Bei Nadellagern und Bord losen Pendelrollenlagern muss der Käfig die Rollkörper außerdem Achsparallel führen. * Ferner soll der Käfig zerlegbarer Lager den Rollkörperkranz zusammenhalten und dadurch den Einbau des Lagers erleichtern.
Somit sind bei der Wälzlagerauswahl viele unterschiedliche Faktoren zu beachten.<u>'''Einteilung nach Belastungsrichtung in Radiallager und Axiallager'''</u>
===Wirkung===Die Übertragung der relativ Bewegung der einzelnen Bauteile zueinander wird durch die Verwendung von einzelnen Wälzkörpern (Kugel, Rolle) auf ein minimales Reibmoment gesenkt. Somit lassen sich Leistungsverluste, verursacht durch hohe Reibmomente, nahezu ausschliessen[[Bild:Belastungsrichtung.GIF|center]]
http://www.thk.se/DE/Kugellager.jpg==Bezeichnungen am Rillenkugellager==
Bei heutigen Wälzlagern werden die Wälzkörper mittels eines Käfigs auf definiertem Abstand gehalten, wodurch die Lebensdauer eines Wälzlagers entscheidend gesteigert werden konnte[[Bild:Wälzlagerbauteile. Bei dem alten Prinzip, mit komplett bestückten Wälzkörpern, trat erheblicher Verschleiß durch Berührung JPG|thumb|center|<div style="text-align: center;">Zum Vergrößern ins Bild klicken</div>]]<br /> [[Bild:Bezeichnung der Wälzkörper untereinander aufBauteile. GIF|thumb|center|<div style="text-align: center;">Radialkugellager <br />Zum Vergrößern ins Bild klicken <br />Quelle: [http://www.uni-siegen.de/fb11/inko_schwarz/download/me2b/me-08-folien-waelzlager.pdf Uni Siegen]</div>]]<br />[[Bild:Axialkugellager.GIF|thumb|center|<div style="text-align: center;">Axialkugellager <br />Zum Vergrößern ins Bild klicken <br />Quelle: [http://www.uni-siegen.de/fb11/inko_schwarz/download/me2b/me-08-folien-waelzlager.pdf Uni Siegen]</div>]]
Beispiel für die Verwendung des Wälzlager* Rillenkugellager (DIN 625)*Schrägkugellager (DIN 628)*Schulterkugellager (DIN 615)*Pendelkugellager (DIN 630)*Axialrillenkugellager (DIN 711, 715)*Zylinderrollenlager (DIN 5412)*Kegelrollenlager (DIN 720)*Tonnen- Prinzips bei translatorischer Bewegung und Pendelrollenlager (DIN 635)*Axial- Pendelrollenlager (DIN 728)*Nadellager (KugelumlaufschuhDIN 617).
===Vor-/Nachteile===
====Vorteile====
*Geringes Anlaufmoment im Vergleich zu [[Gleitlager |Gleitlagern]]*Reibungsarmer Lauf*Kein "stick-slip" Effekt (Ruckgleiten)wie z.B. bei [[Gleitlager |Gleitlagern]] und Flachführungen*Bestimmbare [http://de.wikipedia.org/wiki/Freiheitsgrad Freiheitsgrade]*Durch [[DIN | Normung]] meisst leicht Austauschbar*Wartungsärmer als [[Gleitlager]]*Meisst geringerer Schmierstoffverbrauch als [[Gleitlager]]==Eigenschaften ausgewählter Wälzlager==
====Nachteile====
*Drehzahl begrentzt[[Bild:Radialkugellager.GIF|thumb|left|<div style="text-align: center;">*Hoher Abdichtungsaufwand bei ÖlumlaufschmierungZum Vergrößern ins Bild klicken<br /> Radialkugellager*Empfindlich gegen Verschmutzung*Stoss empfindlicher im Stillstand und bei geringer Drehzahl als [[Gleitlager</div>]]
[[Bild:Kegelrollenlager.GIF|thumb|right|<div style==Auswahl der Lagerung=="text-align: center;">Zum Vergrößern ins Bild klicken<br /> Kegelrollenlager</div>]]
Wälzlager verfügen über unterschiedliche Eigenschaften, die sie untereinander abgrenzen[[Bild:Zylinderrollenlager.GIF|thumb|left|<div style="text-align: center;">Diese Eigenschaften sind bei der Auswahl der Lagerung, mit Blick auf die gestellten Ansprüche, zu vergleichen.Zum Vergrößern ins Bild klicken<br /> Zylinderrollenlager</div>]]
Faktoren für die Verwendung eines Lagertyps sind[[Bild:Pendelrollenlager.GIF|thumb|right|<div style="text-align: center;">Zum Vergrößern ins Bild klicken<br /> Pendelrollenlager</div>]]
*die durch die Konstruktion gegebenen Platzverhältnisse*die im Betrieb auftretende Belastungsarten (axial, radial oder beide)*die der Konstruktion gewährten Freiheitsgrade*die Schiefstellung der Lagerebenen zueinander (Winkelfehler, Durchbiegung der Welle)*die Laufgenauigkeit des Lagers*die geforderte Drehzahl*Geräuscharmer Lauf*die geforderte Steifigkeit der gelagerten Baugruppe*die Wartungsfreundlichkeit (Ein-, Ausbaumöglichkeiten)*die Schmierungsmöglichkeit*die mögliche Abdichtungsart (Schmiermittelaustritt, Fremdkörpereintritt)[[Bild:Drehzahlen2.GIF|center]]
==Wälzkörper (Auswahl)==
Eine genauere Beschreibung zur Wahl der richtigen Lagerart findet sich hier:
Tabelle der Lagereigenschaften[[Bild:Aufgaben_Käfig.GIF|center|<div style="text-align: center;">Zum Vergrößern ins Bild klicken<br /> Aufgaben des Käfigs</div>]]
*Es ist stehts zu prüfen ob ein einfaches Radial-Rillenkugellager verwendet werden kann. Wegen ihrer besonders einfachen Bauform sind sie zu besonders günstigen Preisen zu beziehen.
Zum Vergrößern ins Bild klicken<br /> Käfigwerkstoffe
</div>]]
*Aufgabe zur Lagerauswahl:
*Aus oben stehender Tabelle soll ein geeignetes Lager für folgende Anforderung gewählt werden:==Vorteile von Wälzlagern==
Es wird ein gegen das Eindringen von Schmutz mit Dichtscheiben abgedichtetes Festlager, welches in der Lage sein soll kombinierte Belastungen in Radialer* Fast reibungsloser Lauf (µ = 0, sowie Zug und Druck Belastungen in axialer Richtung aufzunehmen002…. Um eine Verlagerung der Welle im Bertrieb gering zu halten0, soll 01) bei richtigem Einbau* Anlaufmoment ist nur unwesentlich größer als das Lager über eine hohe Steifigkeit verfügen.Betriebsmoment (wesentlicher Vorteil bei Antrieben)* Kein Ruckgleiten (stick slip)* Geringer Schmierstoffverbrauch* Anspruchslos in Pflege und Wartung* Sie benötigen keine Einlaufzeit* Weitgehende Normung gestattet leichtes Beschaffen und Austauschen von Ersatzlagern
[[Lagerauswahl Lösung |Lösungsweg]]==Nachteile von Wälzlagern==
== Kräfte * Besonders im Stillstand und Anordnung von Wälzlagerungen ==bei kleinen Drehzahlen empfindlich gegen Erschütterungen und Stöße* Lebensdauer und Höhe der Drehzahl ist begrenzt* Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung erfordert einen hohen Abdichtungsaufwand (Verschleißstellen, Leistungsverlust)
=== Belastungsarten =Wälzlagerspiel auf Bauteilen==
An Wälzlagern wirken unterschiedlichste Kräfte. Punktlast liegt vor, wenn die radial angreifende Kraft statisch auf den feststehenden Lagerring wirkt (es wird immer der gleich Punkt der Laufbahn belastet). Bei Umfangslast wirkt die Radialkraft auf den umlaufenden Lagerring.Das heißt, bei einer Umdrehung des Lagers wird genau jeder Punkt der Laufbahn einmal durch die wirkende Kraft belastet[[Bild:Radial-Axialspiel.GIF|center]]
*Hinweis: Der Ring mit Umfangslast muss festsitzen, da er mit der wechselnden Last umlaufen und den Lagersitz beschädigen würde, der Ring mit Punklast kann auch lose sitzen (Spielpassung möglich). Die immer auf den gleichen Punkt der Laufbahn wirkende Kraft kann kein Wandern oder rutschen der Laufbahn bewirken.
Der Druckwinkel α =Gestalten und die sich daraus ergebende Drucklinie sind Wälzkörper und Laufbahn abhängig.Entwerfen von Wälzlagerungen=Sie stellen dar, in welcher Linie die auftretenden Kräfte von einer Laufbahn über die Wälzkörper auf ==Kriterien für die andere Laufbahn im Lager übertragen werden.Auswahl des richtigen Lagers==
Radiallager haben einen Druckwinkel α von 0°- 45°.<u>'''Bei der Konstruktion:'''</u>
Der Druckwinkel von Axiallagern liegt zwischen 45° * Zur Verfügung stehender Bauraum* Berücksichtigung des Ein- und 90°Ausbaus [http://www.mapro.skf.com/mp3000g.htm Hier ist ein guter Link zum Thema Ein- Ausbau und noch mehr]* Erforderliche Winkelbeweglichkeit* Erforderliche Sicherheit (nach Art der Anwendung)
Der Punkt in dem sich die Drucklinien schneiden wird als Druckmittelpunkt bezeichnet.
Hier treffen sich die auf das Lagerwirkenden Kräfte.
Mit zunehmendem Druckwinkel α innerhalb eines Radiallagers, nehmen die Axialkräfte zu.
Wird ein Lager axial und radial bealstet, so ist die daraus resultierende der Lastwinkel β.
Als Konstruktionsregel ist zu beachten, dass α und β annähernd gleich groß sein sollen um die maximale Belastbarkeit eines Lagers auszunutzen.
Fa ist die Axialkraft, wirkt sie zentrisch auf die Welle teilt sie sich gleichmäßig auf das Lager auf.<u>'''Nach Art der Betriebsbedingungen:'''</u>
====Axial- Radialspiel====* Belastung* Drehzahl* Anforderungen an Genauigkeit und Starrheit* Reibung* Umgebungsverhältnisse (Abdichtung)* Wartung* Lebensdauer
Das Axial-, bzw. Radialspiel wird im allgemeinen auch als Lagerluft bezeichnet.
Hierbei handelt es sich um die jeweils mögliche Verschiebbarkeit des Lagers in axialer oder radialer Richtung.
Unterschieden wird zwischen dem Axial-, Radialspiel eines nicht eingebauten Lagers und <u>'''Höhe der Betriebsluft eines montierten Lagers.Bei Kugellagern versucht man die Lagerluft im Betrieb so nahe wie möglich an 0µm zu führen um einen idealen Rundlauf des Lagers zu erreichen.Bei der Konstruktion ist in jedem Fall zu bedenken das sich Axial- und Radialspiel des Lagers bis zum erreichen der Betriebstemperatur verändern.Einflussfaktoren für das Axial- und Radialspiel sind:Kosten'''</u>
*die Passungsverhältnisse*die Betriebstemperatur*elastische Verformungen des Lagers==Lagerauswahl==
Bei einstellbaren und geteilten Wälzlagern wie Kegelrollenlagern ist somit bei der Montage der Durchmesser des Aussenringes im demontierten sowie im montierten Zustand im µm Bereich auszumessen um den Wert für das Zusammenfallen des Aussenringes nach dem Einbau zu definieren und somit die nötige Vorspannung auf den Innenring, die für die jeweilige Konstruktion gefordert ist, festzulegen.
Falsch ermittelte Werte haben eine zu hohe oder zu geringe Lagervorspannung zur Folge, welche zu folgenden Symptomen führen kann:
*erhöhter Verschleiss
*geringere Lebensdauer
*erhöte Rollreibung und somit erhöhte Wärmeentwicklung in der Lagerung
Bevorzugt ist eine Lageranordnung mit zwei Wälzlagern auf einer Welle anzuwenden.
[[Bild<span style="color:Gesamtlageranordnung.JPG]]green"><u>'''Bei der Bezeichnung der Bohrung (Bohrungskennzahl- BKZ) gibt es noch folgendes zu Beachten:'''</u></span>
==== Fest-Los-Lagerung ====* Die Bohrungskennzahlen 00, 01, 02 und 03 entsprechen in Reihenfolge den Bohrungsdurchmessern 10, 12, 15 und 17 mm.* Für die Bohrungsdurchmesser 20 bis 480 mm errechnet sich die Bohrungskennzahl wie folgt: Durchmesser der Bohrung geteilt durch 5 (bis Durchmesser 45 mm wird vor die Bohrungskennzahl eine 0 gesetzt).* Die Bohrungsdurchmesser 0,9 bis 9 mm werden unmittelbar an das Zeichen der Lagerreihe angefügt.* Die Bohrungsdurchmesser 22, 28, 32 und größer als 500 mm werden durch Schrägstrich getrennt an das Zeichen der Lagerreihe angefügt.
Bei dieser Lageranordnung nimmt das Festlager einen Teil der Radialkräfte und in beiden Richtungen Axialkräfte auf.
Verwendung finden hier Wälzlager die in sich nicht verschiebbar sind wie z.B. ein Rillenkugellager.
Zur definition der Position des Festlagers, werden Innen- und Aussenringe auf der Welle und im Gehäuse [[Bolzen-, Stiftverbindungen und Sicherungselemente | gesichert]].
Das Loslager nimmt nur Radialkräfte auf und ist in axialer Richtung verschiebbar. Somit können Längenänderungen infolge von Wärmeausdehnung oder Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
Verwendung finden hier meisst zerlegbare Lager die ein axiales Verschieben zulassen wie z.B. Nadel oder Zylinderrollenlager.
=Berechnung der Wälzlager=== Stützlagerung ==Statische Tragfähigkeit==Ein Wälzlager gilt als nur statisch beansprucht, wenn es unter einer Belastung stillsteht, kleine Pendelbewegungen ausführt oder sich mit einer Drehzahl von weniger als 10<sup>-1</sup> dreht.
Hier teilt sich die Radialkraft wie bei der Fest-Los-Lagerung auf beide Lager auf. Beide Lager nehmen jedoch Axialkräfte in einer Richtung auf.
Unterschieden wird bei dieser Anordnung noch in schwimmende und angestellte Lagerung.
Diese Anordnung hat den Vorteil besonders Fertigungsgünstig zu sein, und wird verwendet, wenn keine enge axiale Führung der Welle gefordert ist.S<sub>0</sub>: statische Tragsicherheit<br />P<sub>0</sub>: statisch äquivalente Belastung des Lagers<br />C<sub>0</sub>: Statische Tragzahl
Man verwendet für diese Anordnung zwei selbsthaltende Lager wie beispielsweise das Rillenkugellager, die dann spiegelbildlich so gesichert werden, dass beide Lager ein vorher unter konstruktiven Gesichtspunkten festgelegtes Axialspiel in je eine Richtung zulassen.
Erreicht wird dies durch eine Spielpassung am punktbelasteten Ring.
[[BildDie statisch äquivalente (= gleichwertige) Belastung P<sub>(0)</sub> ist eine rechnerische, rein radiale Belastung bei Radiallagern bzw. rein axiale und rein zentrische Belastung bei Axiallagern, die an den Wälzkörpern und Rollbahnen die gleiche plastische Verformung bewirkt, wie die tatsächlich wirkende kombinierte Belastung. Sie ergibt sich (außer Axialpendelrollenlager):SchwimmendeLagerung.JPG|Zwei Möglichkeiten der schwimmenden Lagerung]]
===== Angestellte Lagerung =====
Hierbei werden zwei Schrägkugellager oder zwei Kegelrollenlager spiegelbildlich zueinander angeordnet und durch eine verstellbare Begrenzung ( z.B. eine Mutter) auf das benötigte Spiel oder die benötigte Vorspannung eingestellt (angestellt). Die Einstellmutter ist nach erfolgter Einstellung mit geeigneten Sicherungselementen zu fixieren.
Die vorgespannte Einstellung findet häufig Verwendung in Radnabenlagerungen oder Spindellagerungen von Werkzeugmaschinen.
Die Anstellung kann in X- oder O-Anordnung erfolgen, wobei die O-Anordnung sich durch ein geringeres Kippspiel auszeichnet.
[[Bild:AngestellteLagerungBegriffe P.JPGGIF|Zwei Arten der angestellten Lagerungcenter]]
Hinter diesem Link verbirgt sich eine Tabelle über mögliche Lageranordnungen und deren Aufgabe==Dynamische Tragfähigkeit==*Die dynamische Tragfähigkeit eines Wälzlagers wird vom Ermüdungsverhalten des Lagerwerkstoffes bestimmt.*Der Zeitraum bis zum Auftreten von Ermüdungserscheinungen ist die Lebensdauer des Wälzlagers.
=== Toleranzen ===*Die für das Wälzlager einzusetzende Lebensdauer wird erfahrungsgemäß gewählt. *Bestimmend sind dabei die Art der Maschine, die Dauer ihres Einsatzes und die verlangte Betriebssicherheit.*Für häufig vorkommende Betriebsfälle gibt die unten stehende Tabelle sowie die Wälzlagerkataloge L<sub>10h</sub>- Werte an.
Beim Einbau von Wälzlagerungen ist die Fixierung der Laufbahnen im Gehäuse und auf der Welle
wichtig. Die Laufbahnen dürfen im Betrieb nicht mitdrehen oder axial rutschen.
Hierfür wird eine geeignete Passung gewählt. Die zu verwendenden [[Maßtoleranzen | Toleranzfelder]] sind in der Grafik abgebildet.
Übermaß[[Bild:Tabelle14.7.GIF|thumb|center|<div style="text- und Übergangspassungen zwischen der Welle und Bohrung des Lagersalign: center;">Zum Vergrößern ins Bild klicken<br />Quelle: Roloff/ Matek, oder des Gehäuses und des Aussenrings verhindern durch die auftretende Pressung am Umfang wirkungsvoll ein mitdrehen der Laufbahnen. Alternativ kann das Lager über axiale Vorspannung geklemmt werden.Maschinenelemente- Tabellenbuch</div>]]
Bei der Wahl der Passung und der Art der fixierung des Lagers ist zu beachten, dass die Lagerluft verringert wird und der Verschleiß zunehmen bzw. die Lebensdauer des Lagers abnehmen kann.
Die gewählte Passung und das verwendete Lager sind somit voneinander abhängig und am einfachsten durch Absprache mit dem Hersteller oder seinen Einbauvorschrifften zu klären[[Bild:Lebensdauergleichung.GIF|thumb|center|<div style="text-align: center;">Zum Vergrößern ins Bild klicken<br />Quelle: Roloff/ Matek, Maschinenelemente</div>]]
=Berechnungsbeispiele=
[['''<span style="color: green">Im Bild:ToleranzfeldWelleGehaeuseunten ist die Lagerung der oberen Bandrolle einer Bandsäge zu sehen.JPG]]</span>'''
== Einsatzgebiet ==
=== Arten und Verwendung von Wälzlagerungen ===
*Hinweis: Die Verwendung von Rillenkugellagern ist wünschenswert, da sie neben ihrer hohen Laufgenauigkeit und ihren günstigen Einbaumaßen Für die Bandrolle sind geeignete Wälzlager zu sehr geringen Preisen bezogen werden könnenBestimmen.
Werden wegen ihrer besonders einfachen Bauform und dem damit verbundenen günstigen Preis am häufigsten verwendet.
Durch die enge Kugelführung und die sehr tiefen Laufrillen lassen sich neben hohen Radialkräften auch hohe Axialkräfte in beiden Richtungen aufnehmen.
Bei hohen Drehzahlen sind Radial-Rillenkugellager im Stande höhere axiale Kräfte als Axial-Rillenkugellager aufzunehmen.
Rillenkugellager sind unzerlegbar und starr, wodurch sie keine Wellenverlagerungen ausgleichen können und dadurch auf genau fluchtende Lagerstellen angewiesen sind.
*Verwendung[[Wälzlagerungen: universell in allen Bereichen des Maschinen- und Fahrzeugbaus.Lösung|Lagerung einer Bandsäge Lösung]]
[[Bild:Rillenkugellager3d.JPG]]=Quellenangaben=
==== Einreihige Schrägkugellager ([[DIN]] 628)====Besitzen am Innen sowie am Aussenring je eine erhöhte Schulter und sind in den meisten Fällen nicht zerlegbar.Aufgrund der höheren Anzahl von Wälzkörpern und der größeren Abstüzung durch die Schulter, ist es mit diesem Lager möglich höhere Axialkräfte aufzunehmen als mit Rillenkugellagern.Bilder a und b *VerwendungRoloff/ Matek: meisst paarweise in X-Maschinenelemente, O-, oder Tandemanordnung da Axialkräfte sonst nur in eine Richtung aufzunehmen sind.==== Zweireihige Schrägkugellager ([[DIN]] 628)====Bestehen aus zwei Spiegelbildlich angeordneten einreihigen Schrägkugellagern ( O- Anordnung) die in radialer sowie in beiden Richtungen Axial sehr hoch belastbar sind.*Verwendung: Wälzlagerungen von kurzen biegesteifen Wellen die sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr hoch beansprucht werden. z.B.: Wellen mit Schrägstirn- oder Kegelrädern in Getrieben sowie FahrzeugachsenBild c[[Bild:Schraegkugellager.JPG]]==== Vierpunktlager ([[DIN]] 628)====Sonderbauform des Schrägkugellagers. Die Laufbahnen des Innen und Aussenringes sind spitz zusammenlaufende Radien, wodurch eine Berührung der Walzkörper mit den Laufbahnen an vier definierbaren Punkten erreicht wird.Vorteil dieses Lagers ist eine geringere Baubreite mit höherer radialer und vor allem höherer axialer Tragfähigkeit in beiden Richtungen.*Verwendung: Spindellagerungen von Werkzeugmaschinen, Fahrzeuggetriebe[[Bild:VierpunktlagerSchnitt.JPG]]==== Schulterkugellager ([[DIN]] 615)====Sind zerlegbare Lager deren demontierbarer Aussenring eine Schulter besitzt, wodurch sie axiale Kräfte in nur einer Richtung aufnehmen können.Diese Lager sind weder zur Aufnahme von hohen radialen noch von axialen Kräften geeignet und nur bis zu einem Bohrungsdurchmesser von 30mm genormt.*Verwendung: Lagerungen mit gringen Belastungen, in Messgeräten, Haushaltsgeräten oder kleinen elektrischen Maschinen.==== Pendelkugellager ([[DIN]] 630)====Sind zweireihige Lager mit zylindrischer oder kegeliger Bohrung, die durch ihre konvexe Lauffläche im Aussenring in der Lage sind, geringe winklige Wellenverlagerungen sowie Schiefstellungen der Welle bis zu ca. 4 grad auszugleichen.Pendelkugellager können radial und in beiden Richtungen axial belastet werden.*Verwendung: Lagerungen bei denen Einbauungenauigkeiten oder größere Wellendurchbiegungen auftreten können.z.B.: bei Förderanlagen und Landmaschinen.[[Bild:Pendelkugellager.JPG]]==== Zylinderrollenlager ([[DIN]] 5412)====Sind Lager deren Wälzkörper aus zylindrischen Rollen bestehen und zerlegbar sind. Durch die Linienberürung der Wälzkörper mit den Laufflächen im Innen und Aussenring sind sie in der Lage wesentlich höhere radiale Kräfte als gleich große Kugellager aufzunehmen.Nachteil ist, das sie nicht oder nur geringfügig in der Lage sind axiale Kräfte aufzunehmen und genau fluchtende Lagerstellen benötigen.Zylinderrollenlager sind als konventionelle Lager ohne Käfig (vollrollig) und daraus resultierender höherer radialer Tragfähigkeit oder als Käfiggeführte Lagerungen (geringere Rollenanzahl bei gleicher Baugröße) mit höheren erreichbaren Drehzahlen durch geringere Reibungswärme erhältlich18. *Verwendung: in GetriebenAuflage, ElektromotorenVieweg Verlag, für Achslager von Schienenfahrzeugen und als Loslager.[[Bild:Zylinderrollenlager.JPG]]==== Nadellager ([[DIN]] 617) ====Sind Sonderbauformen des Zylinderrollenlagers und werden in unterschiedlichsten Ausführungen geliefert. Bis auf das kombinierte NadelISBN 978-Axial3-Rillenkugellager können diese nur Radialkräfte übertragen, haben aber den Vorteil wesentlich geringerer Baugröße und sind stoßunempfindlicher als andere Lagerungen.*Verwendung: für kleine bis mittlere Drehzahlen und Pendelbewegungen. Im allgemeinem bei radial begrenztem Einbauraum.[[Bild:Nadellager.JPG]]==== Kegelrollenlager ([[DIN]] 720)====Bei den Kegelrollenlagern sind entweder die Laufflächen oder die Bohrung des Innenrings kegelig ausgeführt. Diese Lagerung ist radial und axial sehr hoch belastbar. Durch den abnehmbaren Aussenring ist diese Lagerung gut ein8348- und auszubauen.Zu beachten ist, daß das Lagerspiel bei dieser Lagerung eingestellt werden muss.*Verwendung: Wellenlagerungen von Schnecken und Kegelradgetrieben, Spindellagerungen von Werkzeugmaschinen.[[Bild:Kegelrollenlager.JPG]]==== Axial0262- Rillenkugellager ([[DIN]] 711, 715)==== Einseitig wirkende Axial- Rillenkugellager bestehen aus einer Wellenscheibe und einer Gehäusescheibe. Wobei die Wellenscheibe einen geringeren Durchmesser als die Gehäusescheibe besitzt. Zwischen diesen beiden Scheiben laufen die Wälzkörper.Dieses Lager kann nur axiale Kräfte in einer Richtung und keine Radialkräfte aufnehmenZweiseitig wirkende Axial- Rillenkugellager bestehen aus zwei aussenliegenden Gehäusescheiben und einer mittig angeordneten Wellenscheibe, zwischen denen zwei getrente Kugelkränze laufen.Mit dieser Lagerausführung können Axialkräfte aus beiden Richtungen aber keine Radialkräfte aufgenommen werden.Aufgrund der Anordnung von Wälzkörpern und Laufflächen eignen sich diese Wälzlager nicht für hohe Drehzahlen, da sich die aufretenden Fliehkräfte ungünstig auf das Laufverhalten des Lagers auswirken.*Verwendung: bei hohen Axialkräften die von Radiallagern nicht aufgenommen werden können. z.B.: bei Bohrspindeln.[[Bild:Axialkugellager.JPG]]==== Hybridwälzlager, Keramikwälzlager ====Hybridwälzlager besitzen Wälzkörper aus Keramik und Laufringe aus Stahl, Keramikwälzlager hingegen besitzen Wälzkörper und Laufflächen aus Keramik.Mann verwendet Hybridlagerungen bei hohen Drehzahlen, da durch die geringere Masse der Wälzkörper die Fliehkräfte minimiert werden können und bei erschwerten Schmierbedingungen.Voll-Keramikwälzlagerungen sind vorteilhaft einsetzbar, wenn das Lager einer hohen Temperatur (bis 10000C), eventueller Korrosion (chemische Beständigkeit gegenüber den meisten Medien) oder starkem Verschleiß (Härte von 80HRC) ausgesetzt ist.===Beispiele für Anwendungsbereiche von Wälzlagern===Hier finden sich Beispiele für Wälzlager Anwendungstechniken der Firma I.N.A.0 *[http:Roloff//medias.ina.de/medias/de!hp.awb2/kegelradgetriebe*Funktion;aIbFi6YgqfRe?br=9&a=BR1 Kegelradgetriebe]*[httpMatek:Maschinenelemente//medias.ina.de/medias/de!hp.awb2/extrudergetriebe*Funktion;aIbFi6YgqfRe?br=9&a=BR1 Extrudergetriebe]*[http://medias.ina.de/medias/de!hp.awb2/kreiselrechwender*Funktion;aIbFi6YgqfRe?br=88&a=BR7 Kreiselrechwender(Landmaschinen)]*[http://medias.ina.de/medias/de!hp.awb2/pkwlenkungslager*Funktion;aIbFi6YgqfRe?br=472&a=BR9 PKW-Lenkungslager]*[http://medias.ina.de/medias/de!hp.awb2/bearbeitungszentrum*Funktion;aIbFi6YgqfRe?br=32728&a=BR15 Bearbeitungszentrum]==Wälzlagerschmierung==Um den Verschleiß eines Lagers herabzusetzen wird dieses mit einem geeigneten Medium geschmiert. Das Schmiermittel verhindert den direkten Kontakt zwischen den Laufflächen und den Wälzkörpern und mindert somit die Reibung. Es hat ausserdem die Aufgabe das Lager vor [[Korrosion]] zu schützen. Man unterscheidet 3 Arten von Schmiermethoden.===Fettschmierung===Die Fettschmierung ist die meisst einfachste und kostengünstigste Art der Lagerschmierung und kann auch in hohen Drehzahlbereichen eingesetzt werden. Das zu verwendende Fett richtet sich nach der Betriebstemperatur des Lagers und den Umgebungseinflüssen wie z.B.: die Gefahr von Wassereintritt in die Lagerstelle. Es gibt Lagerungen bei denen die Haltbarkeit des Fettes die zu erwartende Lebensdauer des Wälzlagers übertrifft. Diese Lager werden nach dem Befüllen durch den Hersteller mit Dichtscheiben verschlossen.*'''Vorteile:'''*konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung*Abdichtung gegen das Eindringen von Schmutz*einmalige Fettung kann auf Lebenszeit reichen (Dauerschmierung)*Laufgeräusche können gedämpft werden*'''Nachteile:'''*zu hohe Fettmengen in der Lagerung erhöhen die Reibung (Verschleiß)*eventueller Abrieb in der Lagerung wird nicht aus der Lagerung entfernt*keine Wärmeabfuhr===Ölschmierung===Es gibt konstruktiv mehrere Möglichkeiten eine Ölschmierung auszuführen welche sich nach BetriebsdrehzahlFormelsammlung, Temperatur und Belastung richten8. Im allgemeinen findet sie AnwendungAuflage, wenn diese Kriterien eine Fettschmierung nicht mehr zulassen oder benachbarte Baugruppen wie Getrieberäder eine Ölschmierung erfordern.*'''Vorteile:'''*hohe Wärmeabfuhr möglich*Betriebstemperatur kann geregelt werden*geringe Anlaufreibung*'''Nachteile:'''*konstruktiv meisst Aufwendig*die Lagerung oder Baugruppe muss gegen Ölaustritt abgedichtet werden*wartungsaufwendig durch Öl- und Filterwechsel*Schmierungsausfall bei geförderten Ölen durch Pumpenausfall möglich===Feststoffschmierung===Feststoffschmierung wird nur in Sonderfällen eingesetzt, wo durch die Betriebsbedingungen eine andere Schmierung nicht zulässig wäre.Als Schmierstoffe finden hier Graphit, Molybdänsulfid (MOLYKOTE) oder Polytetraflourethylen (TEFLON) Verwendung.==Dimensionierung von Wälzlagern==Im allgemeinen bestimmen die Anforderungen an TragfähigkeitVieweg Verlag, Lebensdauer und Betriebssicherheit die Auswahl der Lagerart und Größe.Bei den Berechnungen wird immer vom Betriebsverhalten ausgegangen.Desweiteren gilt ein Wälzlager als statisch Beansprucht wenn:*die Drehzahl <10min<sup>ISBN 978-1</sup>*es unter der Last stillsteht*es nur geringe Pendelbewegungen ausführtFür alle anderen Fälle gilt die Lagerung als dynamisch belastet.===Vorauswahl der Lagergröße===Bei nur statischer Belastung berechnet man die erforderliche statische Tragzahl C<sub>0</sub>.*siehe hierzu:*RM TB: S. 1253- 127 TB 148348-2 statische Tragzahl C<sub>0</sub>*RM FS: S. 169 Richtwerte für fs'''C<sub>0</sub>= P<sub>0</sub>*f<sub>s</sub>'''*P<sub>0</sub> statische Lagerbelastung in kN*f<sub>s</sub> statische KennzahlBei dynamischer Belastung verwendet man die erforderliche dynamische Tragzahl C<sub>erf</sub> .*siehe hierzu:*RM TB: S. 125- 127 TB 14-2 dynamische Tragzahl C<sub>erf</sub>*RM TB: S. 129 TB 14-4 Drehzahlfaktor f<sub>n</sub> für Wälzlager*RM TB: S. 129 TB 140119-7 anzustrebende f<sub>L</sub> Werte'''C<sub>erf</sub>>= P * f<sub>L</sub> /f<sub>n</sub>'''*P dynamische Lagerbelastung*f<sub>L</sub> dynamische Kennzahl (Lebensdauerfaktor)*f<sub>n</sub> Drehzahlfaktor'''AlternativEschmann, Hasbargen, Weigand:'''Formeln zu f<sub>n</sub> und f<sub>L</sub> in RM FS S.171 oder RM TB 14-4/5===Äquivalente Lagerbelastung===Hier wird bei Radiallagern von einer reinen Radialbelastung und bei Axiallagern von reiner Axialbelastung ausgegangen. Die errechnete Belastung P<sub>0</sub> ist genau so großWälzlagerpraxis, wie die im Betrieb gemeinsam auftretenden Belastungsfälle2.*siehe hierzu:*RM TB: SAuflage 1978, R. 128 TB 14-3a/b statische/ dynamische Radialfaktoren und Axialfaktoren*Statisch Äquivalent:'''P<sub>0</sub>= X<sub>0</sub> * F<sub>r0</sub> + Y<sub>0</sub> * F<sub>a0</sub>'''*Dynamisch Äquivalent:'''P= X * F<sub>r</sub> + Y * F<sub>a</sub>'''*F<sub>r0</sub> / F<sub>r</sub> statische/ dynamische radiale Lagerkraft*F<sub>a0</sub> / F<sub>a</sub> statische/ dynamische axiale Lagerkraft*X<sub>0</sub> / X statischer/ dynamischer Radialfaktor*Y<sub>0</sub>/ Y statischer/ dynamischer Axialfaktor===Berechnung der zu erwartenden Lebensdauer===Gleiche Wälzlager haben selbst bei identischen Betriebsbedingungen unterschiedliche zu erwartende Lebenszeiten (durch Laborversuche ermittelt).Deswegen können nur sehr wahrscheinliche Aussagen über die zu erwartende Lebenszeit getroffen werden. Die dazu verwendete Formel, geht davon ausOldenbourg Verlag, dass über 90% einer größeren Menge gleicher Lager die errechnete Zeit erreichen oder überschreiten. Statistisch fallen ca. 10% vorher aus.'''L<sub>10</sub> = ( C/ P)<sup>p</sup>'''oder:'''L<sub>10 h</sub> = 10<sup>6</sup> <b>·</b> L<sub>10</sub> / 60 <b>·</b> n'''*L<sub>10</sub> nominelle Lebensdauer in 10<sup>6</sup> Umdrehungen*L<sub>10 h</sub> nominelle Lebensdauer in h Stunden*p Lebensdauerexponent Kugellager p = ISBN 3; Rollenlager p = 10/3*n Drehzahl des Lagers'''Alternativ:'''Berechnung über die dynamische Kennzahl und RM TB 14-5'''f<sub>L</sub>= C / P <b>·</b> f<sub>n</sub>'''===Übungsaufgaben======= Nominelle Lebenserwartung (1) ==== Es ist zu prüfen, ob ein dynamisch belastetes Rillenkugellager (DIN 625) 6209 (Lagerreihe 62; Bohrungskennzahl 09) bei einer Radialkraft F<sub>r</sub> von 5 kN, einer Axialkraft F<sub>a</sub> von 2 kN und einer konstanten Drehfrequenz von 250 min<sup>486-31102-1</sup> eine gewünschte Lebensdauer von mindestens 10.000 h erreicht. 6* Hier geht´s zur [[WälzlagerungenEuropa Lehrmittel: Lösung |Lösung]]==== Nominelle Lebenserwartung (RM Aufgabe 14.1) ==== Für das Rillenkugellager DIN 625-6208 sind zu bestimmen:a) die nominelle Lebensdauer L<sub>10</sub> in 10<sup>6</sup> (Millionen) Umdrehungen bei einer radialen Lagerkraft F<sub>r</sub> = 10 kN;b) die zulässige radiale Lagerkraft F<sub>rzul</sub> in kNTabellenbuch Metall, wenn die halbe unter a) ermittelte Lebensdauer in 10<sup>6</sup> Umdrehungen erreicht werden soll.<br>Die Höhe der Lagerkraft ist hinsichtlich der Abnahme der Lebensdauer zu vergleichen und zu kommentieren.==== Hauptabmessungen (RM Aufgabe 1443.2) ====Welche Hauptabmessungen (Lagerbohrung gleich WellendurchmesserAuflage 2005, Außendurchmesser gleich GehäusebohrungVerlag Europa Lehrmittel, Breite) ergeben sich bei einer radialen Lagerkraft F<sub>r</sub> von 10 kN, wenn eine nominelle Lebensdauer L<sub>10</sub> = 60 <b>·</b> 10<sup>6</sup> Umdreheungen gefordert wird?a) Für Rillenkugellager DIN 625 der Reihe 60, 62, 63, 64;b) Für Zylinderrollenlager DIN 5412 der Reihe NU10, NU2, NU3?<br>Vergleiche die Hauptabmessungen und Kosten (siehe WebISBN 3-8085-Links)!==== Hauptabmessungen Übungsaufgabe 8 ====Welche Hauptabmessungen ergeben sich für ein Rillenkugellager der Reihe 60 bei einer radialen Lagerkraft von 10kN, wenn eine nominelle Lebensdauer von 10<sup>8</sup> Umdrehungen gefordert wird?[[Schraubenverbindungen:_Antworten#L.C3.B6sung_f.C3.BCr_.C3.9Cbungsaufgabe_1|Lösung]]== Links zum Thema {{PAGENAME}} ==*[http://www.vdmarkt.com/emarket/jsp/companies/Category_jsp/language/de/selectedCategoryId/CS@VDMA@CT@C3/contextId/comp/marketId/ant/layoutId/ant/state/0/startIndex/0/numberOfObjects/10/index.html;jsessionid=9D68D4EFAB784E77520FB22AEC9A8568 VDMA1723-Lagerhersteller Übersicht und Links]9 *[httpArvid Palmgren://www.ima.uni-stuttgart.de/studium/wlt/download/waelzlagerkurzzeichen.pdf Präsentation über Wälzlager von Fa. INA/FAG (PDFGrundlagen der Wälzlagertechnik, 18 S3.)]*[http://www.skf.com/files/152250.pdf Schrägkugellager ausführlich dargestellt von Fa. SKF (PDFAuflage 1964, 98 S.)]*[http://www.uni-duisburg-essen.de/imperia/md/content/kkm/ueb_kliii_1_p.pdf Berechnungen '''ohne''Franckh' Lösung (Uni Duisburg)]sche Verlagshandlung Stuttgart* [http://www.skf.com/portal/skf/home/products?maincatalogue=1&newlink=first&lang=de Lager-Katalog und Online-Berechnung auf www.skfW.de]* [httpHampp://www.ekugellager.de Online-Shop www.ekugellager.de<br>1Wälzlagerungen,3 Mio. Wälzlager FAG SKF INA und NKE im Schnell-Versand]Springer Verlag 1968
