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Wälzlager / Bearing

Die Erfindung des Wälzlagers liegt sehr weit zurück. Kaum zu glauben aber bereits vor ca. 2700 Jahren waren es die Kelten die auf die tolle Idee kamen zylindrische Körper aus Holz umlaufend der Radnaben anzubringen damit sich die Räder Ihrer Wägen leichter drehten. Gar nicht dumm, die Kelten, denen wir es somit zu verdanken haben daß sich heute somanches etwas leichter bewegt. Von den Römern übernommen, breitete sich diese Technik dank des riesigen Imperiums weit aus. Und somit nahm die Geschichte der Wälzlager und Kugellager ihren Lauf. 

 Von der Vergangenheit in die Gegenwart

Die industrielle Revolution brachte dann so richtig Schwung in die Entwicklung der Wälzlager. Durch die Entwicklung in der Industrie steigerte sich der Bedarf an Wälzlager für die verschiedensten Einsatzgebiete. So war es z.B. damals noch gebräuchlich vermehrt Gleitlager einzusetzen. Durch die geringe Standzeit bei schlechter Schmierung und niedriger Drehzahl musste eine neue Lösung her. So entstanden die verschiedenen Unterarten der Wälzlager und Kugellager mit verschiedenen Wälzkörpern wie Kugeln, Zylinder, Kegel oder Nadeln. Die Wälzlager werden also unterteilt in Kugellager und Rollenlager.

Bedingt durch die Aufnahme axialer und radialer Kräfte entstanden unterschiedliche Bauformen. Bei allen war das wichtigste Ziel den Kraftverlust durch Reibungswiderstand und somit den Verschleiß der Lager so gering wie möglich zu halten. Am besten erfüllte das Rillenkugellager diese Eigenschaften. Schnell entstanden Normen die die unterschiedlichen Größen der Wälzlager bestimmten.

Einen Meilenstein was die Genauigkeit und die industrielle Fertigung der Wälzlager betrifft legte übrigens im Jahr 1883 Herr Friedrich Fischer als er in Schweinfurt die erste Kugelschleifmaschine baute.

Unterarten der Wälzlager

Kugellager

Die am häufigsten verwendeten Kugellager sind die Rillenkugellager. Wegen der einfachen Bauweise dieses Lagers besitzt es eine hohe Laufgenauigkeit und ist somit für sehr hohe Drehzahlen geeignet. Dieses Lager ist dafür ausgelegt radiale Kräfte aufzunehmen. Axiale Kräfte dagegen verträgt dieses Lager nur bis zu max. 10% der radialen Belastbarkeit. Rillenkugellager werden auch zweireihig angefertigt um dadurch eine höhere Belastbarkeit zu erreichen. Eine weitere Variante dieses Kugellagers ist das Dünnringlager welche in geringerer Breite gefertigt werden. Rillenkugellager werden mit Dicht- oder Deckscheiben angefertigt. Genauere Angaben hierzu entnehmen Sie bitte unserer Maßtabelle.

Eine weitere interessante Art der Wälzlager ist das Pendelkugellager. Das Pendelkugellager besitzt zwei Kugelreihen. Der Vorteil ist das sich der Innenring um einige Grad aus der Mittelstellung schwenken lässt. Somit lassen sich Fluchtungsfehler oder Durchbiegungen der Welle ausgleichen. Das Pendelkugellager wird meist in einem Gehäuse als Stehlager eingesetzt.

Das Axial-Rillenkugellager ist wie der Name schon sagt ausschließlich für Kräfte in Axialrichtung ausgelegt. Es besteht aus zwei oder drei Scheiben, welche Nuten als Lauffläche für die Kugeln haben. Das Axialkugellager mit zwei Scheiben ist ausgelegt zur Aufnahme von Axialkräften in eine Richtung. Treten Axialkräfte in beide Richtungen auf, benötigt man das Axialrillenkugellager mit drei Scheiben, wobei die mittlere Scheibe auf der Welle fixiert wird.

Das Schrägkugellager kann sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen. Meist werden Schrägkugellager paarweise eingebaut. Schrägkugellager werden einreihig und zweireihig angefertigt. Eine besondere Bauform ist das Spindellager. Hier wird durch eingeengte Toleranzen und daher eine höhere Führungsgenauigkeit. Meist werden sie zur Lagerung der Spindeln bei Werkzeugmaschinen eingesetzt. Das Spindellager ist immer ein einreihiges Schrägkugellager.

Rollenlager, Walzlager

Hier möchten wir zuerst auf das Zylinderrollenlager eingehen, da es sich hierbei um das gängigste Wälzlager handelt. Zylinderrollenlager sind radial sehr hoch belastbar, können jedoch nur sehr geringe axiale Belastungen aufnehmen. Sie sind gut für hohe Drehzahlen geeignet und werden häufig im Maschinenbau eingesetzt. Weil die Zylinderrollenlager zerlegbar sind ist der Ein- oder Ausbau meist unproblematisch. Wir unterscheiden bei den einreihigen Zylinderrollenlager zwischen Loslager, Festlager oder Stützlager. Zylinderrollenlager können keine Fluchtungsfehler ausgleichen. Schon geringe Abweichungen führen zu erhöhtem Verschleiß

Bauformen einreihiger Zylinderrollenlager:

  1. N: kein Bord am Außenring, 2 Borde am Innenring
  2. NJ: 2 Borde am Außenring, 1 Bord am Innenring
  3. NU: 2 Borde am Außenring, Bordloser Innenring
  4. NUP: 2 Borde am Außenring, 1 Bord am Innenring, zusätzlich eine lose Bordscheibe am Innenring

Ein Wälzlager das für kombinierte radiale und axiale Belastungen ausgelegt ist, ist das Kegelrollenlager. Selbst extrem hohe Belastungen stellen für dieses Lager kaum ein Problem dar. Allerdings besitzt das Kegelrollenlager keine Winkelbeweglichkeit und kann daher Fluchtungsfehler nicht ausgleichen. Das Kegelrollenlager wird meist paarweise eingebaut und ist den meisten als Radlager für PKW und LKW bekannt.

Das Pendelrollenlager wird zweireihig gebaut und kann daher extrem hohe radiale Kräfte aufnehmen. Aber auch in radialer Belastung weist dieses Wälzlager hohe Tragzahlen auf. Ein weiterer Vorteil der Pendelrollenlager ist seine Winkelbeweglichkeit. Das Pendelrollenlager ist selbstausrichtend. Somit können Fluchtungsfehler bis zu max. 2 Grad von der Mittelachse ausgeglichen werden.

Das Nadellager kann schon fast als kleine Ausführung des Zylinderrollenlagers angesehen werden.Trotz seiner niedrigen Bauform handelt es sich hierbei um sehr Tragfähige Wälzlager und werden daher gerne in Getriebe oder Motoren eingebaut. Nadellager werden mit und ohne Innenring angeboten. Wird auf einen Innenring verzichtet, dient die Welle als Laufbahn. Diese muß allerdings geschliffen und gehärtet sein. Nadellager werden offen oder abgedichtet gebaut. Nadellager ist jedoch nur ein Oberbegriff dieser Wälzlager. Im einzelnen werden diese Unterschieden nach Nadelkränze, Nadelhülsen, Nadelbüchsen usw.

Tipps zur Montage und Demontage von Wälzlagern

Allgemein bekannt ist ja dass sich Material bei Wärme ausdehnt und bei Kälte schrumpft. Daher sollten auch Lager mit der Zusatzbezeichnung C3 ( erhöhtes radiales Lagerspiel) ausgewählt werden wenn das Lager hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Das erhöhte Lagerspiel fängt die Wärmeausdehnung auf.

Diese Eigenschaft kann man sich auch bei der Montage von Lagern zu Nutze machen. Die Ausdehnung bzw. Schrumpfung findet zwar nur im hundertstel Bereich statt, reicht aber aus um ein Lager problemlos auf eine Welle schieben die vorher vereist wurde. Kleinere Teile kann man auch ins Gefrierfach legen.

Haben Sie auch Tips  über Wälzlager für uns? Teilen Sie uns diese mit und mit Ihrem Einverständniss werden wir Ihre Beiträge hier veröffentlichen. Senden an: info@kugellager-direkt.de