Waelzlager_Lagergruppe-Schaeffler

Bild: Lagergruppe-Schaeffler

| von Dörte Neitzel
Wälzlager begegnen uns auf Schritt und Tritt: Kugellager, Zylinderrollenlager, Pendelrollenlager, Nadellager und zahlreiche weitere Bauarten sind in Haushaltsgeräten, Elektrowerkzeugen oder Lüftern, genauso wie in Fahrrädern, Maschinen oder industriellen Anlagen verbaut.

Technische Eigenschaften und Qualität vor Preis

Insbesondere bei der Neukonstruktion von Produkten, aber auch für die Ersatzbeschaffung im Rahmen von Wartung oder Reparaturen müssen die optimalen Lager bestimmt werden. Bei der Auswahl ist der Preis nur eines von mehreren Kriterien – und nicht automatisch das wichtigste. Technische Eigenschaften, qualitative Aspekte sowie die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership) sollten je nach Anwendung und Anspruch berücksichtigt werden. Immerhin können die Lager Auswirkungen auf die Maschinenverfügbarkeit, Reklamationsquoten, Wartungskosten und damit letztlich auf Kundenzufriedenheit und Marken­image haben.

Was Sie bei der Auswahl von Wälzlagern berücksichtigen sollten

Es gibt sehr viele Wälzlager-Bauarten und jede einzelne hat charakteristische Eigenschaften, die sie für bestimmte Lagerungsfälle besonders geeignet macht. Allgemeingültige Regeln zur Lagerwahl lassen sich aber kaum aufstellen, da häufig mehrere Faktoren berücksichtigt werden müssen. Auf einzelne Aspekte wollen wir im Folgenden etwas näher eingehen:

Funktion und Eigenschaften von Wälzlagern

Hier geht es vor allem um die Belastungsrichtung, axial und/oder radial, sowie die Höhe von Last und Drehzahl. Rollenlager (beispielsweise Zylinder- und Pendelrollenlager) eignen sich in der Regel für hohe Lasten und niedrigere Drehzahlen. Kugellager hingegen (beispielsweise Rillen- und Schrägkugellager) sind eher für niedrigere Lasten und hohe Drehzahlen ausgelegt. Bei Durchbiegung einer Welle müssen Lager eingesetzt werden, welche die daraus entstehenden Winkelfehler kompensieren können, zum Beispiel Pendelrollenlager.

Lagerungskonzepte bei Wälzlagern

Prinzipiell gilt es auch die Wärmeentwicklung einer Wellenlagerung zu berücksichtigen, etwa durch eine „Fest-Loslagerung“. Dabei hält das Festlager die Welle auf der axialen Position und nimmt parallel zur Welle auftretende Kräfte aus beiden Richtungen auf, die Axialkräfte. Das Loslager kompensiert die thermische Ausdehnung der Welle und nimmt keine durch die Ausdehnung entstehenden achsparallelen Kräfte auf.

Die „Angestellte Lagerung“ verwendet zwei Stützlager. Stützlager können achsparallele Kräfte jeweils nur in einer Richtung aufnehmen. Sie müssen prinzipiell spiegelverkehrt zueinander auf der Welle montiert werden. Diese Lagerung erfordert mehr Fachwissen, ist aber sehr hochwertig und robust. Stützlager sind zum Beispiel Kegelrollenlager.

Die „Schwimmende Lagerung“ kann nur eingesetzt werden, wenn keine axialen Kräfte auftreten. Eine große Zahl von Lager-typen ist dafür geeignet.
Fett- oder Ölschmierung? Nicht oder nur einseitig abgedichtete Lager laufen oft in einem Ölbad. Beidseitig abgedichtete Lager sind in der Regel lebensdauergeschmiert. Das heißt sie müssen nicht nachbefettet werden. Zu berücksichtigen sind sehr hohe oder niedrige Betriebstemperaturen, denn sie verändern die Viskosität der Schmierstoffe und beeinträchtigen die Aufgaben einer Schmierung.

Bauraum als Kriterium bei Wälzlagern

Meist ist mit dem Bohrungsdurchmesser bereits eine der Hauptabmessungen des Lagers konstruktionsbedingt vorgegeben. Gegebenenfalls sind weitere feststehende Maße wie Außendurchmesser und Breite zu berücksichtigen.

Spezielle Anforderungen an Wälzlager

Korrosionsbeständigkeit, Chemikalienresistenz oder Schutz gegen Stromdurchgang, Maß- und Rundlaufgenauigkeit oder auch sehr hohe Drehzahlen sind Beispiele spezieller Anforderungen, die in bestimmten Anwendungen von Bedeutung sein können. Zusätzlich können auch integrierte Zusatzfunktionen sinnvoll sein, zum Beispiel Sensoren zur Messung von Temperatur oder Drehzahl.

Fazit

Prinzipiell kann man sagen: Je höher die Anforderungen an die Lager sind, desto eher sollte man einen Wälzlagerhersteller als Berater oder Entwicklungspartner einbeziehen. Vor allem wenn Sonderlösungen erforderlich werden, ist eine frühzeitige und enge Zusammenarbeit sinnvoll.

Autoren: Dipl.-Ing. (FH) Matthias Stichnoth, Trainer bei Schaeffler, und Kathrin Irmer

 


Checkliste für den Einkauf von Wälzlagern

Konstruktionsdaten

haken1

Bauraum

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Lageranordnung

haken3

Lagerluft, Betriebsspiel

haken4

Genauigkeit

haken5

Schiefstellung

haken6

Durchbiegung

haken7

Fluchtungsfehler

haken8

Steifigkeit

haken9

Passung

haken10

Ein- und Ausbau

haken11

Abdichtung

Betriebsdaten

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Belastung (Höhe und Richtung)

haken13

Momente

haken14

Drehzahl

haken15

Beschleunigung

haken16

Abbremsen

haken17

Laufgeräusch

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Schmierung, Wartung

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Reibung

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Betriebstemperatur

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erforderliche Lebensdauer

haken23

Umgebungseinflüsse


Drei Fragen an Till Blässinger, Blässinger GmbH + Co. KG

Welche Lagerarten und in welcher Anzahl kaufen Sie ein?

Als technischer Händler müssen wir das komplette Spektrum unserer Kunden beschaffen und bevorraten. Dabei geht es von einzelnen Artikeln für Instandhaltungsbedarfe und den Sondermaschinenbau bis hin zu Artikeln in größeren Stückzahlen für Erstausrüstungsbedarfe. Genauso wie die Stückzahlen variieren die Bauformen und die Größen – von wenigen Millimetern bis Metern im Durchmesser. Besondere Bedeutung bekommt bei uns ergänzend die Beschaffung von Sonderlagern, die sich durch besondere Bauformen oder verwendete Materialien unterscheiden.

Welche Kriterien sind Ihnen bei der Auswahl besonders wichtig?

Einerseits gibt es Kundenvorgaben, anderseits müssen die Rahmenbedingungen des Kunden analysiert und die passende Lösung gefunden werden. Die Lösung hat hierbei die Dimensionen: technische Anforderungen, Lieferfähigkeit und Funktionskosten. Bezüglich der Bevorratung für Instandhaltungsbedarfe ist ein Premiumfabrikat sinnvoll, da sicher geholfen und die komplette Bandbreite bezogen werden kann. Da aber nicht alle Teile von uns bevorratet werden können, ist eine schnelle und verlässliche Wiederbeschaffung beim Hersteller unerlässlich. Bezüglich Erstausrüstungsteilen sind Qualität und verlässliche Termine die Mindestanforderungen. Teilweise können bestehende Anwendungen durch eine optimierte Auswahl in der Standzeit oder Performance verbessert werden. Auch das Thema Energieeinsparung kann mit dem entsprechenden Produkt unterstützt werden.

In welchen Produkten setzen Sie die Wälzlager ein?

Die Einsatzgebiete der Wälzlager ergeben sich aus unserem Kundenspektrum. Im Instandhaltungsbereich wird die gesamte Industrie beliefert – von der Automobilindustrie über Hafenanlagen, Stahlwerke und Energieversorger bis zum Bergbau. Im Erstausrüstungsbereich ist das Anwendungsgebiet ähnlich breit. Hier reicht das Anwendungsportfolio vom Sondermaschinenbau über die Automatisierungstechnik bis zur Medizintechnik.


Einkaufsführer in Zusammenarbeit mit Schaeffler Gruppe:

Die Schaeffler Gruppe ist ein weltweit führender integrierter Automobil- und Industriezulieferer. Mit Präzisionskomponenten und Systemen in Motor, Getriebe und Fahrwerk sowie Wälz- und Gleit-lagerlösungen für eine Vielzahl von Industrieanwendungen leistet die Schaeffler Gruppe einen entscheidenden Beitrag für die „Mobilität für morgen“. Im Jahr 2015 erwirtschaftete das Technologie-unternehmen mit rund 84 000 Mitarbeitern an 170 Standorten einen Umsatz von rund 13,2 Mrd Euro.