Wälzlager

Rogalla Wälzlager


 

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Wälzlager-Lösungen

optimiert auf ihre Anwendung und Einsatzzweck

Wälzlager bewegen die moderne Welt, und ohne den Einsatz von Wälzlagern wäre eine industrialisierte Gesellschaft nicht möglich bzw. hätte sich überhaupt nicht entwickeln können. Eine industrielle Produktion von Gütern wäre undenkbar.

Die Geschichte des Wälzlagers reicht weit zurück, denn bei Ausgrabungen aus der Keltenzeit fanden Archäologen kleine zylindrische Holzstücke in der Nähe von Radnaben eines Streitwagens. Wie so vieles in der Menschheitsgeschichte geriet es in Vergessenheit, und erst 1490 zeichnete Leonardo da Vinci den Entwurf eines Kugellagers.

Das, was wir heute als Wälzlager betrachten, wurde im ausgehenden 19. Jahrhundert entwickelt.


Was sind Wälzlager?

Wälzlager sind Bauteile bei denen die aus der Rollbewegung zweier zueinander beweglicher Komponenten entstehende Rollreibung durch
Wälzkörper verringert wird. Dieses Wirkprinzip unterscheidet Wälzlager im Wesentlichen von Gleitlagern, bei denen gegeneinander bewegende
Teile direkt, oder lediglich durch einen Schmierfilm getrennt, anliegen.

Die wesentlichen Aufgaben eines Wälzlagers sind:


Bewegung
übertragen


Reibung
minimieren


Kräfte
weiterleiten

Wälzlager Grundaufbau

Der Grundaufbau eines Wälzlagers ist eigentlich relativ einfach und besteht in der Regel aus folgenden Komponenten:
 

 

1. Außenring

mit eingearbeiteter Laufbahn zur Führung der Wälzkörper


2. Innenring

mit eingearbeiteter Laufbahn zur Führung der Wälzkörper


3. Wälzkörper

(Kugel, Rollen oder Nadeln)


4. Käfig zur Halterung

und Führung der Wälzkörper in den Laufbahnen


Abbildung zeigt einen genieteten Stahlblechkäfig

Die Innen- und Außenringe sowie die Wälzkörper eines Wälzlagers bestehen in der Regel aus hochreinen chromlegierten Wälzlagerstählen wie 100Cr6. Daneben gibt es auch Wälzlager aus korrosionsbeständigen Stählen, Spezialwerkstoffen wie Keramik (Vollkeramiklager und Hybridlager aus Siliziumnitrid, Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid) und Kunststoff für den Einsatz unter besonderen oder extremen Betriebsverhältnissen. 

Die Aufgabe des Käfigs ist die Halterung und Führung der Wälzkörper in den Laufbahnen. Bei den Käfigen haben sich ebenfalls verschiedene Werkstoffe wie Stahl, Messing und Kunststoff (z. B. Fensterkäfige aus glasfaserverstärktem Polyamid) etabliert. Die Wahl der Käfigwerkstoffe ist abhängig von den Bauformen, Lagertyp und Anforderung.


Die Form der Wälzkörper beschreibt das Prinzip der Kraftübertragung (Punkt- oder Linienkontakt)
und bestimmt den Namen (z. B. Kugellager oder Rollenlager).


Da auch bei Wälzlagern die Rollbewegung zu Rollreibung führt, ist die ausreichende Schmierung der Kontaktflächen unentbehrlich. Die Schmierung übernimmt hierbei viele wichtige Aufgaben. Sie reduziert die Reibung sowie die Wärme- und Geräuschentwicklung, schützt vor Korrosion und Verunreinigung. Schmierung vermindert den Verschleiß. Die notwendige Schmierung kann über die Ölschmierung in geschlossenen Systemen wie beispielsweise Getrieben erfolgen oder muß durch Nachschmieren von außen zugeführt werden. Neben den offenen Varianten gibt es auch Bauformen in abgedichteter und lebensdauergeschmierter Ausführung. Die Dichtscheiben und Abdeckscheiben schützen zudem die Laufflächen eines Wälzlagers vor Schmutz, Fremdpartikeln und gleichzeitig vor Schmierstoffaustritt.  
 

Radiallager und Axiallager

Die Richtung der Hauptbelastung führt zur Unterscheidung in die zwei Grundformen Radiallager und Axiallager.
Beide Grundformen der Wälzlager sind sowohl als Kugellager und Rollenlager erhältlich. 


Radiallager

nehmen Kräfte senkrecht zur Wellenachse (radial) auf.



Axiallager

nehmen Kräfte in Richtung der Wellenachse (axial) auf.


Kugellager und Rollenlager

Die Grundformen der Wälzlager unterteilen sich in weitere sechs Gruppen:

  • Kugellager (Radial- und Axiallager)
  • Zylinderrollenlager (Radial- und Axiallager)
  • Nadellager (Radial- UND AxialLager)
  • Kegelrollenlager (Radial- und Axiallager)
  • Pendelrollenlager (Radial- und Axiallager)
  • Gehäuselager (Radial- und AxiaLlager)

Während sich Kugellager auf Grund der Punktberührung zwischen Kugeln und Laufbahnen besonders für schnelldrehende Anwendungen eignen, so eignen sie sich weniger für hohe Belastungen. Hier kommen Rollenlager zum Einsatz, die dank der Linienberührung zwischen den Rollen und Laufbahnen sehr hohe Kräfte aufnehmen können.

Die richtige Auswahl der Bauform ist daher abhängig von der Anwendung

Für jeden Einsatzzweck das richtige Wälzlager. Die charakteristischen Eigenschaften der unterschiedlichsten Bauarten prädestinieren die jeweilige Bauform für bestimmte Einsatzgebiete und Verwendungszwecke. Wälzlager sind im eingebauten Zustand funktionsrelevante Maschinenelemente, die Auswahl des geeigneten Wälzlagers ist der entscheidende Faktor für die Lebens- und Gebrauchsdauer.

In den meisten Fällen gibt die Größe der Umgebungskonstruktion den Rahmen für die Baugröße des Wälzlagers vor oder grenzt die Abmessungen ein. Doch Bauraum und die Richtung der Hauptbelastung alleine reichen nicht zur optimalen Auswahl des passenden Wälzlagers.

Ob in Elektromotoren, Getrieben, Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren, Haushaltsgeräten, Bohrmaschinen und angetriebenen Werkzeugen, Baumaschinen, Autos und Schienenfahrzeugen, Förderanlagen, Windenergieanlagen, chemischen und petrochemischen Anlagen, Agrartechnik, Lebensmittelindustrie und Getränkeproduktion, Rohstoffgewinnung, Eisen- und Stahlindustrie, Papierindustrie und Zellstoffverarbeitung, Zementmühlen, Kunststoffproduktion und Folienherstellung, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrttechnik sowie Roboter- und Automatisierungstechnik, um nur eine Auswahl von Anwendungen und Industriezweigen zu nennen, in denen Wälzlager, meist für den Anwender nicht sicht- oder wahrnehmbar, ihre Arbeit verrichten. 

Wichtige Auswahlfaktoren sind:

  • Einsatzfall / Anwendung
  • Einbausituation (Bauraum) / Anschlusskonstruktion
  • Betriebsbedingungen (Drehzahl, Betriebstemperatur, Umgebungsbedingungen)
  • Art der Schmierung (Fett oder Öl)
  • Anforderungen an Lebensdauer / Gebrauchsdauer
  • Montage, Demontage und Wartung

Den Anwendern bietet sich heute ein breites Spektrum von Standardwälzlagern, um für ihren Anwendungsfall das richtige Wälzlager zu finden.

Zum Wälzlager-Produktspektrum gehören ebenfalls:

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