Kursangebot | Maschinenelemente 2 | Wälzlagerbauarten

Maschinenelemente 2

Wälzlagerbauarten

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Bei lzlagern ermöglichen Wälzkörper die Relativbewegung zwischen den Teilen, die es abzustützen gilt. Diese Bauart besitzt sowohl vorteilhafte als auch nachteilige Eigenschaften gegenüber einem Gleitlager. Nachfolgend siehst du einen entsprechenden Vergleich.

Wälzlager versus Gleitlager

Vorteile eines Wälzlagers gegenüber einem Gleitlager

  • Die Reibung ist geringer. $\rightarrow $ speziell beim Anlauf und Auslauf
  • Die Genauigkeit ist weit höher, da u.a. auf einen Schmierspalt verzichtet werden kann.
  • Es müssen kaum Schmierstoffe eingesetzt werden. $\rightarrow $ keine Verunreinigungsprobleme
  • geringer Kühlungsbedarf
  • radiale, axiale und kombinierte Belastbarkeit
  • annähernd spielfreier Betrieb möglich
  • Die Baugruppen, die Einbaumaße sowie die Ersatzteile sind genormt. $ \rightarrow $ weltweite Verfügbarkeit bei verschiedensten Herstellern

Nachteile eines Wälzlagers gegenüber einem Gleitlager

  • Durch den Punktkontakt ist die Lebensdauer eines Wälzlagers begrenzt. $\rightarrow $ Hertzscher Kontakt
  • Erschütterungen und Stöße führen selbst im Stillstand zu Schäden am Lager.
  • aufwändigerer Ein- und Ausbau
  • Geräusche und Schwingungen infolge einer geringen Dämpfung
  • Die Drehzahl ist vergleichsweise gering.
  • höherer radialer Platzbedarf durch größeren Bauraum

Aufbau eines Wälzlagers

In allen Wälzlagern rollen kugel- oder rollenförmige Walzkörper, die in den meisten Fällen in einem Käfig gehalten werden. Die Laufbahnen der Walzkörper weisen eine hohe Festigkeit, Oberflächengüte und Formtreue auf. Eingearbeitet sind die Laufbahnen in den Außen- und Innenring des Lagers. 

Wälzlager gibt es in den unterschiedlichsten geometrischen Ausführungen.

Nachfolgend zunächst eine grafische Darstellung zum allgemeinen Aufbau eines Wälzlagers sowie einige unterschiedliche Bauformen von Wälzkörpern als Wiederholung:

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Aus der Praxis sind nun einige Gestaltungsmöglichkeiten von Rillenkugellagern aufgezeigt. Wie der Name bereits sagt sind hier die Wälzkörper Kugeln, die in der Regel in einem Käfig zwischen einem Innen- und einem Außenring abrollen.

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In der nächsten Abbildung siehst du die schematische Darstellung eines Schnitts durch ein Rillenkugellagers. Auf der linken Seite sind die Bestandteile des Wälzlagers nochmals gekennzeichnet - rechts seht Ihr die möglichen Kräfte, die an einem Wälzlager wirken können.

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Merke

Hier klicken zum AusklappenWälzlagerkäfig: Der Walzlagerkäfig verhindert eine gegenseitige Berührung der Wälzkörper, indem er diese gleichmäßig über den Umfang verteilt. Abhängig von den Anforderungen, wie beispielsweise Führungsverhalten oder Genauigkeit, stellt man den Käfig aus Messing, Kunststoffen oder Blechen her.

Im nachfolgenden Bild sind einige bei Wälzlagern genutzt Käfige aus Stahl bzw. aus Messing beispielhaft zusammengestellt:

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Wälzlagerformen

Die Funktion eines Lagers ergibt sich aus der Form des Wälzkörper. So lassen sich Wälzlager unterscheiden in:

  • (Rillen-)Kugellager
  • Zylinderrollenlager $\rightarrow $ hohe Belastbarkeit durch Radialkräfte
  • Kegelrollenlager $\rightarrow $ hohe Belastbarkeit durch Axialkräfte
  • Nagellager
  • Tonnenlager
  • und andere mehr (siehe auch vorangegangene Bilder)
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Belastungsrichtungen eines Wälzlagers

Wälzlager lassen sich auch hinsichtlich ihrer Belastungsrichtung unterscheiden. Die Belastungsrichtung ergibt sich durch die Anordnung der Wälzkörper. Wir unterscheiden:

  • Radiallager $\rightarrow $ nimmt radiale Kräfte auf
  • Axiallager $\rightarrow $ nimmt axiale Kräfte auf
  • Schräglager $\rightarrow $ vereint die Eigenschaften von Radial- und Axiallagern, jedoch in geringerem Umfang

Kombinationen von Axial- und Radiallagern werden in der Praxis oft auch als Radiaxlager bezeichnet.

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Hinweis

Hier klicken zum AusklappenIn den kommenden Kurstexten werden wir die unterschiedlichen Lagerarten hinsichtlich ihrer Belastungsrichtung weiterführend thematisieren.