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    WÄLZLAGER

    Die Bedeutung der Wälzlager

    Wälzlager – oft auch Kugellager genannt – sind genormte Maschinenelemente, die Kräfte und Drehbewegungen übertragen.
    Typische Wälzkörper sind Kugeln und Zylinder, die entweder vollrollig oder auch in Käfigen geführt werden.

    Was ist ein Wälzlager?

    Weitere Details:

    Ein Wälzlager ist ein spezielles Lager, bei welchem ein Außen- und ein Innenring durch rollende Körper abgetrennt sind. Diese werden zur Befestigung von Achsen und Wellen als Los- und Festlager genutzt. Dabei gibt es viele Vorteile der Wälzlager im Vergleich zu einem Gleitlager. Diese besitzen kein höheres Reibmoment, wenn die einzelnen Lager im Anlauf sind. Außerdem ist der Verschleiß hier geringer, da sie selbst bei geringen Drehzahlen arbeiten können. Zudem sind jene Lager aufgrund der Normung für die Produktion in der Anschaffung erheblich preisgünstiger als die Gleitlager. Dabei ermöglicht die Normung zugleich einen geringeren Aufwand beim Verbau der Lager in die Baugruppe.
    Ebenso spricht die lange Wartungsfreiheit für das Lager, wenn dies nur mittelmäßig schwer belastet wird. Zusätzliche Apparate für Kühlung und ähnliches sind aufgrund der niedrigen Reibmomente nicht denkbar. Hier werden ebenfalls wieder Kosten eingespart. Die Wälzlager haben im Vergleich zu einem Gleitlager einen größeren Geräuschpegel und sind wegen der höheren Materialbeanspruchung bei Belastungen empfindlich gegen die Stöße. Zudem werden jene Lager lediglich für eine definierte Lebenszeit ausgelegt. Diese lassen sich nicht so gut führen. Jener Nachteil lässt sich durch eine exakte Spieleinstellung beseitigen. Die Anstrengungen bei der Teilung eines Lagers, um die Installation zu vereinfachen, können durch gesonderte Ausführung mit geteilten Lagern beseitigt werden. Dies ist vor allem bei großen Lagern besonders wichtig. Daher wird die Montage auf diese Weise um ein Vielfaches vereinfacht.
    Die Wälzlager führen sich schwenkend bewegende oder umlaufende Maschinenelemente wie Achsen, Wellen oder Räder und übertragen die Lasten zwischen den einzelnen Komponenten der Maschine. Diese gestatten einen reibungsarmen und präzisen Betrieb und arbeiten deshalb mit sehr geringen Energieverlusten bei langsamen Verschleiß. Die Lager sind für hohe Drehzahlen bei verminderter Wärme- und Geräuschentwicklung geeignet. Diese austauschbaren und kostengünstigen Maschinenelemente erfüllen in aller Regel internationale oder nationale Maßnormen.

    Die Verwendung von Wälzlagern

    Weitere Details:

    Generell Regeln zur Auswahl der Lagerart lassen sich generell nur bedingt aufstellen, da nahezu immer mehrere Aspekte berücksichtigt und abgewogen werden müssen. Daher sind meist außer der Drehzahl und der Belastung auch Einflüsse wie Schmierung, Temperatur, Vibrationen, Wartung und Einbau zu berücksichtigen. In den meisten Fällen ist wenigstens eine der Abmessungen des Lagers, was meistens der Bohrungsdurchmesser ist, durch die Konstruktion schon festgelegt.
    Die Lager für vorwiegend radiale Beladungen werden Radiallager genannt. Dabei nehmen die meisten Radiallager kombinierte Belastungen auf, zum Beispiel Rillen-, Schrägkugel-, Kegelrollen- und Pendelrollenlager. Dabei sind die Zylinderrollenlager, die Nadellager, Nadelhülsen und die Kränze nur radial belastbar.
    Die einseitig wirkenden Axialschrägkugellager und Pendelrollenlager nehmen kombinierte Radial- und Axiallasten auf. Die weiteren Axiallager eignen sich lediglich für axiale Lasten. Wenn in radialer Richtung nur ein geringer Bauraum vorhanden ist, dann werden Lager mit einer geringen Querschnittshöhe ausgewählt, z.B. Nadelkränze, Nadellager ohne oder mit Innenring, Rillenkugellager und Pendelrollenlager bestimmter Reihen. Zu den bedeutendsten Maschinenelementen gehören Wälzlager. Diese werden jeden Tag im bekannten Durchmesserbereich in vielfacher Art und Weise hergestellt und verbaut. Trotz dieser Stückzahlen haben diese immer eine große Genauigkeit mit von einigen Tausendstel Millimetern.
    Kein anderes Massenprodukt in der Industrie weist über solch hohe Produktionsmengen eine vergleichbar große mechanische Präzision aus, die mit einer Nullfehlerrate von vielen Herstellern erreicht wird.
    Keines der industriellen Geräte ist ohne ein Wälzlager nutzbar: Ohne diese würden keine Autos fahren oder keine Geräte in der Küche wie Waschmaschinen funktionieren. Es gibt jedoch noch andere Verwendungen von Wälzlagern. So werden diese in Hochfrequenzspindeln, welchen mit tausend Umdrehungen pro Minute rotieren. In den Walzwerksgerüsten der Stahlwerke oder in der Papierherstellung werden diese angewandt und tragen bei Steinwalzen über 80 Tonnen das Gewicht. Dies funktioniert nur, weil die Wälzlager einen großen Vorteil haben. Diese ersetzen die Gleit- durch Rollreibung und diese ist wenigstens zehnmal geringer. Dies bedeutet ebenfalls, dass die aufzubringende Verlustleistung der Wälzlagerung im Vergleich zu einem einfachen Gleitlager sehr viel geringer ist.

    Aufbau des Wälzlagers

    Ein Wälzlager hat einen relativ einfachen Aufbau. Es besteht aus Wälzkörpern, wie zum Beispiel Kugeln, Kugelrollen, Nadeln oder Kegelrollen, die zwischen Innenring und Außenring geführt werden. Diese können in einem Käfig geführt werden bzw. bei vollrolligen Wälzlagern komplett die Laufbahnen ausfüllen.
    Wälzlager gibt es in offener Form bzw. mit Abdichtungen auf einer oder beiden Seiten. Die Dichtungen schützen das Wälzlager vor Verschmutzungen und Schmierstoffaustritt. Wichtig ist dabei zu wissen, dass die Form der Wälzkörper im Wesentlichen die Eigenschaften, sowie auch den Namen des Lagers bestimmt. Ein Kugellager hat Kugeln, ein Nadellager hat Nadeln, ein Zylinderrollenlager hat Zylinderrollen.

    Die Bauarten des Wälzlagers

    Je nach Einsatzmöglichkeit eignen sich bestimmte Wälzlager-Bauarten. Jeder dieser Bauarten weist bestimmte charakteristische Eigenschaften auf.
     

    Die Form der Wälzkörper können dabei Kugelrollen, Tonnenrollen, Nadeln, Kegelrollen oder Zylinderrollen sein

    • Das Kegelrollenlager nach DIN 720, ISO 355 ist geeignet sowohl für radiale als auch für axiale Belastungen.
    • Das Nadellager nach DIN 617 wird bei kleinen Einbauräumen verwendet. Es hat Nadeln als Wälzkörper und ist geeignet für radiale Belastungen.
    • Das Pendelkugellager nach DIN 630 ist geeignet sowohl für axiale als auch für radiale Belastungen.
    • Das Rillenkugellager nach DIN 625 ist geeignet für die Aufnahme von radialen Kräften.
    • Das Schrägkugellager ist geeignet für die Aufnahme radialer und axialer Kräfte in einer Richtung.
    • Das Zylinderrollenlager nach DIN 5412 ist geeignet für eine große radiale Tragfähigkeit, jedoch sind Belastungen in axialer Richtung sehr gering.

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