Der Aufbau von Wälzlagern

Die Wälzkörper ermöglichen Rollreibung

Wälzlager sind das verbindende Bauteil zwischen einem drehenden (Welle, Achse) und einem festen Teil (Gehäuse, Gestell). Das Lager nimmt Kräfte auf und hält die Bauteile in einer definierten Position zueinander. Die Hauptbestandteile eines Wälzlagers sind der Außenring, Innenring, der Käfig und die Wälzkörper. Die Wälzkörper befinden sich zwischen den beiden Ringen und sorgen für die Rollreibung. Für eine gleichmäßige Verteilung der Wälzkörper im Lager sorgt der Käfig.
Die Wälzkörper geben dem Lager den Namen.

  • Kugel - Kugellager
  • Nadel - Nadellager
  • Zylinder - Zylinderrollenlager
  • Tonne - Tonnen- oder Pendelrollenlager
  • Kegel - Kegelrollenlager
Jedes dieser Wälzlager kann je nach Wälzkörper unterschiedliche Kräfte in axialer und radialer Richtung aufnehmen bei etwa gleichen Abmessungen. Bei den Kugel- und Pendelrollenlager gibt es Ausführungen bei denen die Achse des Innenringes gegenüber der Achse des Außenringes ein Winkelversatz ausgleichen kann.

Passfederverbindung
Elemente eines Wälzlagers
1. Außenring; 2. Innenring; 3. Wälzkörper; 4. Käfig
Passfederverbindung
Wälzkörper eines Wälzlagers
1. Kugel; 2. Nadel; 3. Zylinder; 4. Tonne; 5. Kegel

Der Käfig im Wälzlager

Der Käfig hat die Aufgabe die Wälzkörper gleichmäßig in der Laufbahn auf ihrer Position zu halten. Dieser Käfig wird je nach Lagertyp und Anforderung aus Kunststoff, Messing oder Stahl hergestellt. Der Wälzlagerkäfig wird, nachdem das Lager mit Kugeln, Zylindern, etc., befüllt ist um diese montiert. Messingkäfige sind zweiteilig. Sie werden von beiden Seiten in ihre Position gebracht und dann vernietet. Einfache Kunststoffkäfige sind einteilig und werden über die Wälzlager gestülpt wie bei einem Schnappverschluss.

Passfederverbindung
Wälzlagerkäfig (hier Messing genietet)

Dichtscheiben/ Deckscheiben

Wälzlager wie in der obigen Abbildung sind nicht gegen Schmutz und Fremdkörper von außen geschützt. Lager mit so einem Aufbau werden in geschlossenen Einbausituationen eingesetzt wie z. B. in einem geschlossenem Getriebe oder die Lagerung wird durch Wellendichtringe oder V-Ringe geschützt. Alternativ zu der offenen Bauweise werden viele Wälzlager mit Dichtscheiben oder Deckscheiben auf beiden Seiten bzw. einseitig angeboten. Deckscheiben werden im Außenring eingepresst. Die innere Kante ragt in einen kleinen Absatz am Innenring. Deckscheiben sind kontaktlose Dichtungen im Gegensatz zu den Dichtscheiben. Sie werden ebenfalls im Außenring eingepresst. Die innere Kante hat eine Dichtlippe, die am Innenring aufliegt. Die Dichtscheibe wird aus einem Elastomer, mit einer eingelegten Stahlscheibe als Verstärkung, hergestellt. Dichtscheiben und Deckscheiben halten das Fett, das die nötige Schmierung gewährleistet, in dem Lager.

Wälzlager-Abdeckscheibe
Wälzlager-Abdeckscheibe
Wälzlager-Dichtscheibe
Wälzlager-Dichtscheibe

Schmierung von Wälzlagern

Die Schmierung ist, wie bei jeder Lagerung, ein wichtiges Thema. Bei den Wälzlagern hat die Schmierung folgende Aufgaben:

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Wälzlager-Werkstoffe

Bauteil
Werkstoff
Kurzzeichen/Name
Härte
Anwendung
Eigenschaften
Innen-, Außenring, Wälzkörper
100Cr6
1.3505
60...64 HRC
Standard-Wälzlager
Temperatur kurzzeitig 150 C°
Innen-, Außenring, Wälzkörper
100X105CrMo17
1.4125
57...60 HRC
rostfreie-Wälzlager
Wälzlager für extreme
Umweltbedingungen
Innen-, Außenring, Wälzkörper
Si3N4
Siliciumnitrid
1500 HV
Vollkeramiklager
Geringer Verschleiß, Trockenlauf,
hohe Drehzahl
Innen-, Außenring
ZrO2
Zirkonoxid
1200 HV
Hybridlager
Ähnliche Wärmeausdehnung wie Stahl
Wälzkörper
Kalknatron-, Borosilikatglas
Glas
470 HK [2]
Hybridlager
Elektrisch isolierend,
Säure- und Laugenbeständig
Innen-, Außenring
Polyacetal
POM
Kugeldruckhärte
174 N · mm2 [1]
Hybridlager
Elektrisch isolierend,
Säure- und Laugenbeständig
Wälzlagerkäfig
Polyetheretherketon
PEEK
Kugeldruckhärte
230 N · mm2 [1]
Hybridlager
Einsetzbar bis 250 C°
1) Kugeldruckhärte nach (ISO 2029-1)
2) Angabe in Knoop Härte [HK]

Autor: Uwe Koerbitz


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