Zum Hauptinhalt springen
Euro Bearing
4,8 Google & eBay · 36.000+ Artikel im Sortiment · i. d. R. versandfertig in 1–2 Tagen · Kauf auf Rechnung für Firmenkunden · Kostenloser Versand ab 100 €
Wissen · Lexikon

Wälzlagerlexikon

56 Fachbegriffe von A wie Axiallager bis Z wie Zoll — Tragzahlen, Lagerluft, Passungen, Schmierung, Schadensbilder und Bauformen, praxisnah erklärt und untereinander verlinkt.

A

Angestellte LagerungDie angestellte Lagerung ist neben der Fest-Los-Lagerung und der schwimmenden Lagerung eines der drei Grundprinzipien der Wellenlagerung. Zwei spiegelbildlich angeordnete Lager – typischerweise Kegelrollenlager oder Schrägkugellager in O- oder X-Anordnung – führen die Welle gemeinsam axial: Jedes Lager stützt die Axialkraft in einer Richtung ab. Das axiale Spiel oder die Vorspannung wird nicht durch die Lager selbst, sondern erst bei der Montage durch gegenseitiges „Anstellen“ eingestellt, etwa über Wellenmutter, Passscheiben oder Gehäusedeckel.Äquivalente Lagerbelastung PDie äquivalente Lagerbelastung P ist eine rechnerische Ersatzlast, die kombinierte radiale und axiale Kräfte auf einen einzigen Wert zurückführt, der dieselbe Lebensdauerwirkung hat wie die tatsächliche Lastkombination. Sie wird nach der Grundformel P = X·Fr + Y·Fa gebildet; die Faktoren X und Y hängen von Bauart, Druckwinkel und dem Verhältnis von Axial- zu Radiallast ab und sind in den Herstellerkatalogen tabelliert.AußenringDer Außenring ist der äußere Ring eines Wälzlagers und sitzt in der Gehäusebohrung. Seine Innenfläche trägt die Laufbahn für die Wälzkörper, die Mantelfläche bildet die Passfläche zum Gehäuse. Wie der Innenring wird er aus gehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt und nach ISO 492 toleriert.AxiallagerAxiallager (Drucklager) nehmen vorwiegend Kräfte in Richtung der Wellenachse auf; ihr Nenndruckwinkel liegt über 45°, beim reinen Axiallager bei 90°. Typische Bauarten sind Axial-Rillenkugellager (einseitig oder zweiseitig wirkend), Axial-Zylinderrollen-, Axial-Nadel-, Axial-Kegelrollen- und Axial-Pendelrollenlager; letztere können als einzige Bauart nennenswerte Radialkräfte mit übernehmen und Fluchtungsfehler ausgleichen. Statt von Innen- und Außenring spricht man bei Axiallagern von Wellenscheibe und Gehäusescheibe.

B

Berührende DichtungEine berührende Dichtung (Schleifdichtung) liegt mit einer elastischen Dichtlippe – meist aus NBR, bei höheren Temperaturen aus FKM – unter definierter Anpressung an einer Gegenlauffläche an, in der Regel an der Schulter oder Dichtungsrille des Innenrings. Bei abgedichteten Wälzlagern kennzeichnen Nachsetzzeichen wie RS bzw. 2RS (beidseitig) diese Bauform; die Dichtscheibe ist üblicherweise stahlarmiert und im Außenring verankert.BetriebsspielDas Betriebsspiel ist die Lagerluft, die im eingebauten Zustand unter Betriebsbedingungen tatsächlich verbleibt. Es ergibt sich aus der ursprünglichen Lagerluft abzüglich der Luftminderung durch die Passungen — Aufweitung des Innenrings bei Presssitz auf der Welle, Einschnürung des Außenrings im Gehäuse — und abzüglich der Wirkung von Temperaturdifferenzen: Läuft der Innenring wärmer als der Außenring, dehnt er sich stärker aus und verringert das Spiel zusätzlich.BohrungskennzahlDie Bohrungskennzahl bildet die letzten beiden Ziffern der Basisbezeichnung eines Wälzlagers und verschlüsselt den Bohrungsdurchmesser. Ab der Kennzahl 04 gilt die einfache Regel: Kennzahl mal 5 ergibt die Bohrung in Millimetern. Ein Lager 6204 hat also 20 mm Bohrung, ein 6205 25 mm, ein 6310 50 mm.BordEin Bord ist eine seitliche Erhöhung neben der Laufbahn eines Lagerrings, die die Wälzkörper axial führt und je nach Bauart Axialkräfte aufnimmt. Besonders prägnant ist das Bordkonzept bei Zylinderrollenlagern: Die Bauform NU hat zwei Borde am Außenring und einen bordlosen Innenring (axial frei verschiebbar, ideal als Loslager), N umgekehrt; NJ besitzt zusätzlich einen Innenringbord und führt Axialkräfte in einer Richtung, NUP mit loser Bordscheibe in beiden Richtungen. Auch Kegelrollenlager stützen ihre Rollen über den großen Bord des Innenrings ab.

C

D

DeckscheibeDie Deckscheibe ist eine berührungsfreie Abdeckung aus Stahlblech, die im Außenring eines Wälzlagers verankert ist und zum Innenring einen engen Spalt bildet, ohne ihn zu berühren. Gängige Nachsetzzeichen sind Z (einseitig) und 2Z bzw. ZZ (beidseitig); solche Lager sind ab Werk mit Fett gefüllt und in der Regel für die Gebrauchsdauer geschmiert.DruckwinkelDer Druckwinkel ist der Winkel zwischen der Drucklinie – der Wirkungslinie, entlang der die Kraft vom Wälzkörper auf die Laufbahnen übertragen wird – und der Radialebene des Lagers. Er bestimmt das Verhältnis von radialer zu axialer Tragfähigkeit: Ein Lager mit Druckwinkel 0° (z. B. Zylinderrollenlager) trägt praktisch nur radial, ein reines Axiallager mit 90° nur axial. Dazwischen liegen Schrägkugel- und Kegelrollenlager, bei denen mit wachsendem Druckwinkel die axiale Tragfähigkeit steigt und die Drehzahleignung tendenziell sinkt; übliche Nenndruckwinkel von Schrägkugellagern liegen zwischen 15° und 40°.Dynamische Tragzahl CDie dynamische Tragzahl C ist die nach ISO 281 definierte Belastung konstanter Größe und Richtung, die ein Wälzlager theoretisch über eine nominelle Lebensdauer von einer Million Umdrehungen ertragen kann. Bei Radiallagern bezieht sie sich auf eine rein radiale, bei Axiallagern auf eine rein axiale, zentrisch wirkende Last. Der Wert wird vom Hersteller aus Geometrie, Werkstoff und Fertigungsqualität des Lagers errechnet und ist in jeder Maßtabelle als Katalogwert ausgewiesen.

E

EdelstahllagerEdelstahllager sind Wälzlager, deren Ringe und Wälzkörper aus korrosionsbeständigem Stahl gefertigt sind, meist aus martensitischen Chromstählen. Sie sind die Standardlösung, wenn Feuchtigkeit, Reinigungsmittel oder aggressive Medien den klassischen Wälzlagerstahl 100Cr6 angreifen würden.Elastohydrodynamische Schmierung (EHD)Die elastohydrodynamische Schmierung (EHD bzw. EHL) beschreibt den Schmierungszustand im Wälzkontakt: Zwischen Wälzkörper und Laufbahn bildet sich unter hoher Pressung ein extrem dünner, tragender Schmierfilm. Weil der Druck im Kontakt sehr hoch ist, verformen sich die Stahloberflächen elastisch, und die Viskosität des Schmierstoffs steigt im Kontakt kurzzeitig stark an – erst dieses Zusammenspiel ermöglicht einen Film, der die Oberflächen vollständig trennt.Ermüdung & PittingErmüdung bezeichnet nach ISO 15243 die Werkstoffermüdung im Wälzkontakt und ist der klassische Ausfallmechanismus, auf dem die rechnerische Lebensdauer von Wälzlagern basiert. Durch die wiederholte Überrollung entstehen unterhalb oder an der Oberfläche der Laufbahn Mikrorisse, die sich ausbreiten, bis Werkstoffpartikel ausbrechen. Die entstehenden Grübchen werden als Pitting bezeichnet; im fortgeschrittenen Stadium spricht man von Abblätterungen oder Schälungen (Spalling). Typische Anzeichen sind zunehmende Laufgeräusche, Vibrationen und steigende Lagertemperatur.Ermüdungsgrenzbelastung PuDie Ermüdungsgrenzbelastung Pu ist die Belastung, unterhalb derer bei idealen Bedingungen — vollständige Trennung der Kontaktflächen durch den Schmierfilm und höchste Sauberkeit — theoretisch keine Werkstoffermüdung in den Laufbahnen auftritt. Das Konzept entspricht der Dauerfestigkeit aus der klassischen Festigkeitslehre, übertragen auf die Wälzkontakte des Lagers.

F

False BrinellingFalse Brinelling bezeichnet muldenförmige Verschleißstellen in den Laufbahnen, die im Stillstand des Lagers entstehen. Anders als echte Brinellierung — plastische Eindrückungen durch Überlast oder Stoß — entstehen die Mulden durch kleinste Relativbewegungen zwischen Wälzkörpern und Laufbahn, etwa infolge äußerer Vibrationen. Da sich der Kontakt nicht abwälzt, wird der Schmierfilm örtlich verdrängt; es kommt zu Reibverschleiß und Materialabtrag im Abstand der Wälzkörperteilung. Nach ISO 15243 zählt der Schaden zur Kategorie Verschleiß bzw. Reibkorrosion.FeststoffschmierungFeststoffschmierung ersetzt Öl oder Fett durch trockene Schmierstoffe wie Graphit, Molybdändisulfid (MoS2) oder PTFE. Diese werden als Gleitlack auf die Laufbahnen aufgebracht, als Pulver oder Paste eingebracht oder in Käfigwerkstoffe eingebunden, aus denen sich im Betrieb ein übertragender Schmierfilm auf Wälzkörpern und Laufbahnen bildet.FettschmierungFettschmierung ist die häufigste Schmierungsart für Wälzlager: Ein Schmierfett – bestehend aus Grundöl, Verdicker und Additiven – wird in den Lagerinnenraum eingebracht und gibt das Grundöl über die Gebrauchsdauer langsam an die Kontaktstellen ab. Der Verdicker wirkt dabei als Ölspeicher und hält den Schmierstoff an Ort und Stelle, ohne dass aufwendige Zufuhrsysteme nötig wären.FluchtungsfehlerEin Fluchtungsfehler ist eine Winkelabweichung zwischen der Achse des Innenrings und der des Außenrings. Er entsteht statisch durch Fertigungs- und Montagetoleranzen – etwa nicht fluchtende Gehäusebohrungen oder schief sitzende Lagersitze – oder dynamisch durch Wellendurchbiegung unter Last. Beides führt dazu, dass die Wälzkörper nicht mehr gleichmäßig über die Laufbahnbreite tragen.FreilaufEin Freilauf ist ein richtungsgeschaltetes Maschinenelement: In einer Drehrichtung überträgt er Drehmoment zwischen Innen- und Außenring, in der Gegenrichtung läuft er frei durch. Die Sperrwirkung wird über Klemmkörper oder Klemmrollen erzeugt, die sich in Sperrrichtung zwischen den Ringen verkeilen und in Freilaufrichtung lösen.

G

GehäuselagereinheitEine Gehäuselagereinheit ist eine einbaufertige Kombination aus einem Spannlager und einem passenden Gehäuse aus Grauguss, Stahlblech, Edelstahl oder Thermoplast. Nach Gehäusebauform unterscheidet man vor allem Stehlager (z. B. Reihe UCP), Flanschlager in quadratischer, ovaler oder runder Ausführung (UCF, UCFL, UCFC) und Spannlagergehäuse für Zuganker. Das Lager sitzt mit seiner sphärischen Außenkontur in einer entsprechenden Gehäusekalotte und kann sich darin einstellen.GelenkkopfEin Gelenkkopf ist ein einbaufertiges Maschinenelement, das ein Gelenklager in einem Gehäuseauge mit angeschlossenem Gewindeschaft kombiniert; im Englischen ist die Bezeichnung Rod End üblich. Der Schaft ist mit Innen- oder Außengewinde erhältlich, jeweils in Rechts- oder Linksausführung. Mit einem Rechts-Links-Paar lässt sich die Länge eines Gestänges feinfühlig einstellen, ohne die Enden zu demontieren.GelenklagerGelenklager sind Gleitlager mit kugeliger Gleitfläche: Ein Innenring mit balliger Außenfläche gleitet in einem Außenring mit hohlkugeliger Innenfläche. Anders als Wälzlager übertragen sie die Last nicht über Wälzkörper, sondern über eine flächige Gleitpaarung. Dadurch können sie sehr hohe statische und stoßartige Belastungen aufnehmen und gleichzeitig Winkelbewegungen sowie Fluchtungsfehler zwischen Welle und Gehäuse ausgleichen.GrenzdrehzahlDie Grenzdrehzahl ist die Drehzahl, die ein Wälzlager aus mechanisch-kinematischen Gründen nicht dauerhaft überschreiten sollte. Begrenzend wirken die Fliehkräfte auf Wälzkörper und Käfig, die Formstabilität und Führung des Käfigs, die Gleitgeschwindigkeit berührender Dichtungen sowie die Fähigkeit des Schmierstoffs, bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten einen tragfähigen Film aufrechtzuerhalten. Anders als die Referenzdrehzahl ist sie keine thermische, sondern eine konstruktive Grenze.

H

I

K

L

LabyrinthdichtungDie Labyrinthdichtung ist eine berührungsfreie Dichtung, bei der rotierende und stehende Bauteile ineinandergreifende Kammern und enge Spalte bilden. Der mehrfach umgelenkte Spaltweg setzt eindringenden Verunreinigungen und austretendem Schmierstoff einen hohen Strömungswiderstand entgegen; häufig werden die Labyrinthgänge zusätzlich mit Fett gefüllt, das als Sperrmedium wirkt und beim Nachschmieren Schmutz nach außen spült.LagerbezeichnungDie Lagerbezeichnung ist der genormte Kurzcode, der ein Wälzlager eindeutig beschreibt. Sie besteht aus drei Blöcken: einem optionalen Vorsetzzeichen (etwa für Werkstoffvarianten), der Basisbezeichnung und optionalen Nachsetzzeichen. Die Basisbezeichnung verschlüsselt Lagerbauart, Maßreihe und Bohrung: Beim Rillenkugellager 6205 steht die 6 für die Bauart, die 2 für die Maßreihe und 05 als Bohrungskennzahl für 25 mm Bohrung.LagerluftDie Lagerluft ist das Maß, um das sich ein Lagerring gegenüber dem anderen ohne äußere Belastung verschieben lässt — radial (Radialluft) oder axial (Axialluft). Sie wird im unmontierten Zustand gemessen und ist für Radiallager in genormten Klassen gestuft: C2 (kleiner als normal), CN (normal), C3, C4 und C5 (zunehmend größer); die Werte sind in ISO 5753 festgelegt.LaufbahnDie Laufbahn ist die gehärtete, feinstbearbeitete Fläche an Innen- und Außenring (bzw. an Wellen- und Gehäusescheibe bei Axiallagern), auf der die Wälzkörper abrollen. Bei Kugellagern ist sie als Rille ausgeführt, deren Krümmungsradius geringfügig größer ist als der Kugelradius (Schmiegung); bei Rollenlagern ist sie zylindrisch, kegelig oder hohlkugelig. Die Kontaktfläche im Wälzkontakt ist klein, entsprechend hoch sind die dort auftretenden Hertzschen Pressungen.Loslager & FestlagerDie Fest-Los-Lagerung ist das Standardkonzept zur Lagerung einer Welle in zwei Lagerstellen. Das Festlager führt die Welle axial in beiden Richtungen und nimmt die Axialkräfte auf; das Loslager stützt nur radial und lässt axiale Verschiebung zu. So werden Längenänderungen aus Wärmedehnung und Fertigungstoleranzen ausgeglichen, ohne dass sich die Lager gegenseitig axial verspannen — eine der häufigsten Ursachen für Heißläufer und vorzeitige Ausfälle.

M

N

O

P

R

RadiallagerRadiallager sind Wälzlager, die vorwiegend Kräfte senkrecht zur Wellenachse aufnehmen; ihr Nenndruckwinkel liegt zwischen 0° und 45°. Sie bilden die mit Abstand größte Lagergruppe: Rillenkugellager, Schrägkugellager, Zylinderrollen-, Kegelrollen-, Pendelrollen-, Pendelkugel- und Nadellager zählen dazu. Viele Radiallager tragen zusätzlich begrenzte Axialkräfte — Rillenkugellager über die Laufbahnschmiegung, Schrägkugel- und Kegelrollenlager konstruktionsbedingt in einer Richtung.ReferenzdrehzahlDie Referenzdrehzahl ist eine thermische Kenngröße: die Drehzahl, bei der sich unter genormten Referenzbedingungen für Belastung, Schmierung und Wärmeabfuhr (ISO 15312) ein Beharrungszustand zwischen der im Lager erzeugten Reibungswärme und der über Welle und Gehäuse abgeführten Wärme einstellt. Sie beschreibt somit kein mechanisches Limit, sondern das Wärmegleichgewicht eines Lagers unter Standardbedingungen.Riffelbildung durch StromdurchgangRiffelbildung entsteht, wenn elektrischer Strom durch ein Wälzlager fließt. Beim Durchschlag durch den Schmierfilm entstehen an den Kontaktstellen mikroskopische Schmelzkrater; unter fortgesetzter Überrollung ordnen sich diese Schäden zu einem waschbrettartigen, grau verfärbten Riffelmuster quer zur Laufrichtung. ISO 15243 führt Stromdurchgangsschäden als eigene Schadensklasse (elektrische Erosion). Betroffene Lager fallen durch tonale Laufgeräusche und erhöhte Vibrationen auf; zusätzlich altert der Schmierstoff durch die Entladungen beschleunigt.

S

T

U

V

W

WälzkörperWälzkörper übertragen die Last zwischen Innen- und Außenring, indem sie auf den Laufbahnen abrollen. Gängige Formen sind Kugeln, Zylinderrollen, Nadelrollen, Kegelrollen und Tonnenrollen. Kugeln haben Punktberührung mit der Laufbahn und ermöglichen hohe Drehzahlen bei moderater Tragfähigkeit; Rollen haben Linienberührung und tragen bei gleicher Baugröße deutlich höhere Lasten, reagieren aber empfindlicher auf Schiefstellung.WälzlagerWälzlager sind Maschinenelemente, die relativ zueinander bewegte Bauteile – typischerweise eine rotierende Welle und ein stillstehendes Gehäuse – mit geringer Reibung abstützen. Zwischen Innenring und Außenring rollen Wälzkörper (Kugeln oder Rollen) auf gehärteten, feinbearbeiteten Laufbahnen ab; ein Käfig hält sie auf Abstand. Im Gegensatz zum Gleitlager herrscht Rollreibung statt Gleitreibung, was niedrige Anlaufmomente und geringe Verlustleistung ergibt. Wichtige Normen sind DIN 625 für Rillenkugellager, ISO 492 für Toleranzen und ISO 281 für die Lebensdauerberechnung.Wälzlagerstahl 100Cr6100Cr6 ist der klassische durchhärtende Wälzlagerstahl und der Standardwerkstoff für Ringe und Wälzkörper der meisten Wälzlager. Der übereutektoide Chromstahl — die Bezeichnung steht für rund ein Prozent Kohlenstoff mit Chromzusatz — wird gehärtet und angelassen und erreicht dabei üblicherweise etwa 58–65 HRC. Diese Härte ist Voraussetzung für die hohe Tragfähigkeit im Wälzkontakt, für Maßhaltigkeit und für den Widerstand gegen Eindrückungen durch Überlast oder überrollte Partikel.

X