Stahlblechkäfig für Zylinderrollenlager mit erhöhter Führungsnormalbeschleunigung

Steifer – exakter – kühler

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Im Laufe der Wälzlagergeschichte wurden die Ansprüche an den Stahlblechkäfig von Zylinderrollenlagern auf verschiedene Weise gelöst. So kann der Kunde für seinen Anwendungsfall aus einer Vielzahl von Käfigbauformen wählen. Der hier vorgestellte Käfig bietet eine saubere achs- parallele Führung sowie einen verbesserten Rollen-/Stegkontakt. Die optimierte Blechdicke ermöglicht selbst unter ungünstigen Schmierbedingungen eine Führungsnormalbeschleunigung für das gesamte Lager von dauerhaft 100facher Erdbeschleunigung.

Zylinderrollenlager verfügen über hohe radiale Tragfähigkeit bei gleichzeitig hoher Drehzahleignung, mit der Möglichkeit eines Längenausgleiches innerhalb des Lagers und einem sehr geringen Reibungswert. Sie bestehen aus den Lagerringen, den Rollen, die auf den Laufbahnen der Ringe abrollen und einem Käfig, der die Wälzkörper umgibt. Dem Käfig kommt hierbei eine zentrale Bedeutung zu: Er hält die Rollen voneinander getrennt, damit sie nicht aneinander reiben. Er hält sie in gleichem Abstand zur gleichmäßigen Lastverteilung. Er verhindert bei zerlegbaren und ausschwenkbaren Lagern das Herausfallen der Wälzkörper. Und er führt die Rollen in der unbelasteten Zone des Lagers. Je nach Anwendungsfall kann unter verschiedenen Käfigvarianten und Materialien gewählt werden. Fällt die Wahl des Konstrukteurs auf einen Stahlblechkäfig, sind folgende Merkmale ausschlaggebend:

  • Unempfindlichkeit gegen synthetische Öle und Fette
  • Höhere zulässige Betriebstemperaturen im Vergleich zum Kunststoffkäfig
  • Geringe radiale Bauhöhe und somit viel Raum für den Schmierstoff
Bei Anwendungsfällen, die eine erhöhte Temperatur, gute Schmierung und hohe Formstabilität des verwendeten Käfigs erfordern, ist ein Lager mit Stahlblechkäfig daher oft die beste Lösung.
Bewährte Bauweise
Der bisherige Stahlblechkäfig für Standardzylinderrollenlager von FAG wurde im Zuge der Umstellung auf die sogenannte „E-Ausführung“ vor ca. 30 Jahren entwickelt. Bei dieser Auslegung hat man in die Standardlager, bei gleichen Außenabmessungen des Lagers, größere Wälzkörper integriert. Möglich war dies durch bessere Material- und Fertigungsqualitäten. Vorteil dieser Auslegung ist eine deutlich höhere Tragzahl. Diese Umstellung erforderte einen Käfig, der dem größeren Platzbedarf der Rollen gerecht wurde und der damals vorhandenen Technologie (Tiefziehen und Stanzen) entsprach.
Der „Neue“
Bei dem vorgestellten Stahlblechkäfig lassen sich die Führungsflächen der Stege für die Rollen durch eine besondere Technologie exakt definieren. Das heißt, es lässt sich eine sehr genaue Achsparallelität dieser Flächen erzeugen. Die Führungsfläche für die Rolle am Steg ist der bisherigen Stanzoberfläche überlegen. Nachteil einer durch Stanzen entstandenen Fläche ist, dass neben der Einzugs- und Schnittfläche auch immer eine recht undefinierte raue Ausbruchsfläche entsteht. Die Anlaufflächen dieses Käfigs sind zudem gleichmäßig und eben. Die funktionsgerechte Bauform hat in etwa die Form einer Autofelge und wird aus einem profilierten Blechstreifen gefertigt. Die sichere Beherrschung der Technologie zusammen mit den höheren Ansprüchen, die dem „X-life“ Standard entsprechen, garantieren eine deutliche Verbesserung gegenüber dem bisherigen Stahlblechkäfig. Diese „X-life“ Lager ersetzen das Vorgängermodell. „X-life“ ist das gemeinsame Gütesiegel für Premium-Produkte und Services von INA und FAG, die den jeweiligen Benchmark im Wettbewerb darstellen.
Die weiterentwickelte Fertigungstechnologie von INA und die neue Käfigbauform führten zu deutlichen Vorteilen gegenüber der bisherigen Bauform:
  • 1. Durch das verbesserte Design ist der Öl- und Fettdurchsatz erheblich höher. Dies konnte durch die „Felgenform“ verwirklicht werden. Vor allem bei Ölschmierung kann dies ein entscheidendes Leistungsmerkmal sein, weil das Öl beim Durchfließen des Lagers Wärme aufnehmen kann und so direkt Einfluss auf die Lagertemperatur nimmt. Ein hoher Öldurchsatz kann so zu einem kühleren Lager führen. Die optimierte Blechdicke garantiert zudem eine höhere Steifigkeit als die frühere Variante.
  • 2. Die besondere Form der Schnappkanten sorgt für eine sichere Halterung des Rollensatzes bei der Montage in der jeweiligen Anwendung, ohne die Schmierstoffversorgung der Funktionsflächen zu beeinträchtigen.
  • 3. Die sehr genaue achsparallele Führung der Rollen sowohl in der Last- als auch in der entlasteten Zone verhindert ein Schränken der Wälzkörper und reduziert die Querkräfte erheblich.
  • 4. Durch die weiter entwickelte Fertigungstechnologie ist die Geometrie der Stege und damit der Rolle – Käfigsteganlauf optimiert worden. Eine exakte Führung im Teilkreis ist das Ergebnis. Damit einher gehen eine verbesserte Schmiegung und eine günstige Oberflächenstruktur, die sich positiv auf die Schmierfilmbildung auswirken.
Weitere Informationen
FAG
KEM 501
X-life
KEM 502
Zylinderrollenlager
KEM 503

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