Findling: technische Spezifikation von Wälzlagern und Wahl der richtigen Passung

Klaus Findling, Geschäftsführer, Findling Wälzlager GmbH, Karlsruhe

Inhaltsverzeichnis

1. Regeln bei der Passungswahl
2. Hilfsmittel zur ersten Orientierung
3. Nützliche Tools für die Wälzlagerauslegung

Dass sich eine falsche Passungswahl negativ auswirken kann, zeigt sich an einem Praxisbeispiel: Ein auf Antriebstechnik spezialisiertes Unternehmen hatte Rillenkugellager eines Premium-Markenherstellers bezogen, die allerdings frühzeitig einen Wälzlagerschaden erlitten. Im vorliegenden Anwendungsfall war die Passung des Wälzlagers ungünstig gewählt worden. Im Gehäuse des Getriebes waren an den Passflächen Passungsrost und Schleifspuren zu erkennen. Die Verschleißpartikel hatten sich sogar schon im Lagerinneren angereichert und zu weiterem Verschleiß beziehungsweise Materialabtrag auf den Laufbahnen geführt, wobei es im Endstadium zu Laufgeräuschen und schließlich zu Ausbrüchen an Kugeln sowie Laufbahnen gekommen war.

Findling: für jeden Einsatzbereich die richtige Lagertechnik

Der sogenannte Reib- und Passungsrost entsteht, wenn durch die falsche Passung eine Relativbewegung zwischen dem Lagerring und dem Gegenstück auftritt. Auch schon winzige Mikrobewegungen zwischen Welle und Innenring beziehungsweise Außenring und Gehäuse stellen ein Problem dar. Durch den Passungsrost kann wie im Praxisbeispiel Abrieb in das Wälzlager gelangen, was die Funktionsfähigkeit des Schmierfetts reduziert und die Laufbahnen angreift; die Lebensdauererwartung ist folglich stark verkürzt. Zum anderen kann Passungsrost die Demontage des Wälzlagers erheblich erschweren oder gar verhindern und Folgeschädigungen verursachen. Nicht zuletzt leidet die Genauigkeit der Lagersitze.

Regeln bei der Passungswahl

Doch was gilt es bei der Wahl der richtigen Passung zu beachten? Die einfachste Regel ist, dass sich die Lager mit minimal möglichem Aufwand ein- und ausbauen lassen müssen. Ansonsten sollte sich die Passungswahl immer nach der Drehrichtung und der Belastungssituation der Ringe richten. Die Lagerringe mit Umfangslast benötigen also einen Festsitz, um beim Abwälzen des Lagers Schlupf und somit Abrieb an der Passung zu verhindern.

Wenn die Belastungsrichtung unbestimmt beziehungsweise wechselnd ist, wird ein Festsitz für beide Lagerringe empfohlen. Die Lagerringe müssen ganzumfänglich abgestützt werden, um die volle Tragfähigkeit zu erreichen. Zudem dürfen sie auf ihren Gegenstücken in Umfangsrichtung nicht wandern – sonst läuft man Gefahr, die Sitzflächen zu beschädigen.

Je größer die Belastung ist, desto größer sollte das Passungsübermaß gewählt werden, wobei dabei zu beachten ist, dass eine Übermaßpassung die Lagerluft verringert. Der Hintergrund ist, dass Übermaßpassungen beim Innenring eine Aufweitung, beim Außenring eine Einschnürung der Laufbahn zur Folge haben. Dabei entstehen in den Ringen Spannungen und die radiale Lagerluft und damit auch das Betriebsspiel werden reduziert.

Anwender sollten nicht zuletzt eine axiale Verschiebbarkeit des Loslagers sicherstellen, um mögliche Längenänderungen der Welle und des Gehäuses auszugleichen. Temperaturveränderungen und -unterschiede in den Bauteilen müssen zwingend berücksichtigt werden.

Hilfsmittel zur ersten Orientierung

Auch bei der Passungswahl gilt: Konstrukteure müssen das Rad nicht neu erfinden, sondern können sich an den Praxiserfahrungen anderer Anwender orientieren. Im ersten Schritt ist es wichtig, sich über die Umlaufverhältnisse der Lagerung klar zu werden: Dreht sich der Innen- oder der Außenring? Liegt eine Umfanglast oder eine Punktlast vor? Ist die Lastrichtung veränderlich oder nicht? Welcher Wellendurchmesser wird gehandhabt? Ist die Belastung gering, normal oder hoch oder treten Stöße auf?

Kritische Merkmale sind exzentrisch wirkende Kräfte, starke Drehzahländerungen beziehungsweise Beschleunigungen, Temperaturwechsel und Stoßbeanspruchungen. Anhand der Antworten auf diese Fragen lässt sich eine Passungswahl treffen. Viele Hersteller stellen auf Basis dieser Faktoren auch Tabellen zur Verfügung, die sich zur Orientierung nutzen lassen. In manchen Fällen kann es jedoch vorkommen, dass durch Einbauverhältnisse oder wirtschaftliche Überlegungen eine Abweichung davon notwendig wird.

Wer sich bezüglich der Auswahl von Passungen unsicher ist, sollte sich an einen Experten wenden. Bei einer professionellen Anwendungsberatung durch die Findling Wälzlager GmbH, Karlsruhe, werden die Anforderungen der jeweiligen Applikation genau analysiert. Das Unternehmen arbeitet mit professionellen Computersimulationen und mit seinen Abeg-basierten Berechnungsprogrammen. Der Anwender erhält auf Wunsch eine genaue Spezifikation der benötigten Lagertechnik inklusive Bemusterungen.

Wälzlager von Findling für extreme Einsatzbedingungen

Für Anwender, die lieber selbst Expertenwissen aufbauen wollen, bietet Findling Wälzlager ein modular aufgebautes Weiterbildungsprogramm an. Die Teilnehmer lernen zum Beispiel, technische Ursachen für die Preisunterschiede von Anbietern zu verstehen, Angebote vergleichbar zu machen und eine Spezifikation nach technischen wie kaufmännischen Merkmalen zu erstellen.

In den Einstiegsmodulen 1 und 2 werden Grundlagen der Wälzlagertechnik vermittelt. Ein Expertenmodul richtet sich darüber hinaus an Kenner der Materie, die ihr Wissen vertiefen wollen. Alle Schulungen sind herstellerunabhängig und bieten den Teilnehmenden einen echten Mehrwert: Mit den Tipps aus Theorie und Praxis lässt sich ein Wettbewerbsvorteil realisieren – und die Passungswahl stellt ganz sicher auch kein Problem mehr dar. (bec)

Sie wollen selbst Expertenwissen aufbauen? Hier gibt es Informationen zu den Wälzlager-Schulungen

• Findling Wälzlager GmbH