Inhaltsverzeichnis
Axial-Rillenkugellager:
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Axial-Rillenkugellager: Drehzahl- und Tragfähigkeitsvergleich mit Axial-Zylinderrollenlager und Axial-Nadelkranz nG = Grenzdrehzahl Fa = Axiale Belastung Ca = Axiale dynamische Tragzahl |
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Ausführungsvarianten
Axial-Rillenkugellager gibt es:
Nicht selbsthaltende, montagefreundliche Lagereinheiten
Axial-Rillenkugellager gehören zur Gruppe der Axial-Kugellager. Die Lager sind mehrteilig aufgebaut und aufgrund ihrer Konstruktion nicht selbsthaltend. Dadurch können die Lagerteile (Wellenscheibe, Gehäusescheibe, Kugelkranz, Unterlagscheibe) getrennt voneinander eingebaut werden. Wellen- und Gehäusescheibe haben zur Führung der Kugeln Laufrillen (geformte Wälzkörperlaufbahnen) mit definierter Schmiegung, in denen die Wälzkörper umlaufen. Der Kugelsatz wird von einem Blechkäfig aus Stahl oder einem Messing-Massivkäfig gehalten ➤ Tabelle. Beim Einsatz dieser Lager muss der Konstrukteur die Lagerteile für seine Lagerung nicht selbst fertigen und aufeinander abstimmen, sondern kann auf eine genormte, montagefertige Baueinheit zurückgreifen.
Axial kompakt bauende, montagefertige Lagereinheit
Diese Axial-Rillenkugellager bestehen aus einer Wellenscheibe, einer Gehäusescheibe und einem Kugelkranz ➤ Bild. Um eine passgenaue Zentrierung der Scheiben sicherzustellen, ist die Bohrung der Wellenscheibe (d) geschliffen. Die Bohrung der Gehäusescheibe (D1) ist dagegen etwas größer dimensioniert und gedreht. Die Gehäusescheibe kann eben oder kugelig sowie ohne und mit Unterlagscheibe ausgeführt sein. Die Unterlagscheiben U2 und U3 müssen zusätzlich zum Lager bestellt werden. Belastbarkeit einseitig wirkender Lager ➤ Abschnitt.
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Axial-Rillenkugellager, einseitig wirkend Fa = Axiale Belastung
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Montagefertige Lagereinheit, mit Unterlagscheiben kombinierbar
Zweiseitig wirkende Lager bestehen aus einer Wellenscheibe, zwei Gehäusescheiben und zwei Kugelkränzen ➤ Bild. Sie können zusätzlich mit Unterlagscheiben U2 und U3 kombiniert werden. Gehäusescheiben und Kugelsätze entsprechen den Ausführungen der einseitig wirkenden Lager. Belastbarkeit zweiseitig wirkender Lager ➤ Abschnitt.
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Axial-Rillenkugellager, zweiseitig wirkend Fa = Axiale Belastung
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Axial-Rillenkugellager eignen sich zur Aufnahme überwiegend axialer Belastungen. Sie dürfen nicht überwiegend radial belastet werden.
Einseitig wirkende Lager
Einseitig wirkende Axial-Rillenkugellager nehmen axiale Kräfte aus einer Richtung auf und stützen die Welle nach einer Seite hin ab ➤ Bild.
Zweiseitig wirkende Lager
Zweiseitig wirkende Axial-Rillenkugellager nehmen axiale Kräfte aus beiden Richtungen auf und können die Welle nach beiden Seiten führen ➤ Bild.
Axial-Rillenkugellager reagieren empfindlich auf Winkelfehler. In Fällen, bei denen die Anlagefläche für die Gehäusescheibe nicht senkrecht (rechtwinklig) zur Lagerachse steht, kann der Winkelfehler durch Lager mit kugeliger Gehäusescheibe und Unterlagscheibe ausgeglichen werden ➤ Bild.
Die Reihen 511, 512, 513, 514 sind nicht winkeleinstellbar
Lager der Reihen 511, 512, 513 und 514 haben eine ebene Gehäusescheibe. Sie lassen daher weder Winkelfehler noch Schiefstellungen zwischen der Welle und dem Gehäuse zu.
Die Reihen 532, 533 sind winkeleinstellbar
Lager der Reihen 532 und 533 haben eine kugelige Gehäusescheibe. Bei entsprechender Gehäusegestaltung und in Verbindung mit den Unterlagscheiben U2 und U3 sind sie dadurch winkelbeweglich und tolerieren so statische Fluchtungsfehler der Welle gegenüber dem Gehäuse innerhalb bestimmter Grenzen.
Die Reihen 522, 523 sind nicht winkeleinstellbar
Lager der Reihen 522 und 523 haben zwei ebene Gehäusescheiben und sind nicht winkeleinstellbar.
Die Reihen 542, 543 sind winkeleinstellbar
Lager der Reihen 542 und 543 haben kugelige Gehäusescheiben. Bei entsprechender Gehäusegestaltung und in Verbindung mit den Unterlagscheiben U2 und U3 sind sie dadurch winkelbeweglich und tolerieren so statische Fluchtungsfehler der Welle gegenüber dem Gehäuse innerhalb bestimmter Grenzen.
Möglich ist Öl- oder Fettschmierung
Die Lager sind nicht befettet. Um die unmittelbare metallische Berührung zwischen Wälzkörpern, Laufbahnen und Käfigen zu vermeiden, müssen sie geschmiert werden. Geeignet ist Öl- oder Fettschmierung. Der Schmierstoff verringert den Verschleiß und schützt die Oberflächen zusätzlich vor Korrosion. Die Wahl des Schmierstoffs hängt im Wesentlichen von den Betriebstemperaturen und den Drehzahlen ab; sie wird aber auch von der Belastung, der Einbaulage, Schmiegungen usw. beeinflusst.
Bestehen Unsicherheiten darüber, ob der gewählte Schmierstoff für die Anwendung geeignet ist, bitte bei Schaeffler bzw. beim Schmierstoffhersteller rückfragen.
Die Lager sind offen
Axial-Rillenkugellager werden ohne Abdichtung geliefert. Die Abdichtung der Lagerstelle muss deshalb in der Anschlusskonstruktion erfolgen. Sie muss zuverlässig verhindern, dass:
Grenz- und Bezugsdrehzahlen in den Produkttabellen
In den Produkttabellen sind in der Regel zwei Drehzahlen angegeben:
Die Grenzdrehzahl nG ist die kinematisch zulässige Drehzahl eines Lagers. Sie darf auch bei günstigen Einbau- und Betriebsbedingungen nicht ohne vorherige Rücksprache mit Schaeffler überschritten werden ➤ Link. Die Werte in den Produkttabellen gelten für Ölschmierung.
Werte bei Fettschmierung
Bei Fettschmierung sind jeweils 75% des in den Produkttabellen angegebenen Wertes zulässig.
nϑr dient zur Berechnung von nϑ
Die thermische Bezugsdrehzahl nϑr ist keine anwendungsbezogene Drehzahlgrenze, sondern eine rechnerische Hilfsgröße zur Ermittlung der thermisch zulässigen Betriebsdrehzahl nϑ ➤ Link.
Der Schaeffler Geräuschindex (SGI) ist für diese Lagerart noch nicht verfügbar ➤ Link. Die Einführung und Aktualisierung der Daten für diese Baureihen erfolgt sukzessiv.
Limitierende Größen
Die Betriebstemperatur der Lager ist begrenzt durch:
–30 °C bis +150 °C
Mögliche Betriebstemperaturen für Axial-Rillenkugellager ➤ Tabelle. Die Unterlagscheiben sind aus Wälzlagerstahl und für die gleichen Temperaturen geeignet wie die Lagerscheiben und Wälzkörper. Beachtet werden müssen die Temperaturgrenzwerte des Schmierstoffs.
Zulässige Temperaturbereiche
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Betriebstemperatur |
Axial-Rillenkugellager |
|---|---|
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mit Stahlblech- oder Messingkäfig |
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–30 °C bis +150 °C |
Sind Temperaturen zu erwarten, die außerhalb der angegebenen Werte liegen, bitte bei Schaeffler rückfragen.
Standard sind Blechkäfige aus Stahl oder Massivkäfige aus Messing
Standardkäfige für Axial-Rillenkugellager ➤ Tabelle. Andere Käfigausführungen sind auf Anfrage lieferbar. Bei solchen Käfigen können jedoch die Eignung für hohe Drehzahlen und hohe Temperaturen sowie die Tragzahlen von den Angaben für die Lager mit den Standardkäfigen abweichen. Lager mit Blechkäfigen aus Stahlblech haben kein Käfig-Nachsetzzeichen ➤ Tabelle.
Bestehen Unsicherheiten bezüglich der Käfigeignung für einen bestimmten Anwendungsfall, bitte bei Schaeffler rückfragen.
Käfig, Käfignachsetzzeichen, Bohrungskennzahl
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Lagerreihe |
Blechkäfig aus Stahl |
Massivkäfig aus Messing |
|---|---|---|
| - | MP | |
| Bohrungskennzahl | ||
| 511 |
bis 28 |
ab 30 |
| 512 |
bis 28 |
ab 30 |
| 513 |
bis 20 |
ab 22 |
| 514 |
bis 11 |
ab 12 |
| 522 |
bis 28 |
ab 30 |
| 523 |
bis 20 |
ab 22 |
| 524 |
06 bis 11 |
‒ |
| 532 |
bis 28 |
ab 30 |
| 533 |
bis 20 |
ab 22 |
| 534 |
06 bis 11 |
‒ |
| 542 |
bis 28 |
ab 30 |
| 543 |
bis 20 |
22, 24 |
| 544 |
06 bis 11 |
‒ |
Axialspiel bzw. Vorspannung wird durch die Anwendung bestimmt
Bei Axial-Rillenkugellagern ergibt sich die Lagerluft (das Axialspiel) erst beim Einbau der Lager. Das erforderliche Axialspiel der Lagerung hängt von der Anwendung ab und muss die Verhältnisse der Lagerung im betriebswarmen und belasteten Zustand berücksichtigen. Sind beispielsweise Axial-Rillenkugellager bei überwiegend statischer Beanspruchung Erschütterungen ausgesetzt, müssen sie leicht vorgespannt werden. Die Vorspannung kann hier dann u.a. mit Gehäusemuttern erfolgen ➤ Bild. Geeignet sind auch Wellenmuttern, Federscheiben, kalibrierte Bleche (Passscheiben) usw. Es ist grundsätzlich sicherzustellen, dass beim Betrieb kein Schlupf zwischen den Wälzkörpern und Laufbahnen auftritt ➤ Abschnitt. Außerdem muss beachtet werden, dass die Vorspannung den optimalen Wert nicht überschreitet, da sonst die Reibung und damit auch die Erwärmung im Lager zunimmt. Beides wirkt sich negativ auf die Lebensdauer der Lager aus.
Bestehen Unsicherheiten bzgl. der Einstellung des Axialspiels, unbedingt bei Schaeffler rückfragen.
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Einstellen des Axialspiels eines zweiseitig wirkenden Axial-Rillenkugellagers mittels Gehäusemutter
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Lager mit ebener Auflagefläche an der Gehäusescheibe entsprechen ISO 104:2015 bzw. DIN 616:2000 und DIN 711:2010 sowie DIN 715:2011.
Lager mit kugeliger Auflagefläche an der Gehäusescheibe entsprechen ISO 20516:2007 und DIN 711:2010 sowie DIN 715:2011.
Die Grenzmaße für Kantenabstände entsprechen DIN 620‑6:2004. Übersicht und Grenzwerte ➤ Link.
Die Toleranzen für die Maß- und Laufgenauigkeit der Axial-Rillenkugellager entsprechen der Toleranzklasse Normal nach ISO 199:2014. Toleranzwerte nach ISO 199 ➤ Tabelle bis ➤ Tabelle.
Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen zeigt ➤ Tabelle sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.
Nachsetzzeichen und ihre Bedeutung
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Nachsetzzeichen |
Bedeutung der Nachsetzzeichen |
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|---|---|---|
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MP |
Massivkäfig aus Messing, kugelgeführt |
Standard |
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P5 |
Lager mit der Toleranzklasse 5 |
Sonderausführung, auf Anfrage |
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P6 |
Lager mit der Toleranzklasse 6 |
Sonderausführung, auf Anfrage |
Beispiele zur Bildung der Lagerbezeichnung
Die Bezeichnung der Lager folgt einem festgelegten Schema. Beispiele ➤ Bild und ➤ Bild. Für die Bildung der Kurzzeichen gilt DIN 623-1 ➤ Bild.
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Axial-Rillenkugellager, einseitig wirkend, mit kugeliger Gehäusescheibe und Unterlagscheibe: Aufbau des Kurzzeichens |
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Axial-Rillenkugellager, zweiseitig wirkend, mit kugeligen Gehäusescheiben: Aufbau des Kurzzeichens |
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P = Fa
Axial-Rillenkugellager nehmen nur Axialkräfte auf ➤ Abschnitt. Damit ist P = Fa ➤ Formel.
Dynamische äquivalente Belastung
Legende
| P | N |
Dynamische äquivalente Lagerbelastung |
| Fa | N |
Axiale Belastung |
P0 = F0a
Da die Lager nur Axialbelastungen aufnehmen, ist P0 = F0a ➤ Formel.
Statische äquivalente Belastung
Legende
| P0 | N |
Statische äquivalente Lagerbelastung |
| F0a | N |
Größte auftretende axiale Belastung (Maximalbelastung) |
S0 = C0/P0
Neben der nominellen Lebensdauer L (L10h) ist immer auch die statische Tragsicherheit S0 zu überprüfen ➤ Formel.
Statische Tragsicherheit
Legende
| S0 | - |
Statische Tragsicherheit |
| C0 | N |
Statische Tragzahl |
| P0 | N |
Statische äquivalente Lagerbelastung |
Um Schlupfschäden zu vermeiden, ist eine axiale Mindestbelastung Fa min notwendig
Bei axialer Belastung werden die Kugeln unter günstigen Abrollbedingungen im Rillengrund geführt. Das verschlechtert sich jedoch, wenn die Fliehkraft bei höheren Drehzahlen und sehr niedrigen Belastungen die Kugeln nach außen drückt. Dabei treten durch Fliehkräfte und Kreiselmomente schädliche Gleitbewegungen zwischen den Wälzkörpern und Laufbahnen auf. Zur Vermeidung dieser Gleitbewegungen müssen die Lager mit der axialen Mindestbelastung Fa min belastet werden ➤ Formel. Diese kann auch durch Vorspannung erreicht werden, zum Beispiel mit Federn. Der Minimallastfaktor A ist in den Produkttabellen angegeben. Für nmax muss die höchste Betriebsdrehzahl eingesetzt werden.
Legende
| Fa min | N |
Axiale Mindestbelastung |
| A | - |
Minimallastfaktor |
| nmax | min–1 |
Höchste Betriebsdrehzahl |
Bei Fluchtungsfehlern: Kugelige Unterlagscheiben einsetzen oder die Auflagefläche im Gehäuse kugelig ausführen
Lager mit kugeligen Gehäusescheiben gleichen in Verbindung mit einer kugeligen Lagersitzfläche Fluchtungsfehler zwischen der Auflagefläche im Gehäuse und an der Welle aus ➤ Abschnitt. Diese Lager können zusammen mit den ebenfalls kugelig ausgeführten Unterlagscheiben oder direkt in das Gehäuse eingebaut werden. Dazu muss die Auflagefläche im Gehäuse dann allerdings ebenfalls kugelig ausgeführt sein.
Wellentoleranzen
Für einseitig wirkende Lager sollte die Wellentoleranz j6 Ⓔ, für zweiseitig wirkende k6 Ⓔ gewählt werden.
Toleranzen der Gehäusebohrung
Die Toleranz der Aufnahmebohrung hängt von der angestrebten Laufgenauigkeit ab. Für eine normale Laufgenauigkeit sollte sie in der Toleranzklasse E8 Ⓔ liegen, für eine hohe Laufgenauigkeit in der Toleranzklasse H6 Ⓔ.
Die Anlageflächen für die Scheiben müssen ausreichend hoch sein
Die Schultern der Anschlusskonstruktion (Welle und Gehäuse) müssen so hoch sein, dass die Wellen- und Gehäusescheiben mindestens bis zur Hälfte unterstützt sind. Die Anlageschultern sind steif, eben und rechtwinklig zur Drehachse auszuführen. Bewährte Anschlussmaße für die Radien und die Durchmesser der Anlageschultern sind in den Produkttabellen angegeben. Diese Maße sind Grenzmaße (Größt- oder Kleinstmaße); sie dürfen nicht über- oder unterschritten werden.
Wellen- und Gehäusescheibe nicht vertauschen
Bei einseitig wirkenden Lagern ist zu beachten, dass die Wellen- und Gehäusescheibe nicht miteinander verwechselt, sondern in der richtigen Lage eingebaut werden.
Bei der Wellenscheibe sind die Bohrung d geschliffen und der Außendurchmesser d1 ungeschliffen ➤ Bild. Für den sicheren Betrieb soll die Wellenscheibe immer an einer entsprechend dimensionierten Schulter bzw. an einem auf der Welle festgesetzten Stützring anliegen.
Die Lager sind montagefreundlich, da nicht selbsthaltend
Axial-Rillenkugellager sind nicht selbsthaltend. Dadurch lassen sich die Lagerscheiben und der Kugelkranz getrennt voneinander einbauen ➤ Abschnitt. Das vereinfacht den Einbau der Lager.
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Axial-Rillenkugellager, einseitig wirkend
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Wälzlager sehr sorgfältig behandeln
Wälzlager sind vielfach bewährte Präzisions-Maschinenelemente zur Gestaltung wirtschaftlicher, zuverlässiger und betriebssicherer Lagerungen. Damit diese Produkte ihre Funktion einwandfrei erfüllen und die vorgesehene Gebrauchsdauer ohne Beeinträchtigung erreichen, müssen sie sorgfältig behandelt werden.
Das Schaeffler-Montagehandbuch MH 1 informiert umfassend über die sachgemäße Lagerung, Montage, Demontage und Wartung rotatorischer Wälzlager http://www.schaeffler.de/std/1B68. Daneben enthält es Angaben, die der Konstrukteur für den Ein‑ und Ausbau und die Wartung der Lager schon bei der Gestaltung der Lagerstelle beachten muss. Das Buch liefert Schaeffler auf Anfrage.
Die Weiterentwicklung der Produkte kann auch zu technischen Änderungen an Katalogprodukten führen
Im Mittelpunkt des Interesses von Schaeffler stehen die Optimierung und die Weiterentwicklung seiner Produkte und die Zufriedenheit seiner Kunden. Damit Sie sich als Kunde bestmöglich über diesen Fortschritt und den aktuellen technischen Stand der Produkte informieren können, veröffentlichen wir Produktänderungen gegenüber der gedruckten Ausgabe in unserem elektronischen Produktkatalog.
Änderungen der Angaben und Darstellungen dieses Katalogs behalten wir uns daher vor. Dieser Katalog gibt den Stand bei Drucklegung wieder. Neuere Veröffentlichungen unsererseits (in Printmedien oder digital) gehen automatisch diesem Katalog vor, soweit sie dasselbe Thema betreffen. Bitte prüfen Sie daher stets über unseren elektronischen Produktkatalog, ob aktuellere Informationen oder Änderungshinweise für Ihr gewünschtes Produkt verfügbar sind.
Bei der Auslegung einer Lagerung sind neben den Angaben in diesem Kapitel auch folgende Kapitel in den technischen Grundlagen zu beachten:
