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Lageranordnungen

Die Lageranordnung eines rotierenden Maschienteils, z. B. einer Welle, erfordert in der Regel zwei Lager zur Abstützung und Fixierung der Komponente in radialer und axialer Richtung in Bezug auf den festen Teil der Maschine, beispielsweise das Gehäuse. Je nach Einsatzbereich, Belastung, benötigter Laufgenauigkeit und Kosten kann die Lageranordnung auch eine
  • Fest- und Loslager-Kombination,
  • angestellte Lageranordnung,
  • "schwimmende" Lageranordnung sein.
Lageranordnungen, die aus einem Einzellager bestehen, das axiale, radiale und Momentbelastungen aufnimmt, z. B. für eine Gelenkverbindung, werden in dieser Publikation nicht behandelt. Wenn solche Lageranordnungen erforderlich sind, wenden Sie sich bitte an den Technischen SKF Beratungsservice.

Fest- und Loslageranordnung

Das Festlager an einem Ende der Welle dient als radiale Stütze und fixiert zugleich die Welle axial in beiden Richtungen. Es muss daher sowohl auf der Welle als auch im Gehäuse befestigt werden. Geeignete Lager sind Radiallager, die kombinierte Belastungen aufnehmen können, z. B. Rillenkugellager, zweireihige oder zusammengepasste einreihige Schrägkugellager, Pendelkugellager, Pendelrollenlagern oder zusammengepasste Kegelrollenlager. Kombinationen aus einem Radiallager, das nur Radialbelastungen aufnehmen kann, z. B. ein Zylinderrollenlager mit einem Ring ohne Borde, mit einem Rillenkugellager, Vierpunktlager oder beidseitige Axiallager, können ebenfalls als Festlagereinheit verwendet werden. Das zweite Lager übernimmt dann die axiale Vorspannung in beiden Richtungen, muss aber mit Radialspiel eingebaut werden. d. h. es muss im Gehäuse eine Lagerluft gewährleistet sein.
Am anderen Wellenende ist ein Radiallager als Loslager angeordnet. Es muss axiale Verschiebungen zulassen, damit ein gegenseitiges Verspannen der Lager verhindert wird, z. B. bei Längenänderungen der Welle durch einer Wärmedehnung. Eine axiale Verschiebung kann in dem Lager erfolgen, wenn es sich um Nadellager, um Zylinderrollenlager der Ausführung NU und N und CARB-Toroidalrollenlager handelt. Eine axiale Verschiebung kann auch zwischen einem der Lagerringe und seinem Sitz, vorzugsweise zwischen dem Außenring und dessen Sitz in der Gehäusebohrung, erfolgen.
Die häufigsten Kombinationen aus der Vielzahl der Fest- und Loslagerkombinationen werden im Folgenden beschrieben.
Für steife Lageranordnungen, in denen eine "reibungslose" Axialverschiebung innerhalb des Lagers erfolgen soll, können folgende Kombinationen verwendet werden:
  • Rillenkugellager/Zylinderrollenlager (Bild 1)
  • Zweireihiges Schrägkugellager/Zylinderrollenlager (Bild 2)
  • Zusammengepasste einreihige Kegelrollenlager/Zylinderrollenlager (Bild 3)
  • Zylinderrollenlager Ausführung NUP/Zylinderrollenlager Ausführung NU (Bild 4)
  • Zylinderrollenlager Ausführung NU und Vierpunktlager/Zylinderrollenlager Ausführung NU (Bild 5)
Für die oben erwähnten Kombinationen müssen die Fluchtungsfehler der Welle auf ein Minimum begrenzt bleiben. Wenn dies nicht möglich ist, sollten Kombinationen aus winkelbeweglichen Lagern verwendet werden, um die Schiefstellung zu kompensieren, z. B.
  • Pendelkugellager/CARB-Toroidalrollenlager (Bild 6)
  • Pendelrollenlager/CARB-Toroidalrollenlager (Bild 7)
Da diese Lageranordnungen sowohl Fluchtungsfehler als auch axiale Verschiebungen kompensieren können, werden interne Axialkräfte in dem Lagersystem vermieden.
Für Lageranordnungen mit Belastung des umlaufenden Innenrings, bei denen Änderungen der Wellenlänge zwischen dem Lager und dem Lagersitz kompensiert werden müssen, sollte eine axiale Verschiebbarkeit zwischen dem Außenring des Lagers und dem Gehäuse möglich sein. Die am häufigsten eingesetzten Kombinationen sind
  • Rillenkugellager/Rillenkugellager (Bild 8)
  • Pendelkugellager oder Pendelrollenlager/Pendelkugellager oder Pendelrollenlager (Bild 9)
  • zusammengepasste einreihige Schrägkugellager/Rillenkugellager (Bild 10)

Angestellte Lageranordnungen

In einer angestellten Lageranordnung ist die Welle axial durch ein Lager in einer Richtung fixiert und durch das andere Lager in der entgegengesetzten Richtung. Diese Art der Lageranordnung wird als "verspannt" bezeichnet und in der Regel für kurze Wellen verwendet. Geeignete Lager sind alle Radiallager, die Axialbelastungen in mindestens einer Richtung aufnehmen können, z. B.
In manchen Einsatzbereichen, in denen einreihige Schrägkugellager oder Kegelrollenlager für Verspannungen verwendet werden, ist eine Vorspannung erforderlich, siehe dazu den Abschnitt Vorspannung.

"Schwimmende" Lageranordnungen

Schwimmende Lageranordnungen sind ebenfalls verspannt und dann geeignet, wenn nur geringe axiale Verschiebungen aufgenommen werden müssen oder die axiale Fixierung durch andere Teile auf der Welle übernommen wird.
Geeignete Lager für diese Lageranordnung sind
  • Rillenkugellager (Bild 13)
  • Pendelkugellager
  • Pendelrollenlager.
Bei diesen Lageranordnungen muss sich ein Ring jedes Lagers auf oder in seinem Sitz bewegen können, vorzugsweise der Außenring im Gehäuse. Eine schwimmende Lageranordnung kann auch mit zwei Zylinderrollenlagern Ausführung NJ mit versetzten Innenringen (Bild 14) erreicht werden. In diesem Fall kann die Axialbewegung innerhalb des Lagers erfolgen.
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