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Maßnahmen zum Anstellen des Lagers

Unter "Anstellen" ist die Einstellung der Lagerluft zu verstehen (siehe dazu Abschnitt Einbau – Lager mit zylindrischer Bohrung) bzw. die Einstellung der Vorspannung einer Lageranordnung.
Die radiale Vorspannung wird in der Regel für Zylinderrollenlager, zweireihige Schrägkugellager und manchmal auch für Rillenkugellager verwendet und dadurch erreicht, dass eine ausreichend feste Passung für einen oder beide Lagerringe eingestellt wird, um die Anfangslagerluft auf null zu reduzieren, sodass sich im Betrieb eine negative Lagerluft, das heißt eine Vorspannung, ergibt.
Lager mit kegliger Bohrung sind besonders geeignet für radiale Vorspannung, da die Vorspannung durch Verschieben des Lagers auf seinen kegligen Sitz in engen Grenzen eingestellt werden kann.
Die axiale Vorspannung in einreihigen Schrägkugellagern, Kegelrollenlagern und Rillenkugellagern wird durch Verschieben eines Lagerrings axial zum anderen Lagerring um einen Betrag erreicht, der der gewünschten Vorspannkraft entspricht. Es gibt zwei große Gruppen von Anstellverfahren, die sich entsprechend ihrem Grundprinzip unterscheiden: Einzelanstellung und die gemeinsame Anstellung

Einzelanstellung

Bei der Einzelanstellung wird jede Lageranordnung separat mit Muttern, Pass-Scheiben, Abstandshülsen, verformbaren Hülsen usw. eingestellt. Messungen und Prüfverfahren gewährleisten, dass die festgelegte Nennvorspannkraft mit möglichst geringer Abweichung erreicht wird. Je nach der Anzahl der zu vermessenden Lager gibt es verschiedene Methoden.
  • Anstellen mittels Vorspannweg
  • Anstellung mithilfe des Reibungsmoments
  • Anstellung durch direkte Kraftmessung
Die Einzelanstellung hat den Vorteil, dass die Einzelkomponenten mit Normaltoleranzen gefertigt werden können und die gewünschte Vorspannung mit einer hohen Genauigkeit erreicht werden kann.

Anstellen mit Vorspannweg

Dieses Anstellverfahren wird häufig angewendet, wenn die einzelnen Komponenten der Lageranordnung bereits vormontiert sind. Die Vorspannung wird beispielsweise für eine Ritzellageranordnung durch
  • Zwischenringe zwischen den Außen- und Innenringen der beiden Lager (Bild 1) oder
  • Einsatz von Pass-Scheiben zwischen einer Gehäuseschulter und einem Lageraußenring oder zwischen dem Gehäuse und dem Lagergehäuse erreicht (Bild 2); das Gehäuse ist in diesem Fall der winklige Bordeinsatz.
  • oder durch Einbau eines Distanzrings zwischen einer Wellenschulter und einem der Lagerinnenringe (Bild 3) oder zwischen den Innenringen der beiden Lager.
Die Breite der Pass-Scheiben der Zwischenringe oder Distanzringe richtet sich nach
  • dem Abstand zwischen der Wellenschulter und der Gehäuseschulter;
  • der Gesamtbreite beider Lager;
  • dem Vorspannweg (der axialen Verschiebbarkeit) entsprechend der gewünschten Vorspannkraft;
  • einem Korrekturbeiwert für den Vorspannweg, um die Wärmedehnung während des Betriebs zu berücksichtigen;
  • den Fertigungstoleranzen aller zugehörigen Komponenten, die durch Vermessung der Ist-Maße vor dem Einbau bestimmt werden;
  • einem Korrekturbeiwert zur Berücksichtigung eines bestimmten Vorspannkraftverlusts nach einer gewissen Betriebsdauer.
Dieses Anstellverfahren basiert auf der Beziehung zwischen der Vorspannkraft und den elastischen Verformungen innerhalb des vorgespannten Systems. Die geforderte Vorspannung kann aus einem Vorspannkraft-/Vorspannwegediagramm (Diagramm 1) entnommen werden.

Anstellen mithilfe des Reibungsmoments

Dieses Verfahren ist in der Serienproduktion beliebt, weil es nur geringe Zeit erfordert und eine umfangreiche Automatisierung möglich ist. Da eine definierte Beziehung zwischen der Lagervorspannung und dem Reibungsmoment existiert, ist es möglich, die Anstellung zu stoppen, wenn ein Reibungsmoment entsprechend der gewünschten Vorspannung erreicht wurde und das Reibungsmoment laufend überwacht wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Reibungsmoment sich von Lager zu Lager ändern kann und auch von dem verwendeten Konservierungsmittel oder den Schmierungsbedingungen und der Drehzahl abhängt.

Anstellen mit direkter Kraftmessung

Da die Anstellung des Lagers eine bestimmte Vorspannung der Lager bewirken soll, macht es Sinn, mit einem Verfahren entweder die Kraft direkt zu erzeugen oder die Kraft direkt zu messen. In der Praxis werden jedoch die indirekten Verfahren zur Bestimmung des Anstellwerts durch Messung des Vorspannwegs bzw. des Reibungsmoments bevorzugt, da diese einfach sind und kostengünstiger und einfacher umgesetzt werden können.

Kollektives Anstellen

Bei diesem Anstellverfahren, das auch unter dem Begriff "statistisches Anstellen nach dem Zufallsprinzip" bekannt ist, werden die Lager, die Wellen und Gehäuse, die Distanzringe oder Hülsen usw. serienmäßig gefertigt und voll austauschbar zusammengebaut. Bei Kegelrollenlagern erstreckt sich die Austauschbarkeit auch auf die Außenringe und die Innenringe. Um einen unwirtschaftlichen Aufwand für die Fertigung sehr genauer Lager und Gegenstücke zu vermeiden, geht man von der Annahme aus, dass die Grenzwerte der Toleranzen - statistisch gesehen - selten zusammentreffen. Wenn allerdings die Vorspannkraft mit einer möglichst geringen Streuung eingehalten werden soll, müssen die Fertigungstoleranzen eingeengt werden. Der Vorteil der kollektiven Anstellung besteht darin, dass keine Kontrollen und keine besonderen Einrichtungen erforderlich sind.
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