Lagergrundlagen

Warum Wälzlager?

Wälzlager unterstützen und führen umlaufende oder oszillierende Maschinenelemente – wie Wellen, Achsen oder Räder – mit minimaler Reibung (Bild 1) und übertragen Lasten zwischen den Komponenten. Da Wälzlager für höchste Präzision und geringe Reibung sorgen, erlauben sie hohe Drehzahlen und reduzieren gleichzeitig die Geräusch- und Wärmeentwicklung, den Energieverbrauch und den Verschleiß. Diese kostengünstigen und austauschbaren Maschinenelemente entsprechen in der Regel nationalen oder internationalen Maßnormen.

Kugel- und Rollenlager

Die beiden grundlegenden Wälzlagerarten unterscheiden sich durch die beiden grundlegenden Wälzkörperarten:

  • Kugel → Kugellager
  • Rolle → Rollenlager

Kugeln und Rollen unterscheiden sich im Kontakt mit den Laufbahnen.

Kugeln haben eine Punktberührung mit den Ringlaufbahnen (Bild 2). Wenn die auf das Lager wirkende Belastung zunimmt, wird aus dem Berührungspunkt eine elliptische Fläche. Da die kleine Kontaktfläche eine geringe Rollreibung gewährleistet, können Kugellager hohe Drehzahlen aufnehmen, haben aber eine eingeschränkte Tragfähigkeit.

Rollen haben eine Linienberührung mit den Ringlaufbahnen (Bild 3). Wenn die auf das Lager wirkende Belastung zunimmt, wird aus der Berührungslinie eine leicht rechteckige Fläche. Aufgrund der größeren Kontaktfläche und der daraus resultierenden größeren Reibung kann ein Rollenlager höhere Belastungen aufnehmen, eignet sich aber für geringere Drehzahlen als ein gleichgroßes Kugellager.

Radial- und Axiallager

Abhängig von der Richtung der Belastung, die sie vorwiegend aufnehmen, unterscheidet man Rollenlager in zwei Gruppen:

  • Radiallager
    Radiallager eignen sich zur Aufnahme von Belastungen, die vornehmlich senkrecht zur Welle wirken. Einige Radiallager unterstützen ausschließlich radiale Belastungen, die meisten Arten können allerdings zusätzlich gewisse Axiallasten in einer Richtung bzw., in einigen Fällen, in beiden Richtungen (Bild 4) aufnehmen.

  • Axiallager
    Axiallager eignen sich zur Aufnahme von Belastungen, die vornehmlich entlang der Wellenachse wirken. Je nach Ausführung können Axiallager reine axiale Belastungen in einer oder beiden Richtungen unterstützen (Bild 5); einige können zusätzlich Radiallasten aufnehmen (kombinierte Belastungen, Bild 6). Axiallager lassen nicht so hohe Drehzahlen zu wie Radiallager gleicher Größe.

Der Berührungswinkel (Bild 7) entscheidet darüber, zu welcher Gruppe das Lager gehört. Lager mit einem Berührungswinkel ≤ 45° sind Radiallager, die übrigen sind Axiallager.

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