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Auswahl der Passungen

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Die Wahl einer geeigneten Passung für die Lagerringe kann anhand der Passungsempfehlungen für die Lagersitze erfolgen (→ Passungsempfehlungen). Diese Empfehlungen haben sich für die verschiedensten Anwendungsgebiete und Lagerungsfälle bewährt. Sie decken allerdings nicht alle Anforderungen an einen bestimmten Anwendungsfall ab, weshalb unter Umständen gewisse Anpassungen erforderlich sind. Bei der Wahl der Passung sind die folgende Einflussgrößen und Richtlinien zu berücksichtigen:

Umlaufverhältnis

Unter dem Umlaufverhältnis ist die Bewegung eines Lagerrings im Verhältnis zur Lastrichtung zu verstehen (Tabelle 1). Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen:

  • Umfangslast
  • Punktlast
  • unbestimmte Lastrichtung
Umfangslast liegt vor, wenn der Ring umläuft und dabei die Last stillsteht oder wenn umgekehrt der Ring stillsteht und dabei die Last umläuft. Bei Umfangslast „wandert“ der Ring, wenn er mit loser Passung auf der Welle oder im Gehäuse sitzt. Dadurch entstehen Schäden (Passungsrost) am Lager und am Gegenstück. Das „Wandern“ muss durch eine ausreichend feste Passung verhindert werden.
Wenn große Belastungen nicht umlaufen sondern pendeln (wie z.B. bei Außenringen von schnell laufenden Pleuellagern), wird bei der Passungswahl im Allgemeinen ebenfalls Umfangslast angenommen.

Punktlast liegt vor, wenn der Ring stillsteht und dabei die Last ebenfalls stillsteht oder wenn der Ring und die Last mit gleicher Drehzahl umlaufen. Bei Punktbelastung „wandert“ ein Lagerring normalerweise nicht, und es besteht keine Gefahr von Schäden durch Passungsrost oder Verschleiß. In diesem Fall ist eine feste Passung nicht unbedingt erforderlich.

Unbestimmte Lastrichrichtung liegt vor, wenn veränderliche äußere Belastungen, Stöße, Erschütterungen oder Unwuchten in schnell laufenden Maschinen auftreten. Dadurch können nicht näher bestimmbare Änderungen der Lastrichtung hervorrufen werden. Bei unbestimmter Lastrichtung besteht – insbesondere bei hohen Belastungen - die Gefahr von Schäden durch Passungsrost oder Verschleiß. Es müssen deshalb beide Lagerringe mit fester Passung eingebaut werden. Die Lagerringe erhalten in solchen Fällen die für Umfangslast empfohlenen Passungen.
Für den Außenring kann eine losere Passung als bei Umfangslast vorgesehen werden, wenn dieser in der Gehäusebohrung axial verschiebbar sein soll. Eine losere Passung kann jedoch Verschleißschäden in der Gehäusebohrung zur Folge haben. Wenn Schäden ausgeschlossen werden müssen, ist die Lagersitzfläche entsprechend zu bearbeiten oder zu schützen bzw. sind Lager einzusetzen, bei denen die axiale Verschiebung im Lager selbst erfolgt (Zylinderrollenlager, Nadellager oder CARB Toroidalrollenlager). Bei diesen Lagern können die Lagerringe mit fester Passung eingebaut werden.

Größe der Belastung
Die Festigkeit der Passung für den Lagerinnenring muss der Art und Größe der Belastung entsprechen. Bei Umfangslast am Innenring verringert die Aufweitung des Innenrings das Übermaß in der Passung und lässt ihn schließlich unter Einfluss einer Umfangslast „wandern“. Je höher ein Ring mit Umfangslast belastet wird, umso fester muss die Passung für den Lagerring sein. Das erforderliche Übermaß kann angenähert ermittelt werden aus:



Hierin sind
Δerforderliches Übermaß [µm]
dBohrungsdurchmesser des Lagers [mm]
BBreite des Lagers [mm]
FrRadialkomponente der Belastung [kN]

Stoßbelastungen und Schwingungen können eine festere Passung erforderlich machen.

Temperaturverhältnisse
  • Im Betrieb nehmen die Lagerringe meist eine höhere Temperatur an als die Gegenstücke. Dadurch lockert sich der feste Sitz auf der Welle, während der fester werdende Sitz von Außenringen bei Loslagern die axiale Verschiebung in der Gehäusebohrung behindern kann.
  • Schnelles Anlaufen einer Lagerung kann die Innenringpassung lockern, wenn die im Lager erzeugte Reibungswärme nicht schnell genug abgeführt werden kann. In einigen Fällen kann auch die von der Lagerdichtung generierte Reibungswärme die Innenringpassung lockern.
  • Temperaturunterschiede und die Richtung des Wärmeflusses können sich auf Passungen auswirken. Beharrungs- und Übergangszustände müssen daher beachtet werden. Weitergehende Hinweise zu Temperaturverhältnissen sind zu finden unter Bestimmung des Betriebsspiels oder der Vorspannung.
Anforderungen an die Laufgenauigkeit
In Lagerungen, an die hohe Anforderungen an die Laufgenauigkeit und das Drehvermögen gestellt werden, sind für die Lager feste oder Übergangspassungen vorzusehen, um Wellendurchbiegungen und Schwingungen vorzubeugen.

Ausführung der Gegenstücke
  • Eine ungleichmäßige Verformung der Lagerringe infolge von Ausnehmungen in den Lagersitz- oder Auflageflächen oder ungleichmäßige Wandstärken ist zu vermeiden.
  • Für die Außenringe in geteilten Gehäusen empfiehlt SKF in der Regel lose Passungen vorzusehen. Je fester die Passung in einem geteilten Gehäuse ist, umso höher sind die Anforderungen an die Maßgenauigkeit des Lagersitzes. Mit hoher Genauigkeit gefertigte Lagersitze in geteilten Gehäusen, wie z.B die in SKF Stehlagergehäusen, sind für Übergangspassungen bis K7 geeignet.
  • Lager in dünnwandigen Gehäusen oder auf Hohlwellen machen festere Passungen erforderlich als in dickwandigen Gehäusen oder auf Vollwellen (→ Passungen für Hohlwellen).
  • Wellen oder Gehäuse aus anderen Werkstoffen als Stahl oder Gusseisen können, in Abhängigkeit von der Materialstärke und den thermischen Eigenschaften, abweichende Passungen erforderlich machen.
Ein- und Ausbaumöglichkeit
Lager mit loser Passung lassen sich im Allgemeinen leichter ein- und ausbauen. Wenn allerdings die Betriebsverhältnisse feste Passungen für den Wellen- und Gehäusesitz erforderlich machen, sind nicht selbsthaltende Lager oder Lager mit kegeliger Bohrung vorzusehen. Lager mit kegeliger Bohrung werden entweder auf Spann- oder Abziehhülsen (Bild 1) oder direkt auf kegeligem Sitz (Bild 2) montiert.

Axiale Verschiebbarkeit von Loslagern
Wenn ein Lager als Loslager Axialverschiebungen ausgleichen muss, ist die Verschiebbarkeit durch die Wahl einer losen Passung für den Lagerring mit Punktbelastung sicherzustellen. Weitere Informationen über Loslager enthält der AbschnittAnordnungen und ihre Lager.

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