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Einbau von Lagern mit kegeliger Bohrung

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

Der Innenring von Lagern mit kegeliger Bohrung wird stets mit fester Passung eingebaut. Die Passung hängt davon ab, wie weit das Lager auf den kegeligen Sitz des Wellenzapfens oder der Spann- bzw. Abziehhülse aufgepresst wird. Dabei vermindert sich die ursprünglich im Lager vorhandene radiale Lagerluft. Diese Lagerluftverminderung kann gemessen werden und gibt Aufschluss über die erreichte Passung. Empfohlene Richtwerte für die Verminderung der Lagerluft bzw. die axiale Verschiebung enthalten die betreffenden Produktabschnitte.
Das SKF Drive-up-Verfahren ist ein zuverlässiges und bewährtes Verfahren für den Einbau von SKF Lagern auf kegeligen Sitzen. Ausführliche Angaben enthält das Programm SKF Drive-up-Verfahren.

Kleine Lager
Lager mit Bohrungsdurchmessern bis 80 mm (d ≤ 80 mm) können mithilfe eines Lager-Einbauwerkzeugsatzes oder, vorzugsweise, mithilfe einer Wellenmutter auf den kegeligen Sitz aufgeschoben werden. Bei Spannhülsen kann dies mit der zugehörige Hülsenmutter erfolgen, die mit einem Haken- oder Schlagschlüssel angezogen wird. Abziehhülsen können auch mit einem Lager-Einbauwerkzeugsatz oder einer Wellenmutter in die Lagerbohrung eingetrieben werden. Ab 50 mm Gewindedurchmesser kann der Einbau der Lager auch mithilfe einer Hydraulikmutter vorgenommen werden.

Mittlere und große Lager
Beim Einbau von Lagern mit Bohrungsdurchmessern über 80 mm (d > 80 mm) müssen erheblich größere Kräfte aufgebracht werden, die den Einsatz von SKF Hydraulikmuttern erforderlich machen. Wenn immer möglich, sollten die Wellenzapfen bzw. die Hülsen mit Ölzuführbohrung und Ölverteilungsnut versehen sein, um auch das SKF Druckölverfahren anwenden zu können. Der kombinierte Einsatz von SKF Hydraulikmutter und SKF Druckölverfahren vereinfacht nicht nur den Ein- und Ausbau, sondern beschleunigt diese noch und macht sie auch noch sicherer. Informationen über die erforderlichen Druckölgeräte sowohl für den Einsatz zusammen mit den Hydraulikmuttern als auch mit dem Druckölverfahren enthält der Abschnitt Instandhaltungsprodukte und skf.com/mount.

Die Lager mit kegeliger Bohrung ab 50 mm Durchmesser können mit Hilfe einer SKF Hydraulikmutter montiert werden
  • auf einem kegeligen Zapfen (Bild 1)
  • auf einer Spannhülse (Bild 2)
  • auf einer Abziehhülse (Bild 3)
Die Hydraulikmutter wird auf ein Gewinde am Wellenzapfen (Bild 1) oder auf das Hülsengewinde (Bild 2 und Bild 3) geschraubt. Der Ringkolben stützt sich gegen den Lagerinnenring (Bild 1 und Bild 2) und gegen einen Anschlag ab, der eine Wellenmutter (Bild 3) oder eine am Wellenende angeschraubte Endscheibe sein kann. Durch Einpumpen von Öl in die Hydraulikmutter wird der Ringkolben axial mit der für einen sicheren und genauen Einbau erforderlichen Kraft verschoben.

Das SKF Druckölverfahren

Beim Druckölverfahren wird Öl unter hohem Druck über eine Ölzuführbohrung und eine Ölverteilungsnut zwischen die Passflächen von Lagerinnenring und Wellensitz gepresst. Dabei bildet sich ein Ölfilm aus, der die Passflächen voneinander trennt und die Reibung beträchtlich vermindert. Dieses Verfahren wird hauptsächlich beim Einbau unmittelbar auf kegeligem Zapfen angewendet (Bild 4). Die erforderlichen Bohrungen und Verteilungsnuten im Wellenzapfen müssen bereits bei der Konstruktion der Lagerung vorgesehen werden. Das Druckölverfahren ist auch bei der Befestigung von Lagern auf Spann- oder Abziehhülsen gebräuchlich, sofern diese mit den entsprechenden Merkmalen, Ölzuführbohrungen und Ölverteilungsnuten, ausgeführt sind.

Bild 5zeigt ein auf einer Abziehhülse mit Ölzuführbohrungen und Ölverteilungsnuten angeordnetes Pendelrollenlager. Während der Öldruck in den Passflächen aufrechterhalten wird, wird die Abziehhülse durch abwechselndes Anziehen der Schrauben in die Lagerbohrung gepresst.

Feststellen der erreichten Passung
Es können verschiedene Verfahren benutzt werden, um die Festigkeit der Passung zu überprüfen:
  • Messen der Radialluftminderung
  • Messen des Muttern-Anzugswinkels
  • Messen des axialen Verschiebewegs
  • Messen der Innenring-Aufweitung
Bei Pendelkugellagern kann die Lagerluftverminderung auch durch Schwenken des Außenrings überprüft werden (→ Einbau).

Messen der Radialluftminderung

Die Radialluftmessung mit Fühlerlehre vor und nach dem Einbau wird oft bei mittleren und großen Pendelrollenlagern und CARB Toroidalrollenlagern angewandt. Richtwerte für die, für eine feste Passung erforderliche Lagerluftverminderung, sind in den entsprechenden Produktabschnitten aufgeführt.

Vor dem Einbau sollte die Lagerluft zwischen dem Außenring und der obersten Rolle gemessen werden (Bild 6). Während und nach dem Einbau ist die Lagerluft, je nach Lagerausführung, zwischen dem Innen- oder Außenring und der untersten Rolle zu messen (Bild 7).

Vor dem Messen ist der Innenring bzw. der Außenring einige Male zu drehen. Außerdem müssen die Lagerringe und der Rollensatz zentrisch gegeneinander ausgerichtet sein.

Bei großen Lagern, insbesondere bei solchen mit dünnwandigem Außenring, kann die Genauigkeit der Lagerluftmessung durch die vom Lagergewicht herrührende elastische Verformung der Ringe oder durch die zum Durchziehen der Fühlerlehren-Messblättchen zwischen Lagerring und Rollen erforderliche Kraft beeinflusst werden. Zur Ermittlung der „wirklichen“ Lagerluft vor und nach dem Einbau kann das folgende Verfahren angewendet werden (Bild 8):
  1. Die Lagerluft “c” in 12-Uhr-Stellung am stehenden Lager bzw. in 6-Uhr-Stellung am auf einem Wellenzapfen aufgesetzten Lager messen.
  2. Die Lagerluft “a” in der 9-Uhr-Stellung und die Lagerluft “b” in der 3-Uhr-Stellung messen, ohne die Lagerringe zu drehen.
  3. Anhand der Messwerte die “wirkliche” Lagerluft mit ausreichend Genauigkeit ermitteln aus 0,5 (a + b + c).

Messen des Muttern-Anzugswinkels

Das Messen des Muttern-Anzugswinkels ist ein bewährtes Verfahren beim Einbau von Lagern mit einem Bohrungsdurchmesser d ≤ 120 mm auf kegeligem Sitz. Richtwerte für den Muttern-Anzugswinkel α sind in den entsprechenden Produktabschnitten aufgeführt.

Vor dem eigentlichen Anziehen der Mutter ist das Lager so weit auf seinen kegeligen Sitz zu schieben, bis es am gesamten Umfang fest sitzt. Durch Anziehen der Mutter um den empfohlenen Winkel α (Bild 9) wird das Lager um den erforderlichen axialen Verschiebeweg auf den kegeligen Sitz aufgeschoben. Der Lagerinnenring weist dann den erforderlichen festen Sitz auf. Abschließend sollte die verbliebene Endluft im Lager überprüft werden.

Messen des axialen Verschiebewegs

Das Messen des axialen Verschiebewegs des Innenrings gegenüber dem kegeligen Lagersitz ist ein sehr gebräuchliches Verfahren. Richtwerte für den erforderlichen axialen Verschiebeweg sind in den entsprechenden Produktabschnitten aufgeführt.

Für mittlere und große Lager wird jedoch das SKF Drive-up-Verfahren empfohlen. Damit lässt sich die erforderliche feste Passung auf einfache Weise besonders zuverlässig erzielen, da in diesem Fall die axiale Verschiebung von einer definierten Startposition aus gemessen wird. Die für das SKF Drive-up-Verfahren erforderliche Ausrüstung zeigt Bild 10. Sie umfasst eine SKF Hydraulikmutter (1) mit einer Messuhr (2) und eine Hydraulikpumpe (3) mit einem Manometer (4).

Das SKF Drive-up-Verfahren ist in zwei Montageschritte unterteilt (Bild 11):
  • Schritt 1
    Das Lager mithilfe eines festgelegten Öldrucks in der Hydraulikmutter in Startposition schieben.
  • Schritt 2
    Durch Erhöhung des Öldrucks in der Hydraulikmutter wird das Lager von der Startposition weiter auf den kegeligen Sitz in Endposition geschoben. Der vorgeschriebene Verschiebeweg wird dabei mit der in der Hydraulikmutter montierten Messuhr gemessen.
Richtwerte für den erforderlichen Öldruck und den axialen Verschiebeweg stehen für jedes einzelne Lager in der Software für das SKF Drive-up-Verfahren zur Verfügung.

Messen der Innenring-Aufweitung

Das Messen der Innenring-Aufweitung ist ein zuverlässiges Verfahren zur schnellen und genauen Montage von großen Pendelrollenlagern und CARB Toroidalrollenlagern mit kegeliger Bohrung (d ≥ 340 mm, je nach Baureihe). Um dieses sogenannte SensorMount-Verfahren anwenden zu können, werden die Lager mit einem am Innenring befestigten Sensor und einem Messwertaufnehmer, der die Innenring-Aufweitung anzeigt, geliefert. Die Lager selbst werden mit den üblichen Montagewerkzeugen auf den kegeligen Lagersitz gepresst (Bild 12). Einflussgrößen, die sonst von Bedeutung sind, wie Lagergröße, Wellenmaterial, Wellenausführung (hohl oder voll) sowie Oberflächengüte, können unberücksichtigt bleiben.

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