Selbstausrichtende Lager - Leitfaden und Übersicht

Pendelkugellager sind ideal für Anwendungen mit Fluchtungsfehlern zwischen Welle und Gehäuse. Aufgrund ihrer Konstruktion können Pendelkugellager Fluchtungsfehler von bis zu 3° ausgleichen, ohne die Reibung und die Reibungswärme zu erhöhen. Da der Berührungswinkel bei diesen Lagern jedoch relativ klein ist, ist die axiale Tragfähigkeit nicht so hoch wie z. B. bei Schrägkugellagern. Diese Lager können sowohl statische als auch dynamische Fluchtungsfehler aufnehmen. Ein abgedichtetes Pendelkugellager schützt es außerdem vor Schmutz und anderen Verunreinigungen. Pendelkugellager werden in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, z. B. im Bergbau, in der Lebensmittelverarbeitung und in der Massenproduktion, z. B. in der Textilindustrie.

Inhaltsübersicht

• Selbsteinstellende Kugellager-Konstruktion
• Vorteile und Nachteile
• Montage eines Pendellagers
• Auswahlkriterium

Selbsteinstellende Kugellager-Konstruktion

Pendelkugellager bestehen aus einem Außenring, einem Innenring, Wälzkörpern, einem Käfig zur Aufnahme der Wälzkörper und Dichtungen, die die Kugeln vor Verunreinigungen und anderem Schmutz schützen. Diese Elemente ermöglichen es den Pendellagern, statische und dynamische Fluchtungsfehler einer Welle und eines Gehäuses bis zu 3° auszugleichen. Außerdem erzeugen sie aufgrund der geringen Reibung innerhalb des Lagers viel weniger Wärme als andere Lager, so dass sie bei höheren Drehzahlen kühler laufen als andere Lager. Pendellager arbeiten mit einer Konstruktion mit zwei Reihen von Kugeln oder Rollen, die durch eine kugelförmige Laufbahn getrennt sind.

• Äußerer Ring: Der Außenring der Lager hat eine glatte, kugelförmige Form ohne Laufbahnen. Die Form des Außenrings lässt eine leichte Bewegung innerhalb des Lagers zu, was wiederum eine Selbstausrichtung des Lagers ermöglicht.
• Innerer Ring: Der Innenring des Pendellagers hat zwei Laufbahnen, die die Kugeln und den Käfig in Position halten.
• Rollende Elemente und Käfig: Bei Pendelkugellagern werden die Wälzkörper durch den Käfig und den Innenring in ihrer Position gehalten. Da zwischen den Kugeln und dem Innen- und Außenring eine lockere Anordnung besteht, sind Reibung und Reibungswärme sehr gering. Der Käfig besteht in der Regel aus gestanztem Stahl, PA66, verstärktem Glasfasergewebe oder bearbeitetem Messing.
• Siegel Ein abgedichtetes Pendelkugellager sorgt dafür, dass Schmutz und andere Verunreinigungen nicht auf die Wälzkörper des Lagers gelangen.

Vorteile und Nachteile

Pendelkugellager haben viele Vorteile gegenüber anderen Lagertypen, wie z. B. Kegelkugellager, Rillenkugellager und anderen Kugellagertypen. Allerdings sind Pendelkugellager in Bezug auf die Tragfähigkeit nicht so leistungsfähig.

Vorteile

• Fehlausrichtung: Pendelkugellager können statische und dynamische Fluchtungsfehler von bis zu 3° ausgleichen.
• Nutzungsdauer: Diese Lager bieten eine hervorragende Hochgeschwindigkeitsleistung und erzeugen weit weniger Wärme und Reibung als andere Kugellagertypen. Dadurch laufen sie kühler und haben eine längere Lebensdauer bei geringerem Wartungsaufwand.
• Leistung bei leichter Belastung: Dieser Lagertyp hat sehr niedrige Belastungsanforderungen, was bedeutet, dass sie auch bei geringer Belastung hervorragende Leistungen erbringen.
• Geräuscharm: Pendelkugellager erzeugen einen niedrigen Geräuschpegel aufgrund der losen Übereinstimmung zwischen Kugeln und Außenring. Dadurch eignen sie sich besonders für Haushaltsgeräte wie Ventilatoren und Klimaanlagen.

Benachteiligungen

• Lastarten: Die Kugellager von Pendelkugellagern sind in einem relativ geraden Winkel zwischen Innen- und Außenring montiert. Das bedeutet, dass die Belastungsarten, die das Lager aufnehmen kann, radial sind und die axiale Tragfähigkeit gering.
• Menge laden: Da Kugellager nur einen kleinen Kontaktpunkt haben, ist die Last, die diese Art von Lager aufnehmen kann, relativ gering.

Montage eines Pendellagers

Die meisten Pendelkugellager werden mit einer Spannhülse montiert. In den folgenden Schritten wird dieses Verfahren erläutert:

1. Lager sind oft mit einer Schutzfolie versehen, die die Bauteile beim Transport vor äußeren Einflüssen schützt. Achten Sie darauf, diese Folie vor der Montage des Lagers zu entfernen
2. Ölen Sie die Außenfläche des Lagers mit Öl oder Fett.
3. Tragen Sie Öl auf den Adapter auf.
4. Öffnen Sie den Adapter mit Hilfe eines Schraubendrehers leicht und schieben Sie ihn auf die Welle.
5. Sobald sich der Adapter in der richtigen Position befindet, setzen Sie das Lager auf die Adapterhülse. Wenn die Welle ein Gewinde hat, hilft eine Mutter, um das Lager in die richtige Position zu bringen; wenn nicht, verwenden Sie einen Lagerschiebersatz oder einen kleinen Hammer.
6. Sobald das Lager eingesetzt ist, testen Sie die Drehbarkeit des Lagers auf dem Außenring. Es sollte sich frei drehen, aber nicht schwenken lassen.
7. Sichern Sie das Lager mit einer Sicherungsscheibe, indem Sie zuerst die Mutter abnehmen, die Scheibe anbringen und die Mutter wieder anbringen.

Anmerkung: Wenn die Spannhülse lose oder nicht richtig befestigt ist, kann sich der Innenring auf der Spannhülse drehen. Dies führt zu übermäßiger Reibung zwischen den drei Komponenten und kann die Welle, den Adapter und das Lager beschädigen.

Auswahlkriterium

Bei der Auswahl von Pendellagern stehen mögliche Ausrichtungsprobleme, Drehzahl, Belastungsart, Belastungsgröße, Toleranzen und Lagerabmessungen im Vordergrund:

• Fehlausrichtung: Die Entscheidung für selbstausrichtende Lager ist oft eine Frage der Notwendigkeit. Wenn ein Betrieb unter einer möglichen Fehlausrichtung der Welle leidet, ist die Entscheidung für ein Pendelkugellager klar. Denken Sie daran, dass die meisten Pendellager Fluchtungsfehler von maximal 3° verkraften. Alles, was darüber hinausgeht, würde einzigartige Designs erfordern.
• Geschwindigkeit Die Drehzahl, mit der Pendellager arbeiten können, ist deutlich höher als bei den meisten herkömmlichen Lagern. Ein Pendellager ist eine gute Wahl, wenn Sie ein Hochgeschwindigkeitslager benötigen. Die Geschwindigkeit hängt jedoch auch von der Art der Schmierung und der Lagergröße ab. Daher ist es auch wichtig, die Anforderungen an die Betriebsgeschwindigkeit, die gewünschte Schmierungsart und die erforderliche Tragfähigkeit zu berücksichtigen. Die Schmierung mit Fett hat eine geringere Betriebsgeschwindigkeit als die Schmierung mit Öl. Weitere Informationen finden Sie in unserer Artikelserie zur Tribologie und in unserem Artikel zur Lagerschmierung.
• Ladungen: Pendellager eignen sich gut für Radiallasten, aber wegen ihres geringen Druckwinkels weniger gut für Axiallasten. Beachten Sie dies bei der Auswahl eines Lagers.
• Schmierung und Dichtungstyp: Im Allgemeinen gibt es drei Möglichkeiten der Schmierung: Nachschmierung, in der Regel mit einer offenen oder abgeschirmten Dichtung; Vorschmierung, in der Regel mit einer geschlossenen Dichtung; oder Feststoffschmierung, in der Regel mit einer geschlossenen Dichtung.
• Abmessungen: Wählen Sie die Lagergröße entsprechend der erforderlichen Drehzahl, der Art der Belastung, der Höhe der Belastung, der Wellengröße und der Gehäusegröße