Inhaltsverzeichnis
Ein- und zweireihige Axial-Zylinderrollenlager eignen sich bevorzugt, wenn:
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Axial-Zylinderrollenlager und Axial-Kugellager – Tragfähigkeits- und Bauraumvergleich Fa = Axiale Belastung Ca = Dynamische Tragzahl Dw = Durchmesser der Rolle T = Axiale Bauhöhe des Axial-Rillenkugellagers |
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Ausführungsvarianten
Axial-Zylinderrollenlager gibt es als:
Größere Kataloglager und weitere Lagerausführungen GL 1.
Für axial sehr bauraumkleine Lagerungen ausgelegt
Axial-Zylinderrollenlager gehören zur Gruppe der Axial-Rollenlager. Im Gegensatz zur Kugel hat die Rolle senkrecht zur Rollenachse eine größere Kontaktfläche. Dadurch kann sie höhere Kräfte übertragen, ist steifer und lässt bei gleicher Belastung im Durchmesser kleinere Wälzkörper zu. Die ein- und zweireihigen Lager bestehen aus ebenen, bordlosen Scheiben (Gehäuse- und Wellenscheibe), zwischen denen Axial-Zylinderrollenkränze angeordnet sind ➤ Bild und ➤ Bild. Ihre axiale Bauhöhe T entspricht lediglich dem Durchmesser der Rollen plus der Dicke der Scheiben. Aufgrund dieser Konstruktion sind die Lager axial besonders niedrig ➤ Maßtabelle. Die Axialkäfige sind aus Messing oder Kunststoff und mit einer oder zwei Reihen Zylinderrollen bestückt. Da beim Abrollen der Wälzkörper zu den Rollenenden hin Gleitungen auftreten, die mit der Länge der Rolle steigen, haben Lager mit breitem Querschnitt mehrere nebeneinander liegende kurze Rollen, z. B. zweireihige Ausführungen ➤ Bild.
Endprofilierte Rollen erhöhen die Gebrauchsdauer der Lager
Die Zylinderrollen sind endprofiliert; d. h., sie fallen zu den Enden hin seitlich leicht ab. Aufgrund dieses modifizierten Linienkontakts zwischen den Rollen und Laufbahnen werden schädliche Kantenspannungen vermieden ➤ Bild. Das wiederum wirkt sich positiv auf die Gebrauchsdauer der Lager aus.
Der Einsatz kompletter Axial-Zylinderrollenlager (Wellenscheibe, Axial‑Zylinderrollenkranz und Gehäusescheibe) ist dann sinnvoll, wenn beispielsweise hohe Drehzahlen auftreten und die Lagerscheiben deshalb genau zentriert sein müssen.
Rollenkranz und Lagerscheiben sind auch einzeln lieferbar
Die Lagerteile für die Axial-Zylinderrollenlager werden auch einzeln geliefert ➤ Bild und ➤ Bild. Axial-Zylinderrollenkränze (ohne Wellen- und Gehäusescheibe) eignen sich beispielsweise für Lagerungen mit kleinstem axialem Bauraum.
Zylinderrollenlager 811 und 812 sind einreihig und entsprechen DIN 722:2005 und ISO 104:2015. Die Lager 893 und 894 sind zweireihig und nach DIN 616:2000 und ISO 104:2015 ausgeführt.
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Axial-Zylinderrollenlager Fa = Axiale Belastung
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Rollenprofil und Spannungsverteilung
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Bei niedriger Bauhöhe axial sehr hoch belastbar
Die Kränze bestehen aus Axialkäfigen mit einer oder zwei Zylinderrollenreihen ➤ Bild. Sie haben eine besonders niedrige axiale Bauhöhe und sind axial sehr tragfähig. Die Käfige werden aus Polyamid oder Messing gefertigt und auf der Welle geführt.
Für Direktlagerungen die Anlaufflächen als Wälzlagerlaufbahn ausführen
Axial-Zylinderrollenkränze werden in der Regel mit einer Gehäuse- und einer Wellenscheibe kombiniert. Sollen sie direkt – d. h. ohne Axiallagerscheiben – in die Anschlusskonstruktion eingesetzt werden, dann ist die Laufbahn für die Rollen als Wälzlagerlaufbahn auszuführen ➤ Abschnitt. Möglich ist auch der Einsatz von zwei Wellen- oder zwei Gehäusescheiben in Kombination mit einem Axial-Zylinderrollenkranz.
Die Durchmesserreihen 1, 2, 3, 4 der Axial-Zylinderrrollenkränze entsprechen DIN 616:2000 und ISO 104:2015.
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Axial-Zylinderrollenkränze Fa = Axiale Belastung
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Gehäuse- und Wellenscheiben
Gehäusescheiben sind außenzentriert, Wellenscheiben innenzentriert ➤ Bild und ➤ Abschnitt. Sie müssen eingesetzt werden, wenn die Anschlusskonstruktion nicht als Lauffläche für die Wälzkörper genutzt werden kann. Die Scheiben sind aus durchhärtendem Wälzlagerstahl. Bohrungsdurchmesser und Außendurchmesser sind feinstbearbeitet, die Laufbahnen hochgenau geschliffen.
Die Durchmesserreihen 1, 2, 3, 4 der Axiallagerscheiben entsprechen DIN 616:2000 und ISO 104:2015.
Laufscheiben
Laufscheiben sind als Gehäuse- oder Wellenscheibe verwendbar. Sie kommen in Anwendungen zum Einsatz, die keine genaue Zentrierung der Axiallagerscheiben erfordern. Die Lauffläche der Laufscheiben ist gehärtet und geschliffen. Die Laufscheiben passen zu Axial-Zylinderrollen-kränzen K811 und Axial-Nadelkränzen AXK.
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Axiallagerscheiben
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Für einseitig wirkende, sehr hohe axiale Belastungen
Ein- und zweireihige Axial-Zylinderrollenlager nehmen hohe axiale Belastungen sowie axiale Stoßbelastungen aus einer Richtung auf, sie dürfen jedoch radial nicht belastet werden ➤ Abschnitt. Treten radiale Belastungen auf, dann müssen diese Kräfte von einem anderen Lager aufgenommen werden (z. B. von einem Nadelkranz) ➤ Bild.
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Axiale und radiale Belastungen Fr = Radiale Belastung Fa = Axiale Belastung
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Die Lager lassen keine Schiefstellungen zwischen der Welle und dem Gehäuse zu. Treten Winkelfehler zwischen den Auflageflächen an der Welle und im Gehäuse auf, so führt dies zu Schäden am Lager und verringert ihre Gebrauchsdauer erheblich.
Möglich ist Öl- oder Fettschmierung
Axial-Zylinderrollenlager sind nicht befettet. Die Lager müssen mit Öl oder Fett geschmiert werden.
Verträglichkeit mit Kunststoffkäfigen
Werden Lager mit Kunststoffkäfig verwendet, ist sicherzustellen, dass beim Einsatz von Syntheseölen oder Schmierfetten auf Syntheseölbasis sowie bei Schmierstoffen mit einem hohen Anteil an EP‑Zusätzen die Verträglichkeit des Schmierstoffs mit dem Käfigmaterial gegeben ist.
Bestehen Unsicherheiten darüber, ob der gewählte Schmierstoff für die Anwendung geeignet ist, bitte bei Schaeffler bzw. beim Schmierstoffhersteller rückfragen.
Ölwechselfristen einhalten
Gealtertes Öl und im Öl enthaltene Additive können bei höheren Temperaturen die Gebrauchsdauer der Kunststoffe beeinträchtigen. Vorgegebene Ölwechselfristen müssen deshalb unbedingt eingehalten werden.
Abdichtung in der Anschlusskonstruktion vorsehen
Die Lager sind nicht abgedichtet; d. h., die Abdichtung der Lagerstelle muss in der Anschlusskonstruktion erfolgen. Diese muss zuverlässig verhindern, dass:
Grenz- und Bezugsdrehzahlen in den Produkttabellen
In den Produkttabellen sind in der Regel zwei Drehzahlen angegeben ➤ Maßtabelle:
Die Grenzdrehzahl nG ist die kinematisch zulässige Drehzahl eines Lagers. Sie darf auch bei günstigen Einbau- und Betriebsbedingungen nicht ohne vorherige Rücksprache mit Schaeffler überschritten werden ➤ Link. Die Werte in den Produkttabellen gelten für Ölschmierung.
Werte bei Fettschmierung
Bei Fettschmierung sind jeweils 25% des in den Produkttabellen angegebenen Wertes zulässig.
nϑr dient zur Berechnung von nϑ
Die thermische Bezugsdrehzahl nϑr ist keine anwendungsbezogene Drehzahlgrenze, sondern eine rechnerische Hilfsgröße zur Ermittlung der thermisch zulässigen Betriebsdrehzahl nϑ ➤ Link.
Der Schaeffler Geräuschindex (SGI) ist für diese Lagerart noch nicht verfügbar ➤ Link. Die Einführung und Aktualisierung der Daten für diese Baureihen erfolgt sukzessiv.
Limitierende Größen
Die Betriebstemperatur der Lager ist begrenzt durch:
Mögliche Betriebstemperaturen der Axial-Zylinderrollenlager ➤ Tabelle.
Zulässiger Temperaturbereich
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Betriebstemperatur |
Axial-Zylinderrollenlager |
|---|---|
|
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–20 °C bis +120 °C |
Sind Temperaturen zu erwarten, die außerhalb der angegebenen Werte liegen, bitte bei Schaeffler rückfragen.
Standard sind Massivkäfige aus Messing und Polyamid PA66
Standardkäfige ➤ Tabelle. Die Käfigausführung hängt von der Lagerreihe und der Lagergröße ab. Andere Käfigausführungen sind auf Anfrage lieferbar. Bei solchen Käfigen können jedoch die Eignung für hohe Drehzahlen und hohe Temperaturen sowie die Tragzahlen von den Angaben für die Lager mit den Standardkäfigen abweichen.
Bei hohen Dauertemperaturen und Anwendungen mit schwierigen Betriebsbedingungen sollten Lager mit Messingkäfig eingesetzt werden. Bestehen Unsicherheiten bezüglich der Käfigeignung, bitte bei Schaeffler rückfragen.
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Lagerreihe |
Massivkäfig aus Polyamid PA66 |
Massivkäfig aus Messing |
|---|---|---|
|
TV |
M |
|
|
Standard |
Standard |
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Bohrungskennzahl |
||
|
811, K811 |
bis 34 |
ab 36 |
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812, K812 |
06 bis 26 |
ab 28 |
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893, K893 |
06 bis 16 |
17 bis 30 |
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894, K894 |
12 bis 14 |
ab 15 |
Axialspiel bzw. Vorspannung werden durch die Anwendung bestimmt
Bei Axial-Zylinderrollenlagern ergibt sich die Lagerluft (das Axialspiel) erst beim Einbau der Lager. Das erforderliche Axialspiel der Lagerung hängt von der Anwendung ab und muss die Verhältnisse der Lagerung im betriebswarmen und belasteten Zustand berücksichtigen. Sind Axial-Zylinderrollenlager beispielsweise bei überwiegend statischer Beanspruchung Erschütterungen ausgesetzt, müssen sie leicht vorgespannt werden. Die Vorspannung kann hier dann u. a. mit kalibrierten Blechen (Passscheiben) erfolgen ➤ Bild. Geeignet sind auch Wellenmutter, Federscheiben usw. ➤ Abschnitt. Es ist grundsätzlich sicherzustellen, dass beim Betrieb kein Schlupf zwischen den Wälzkörpern und Laufbahnen auftritt ➤ Abschnitt. Außerdem muss beachtet werden, dass die Vorspannung den optimalen Wert nicht überschreitet, da sonst die Reibung und damit auch die Erwärmung im Lager zunehmen. Beides wirkt sich negativ auf die Lebensdauer der Lager aus.
Bestehen Unsicherheiten bezüglich der korrekten Einstellung, bei Schaeffler rückfragen.
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Einstellen des Axialspiels mittels Passscheibe
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Abmessungsnormen
Die Hauptabmessungen der Axial-Zylinderrollenlager entsprechen ISO 104:2015.
Die Grenzmaße der Kantenabstände entsprechen DIN 620‑6:2004. Übersicht und Grenzwerte ➤ Link. Nennmaß des Kantenabstands ➤ Maßtabelle.
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Lagerbauteil |
Abmessung |
Toleranz |
|---|---|---|
|
Axial-Zylinderrollenkranz K |
Dc1 |
E11 |
|
Dc |
a13 |
|
|
Dw |
nach DIN 5402‑1 |
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|
Gehäusescheibe GS |
D1 |
‒ |
|
D |
nach ISO 199 |
|
|
B |
h11 |
|
|
Wellenscheibe WS |
d |
nach ISO 199 |
|
d1 |
‒ |
|
|
B |
h11 |
|
|
Laufscheibe LS |
d |
E12 |
|
D |
a12 |
|
|
B |
h11 |
Abweichung des Bohrungsdurchmessers Δdmp und Abweichung des Außendurchmessers ΔDmp ➤ Link.
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Lagerteile – Axial-Zylinderrollenkränze und Lagerscheiben |
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Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen zeigt ➤ Tabelle sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.
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Nachsetzzeichen |
Bedeutung der Nachsetzzeichen |
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|---|---|---|
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M |
Massivkäfig aus Messing |
Standard, |
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TV |
Massivkäfig |
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P5 |
hohe Maß-, Form- und Laufgenauigkeit |
Sonderausführung für Axiallagerscheiben GS, WS; auf Anfrage |
Beispiele zur Bildung der Lagerbezeichnung
Die Bezeichnung der Lager folgt einem festgelegten Schema. Beispiele ➤ Bild und ➤ Bild. Für die Bildung des Kurzzeichens gilt DIN 623‑1 ➤ Bild.
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Einreihiges Axial-Zylinderrollenlager, bestehend aus Axial-Rollenkranz, Wellen- und Gehäusescheibe: Aufbau des Kurzzeichens |
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Zweireihiges Axial-Zylinderrollenlager, bestehend aus Axial-Rollenkranz, Wellen- und Gehäusescheibe: Aufbau des Kurzzeichens |
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Dynamische äquivalente Lagerbelastung
Axial-Zylinderrollenlager können nur axiale Kräfte aufnehmen ➤ Abschnitt. In die Lebensdauergleichung wird deshalb für P der Wert von Fa eingesetzt ➤ Formel.
Dynamische äquivalente Belastung
Legende
| P | N |
Dynamische äquivalente Lagerbelastung |
| Fa | N |
Axiale Belastung. |
Kombinierte Belastungen sind nicht möglich
Bezüglich Belastungsrichtung gelten hier die gleichen Bedingungen wie bei der dynamischen äquivalenten Lagerbelastung; d. h., kombinierte Belastungen sind nicht zulässig. In die Lebensdauergleichung wird deshalb für P0 der Wert von F0a eingesetzt ➤ Formel.
Statische äquivalente Belastung
Legende
| P0 | N |
Statische äquivalente Lagerbelastung |
| F0a | N |
Größte auftretende axiale Belastung (Maximalbelastung). |
Neben der nominellen Lebensdauer L (L10h) ist immer auch die statische Tragsicherheit S0 zu überprüfen ➤ Formel.
Statische Tragsicherheit
Legende
| S0 |
Statische Tragsicherheit |
|
| C0 | N |
Statische Tragzahl |
| P0 | N |
Statische äquivalente Lagerbelastung. |
Niedrig belastete Wälzlager sind besonders schlupfgefährdet
Um Schlupfschäden zu vermeiden, muss auf das Lager eine axiale Mindestbelastung Fa min aufgebracht werden ➤ Formel und ➤ Tabelle. Besonders bei Vertikallagerungen ist die erforderliche axiale Mindestbelastung Fa min jedoch meist schon allein durch das Eigengewicht der Lagerteile und die äußeren Kräfte gegeben. Ist dies nicht der Fall, muss die Lagerung z. B. mit Federn oder einer Gehäusemutter vorgespannt werden.
Axiale Mindestbelastung
Legende
| Fa min | N |
Axiale Mindestbelastung |
| C0a | N |
Statische Tragzahl ➤ Maßtabelle |
| ka |
Beiwert zur Bestimmung der axialen Mindestbelastung ➤ Tabelle |
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| n | min–1 |
Drehzahl. |
Beiwert ka zur Berechnung der axialen Mindestlast
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Reihe |
Beiwert ka |
|---|---|
|
K811 |
1,4 |
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K812 |
0,9 |
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K893 |
0,7 |
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K894 |
0,5 |
Gestaltung der Anschlussteile
Axial-Zylinderrollenlager tolerieren keine Winkelfehler ➤ Abschnitt. Die Auflageflächen der Lagerteile an der Welle und im Gehäuse müssen deshalb senkrecht zur Wellenachse stehen, die Anschlussteile steif und eben sein. Sie sind so auszuführen, dass die Lagerscheiben möglichst am gesamten Umfang und über die ganze Laufbahnbreite unterstützt werden; Werte ➤ Maßtabelle. Die radialen Käfig-Führungsflächen müssen feinbearbeitet und verschleißfest sein (Ramax 0,8 (Rzmax 4)).
Anschlussdurchmesser an der Welle und im Gehäuse
Für die Anschlussmaße gelten folgende Werte ➤ Maßtabelle:
Bewährte Toleranzen enthält ➤ Tabelle. Werden die Angaben eingehalten, ergibt sich eine korrekte radiale Führung der Lagerelemente.
Toleranzen für Wellen und Gehäusebohrungen
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Lagerbauteil |
Toleranzklasse für |
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|---|---|---|---|
|
Welle |
Bohrung |
||
|
Axial-Zylinderrollenlager |
innengeführt |
h8 |
‒ |
|
Gehäusescheiben |
‒ |
‒ |
H9 |
|
Wellenscheiben |
‒ |
h8 |
‒ |
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Laufscheiben |
als Gehäusescheibe außenzentriert |
Welle freigestellt |
H9 |
|
als Wellenscheibe innenzentriert |
h8 |
Bohrung freigestellt |
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Es gilt die Hüllbedingung Ⓔ.
Freistellung der Wellen- und Gehäusescheiben, abhängig von ihrer Zentrierung
Werden die Lagerscheiben auf der Welle zentriert, dann müssen sie in der Gehäusebohrung radiales Spiel haben, werden sie im Gehäuse zentriert, muss zwischen der Scheibenbohrung und der Welle radiales Spiel vorhanden sein ➤ Bild.
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Führung und Freistellung der Wellen- und Gehäusescheiben
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Führung der Axial-Rollenkränze
Für möglichst niedrige Gleitgeschwindigkeiten an den Führungsflächen werden die Axial-Zylinderrollenkränze in der Regel auf der Welle geführt. Darauf ist besonders bei hohen Drehzahlen zu achten.
Bei Direktlagerung der Rollenkränze: Laufflächen für die Rollen härten und schleifen
Für einen besonders kleinen axialen Bauraum können die Axial-Zylinderrollenkränze auch direkt (ohne Axiallagerscheiben) in der Anschlusskonstruktion laufen. Dann – und wenn die Tragfähigkeit der Axial-Zylinderrollenkränze voll genutzt werden soll – müssen die Laufbahnen auf der Welle und im Gehäuse als Wälzlagerlaufbahn ausgeführt sein bzw. der Qualität und Härte der Axiallagerscheiben entsprechen. Die Oberflächenhärte der Laufbahn muss 670 HV bis 840 HV betragen, die Härtetiefe CHD oder SHD ausreichend tief sein ➤ Link. Die Oberflächenrauheit Ra muss ≦ 0,2 μm sein. Bei einem Mittenrauwert von Ra ＞ 0,2 μm ist die Tragfähigkeit der Lager nicht mehr voll nutzbar. Zur Gestaltung der Laufbahn auf der Welle und im Gehäuse sind die Laufbahnmaße Ea und Eb zu beachten ➤ Maßtabelle. Die Einhaltung der Werte stellt sicher, dass die Laufbahnen für die Zylinderrollen – unter Berücksichtigung eines möglichen Axialversatzes des Rollenkranzes – ausreichend dimensioniert sind.
Die Ein- und Ausbaumöglichkeiten der Lager sind bereits bei der Gestaltung der Lagerstelle zu berücksichtigen.
Die Lager sind montagefreundlich, da nicht selbsthaltend
Axial-Zylinderrollenlager sind nicht selbsthaltend. Dadurch lassen sich die Lagerteile (Wellenscheibe, Gehäusescheibe und Axial-Zylinderrollenkranz) getrennt voneinander montieren. Das vereinfacht den Einbau der Lager.
Die korrekte Einbaulage beeinflusst die Funktion der Lagerung erheblich. Axiallagerscheiben müssen grundsätzlich so eingebaut werden, dass die Laufbahnseite den Wälzkörpern zugewandt ist.
Wellenscheiben
Bei den Wellenscheiben ist die Laufbahnseite an der kleineren Fase am Bohrungsdurchmesser der Scheibe erkennbar.
Gehäusescheiben
Bei den Gehäusescheiben ist die Laufbahnseite an der kleineren Fase am Außendurchmesser der Scheibe erkennbar.
Wälzlager sehr sorgfältig behandeln
Wälzlager sind vielfach bewährte Präzisions-Maschinenelemente zur Gestaltung wirtschaftlicher, zuverlässiger und betriebssicherer Lagerungen. Damit diese Produkte ihre Funktion einwandfrei erfüllen und die vorgesehene Gebrauchsdauer ohne Beeinträchtigung erreichen, müssen sie sorgfältig behandelt werden.
Das Schaeffler-Montagehandbuch MH 1 informiert umfassend über die sachgemäße Lagerung, Montage, Demontage und Wartung rotatorischer Wälzlager http://www.schaeffler.de/std/1B68. Daneben enthält es Angaben, die der Konstrukteur für den Ein‑ und Ausbau und die Wartung der Lager schon bei der Gestaltung der Lagerstelle beachten muss. Das Buch liefert Schaeffler auf Anfrage.
Die Weiterentwicklung der Produkte kann auch zu technischen Änderungen an Katalogprodukten führen
Im Mittelpunkt des Interesses von Schaeffler stehen die Optimierung und die Weiterentwicklung seiner Produkte und die Zufriedenheit seiner Kunden. Damit Sie sich als Kunde bestmöglich über diesen Fortschritt und den aktuellen technischen Stand der Produkte informieren können, veröffentlichen wir Produktänderungen gegenüber der gedruckten Ausgabe in unserem elektronischen Produktkatalog.
Änderungen der Angaben und Darstellungen dieses Katalogs behalten wir uns daher vor. Dieser Katalog gibt den Stand bei Drucklegung wieder. Neuere Veröffentlichungen unsererseits (in Printmedien oder digital) gehen automatisch diesem Katalog vor, soweit sie dasselbe Thema betreffen. Bitte prüfen Sie daher stets über unseren elektronischen Produktkatalog, ob aktuellere Informationen oder Änderungshinweise für Ihr gewünschtes Produkt verfügbar sind.
Bei der Auslegung einer Lagerung sind neben den Angaben in diesem Kapitel auch folgende Kapitel in den technischen Grundlagen zu beachten:
Einreihiges Lager
Zweireihiges Lager
Wellenscheibe
Gehäusescheibe
Axial-Zylinderrollenkranz