Axial-Nadellager

Axial sehr bauraumkleine, einbaufertige Lagereinheiten

Axial-Nadellager 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 einreihigen, montagefertigen Lager bestehen aus ebenen, bordlosen Axiallagerscheiben, zwischen denen Axial-Nadelkränze angeordnet sind. Ihre axiale Bauhöhe entspricht lediglich dem Durchmesser der Nadeln plus der Dicke der Scheiben. Aufgrund dieser Konstruktion bauen die Lager axial äußerst niedrig. Axialkäfige halten und führen die Wälzkörper. Die Nadelrollen sind aus durchgehärtetem Wälzlagerstahl 100Cr6 gefertigt. Sie haben eine Härte von mindestens 670 HV und werden endprofiliert; d. h., sie fallen zu den Enden hin seitlich leicht ballig ab. Durch den modifizierten Linienkontakt zwischen den Nadelrollen und Laufbahnen werden schädliche Kantenspannungen vermieden. Das wiederum wirkt sich positiv auf die Gebrauchsdauer der Lager aus.

Die axiale Bauhöhe entspricht dem Nadel­durchmesser

Axial-Nadelkränze AXK bestehen aus formstabilen Kunststoff- oder Metallkäfigen, die mit einer großen Anzahl von Nadelrollen bestückt sind. Aufgrund der hohen Durchmessergleichheit (die Nadelrollen werden mit sehr kleinen Durchmessertoleranzen sortiert) der Nadelrollen untereinander ergibt sich eine sehr gleichmäßige Belastung der Wälz­körper. Da die axiale Bauhöhe der Kränze lediglich durch den Nadeldurchmesser bestimmt ist, benötigen die Lager nur einen äußerst geringen axialen Bauraum.

Als Direktlagerung oder in Verbindung mit Axial­lagerscheiben einsetzbar

Die Axial-Nadelkränze werden in der Regel mit Axiallagerscheiben kombiniert. Sollen sie direkt – d. h. ohne diese Scheiben – in die Anschlusskonstruktion eingesetzt werden, ist die Laufbahn für die Nadelrollen als Wälzlagerlaufbahn auszuführen.

Als Wellen- oder Gehäusescheibe verwendbar

Axiallagerscheiben AS passen zu den Axial-Nadelkränzen AXK. Sie sind gestanzt, durchgehärtet, poliert und als Wellen- oder Gehäusescheibe verwendbar. Gehäusescheiben sind außenzentriert, Wellenscheiben innenzentriert. Sie werden eingesetzt, wenn die angrenzenden Maschinenteile nicht als Lauffläche für die Wälzkörper genutzt werden können, jedoch ausreichend starr und formgenau sind.

Der Zentrierbund vereinfacht den Einbau der Lager

Axial-Nadellager AXW bestehen aus einer Gehäusescheibe mit Zentrierbund, in die ein Axial-Nadelkranz AXK eingelegt ist. Mit dem Zentrierbund kann die Gehäusescheibe in der Gehäusebohrung genau zentriert werden. Das erleichtert den Einbau der Lager. Die Anlauffläche für den Nadelkranz muss als Wälzlagerlaufbahn ausgeführt sein, d. h. gehärtet und geschliffen sein.

Nur zur Aufnahme axialer Belastungen geeignet

Axiallager mit Zentrierbund nehmen nur Axialbelastungen in einer Richtung auf. Zur Aufnahme kombinierter Radial-Axialbelastungen können diese Lager jedoch mit folgenden Radial-Nadellagern kombiniert werden:

• Nadelhülsen und Nadelbüchsen (Direktlagerung)
• Nadellager ohne oder mit Innenring.

Solche Kombinationen ergeben sehr kompakte und kostengünstige Lagerungen.

Nadel-Axiallager mit Zentrierbund, mit Nadelhülsen kombiniert Fa = Axiale Belastung Fr = Radiale Belastung Nadel-Axiallager AXW Nadelhülse HK (Radiallager) Axiallagerscheibe AS

Nadel-Axiallager mit Zentrierbund, mit Nadellager kombiniert Fa = Axiale Belastung Fr = Radiale Belastung Nadel-Axiallager AXW Nadellager ohne Innenring (Radiallager) Nadellager mit Innenring (Radiallager)

Werte bei Fettschmierung

Bei Fettschmierung sind jeweils 25% des in den Produkttabellen angegebenen Wertes zulässig.

n_ϑr dient zur Berechnung von n_ϑ

Die thermische Bezugsdrehzahl n_ϑr ist keine anwendungsbezogene Drehzahlgrenze, sondern eine rechnerische Hilfsgröße zur Ermittlung der thermisch zulässigen Betriebsdrehzahl n_ϑ.

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 F_0a eingesetzt.

Statische äquivalente Belastung

Legende

S₀ = C₀/P₀

Neben der nominellen Lebensdauer L (L_10h) ist immer auch die statische Tragsicherheit S₀ zu überprüfen.

Statische Tragsicherheit

Legende

Anlaufflächen als Wälz­lagerlaufbahn ausführen

Für minimalsten axialen Bauraum können die Axial-Nadelkränze auch direkt (d. h. ohne Axiallagerscheiben) in der Anschlusskonstruktion laufen. Dann – und wenn die Tragfähigkeit der Axial-Nadelkränze 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. Zur Gestaltung der Laufbahn auf der Welle und im Gehäuse sind die Laufbahnmaße E_a und E_b der Axial-Nadelkränze zu beachten. Die Einhaltung der Werte stellt sicher, dass die Laufbahnen für die Nadelrollen – unter Berücksichtigung eines möglichen Axialversatzes des Nadelkranzes – ausreichend dimensioniert sind.

Ausführung der Laufbahnen

Gestaltung der Anlaufflächen:

• Laufbahnhärte 670 HV bis 840 HV
• radiale Käfig-Führungsflächen Ramax 0,8 (Rzmax 4)
• Rauheit Ramax 0,2 (Rzmax 1)
• Laufbahnmaße E_a und E_b nach Produkttabellen einhalten
• Gesamtplanlauftoleranzen nach ISO-Toleranzqualität IT5 (für besondere Anforderungen IT4) bezogen auf den Innendurchmesser der Axial‑Nadelkränze D_c1 einhalten.

Toleranzen für den Zentrierbund in der Gehäusebohrung

Sollen Axial-Nadellager AXW mit Nadelhülsen, Nadelbüchsen oder Nadellagern kombiniert werden, sind für die Bohrung des Zentrierbunds im Gehäuse die gleichen Bohrungstoleranzen zu wählen wie für die Radial­lager.

Freistellung der Wellen- und Gehäusescheiben

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.

Führung der Axial-Rollenkränze

Für möglichst niedrige Gleitgeschwindigkeiten an den Führungsflächen werden die Axial-Nadelkränze in der Regel auf der Welle geführt. Darauf ist besonders bei hohen Drehzahlen zu achten.

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.