Gestaltung der Lagerung

Anordnung der Lager

Zur Lagerung einer Welle sind meist zwei Lager notwendig

Zur Führung und Abstützung eines umlaufenden Maschinenteils sind in der Regel zwei in bestimmtem Abstand voneinander angeordnete Lager erforderlich (Ausnahmen: Vierpunkt-, Kreuzrollen- und Schwenklager). Je nach Anwendung wählt man zwischen einer Fest-/Loslagerung, einer angestellten Lagerung oder einer schwimmenden Lagerung.

Fest-/Loslagerung

Das Loslager gleicht Abstandsunterschiede aus

Bei einer Welle, die in zwei Radiallagern abgestützt ist, stimmen die Abstände der Lagersitze auf der Welle und im Gehäuse durch Fertigungstoleranzen häufig nicht überein. Auch durch Erwärmung im Betrieb verändern sich die Abstände. Diese Abstandsunterschiede werden im Loslager ausgeglichen. Beispiele für Fest-/Loslagerungen ➤ Bild.

Loslager

Geeignete Loslager

Ideale Loslager sind Zylinderrollenlager mit Käfig N und NU sowie Nadel­lager. Bei ihnen kann sich der Rollenkranz auf der Laufbahn des bordlosen Lagerrings verschieben. Alle anderen Lagerbauarten, wie Rillenkugellager und Pendelrollenlager, wirken nur dann als Loslager, wenn ein Lagerring verschiebbar gepasst ist. Der mit Punktlast beaufschlagte Lagerring wird deshalb lose gepasst; meist ist dies der Außenring.

Festlager

Das Festlager führt die Welle axial und überträgt äußere Axialkräfte. Um Axialverspannungen zu vermeiden, wird bei Wellen mit mehr als zwei Lagern nur ein Festlager eingesetzt. Welche Lagerbauart als Festlager gewählt wird, hängt davon ab, wie hoch die Axialkräfte sind und wie genau die Welle axial geführt werden muss.

Geeignete Festlager

Mit einem zweireihigen Schrägkugellager erzielt man zum Beispiel eine engere axiale Führung als mit einem Rillenkugellager oder Pendelrollen­lager. Auch ein Paar spiegelbildlich angeordneter Schrägkugellager oder Kegelrollenlager bieten als Festlager eine sehr enge axiale Führung.

Besonders vorteilhaft sind Schrägkugellager der Universalausführung. Die Lager können ohne Passscheiben in O- oder X-Anordnung beliebig gepaart werden. Schrägkugellager der Universalausführung sind so abgestimmt, dass sie beim Einbau in X- oder O-Anordnung geringe Axialluft haben (Ausführung UA), spielfrei sind (UO) oder leichte Vorspannung haben (UL).

Bei Getrieben wird manchmal ein Vierpunktlager direkt neben einem Zylinderrollenlager so eingebaut, dass eine Festlagerstelle entsteht. Das Vierpunktlager, dessen Außenring radial nicht unterstützt ist, kann nur axiale Kräfte übertragen. Das Zylinderrollenlager übernimmt die Radialkraft.

Bei niedrigerer Axialkraft kann auch ein Zylinderrollenlager mit Käfig NUP als Festlager verwendet werden.

Keine Anstell- und Pass­arbeiten bei zusammen­gepassten Kegelrollenlagern

Auch zusammengepasste Kegelrollenlager als Festlager (313..-N11CA) erleichtern den Einbau. Sie sind mit entsprechender Axialluft so zusammengepasst, dass Anstell- und Passarbeiten nicht erforderlich sind.

Fest-/Loslager-Anordnungen = Loslager Festlager: Rillenkugellager Loslager: Rillenkugellager Festlager: Pendelrollenlager Loslager: Pendelrollenlager Festlager: Rillenkugellager Loslager: Zylinderrollenlager NU Festlager: Pendelrollenlager Loslager: Toroidalrollenlager Festlager: Zweireihiges Schrägkugellager Loslager: Zylinderrollenlager NU Festlager: Vierpunkt- und Zylinderrollenlager NU (Außenring des Vierpunktlagers radial freigestellt) Loslager: Zylinderrollenlager NU Festlager: Kegelrollenlager Loslager: Zylinderrollenlager NU Festlager: Zylinderrollenlager NUP Loslager: Zylinderrollenlager NU

Angestellte Lagerung

Vorgang des „Anstellens“

Eine angestellte Lagerung wird in der Regel aus zwei spiegelbildlich angeordneten Schräglagern (Schrägkugellager, Kegelrollenlager) gebildet ➤ Bild und ➤ Bild. Die Innen- und Außenringe der Lager werden so weit gegeneinander verschoben, bis das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Vorspannung erreicht ist. Diesen Vorgang nennt man „Anstellen“.

Schräglager und Rillenkugellager für angestellte Lagerungen geeignet

Schräglager nehmen radiale und axiale Kräfte auf

Schräglager nehmen Kräfte auf, die sich aus einer radialen und einer axialen Komponente zusammensetzen. Es handelt sich hier somit um die Kombination eines Radial- und Axiallagers. Je nach Größe des Nenndruckwinkels α zählen Schräglager zu Radial- oder Axiallagern.

Auch Rillenkugellager eignen sich

Für eine angestellte Lagerung können auch Rillenkugellager verwendet werden; dies sind dann Schrägkugellager mit kleinem Nenndruckwinkel.

Durch die Möglichkeit der Spielregulierung eignen sich angestellte Lagerungen besonders gut, wenn eine enge Führung notwendig ist.

O- oder X-Anordnung

Zwei Anordnungen

Grundsätzlich ist bei einer angestellten Lagerung eine O- oder X-Anordnung der Lager möglich.

Die Druckkegelspitzen zeigen nach außen oder nach innen

Bei O-Anordnung zeigen die von den Drucklinien gebildeten Kegel mit ihren Spitzen (die Druckkegelspitzen S) nach außen, bei X-Anordnung nach innen ➤ Bild.

Bei Schrägkugellagern und Kegelrollenlagern schneiden sich die Druck­linien der Wälzkörperkräfte in den Druckkegelspitzen S ➤ Bild und ➤ Bild. Deshalb ist bei angestellten Lagerungen als Lagerabstand der Abstand der Druckkegelspitzen definiert.

Bei O-Anordnung ist die Stützbasis größer

Die sich ergebende Stützbasis H ist bei O-Anordnung größer als bei X‑Anordnung. O-Anordnung ist vorzuziehen, wenn das Bauteil bei kurzem Lagerabstand mit möglichst geringem Kippspiel geführt werden soll oder Kippkräfte übertragen werden müssen.

Angestellte Lagerung mit Schrägkugellagern S = Druckkegelspitze H = Stützabstand O-Anordnung X-Anordnung

Einfluss der Wärmedehnung bei O- oder X-Anordnung

Bei der Wahl zwischen O- und X-Anordnung sind auch die Temperatur­verhältnisse und Wärmedehnungen zu beachten. Dabei geht man von der Lage der Rollkegelspitzen R aus. Die Rollkegelspitze R stellt den Schnittpunkt der Verlängerung der geneigten Außenringlaufbahn mit der Lager­achse dar ➤ Bild.

X-Anordnung

Ist die Welle wärmer als das Gehäuse (T_W ＞ T_G ), dehnt sich die Welle in axialer und radialer Richtung stärker aus als das Gehäuse. Dadurch wird bei X-Anordnung das eingestellte Spiel in jedem Fall kleiner (Voraussetzung ist: Gleiche Werkstoffe von Welle und Gehäuse).

Angestellte Lagerung mit Kegelrollenlagern X-Anordnung R = Rollkegelspitze S = Druckkegelspitze

Temperaturverhalten und Wärmedehnung bei O‑Anordnung

Anders verhält es sich bei O-Anordnung. Hier müssen drei Fälle unterschieden werden:

• fallen die Rollkegelspitzen R in einem Punkt zusammen, dann gleichen sich die axiale und radiale Wärmedehnung aus und das eingestellte Spiel bleibt erhalten ➤ Bild
• überschneiden sich bei kurzem Lagerabstand die Rollkegel, dann wirkt sich die radiale Dehnung stärker als die axiale auf das Lagerspiel aus ➤ Bild: Das Axialspiel nimmt ab. Das ist bei der Anstellung der Lager zu berücksichtigen
• im dritten Fall überschneiden sich die Rollkegel bei großem Lager­abstand nicht ➤ Bild. Hier wirkt sich die radiale Dehnung geringer auf das Lagerspiel aus als die axiale: Das Axialspiel wird größer.

Angestellte Lagerung in O-Anordnung, die Rollkegelspitzen fallen zusammen R = Rollkegelspitze S = Druckkegelspitze

Angestellte Lagerung in O-Anordnung, die Rollkegelspitzen überschneiden sich R = Rollkegelspitze S = Druckkegelspitze

Angestellte Lagerung in O-Anordnung, die Rollkegelspitzen überschneiden sich nicht R = Rollkegelspitze S = Druckkegelspitze

Schiebesitz bei anzustellendem Lagerring

Schiebesitz nur bei dem Lagerring mit Punktlast zulassen

Ob der Innen- oder Außenring angestellt wird, hängt davon ab, wie zugänglich die Anstellelemente, z. B. Muttern und Deckel, sind. Da der anzustellende Lagerring leicht verschiebbar sein muss, sind bei diesen Überlegungen auch die Passungen der Lagerringe zu beachten.

Ein Schiebesitz sollte grundsätzlich nur bei dem Ring zugelassen werden, der Punktlast erhält.

Elastische Anstellung

Vorspannung mit Federn

Angestellte Lagerungen erhält man auch durch Vorspannung mit Federn ➤ Bild. Diese elastische Art der Anstellung gleicht die Wärme­dehnungen aus. Man wendet sie auch an, wenn Lagerungen durch Stillstand-Erschütterungen gefährdet sind.

Durch Federscheibe angestellte Lagerung Rillenkugellager Federscheibe (Federvorspannung) Deckel

Schwimmende Lagerung

Unterschied zu angestellter Lagerung: Es entsteht keine enge axiale Führung

Die schwimmende Lagerung gleicht in ihrer Anordnung grundsätzlich der angestellten Lagerung. Während bei letzterer jedoch für den betriebswarmen Zustand Spielfreiheit oder sogar Vorspannung angestrebt wird, haben schwimmende Lagerungen immer ein Axialspiel s, je nach Lagergröße mehrere Zehntel Millimeter ➤ Bild. Der Wert s wird in Abhängigkeit der geforderten Führungsgenauigkeit so festgelegt, dass die Lager auch unter ungünstigen thermischen Verhältnissen axial nicht verspannt werden.

Geeignete Lagerarten

Eine schwimmende Lagerung eignet sich für Lager, die nicht angestellt werden müssen

Für eine schwimmende Lagerung kommen nahezu alle Lagerarten in Betracht, die nicht angestellt werden müssen; Beispiele ➤ Bild. So können z. B. Rillenkugellager, Pendelkugellager und Pendelrollenlager schwimmend angeordnet werden; jeweils ein Ring der beiden Lager (gewöhnlich der Außenring) erhält dann Schiebesitz. Bei der schwimmenden Lagerung mit Zylinderrollenlagern NJ ist der Längenausgleich innerhalb des Lagers möglich.

Kegelrollen- und Schrägkugellager eignen sich nicht für eine schwimmende Anordnung, da diese Lager angestellt werden müssen, um einwandfrei zu laufen.

Schwimmende Lagerungen s = Axialer Verschiebeweg (Axialspiel) Rillenkugellager Pendelrollenlager Zylinderrollenlager NJ

Radiale Befestigung der Lager

Festsetzung der Lagerringe in radialer und tangentialer Richtung durch Passung, in axialer durch Formschluss

Wälzlager müssen entsprechend ihrer Funktion auf der Welle und im Gehäuse in radialer, axialer und tangentialer Richtung befestigt werden. In radialer und tangentialer Richtung geschieht das durch eine feste Passung. Axial ist dies jedoch nur bedingt möglich, Wälzlager werden deshalb in der Regel axial formschlüssig fixiert.

Kriterien zur Wahl der Passung

Zu beachtende Punkte bei der Wahl der Passung

Bei der Festlegung der Passung ist zu berücksichtigen:

• die Wälzlagerringe müssen auf ihrem ganzen Umfang gut unterstützt werden, damit die Tragfähigkeit des Lagers voll nutzbar ist
• die Ringe dürfen auf ihren Gegenstücken nicht wandern, da sonst die Sitzflächen beschädigt werden
• das Loslager muss Längenänderungen der Welle und des Gehäuses ausgleichen, ein Ring also axial verschiebbar sein
• die Lager müssen sich ohne größeren Aufwand ein- und ausbauen lassen.

Übermaßpassungen

Übermaßpassungen führen beim Innenring zur Aufweitung, beim Außenring zur Einschnürung der Laufbahn. Die dadurch in den Ringen entstehenden Spannungen und die Verringerung der radialen Lagerluft sind bei der Wahl der Passung zu berücksichtigen ➤ Link und ➤ Link.

Feste Passung notwendig

Die gute Unterstützung der Lagerringe auf ihrem Umfang erfordert eine feste Passung. Auch die Forderung, dass die Ringe nicht wandern, fordert einen festen Sitz. Sind nicht zerlegbare Lager ein- und auszubauen, kann nur ein Lagerring fest gepasst werden. Bei Zylinderrollen­lagern N, NU und Nadellagern können beide Ringe fest gepasst werden, da der Längenausgleich im Lager erfolgt und man die Ringe getrennt montieren kann. Durch feste Passungen und ein Temperaturgefälle vom Innen- zum Außenring vermindert sich die Radialluft des Lagers. Das ist bei der Wahl der Radialluft zu berücksichtigen.

Andere Werkstoffe als Gusseisen oder Stahl

Wird für die Anschlusskonstruktion ein anderer Werkstoff als Gusseisen oder Stahl verwendet, dann müssen für den Festsitz zusätzlich der Elastizitätsmodul und die unterschiedlichen Wärmeausdehnungs­koeffizienten der Werkstoffe berücksichtigt werden. Für Gehäuse aus Aluminium, dünnwandige Gehäuse und Hohlwellen sind gegebenenfalls engere Passungen zu wählen, um den gleichen Kraftschluss wie bei Gusseisen, Stahl oder Vollwellen zu erreichen.

Höhere Belastungen

Höhere Belastungen, besonders Stöße, fordern ein größeres Passungsübermaß und engere Formtoleranzen.

Lagersitz für Axiallager

Axiallager, die nur Axiallasten aufnehmen, dürfen nicht radial geführt werden (ausgenommen Axial-Zylinderrollenlager mit einem Freiheitsgrad in radialer Richtung durch ebene Laufbahnen). Bei rillenförmigen Lauf­bahnen ist dieser nicht gegeben und muss durch den losen Sitz der still stehenden Scheibe geschaffen werden. Für die umlaufende Scheibe wird meist ein fester Sitz gewählt.

Nehmen Axiallager auch Radialkräfte auf, zum Beispiel Axial-Pendelrollenlager, so sind Passungen wie für Radiallager zu wählen.

Anlageflächen der Gegenstücke

Die Anlageflächen der Gegenstücke müssen senkrecht zur Drehachse stehen (Gesamtplanlauftoleranz nach IT5 oder besser), damit sich die Belastung gleichmäßig auf alle Rollkörper verteilt.

Umlaufverhältnisse

Punkt- oder Umfangslast

Das Umlaufverhältnis kennzeichnet die Bewegung eines Lagerringes im Verhältnis zur Lastrichtung und liegt als Punkt- oder Umfangslast vor ➤ Tabelle.

Bei Punktlast ist auch eine lose Passung möglich

Steht der Lagerring relativ zur Belastungsrichtung still (Punktlast für den Ring), dann treten keine Kräfte auf, die den Ring zum Wandern veranlassen. Hier wäre ein fester Sitz aufgrund der besseren Unterstützung zwar wünschenswert, es ist aber auch eine lose Passung möglich, da keine Gefahr besteht, dass der Ring wandert. Es besteht jedoch grundsätzlich die Gefahr, dass sich Passungsrost bildet.

Bei Umfangslast ist ein fester Lagersitz notwendig

Ein Lagerring, der relativ zur Belastungsrichtung rotiert (Umfangslast für den Ring), wälzt sich bei einem losen Sitz auf seiner Sitzfläche ab, er wandert also in Umfangsrichtung. Bei stoßartiger Belastung wird der Ring rutschen. In beiden Fällen besteht die Gefahr, dass die Sitzflächen von Ring und Gegenstück durch Passungsrost und Verschleiß beschädigt werden.

Das mögliche Wandern oder Rutschen eines Lagerrings ist durch festen Lagersitz wirksam zu verhindern.

Unterscheidung zwischen Punktlast und Umfangslast

Umlaufverhältnis	Beispiel	Prinzipdarstellung	Belastungsfall	Passung
Innenring rotiert, Außenring steht still	Welle mit Gewichtsbelastung		Umfangslast für den Innenring und Punktlast für den Außenring	Innenring: feste Passung notwendig Außenring: lose Passung zulässig
Lastrichtung unveränderlich	Welle mit Gewichtsbelastung
Innenring steht still, Außenring rotiert	Naben­lagerung mit großer Unwucht		Umfangslast für den Innenring und Punktlast für den Außenring	Innenring: feste Passung notwendig Außenring: lose Passung zulässig
Lastrichtung rotiert mit dem Außenring	Naben­lagerung mit großer Unwucht
Innenring steht still, Außenring rotiert	Kfz-Vorderrad-Laufrolle (Naben­lagerung)		Punktlast für den Innenring und Umfangslast für den Außenring	Innenring: lose Passung zulässig Außenring: feste Passung notwendig
Lastrichtung unveränderlich	Kfz-Vorderrad-Laufrolle (Naben­lagerung)
Innenring rotiert, Außenring steht still	Zentrifuge, Schwingsieb		Punktlast für den Innenring und Umfangslast für den Außenring	Innenring: lose Passung zulässig Außenring: feste Passung notwendig
Lastrichtung rotiert mit dem Innenring	Zentrifuge, Schwingsieb

Passungsempfehlungen

Wellen- und Gehäusetoleranzen

ISO-Toleranzklassen

Die Toleranzen sind in Form von ISO-Toleranzklassen nach ISO 286-1 und ISO 286-2 festgelegt. Die Bezeichnung der Toleranzklassen, z. B. „E8“, besteht aus einem oder zwei Großbuchstaben für Gehäuse oder Kleinbuchstaben für Wellen (= Grundabmaß-Identifizierer, der die Toleranzlage zur Nulllinie definiert, z. B. „E“) und der Gradnummer des Grundtoleranzgrads (definiert die Toleranzqualität, z. B. „8“). Eine schematische Darstellung der gebräuchlichsten Wälzlagerpassungen zeigt ➤ Bild.

Wellen- und Gehäusepassungen für Wälzlager D = Nenn-Außendurchmesser des Lagers d = Nenndurchmesser der Lagerbohrung tΔDmp = Abweichung des mittleren Lager-Außendurchmessers (nach ISO 492) tΔdmp = Abweichung des mittleren Lager-Bohrungsdurchmessers (nach ISO 492) Nulllinie Gehäuse Welle Spielpassung Übergangspassung Übermaßpassung

Empfehlungen für Wellen- und Gehäusetoleranzen

Die Tabellen ➤ Tabelle bis ➤ Tabelle enthalten Empfehlungen für die Wahl von Wellen- und Gehäusetoleranzen, die für übliche Einbau- und Betriebsbedingungen gelten. Abweichungen sind möglich, wenn besondere Anforderungen, beispielsweise an die Laufgenauigkeit, Laufruhe, Betriebstemperatur gestellt werden. So sind für erhöhte Laufgenauigkeiten engere Toleranzen erforderlich, etwa der Grundtoleranzgrad 5 anstatt 6. Wird der Innenring im Betrieb wärmer als die Welle, kann der Sitz unzulässig locker werden. Man wählt dann eine festere Passung, zum Beispiel m6 anstelle k6.

Ziel: Beste Gesamtlösung

Bei manchen Einbaufällen ist die Passungsfrage nur durch einen Kompromiss zu lösen. Die einzelnen Anforderungen sind dabei gegeneinander abzuwägen und diejenigen zu erfüllen, die die beste Gesamtlösung ergeben.

Toleranzklassen für zylindrische Wellensitze (Radiallager)

Umlauf­verhältnis7)	Lagerbauart	Wellen­durch­messer		Verschiebbarkeit Belastung	Toleranz­klasse der Welle
		mm
		über	bis
Punktlast für den Innenring
	Kugellager, Rollenlager	alle Größen		leicht verschiebbarer Innenring	g6 (g5)
	Kugellager, Rollenlager	alle Größen		schwer verschiebbarer Innenring, Schrägkugellager und Kegelrollenlager mit angestelltem Innenring	h6 (j6)
	Nadellager	alle Größen		Loslager	h6 (g6)2)
Umfangslast für den Innenring oder unbestimmte Lastrichtung
	Kugellager
		‒	bis 50	normale Belastung3)	j6 (j5)
		50	bis 100	niedrige Belastung4)	j6 (j5)
		50	bis 100	normale und hohe Belastung5)	k6 (k5)
		100	bis 200	niedrige Belastung3)	k6 (m6)
		100	bis 200	normale und hohe Belastung6)	m6 (m5)
		-	über 200	niedrige Belastung	m6 (m5)
			über 200	normale und hohe Belastung	n6 (n5)
	Rollenlager
		‒	bis 60	niedrige Belastung	j6 (j5)
		-	bis 60	normale und hohe Belastung	k6 (k5)
		60	bis 200	niedrige Belastung	k6 (k5)
		60	bis 200	normale Belastung	m6 (m5)
		60	bis 200	hohe Belastung	n6 (n5)
		200	bis 500	normale Belastung	m6 (n6)
		200	bis 500	hohe Belastung, Stöße	p6
		-	über 500	normale Belastung	n6 (p6)
		-	über 500	hohe Belastung	p6
	Nadellager
		‒	bis 50	niedrige Belastung	k6
		-	bis 50	normale und hohe Belastung	m6
		50	bis 120	niedrige Belastung	m6
		50	bis 120	normale und hohe Belastung	n6
		120	bis 250	niedrige Belastung	n6
		120	bis 250	normale und hohe Belastung	p6
		250	bis 400	niedrige Belastung	p6
		250	bis 400	normale und hohe Belastung	r6
		400	bis 500	niedrige Belastung	r6
		400	bis 500	normale und hohe Belastung	s6
		-	über 500	niedrige Belastung	r6
		-	über 500	normale und hohe Belastung	s6

1. Umlaufverhältnis ➤ Tabelle.
2. Es gilt die Hüllbedingung Ⓔ ➤ Bild.
3. Für leichte Montage.
4. C₀/P₀ ＞ 10.
5. C₀/P₀ ＞ 12.
6. C₀/P₀ ＜ 12.
7. C₀/P₀ ＜ 10.

Toleranzklassen für zylindrische Wellensitze (Axiallager)

Belastung	Lagerbauart	Wellen­durch­messer		Betriebs­bedingungen	Toleranz­klasse1) der Welle
		mm
		über	bis
Axiallast	Axial-Rillen­kugellager	alle Größen		‒	j6
Axiallast	Axial-Rillen­kugellager zweiseitig wirkend	alle Größen		–	k6
Axiallast	Axial-Zylinder­rollenlager mit Wellenscheibe	alle Größen		–	h8
Axiallast	Axial-Zylinder­rollenkranz	alle Größen		–	h8
kombinierte Belastung	Axial-Pendel­rollenlager	alle Größen		Punktlast für die Wellenscheibe	j6
kombinierte Belastung	Axial-Pendel­rollenlager	‒	200	Umfangslast für die Wellenscheibe	j6 (k6)
kombinierte Belastung	Axial-Pendel­rollenlager	200	‒	Umfangslast für die Wellenscheibe	k6 (m6)

1. Es gilt die Hüllbedingung Ⓔ ➤ Bild.

Toleranzklassen für Lagersitze in Gehäusen (Radiallager)

Umlauf­verhältnis1)	Verschiebbarkeit Belastung	Betriebs­bedingungen	Toleranz­klasse2) der Bohrung
Punktlast für den Außenring
	leicht verschiebbarer Außenring, Gehäuse ungeteilt	die Qualität der Toleranz richtet sich nach der notwendigen Lauf-genauigkeit	H7 (H6)3)
	leicht verschiebbarer Außenring, Gehäuse geteilt		H8 (H7)
	schwer verschiebbarer Außenring, Gehäuse ungeteilt	hohe Laufgenauigkeit notwendig	H6 (J6)
	schwer verschiebbarer Außenring, Schrägkugellager und Kegelrollen­lager mit angestelltem Außenring, Gehäuse geteilt	normale Laufgenauigkeit	H7 (J7)
	leicht verschiebbarer Außenring	Wärmezufuhr von der Welle	G74)
Umfangslast für den Außenring oder unbestimmte Lastrichtung
	kleine Belastung, Außenring nicht verschiebbar	bei hohen Anforderungen an die Laufgenauigkeit K6, M6, N6 und P6	K7 (K6)
	normale Belastung, Stöße, Außenring nicht verschiebbar	bei hohen Anforderungen an die Laufgenauigkeit K6, M6, N6 und P6	M7 (M6)
	hohe Belastung, Stöße (C0/P0 ＜ 6), Außenring nicht verschiebbar	bei hohen Anforderungen an die Laufgenauigkeit K6, M6, N6 und P6	N7 (N6)
	hohe Belastung, starke Stöße, dünnwandiges Gehäuse, Außenring nicht verschiebbar	bei hohen Anforderungen an die Laufgenauigkeit K6, M6, N6 und P6	P7 (P6)

1. Umlaufverhältnis ➤ Tabelle.
2. Es gilt die Hüllbedingung Ⓔ ➤ Bild.
3. G7 bei Gehäusen aus GG, bei Lageraußendurchmesser D ＞ 250 mm und Temperaturdifferenz zwischen Außenring und Gehäuse ＞ 10 K.
4. F7 bei Gehäusen aus GG, bei Lageraußendurchmesser D ＞ 250 mm und Temperaturdifferenz zwischen Außenring und Gehäuse ＞ 10 K.

Toleranzklassen für Lagersitze in Gehäusen (Axiallager)

Belastung	Lagerbauart	Betriebs­bedingungen	Toleranz­klasse1) der Bohrung
Axiallast	Axial-Rillenkugellager	normale Laufgenauigkeit	E8
		hohe Laufgenauigkeit	H6
Axiallast	Axial-Zylinderrollenlager mit Gehäusescheibe	‒	H9
Axiallast	Axial-Zylinderrollenkranz	‒	H10
Axiallast	Axial-Pendelrollenlager	normale Belastung, hohe Belastung	E8 G7
kombinierte Belastung, Punktlast für die Gehäusescheibe	Axial-Pendelrollenlager	‒	H7
kombinierte Belastung, Umfangslast für die Gehäusescheibe	Axial-Pendelrollenlager	‒	K7

1. Es gilt die Hüllbedingung Ⓔ ➤ Bild.

Passungstabellen

Spiel, Übergangs- und Übermaßpassungen für Wellen und Gehäuse­bohrungen

Bearbeitungstoleranzen für Wellen und Gehäusebohrungen zeigen ➤ Bild, ➤ Tabelle und ➤ Tabelle. Die Werte gelten für Vollwellen aus Stahl und für Graugussgehäuse. Im Kopf der Tabellen stehen unter den Nennmaßen der Durchmesser die Normaltoleranzen für den Bohrungs- oder Außendurchmesser der Radiallager (ohne Kegelrollenlager). Darunter stehen die Abmaße der für den Wälzlagereinbau wichtigen Toleranzklassen.

Beispiel für Wellenpassung, Toleranzklasse j5

Für die Welle ⌀ 40 j5 Ⓔ zeigt ➤ Tabelle ein Beispiel, wie die Zahlenwerte zu lesen sind.

Beispiel für Gehäuse­passung, Toleranzklasse K6

Für die Gehäusebohrung ⌀ 100 K6 Ⓔ ist in ➤ Tabelle ein Beispiel zur Erklärung der Zahlengruppe aufgeführt.

Wellenpassungen

Beispiel

Welle ⌀ 40 j5 Ⓔ
Gutseite	+6	18 10	Übermaß oder Passungsspiel, wenn die Gutseiten zusammentreffen. Wahrscheinliches Übermaß oder Passungsspiel.
Ausschussseite	–5	5	Übermaß oder Passungsspiel, wenn die Ausschussseiten zusammentreffen.
Fettgedruckte Zahlen der Dreiergruppe bedeuten Passungsübermaß, normalgedruckte Passungsspiel.

Gehäusepassungen

Beispiel

Gehäuse ⌀ 100 K6 Ⓔ
Ausschussseite	+4	18  6	Übermaß oder Passungsspiel, wenn die Gutseiten zusammentreffen. Wahrscheinliches Übermaß oder Passungsspiel.
Gutseite	–18	19	Übermaß oder Passungsspiel, wenn die Ausschussseiten zusammentreffen.
Fettgedruckte Zahlen der Dreiergruppe bedeuten Passungsübermaß, normalgedruckte Passungsspiel.

Wellentoleranzen für Spann- und Abziehhülsen zeigt ➤ Tabelle.

Wellentoleranzen für Spann- und Abziehhülsen

Nennmaß der Welle		Wellentoleranz
		h7/		h8/		h9/
mm		μm		μm		μm
über	bis
3	6	0 –12	2,5	0 –18	2,5	0 –30	4
6	10	0 –15	3	0 –22	3	0 –36	4,5
10	18	0 –18	4	0 –27	4	0 –43	5,5
18	30	0 –21	4,5	0 –33	4,5	0 –52	6,5
30	50	0 –25	5,5	0 –39	5,5	0 –62	8
50	65	0 –30	6,5	0 –46	6,5	0 –74	9,5
65	80	0 –30	6,5	0 –46	6,5	0 –74	9,5
80	100	0 –35	7,5	0 –54	7,5	0 –87	11
100	120	0 –35	7,5	0 –54	7,5	0 –87	11
120	140	0 –40	9	0 –63	9	0 –100	12,5
140	160	0 –40	9	0 –63	9	0 –100	12,5
160	180	0 –40	9	0 –63	9	0 –100	12,5
180	200	0 –46	10	0 –72	10	0 –115	14,5
200	220	0 –46	10	0 –72	10	0 –115	14,5
220	250	0 –46	10	0 –72	10	0 –115	14,5
250	280	0 –52	11,5	0 –81	11,5	0 –130	16
280	315	0 –52	11,5	0 –81	11,5	0 –130	16
315	355	0 –57	12,5	0 –89	12,5	0 –140	18
355	400	0 –57	12,5	0 –89	12,5	0 –140	18
400	450	0 –63	13,5	0 –97	13,5	0 –155	20
450	500	0 –63	13,5	0 –97	13,5	0 –155	20
500	560	0 –70	16	0 –110	16	0 –175	22
560	630	0 –70	16	0 –110	16	0 –175	22
630	710	0 –80	18	0 –125	18	0 –200	25
710	800	0 –80	18	0 –125	18	0 –200	25
800	900	0 –90	20	0 –140	20	0 –230	28

Die kursiv gedruckten Zahlen geben Richtwerte für die Zylindrizitätstoleranz t₁ (DIN EN ISO 1101) an ➤ Bild.

Hüllkreis

Für Lager ohne Innenring gilt der Hüllkreis F_w ➤ Bild. Dieser ist der innere Begrenzungskreis der Wälzkörper bei spielfreier Anlage an der Außenlaufbahn. Für Massiv-Nadellager liegt er im nicht eingebautem Zustand in der Toleranzklasse F6, für Nadelhülsen und -büchsen in der Toleranzklasse F8. Abmaße für F6 und F8 ➤ Tabelle.

Hüllkreis Fw = Hüllkreisdurchmesser Wälzkörper Außenlaufbahn

Abmaße des Hüllkreisdurchmessers

Hüllkreis­durchmesser Fw		Toleranzklasse F6		Toleranzklasse F8
mm		Toleranz des Hüllkreis­durchmessers Fw		Toleranz des Hüllkreis­durchmessers Fw
		oberes Abmaß	unteres Abmaß	oberes Abmaß	unteres Abmaß
über	bis	μm	μm	μm	μm
3	6	+18	+10	+28	+10
6	10	+22	+13	+35	+13
10	18	+27	+16	+43	+16
18	30	+33	+20	+53	+20
30	50	+41	+25	+64	+25
50	80	+49	+30	+76	+30
80	120	+58	+36	+90	+36
120	180	+68	+43	+106	+43
180	250	+79	+50	+122	+50
250	315	+88	+56	+137	+56
315	400	+98	+62	+151	+62
400	500	+108	+68	+165	+68

Maß, Form- und Laufgenauigkeit der Gegenstücke

Für die gewünschte Passung müssen die Lagersitze und Passflächen der Wellen- und Gehäusebohrung bestimmte Toleranzen einhalten ➤ Bild und ➤ Tabelle.

Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitzflächen t1 = Rundheitstoleranz t2 = Parallelitätstoleranz t3 = Gesamtplanlauftoleranz der Anlageschultern t4 = Koaxialitätstoleranz

Genauigkeit der Lagersitzflächen

ISO-Grundtoleranzen

Den Genauigkeitsgrad für die Toleranzen der Lagersitze auf der Welle und im Gehäuse sowie die ISO-Grundtoleranzen zeigt ➤ Tabelle (DIN ISO 286-1:2010).

Zweiter Lagersitz

Die Lagetoleranzen t₄ für einen zweiten Lagersitz auf der Welle (d₂) beziehungsweise im Gehäuse (D₂) sind abhängig von den Bauarten der verwendeten Lager und Betriebsbedingungen. Zu den geforderten Werten im konkreten Anwendungsfall bitte bei Schaeffler rückfragen.

Gehäuse

Bei geteilten Gehäusen müssen die Trennfugen gratfrei sein. Die Genauigkeit der Lagersitze wird durch die Genauigkeit des gewählten Lagers bestimmt.

Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitzflächen

Toleranzklasse der Lager		Lagersitz­fläche	Grundtoleranzgrade1)
nach ISO 492	nach DIN 620		Durch­messer­toleranz	Rund­heits­toleranz	Paralle­litäts­toleranz	Gesamt­planlauf­toleranz der Anlage­schulter
				t1	t2	t3
Normal 6X	PN (P0) P6X	Welle	IT6 (IT5)	Umfangs­last IT4/2	Umfangs­last IT4/2	IT4
				Punkt­last IT5/2	Punkt­last IT5/2
		Gehäuse	IT7 (IT6)	Umfangs­last IT5/2	Umfangs­last IT5/2	IT5
				Punkt­last IT6/2	Punkt­last IT6/2
6	P6	Welle	IT5	Umfangs­last IT3/2	Umfangs­last IT3/2	IT3
				Punkt­last IT4/2	Punkt­last IT4/2
		Gehäuse	IT6	Umfangs­last IT4/2	Umfangs­last IT4/2	IT4
				Punkt­last IT5/2	Punkt­last IT5/2
5	P5	Welle	IT5	Umfangs­last IT2/2	Umfangs­last IT2/2	IT2
				Punkt­last IT3/2	Punkt­last IT3/2
		Gehäuse	IT6	Umfangs­last IT3/2	Umfangs­last IT3/2	IT3
				Punkt­last IT4/2	Punkt­last IT4/2
4	P4 P4 S2) SP2)	Welle	IT4	Umfangs­last IT1/2	Umfangs­last IT1/2	IT1
				Punkt­last IT2/2	Punkt­last IT2/2
		Gehäuse	IT5	Umfangs­last IT2/2	Umfangs­last IT2/2	IT2
				Punkt­last IT3/2	Punkt­last IT3/2
4	UP2)	Welle	IT3	Umfangs­last IT0/2	Umfangs­last IT0/2	IT0
				Punkt­last IT1/2	Punkt­last IT1/2
		Gehäuse	IT4	Umfangs­last IT1/2	Umfangs­last IT1/2	IT1
				Punkt­last IT2/2	Punkt­last IT2/2

1. ISO-Grundtoleranzen (IT‑Qualitäten) nach DIN ISO 286. Werte für IT-Qualitäten ➤ Tabelle.
2. Nicht in DIN 620.

Rauheit der Lagersitze

Ra darf nicht zu groß sein

Die Rauheit der Lagersitze ist auf die Toleranzklasse der Lager abzustimmen. Der Mittenrauwert Ra darf nicht zu groß werden, damit der Übermaßverlust in Grenzen bleibt. Wellen müssen geschliffen, Bohrungen feingedreht werden. Weitere Angaben dazu ➤ Tabelle und Produkt­kapitel.

Rauheitswerte für zylindrische Lagersitzflächen – Richtwerte

Nenndurchmesser des Lagersitzes d (D)		empfohlener Mittenrauwert für geschliffene Lagersitze Ramax
mm		μm
		Durchmessertoleranz (IT-Qualität)
über	bis	IT7	IT6	IT5	IT4
‒	80	1,6	0,8	0,4	0,2
80	500	1,6	1,6	0,8	0,4
500	1  250	3,21)	1,6	1,6	0,8

1. Für den Lagereinbau mit dem Hydraulikverfahren Ra = 1,6 μm nicht über­schreiten

Zahlenwerte für IT-Qualitäten

➤ Tabelle zeigt Zahlenwerte für die ISO-Grundtoleranzen (IT-Qualitäten) nach DIN ISO 286-1:2010.

IT-Qualitäten und Werte

IT-Qualität	Nennmaß in mm
	über	–	3	6	10	18	30	50	80
	bis	3	6	10	18	30	50	80	120
	Werte in μm
IT01		0,3	0,4	0,4	0,5	0,6	0,6	0,8	1
IT0		0,5	0,6	0,6	0,8	1	1	1,2	1,5
IT1		0,8	1	1	1,2	1,5	1,5	2	2,5
IT2		1,2	1,5	1,5	2	2,5	2,5	3	4
IT3		2	2,5	2,5	3	4	4	5	6
IT4		3	4	4	5	6	7	8	10
IT5		4	5	6	8	9	11	13	15
IT6		6	8	9	11	13	16	19	22
IT7		10	12	15	18	21	25	30	35
IT8		14	18	22	27	33	39	46	54
IT9		25	30	36	43	52	62	74	87
IT10		40	48	58	70	84	100	120	140
IT11		60	75	90	110	130	160	190	220
IT12		100	120	150	180	210	250	300	350
Fortsetzung ▼

IT-Qualitäten und Werte

IT-Qualität	Nennmaß in mm
	über	120	180	250	315	400	500	630	800
	bis	180	250	315	400	500	630	800	1  000
	Werte in μm
IT01		1,2	2	2,5	3	4	‒	‒	‒
IT0		2	3	4	5	6	‒	‒	‒
IT1		3,5	4,5	6	7	8	9	10	11
IT2		5	7	8	9	10	11	13	15
IT3		8	10	12	13	15	16	18	21
IT4		12	14	16	18	20	22	25	28
IT5		18	20	23	25	27	32	36	40
IT6		25	29	32	36	40	44	50	56
IT7		40	46	52	57	63	70	80	90
IT8		63	72	81	89	97	110	125	140
IT9		100	115	130	140	155	175	200	230
IT10		160	185	210	230	250	280	320	360
IT11		250	290	320	360	400	440	500	560
IT12		400	460	520	570	630	700	800	900
Fortsetzung ▲

Sitzstellen für Spann- und Abziehhülsen

Durchmessertoleranzen der Sitzstellen für Spann‑ und Abziehhülsen

Spann- und Abziehhülsen werden verwendet, wenn keine erhöhten Anforderungen an die Laufgenauigkeit des Lagers gestellt werden. Für die Sitzstellen sind Durchmessertoleranzen entsprechend den IT‑Qualitäten 7 bis 9 möglich, für die Formabweichung 50% davon.

Kegelige Lagersitze für Radiallager

Form- und Lagetoleranzen der Welle

Richtwerte für die Bearbeitung kegeliger Lagersitze auf Wellen zeigen ➤ Bild, ➤ Tabelle.

Die Angaben gelten nicht für Hochgenauigkeits-Zylinderrollenlager in Werkzeugmaschinen (Lagerung der Spindeln). Angaben dazu siehe Katalog Hochgenauigkeitslager SP 1.

Kegelmessgeräte

Mit Schaeffler-Kegelmessgeräten kann die Einhaltung der empfohlenen Toleranzen überprüft werden.

Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der kegeligen Lagersitze B = Lagerbreite SL = L · Kegelverhältnis (1:12, 1:30) tΔSL′ = Kegelwinkeltoleranz t1 = Rundheitstoleranz ➤ Tabelle t6 = Rechtwinkligkeitstoleranz = 2/3 · t2; Werte zu t2 ➤ Tabelle z = empfohlener Mittenrauwert ➤ Tabelle

Die Toleranzen des Kegelwinkels t_ΔSL bezogen auf die Lagerbreite B sind aus der Tabelle zu entnehmen ➤ Tabelle.

Kegelwinkeltoleranz der kegeligen Lagersitze, bezogen auf Lagerbreite

Lagerbreite B	Nennmaß in mm
	Bereich	＞16	≦25	＞25	≦40	＞40	≦63	＞63	≦100
	Abmaße von/bis in μm
Kegelwinkel­toleranz tΔSL	oberes	+8	+12,5	+10	+16	+12,5	+20	+16	+25
	unteres	0	0	0	0	0	0	0	0

Kegelwinkeltoleranz der kegeligen Lagersitze, bezogen auf Lagerbreite

Lagerbreite B	Nennmaß in mm
	Bereich	＞100	≦160	＞160	≦250	＞250	≦400	＞400	≦630
	Abmaße von/bis in μm
Kegelwinkel­toleranz tΔSL	oberes	+20	+32	+25	+40	+32	+50	+40	+63
	unteres	0	0	0	0	0	0	0	0

t_ΔSL durch Interpolieren ermitteln

Für Lagerbreiten, deren Nennmaße zwischen den in der Tabelle aufgeführten Werten liegen, wird die Kegelwinkeltoleranz t_ΔSL durch Interpolieren der oberen Abmaße ermittelt ➤ Formel.

Interpolieren der Kegelwinkeltoleranz

Für Kegel der Länge L gilt für die Kegelwinkeltoleranzen t_ΔSL′ des gesamten Kegels ➤ Formel.

Kegelwinkeltoleranz des gesamten Kegels

Beispiel zur Ermittlung der Toleranzen

Gegeben sind:

• Lagerbreite B = 90 mm
• Kegelverhältnis 1:12
• Kegellänge L = 100 mm.

Die Toleranz t_ΔSL′/2 beträgt damit 0 bis +12 μm.

Zur Ermittlung des Kegelsteigungsmaßes SL (Nennmaß) wird die Kegellänge L mit dem Kegelverhältnis (1:12) multipliziert ➤ Formel.

Kegelsteigungsmaß

Das Nennmaß für SL/2 beträgt damit 4,166 mm; SL/2 = 4,166 +0,012/0.

In die Zeichnung können die Angaben dann folgendermaßen eingetragen werden ➤ Bild.

Beispiel für Zeichnungseintrag der Maßtoleranzen

Überprüfen einer Welle

Gemessene Werte:

• d₁′ = 120 mm
• d₂′ = 128,345 mm.

Aus den gemessenen Werten wird das Kegelsteigungsmaß ermittelt mit ➤ Formel.

Kegelsteigungsmaß

Der Wert für SL/2 liegt damit innerhalb der Toleranz.