Pendelkugellager

Pendelkugellager eignen sich besonders:

• bei Schiefstellungen zwischen dem Außen- und Innenring (zum Ausgleich von Winkelfehlern) ➤ Abschnitt
• für Lagerungen mit hohen radialen Belastungen ➤ Abschnitt
• aufgrund des Punktkontakts für höhere Drehzahlen als Tonnenlager mit ihrem Linienkontakt
• wenn Lager mit den oben genannten Eigenschaften auch bei höheren Drehzahlen leiser und kühler laufen sollen.

Pendelkugellager: Drehzahlvergleich mit Tonnen­lager, Ausgleich von Fluchtungsfehlern nG = Grenzdrehzahl

Lagerausführung

Ausführungsvarianten

Pendelkugellager gibt es als:

• Lager der Grundausführung ➤ Bild
• Lager mit breitem Innenring und Fixiernut ➤ Bild
• Lager mit Spannhülse ➤ Bild
• Lager mit Kugelüberstand ➤ Bild.

Lager der Grundausführung

Die Laufbahn im Außenring ist sphärisch ausgebildet

Pendelkugellager sind zweireihige selbsthaltende Radial-Kugellager, die zur Gruppe der Pendellager gehören. Der Außenring hat für die zwei Kugelreihen eine gemeinsame hohlkugelige Laufbahn. Dadurch ermög­lichen die Lager innerhalb bestimmter Grenzen den Ausgleich statischer und dynamischer Winkelfehler (Schiefstellungen zwischen dem Innen- und Außenring) ➤ Abschnitt. Der Innenring verfügt über zwei geformte Laufrillen, in denen die Wälzkörper laufen. Als Käfige werden Massivkäfige aus Polyamid PA66 oder Messing eingesetzt ➤ Tabelle.

Die Bohrung ist zylindrisch oder kegelig

Lager der Grundausführung werden mit zylindrischer Bohrung geliefert; Pendelkugellager der Reihen 12, 13, 22 und 23 gibt es auch mit kegeliger Bohrung ➤ Bild.

Lager mit kegeliger Bohrung haben den Bohrungskegel 1:12 und das Nachsetzzeichen K ➤ Tabelle.

Pendelkugellager der Grundausführung Fr = Radiale Belastung Fa = Axiale Belastung Pendelkugellager mit zylindrischer Bohrung, offen Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung, offen, Bohrungskegel 1:12

Lager mit breitem Innenring und Fixiernut

Für einfache Lagerungen geeignet

Pendelkugellager der Reihe 112 haben einen beidseitig verbreiterten Innenring mit zylindrischer Bohrung und eine Nut auf einer Seite des Innenrings ➤ Bild. Diese Lager eignen sich besonders für einfache Lagerungen mit handelsüblichen Wellen. Durch die Toleranz der Lager­bohrung J7 ist diese Bauform zudem sehr montage- und demontagefreundlich. Die Nut dient zum Fixieren der Lager in axialer Richtung mittels Stiftschraube; ➤ Bild.

Pendelkugellager mit breitem Innenring und Fixiernut Fr = Radiale Belastung Fa = Axiale Belastung Fixiernut

Lager mit Spannhülse

Montagefertige Lager-­Einbausätze vereinfachen die Bestellung und den Einbau der Pendelkugellager

Zur Befestigung von Pendelkugellagern mit kegeliger Bohrung auf zylindrischem Wellenzapfen sind auch komplette Lager-Einbausätze erhältlich. Diese Einheiten bestehen aus Lager, geschlitzter Spannhülse, Sicherungsblech und Nutmutter (Reihen 12..-K + H, 13..-K + H, 22..-K + H, 23..-K + H, 22..‑K‑2RS + H) ➤ Bild. Mit den Spannhülsen ist die Fixierung der Lager auf glatten und abgesetzten Wellen möglich. Die Spannhülsen müssen bei der Bestellung zusätzlich mit angegeben werden. Bestellbeispiel ➤ Bild.

Pendelkugellager mit Spannhülse Fr = Radiale Belastung Fa = Axiale Belastung Pendelkugellager, offen Pendelkugellager, beidseitig mit Lippendichtung Spannhülse Nutmutter Sicherungsblech

Lager mit Kugelüberstand

Das Maß C₁ muss beachtet werden

Bei einigen Pendelkugellagern mit Messingkäfig (Lager mit dem Nachsetzzeichen M) stehen die Kugeln seitlich etwas vor ➤ Bild.

Der Überstand ist in den Produkttabellen mit C₁ gekennzeichnet. Er muss bei der Festlegung der Maße für die Umbauteile berücksichtigt werden.

Pendelkugellager mit Kugelüberstand C1 = Kugelüberstand

Belastbarkeit

Für hohe radiale und niedrige axiale Belastungen geeignet

Neben hohen radialen Kräften nehmen Pendelkugellager auch niedrige axiale Kräfte aus beiden Richtungen auf ➤ Bild bis ➤ Bild. Die radiale Tragfähigkeit der Lager ist aufgrund des Punktkontakts, mit dem die Wälzkörper die Laufbahnen berühren, niedriger als bei Tonnenlagern mit ihrem Linienkontakt.

Axiale Belastbarkeit von Lagern mit Spannhülse

Werden Lager mit Spannhülse ohne festen Anschlag (z. B. feste Schulter) auf einer glatten Welle befestigt, dann hängt ihre axiale Belastbarkeit von der Reibung zwischen der Welle und der Hülse ab.

Bestehen Zweifel zur Höhe der axialen Belastbarkeit der Montage­verbindung, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Ausgleich von Winkelfehlern

Pendelkugellager gleichen dynamische und statische Winkelfehler aus

Aufgrund der hohlkugeligen Wälzkörperlaufbahn im Außenring sind Pendelkugellager winkelbeweglich. Sie lassen dadurch Schiefstellungen zwischen Außen- und Innenring innerhalb bestimmter Grenzen zu, ohne dass die Lager dabei beschädigt werden, und gleichen so Fluchtungs­fehler, Wellendurchbiegungen und Gehäuseverformungen aus.

Zulässiger Einstellwinkel

Bei umlaufendem Innenring schwenkbar bis 4° aus der Mittellage

Bei normalen Betriebsverhältnissen und umlaufendem Innenring sind Pendelkugellager bis zu 4° aus der Mittellage schwenkbar, bei abgedichteten Lagern bis 1,5°. Inwieweit diese Werte in der Praxis genutzt werden können, hängt jedoch grundsätzlich von der Gestaltung der Lagerung ab.

Bei umlaufendem Außenring oder taumelndem Innenring ist die Winkel­einstellbarkeit wesentlich geringer. In solchen Fällen bitte bei Schaeffler rückfragen.

Schmierung

Befettete Lager sind wartungsfrei

Abgedichtete Pendelkugellager sind mit einem hochwertigen Lithium­seifenfett auf Mineralölbasis befettet, das über gute Korrosionsschutz­eigenschaften verfügt. Die Fettfüllung ist so bemessen, dass sie für die gesamte Lebensdauer des Lagers ausreicht. Dadurch sind diese Lager wartungsfrei.

Befettete Lager vor dem Einbau nicht auswaschen. Erfolgt der Einbau mit thermischen Werkzeugen, sollen die Lager mit Rücksicht auf die Fettfüllung und den Dichtungswerkstoff nicht höher als auf +80 °C erwärmt werden. Sind höhere Anwärmtemperaturen notwendig, ist zu beachten, dass die zulässigen Fett- und Dichtungs-Temperaturobergrenzen nicht überschritten werden. Zum Anwärmen empfiehlt Schaeffler Induktions-Anwärmgeräte ➤ Link.

Schmierung bei nicht befetteten Lagern

Offene Lager sind nicht befettet. Sie können von den Stirnseiten aus 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.

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

Auch mit Lippen­dichtungen lieferbar

Pendelkugellager der Reihe 22 und 23 gibt es auch mit berührenden Dichtungen auf beiden Seiten des Lagers ➤ Bild. Solche in das Lager integrierte Dichtungen sind eine bauraumsparende, wirtschaftliche und zuverlässige Lösung zur Abdichtung der Lagerung. Um eine möglichst hohe Dichtwirkung bei gleichzeitig minimaler Reibung zu erreichen, liegen die Dichtlippen mit leichtem Druck auf der geschliffenen Gegenlauffläche des Innenrings an. Als Dichtungswerkstoff wird der bewährte, ölbeständige und verschleißfeste Elastomerwerkstoff NBR eingesetzt. Abgedichtete Pendelkugellager haben das Nachsetzzeichen 2RS ➤ Tabelle.

Abdichtung in der Umgebungskonstruktion vorsehen, wenn die Lager offen sind

Bei nicht abgedichteten Lagern muss die Abdichtung der Lagerstelle in der Anschlusskonstruktion erfolgen. Die Abdichtung muss zuverlässig verhinden, dass:

• Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Lager gelangen
• Schmierstoff aus dem Lager austritt.

Drehzahlen

Drehzahlen in den Produkttabellen

In den Produkttabellen sind für die meisten Lager zwei Drehzahlen angegeben:

• die kinematische Grenzdrehzahl n_G
• die thermische Bezugsdrehzahl n_ϑr.

Grenzdrehzahlen

Die Grenzdrehzahl n_G ist die kinematisch zulässige Drehzahl des Lagers. Sie darf auch bei günstigen Einbau- und Betriebsbedingungen nicht ohne vorherige Rücksprache mit Schaeffler überschritten werden ➤ Link.

Die in den Produkttabellen angegebenen Werte gelten gilt bei nicht abgedichteten Lagern für Ölschmierung und bei werkseitig befetteten, abgedichteten Lagern für Fettschmierung.

Werte bei Fettschmierung

Bei Fettschmierung sind jeweils 85% des in den Produkttabellen angegebenen Wertes zulässig.

Bezugsdrehzahlen

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 ➤ Link.

Lager mit berührenden Dichtungen

Für Lager mit berührenden Dichtungen sind nach DIN ISO 15312:2004 keine Bezugsdrehzahlen definiert. In den Produkttabellen ist für diese Lager deshalb nur die Grenzdrehzahl n_G angegeben.

Geräusch

Schaeffler Geräuschindex

Der Schaeffler Geräuschindex (SGI) ist für diese Lagerart noch nicht verfügbar ➤ Link. Die Einführung und Aktualisierung der Daten für diese Baureihen erfolgt sukzessiv.

Temperaturbereich

Limitierende Größen

Die Betriebstemperatur der Lager ist begrenzt durch:

• die Maßstabilität der Lagerringe und Wälzkörper
• den Käfig
• den Schmierstoff
• die Dichtungen.

Mögliche Betriebstemperaturen der Pendelkugellager ➤ Tabelle.

Zulässige Temperaturbereiche

Betriebs­temperatur	Offene Pendelkugellager		Abgedichtete Pendelkugellager
	mit Messingkäfig	mit Polyamidkäfig PA66
	–30 °C bis +150 °C	–30 °C bis +120 °C	–30 °C bis +100 °C, begrenzt durch den Schmierstoff und Dichtungswerkstoff

Sind Temperaturen zu erwarten, die außerhalb der angegebenen Werte liegen, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Käfige

Standard sind Massiv­käfige aus Messing und Polyamid PA66

Standardkäfige und zusätzliche Käfigausführungen für Pendelkugellager ➤ Tabelle. 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 Messing- oder Stahlblechkäfig eingesetzt werden. Bestehen Unsicherheiten bezüglich der Käfigeignung, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Käfig, Käfignachsetzzeichen, Bohrungskennzahl

Lagerreihe	Massivkäfig aus Polyamid PA66	Massivkäfig aus Messing
	TVH	M
	Standard	Standard	zusätzlich bei
	Bohrungskennzahl
10	8	‒	‒
12	bis 18	ab 19	‒
13	bis 13	ab 14	03
22	bis 16, 18	17, ab 19	12, 14
23	bis 13	ab 14	05 bis 10, 12, 13
112	04 bis 12	‒	‒

Lagerluft

Radiale Lagerluft – Lager mit zylindrischer Bohrung

Standard ist CN

Pendelkugellager mit zylindrischer Bohrung werden serienmäßig mit der radialen Lagerluft CN (normal) gefertigt ➤ Tabelle. CN wird im Kurzzeichen nicht angegeben.

Darüber hinaus sind bestimmte Abmessungen auf Anfrage auch mit der größeren Lagerluft C3 lieferbar.

Die Werte der radialen Lagerluft entsprechen DIN 620‑4:2004 (ISO 5753‑1:2009) ➤ Tabelle. Sie gelten für Lager im unbelasteten, messkraftfreien Zustand (ohne elastische Deformation).

Radiale Lagerluft von Pendelkugellagern mit zylindrischer Bohrung

Nenndurchmesser der Bohrung		Radiale Lagerluft
d		CN (Group N)		C3 (Group 3)
mm		μm		μm
über	bis	min.	max.	min.	max.
–	6	5	15	10	20
6	10	6	17	12	25
10	14	6	19	13	26
14	18	8	21	15	28
18	24	10	23	17	30
24	30	11	24	19	35
30	40	13	29	23	40
40	50	14	31	25	44
50	65	16	36	30	50
65	80	18	40	35	60
80	100	22	48	42	70
100	120	25	56	50	83
120	140	30	68	60	100
140	160	35	80	70	120

Radiale Lagerluft – Lager mit kegeliger Bohrung

Standard ist C3

Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung werden serienmäßig mit der größeren radialen Lagerluft C3 gefertigt ➤ Tabelle.

Darüber hinaus sind bestimmte Abmessungen auf Anfrage auch mit Lagerluft CN (normal) lieferbar.

Die Werte der radialen Lagerluft entsprechen DIN 620‑4:2004 (ISO 5753‑1:2009) ➤ Tabelle. Sie gelten für Lager im unbelasteten, messkraftfreien Zustand (ohne elastische Deformation).

Radiale Lagerluft von Pendelkugellagern mit kegeliger Bohrung

Nenndurchmesser der Bohrung		Radiale Lagerluft
d		CN (Group N)		C3 (Group 3)
mm		μm		μm
über	bis	min.	max.	min.	max.
18	24	13	26	20	33
24	30	15	28	23	39
30	40	19	35	29	46
40	50	22	39	33	52
50	65	27	47	41	61
65	80	35	57	50	75
80	100	42	68	62	90
100	120	50	81	75	108
120	140	60	98	90	130
140	160	65	110	100	150

Abmessungen, Toleranzen

Abmessungsnormen

Die Hauptabmessungen der Pendelkugellager entsprechen DIN 630:2011; ausgenommen davon ist die Lagerreihe 112.

Reihe 112

Die Abmessungen der Pendelkugellager mit breitem Innenring (Lagerreihe 112) stimmen mit der 1993 zurückgezogenen DIN 630-2 überein.

Kantenabstände

Die Grenzmaße für Kantenabstände entsprechen DIN 620‑6:2004. Übersicht und Grenzwerte ➤ Abschnitt.

Toleranzen

Die Toleranzen für die Maß- und Laufgenauigkeit der Pendelkugellager entsprechen der Toleranzklasse Normal nach ISO 492:2014. Davon ausgenommen ist die Lagerbohrung der Lagerreihe 112; diese ist nach der Toleranzklasse J7 gefertigt. Toleranzwerte nach ISO 492 ➤ Tabelle.

Nachsetzzeichen

Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen zeigt ➤ Tabelle sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.

Nachsetzzeichen und ihre Bedeutung

Nachsetzzeichen	Bedeutung der Nachsetzzeichen
C3	Radialluft C3 (größer als normal)	Standard bei Lagern mit kegeliger Bohrung
CN	Radialluft CN (normal)	Sonderausführung bei Lagern mit kegeliger Bohrung, auf Anfrage
K	kegelige Bohrung	Standard
M	Massivkäfig aus Messing	Standard, Käfigwerkstoff abhängig von der Lagerreihe und der Bohrungskennzahl
TVH	Massivkäfig aus glasfaserverstärktem Polyamid PA66	Standard, Käfigwerkstoff abhängig von der Lagerreihe und der Bohrungskennzahl
2RS	beidseitig berührende Dichtung	abhängig von der Lagerreihe

Aufbau der Lagerbezeichnung

Beispiele zur Bildung der Lagerbezeichnung

Die Bezeichnung der Lager folgt einem festgelegten Schema. Beispiele ➤ Bild und ➤ Bild. Für die Bildung der Kurzzeichen gilt DIN 623-1 ➤ Bild.

Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung: Aufbau des Kurzzeichens

Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung und Spannhülse: Aufbau des Kurzzeichens

Dimensionierung

Dynamische äquivalente Lagerbelastung

P = F_r bei rein radialer Belastung konstanter Größe und Richtung

Die zur Dimensionierung dynamisch beanspruchter Lager verwendete Lebensdauer-Grundgleichung L = (C_r/P)^p setzt eine Belastung konstanter Größe und Richtung voraus. Bei Radiallagern ist das eine rein radiale Belastung F_r. Ist dies gegeben, wird in die Lebensdauergleichung für P die Lagerbelastung F_r eingesetzt (P = F_r).

P ist eine Ersatzkraft bei kombinierter Belastung und bei verschiedenen Lastfällen

Trifft diese Bedingung nicht zu, muss zur Lebensdauerberechnung zunächst eine konstante Radialkraft bestimmt werden, die (was die Lebensdauer betrifft) eine gleichwertige Beanspruchung darstellt. Diese Kraft wird dynamische äquivalente Lagerbelastung P genannt.

F_a/F_r ≦ e oder F_a/F_r ＞ e

Die Berechnung von P hängt vom Belastungsverhältnis F_a/F_r und dem Berechnungsfaktor e ab ➤ Formel und ➤ Formel.

Dynamische äquivalente Belastung

Dynamische äquivalente Belastung

Legende

P	N	Dynamische äquivalente Lagerbelastung
Fr	N	Radiale Belastung
Fa	N	Axiale Belastung
e, Y1, Y2	-	Faktoren

Statische äquivalente Lagerbelastung

Werden Pendelkugellager statisch belastet, gilt ➤ Formel.

Statische äquivalente Belastung

Legende

P0	N	Statische äquivalente Lagerbelastung
F0r, F0a	N	Größte auftretende radiale oder axiale Belastung (Maximal­belastung)
Y0		Axiallastfaktor

Statische Tragsicherheit

S₀ = C₀/P₀

Neben der nominellen Lebensdauer L (L_10h) 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.

Mindestbelastung

Um Schlupfschäden zu vermeiden, ist eine radiale Mindestbelastung von P ＞ C_0r/100 notwendig

Damit zwischen den Kontaktpartnern kein Schlupf auftritt, müssen die Pendelkugellager stets ausreichend hoch belastet sein. Erfahrungsgemäß ist dazu eine radiale Mindestbelastung in der Größenordnung von P ＞ C_0r/100 erforderlich. In den meisten Fällen ist die Radiallast allerdings durch das Gewicht der gelagerten Teile und die äußeren Kräfte schon höher als die erforderliche Mindestbelastung.

Ist die radiale Mindestbelastung niedriger als oben angegeben, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Gestaltung der Lagerung

Lagerringe auf ganzem Umfang und ganzer Breite abstützen

Damit die Tragfähigkeit der Lager voll genutzt werden kann und die geforderte Lebensdauer erreicht wird, müssen die Lagerringe durch Auflageflächen auf ihrem ganzen Umfang und über die volle Laufbahnbreite fest und gleichmäßig abgestützt werden. Die Abstützung ist als zylindrische oder kegelige Sitzfläche ausführbar ➤ Bild bis ➤ Bild. Die Sitz- und Auflageflächen sollen nicht durch Nuten, Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen unterbrochen sein. Die Genauigkeit der Gegenstücke muss bestimmten Anforderungen entsprechen ➤ Tabelle bis ➤ Tabelle.

Radiale Befestigung – Passungsempfehlungen für Lager mit zylindrischer Bohrung

Für eine sichere radiale Befestigung sind feste Passungen notwendig

Neben der ausreichenden Abstützung der Ringe müssen die Lager auch radial sicher befestigt werden, damit die Lagerringe auf den Gegenstücken unter Last nicht wandern. Das geschieht im Allgemeinen durch feste Passungen zwischen den Lagerringen und den Gegenstücken. Werden die Ringe nicht ausreichend oder fehlerhaft befestigt, kann dies zu schweren Schäden an den Lagern und angrenzenden Maschinenteilen führen. Bei der Wahl der Passungen sind Einflussgrößen wie Umlaufverhältnisse, die Höhe der Belastung, die Lagerluft, Temperaturverhältnisse, die Ausführung der Gegenstücke und Ein- und Ausbaumöglichkeiten zu berücksichtigen.

Treten stoßartige Belastungen auf, sind feste Passungen (Übergangs- oder Übermaßpassung) notwendig, damit sich die Ringe zu keinem Zeitpunkt lockern. Zu Spiel-, Übergangs- oder Übermaßpassung ➤ Tabelle und ➤ Tabelle.

Bei der Gestaltung der Lagerung sind die folgenden Angaben aus den technischen Grundlagen zu berücksichtigen:

• Umlaufverhältnisse ➤ Link
• Toleranzklassen für zylindrische Wellensitze (Radiallager) ➤ Tabelle
• Wellenpassungen ➤ Tabelle
• Toleranzklassen für Lagersitze in Gehäusen (Radiallager) ➤ Tabelle
• Gehäusepassungen ➤ Tabelle
• Wellentoleranzen für Spann- und Abziehhülsen ➤ Tabelle.

Axiale Befestigung – Befestigungsarten für Lager mit zylindrischer Bohrung

Die Lager müssen auch in axialer Richtung sicher festgelegt sein

Da eine feste Passung allein meist nicht ausreicht, um die Lagerringe auf der Welle und in der Gehäusebohrung auch in axialer Richtung sicher fest­zulegen, muss dies in der Regel durch eine zusätzliche axiale Befestigung bzw. Sicherung erfolgen. Die axiale Fixierung der Lagerringe ist auf die Art der Lageranordnung abzustimmen. Geeignet sind prinzipiell Wellen- und Gehäuseschultern, Gehäusedeckel, Muttern, Abstandsringe, Sicherungsringe, Spann- und Abziehhülsen usw.

Axiale Befestigung – Lagerreihe 112

Einfache Befestigung mittels Stiftschraube

Lager der Reihe 112 werden in axialer Richtung mit einer Stiftschraube befestigt, die in die Nut im Lagerinnenring eingreift ➤ Bild. Gleichzeitig verhindert die Schraube, dass der Innenring auf der Welle wandert.

Sollen zwei Lager eine Welle abstützen, müssen die Nuten im Innenring entweder auf den einander zugewandten oder voneinander abgewandten Seiten der Lager liegen ➤ Bild.

Axiale Befestigung der Lagerreihe 112 mit Stiftschraube und die Anordnung der Pendelkugellager, wenn zwei Lager eine Welle abstützen Stiftschraube

Axiale Befestigung – Lager mit kegeliger Bohrung

Befestigung mit Nutmutter und Sicherungsblech

Wird ein Lager mit kegeliger Bohrung direkt auf einem kegeligen Zapfen montiert, kann die axiale Befestigung des Lagers montagefreundlich mit Nutmutter und Sicherungsblech erfolgen ➤ Bild.

Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung, direkt auf kegeligem Wellenzapfen montiert Kegeliger Zapfen mit Befestigungsgewinde Nutmutter Sicherungsblech

Befestigung der Lager mit Spannhülse

Die Montage kann schnell und sicher mit Schlüssel­sätzen von Schaeffler erfolgen

Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung können mittels Spannhülse auf glatter oder abgesetzter zylindrischer Welle montagefreundlich und betriebssicher befestigt werden ➤ Bild. Eine zusätzliche Sicherung der Spannhülse auf der Welle ist nicht notwendig. Auf glatten Wellen sind die Lager an beliebiger Stelle auf der Welle positionierbar. Zur axialen Belastbarkeit von Lagerungen mittels Spannhülsenverbindung ➤ Abschnitt.

Pendelkugellager mit Spannhülse auf glatter Welle befestigt Spannhülse Nutmutter Sicherungsblech

Befestigung mit Spannhülse, axiale Abstützung durch einen Stützring

Bei höheren axialen Kräften kann zur axialen Abstützung auch ein Stützring verwendet werden ➤ Bild. Dabei sind die Anschlussmaße des Stützrings B_a und d_b zu beachten.

Abgesetzte Welle, axiale Abstützung durch einen Stützring Spannhülse Nutmutter Sicherungsblech Stützring Wellenschulter

Maß-, Form- und Laufgenauigkeit für zylindrische Lagersitze

Für den Wellensitz mindestens IT6, für den Gehäusesitz mindestens IT7 vorsehen

Die Genauigkeit des zylindrischen Lagersitzes auf der Welle und im Gehäuse soll der Genauigkeit des eingesetzten Lagers entsprechen. Bei Pendelkugellagern mit der Toleranzklasse Normal soll der Wellensitz mindestens dem Grundtoleranzgrad IT6, der Gehäusesitz mindestens IT7 entsprechen. Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitz­flächen ➤ Tabelle, Toleranzen t₁ bis t₃ entsprechend ➤ Bild. Zahlenwerte für die IT-Qualitäten ➤ Tabelle.

Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitzflächen

Toleranzklasse der Lager		Lager­sitz-­fläche	Grundtoleranzgrade nach ISO 286-1 (IT-Qualitäten)
nach ISO 492	nach DIN 620		Durch­messer­toleranz	Rund­heits­toleranz	Paralle­litäts­toleranz	Gesamt­planlauf-­toleranz der Anlage­schulter
				t1	t2	t3
Normal	PN (P0)	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

Zahlenwerte für ISO-Grund­toleranzen (IT-Qualitäten) nach ISO 286-1:2010

IT-Qualität	Nennmaß in mm
	über	18	30	50	80	120	180	250
	bis	30	50	80	120	180	250	315
	Werte in μm
IT4		6	7	8	10	12	14	16
IT5		9	11	13	15	18	20	23
IT6		13	16	19	22	25	29	32
IT7		21	25	30	35	40	46	52

Rauheit zylindrischer Lagersitzflächen

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. Die Wellen müssen geschliffen, die Bohrungen feingedreht werden. Richtwerte in Abhängigkeit von der IT‑Qualität der Lagersitzflächen ➤ Tabelle.

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

Toleranzen für kegelige Lagersitze

Vorgaben für kegelige Lagersitze

Werden die Lager direkt auf einem kegeligen Wellenzapfen befestigt ➤ Bild, gelten die Angaben nach ➤ Bild.

Anschlussmaße für die Anlageflächen der Lagerringe

Die Anlageflächen für die Ringe müssen ausreichend hoch sein

Die Anschlussmaße von Wellen- und Gehäuseschultern, Abstandsringen usw. müssen sicherstellen, dass die Anlageflächen für die Lagerringe ausreichend hoch sind. Sie müssen jedoch auch zuverlässig verhindern, dass umlaufende Teile des Lagers an feststehenden Teilen anstreifen. Diese Maße sind Grenzmaße (Größt- oder Kleinstmaße); sie dürfen nicht über- oder unterschritten werden.

Geeignete Lagergehäuse für Pendelkugellager

Es ist ein großes Sortiment an Gehäusen verfügbar

Für wirtschaftliche, betriebssichere, leicht austauschbare Lagerungseinheiten können die Pendelkugellager auch mit Schaeffler Lagergehäusen kombiniert werden ➤ Bild. Diese montagefreundlichen Baueinheiten erfüllen alle Anforderungen an moderne, instandhaltungsgerechte Maschinen- und Anlagenkonstruktionen.

Aufgrund der Vielzahl der Anwendungsbereiche steht für die Lager mit zylindrischer und kegeliger Bohrung ein umfangreiches Sortiment an Lagergehäusen zur Verfügung. Dazu gehören u. a. geteilte Stehlagergehäuse, ungeteilte Stehlagergehäuse, Spannlagergehäuse, Flanschlagergehäuse und Gehäuse für spezielle Industrie- und Bahnanwendungen. Ausführliche Informationen zu den Lagergehäusen enthält die Publikation GK 1 http://www.schaeffler.de/std/1B63. Das Buch kann bei Schaeffler bestellt werden.

Geteiltes Stehlagergehäuse mit einem Pendelkugellager Geteiltes Stehlagergehäuse SNV Pendelkugellager

Ein- und Ausbau

Die Ein- und Ausbaumöglichkeiten der Pendelkugellager mit thermischen, hydraulischen oder mechanischen Verfahren sind bereits bei der Gestaltung der Lagerstelle zu berücksichtigen.

Lager beim Einbau nicht beschädigen

Pendelkugellager sind nicht zerlegbar. Beim Einbau nicht zerlegbarer Lager müssen die Montagekräfte immer am festgepassten Lagerring angreifen.

Lager mit kegeliger Bohrung einbauen

Geeignete Verfahren

Lager mit kegeliger Bohrung werden mit fester Passung auf der Welle bzw. Spann- und Abziehhülse montiert. Als Maß für den Festsitz der Passung dient das Messen der Radialluftminderung oder des axialen Verschiebewegs des Innenrings auf dem kegeligen Lagersitz.

Minderung der Radialluft messen

Die Messung erfolgt üblicherweise mit einer Fühlerlehre

Die Radialluftminderung ist die Differenz zwischen der Radialluft vor und dem Lagerspiel nach dem Einbau des Lagers ➤ Bild. Zunächst ist die Radialluft zu messen. Beim Aufpressen muss das Radialspiel (Lagerspiel) so lange kontrolliert werden, bis die erforderliche Minderung der Radialluft und damit der gewünschte Festsitz erreicht ist.

Radialluftminderung sr = Radiale Lagerluft vor dem Einbau sr1 = Radiale Lagerluft nach dem Einbau sr – sr1 = Radialluftminderung Vor dem Einbau Nach dem Einbau

Axialen Verschiebeweg messen

Anstelle der Radialluftminderung kann auch der axiale Verschiebeweg gemessen werden ➤ Bild.

Axialer Verschiebeweg sa = Axialer Aufpressweg (axialer Verschiebeweg des Lagers) sr = Radiale Lagerluft sr1 = Radiale Lagerluft nach dem Aufpressen sr – sr1 = Radialluftminderung Vor dem Aufpressen Nach dem Aufpressen

Ein störungsfreier Betrieb der Lager setzt voraus, dass diese ordnungs­gemäß eingebaut wurden. Zu geringes Betriebsspiel oder ein mangel­hafter Festsitz auf der Welle führt in der Regel zu Schäden am Lager.

Bestehen Unsicherheiten in der praktischen Anwendung der beiden Verfahren, unbedingt bei Schaeffler rückfragen.

Der Einbau der Pendelkugellager ist auch in der Schaeffler-Publikation BA 28 beschrieben. Diese BA kann bei Schaeffler angefordert werden.

Schaeffler-Montagehandbuch

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.

Rechtshinweis zur Datenaktualität

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.

Weiterführende Informationen

Bei der Auslegung einer Lagerung sind neben den Angaben in diesem Kapitel auch folgende Kapitel in den technischen Grundlagen zu beachten:

• Bestimmung der Lagergröße ➤ Link
• Steifigkeit ➤ Link
• Reibung und Erwärmung ➤ Link
• Drehzahlen ➤ Link
• Lagerdaten ➤ Link
• Schmierung ➤ Link
• Abdichtung ➤ Link
• Gestaltung der Lagerung ➤ Link
• Ein- und Ausbau ➤ Link.