Lagerung | Fest-Los-Lager, angestellte und schwimmende Lagerung | Umfangslast | Punktlast

Zur Lagerung von Wellen unterscheidet man drei Hauptarten: die Fest-Los-Lagerung, die angestellte Lagerung und die schwimmende Lagerung. Die am weitesten verbreitete ist die Fest-Los-Lagerung. Hierbei fixiert das Festlager die Welle sowohl radial als auch axial, während das Loslager nur radial stützt und axiale Verschiebungen bei thermischer Ausdehnung zulässt. Dadurch werden Verspannungen vermieden. Das Festlager wird durch einen gegen die Wellenschulter geschobenen Innenring fixiert, der mit Unterlegscheibe, Nutmutter und Sicherungsblech axial gesichert wird. Der Außenring sitzt zwischen Gehäuseabsatz und Deckel fest eingespannt. Das Loslager benötigt keine feste Axialsicherung; Zylinderrollenlager der Bauform NU sind hier gebräuchlich. Sie werden mit einem Sicherungsring auf der Welle fixiert, während der Außenring durch Schulter und Deckel gehalten wird. So bleibt die Welle axial beweglich, aber spielfrei geführt. Bei der Wellenkonstruktion sind Passungen, Rauheit und Härte der Lagersitze entscheidend. Absätze sollen so gestaltet sein, dass Lager ohne Beschädigung aufgeschoben werden können. Gewindefreistiche, Fasen und Rundungen vermeiden Spannungsspitzen und erleichtern die Montage. Lagerringe müssen meist in Übermaßpassungen montiert werden, um Relativbewegungen und Passungsrost zu verhindern. Dazu werden sie erwärmt oder eingepresst. Die Lagerluft – das axiale oder radiale Spiel – wird durch Montage und Temperatur beeinflusst und muss korrekt ausgelegt werden. Bei hohen Drehzahlen und geringen Belastungen kann auch eine Vorspannung sinnvoll sein. Als Festlager eignen sich Rillenkugellager, zweireihige Schrägkugellager in O-Anordnung für hohe Steifigkeit oder zusammengepasste Kegelrollenlager für hohe Tragfähigkeit. Auch Zylinderrollenlager mit Bord oder Kombinationen wie Zylinderrollen- und Vierpunktlager sind möglich. Bei großen Schiefstellungen werden CARB-Toroidalrollenlager als Loslager eingesetzt, oft in Kombination mit Pendelrollenlagern als Festlager. Alternativ kann die axiale Verschiebbarkeit durch eine Spielpassung am Außenring realisiert werden. Ob die Verschiebbarkeit über Innen- oder Außenring erfolgt, hängt von der Last ab. Trägt ein Ring eine Umfangslast, muss er mit Presspassung fixiert werden, der mit Punktlast kann in Spielpassung ausgeführt werden. Die angestellte Lagerung wird eingesetzt, wenn höchste Genauigkeit und Spielfreiheit gefordert sind, etwa in Werkzeugmaschinen. Zwei Kegelrollen- oder Schrägkugellager werden dabei so angeordnet, dass sie Radialkräfte gemeinsam, Axialkräfte aber jeweils nur in eine Richtung aufnehmen. In X- oder O-Anordnung können die Lager vorgespannt werden, wodurch eine spielfreie, sehr steife Lagerung entsteht. Allerdings muss die Vorspannung unter Berücksichtigung thermischer Ausdehnungen sorgfältig eingestellt werden, um Überlastung zu vermeiden. Die schwimmende Lagerung ist eine einfache und kostengünstige Variante. Hierbei werden die Lager radial abgestützt, axial aber mit Spielpassung im Gehäuse montiert, sodass sie sich innerhalb bestimmter Grenzen frei verschieben können. Sie eignet sich für weniger präzise Maschinen, stößt jedoch bei wechselnden Axialkräften an Grenzen. Alternativ können Lager wie Zylinderrollenlager der Bauform NJ intern die axiale Verschiebung ermöglichen, was eine festere radiale Abstützung erlaubt. Damit bieten die drei Konzepte verschiedene Schwerpunkte: Die Fest-Los-Lagerung als Standard für robuste, thermisch ausgleichende Konstruktionen, die angestellte Lagerung für höchste Präzision und Spielfreiheit sowie die schwimmende Lagerung für einfache, wirtschaftliche Lösungen. 00:00 Fest-Los-Lager (Fest-Loslagerung) 00:49 Fixierung des Innenrings auf der Welle (Nutmutter) 02:32 Fixierung des Außenrings Im Gehäuse (Deckel) 03:21 Loslager 05:05 Gestaltung der Welle 07:02 Passungen 08:48 Lagerluft 10:33 Zweireihige Schrägkugellager als Festlager 11:12 Zusammengepasste einreihige Kegelrollenlager als Festlager 12:36 Zylinderrollenlager als Festlager 13:30 Vierpunktlager und Zylinderrollenlager als Festlager 14:03 Fest-Los-Lager-Kombinationen für bewegliche Lagerungen (CARB-Toroidalrollenlager) 15:38 Pendelrollenlager als Loslager (Loslager über Lageraußenring und Gehäuse) 16:47 Rillenkugellager als Fest- und Loslager 17:32 Umfangslast am Innenring und Punktlast am Außenring 19:08 Umfangslast am Außenring und Punktlast am Innenring 19:53 Umfangslast und Punktlast bei Unwuchten 21:39 Angestellte Lagerung in X-Anordnung 23:50 Vorspannung bei angestellter Lagerung in X-Anordnung 25:30 Angestellte Lagerung in O-Anordnung 26:52 Vorspannung bei angestellter Lagerung in O-Anordnung 27:54 Schwimmende Lagerung