Bei Rollen wird zwischen verschiedenen Radlagern unterschieden, die gängigsten Typen sind Rollenlager, Gleitlager, Konuskugellager und Präzisionskugellager. Bei einem Rollenlager werden anstelle von Kugeln sogenannte Laufrollen als Wälzkörper eingesetzt. So ergibt sich bei Rollen im Gegensatz zu Kugeln eine größere Kontaktfläche zwischen Wälzkörpern und Laufdraht. Die Rollenlager als Wälzkörper bieten in bestimmten Anwendungsbereichen Vorteile gegenüber den Kugellagern bei Kugelrollen. Die Auswahl der Wälzlager sollte immer nach den jeweiligen Arbeitsbedingungen getroffen werden. Erfahren Sie jetzt mehr über Rollenlager!
Der Aufbau und die Eigenschaften von Rollenlagern
Das Rollenlager besteht aus drei Hauptkomponenten: Innenring, Außenring und Wälzkörpern. Zwischen den Teilen tritt hauptsächlich Rollreibung auf. Diese wird verringert, da die Wälzkörper im Außen- und Innenring mit optimierter Schmierung auf gehärteten Stahlflächen abrollen. Somit ist die Rollreibung im Vergleich zu Gleitlagern deutlich geringer. Die Rollenlager haben im Allgemeinen gegenteilige Eigenschaften zu den Kugellagern. Die Berührungsfläche der belasteten Wälzkörper mit der Laufbahn ist bei realer Verformung linienförmig, man spricht von einem Linienkontakt. Dieser führt zu einem vergleichsweise hohen Reibmoment und höherer Steifigkeit. Deshalb sind Rollenlager im Vergleich zu Kugellagern eher für Anwendungen mit geringerer Drehzahl geeignet. Die Rollenlagerung verfügt über eine niedrigere Einbauhöhe als andere Lagerungen sowie eine hohe Belastungsfähigkeit. Zudem verfügen Rollenlager über einen geringen Drehwiderstand bei hoher Momentbelastung. Sie sind überdies wartungsarm und unter den üblichen Einsatzbedingungen langlebig, da sie mit einem Langzeitfett geschmiert werden.
Die verschiedenen Arten von Rollenlagern
Es gibt einige grundsätzliche Bauformen von Lagern für Rollen, allerdings sind in der Praxis viele Sonder- und Unterformen feststellbar. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die hauptsächlich vertretenen Varianten der Rollenlager.
Zylinderrollenlager
Diese Rollenlager zeichnen sich durch eine relativ hohe radiale, aber meistens deutlich geringere axiale Tragfähigkeit aus. Die Wälzkörper sind hier Kreiszylinder. Die Zylinderrollenlager gibt es in unterschiedlichen Bauformen. Einreihige Zylinderrollenlager sind Einheiten, die aus massiven Außen- und Innenringen sowie Zylinderrollenkränzen bestehen. Ein sogenannter Käfig hält die Zylinderrollen auf Distanz, damit sich diese nicht gegenseitig berühren können und eignet sich für die Aufnahme sehr hoher radialer Kräfte. Die Außenringe haben entweder zwei feste Borde oder keine. Die Innenringe können dagegen einen oder zwei feste Borde haben oder bordlos sein. Einreihige Zylinderrollenlager bieten den Vorteil der einfachen Zerlegbarkeit und lassen sich daher leicht montieren und demontieren. Sie eignen sich für hohe Drehzahlanforderungen, aber lassen nur bedingt einen Ausgleich von Winkelfehlern zu.
Kegelrollenlager
Die Kegelrollenlager sind sowohl radial als auch axial sehr hoch belastbar. Zudem verfügen sie über einen breiten, nutzbaren Drehzahlbereich, weisen jedoch geringere Grenzdrehzahlen als andere Rollenlager auf. Durch ihren hohen wirksamen Lagerabstand nehmen sie Kräfte effektiv auf und garantieren eine präzise sowie starre Wellenführung. Der Einbau erfolgt meist paarweise und beide Elemente (Innen- und Außenring) sind lose. Auf dem Innenring liegen die kegelstumpfförmigen Wälzkörper, die gegen die Wellenachse leicht geneigt sind. Da sich die Kegelspitzen in einem Punkt auf der Drehachse treffen, können die Kegelrollen schlupflos abrollen. Die Kegelrollenlager sind einstellbar sowie zerlegbar und daher ebenfalls einfach zu montieren. Zu den gängigen Anwendungen gehören die Radlager in Kraftfahrzeugen und die Lenkkopflager in Motorrädern.
Pendelrollenlager
Die Pendelrollenlager nehmen sehr hohe radiale und beidseitig hohe axiale Belastungen auf. Damit sind sie für höchste Tragfähigkeit ausgelegt und durch die maximale Anzahl der großen und besonders langen Tonnenrollen auch für stärkste Beanspruchungen geeignet. Pendelrollenlager verfügen über zwei Reihen ballig geformter Wälzkörper, welche in einem hohlkugeligen Außenring laufen. Die Laufbahnen des Innenrings sind dabei in Richtung der Wälzkörper geneigt, damit die Unterstützung der Rollen gewährleistet ist. Durch die hohlkugelige Form der Lauffläche des Außenrings kann der Innenring ausschwenken und Winkelfehler der Welle bis zu einem gewissen Grad ausgleichen. Pendelrollenlager eignen sich besonders gut für Anlagen mit einer hohen Beanspruchung. Sie sind extrem leistungsfähig, haben eine lange Lebensdauer und halten größten Belastungen stand.
Nadellager
Die Walzkörper im Nadellager sind dünne und sehr lange Zylinderrollen. Die niedrige kompakte Bauform von Nadellagern, Nadelhülse und Nadelbüchsen ermöglicht einen platzsparenden Einbau in radialer Richtung, zusätzlich reduziert sich die Masse und damit sinkt der Materialaufwand. Trotz des geringen Querschnitts haben Nadellager durch die Wälzkörper eine höhere Tragfähigkeit als ein vergleichbares Kugellager. Jedoch können keine Axialkräfte aufgenommen werden, wenn keine zweite Lagerbauform einbezogen wird. Nadellager werden aufgrund ihrer geringen Bauhöhe in Getrieben oder Kurbelwellen von Pkws oder Motorrädern eingesetzt. Sie finden ebenfalls Anwendung im Bereich der Schwerindustrie als günstiges Standardteil, jedoch oft mit Problemen in Bezug auf ihre Haltbarkeit. Nadellager sind die beste Wahl bei beengten Platzverhältnissen, hohen Lasten sowie geringen bis mittleren Drehzahlen.
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