Bei Pendelrollenlagern mit Kegelbohrung Pendelrollenlager, wird das Montagespiel durch Messung der Verringerung des radialen Innenspiels geprüft; anschließend ist zu bestätigen, dass ausreichend Spiel verbleibt. Gehen Sie vom richtigen Bohrungstyp und der korrekten Spielsklasse aus, messen Sie vor der Montage und beachten Sie die Vorgaben für das jeweilige Lager- und Wellenarrangement. Eine Spieltabelle allein gibt nicht vor, wie weit die Spannmutter anzuziehen ist.
Die folgenden Tabellen unterscheiden zwischen dem unmontierten Spiel und der spielfordernden Verringerung bei der Montage. Sie zeigen außerdem, warum ein Lager mit zylindrischer Bohrung und ein Lager mit Kegelbohrung bei gleichem Nennbohrungsmaß nicht zwangsläufig mit demselben Spiel beginnen.
Spieltabellen für Pendelrollenlager: CN, C3 und C4
Das radiale Innenspiel ist der gesamte radiale Bewegungsweg zwischen den Lagerringen unter definierten Messbedingungen. CN steht für Normalspiel; C3 ist größer als Normal, und C4 ist größer als C3. C2 ist kleiner als Normal; C5 ist größer als C4. Dabei handelt es sich um Spielgruppen, nicht um Genauigkeitsklassen oder Tragzahlstufen.
Lesen Sie jedes Bohrungsintervall als „über“ der ersten Zahl und „bis einschließlich“ der zweiten. Alle nachstehenden Werte sind unmontierte radiale Spiele in Mikrometern (µm), nicht Spielverringerungen oder Betriebsvorgaben. 1.000 µm = 1 mm.
Lager mit zylindrischer Bohrung: unmontiertes Spiel
| Lagerbohrung d (mm) | CN (µm) | C3 (µm) | C4 (µm) |
|---|---|---|---|
| 50 < d ≤ 65 | 40–65 | 65–90 | 90–120 |
| 65 < d ≤ 80 | 50–80 | 80–110 | 110–145 |
| 80 < d ≤ 100 | 60–100 | 100–135 | 135–180 |
| 100 < d ≤ 120 | 75–120 | 120–160 | 160–210 |
| 120 < d ≤ 140 | 95–145 | 145–190 | 190–240 |
| 140 < d ≤ 160 | 110–170 | 170–220 | 220–280 |
| 160 < d ≤ 180 | 120–180 | 180–240 | 240–310 |
| 180 < d ≤ 200 | 130–200 | 200–260 | 260–340 |
Lager mit Kegelbohrung: unmontiertes Spiel
| Lagerbohrung d (mm) | CN (µm) | C3 (µm) | C4 (µm) |
|---|---|---|---|
| 50 < d ≤ 65 | 55–75 | 75–95 | 95–120 |
| 65 < d ≤ 80 | 70–95 | 95–120 | 120–150 |
| 80 < d ≤ 100 | 80–110 | 110–140 | 140–180 |
| 100 < d ≤ 120 | 100–135 | 135–170 | 170–220 |
| 120 < d ≤ 140 | 120–160 | 160–200 | 200–260 |
| 140 < d ≤ 160 | 130–180 | 180–230 | 230–300 |
| 160 < d ≤ 180 | 140–200 | 200–260 | 260–340 |
| 180 < d ≤ 200 | 160–220 | 220–290 | 290–370 |
Diese ausgewählten Bereiche folgen den üblichen Spieltabellen zu ISO 5753-1:2009. Sie gelten für unmontierte Lager unter null Messlast, soweit standardisiert. Prüfen Sie die mitgelieferte Spezifikation bei Sonderausführungen, eingeschränkten Spielbereichen und Größen außerhalb dieser Tabellen. Die Norm legt Spielwerte fest; sie schreibt jedoch kein allgemeingültiges Einbaumaß für das Aufziehen vor.
22216 Lagerspiel: Die Bohrungsgrenze richtig lesen
Ein 22216-E-Lager hat eine Bohrung von 80 mm. Bei exakt 80 mm ist die Zeile 65 < d ≤ 80 zu verwenden, nicht die nächste Zeile. Für die Ausführung mit zylindrischer Bohrung beträgt CN 50–80 µm und C3 80–110 µm. Für die Ausführung mit Kegelbohrung beträgt CN 70–95 µm und C3 95–120 µm. Prüfen Sie die vollständige Zusatzbezeichnung und die gelieferte Spielsklasse, bevor Sie einen der beiden Bereiche verwenden.
Für Maß- und Reihenvergleiche verwenden Sie die separate Maßtabelle für Pendelrollenlager. Grenzmaße und Lagerluft sind unterschiedliche Spezifikationen.
Anfangslagerluft, Restlagerluft und Betriebslagerluft
Die Anfangslagerluft wird vor der Montage gemessen. Die Restlagerluft ist die nach der Montage verbleibende Lagerluft bei einer stabilen Referenztemperatur des Lagers. Die Betriebslagerluft ist die im Betrieb wirksame Lagerluft, nachdem Passungen und Temperaturunterschiede wirksam geworden sind. Eine zufriedenstellende Messung im kalten Zustand belegt für sich allein noch nicht, dass die Betriebslagerluft geeignet sein wird.
Für eine Vorher-nachher-Kontrolle der Montage bei vergleichbaren Temperaturen gilt: Lagerluftverringerung = gemessene Anfangslagerluft − gemessene Restlagerluft. Beträgt die Anfangslagerluft 0.180 mm und die Restlagerluft 0.110 mm, ergibt sich eine Verringerung von 0.070 mm (70 µm).
Lagerluftverringerung = Anfangslagerluft − Restlagerluft
Beispiel: 0.180 − 0.110 = 0.070 mm (70 µm).
Vergleichen Sie Messungen bei stabilen, vergleichbaren Temperaturen. Dieses Rechenbeispiel legt keine Einbau-Grenzwerte fest.
Zylindrische Bohrung oder Kegelbohrung: Was ändert sich bei der Montage?
Ein Lager mit zylindrischer Bohrung sitzt direkt auf einem zylindrischen Wellensitz. Wählen Sie Welle und Gehäusepassung entsprechend Belastungsrichtung, Belastungsniveau und Einsatzbedingungen aus. Ist eine Übermaßpassung erforderlich, verwenden Sie ein freigegebenes mechanisches oder thermisches Montageverfahren. Die Montagekraft ist stets auf den einzupressenden Ring aufzubringen; wird sie über die Wälzkörper übertragen, können die Laufbahnen beschädigt werden.
Ein Lager mit Kegelbohrung wird auf einem konischen Wellensitz, einer Spannhülse oder einer Abziehhülse montiert. Durch axiales Aufschieben auf den Kegel dehnt sich der Innenring auf und die radiale Lagerluft verringert sich. K kennzeichnet üblicherweise einen Konus von 1:12 und K30 einen Konus von 1:30; die genaue Ausführung ist im jeweiligen Katalog zu prüfen. Die Auswahl richtet sich nicht nach einer pauschalen Wellendurchmesser-Grenze von 80 mm.
Halten Sie die Lagerringe und Wälzkörper bei Handhabung und Montage zentriert. Montieren Sie nach Möglichkeit mit waagerecht liegender Welle und drehen Sie einen Ring leicht, um die Wälzkörper auszurichten. Ein verschobener Wälzkörperkranz kann den Eindruck erwecken, das Lager habe vor dem Herstellen der Passung nur wenig oder gar keine Lagerluft.
Bild 1. Vereinfachte Ringsitz-Anschlüsse. Der Konus ist überzeichnet; Wälzkörper, Außenring und Sicherungselemente sind nicht dargestellt.
Lagerluft von Pendelrollenlagern mit der Fühlerlehre messen
Verwenden Sie dieses Verfahren bei offenen Lagern, bei denen die Wälzkörper zugänglich sind und die Montageanweisung dies zulässt. Entscheidend sind der Zugang für die Lehre, das Lagergewicht und die Lagerungsbedingungen, nicht eine einzelne Grenzgröße für die Bohrung. Messen Sie beide Wälzkörperreihen und dokumentieren Sie die Messwerte.
Bild 2. Typische unbelastete Messzonen für die beiden dargestellten Lagerungsarten. Kreisförmige Wälzkörperend-Symbole stehen schematisch für jeweils eine Reihe; messen Sie beide Reihen. Bei schweren Ringen oder anderen Lagerungsbedingungen ist das vorgeschriebene Korrekturverfahren anzuwenden.
Bereiten Sie Lager und Sitze sorgfältig vor. Entfernen Sie Grate und Verschmutzungen, prüfen Sie Wellen- und Hülsenmaße und bestätigen Sie die vollständige Lagerbezeichnung. Lassen Sie erwärmte Bauteile vor dem abschließenden Vergleich der Lagerluft auf stabile Temperatur abkühlen.
Richten Sie die Lagerringe und Wälzkörper aus. Drehen Sie einen Ring vorsichtig und stützen Sie die Baugruppe anschließend gemäß Vorgabe ab. Bei einem unmontierten, aufrecht stehenden Lager, das auf seinem Außenring aufliegt, liegt die unbelastete Messzone normalerweise oben. Bei einem von einer horizontalen Welle getragenen Lager liegt sie normalerweise unten. Verwenden Sie die für die tatsächliche Lagerungsart vorgeschriebene Zone.
Messen Sie die Anfangslagerluft in beiden Reihen. Führen Sie eine saubere Fühlerlehre zwischen einen unbelasteten Wälzkörper und die Laufbahn des Außenrings ein. Verwenden Sie nur leichten Widerstand; drücken Sie keine zu dicke Lehre mit Gewalt in den Spalt und verschieben Sie keinen Wälzkörper, um die Lehre passend zu machen. Erfassen Sie die gemessene Lagerluft vor dem Aufschieben.
Schieben Sie das Lager in kontrollierten Schritten weiter auf. Verwenden Sie die vorgeschriebene Sicherungsmutter, Hydraulikmutter oder Montageausrüstung. Messen Sie die Lagerluft während der Montage erneut und ermitteln Sie die Verringerung ausgehend vom protokollierten Anfangswert.
Prüfen Sie beide Abnahmekriterien. Die Verringerung muss dem zulässigen Montagebereich entsprechen, und die verbleibende Lagerluft muss das für dieses Lager und diese Lagerluftklasse vorgeschriebene Minimum erfüllen. Brechen Sie den Vorgang ab, wenn beide Bedingungen nicht gleichzeitig erfüllt werden können.
Sichern und prüfen Sie die Montage. Betätigen Sie die vorgeschriebene Sicherungseinrichtung und kontrollieren Sie nach dem endgültigen Sichern und der Montage erneut die zugängliche Freigängigkeit. Dokumentieren Sie das Endergebnis vor der Inbetriebnahme.
Große, dünnwandige oder hoch belastete Ringe können sich unter ihrem Eigengewicht verformen. Eine einzelne Spaltmessung kann dann irreführend sein. Verwenden Sie das vom Hersteller vorgegebene Mess- und Korrekturverfahren mit mehreren Messpositionen. Werte aus beliebigen Positionen sind nicht austauschbar; wenden Sie auch keine Dreipunktformel ohne die dazugehörige Auflage- und Messskizze an.
Axiales Aufpressen: Definierte Startposition verwenden
Wenn Dichtungen den Zugang zu den Wälzkörpern verhindern, verwenden Sie ein freigegebenes Montageverfahren, das ohne Fühlerlehre auskommt. Beim axialen Aufpressen wird die Bewegung entlang der Konusfläche von einer definierten Startposition aus gemessen. Die Kraft wird über eine Hydraulikmutter aufgebracht; der Weg wird mit einer Messuhr erfasst. Keines der beiden Werkzeuge legt die korrekte Startposition für sich allein fest.
Bei einem druckbezogenen Hydraulikverfahren müssen sowohl der anfängliche Sitzdruck als auch der anschließende axiale Weg zur Kombination aus Lager, Hülse und Werkzeugausrüstung passen. Ersetzen Sie ein druckbezogenes Verfahren nicht durch eine herkömmliche Aufpress-Tabelle. Wandeln Sie die Spielreduzierung zudem nicht mit einem pauschalen Faktor von 16×, 18×, 39× oder 42× in einen Axialweg um.
Das Kegelverhältnis beschreibt die Geometrie, jedoch kein vollständiges Montagemodell. Ringerweiterung, die Nachgiebigkeit von Welle und Hülse sowie der anfängliche Sitzzustand beeinflussen das Verhältnis zwischen Weg und Spielreduzierung. Für Hohlwellen und nicht aus Stahl gefertigte Wellen können abweichende Vorgaben gelten.
Rechenbeispiel: Ermittlung der Spielreduzierung für ein Lager mit 190 mm Bohrung
Betrachten Sie ein offenes Lager mit 190 mm Kegelbohrung, einem Kegelverhältnis von 1:12 und Spielklasse CN. Seine Nennbohrung liegt im Bereich 180 < d ≤ 200 mm; dafür beträgt der ausgewählte unmontierte CN-Bereich 0.160–0.220 mm. Angenommen, das gemessene Spiel beträgt vor der Montage 0.180 mm und nach der Montage bei vergleichbarer, stabiler Temperatur 0.080 mm. Die folgende Berechnung verdeutlicht den Messzusammenhang.
| Prüfung | Berechnung oder Wert |
|---|---|
| Gemessenes Anfangsspiel | 0.180 mm |
| Berechnete Spielreduzierung | 0.180 − 0.080 = 0.100 mm (100 µm) |
| Gemessenes Restspiel | 0.080 mm (80 µm) |
Diese Messwerte zeigen lediglich den Umfang der Spielreduzierung; sie belegen nicht, dass die Montage zulässig ist. Vergleichen Sie die gemessene Reduzierung und das Restspiel mit den Anforderungen für das konkrete Lager, die Spielklasse sowie die Wellen- oder Hülsenausführung. Beide Bedingungen müssen erfüllt sein. Verwenden Sie den unmontierten CN-Bereich nicht als Zielwert für das Restspiel und behandeln Sie die Werte dieses Beispiels nicht als Montagegrenzen.
Wann ist die Spielklasse C3 oder C4 einzusetzen?
Wählen Sie die anfängliche Spielklasse so, dass sie die zu erwartenden Passungs- und Temperatureinflüsse berücksichtigt und zugleich das erforderliche Betriebsspiel sicherstellt. Eine Übermaßpassung am Innenring verringert das Spiel in der Regel; eine Übermaßpassung im Gehäuse kann dies ebenfalls bewirken. Läuft der Innenring heißer als der Außenring, reduziert der Temperaturunterschied das Spiel üblicherweise zusätzlich.
Es gibt keine allgemeingültige Regel, dass bei einer Betriebstemperatur über 70°C zwangsläufig C3 erforderlich ist. Entscheidend sind der Temperaturunterschied zwischen den Ringen, das tatsächliche Übermaß, die Lagergröße und die Belastung der Maschine. Für bestimmte anspruchsvolle Anwendungen kann C3 oder C4 passend sein, doch mehr Spiel ist nicht automatisch besser. Ändern Sie die vorgegebene Spielklasse nicht, ohne die jeweilige Lageranordnung zu prüfen.
Prüfungen an Gehäuse, Hülse und Inbetriebnahme
Mit einer Spannhülse lässt sich ein Lager auf einer glatten zylindrischen Welle positionieren; Hülse, Sicherungseinrichtung und axiale Sicherung müssen jedoch zur Anwendung passen. Die Reibung an der Hülse ersetzt keine Prüfung des vollständigen axialen Lastpfads. Die statische Grundtragzahl eines Lagers ist nicht die zulässige axiale Haltekraft der Hülsenmontage.
Bei einem geteilten Gehäuse sind Gehäusesitz, Deckelmontage, Positionierelemente und die Möglichkeit zur thermischen Längenausdehnung der Welle zu prüfen. Eine Loslager-Anordnung muss ihre vorgesehene Beweglichkeit beibehalten. Prüfen Sie die zugängliche Freigängigkeit nach dem endgültigen Zusammenbau erneut, wenn das Montageverfahren dies vorsieht.
Überwachen Sie während des Anlaufs Temperatur, Schwingungen und Geräuschentwicklung anhand der Inbetriebnahmekriterien der Maschine. Bei auffälligen Trends sind Passungen, Schmierung, Ausrichtung und Spiel zu prüfen. Ziehen Sie die Sicherungsmutter nicht fortgesetzt nach, um Geräusche zu beseitigen, und leiten Sie das Spiel nicht allein aus der Gehäusetemperatur ab.
FAQ
Kann ich die Montagemesswerte des ausgebauten Lagers wiederverwenden?
Bewahren Sie diese Werte als Instandhaltungshistorie auf, messen Sie das Ersatzlager jedoch separat. Lager mit derselben Bezeichnung und Spielklasse können innerhalb des zulässigen Bereichs unterschiedliche Anfangsspiele aufweisen. Die frühere Mutterstellung oder der frühere Aufpressweg gibt die Passung des neuen Lagers nicht vor.
Hat ein Lager, das sich von Hand leicht drehen lässt, das richtige Lagerluftspiel?
Der Freilauf ist eine sinnvolle Montageprüfung, quantifiziert jedoch weder Lagerluftspiel noch Passungsspiel bzw. Übermaß. Für die Freigabe ist weiterhin die vorgeschriebene Messung oder das validierte Montageverfahren erforderlich. Eine Prüfung von Hand lässt außerdem keine Rückschlüsse auf den Einfluss der Betriebstemperaturen zu.
Kann eine Messuhr eine Fühlerlehre bei der Prüfung des Lagerluftspiels ersetzen?
In einer Aufschiebemontage erfassen beide unterschiedliche Größen. Eine Messuhr, die den Axialweg verfolgt, misst die Verschiebung entlang der Konusfläche und nicht unmittelbar das radiale Lagerluftspiel. Eine direkte Messung des radialen Lagerluftspiels mit Messuhr erfordert eine eigene definierte Abstützung sowie ein geregeltes Messlastverfahren.
Was vor der Bestellung oder Montage zu bestätigen ist
Für Unterstützung bei der Prüfung eines Lagers und der Montageanordnung wenden Sie sich bitte an uns mit der vollständigen Bezeichnung, dem Lagerluftspiel-Zusatz, den Wellen- und Gehäuseabmessungen, der Hülsenreferenz, der Drehzahl, den Lasten und den zu erwartenden Temperaturen an uns. Für eine Montageprüfung geben Sie bitte außerdem das gemessene Anfangslagerluftspiel und die betreffende Montageanweisung an.
Technische Grundlage: Die Lagerluftbereiche im unmontierten Zustand sind in ISO 5753-1:2009 festgelegt. Montagebedingte Verringerung, minimale Restluft, Axialweg und hydraulischer Anpressdruck sind separate Anforderungen aus der Anleitung des gelieferten Lagers. Für die Montagefreigabe sind die freigegebene Maschinenzeichnung und die produktspezifische Vorgehensweise heranzuziehen.
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