Ein Pendelrollen-Axiallager wirkt wie ein Pendelrollenlager das lediglich auf die Seite gelegt wurde. Das ist jedoch nicht der Fall – es handelt sich um eine andere Lagerbauart, die speziell für hohe axiale Belastungen in nur einer Richtung ausgelegt ist und darüber hinaus begrenzte Radiallasten sowie eine gewisse Schiefstellung der Welle aufnehmen kann.
Bei einer senkrechten Pumpenwelle, einem Kranhaken, einer Schraubenpresse oder dem Schub im Schiffsantrieb – also überall dort, wo die Hauptlast entlang der Welle und nicht quer dazu wirkt – ist dies mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits das dort eingesetzte Lager.
Aufbau
Das Lager besteht aus zwei Hauptringen – einem Wellenring (dem bohrungsseitigen, auf der rotierenden Welle montierten Ring) und einem Gehäusring (dem größeren Ring mit kugelförmiger Laufbahn). Dazwischen befindet sich eine einreihige, in einem Käfig geführte Reihe asymmetrischer Rollen, angeordnet mit einem Kontaktwinkel von etwa 45°.
Die kugelförmige Laufbahn im Gehäusring ist der entscheidende Grund, warum sich dieses Lager selbst ausrichten kann. Der Kugelmittelpunkt liegt auf der Lagerachse, sodass der Gehäusring gegenüber dem Wellenring schwenken kann, ohne den Lastverlauf über die Rollen zu verändern. Dadurch werden Wellendurchbiegungen oder Gehäusefehlausrichtungen aufgenommen, die bei einem ebenen Axiallager zum Klemmen führen würden.
Der Kontaktwinkel von 45° ermöglicht es dem Lager, neben der vorrangigen Axiallast auch Radiallasten aufzunehmen – allerdings nur bis zu einem gewissen Grad. Die Radiallast darf 55 % der Axiallast nicht überschreiten. Wird dieses Verhältnis überschritten, soll das Lager die Aufgabe eines Zylinderrollenlagers mit ungeeigneter Geometrie übernehmen; die Lebensdauer sinkt dann deutlich.
Festsitzring und Losring – ein für dieses Lager charakteristisches Detail
Im Unterschied zu einem Standard-Pendelrollenlager besitzt ein Pendelrollen-Axiallager zwei Ringe mit absichtlich unterschiedlicher Größe – die Differenz der Bohrungsdurchmesser beträgt typischerweise 0,1–0,5 mm. Ein Ring ist der Festsitzring (mit Übermaßpassung auf der rotierenden Welle) und der andere der Losring (mit freiem Sitz an einer stationären Anlagefläche).
Wird dies bei der Montage verwechselt – also der Losring an der Position des Festsitzrings montiert –, handelt es sich um einen für diesen Lagertyp typischen Montagefehler. Vor dem Einpressen empfiehlt sich daher eine Prüfung mit der Messlehre für Bohrungen, da beide Ringe äußerlich ansonsten identisch wirken können. Der Losring muss stets an einem stationären Bauteil der Baugruppe anliegen und darf nicht an einem rotierenden Teil abstützen.
Baugröße und Belastungsbereich (Baureihe 29300)
Die Baureihe 29300 ist das Standardprogramm einseitig wirkender Pendelrollen-Axiallager. Die Tragfähigkeit steigt mit der Bohrungsgröße deutlich an – bei einem Wechsel von 180 mm Bohrung auf 300 mm Bohrung mehr als verdoppelt sich die dynamische Tragzahl:
Bezeichnung | Bohrung (mm) | Außendurchmesser (mm) | Breite (mm) | Dynamische Tragzahl (N) | Statische Tragzahl (N) | Grenzdrehzahl (U/min) |
|---|---|---|---|---|---|---|
29336 | 180 | 300 | 73 | 1.020.000 | 3.950.000 | 2.000 |
29340 | 200 | 340 | 85 | 1.350.000 | 5.250.000 | 1.700 |
29360 | 300 | 480 | 109 | 2.310.000 | 10.000.000 | 1.200 |
Beim Blick über die Tabelle fallen zwei Punkte besonders auf. Erstens liegt die statische Tragzahl durchgehend beim 3- bis 4-Fachen der dynamischen Tragzahl – ein typisches Merkmal eines Lagers, das ebenso häufig unter hoher, weitgehend stationärer Last steht wie im Betrieb, etwa bei einer stillgesetzten vertikalen Pumpenwelle oder einem belasteten Krankhaken.
Zweitens sinkt die Grenzdrehzahl mit zunehmender Bohrung deutlich; das 29360 mit 300 mm Bohrung ist nur für etwa 60 % der Drehzahl des Lagers mit 180 mm Bohrung ausgelegt 29336. Diese Lagerbaureihe ist konstruktiv auf Tragfähigkeit statt auf Drehzahl ausgelegt und daher nicht die richtige Wahl für eine hochdrehende Axiallagerstelle.
Wo sie tatsächlich eingesetzt werden
Vertikale Pumpenwellen — das gesamte Rotorgewicht sowie die Pumpenschubkraft werden nach unten über ein einziges Lager am Schaftende abgetragen.
Kranhakenblöcke und Hubwerke — reine Axiallast aus der angehängten Last, häufig bei sehr niedriger oder unterbrochener Drehzahl.
Extruder- und Schneckenpressenwellen — hohe, konstante Axialkraft der Schnecke gegen den Materialwiderstand.
Schiffsantriebs- und Schubblöcke — der Propellerschub wird über eine langsam laufende, hoch belastete Welle übertragen.
Spindeln in Walzwerken und schweren Werkzeugmaschinen — dort, wo axiale Schnitt- oder Walzkräfte ein Lager erfordern, das unter Last auch eine gewisse Wellendurchbiegung toleriert.
Pendelrollen-Axiallager im Vergleich zum Standard-Pendelrollenlager
Ein Standard-Pendelrollenlager (radiale Ausführung) nimmt vorrangig radiale Lasten auf und kann zudem gewisse Axiallasten in beide Richtungen aufnehmen. Ein Pendelrollen-Axiallager kehrt dieses Prinzip um: Die Axiallast in nur einer Richtung steht im Vordergrund, während radiale Lasten nur in begrenztem Umfang aufgenommen werden. Beide Lager sind in der Wellenanordnung nicht austauschbar: Wird ein radiales SRB dort eingesetzt, wo ein Pendelrollen-Axiallager erforderlich ist, kommt es axial zu einer Überlast, noch bevor die radiale Ermüdungslebensdauer erreicht ist — und umgekehrt.
Die Abmessungen und Tragzahlen der radialen Baureihe finden Sie in unserem Pendelrollenlager- Maßtabellen.
FAQ
Kann ein Pendelrollen-Axiallager Lasten in beide Axialrichtungen aufnehmen?
Nein — die 29300er-Serie ist konstruktiv einseitig belastbar. Für Anwendungen mit wechselnder Axiallastrichtung, was bei den typischen Einsatzfällen dieses Lagers selten ist, ist eine andere Lageranordnung erforderlich, in der Regel zwei Axiallager Rücken an Rücken mit Distanzring oder vollständig ein anderer Lagertyp.
Bedeutet die Schiefstellungstoleranz, dass die Welle leicht außer Winkellage montiert werden kann?
Die Selbstausrichtungsfähigkeit gleicht Wellendurchbiegungen und geringe Gehäusefehlausrichtungen aus, die unter Last oder durch Fertigungstoleranzen entstehen; sie ersetzt jedoch nicht die korrekte Ausrichtung bei der Montage. Wer sie von vornherein als Toleranz für eine mangelhafte Ausrichtung versteht, verkürzt die Lebensdauer von Wälzkörpern und Laufbahnen.
Welches Schmiermittel ist für diese Lagerbaureihe typisch?
Am oberen Ende des in der obigen Maßtabelle dargestellten Drehzahlbereichs ist Ölschmierung üblich; am unteren Drehzahl- und höheren Lastende typischer Anwendungen, etwa bei Kranhaken und Schraubenpressen, wird dagegen häufig Fett eingesetzt, da die Drehzahl dort so niedrig ist, dass der Kühlvorteil von Öl weniger ins Gewicht fällt.
Die hier gezeigten Hauptabmessungen und Grenzdrehzahlen der 29300er Reihe wurden anhand der derzeit gelisteten Teilenummern verifiziert. Dynamische und statische Tragzahlen sind für diese spezifischen SKUs zum Zeitpunkt der Erstellung noch nicht in den Produktdaten hinterlegt; die oben genannten Werte stammen aus unabhängigen Herstellerkatalogen und sollten vor einer Veröffentlichung oder Angebotserstellung mit dem aktuellen Lieferantendatenblatt bzw. mit den internen Produktdaten nach deren Pflege abgeglichen werden.
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