Kugellager

Bild: Peter Wiegel / pixelio.de

Funktionsweise von Lagern

Bei Lagern handelt es sich um Bauelemente, die der Verbindung von Maschinenteilen dienen. Ein Lager überträgt Bewegungen und leitet Kräfte weiter. In den meisten Fällen werden sie auf Wellen oder Achsen montiert und in ein Gehäuse eingebaut. Grundlegend lassen sich Lager hinsichtlich der Drehbewegung und der Reibungsart unterscheiden. Führt das Lager eine Drehbewegung aus, spricht man von einem Rotativlager. Handelt es sich um eine Längsbewegung, ist es ein Linearlager. In puncto Reibungsart unterscheidet man Gleitlager von Wälzlagern. Bei einem Gleitlage bewegen sich das Lager und die Achse auf einer Gleitschicht (z.B. Kunststoff oder Bronze). Alternativ nutzt man Schmierfilme, um die Oberflächen voneinander zu trennen. Bei einem Wälzlager erfolgt die Trennung von Innen- und Außenring durch rollende Körper. Kugellager-Lieferanten wie dieser bieten eine breite Auswahl verschiedenster Lager.

Funktionsweise des Kugellagers einfach erklärt

Die Vorteile von Wälzlagern

Beim Betrieb der Maschine rollen die Körper zwischen dem Innen- und dem Außenring. Dabei werden sie von gehärteten Stahlflächen in der Bahn gehalten. Mit dieser Bauweise gehen einige Vorteile einher, die das Wälzlager gegenüber dem Gleitlager auszeichnet. Hier ist zuallererst die wesentlich geringere Reibung zu nennen. Dadurch entsteht im Betrieb weniger Wärme und der Bedarf an Schmierstoff ist geringer.

Die Vorteile von Wälzlagern im Überblick

? wesentlich geringerer Pflege- und Wartungsaufwand
? eingeschränkte Wärmeentwicklung
? weniger Schmierstoff notwendig
? einfach austauschbar
? Drehrichtung kann ohne technische Modifikation geändert werden

Nachteile von Wälzlagern

? Lebensdauer und Höchstdrehzahl gegenüber Gleitlagern begrenzt
? anfällig für Verschmutzungen
? lauter im Betrieb
? kompliziertere Bauweise
? Stoßempfindlichkeit bei geringeren Drehzahlen

Unterschiedliche Arten von Wälzlagern und Anwendungsgebiete

Je nach Art der Walzkörper unterscheidet man verschiedene Arten von Wälzlagern. Hier gibt es neben Kugeln auch Tonnen, Nadeln, Kegelrollen und Zylinderrollen. Allen gemein ist der Zweck, unerwünschte Gleitreibung in Rollreibung zu überführen. Die Bauweise hat hier maßgeblichen Anteil daran, wie groß die Kräfte sind, die übertragen werden können. Man unterscheidet zwischen punkt- und linienberührenden Lagern. Erstere haben eine geringe Kontaktfläche, wodurch der energetische Wirkungsgrad erhöht wird. Bei linienberührenden Lagern ist die Kontaktfläche größer. Dadurch können größere Kräfte übertragen werden. Die Reibung ist allerdings größer. Damit die Wälzkörper immer den gleichen Abstand zueinander haben und sich nicht aneinander reiben, verwendet man sogenannte Käfige. Sie bestehen aus Stahlblech, Kunststoff oder Messing.

Werden große Drehzahlen, aber geringe Kräfte benötigt, verwendet man also ein Kugellager mit einer geringen Auflagefläche. Ein typisches Anwendungsgebiet ist die Handbohrmaschine. Ein markantes Anwendungsgebiet für das Rollenlager ist das Riesenrad. Es bewegt sich sehr langsam, muss aber große Kräfte umsetzen. Im Automobilbau kommen die Lager unter anderem bei der Lenkungsanlage und bei Fertigungsrobotern zum Einsatz.

Anforderungen an hochwertige Wälzlager

Damit Wälzlager allen Anforderungen ohne Einschränkung genügen, gilt bei der Herstellung eine strenge Qualitätspolitik. Bei hoher Belastbarkeit und Langlebigkeit müssen alle Bauteile auf den Mikrometer genau gefertigt werden. Nur so ist gewährleistet, dass sie auch bei hohen Drehzahlen ruckfrei und mit geringem Energieverbrauch laufen. Selbst kleinste Abweichungen können sich massiv auf die letztendliche Leistung auswirken. Damit diese Qualität gesichert bleibt, kommen umfangreiche Kontrollsysteme zum Einsatz. Sie umfassen Kameras, Stichproben und prozessbegleitende persönliche Kontrollen.