Kegelrollenlager
Kegelrollenlager sind besonders zur Aufnahme kombinierter Lasten geeignet, da sie die Kräfte in einem Winkel zur Wellenachse aufnehmen. Da der Außenring über keinen Bord verfügt, kann das Lager zerlegt werden. Allerdings kann das Lager durch den Winkel axiale Kräfte nur in einer Richtung aufnehmen. Daher kommen häufig zweireihige oder gegeneinander angestellte Kegelrollenlager in X- oder O-Anordnung zum Einsatz.
- Axiale und Radiale Belastung
- | Betriebsspiel
- | C - dynamische Tragzahl
- | C₀ - statische Tragzahl
- | Elektroerosion
- | Fa - axiale Belastung
- | False Brinelling
- | Fr - radiale Belastung
- | Geräuschprüfung nach Vibrationsniveau für Kegelrollenlager
- | Lebensdauerberechnung
- | P - dynamisch äquivalente Belastung
- | P₀ - statisch äquivalente Belastung
- | Passungswahl
- | S₀ - statische Tragsicherheit
- | Stillstandsmarkierungen
- | Thermische Bezugsdrehzahl - Thermisch zulässige Betriebsdrehzahl - Grenzdrehzahl
- | Toleranzen der Lagersitze
- | V-Pitting
Technische Informationen
Druckwinkel
Der Druckwinkel entscheidet über die axiale Belastbarkeit: je größer der Winkel, desto höher kann das Lager axial belastet werden. Die meisten Baureihen verfügen über einen Druckwinkel zwischen 10° und 16°. Größere Druckwinkel von ca. 30° haben die Baureihen 313 und 323 und sind daher sehr hoch axial belastbar.
Lageranordnung
Kegelrollenlager werden meist im Paar verbaut, in X oder O-Anordnung.
Anschlussmaße und Rundlaufgenauigkeit beeinflussen entscheidend die Lebensdauer und die Funktion des Wälzlagers. Die Auswahl der Wellen-, Gehäuse- und der Lagerpassung sind daher grundsätzlich vorab zu prüfen.
Folgende Toleranzklassen sind verfügbar:
- Standardtoleranzen ab Lager lieferbar: P0/PN
- Sondertoleranzen: P6, P5
Bei Kegelrollenlagern kommen ausschließlich Käfige aus Stahlbelch zum Einsatz.
Da die Käfige seitlich über die Planfläche hinausragen, müssen die Anschlußmaße unbedingt eingehalten werden.
Eine auf die Anwendungsbedingungen präzise abgestimmte Schmierstoffwahl trägt überproportional sowohl im positiven wie im negativen zur Lebensdauer bei. Daher ist eine technisch wie wirtschaftliche Optimierung des Schmierstoffs ein wichtiger Beitrag unserer Anwendungsberatung.
Wesentliche Eigenschaft von Fetten und Ölen ist die zuverlässige mechanische Trennung der Rollkörper von den Laufbahnen. Je nach Anwendungsfall benötigt man spezielle Fette, um diese Funktion zu erreichen. Gerade folgende Eigenschaften wirken sich auf die Funktion aus:
- Anlauf- und Betriebstemperatur
- Drehzahl des Lagers
- externe Umgebungsbedingungen (Feuchtigkeit, Verschmutzung, Dämpfe/Gase ...)
Unsere Anwendungstechnik analysiert gerne Ihre Anwendungsbedingungen und empfiehlt passende Befettungen.
Weitere Infos zu Sonderbefettungen Kontakt zur Anwendungsberatung
Folgende Schmierstoffhersteller werden von uns standardmäßig eingesetzt:
- Kyodo Yushi
- Klüber Lubrication
- Shell
- Lubcon
- Mobil
- Fuchs
Gerne unterbreiten wir Ihnen ein konkretes Angebot für Sonderbearbeitungen, auch mit ganz speziell von Ihnen gewünschten Fetten, Ölen oder Konservierungen.
Was man über Kegelrollenlager wissen sollte
Kegelrollenlager sind vergleichbar mit einreihigen Schrägkugellagern – nur dass in diesem Fall kegelförmige Wälzkörper zum Einsatz kommen. Ein bordloser Außenring sowie ein mit Borden ausgestatteter Innenring bilden zusammen mit den Wälzkörpern und dem Käfig eine Einheit. Da der Außenring nicht fest montiert wird, hängt die radiale und axiale Lagerluft von der Vorspannung des Lagers nach der Montage ab. Kegelrollenlager können für eine angestellte Lagerung eingesetzt werden.
Kegelrollenlager nehmen unter einem Druckwinkel sowohl radiale als auch axiale Kräfte auf. Je höher der Druckwinkel – das heißt, der Winkel zwischen Radialebene und Drucklinie – desto höher die axiale Belastbarkeit. Die meisten Baureihen verfügen über einen Druckwinkel zwischen 10° und 16°. Größere Druckwinkel von ca. 30° haben die Baureihen 313 und 323. Diese sind daher sehr hoch axial belastbar. Allerdings können Kegelrollenlager Axialkräfte nur in eine Richtung aufnehmen. Daher kommen sie häufig in zweireihiger Ausführung oder als Paar gegeneinander angestellte in X- oder O-Anordnung zum Einsatz.
Ein Kegelrollenlager benötigt eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit, da sich die verlängerten Mantellinien der Rollen und Laufbahnen in einem Punkt R schneiden müssen, um eine saubere Abrollbewegung zu erzeugen und Schlupf zu vermeiden. Durch diese hohe Maß- und Formgenauigkeit ergibt sich wiederum ein geräusch- und schwingungsarmer Lauf.
Dadurch, dass ein Kegelrollenlager die Kraft unter einem Druckwinkel ableitet, entstehen auch aus einer reinen Radialkraft sogenannte innere resultierende Axialkräfte und umgekehrt. Dieser Aspekt muss bei der Auslegung der Belastung berücksichtigt werden.
Kegelrollenlager werden in vielen verschiedenen Typen und Größen hergestellt und sind sowohl metrisch als auch zöllig verfügbar. Bei der Nutzung in einer angestellten Lagerung, können die Lager auch satzweise bestellt werden. Oft sind der Außenring sowie Baugruppe aus Innenring, Käfig und Wälzkörpern getrennt verfügbar. Man spricht hier von Cup und Cone.
Temperaturverhältnisse in einer Kegelrollen-Lagerung
Die Temperaturverhältnisse in einer Kegelrollen-Lagerung haben direkten Einfluss auf die Entwicklung des Axialspiels. Ist die Welle wärmer als das Gehäuse, führt das bei einer X-Anordnung der Kegelrollenlager in jedem Fall zu einer Spielreduktion im Betrieb.
Bei einer O-Anordnung unterscheidet man zwischen den folgenden drei Fällen:
 | Treffen die Rollkegelspitzen R der beiden Kegelrollenlager in einem Punkt zusammen, wirkt sich die radiale und die axiale Ausdehnung der Welle gleich stark aus. Das Lagerspiel im Betrieb bleibt gleich. |
 | Überschneiden sich die Rollkegelspitzen R der beiden Kegelrollenlager, wirkt sich die radiale Ausdehnung der Welle stärker aus als ihre axiale Ausdehnung. Das Lagerspiel im Betrieb nimmt ab. |
 | Haben die Rollkegelspitzen R der beiden Kegelrollenlager einen Abstand zueinander, wirkt sich die radiale Ausdehnung der Welle schwächer aus als ihre axiale Ausdehnung. Das Lagerspiel im Betrieb nimmt zu. |
Geometrische Zusammenhänge im Kegelrollenlager; Berechnung des Druckwinkels:
Aus den komplexen geometrischen Verhältnisse resultieren sehr hohe Fertigungsanforderungen an ein Kegelrollenlager. Aufgrund der Kegelform der Wälzkörper, sind die Außenring- und die Innenringlaufbahn nicht parallel zueinander und weisen unterschiedliche Winkel auf.
Der Druckwinkel des Kegelrollenlagers wird über die Außenringlaufbahn definiert. Angegeben wird das Maß des Druckwinkels immer über den „Abstand Druckkegelspitze a“. Der Wälzkörperdurchmesser wird in der Mitte der Kegelrolle definiert. Hieraus ergibt sich wiederrum der Teilkreisdurchmesser Dpw. Dabei muss die Mitte der Kegelrollen nicht zwingend in der Mitte der Lagerbreite B/2 liegen.
Der Abstand zwischen Lagermitte und Rollenmitte wird über das Maß δCR angegeben. Ist dieses bekannt, lässt sich über trigonometrische Funktionen der Druckwinkel α berechnen.
Aus obigem Schaubild lässt sich folgender geometrischer Zusammenhang ableiten, aus dem sich wiederrum der Druckwinkel α berechnen lässt:
Da die Gegenkathete und die Ankathete bekannt sind, ergibt sich:
Umgestellt nach dem Druckwinkel α, lässt sich dieser wie folgt berechnen:
