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antriebstechnik 4/2016

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WÄLZ- UND GLEITLAGER

WÄLZ- UND GLEITLAGER Zwei Lager in einem Vierpunktlager – eine Alternative zu gepaarten einreihigen Schrägkugellagern? Thomas Forster Wer ein Lager benötigt, das Axialbelastungen in beiden Richtungen aufnehmen kann und eine sehr enge axiale Wellenpositionstoleranz ermöglicht, findet in den platzsparenden Vierpunktlagern genau das. Lesen Sie, wie diese Lager funktionieren und wo deren Vorteile liegen. Vierpunktlager können zwar nur in einem bestimmten Maß Radialbelastungen aufnehmen, aber dafür Axialbelastungen in beiden Richtungen. Außerdem ermöglichen sie eine sehr enge axiale Positionstoleranz der Welle. Darüber hinaus sind diese Lager platzsparend: Man kann sie als Kombination aus zwei einreihigen Schrägkugellagern in Form eines einzigen Lagers betrachten. Daher eignen sie sich für Anwendungen wie Industriegetriebe, Lokomotivantriebe, Kompressoren, und so weiter. symmetrische Laufbahnen, die kreisförmig ausgeführt sind. Beide Laufbahnen kreuzen sich in der Ringmitte an einem einzigen Punkt („Spitzbogen“). Die Mittelpunkte der beiden Laufbahnkreise weisen einen kleinen Versatz in axialer Richtung auf. Der Innenring ist in zwei Hälften geteilt und vom Prinzip her wie der Außenring konstruiert. Dies ist ein Vorteil gegenüber dem Lagerdesign der Rillenkugellager: Durch die Besonderheiten und Eigenschaften Die Standard-Vierpunktlager der Reihe QJ von SKF besitzen einen einteiligen Außenring, einen radial geteilten Innenring, einen Kugelsatz und einen außenringgeführten Käfig. Der Außenring ähnelt zwar dem eines Rillenkugellagers, aber der Laufbahnquerschnitt unterscheidet sich hiervon deutlich: Die Laufbahn eines Rillenkugellagers ist kreisförmig ausgebildet. Der Außenring eines Vierpunktlagers hat zwei Thomas Forster ist Manager Development Office Steyr bei SKF in Österreich 01 Versatz der Außenringlaufbahnen 02 Theoretische Lastübertragung bei einem Vierpunktlager: rein radiale Belastung 56 antriebstechnik 4/2016

WÄLZ- UND GLEITLAGER Konstruktion der Außenringlaufbahnen ist es möglich, den Berührungswinkel, der standardmäßig 35 ° beträgt, und das Axialspiel unabhängig voneinander festzulegen. Das heißt, ein bestimmtes Axialspiel kann vorgegeben werden, ohne dass die Schmiegung (Verhältnis zwischen Laufbahnkrümmung und Kugeldurchmesser) geändert werden muss. Ein Lager mit einem Berührungswinkel von 35 ° erfordert hohe Schultern, und ein solches Lager mit einem einteiligen Innenring lässt sich nicht mit einer angemessenen Anzahl von Kugeln bestücken. Der geteilte Innenring eines Vierpunktlagers ermöglicht die Unterbringung einer maximalen Anzahl von Kugeln, die lediglich durch die Breite der Käfigstege begrenzt wird. Theoretisch hat eine Kugel vier unterschiedliche Berührungspunkte an den Ringen. Dies ist der Fall, wenn nur eine radiale Belastung einwirkt. In realen Anwendungen kommt diese Belastungssituation so gut wie nicht vor. Besonders relevant sind aber Belastungssituationen mit rein axialen Belastungen. In diesen Fällen wird die Belastung nur an zwei diagonal voneinander liegenden Berührungspunkten übertragen. Wenn die Richtung der Axialbelastung geändert wird, wandern die Berührungspunkte an die jeweils entgegengesetzte Stelle. Deshalb kann diese Lagerart Axialbelastungen in beiden Richtungen aufnehmen. Bei Anwendungen mit kombinierten Belastungen, aber dominierender Axialbelastung, müssten von einreihigen Schrägkugellagern zwei gleiche Lager entweder in O- oder X-Anordnung gepaart werden, um die gleiche Funktionalität zu erzielen. Demgegenüber lassen sich mit einem Vierpunktlager sehr platzsparende Lagerlösun­ 03 Mögliche Lastübertragung bei einem Vierpunktlager: axiale Belastungen und Berührung an zwei Punkten (links) und axiale Belastungen und bis zu einem gewissen Grad auch radiale Belastungen 04 Explosionsansicht des Lagers gen realisieren: Zwei einreihige Schrägkugellager können durch ein Vierpunktlager ersetzt werden. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist, dass bei Vierpunktlagern dominante Axiallasten auftreten, damit sie einwandfrei betrieben werden können. SKF empfiehlt ein Belastungsverhältnis von F a /F r > 1,27. Die Vierpunktlager von SKF sind standardmäßig mit einem Fensterkäfig aus Mes­ IHR SYSTEMLIEFERANT FÜR KUNDENSPEZIFISCHE WÄLZLAGER- UND LINEARTECHNIKLÖSUNGEN ■ Kreatives Engineering ■ Kundenspezifische Lösungen ■ Reduktion Entwicklungskosten -30 % VORSPRUNG SCHAFFEN Eisentalstraße 32 71332 Waiblingen Telefon: +49 7151 16506-00 Telefax: +49 7151 16506-80 info@knapp-waelzlagertechnik.de www.knapp-waelzlagertechnik.de Knapp.indd 1 26.02.2016 10:16:46 antriebstechnik 4/2016 57

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