Abmessungsnormen
Die Hauptabmessungen der Tonnenlager entsprechen DIN 635-1:2010. Nennmaße der Tonnenlager.
Kantenabstände
Die Grenzmaße für Kantenabstände entsprechen DIN 620-6:2004. Übersicht und Grenzwerte ➤ Abschnitt.
Toleranzen
Die Toleranzen für die Maß- und Laufgenauigkeit der Tonnenlager entsprechen der Toleranzklasse Normal nach ISO 492:2014. Toleranzwerte nach ISO 492 ➤ Tabelle.
Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen zeigt ➤ Tabelle sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.
Nachsetzzeichen und ihre Bedeutung
Nachsetzzeichen
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Bedeutung der Nachsetzzeichen
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C2
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Radialluft C2 (kleiner als normal)
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Sonderausführung, auf Anfrage
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C3
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Radialluft C3 (größer als normal)
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Üblich bei Lagern mit kegeliger Bohrung, bei Lagern mit zylindrischer Bohrung auf Anfrage
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C4
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Radialluft C4 (größer als C3)
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Sonderausführung, auf Anfrage
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CN
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Radialluft CN (normal)
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Standard bei Lagern mit zylindrischer Bohrung, bei Lagern mit kegeliger Bohrung auf Anfrage
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K
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kegelige Bohrung, Kegel 1:12
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Standard
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MB
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Massivkäfig aus Messing, Führung am Innenring
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Standard, Käfigwerkstoff abhängig von der Bohrungskennzahl
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TVP
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Massivkäfig aus glasfaserverstärktem Polyamid PA66
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Standard, Käfigwerkstoff abhängig von der Bohrungskennzahl |
Beispiele zur Bildung der Lagerbezeichnung
Die Bezeichnung der Lager folgt einem festgelegten Schema. Beispiele ➤ Bild und ➤ Bild. Für die Bildung der Kurzzeichen gilt DIN 623-1 ➤ Bild.
Tonnenlager mit zylindrischer Bohrung: Aufbau des Kurzzeichens
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Tonnenlager mit kegeliger Bohrung und Spannhülse: Aufbau des Kurzzeichens
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Dynamische äquivalente Lagerbelastung
P = Fr bei rein radialer Belastung konstanter Größe und Richtung
Die zur Dimensionierung dynamisch beanspruchter Lager verwendete Lebensdauer-Grundgleichung L = (Cr/P)p setzt eine Belastung konstanter Größe und Richtung voraus. Bei Radiallagern ist das eine rein radiale Belastung Fr. Ist dies gegeben, wird in die Lebensdauergleichung für P die Lagerbelastung Fr eingesetzt (P = Fr).
P ist eine Ersatzkraft bei kombinierter Belastung und bei verschiedenen Lastfällen
Trifft diese Bedingung nicht zu, muss zur Lebensdauerberechnung zunächst eine konstante Radialkraft bestimmt werden, die (was die Lebensdauer betrifft) eine gleichwertige Beanspruchung darstellt. Diese Kraft wird dynamische äquivalente Lagerbelastung P genannt.
Für dynamisch belastete Tonnenlager gilt zur Ermittlung von P ➤ Formel.
Dynamische äquivalente Belastung
Legende
P |
N |
Dynamische äquivalente Lagerbelastung
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Fr |
N |
Radiale Belastung
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Fa |
N |
Axiale Belastung
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Statische äquivalente Lagerbelastung
Werden Tonnenlager statisch belastet, gilt ➤ Formel.
Statische äquivalente Belastung
Legende
P0 |
N |
Statische äquivalente Lagerbelastung
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F0r, F0a |
N |
Größte auftretende radiale oder axiale Belastung (Maximalbelastung)
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Statische Tragsicherheit
S0 = C0/P0
Neben der nominellen Lebensdauer L (L10h) ist immer auch die statische Tragsicherheit S0 zu überprüfen ➤ Formel.
Statische Tragsicherheit
Legende
S0 |
- |
Statische Tragsicherheit
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C0 |
N |
Statische Tragzahl
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P0 |
N |
Statische äquivalente Lagerbelastung
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Um Schlupfschäden zu vermeiden, ist eine radiale Mindestbelastung von P > C0r/60 notwendig
Damit zwischen den Kontaktpartnern kein Schlupf auftritt, müssen die Tonnenlager stets ausreichend hoch belastet sein. Erfahrungsgemäß ist dazu eine radiale Mindestbelastung in der Größenordnung von P > C0r/60 erforderlich. In den meisten Fällen ist die Radiallast allerdings durch das Gewicht der gelagerten Teile und die äußeren Kräfte schon höher als die erforderliche Mindestbelastung.
Ist die radiale Mindestbelastung niedriger als oben angegeben, bitte bei Schaeffler rückfragen.
Lagerringe auf ganzem Umfang und ganzer Breite abstützen
Damit die Tragfähigkeit der Lager voll genutzt werden kann und die geforderte Lebensdauer erreicht wird, müssen die Lagerringe durch Auflageflächen auf ihrem ganzen Umfang und über die volle Laufbahnbreite fest und gleichmäßig abgestützt werden. Die Abstützung ist als zylindrische oder kegelige Sitzfläche ausführbar ➤ Bild bis ➤ Bild. Die Sitz- und Auflageflächen sollen nicht durch Nuten, Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen unterbrochen sein. Die Genauigkeit der Gegenstücke muss bestimmten Anforderungen entsprechen ➤ Tabelle bis ➤ Tabelle.
Radiale Befestigung – Passungsempfehlungen für Lager mit zylindrischer Bohrung
Für eine sichere radiale Befestigung sind feste Passungen notwendig
Neben der ausreichenden Abstützung der Ringe müssen die Lager auch radial sicher befestigt werden, damit die Lagerringe auf den Gegenstücken unter Last nicht wandern. Das geschieht im Allgemeinen durch feste Passungen zwischen den Lagerringen und den Gegenstücken. Werden die Ringe nicht ausreichend oder fehlerhaft befestigt, kann dies zu schweren Schäden an den Lagern und angrenzenden Maschinenteilen führen. Bei der Wahl der Passungen sind Einflussgrößen wie Umlaufverhältnisse, die Höhe der Belastung, die Lagerluft, Temperaturverhältnisse, die Ausführung der Gegenstücke und Ein- und Ausbaumöglichkeiten zu berücksichtigen.
Treten stoßartige Belastungen auf, sind feste Passungen (Übergangs- oder Übermaßpassung) notwendig, damit sich die Ringe zu keinem Zeitpunkt lockern. Zu Spiel-, Übergangs- oder Übermaßpassung ➤ Tabelle und ➤ Tabelle.
Bei der Gestaltung der Lagerung sind die folgenden Angaben aus den technischen Grundlagen zu berücksichtigen:
- Umlaufverhältnisse ➤ Link
- Toleranzklassen für zylindrische Wellensitze (Radiallager) ➤ Tabelle
- Wellenpassungen ➤ Tabelle
- Toleranzklassen für Lagersitze in Gehäusen (Radiallager) ➤ Tabelle
- Gehäusepassungen ➤ Tabelle
- Wellentoleranzen für Spann- und Abziehhülsen ➤ Tabelle.
Axiale Befestigung – Befestigungsarten für Lager mit zylindrischer Bohrung
Die Lager müssen auch in axialer Richtung sicher festgelegt sein
Da eine feste Passung allein meist nicht ausreicht, die Lagerringe auf der Welle und in der Gehäusebohrung auch in axialer Richtung sicher festzulegen, muss dies in der Regel durch eine zusätzliche axiale Befestigung bzw. Sicherung erfolgen. Die axiale Fixierung der Lagerringe ist auf die Art der Lageranordnung abzustimmen. Geeignet sind prinzipiell Wellen- und Gehäuseschultern, Gehäusedeckel, Muttern, Abstandsringe, Sicherungsringe, Spann- und Abziehhülsen usw.
Befestigung der Lager mit kegeliger Bohrung
Befestigung mit Nutmutter und Sicherungsblech
Wird ein Lager mit kegeliger Bohrung direkt auf einem kegeligen Zapfen montiert, kann die axiale Befestigung des Lagers montagefreundlich mit Nutmutter und Sicherungsblech erfolgen ➤ Bild.
Tonnenlager mit kegeliger Bohrung, direkt auf kegeligem Wellenzapfen montiert
Kegeliger Zapfen mit Befestigungsgewinde
Nutmutter
Sicherungsblech
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Befestigung der Lager mit Spannhülse
Die Montage kann schnell und sicher mit Schlüsselsätzen von Schaeffler erfolgen
Tonnenlager mit kegeliger Bohrung können mittels Spannhülse auf glatter oder abgesetzter Welle montagefreundlich und betriebssicher befestigt werden ➤ Bild. Eine zusätzliche Sicherung der Spannhülsen auf der Welle ist nicht notwendig. Auf glatten Wellen sind die Lager an beliebiger Stelle auf der Welle positionierbar. Zur axialen Belastbarkeit von Lagerungen mittels Spannhülsenverbindung ➤ Abschnitt.
Tonnenlager mit Spannhülse, auf glatter Welle befestigt
Spannhülse
Nutmutter
Sicherungsblech
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Befestigung mit Spannhülse, axiale Abstützung durch einen Stützring
Bei höheren axialen Kräften kann zur axialen Abstützung auch ein Stützring verwendet werden ➤ Bild. Dabei sind die Anschlussmaße des Stützrings Ba und db in den Produkttabellen zu beachten.
Abgesetzte Welle, axiale Abstützung durch einen Stützring
Spannhülse
Nutmutter
Sicherungsblech
Stützring
Wellenschulter
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Maß-, Form- und Laufgenauigkeit für zylindrische Lagersitze
Für den Wellensitz mindestens IT6, für den Gehäusesitz mindestens IT7 vorsehen
Die Genauigkeit des zylindrischen Lagersitzes auf der Welle und im Gehäuse soll der Genauigkeit des eingesetzten Lagers entsprechen. Bei Tonnenlagern mit der Toleranzklasse Normal soll der Wellensitz mindestens dem Grundtoleranzgrad IT6, der Gehäusesitz mindestens IT7 entsprechen. Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitzflächen ➤ Tabelle, Toleranzen t1 bis t3 entsprechend ➤ Bild. Zahlenwerte für die IT-Qualitäten ➤ Tabelle.
Richtwerte für die Form- und Lagetoleranzen der Lagersitzflächen