Häufige Ausfallarten von Schrägkugellagern – und wie Sie ihnen vorbeugen

Schrägkugellagerkommen in einigen der anspruchsvollsten Maschinen zum Einsatz, die heute gebaut werden – in Traktionsmotoren für Elektrofahrzeuge, Gelenken humanoider Roboter, Hochgeschwindigkeitsspindeln von Werkzeugmaschinen und präzisen Servoantrieben. Ihre Fähigkeit, kombinierte radiale und axiale Belastungen bei hohen Drehzahlen aufzunehmen, ist genau der Grund, warum sie für diese Anwendungen ausgewählt werden. Diese Vielseitigkeit bedeutet jedoch zugleich, dass es deutlich mehr potenzielle Fehlerursachen gibt als bei einem einfachen Rillenkugellager.

Für viele Ingenieure überraschend ist vor allem dies: Die meisten Ausfälle von Schrägkugellagern entstehen nicht dadurch, dass das Lager einfach „verschleißt“. Felduntersuchungen in der Industrie führen den Großteil vorzeitiger Ausfälle übereinstimmend auf wenige vermeidbare Hauptursachen zurück – fehlerhafte Montage, Verunreinigungen, unzureichende Schmierung oder Fehlausrichtung. In elektrifizierten und hochautomatisierten Anlagen kommt zunehmend ein weiterer Auslöser hinzu: elektrische Erosion durch Frequenzumrichter.

Dieser Leitfaden beschreibt die häufigsten Schadensbilder bei Schrägkugellagern, ihre jeweiligen Ursachen, typische Erkennungsmerkmale und – vor allem – geeignete Maßnahmen zur Vorbeugung, bevor es zu ungeplanten Stillstandszeiten kommt.

Schadensarten im Überblick

Bevor wir die einzelnen Schadensmechanismen im Detail betrachten, finden Sie nachfolgend eine kompakte Referenztabelle zur ersten Eingrenzung des Schadensbildes.

Tabelle 1 – Häufige Schadensarten bei Schrägkugellagern

Oberflächenermüdung (Abplatzungen)

Abplatzungen – mitunter auch als Schälungen bezeichnet – sind der klassische Ausfallmechanismus von Wälzlagern und das Schadensbild, an das viele Ingenieure bei „Lagerschaden“ zuerst denken. Es handelt sich um einen Ermüdungsprozess: Jedes Mal, wenn ein Wälzkörper über einen Punkt der Laufbahn rollt, wird dieser Bereich einer Druckspannungsbeanspruchung ausgesetzt. Über Millionen von Lastwechseln entstehen unterhalb der Kontaktoberfläche Risse, die sich langsam nach oben ausbreiten, bis sich ein Materialstück löst und eine Mulde zurückbleibt.

Abplatzungen an sich sind nicht zwangsläufig ein Konstruktions- oder Fertigungsfehler – jedes Lager, das innerhalb seiner Bemessungslebensdauer betrieben wird, unterliegt irgendwann der Ermüdung. Kritisch ist vorzeitiges Abplatzen, das deutlich vor der berechneten L10-Lebensdauer auftritt und nahezu immer auf Überlast, eine zu klein ausgelegte Lagerauswahl oder Verunreinigungen als Spannungskonzentrator am Entstehungsort hinweist.

So beugen Sie vor:

• Prüfen Sie die dynamische Tragzahl (C) anhand der tatsächlichen Betriebsbelastungen, einschließlich Stoß- und Spitzenlasten – nicht nur anhand der Nennbetriebsbelastung.

• Berechnen Sie die L10-Lebensdauer neu, sobald sich Drehzahl, Last oder Belastungszyklus in einer Anwendung ändern.

• Halten Sie Verunreinigungen von der Laufbahn fern (siehe Abschnitt 5) – eingedrungene Partikel erzeugen Spannungsspitzen, die die Rissbildung beschleunigen.

• Überwachen Sie das Schwingungsverhalten; Abplatzungen erzeugen lange vor einer sicht- oder hörbaren Schädigung eine charakteristische, wiederkehrende Stoßfrequenz.

Falsches Brinelling

Falsches Brinelling tritt auf, wenn ein Lager stillsteht, aber Schwingungen geringer Amplitude ausgesetzt ist – etwa während Transport und Versand oder auch im Stillstand einer Maschine, die durch einen benachbarten Prozess in Schwingung versetzt wird. Da sich die Wälzkörper nicht drehen, schwingen sie an festen Punkten der Laufbahn nur in kleinsten Bögen. Dadurch wird der Schmierfilm an diesen Stellen abgetragen und Reibkorrosion verursacht; zurück bleiben glänzende, rotbraune Eindruckstellen mit exakt dem Wälzkörperabstand.

Dieser Ausfallmechanismus gewinnt aus zwei aktuellen Gründen zunehmend an Bedeutung: Komponenten für Elektrofahrzeuge und Baugruppen von Robotern verbringen vor der Inbetriebnahme häufig Wochen im Transport oder in der Lagerung, und die Stillstandszeiten zwischen Produktionsläufen haben in vielen automatisierten Linien zugenommen. In beiden Fällen sind stationäre Lager genau jenen Schwingungsbedingungen ausgesetzt, die falsches Brinelling verursachen.

So beugen Sie vor:

• Verwenden Sie Wellenverriegelungen oder Transportsicherungen, um Relativbewegungen während des Transports zu vermeiden.

• Vor einer längeren Einlagerung ein korrosionshemmendes Fett auftragen.

• Soweit möglich, Wellen an stillgesetzten Anlagen regelmäßig drehen, damit sich der Schmierfilm neu verteilt und feste Kontaktstellen vermieden werden.

• Wälzlager während der Lagerung von externen Schwingungsquellen wie benachbarten Pressen, Kompressoren oder Förderanlagen entkoppeln.

Echtes Brinelling

Echtes Brinelling ist ein mechanischer und kein ermüdungsbedingter Schaden. Ursache ist ein einzelnes Überlastereignis oder eine wiederholte Stoßbelastung, die den Laufbahnring dauerhaft über die elastische Grenze hinaus verformt. Die häufigste Ursache ist eine unsachgemäße Montage: Wird ein Lager durch Schläge auf den Außenring auf eine Welle gepresst, sodass die Kraft über die Wälzkörper eingeleitet wird, statt über den Innenring, oder wird ein Lager bei der Handhabung fallen gelassen, kann es zu dieser Schädigung kommen.

Praxis-Tipp: Sind die Eindrücke exakt im Abstand der Wälzkörper angeordnet und mit dem Fingernagel deutlich spürbar, handelt es sich um echtes Brinelling. In der Regel ist der Schaden bereits bei der Montage entstanden und nicht im Betrieb.

So beugen Sie vor:

• Die Montagemit Kraft ist stets über den jeweils passenden Ring einzuleiten: bei Wellepassungen über den Innenring, bei Gehäusepassungen über den Außenring.

• Bei Presssitzen sollten, sofern die Bohrungsabmessung es zulässt, Induktionserwärmer statt mechanischer Kraft eingesetzt werden.

• Verwenden Sie geeignete Montagemanschetten und hydraulische Pressen anstelle von Hämmern oder improvisierten Werkzeugen.

• Während des Transports oder der Montage der Baugruppe dürfen axiale Stoßlasten niemals durch das Lager eingeleitet werden.

Mangelschmierung und Schmierstoffabbau

Schrägkugellager sind auf einen durchgängigen, korrekt ausgelegten Schmierfilm angewiesen, damit Wälz- und Gleitflächen voneinander getrennt bleiben. Ist der Schmierstoff ungeeignet – etwa bei falscher Viskosität für Drehzahl und Temperatur, unzureichender Menge oder gealtertem Fett nach Ablauf des Einsatzintervalls – kommt es rasch zu Metallkontakt. Die Folge sind Riefenbildung, adhäsiver Verschleiß und Wärmeentwicklung, die das Problem weiter verschärft.

Besonders kritisch ist dies bei Hochgeschwindigkeitsspindeln und Traktionsmotoren, da der DN-Wert (Bohrungsdurchmesser × rpm) bereits vorgibt, ob Schmierung mit Fett, Öl-Luft oder Ölstrahl überhaupt sinnvoll einsetzbar ist.

So beugen Sie vor:

• Wählen Sie die Viskosität des Schmierstoffs auf Basis der tatsächlichen Betriebsdrehzahl und Temperatur – nicht einfach ein allgemeines „Wälzlagerfett“.

• Berechnen Sie die Nachschmierintervalle anhand von Lastkollektiv und Temperatur und verlassen Sie sich nicht pauschal auf allgemeine OEM-Standardwerte für unterschiedliche Anwendungen.

• Bei High-DN-Anwendungen sollte anstelle von Fett die Öl-Luft- oder Ölstrahlschmierung geprüft werden.

• Überwachen Sie die Betriebstemperatur des Lagers; ein stetiger Anstieg ist häufig das früheste Anzeichen für einen Schmierstoffabbau.

Eintritt von Verunreinigungen

Harte Partikel – etwa Metallspäne, Staub, Sand oder sogar ausgehärtete Schmierstoffrückstände – wirken in der Laufbahn wie feine Schleifmittel. Jedes Partikel, das die Kontaktzone zwischen Wälzkörper und Laufbahn durchläuft, hinterlässt eine kleine Eindellung. Solche eingedellten Oberflächen werden zu Ausgangspunkten für Ermüdungsrisse und beschleunigen die oben beschriebene Ausmarterung.

So beugen Sie vor:

• Passen Sie die Dichtungsart – kontaktierend, berührungslos oder abgeschirmt – an die tatsächliche Verschmutzungsumgebung an. Eine berührungslose Dichtung auf einem staubigen Gießereiboden ist ein hohes Risiko.

• Montieren Sie Wälzlager unter sauberen, kontrollierten Bedingungen; schon gewöhnlicher Werkstattstaub genügt, um bei Präzisionslagern frühzeitig Schäden anzustoßen.

• Bei ölschmierenden Systemen sollte eine Leitungsfiltration mit auf die Empfindlichkeit des Lagers abgestimmter Filtrationsleistung vorgesehen und der Filterzustand überwacht werden.

• Prüfen und reinigen Sie Lagergehäuse vor dem Einbau eines neuen Lagers gründlich – alte Verunreinigungen sind eine häufige, oft übersehene Ursache für Ausfälle trotz Neulagers.

Fehlausrichtung und Montagefehler

Schrägkugellager tolerieren ein gewisses Maß an Relativverkippung zwischen Innen- und Außenring – dies ist dieWinkel-Freiheit (ɑo), derselbe Parameter, den wir bereits in unserem früheren Beitrag zu den Zusammenhängen der internen Lagerluft behandelt haben. Probleme entstehen, wenn die tatsächliche Einbauschiefstellung – verursacht durch Wellendurchbiegung, Fehler im Gehäusebohrungsmaß oder eine nicht rechtwinklige Montagefläche – diese Winkel-Freiheit überschreitet.

In diesem Fall berühren die Wälzkörper die Laufbahn nicht mehr über die gesamte vorgesehene Kontaktellipse – sie laufen zum Rand hin. Dadurch konzentriert sich die Last auf eine deutlich kleinere Fläche, was die lokale Kontaktspannung stark erhöht und sich bei der Inspektion als asymmetrischer Verschleißstreifen zeigt.

So beugen Sie vor:

• Halten Sie die Toleranzen von Welle und Gehäuse innerhalb der vom Lagerhersteller vorgegebenen Grenzwerte – bei einer Präzisionspassung reicht „ungefähr passend“ nicht aus.

• Prüfen Sie vor der Montage die Rechtwinkligkeit von Schulterflächen und Gehäusebohrungen; eine schräg ausgeführte Schulter führt zwangsläufig zu einem schräg eingebauten Lager.

• Verwenden Sie bei gekoppelten Antriebssträngen Laserausrichtsysteme für die Wellenjustage statt einer Schätzung mit der Richtkante.

• Wenn konstruktiv eine gewisse Fehlausrichtung unvermeidbar ist, sollten Sie selbstausrichtende Lagertypen in Betracht ziehen, statt ein Standard-Schrägkugellager zur Kompensation zu zwingen.

Falsche Vorspannung

Die Vorspannung – die innere axiale Kraft, die über ein Lagerpaar eingebracht wird, meist mittels geschliffener Distanzringe oder einer Feder – eliminiert die Lagerluft bereits vor dem ersten Lauf der Maschine. Sie ist entscheidend für Steifigkeit und Positioniergenauigkeit, muss jedoch sorgfältig abgestimmt werden und ist kein Parameter nach dem Motto „viel hilft viel“.

Tabelle 2 – Auswirkungen einer falschen Vorspannung

So beugen Sie vor:

• Berechnen Sie die Vorspannung anhand der Herstellerangaben zur Duplex-Anordnung — übernehmen Sie kein Distanzstückmaß aus einer anderen Lagergröße oder Baureihe.

• Bei Anwendungen mit erheblicher thermischer Längenänderung, etwa Traktionsmotoren in Elektrofahrzeugen unter wechselnder Last, sollte statt fester Distanzstücke eine Federvorspannung in Betracht gezogen werden, um die Vorspannkraft über Temperaturänderungen hinweg konstant zu halten.

• Prüfen Sie die tatsächliche Vorspannung nach der Montage mithilfe von Drehmoment- oder Steifigkeitsmessungen und nicht allein anhand des rechnerischen Distanzstückmaßes.

• Überprüfen Sie die Vorspannung nach jeder Überholung erneut — wiederverwendete, auf einen früheren Lagersatz geschliffene Distanzstücke sind eine häufige Ursache für falsche Vorspannung.

Elektrische Erosion (Riffelbildung) — das Thema 2026

Dieser Ausfallmechanismus tauchte früher in den meisten Listen der häufigsten Ursachen nicht auf — inzwischen jedoch immer öfter. Mit steigenden Schaltfrequenzen von Umrichtern in Traktionsmotoren für Elektrofahrzeuge, Servoantrieben und Roboter-Gelenkantrieben sind Streuströme auf der Welle, verursacht durch hochfrequentes PWM-Schalten, zu einer gut dokumentierten Ursache für vorzeitige Lagerausfälle geworden.

Warum dies 2026 häufiger auftritt:Moderne Frequenzumrichter erzeugen als Nebenprodukt schneller Schaltvorgänge Gleichtaktspannung. Ohne einen niederohmigen Weg zur Erde sucht sich diese Spannung einen Pfad über die Motorwelle — und das Lager ist mit seinem dünnen Schmierfilm als vorübergehendem Dielektrikum oft der einzige verfügbare Weg. Wenn der Schmierfilm zusammenbricht, entlädt sich der Strom über den Kontakt zwischen Wälzkörper und Laufbahn wie ein winziger Funkenerosionsimpuls (EDM).

Jeder Entladungsimpuls ist mikroskopisch klein, tritt im Betrieb jedoch tausendfach pro Sekunde auf. Mit der Zeit führt die kumulative Grübchenbildung zu einem wiederkehrenden wellenförmigen Muster — der Riffelbildung —, das im fortgeschrittenen Schadensstadium mit bloßem Auge sichtbar wird und sich schon deutlich früher als charakteristisches hochfrequentes Surren oder Brummen bemerkbar macht.

So beugen Sie vor:

• Montieren Sie Wellenerdungsringe oder Bürsten, um einen niederohmigen Ableitpfad bereitzustellen, der das Lager vollständig umgeht.

• Setzen Sie elektrisch isolierte Lager ein, etwa keramisch beschichtete Ausführungen oder Hybridlager mit Keramikkugeln, und zwar an der Stelle mit der höchsten Belastung durch Wellenströme, typischerweise am nicht angetriebenen Lagerende.

• Setzen Sie in Anwendungen, in denen eine elektrische Isolierung nicht praktikabel ist, ein leitfähiges Fett ein, damit sich die Entladungsenergie verteilt und nicht punktuell konzentriert.

• Arbeiten Sie mit dem Antriebshersteller an einer Gleichtaktfilterung; die Ursache an der Quelle zu beheben, ist oft wirkungsvoller, als jedes nachgelagerte Lager zusätzlich abzusichern.

Korrosion

Feuchtigkeit – aus feuchter Lagerung, Nassreinigungsbereichen oder Kondensation bei Temperaturwechseln – reagiert mit ungeschütztem Wälzlagerstahl und führt zu Oberflächenrost. Bereits leichte Korrosion genügt, um die Laufbahn aufzurauen, den Schmierfilm zu stören und den Verschleiß zu beschleunigen; in Außenanwendungen oder im marinen Umfeld kann dies sogar der dominierende Ausfallmechanismus sein.

So beugen Sie vor:

• Lagern Sie nicht montierte Lager in der Originalverpackung mit VCI-Papier (Vapor Corrosion Inhibitor) unter klimatisch kontrollierten Bedingungen.

• Setzen Sie für Nassreinigungs-, Marine- oder Hochfeuchteanwendungen korrosionsbeständige Beschichtungen oder Edelstahl-Lager ein.

• Stellen Sie sicher, dass die Dichtungen für die tatsächliche Feuchtebelastung ausgelegt sind – ein Standarddeckblech ersetzt in nasser Umgebung keine berührende Dichtung.

• Berücksichtigen Sie das Kondensationsrisiko ausdrücklich in Anwendungen mit starken Temperaturschwankungen, etwa bei Heizelementen oder Entlüftungsöffnungen an abgedichteten Gehäusen.

Tabelle zur diagnostischen Fehlerbehebung

Wenn ein Lager bereits ausgefallen ist, spart die Rückverfolgung vom Symptom zur wahrscheinlichen Ursache erheblich Zeit in der Analyse. Verwenden Sie diese Tabelle als Ausgangspunkt bei der Schadensuntersuchung.

Tabelle 3 — Symptomorientierter Diagnoseleitfaden

Präventions-Checkliste

Die meisten der oben beschriebenen Ausfallarten lassen sich auf wenige beeinflussbare Faktoren zurückführen. Diese Checkliste bündelt die Präventionsmaßnahmen in einer einzigen Referenz für Konstruktionsprüfung, Abnahme der Installation oder Instandhaltungsplanung.

Tabelle 4 — Präventions-Checkliste nach Kategorien

Der Wandel hin zur vorausschauenden Instandhaltung

Jeder der genannten Ausfallmechanismen erzeugt letztlich eine messbare Signatur – eine Veränderung im Schwingungsspektrum, eine Temperaturdrift oder ein akustisches Muster – lange bevor das Lager tatsächlich festgeht. Genau darauf beruht der Trend zu PdM-Lösungen, die 2026 zur Standardausstattung zählen: drahtlose Schwingungs- und Temperatursensoren direkt am Lagergehäuse übertragen ihre Daten an Condition-Monitoring-Software, die Abweichungen vom unauffälligen Referenzzustand erkennt.

Neu ist nicht die Sensorik selbst – die Schwingungsanalyse ist seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil der Instandhaltung –, sondern die Verfügbarkeit der Auswertung. Auf Basis gekennzeichneter Fehlerdaten trainierte Machine-Learning-Modelle können heute allein aus der Frequenzsignatur erkennen, welcher Ausfallmechanismus sich entwickelt, etwa Ermüdungsausbrüche, Riffelbildung oder Schmierstoffmangel. Damit entfällt in vielen Fällen die manuelle Interpretation jedes einzelnen Spektrums durch einen Schwingungsexperten. Für Flotten gleichartiger Maschinen – etwa Reihen identischer Roboterachsen oder Antriebslinien für E-Fahrzeuge – wird die Lagerzustandsüberwachung so von einer reaktiven Prüfroutine zu einem tatsächlich vorausschauenden Verfahren.

All dies ersetzt nicht die Grundlagen, die in diesem Leitfaden behandelt werden. Vorausschauende Instandhaltung zeigt Ihnen, dass sich ein Lager verschlechtert; sie erklärt jedoch nicht, warum es überhaupt vorzeitig geschädigt wurde. Die richtige Auslegung, Montage, Ausrichtung, Schmierung und zunehmend auch der elektrische Schutz bleiben die eigentliche Absicherung. Die Zustandsüberwachung dient lediglich dazu, die Fälle zu erfassen, in denen dennoch etwas durchgerutscht ist.

Abschließende Gedanken

Schrägkugellager sind darauf ausgelegt, unter hohen kombinierten Belastungen über viele Jahre zuverlässig zu laufen – jedoch nur, wenn die neun oben genannten Faktoren beherrscht werden. Die meisten vorzeitigen Ausfälle sind kein Rätsel; in der Regel lassen sie sich auf eine konkrete, vermeidbare Ursache zurückführen, sobald man gezielt darauf achtet. Nutzen Sie die Tabellen in diesem Leitfaden als praxisnahes Nachschlagewerk bei der Auslegungsprüfung, Montage und Schadensanalyse, und beachten Sie insbesondere den Abschnitt über elektrische Erosion erneut, wenn Ihre Anwendung einen drehzahlgeregelten Umrichterantrieb oder einen servogesteuerten Motor umfasst – gerade bei Anlagen auf dem Stand von 2026 wird dieser Fehlermechanismus besonders häufig unterschätzt.