Ein Lager kann sämtliche Angaben im Datenblatt erfüllen und dennoch bereits in der ersten Einsatzwoche ausfallen – nicht wegen eines Fertigungsfehlers, sondern aufgrund von Einflüssen nach dem Auspacken. Falsch eingestellte Vorspannung und unentdeckter Rundlauf sind zwei der häufigsten Ursachen; beides lässt sich prüfen, noch bevor die Maschine ihre Nenndrehzahl erreicht.
Dieser Beitrag behandelt ausschließlich die Prüfschritte nach der Montage. Wenn Sie noch zwischen O-, X- oder Tandemanordnung abwägen oder zunächst eine Einführung in die Funktion der Vorspannung benötigen, bietet unser Leitfaden zu Spindelkugellagern diese Aspekte separat ab. Im Fokus steht hier eine engere und praxisnähere Frage: Wie lässt sich nach dem Einbau in das Gehäuse sicherstellen, dass das Lager korrekt montiert wurde?
Der sechsstufige Abnahmeablauf
Ausgelassene oder in der falschen Reihenfolge ausgeführte Schritte sind der häufigste Grund dafür, dass Abnahmeprüfungen zu irreführenden Ergebnissen führen. Wird der Rundlauf beispielsweise gemessen, bevor sich die Ringe unter Last vollständig gesetzt haben, zeigt das Bewegungen, die mit dem Lager selbst nichts zu tun haben.
Vor Stufe 2 und Stufe 4,sichern Sie, dass Welle und Antrieb von allen Energiequellen getrennt sind, die Sie nicht gezielt prüfen. Das manuelle Drehen einer Welle oder ein Probelauf mit niedriger Drehzahl an nur teilweise angeschlossenen Anlagen gehört zur üblichenLockout/Tagout-Praxis, nicht zu einer optionalen Vorsichtsmaßnahme.
Radial- und Axialrundlauf von Lagern messen
Montieren Sie eine Messuhr auf einem stabilen Stativ, das sich auf die im Zusammenbauzeichnung angegebene Bezugsfläche bezieht. Verwenden Sie alternativ einen berührungslosen Sensor, wenn die Anwendung für zuverlässige Kontaktmessungen zu schnell läuft. Für den Radialrundlauf berührt die Messspitze die Welle oder den Außendurchmesser der Bohrung; für den Axialrundlauf tastet sie eine rechtwinklige Bezugsfläche an, die senkrecht zur Achse steht.
Drehen Sie die Welle langsam und erfassen Sie die Messwerte an mehreren Winkelpositionen, statt sich auf einen einzelnen Umlauf zu verlassen. Vier bis sechs Messpunkte über mindestens zwei vollständige Umdrehungen gelten in der Praxis als üblich. Ein Einzelwert kann nicht sicher zwischen einer tatsächlichen Unrundheit und einem kurzzeitigen Fehler im Aufbau unterscheiden.
Rundlauftoleranzen sind nicht willkürlich festgelegt. Sie ergeben sich aus derselben Genauigkeitsklasse, die in der Lagerbezeichnung angegeben ist. Nach ANSI/ABMA Standard 20 (entspricht ISO 492 / DIN 620) gliedert sich der maximale Radialrundlauf des Innenrings für eine Bohrung von 10–18 mm wie folgt:
Diese Grenzwerte steigen mit dem Bohrungsdurchmesser, sodass für ein ABEC-5-Lager mit 60 mm Bohrung andere Werte gelten als für den hier dargestellten Bereich von 10–18 mm. Prüfen Sie den exakten Wert im Datenblatt Ihres konkreten Lagers, bevor Sie einen Messwert als außerhalb der Toleranz einstufen. Verwenden Sie diese Tabelle nicht für eine Bohrungsgröße, für die sie nicht ausgelegt ist.
Vorspannung von Lagern nach der Montage messen
Dies ist die Frage, die uns am häufigsten gestellt wird. Die ehrliche Antwort lautet: Es gibt kein einziges Messverfahren. In der Regel sollten Sie einen von zwei Verifizierungswegen anwenden – idealerweise beide.
Verfahren über das Anlaufdrehmoment. Bei unbelasteter Montage und ohne äußere radiale oder axiale Kraft messen Sie mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel oder Drehmomentschraubendreher das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Welle aus dem Stillstand in Drehung zu versetzen. Vergleichen Sie den Wert mit dem Sollbereich, den der Hersteller für die jeweilige Distanzring- oder Federkonfiguration vorgibt — nicht mit einem allgemeinen Kennwert aus einer anderen Lagergröße.
Verfahren über Axialverschiebung / Steifigkeit. Bringen Sie eine bekannte, geringe Axiallast auf die Welle auf und messen Sie die daraus resultierende Axialverschiebung mit einer Messuhr. Aus Last und Weg lässt sich die Steifigkeit zurückrechnen; der so ermittelte Wert kann direkt mit der Steifigkeitskennlinie im Katalog für das entsprechende Lagerpaar verglichen werden.
Beide Verfahren sind nur im Vergleich mit einem Sollwert aussagekräftig; dieser ist an Anordnung und Bohrung gebunden und hängt von der exakt vorgesehenen Toleranz der Distanzringbreite beziehungsweise der Federrate Ihrer Baugruppe ab. Anders als beim Rundlauf gibt es keinen veröffentlichten Standard, der einen universellen Vorspannwert festlegt; es handelt sich um einen Konstruktionsparameter, nicht um eine Toleranzklasse. Wenn Ihnen der Sollwert nicht vorliegt,wenden Sie sich an unser Engineering-Teamund geben Sie Ihre genaue Artikelnummer an, statt aus einer allgemeinen Tabelle zu schätzen.
Prüfen Sie dabei auch die Distanzringe bzw. die Vorspannfeder mechanisch. Bereits eine Bearbeitungsabweichung der Distanzringbreite um wenige Mikrometer verändert die wirksame Vorspannung unabhängig von den Messwerten für Drehmoment oder Verschiebung. Muss ein Distanzring ersetzt werden, vergleichen Sie das Ersatzteil zunächst mit der exakten Paarungsspezifikation Ihres Lagers. Das Mischen von Komponenten aus unserem Programm der Schrägkugellager ohne die Kompatibilität zu bestätigen, führt häufig genau zu dem Vorspannfehler, den Sie eigentlich aufdecken möchten.
Messproblem und Montageproblem sauber voneinander trennen
Bevor Sie einen Messwert als „falsch“ einstufen, sollten Sie diese fünf Punkte ausschließen — sie verursachen mehr Scheinfehler als die Lager selbst:
Ein unplausibler Rundlauf- oder Vorspannungswert in Verbindung mit einem dieser Zustände weist auf einen Montagefehler und nicht auf einen Lagerdefekt hin. Beheben Sie zunächst das Montageproblem und messen Sie erneut, bevor Sie von einem erforderlichen Lagertausch ausgehen.
Worauf Sie beim Probelauf achten sollten
Das Verlaufsmuster ist wichtiger als jeder Einzelwert. Eine Temperaturkurve, die gleichmäßig ansteigt und sich anschließend einpendelt, entspricht der normalen thermischen Stabilisierung. Steigt die Kurve jedoch weiter an, ohne sich zu stabilisieren — insbesondere wenn sich nicht nur die Lautstärke, sondern auch die Art des Geräuschs verändert —, sollten Sie anhalten und die Ursache prüfen, statt bis zur Nenndrehzahl weiterzufahren. Dasselbe gilt für Vibrationen: Eine stabile Grundlinie ist unkritisch, auch wenn die Anlage nicht völlig geräuschlos läuft; eine Grundlinie, die weiter ansteigt, sollte nicht einfach ausgesessen werden.
Fehlersuche bei Vorspannung und Rundlauf
Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Erneut messbar / einstellbar | Erfordert Demontage |
|---|---|---|---|
Hohes Anlaufmoment, die Temperatur steigt kontinuierlich an, keine ungewöhnlichen Geräusche | Zu hohe Vorspannung – falsche Distanzringbreite, Verunreinigungen, Fehlausrichtung | Nein | Ja |
Feststellbares Axialspiel, Klappern bei niedriger Drehzahl, kein Temperaturanstieg | Zu geringe Vorspannung – verschlissener oder zu kleiner Distanzring, nachlassende Feder, mit zu geringem Drehmoment angezogene Mutter | Mitunter (Anzugsdrehmoment der Mutter) | In der Regel |
Rundlauffehler in einer Richtung, ungleichmäßige Geräuschentwicklung, örtliche Erwärmung auf einer Seite | Fehlausrichtung – Maß- oder Rechtwinkligkeitsfehler der Gehäusebohrung bzw. des Absatzes | Nein | Ja |
Unregelmäßige oder inkonsistente Drehmomentkennlinie, zeitweilige Geräusche | Kontamination – Verunreinigungen in der Laufbahn oder an den Dichtungen | Nein | Ja |
Wenn sich eines dieser Symptome bereits zu sichtbaren Schäden an der Laufbahn entwickelt hat – Abplatzungen, Verfärbungen, Brinelling –, ist die Prävention bereits überschritten und die Ursachenanalyse erforderlich. Unser Artikel zu den häufigen Ausfallarten behandelt diese Themen separat.
Was bei der Abnahme zu dokumentieren ist
Eine Prüfung, die nicht dokumentiert ist, lässt sich später nur schwer belegen – etwa im Gewährleistungsfall, bei einer Schadensanalyse oder bei der Übergabe an die nächste Schicht. Das Abnahmeprotokoll sollte mindestens folgende Angaben enthalten:
FAQ
Wie oft sollten Vorspannung und Rundlauf nach der Montage erneut geprüft werden?
Prüfen Sie nach jeder Demontage erneut, nach längerer Lagerung vor der Inbetriebnahme sowie in den vom Maschinenhersteller für die geplante Wartung vorgegebenen Intervallen – nicht nur einmal unmittelbar nach der Erstmontage.
Lässt sich die Lager-Vorspannung auch ohne Spezialwerkzeuge messen?
Das Anlaufdrehmoment lässt sich mit einem standardmäßigen, kalibrierten Drehmomentschlüssel abschätzen, über den die meisten Instandhaltungswerkstätten bereits verfügen. Für die Prüfung der axialen Steifigkeit sind eine Messuhr und eine definierte Prüflast erforderlich – ohne eine dieser beiden Messanordnungen handelt es sich eher um eine Schätzung als um eine Messung.
Ist eine Messuhr ausreichend genau, oder benötige ich einen berührungslosen Messaufnehmer?
Für Abnahmeprüfungen bei niedrigen Drehzahlen ist eine Messuhr das gängige und ausreichende Verfahren. Berührungslose Messaufnehmer sind vor allem für die dynamische Rundlaufcharakterisierung bei hohen Drehzahlen relevant – nicht für eine einmalige Prüfung nach der Montage.
Was gilt, wenn die gemessene Vorspannung nicht dem Katalogwert entspricht?
Prüfen Sie zunächst die Abmessungen der Distanzringe und das Anzugsmoment der Nutmutter, bevor Sie von einem defekten Lager ausgehen – eine Abweichung ist in der Regel auf die Montage zurückzuführen und nicht auf das Lager selbst. Lässt sich die Ursache danach weiterhin nicht klären, empfiehlt sich ein Gespräch mit unserem Anwendungstechnik-Team, möglichst unter Angabe der konkreten Artikelnummer und der vorliegenden Messwerte.
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