Montageleitfaden für Bolzenstößelrollen: Last, Passung, Schmierung und typische Fehler

Ein Stützrolle mit Bolzen wirkt auf den ersten Blick einfach: eine Rolle, ein integrierter Bolzen, eine Mutter und eine Befestigungsbohrung. In der Praxis beeinflusst die Montage jedoch unmittelbar die Lastverteilung, die Bolzenauslenkung, den Laufbahnkontakt, die Schmierung und die Lebensdauer.

Der wichtigste Punkt wird dabei häufig übersehen:

Eine Stützrolle mit Bolzen ist nicht einfach ein Lager mit angeschraubtem Bolzen. Der Bolzen ist Teil des Kraftflusses.

Wenn die Stützrolle als einseitig gelagerte Laufrolle eingesetzt wird, wird die radiale Last über den Außenring, die Wälzkörper, die Lagerstruktur, den Bolzen, die Anlagefläche und das Maschinengehäuse übertragen. Eine mangelhafte Befestigungsbohrung, unzureichende Schulterabstützung, ein zu großer Überstand oder ein falsches Anzugsmoment können daher zum Ausfall führen, selbst wenn die angegebene dynamische Tragzahl des Lagers scheinbar ausreicht.

SKF weist ausdrücklich darauf hin, dass Nockenrollen nur über eine begrenzte Kontaktfläche zwischen Außenring und Laufbahn verfügen, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Lager, dessen Außenring im Gehäuse vollflächig abgestützt ist. SKF nennt daher zusätzlich zu den üblichen Grundtragzahlen separate Werte für die maximale radiale Belastung.

Dieser Leitfaden zeigt, wie Sie eine Stützrolle mit Bolzen erkennen, die passende Ausführung auswählen, sie ohne Bolzenauslenkung montieren, den Schmierweg schützen und die häufigsten Montagefehler vermeiden.

Was ist eine Stützrolle mit Bolzen?

Eine Stützrolle mit Bolzen, auch als Bolzenlaufrolle bezeichnet, ist ein Wälzlager, das direkt an einer Nocke, Laufbahn, Führung oder Gegenlaufbahn betrieben wird.

Im Unterschied zu einem Standardlager wird der Innenring durch einen integrierten Bolzen ersetzt.

Eine typische Ausführung umfasst:

• Außenring – das Bauteil mit Laufbahnkontakt.

• Wälzkörper – in der Regel Nadeln oder Zylinderrollen.

• Bolzen – die mit dem Lager integrierte Welle.

• Schulter oder Bund – stützt die Rolle axial gegen die Montagefläche ab.

• Gewindeende – führt durch das Maschinenteil und nimmt eine Mutter auf.

• Schmierkanäle – je nach Ausführung kann das Fett über den Bolzenkopf, das Gewindeende oder eine radiale Bohrung zugeführt werden.

• Mitnahmeelement – Innensechskant oder Schraubendrehschlitz, um eine Verdrehung des Bolzens bei der Montage zu verhindern.

• Dichtungen oder Schutzscheiben – je nach Ausführung und Einsatzumgebung.

Die konkrete Ausführung variiert je nach Hersteller und Baureihe. So können SKF-KR-Ausführungen – abhängig von Größe und Ausführung – mit einem Schraubendreherschlitz oder einer Sechskantaufnahme versehen sein, während exzentrische Ausführungen wie KRE zur Einstellung über einen Exzenterring verfügen. SKF kennzeichnet zudem je nach Bauart unterschiedliche Schmierwege.

Was sollten Sie vor der Montage identifizieren?

Vor der Montage eines Bolzen-Kurvenrads sollten Sie mindestens die folgenden sechs Merkmale identifizieren:

Eine hilfreiche technische Faustregel lautet:

Bewerten Sie stets das vollständige Bolzen- und Laufsystem, bevor Sie das Lager allein anhand der Tragzahl auswählen.

Warum sich die Montage von Bolzen-Kurvenrollen von der herkömmlichen Lagermontage unterscheidet

Ein konventionelles Radiallager sitzt in der Regel in einem Gehäuse. Dieses stützt den Außenring über weite Teile seines Umfangs ab.

Ein Bolzen-Kurvenrollelement verfügt über diesen Vorteil nicht.

Die Kurvenrolle läuft in der Regel mit dem Außenring auf einer vergleichsweise schmalen Laufbahn, während der Bolzen die entstehende Last über eine einzelne Befestigungsstelle abstützt.

Daraus ergeben sich zwei separate technische Fragen:

Frage 1: Kann das Lager die Last aufnehmen?

Dies hängt ab von:

• dynamischer Tragzahl,

• statischer Tragzahl,

• maximal zulässiger Radiallast,

• Ermüdungsgrenzlast,

• Drehzahl,

• Schmierung,

• erforderlicher Lebensdauer,

• Stoß- und Schwingbelastungen.

Frage 2: Kann das Montagesystem die Last aufnehmen?

Dies hängt ab von:

• Bolzendurchmesser,

• Bolzenwerkstoff und Festigkeit,

• Passung der Montagebohrung,

• Schulterauflage,

• Dicke der Montageplatte,

• Auskraglänge,

• Mutternvorspannung,

• Biegemoment,

• lokale Spannungskonzentration,

• Rahmensteifigkeit.

Diese beiden Grenzwerte sind nicht austauschbar.

SKF veröffentlicht für Kegelrollenstößel ausdrücklich sowohl die Tragzahlen als auch die maximalen Radiallastwerte. In einer Tabelle der SKF-Baureihe D52 weist beispielsweise der KR 52 PPA eine dynamische Grundtragzahl von 15,7 kN, jedoch eine maximale dynamische Radiallast von 36 kN auf; der KRV 52 PPA verfügt über eine dynamische Tragzahl von 20,9 kN und eine maximale Radiallast von 45 kN. Dabei handelt es sich um unterschiedliche technische Kenngrößen, die keinesfalls gleichgesetzt werden dürfen.

Wie montiert man einen Kegelrollenstößel mit Bolzen, ohne den Bolzen zu verbiegen?

Dies ist eine der wichtigsten Fragen bei der Montage.

Kurz gesagt:

Stützen Sie den Bolzen korrekt ab, minimieren Sie das Spiel in der Montagebohrung, stellen Sie eine vollflächige Schulterauflage sicher, halten Sie die Last möglichst nahe am abgestützten Bereich und ziehen Sie die Mutter mit dem vom Hersteller vorgegebenen Drehmoment an.

Behandeln Sie den Bolzen nicht wie eine herkömmliche Schraube, die sich einfach mit möglichst hohem Drehmoment anziehen lässt.

3.1 Die richtige Passung der Montagebohrung verwenden

SKF gibt für die Bohrung, in der der Bolzen befestigt wird, eine Montagebohrungstoleranz H7 vor. SKF weist außerdem darauf hin, dass Nockenstößel bei Stoßbelastung ohne Spiel zwischen Bolzen und Bohrungssitz montiert werden sollten. Lässt sich das empfohlene Anziehdrehmoment nicht erreichen, empfiehlt SKF eine Presspassung.

Auch NTN gibt hierzu eine vergleichbare allgemeine Empfehlung:

NTN empfiehlt darüber hinaus, das Spiel zwischen Bolzen und Bohrung bei Stoßbelastung so gering wie möglich zu halten.

Dies ist wichtig, da zu großes Spiel eine Relativbewegung des Bolzens zur Montageplatte ermöglicht.

Diese Bewegung kann Folgendes verursachen:

• lokale Stoßbelastung

• Passungsrost

• ungleichmäßigen Anlagekontakt an der Schulter

• Bolzenbiegung

• Lockern

• eine veränderte Ausrichtung zwischen Rolle und Laufbahn

Verwenden Sie nicht ohne Weiteres eine Presspassung

Eine Presspassung ist keine universelle Lösung.

Die passende Passung hängt von der Konstruktion des Herstellers und der tatsächlichen Anwendung ab. Bei einer Standardanwendung ist die vom Hersteller vorgegebene Bohrungstoleranz einzuhalten. Bei Stoßbelastung oder unzureichender Vorspannung sind vor einer Änderung der Passung die spezifischen Katalogangaben zu prüfen.

Die Schulter ist eine tragende Auflagefläche, kein Distanzstück.

Ein häufiger Fehler besteht darin, sich auf den Gewindeteil zu konzentrieren und die Schulter zu vernachlässigen.

Die Schulter muss vollflächig und korrekt an der Montagefläche anliegen.

SKF gibt vor, dass der auf den Bolzenschaft aufgepresste Bundring über seine gesamte Seitenfläche axial abgestützt werden sollte; die Auflagefläche ist dabei entsprechend dem vom Hersteller angegebenen Durchmesser auszulegen.

Auch NTN spezifiziert Anforderungen an die Höhe der Montagefläche und empfiehlt, die Seitenflächen präzise aneinander anzulegen.

Eine geeignete Montagefläche sollte Folgendes bieten:

• ausreichende Auflagebreite

• ausreichende Materialstärke

• hohe Planheit

• korrekten Bohrungsdurchmesser

• geeignete Kantenfase

• keine Grate

• keine Verformung unter Vorspannung

Die Montagefläche darf nicht nur einen kleinen Bereich der Schulter berühren.

Wird die Schulter nur teilweise abgestützt, kann es am Bolzen zu zusätzlicher Biegung kommen, und die Montagefläche kann sich verformen.

Auskraglänge: Die versteckte Ursache für die Bolzenbiegung

Bolzen-Nockenrollen werden häufig in Ausführung mit Auskragung montiert.

Das bedeutet: Der Abstand zwischen der wirksamen Belastungsebene und der stützenden Schulter erzeugt ein Biegemoment.

Ein vereinfachter ingenieurtechnischer Zusammenhang lautet:

Biegemoment ≈ Radiallast × wirksame Auskragung

Je größer der wirksame Überhang, desto höher ist bei gleicher Radiallast das Biegemoment.

Daraus ergibt sich ein wichtiges Auslegungsprinzip:

Ein Bolzen-Kurvenrollenlager darf nicht allein nach der Radiallast ausgelegt werden. Entscheidend ist auch, wo die Last in Bezug auf die Montageanlage angreift.

Betrachten wir beispielsweise zwei Einbausituationen mit derselben Radiallast von 5 kN.

Einbausituation A

• Radiallast = 5 kN

• Wirksamer Überhang = 10 mm

Näherungsweises Moment:

M = 5 × 10 = 50 N·m

Einbausituation B

• Radiallast = 5 kN

• Wirksamer Überhang = 30 mm

Näherungsweises Moment:

M = 5 × 30 = 150 N·m

Die Radiallast ist identisch, das Biegemoment jedoch rund dreimal so hoch.

Deshalb kann ein Bolzen versagen, obwohl das Lager selbst scheinbar über ausreichende Tragfähigkeit verfügt.

Bei kritischen Anwendungen sollte die tatsächliche Bolzenspannung anhand der Geometrie- und Werkstoffdaten des Herstellers geprüft werden, statt sich ausschließlich auf diesen vereinfachten Zusammenhang zu verlassen.

Welche Lasten sind zu berücksichtigen?

Ein Bolzen-Kurvenrollenlager ist nicht nur einer einzigen Lastart ausgesetzt.

Mindestens sind folgende Lasten zu bewerten:

1. Radiallast

Dies ist in der Regel die Hauptlast.

2. Stoßbelastung

Dazu zählen beispielsweise:

• Indexiermechanismen

• Stanzmaschinen

• nockenbetätigte Mechanismen

• Werkzeugmaschinenschlitten

• Verpackungsanlagen

• Materialflussanlagen

Durch Stoßbelastungen kann eine nominell ausreichende Passung unzureichend werden.

3. Laufbahnkontaktbelastung

Die Laufbahn selbst kann zum begrenzenden Bauteil werden.

Der Rollenfolger kann zwar eine hohe Tragzahl aufweisen, die zugehörige Laufbahn jedoch nicht über ausreichende Härte, Dicke oder Kontaktfläche verfügen.

4. Bolzenbiegebelastung

Sie wird beeinflusst durch:

• Radiallast

• Überhang

• Montageabstützung

• Lochspiel

• Rahmensteifigkeit

5. Axiale oder durch Schiefstellung bedingte Einflüsse

In einigen Anwendungen entstehen zusätzliche Kräfte, wenn der Rollenbolzen seitlich versetzt läuft oder die Laufbahn nicht korrekt ausgerichtet ist.

6. Dynamische Einflüsse

Beschleunigung, Verzögerung, Schwingbewegungen und Richtungswechsel können zu Belastungen führen, die sich deutlich von einer einfachen statischen Berechnung der Radiallast unterscheiden.

Lagertragfähigkeit im Vergleich zur Laufbahntragfähigkeit

Eine der praxisgerechtesten Methoden zur Auslegung eines Rollenbolzens mit Bolzen ist die Gegenüberstellung von zwei Belastungsspalten:

Die Produktdaten von NTN zeigen, warum diese Unterscheidung wichtig ist. So weist die NTN KRV52X beispielsweise eine dynamische Tragzahl von 28,8 kN, eine statische Tragzahl von 61,0 kN und eine Laufbahntragfähigkeit von 23,3 kN auf.

Die Laufbahntragfähigkeit ist nicht lediglich eine andere Bezeichnung für die dynamische Tragzahl des Lagers.

Es bildet einen anderen Abschnitt des Kraftflusses ab.

Technische Kernaussage

Das schwächste Bauteil bestimmt die praktische Tragfähigkeit des Systems.

Dabei kann es sich um folgende Komponente handeln:

• die Wälzkörper

• Außenring

• Bolzen

• Befestigungsplatte

• oder die Laufbahn

Zylindrischer oder balliger Außenring: Welche Ausführung ist die richtige Wahl?

Bolzen-Axialzylinderrollenlagerführungen verfügen in der Regel über eine zylindrische oder ballige bzw. sphärische Außenkontur.

Die Auswahl sollte sich nach der Laufbahngeometrie und den Anforderungen an die Ausrichtung richten.

Zylindrischer Außenring

Ein zylindrischer Außenring bietet bei korrekt ausgerichteter Laufbahn eine breite, definierte Kontaktgeometrie.

Typische Anwendungen sind:

• präzise bearbeitete Laufbahnen

• ebene Führungsflächen

• kontrollierte Linearbewegungen

• Anwendungen, bei denen die Kontaktbreite entscheidend ist

Ein zylindrischer Außenring reagiert jedoch deutlich empfindlicher auf Fehlausrichtung.

Bombierter oder sphärischer Außenring

Ein bombierter Außenring kann die Kantenbelastung bei geringer Winkelfehlausrichtung reduzieren.

Typische Anwendungen sind:

• ungenaue Ausrichtung

• oszillierende Mechanismen

• Anwendungen, in denen der Mitnehmer keine vollständige Parallelität zur Laufbahn aufrechterhalten kann

• Mechanismen mit veränderlicher Kontaktgeometrie

NTN kennzeichnet Produkte wie CRV24H mit bombierter Rolle und sphärischem Außenring.

Auch die Produktfamilien von SKF unterscheiden zwischen verschiedenen Außenringgeometrien und Ausführungen.

Einfache Auswahlregel

Die endgültige Auswahl sollte stets dem Katalog des Herstellers für die jeweilige Baureihe folgen.

Käfiggeführte Rollenlager im Vergleich zu vollrolligen Ausführungen

Auch die innere Anordnung der Wälzkörper verändert das Leistungsprofil.

Eine käfiggeführte Nadelrollen-Ausführung bietet in der Regel geringere Reibung und eignet sich besser für höhere Drehzahlen.

Eine vollrollige Ausführung enthält mehr Wälzkörper und kann eine höhere radiale Tragfähigkeit bieten; als Gegenleistung sind jedoch erhöhte Reibung und eine geringere zulässige Drehzahl möglich.

SKF liefert hierfür in seinen Produktunterlagen ein anschauliches Beispiel:

• KR 52 PPA: dynamische Tragzahl 15,7 kN; Grenzdrehzahl 3.000 r/min

• KRV 52 PPA: dynamische Tragzahl 20,9 kN; Grenzdrehzahl 1.900 r/min

Die KRV-Ausführung arbeitet mit einem Vollrollensatz aus Nadeln und ist für höhere radiale Belastungen ausgelegt, während die KR-Ausführung eine höhere Drehzahlfähigkeit bietet.

Dies verdeutlicht ein wesentliches Auswahlprinzip:

Maximale Tragfähigkeit und maximale Drehzahl sind häufig miteinander konkurrierende Auslegungsziele.

Wählen Sie nicht automatisch die höchste Tragzahl.

Welches Anziehdrehmoment sollte verwendet werden?

Für alle Bolzen-Kurvenrollen gibt es kein allgemeingültiges Anziehdrehmoment.

Der korrekte Wert hängt ab von:

• Bolzendurchmesser

• Gewindegröße

• Bolzenwerkstoff

• Mutternausführung

• Baureihe

• Montageausführung

• Herstellerangaben

Verwenden Sie stets den für das jeweilige Modell bzw. die jeweilige Baureihe angegebenen Drehmomentwert.

SKF weist darauf hin, dass die mitgelieferte Mutter mit dem empfohlenen Drehmoment anzuziehen ist, um die volle Tragfähigkeit der Nockenrolle auszuschöpfen. Bei starker Vibration empfiehlt SKF geeignete Sicherungsmethoden und merkt an, dass selbstsichernde Muttern gemäß den Angaben des Mutternherstellers ein höheres Anzugsdrehmoment erfordern können.

NTN weist ebenfalls darauf hin, dass ein zu hohes Anzugsdrehmoment den Gewindeteil des Bolzens zerstören kann.

Modellspezifische Beispiele

Die folgenden Beispiele zeigen, weshalb eine pauschale Anweisung wie „fest anziehen“ nicht sicher ist:

Diese Werte stammen aus den Produktdatensätzen von NTN Bearing Finder und sind als modellspezifische Herstellerangaben zu verstehen, nicht als allgemeine Drehmomentempfehlungen.

Für die Montage in der Produktion haben stets die aktuellen Maßtabellen und Montageunterlagen des Herstellers Vorrang vor einer Sekundärtabelle oder einem älteren Katalog.

Richtige Anzugsreihenfolge

Eine bewährte Montagesequenz ist:

Schritt 1: Montagebohrung prüfen

Prüfen:

• Durchmesser

• Toleranz

• Rundheit

• Grate

• Oberflächenschäden

• Blechdicke

Für metrische NTN-Kurvenrollen mit Bolzen ist H7 allgemein die empfohlene Toleranz für die Montagebohrung; bei der Zollreihe wird F7 verwendet.

Schritt 2: Bund prüfen

Stellen Sie sicher, dass der Bund vollflächig und plan auf der Montagefläche aufliegt.

Schritt 3: Schmierbohrung ausrichten

Vor dem Anziehen ist die Lage des Schmierkanals zu bestimmen.

SKF empfiehlt, die Schmierbohrung im unbelasteten Bereich der Kurvenrolle anzuordnen. NTN gibt dieselbe grundlegende Empfehlung und kennzeichnet die Position der Schmierbohrung über die Markierung am Bolzen.

Schritt 4: Bolzen einsetzen

Setzen Sie den Bolzen ohne Schlageinwirkung ein.

Schlagen Sie nicht auf den Bolzenkopf.

Sowohl SKF als auch NTN warnen ausdrücklich vor der Montage mit Schlägen.

Schritt 5: Mutter montieren

Drehen Sie die Mutter zunächst von Hand auf.

Das maximale Drehmoment nicht sofort anlegen.

Schritt 6: Bolzen sichern

Verwenden Sie die vorgesehenen:

• Innensechskantaufnahme

• Inbusschlüssel

• Schraubendreherschlitz

um ein Mitdrehen des Bolzens zu verhindern.

Schritt 7: Auf das vorgegebene Drehmoment anziehen

Verwenden Sie einen kalibrierten Drehmomentschlüssel.

Das Drehmoment nicht nach Gefühl einschätzen.

Schritt 8: Leichtgängigkeit prüfen

Nach dem Anziehen:

• den Außenring drehen

• auf ungewöhnlichen Widerstand prüfen

• die Laufbahnausrichtung prüfen

• sicherstellen, dass der Bund weiterhin vollständig anliegt

Wie bleibt der Schmieranschluss nach der Montage zugänglich?

Dies zählt zu den am häufigsten übersehenen Aspekten einer wartungsgerechten Konstruktion.

Ein Schmieranschluss, der zwar technisch vorhanden, aber physisch nicht erreichbar ist, stellt kein praxistaugliches Schmiersystem dar.

Vor der Montage ist zu klären:

Wo kann die Fettpresse bzw. der Schmiernippel nach dem Zusammenbau der Maschine tatsächlich angesetzt werden?

SKF Nockenrollen können je nach Ausführung unterschiedliche Nachschmierwege aufweisen. Je nach Baureihe kann das Fett über den Bolzenkopf, das Gewindeende oder über eine radiale Bohrung mit umlaufender Nut zugeführt werden. Bei einigen Ausführungen ist die nutzbare Schmierroute eingeschränkt.

NTN bietet ebenfalls Schmiernippel und Verschlussstopfen für unterschiedliche Bolzenpositionen und Ausführungen an.

Checkliste zur Zugänglichkeit der Schmierung

Vor dem endgültigen Anziehen:

• Schmieranschluss identifiziert

• Anschluss außerhalb der Hauptlastzone positioniert

• Schmiernippel korrekt montiert

• Ausreichend Freiraum für die Fettpresse vorhanden

• Benachbarte Bauteile behindern den Zugang nicht

• Verschlussstopfen im nicht genutzten Schmierkanal eingesetzt

• Bei Bedarf ist ein Anschluss an eine Zentralschmierung möglich

• Der spätere Wartungszugang wurde berücksichtigt

Ein praxistaugliches Konstruktionsprinzip

Richten Sie den Schmieranschluss nicht nur nach der Montagezeichnung aus, sondern vor allem nach dem Zugang für das Wartungspersonal.

Wird der Anschluss durch Rahmen, Schutzvorrichtung, Riemenscheibe oder ein benachbartes Lager verdeckt, erschwert dies die Wartung erheblich, und Nachschmierintervalle können versäumt werden.

Schmierung: Abgedichtete oder nachschmierbare Ausführungen

Eine pauschal beste Schmierausführung gibt es nicht.

Die richtige Auswahl richtet sich nach den Einsatzbedingungen.

Nachschmierbare Nockenkupplungen

Vorteile:

• längere mögliche Lebensdauer

• Der Fettzustand kann erneuert werden

• geeignet für anspruchsvolle Schwerlastanwendungen

• vorteilhaft bei hohen Lasten oder in verschmutzter Umgebung

SKF weist darauf hin, dass Nockenkupplungen bei hohen Drehzahlen, unter verschmutzten oder feuchten Bedingungen sowie bei Temperaturen über etwa 70 °C häufiger nachgeschmiert werden müssen. Auch vollrollige Ausführungen können eine häufigere Nachschmierung erfordern.

Abgedichtete Nockenkupplungen

Vorteile:

• geringerer Wartungsaufwand

• besserer Schutz vor Verunreinigungen

• zweckmäßig, wenn der Zugang zur Schmierstelle erschwert ist

Beispielsweise führt NTN die CRV24XLLH als doppelt abgedichtete Nockenkupplung mit zylindrischem Außenring und einer Fettdrehzahlgrenze von 4.800 rpm auf.

Eine abgedichtete Ausführung sollte jedoch nicht automatisch für jede Anwendung gewählt werden.

Zu berücksichtigen sind:

• Betriebstemperatur

• Drehzahl

• Verunreinigung

• erwartete Gebrauchsdauer

• Wartungszugang

• Werksschmierfettverträglichkeit

Häufiger Fehler Nr. 1: Unzureichende Schulterabstützung

Was passiert?

Die Schulter liegt nicht vollständig an der Montagefläche an.

Folge

Der Bolzen kann zusätzlichen Biegebeanspruchungen und örtlichen Kontaktspannungen ausgesetzt sein.

Vorbeugung

Die Montagefläche präzise bearbeiten und den vollständigen Schulternkontakt sicherstellen.

SKF verlangt ausdrücklich, dass die Auflagefläche den Bundring über die gesamte Seitenfläche abstützt.

Häufiger Fehler Nr. 2: Zu großes Lochspiel

Was passiert?

Der Bolzen kann sich im Montagebohrung bewegen.

Folge

• Passungsrost

• Stoß

• Fehlausrichtung

• Lockern

• erhöhte Biegebeanspruchung

Vorbeugung

Die vorgegebene Bohrungstoleranz einhalten.

Bei metrischen NTN-Ausführungen wird allgemein H7 empfohlen; bei Stoßbeanspruchung ist das Bolzen-Bohrungs-Spiel besonders eng zu kontrollieren.

Häufiger Fehler Nr. 3: Den Bolzen eintreiben

Ein Bolzen-Laufring darf nicht durch Schlagen auf den Bolzenkopf montiert werden.

Der Schlag kann folgende Bauteile beschädigen:

• das Lager

• die Bolzenschulter

• Wälzkörper

• Laufbahn

• Dichtungselemente

SKF warnt ausdrücklich davor, auf den Bolzenkopf zu schlagen. NTN weist ebenfalls darauf hin, dass direktes Hämmern auf den Führungsbund zu Beschädigungen und zum Ausfall der Drehbewegung führen kann.

Stattdessen sollten Sie eine korrekte Ausrichtung und eine kontrollierte Montagekraft verwenden.

Häufiger Fehler Nr. 4: Auswahl ausschließlich nach dynamischer Tragzahl

Angenommen, eine Anwendung erfordert eine radiale Belastung von 20 kN.

Ein Ingenieur wählt einen Nockenstößel mit einer dynamischen Tragzahl von 25 kN aus und geht davon aus, dass die Auslegung damit abgeschlossen ist.

Das ist nicht der Fall.

Zusätzlich sollte der Ingenieur folgende Punkte prüfen:

• maximale radiale Belastung

• statische Belastung

• Laufbahnbelastung

• Bolzenfestigkeit

• Überhang

• Drehzahl

• Stoßbelastung

• Schmierung

• Geometrie des Außenrings

• Passung der Befestigungsbohrung

Dies ist insbesondere wichtig, da SKF die maximalen Radiallastwerte getrennt von den Grundwerten der dynamischen und statischen Tragzahl veröffentlicht.

Häufiger Fehler Nr. 5: Die Schmieröffnung blockieren

Ein technisch korrekt ausgelegtes Lager kann nach der Montage zu einem Wartungsproblem werden.

Typische Ursachen sind:

• Öffnung zur Maschinengestellseite hin ausgerichtet

• Schmiernippel hinter einer Schutzabdeckung verdeckt

• angrenzendes Bauteil behindert die Fettpresse

• falsche Ausrichtung des Stehbolzens

• falsche Position des Verschlussstopfens

Die Lösung ist einfach:

Führen Sie vor der Endmontage eine Zugänglichkeitsprüfung durch.

SKF empfiehlt, die Schmierbohrung im unbelasteten Bereich zu positionieren; NTN schreibt zudem vor, dass die Ölbohrung vom belasteten Bereich weg ausgerichtet sein sollte.

Häufiger Fehler Nr. 6: Den Stehbolzen beim Anziehen mitdrehen lassen

Dreht sich der Stehbolzen beim Anziehen der Mutter mit, kann dies mehrere Probleme verursachen.

Die Ausrichtung der Schmierbohrung kann sich verändern.

Eine exzentrische Einstellung kann sich verändern.

Der Stehbolzen bleibt unter Umständen nicht in der vorgesehenen Position.

Die Lösung besteht darin, den Stehbolzen über die dafür vorgesehene Antriebsaufnahme zu fixieren.

SKF weist darauf hin, dass größere Nockenrollenlager eine Sechskantaufnahme verwenden, während bei einigen kleineren Ausführungen ein Schraubendreherschlitz eingesetzt wird.

Praktische, modellbasierte Einbau-Checkliste

Die folgende Checkliste lässt sich an unterschiedliche Stützrollen-Ausführungen anpassen.

Beispiel A — NTN CR10X

NTN gibt für den CR10X ein Drehmoment von 4 N·m, eine dynamische Tragzahl von 4.05 kN und eine statische Tragzahl von 4.20 kN an.

Beispiel B — NTN KRV52X

Diese Werte zeigen, warum die Auslegung nicht beim dynamischen Tragzahlwert des Lagers enden darf. Der angegebene Tragfähigkeitswert der Laufbahn liegt unter der dynamischen Tragzahl des Lagers, sodass die Laufbahn zum begrenzenden Bauteil werden kann.

Beispiel C — NTN CRV24H

Der im Verhältnis zur dynamischen Tragzahl des Lagers vergleichsweise niedrige Tragfähigkeitswert der Laufbahn ist ein wichtiger Hinweis darauf, dass die Gegenlaufbahn gesondert zu bewerten ist.

Wichtig: Produktspezifikationen können je nach Baureihe, Ausführung, Suffix und Hersteller variieren. Für die endgültige Fertigungszeichnung sind stets die aktuellen Maß- und Anwendungstabellen des jeweiligen Herstellers heranzuziehen.

Anonymer Engineering-Fall: Warum ein „korrektes“ Lager versagte

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Anwendungsdaten

• Radiallast: 8 kN

• Stoßbelastung intermittierend: mittel

• Drehzahl: 1.500 U/min, äquivalente Rollenlaufgeschwindigkeit

• Laufbahn: gehärteter Stahl

• Bewegung: wiederholte Schwenkbewegung

• Instandhaltung: periodische Fettschmierung

• Verfügbare Montageplattenstärke: begrenzt

• Vorhandene Bolzenbohrung: im Verhältnis zum ausgewählten Bolzen überdimensioniert

In der Ausgangsauslegung wurde primär aufgrund der dynamischen Tragzahl ein standardmäßiger zylindrischer Bolzen-Nockenfolger ausgewählt.

Das Lager erschien zunächst ausreichend dimensioniert.

Nach mehreren Wochen traten an der Maschine folgende Erscheinungen auf:

• unruhiger Lauf,

• zunehmende Geräuschentwicklung,

• sichtbare Passungsrostbildung um die Montagebohrung,

• untypische Laufspuren,

• fortschreitende Lockerung.

Fehleranalyse

Die Wälzkörper waren nicht das eigentliche Problem.

Die Untersuchung ergab vier mitwirkende Faktoren:

1. Zu großes Spiel der Bolzenbohrung

Der Bolzen konnte sich in der Montageplatte bewegen.

2. Unzureichende Schulterabstützung

Die Montagefläche stützte die Schulter nicht vollständig ab.

3. Zu großer wirksamer Überhang

Der Kontaktpunkt der Laufbahn lag weiter von der Montageabstützung entfernt als erwartet.

4. Ausrichtung der Schmierbohrung

Die Schmierbohrung war zur belasteten Seite hin angeordnet und nach der Montage nur noch schwer zugänglich.

Konstruktive Korrektur

Das Konstruktionsteam änderte die Ausführung durch:

• Einhaltung der vom Hersteller empfohlenen Toleranz für die Montagebohrung

• Verstärkung der Schulterabstützung

• Reduzierung des wirksamen Kragarms

• Ausrichtung des Schmierkanals zur unbelasteten Zone

• Verwendung des vom Hersteller vorgegebenen Anziehdrehmoments

• Getrennte Bewertung der Tragfähigkeit der Laufbahn und der Tragzahl des Lagers

Die zentrale Erkenntnis lautet nicht einfach: „Verwenden Sie ein robusteres Lager.“

Die bessere Lösung bestand darin:

Gestalten Sie den Lastpfad um die Bolzenstößelrolle herum neu.

Auswahl von Bolzenstößelrollen: Ein effizienterer Engineering-Workflow

Stellen Sie statt dessen folgende Frage:

"Welches Lager verfügt über ausreichend Tragfähigkeit?"

Gehen Sie stattdessen in dieser Reihenfolge vor:

Schritt 1 — Die Bewegung definieren

Erfassen Sie:

• lineare Geschwindigkeit

• Drehzahl

• Schwenkwinkel

• Frequenz

• Beschleunigung

• Wechselbewegung

Schritt 2 — Die Belastung definieren

Erfassen Sie:

• normale radiale Belastung

• Spitzenradiallast

• Stoßbelastung

• axiale Belastung

• Lastrichtung

Schritt 3 — Die Laufbahn definieren

Prüfen:

• Werkstoff

• Härte

• Breite

• Dicke

• Oberflächenbeschaffenheit

• Ebenheit

• Krümmung

Schritt 4 — Die Einbaustruktur festlegen

Prüfen:

• Bolzendurchmesser

• Bohrungstoleranz

• Blechdicke

• Bunddurchmesser

• wirksamer Überhang

• Rahmensteifigkeit

Schritt 5 — Die Geometrie des Außenrings auswählen

Wählen Sie je nach Laufbahnausrichtung und Kontaktanforderungen eine zylindrische oder bombierte/kugelige Ausführung.

Schritt 6 — Die Innenkonstruktion auswählen

Wählen Sie zwischen:

• Nadelrollen mit Käfig

• Vollrollensatz

• anderen herstellerspezifischen Ausführungen

Schritt 7 — Abdichtung und Schmierung auswählen

Zu berücksichtigen sind:

• Verunreinigung

• Wasser

• Temperatur

• Drehzahl

• Wartungsintervall

Schritt 8 — Alle Lastgrenzen prüfen

Prüfen:

Lager → Außenring → Laufbahn → Bolzen → Schulter → Rahmen

Schritt 9 — Montage prüfen

Prüfen:

• Bohrungspassung

• Schulterabstützung

• Anziehdrehmoment

• Bolzenausrichtung

• Schmierzugänglichkeit

Schritt 10 — Wartung prüfen

Prüfen Sie:

Kann ein Techniker den Nockenfolger nach der vollständigen Montage der Maschine tatsächlich schmieren und prüfen?

Abschließende Checkliste für die Montage von Bolzen-Nockenfolgern

Prüfen Sie vor der Freigabe eines Designs für die Produktion alle folgenden Punkte:

Lagerauswahl

• Radiallast berechnet

• Spitzenlast ermittelt

• Stoßfaktor berücksichtigt

• Drehzahl geprüft

• Schwingbewegung berücksichtigt

• Zylindrischer bzw. ballig ausgeführter Außenring korrekt ausgewählt

• Dynamische Tragzahl geprüft

• Statische Tragzahl geprüft

• Maximale radiale Belastung geprüft

• Laufflächenbelastung geprüft

• Bolzenbelastbarkeit geprüft

Befestigung

• Toleranz der Montagebohrung bestätigt

• Bohrung ist rund und gratfrei

• Anlagebund vollflächig abgestützt

• Montagefläche ist ausreichend steif

• Auskragungslänge minimiert

• Richtige Mutter montiert

• Vom Hersteller vorgegebenes Anzugsdrehmoment bestätigt

• Mitdrehen des Bolzens beim Anziehen verhindert

• Keine Schlagmontage verwendet

Schmierung

• Schmierkonzept identifiziert

• Fettverträglichkeit bestätigt

• Anschluss in unbelasteter Zone positioniert

• Schmiernippel gut zugänglich

• Nicht genutzte Schmierkanäle verschlossen

• Nachschmierintervall festgelegt

• Wartungszugang geprüft

Endkontrolle

• Außenring läuft leichtgängig

• Bolzen vollständig gesetzt

• Mutter mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen

• Laufbahnfluchtung bestätigt

• Keine unzulässigen Berührungen

• Schmieranschluss bleibt zugänglich

• Montagedrehmoment dokumentiert

Fazit: Den Bolzen als tragendes Bauteil montieren, nicht nur als Verbindungselement

Die zuverlässigste Methode zur Montage eines Bolzenstößelrollenlagers besteht darin, den gesamten Lastpfad zu betrachten und nicht nur das Lager selbst.

Eine erfolgreiche Montage beruht auf dem Zusammenspiel von fünf Elementen:

Lagertragfähigkeit + Laufbahntragfähigkeit + Bolzenfestigkeit + Befestigungsabstützung + fachgerechte Montage

Die dynamische Tragzahl des Lagers beantwortet nur einen Teil der Fragestellung.

Ein Bolzenstößelrollenlager kann dennoch ausfallen, weil:

• die Befestigungsbohrung zu groß ausgeführt ist

• die Schulter unzureichend abgestützt ist

• der Bolzen zu weit auskragend montiert ist

• Die Laufbahn kann die Kontaktbelastung nicht aufnehmen

• Die Mutter ist zu fest angezogen

• Der Bolzen verdreht sich bei der Montage

• Die Schmierbohrung befindet sich im belasteten Bereich

• oder der Schmieranschluss wird unzugänglich

SKF und NTN betonen gleichermaßen korrekte Bedingungen der Montagebohrung, das fachgerechte Anziehen, die richtige Bolzenausrichtung und den Schutz des Schmierwegs.

Für Ingenieure und Instandhaltungsteams lautet die entscheidende Frage daher nicht einfach:

„Welcher Bolzen-Nockenfolger hat die höchste Tragzahl?“

Die bessere Frage lautet:

„Welcher Bolzen-Nockenfolger bietet für diesen Mechanismus den richtigen Kraftfluss, die passende Einbausituation, den korrekten Laufbahnkontakt, das geeignete Schmierkonzept und eine gute Wartungsfähigkeit?“

Dieser Perspektivwechsel kann viele Ausfälle verhindern, die im laufenden Betrieb fälschlicherweise der „Lagerqualität“ zugeschrieben werden.