Vollrollige Wälzlager werden bei der Lagerauswahl und -montage häufig übersehen. Anders als bei Gummi- Dichtung, Stahldichtung, offenen Ausführungen und den uns bekannten UG-Lagern bieten vollrollige Lager eine eigene Kombination aus Vor- und Nachteilen. In diesem Artikel gehen wir auf die Vorteile und Grenzen vollrolliger Lager ein.

Was sind vollrollige Lager?

Vollrollige Lager sind Wälzlager, die für eine möglichst große Anzahl von Wälzkörpern ausgelegt sind, ohne einen Käfig oder einen Trenner zwischen den Wälzkörpern zu verwenden.

Gängige Bauarten vollrolliger Lager

Vollrollige Zylinderrollenlager

vollrolliges Lager mit Zylinderrollen

  • Lager in NCF-Ausführung: Sie verfügen über zwei Bordkanten am Innenring und eine Bordkante am Außenring. Zusätzlich ist im Außenring gegenüber der Bordkante ein Haltering zur sicheren Montage angeordnet. Die Ausführung ist so gestaltet, dass der Haltering keine Axiallast während des Betriebs aufnimmt.

  • Lager in NJG-Ausführung: Sie gehören zur schweren Baureihe 23 und sind für hoch belastete Anwendungen mit niedrigen Drehzahlen ausgelegt. Diese Lager verfügen über zwei Bordkanten am Außenring und eine Bordkante am Innenring sowie über einen selbsthaltenden Wälzkörperkranz. Dadurch lassen sich Außenring und Wälzkörperkranz leicht vom Innenring trennen, ohne dass die Rollen herausfallen, was die Montage und Demontage deutlich vereinfacht. Wenn Sie sich bei den unterschiedlichen Lagerabmessungen unsicher sind, werfen Sie einen Blick auf unsere ausführlichen Erläuterungen zu der Bedeutung von Lagerbezeichnungen.

  • Gepaarte Lager: Sie sind mit minimaler Abweichung der Querschnittshöhe innerhalb enger Toleranzen exakt aufeinander abgestimmt und damit entscheidend für eine gleichmäßigeLastverteilungVerteilung auf mehrere Lager. Erhältlich als Satz mit zwei Lagern (Kennzeichnungszusatz DR), drei Lagern (Kennzeichnungszusatz TR) oder vier Lagern (Kennzeichnungszusatz QR), um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Lagerbauarten NCF gegenüber NJG

Rillenkugellager mit Vollkugelung

Vollkugelung Rillenkugellager werden ohne Käfig ausgeführt, sodass mehr Kugeln untergebracht werden können und dadurch eine höhere Tragfähigkeit erreicht wird. Diese Bauart eignet sich für Anwendungen mit hohen Lasten, bei denen hohe Drehzahlen keine Priorität haben. Der größere Kugelanteil führt jedoch zu höherer Reibung, wodurch eine regelmäßige Schmierung und Wartung erforderlich sind.

Rillenkugellager mit Vollkugelung

Vorteile von Lagern mit Vollkugelung

Lager mit Vollkugelung bieten gegenüber anderen Lagertypen und sind eine häufig kundenspezifische Lagerlösung. Im Folgenden sind einige der Vorteile von Lagern mit Vollkugelung aufgeführt:

  • Höhere Tragfähigkeit

Lager mit Vollkugelung sind so ausgelegt, dass sie mehr Wälzkörper als Standardlager aufnehmen. Dadurch erreichen sie eine höhere Tragfähigkeit und eignen sich ideal für Schwerlastanwendungen. Im Vergleich zu Rillenkugellagerkann die dynamische Tragzahl eines Rillenkugellagers mit Vollkugelung bis zu 45 % höher liegen, während auch die statische Tragzahl um bis zu 45 % höher ausfallen kann.

Beispielsweise weist das gängige Rillenkugellager 6203ZZ eine dynamische Tragzahl von 9550N und eine statische Tragzahl von 4800N auf. Mit Fettschmierung Schmierung, es erreicht Drehzahlen von bis zu 171000rpm und mit Ölschmierung bis zu 201000rpm. Alternativ bietet das käfiglose Kugellager 6203 Full Complement Bearings eine erhöhte Tragfähigkeit mit einer dynamischen Tragzahl von 14000N und einer statischen Tragzahl von 7000N. Zwar ist es bei Fettschmierung auf 2000rpm und bei Ölschmierung auf 3000rpm begrenzt, dafür wird das Problem der Tragfähigkeit deutlich entschärft. Zusammenfassend sind Full Complement Bearings eine Lösung für hohe Belastungen. Ebenso das608 Full Complement Lager mit Vollkugelsatz, eine Variante des bewährten 608-Lagers, bietet durch die Ausführung mit Vollkugelsatz eine höhere Tragfähigkeit. Damit eignet es sich für Anwendungen, die bei kompakten Abmessungen eine höhere Lastaufnahme erfordern.

6203 Full Complement Lager mit Vollkugelsatz

  • Kompakte Bauweise

Sie ermöglichen eine höhere radiale Belastbarkeit bei gleichem Bauraum und sind damit ideal für Anwendungen mit begrenztem radialem Einbauraum.

  • Vergrößerte Kontaktfläche

Die größere Anzahl an Wälzkörpern vergrößert die Kontaktfläche des Lagers, verteilt die Last gleichmäßiger und erhöht die Lebensdauer unter hohen Belastungen.

  • Kosteneffizienz

Die einfachere Ausführung ohne Käfig kann in der Fertigung kostengünstiger sein.

  • Stoßfestigkeit

Durch die höhere Anzahl an Wälzkörpern eignen sie sich besser zur Aufnahme von Stoßbelastungen.

  • Anwendungen mit niedrigen Drehzahlen

Sie sind besonders wirkungsvoll in Anwendungen, in denen bei niedrigeren Drehzahlen.

  • Höhere Standzeit

Durch die höhere Anzahl an Wälzkörpern in einem vollrolligen Lager wird die Last gleichmäßiger verteilt, was die Lebensdauer verbessert. Daher eignen sich vollrollige Lager besonders für Anwendungen mit hohen Belastungen.

  • Verbesserte Schmierung

Da vollrollige Lager weder Käfige noch Distanzstücke besitzen, steht mehr Raum für Schmierstoff zur Verfügung, was die Schmierung verbessert. Durch den fehlenden Käfig entfällt zudem die Reibung zwischen Käfig und Wälzkörpern, wodurch sich der Verschleiß reduziert.

Nachteile vollrolliger Lager

Obwohl vollrollige Lager mehrere Vorteile bieten, sind sie auch mit einigen Nachteilen verbunden. Im Folgenden sind die wichtigsten Schwachpunkte dieser Lagerbauart aufgeführt:

  • Begrenzte Drehzahl

Ein wesentlicher Nachteil vollrolliger Lager ist ihre begrenzte Drehzahlfähigkeit. Ohne Käfig oder Distanzstücke zur Führung der Wälzkörper kann es zu Schiefstellungen kommen, was die Drehzahl reduziert und vorzeitige Ausfälle begünstigt. Daher sind vollrollige Lager für Hochgeschwindigkeitsanwendungen nicht zu empfehlen.

  • Erhöhte Reibung

Durch die höhere Anzahl an Wälzkörpern in einem vollrolligen Lager nimmt die Reibung zwischen den Elementen zu. Dies kann zu höherer Wärmeentwicklung und verstärktem Verschleiß führen und die Lebensdauer des Lagers insgesamt verringern. Eine Möglichkeit zur Reduzierung besteht im Einsatz von Keramiklagern, da Keramik im Vergleich zu Stahl geringere Reibungskoeffizienten aufweist und dadurch Wärmeentwicklung sowie Verschleiß verringern kann.

  • Blockierneigung

Vollrollige Lager verfügen über Aussparungen in Innen- und Außenring, die die Wälzkörper in Position halten. Bei hohen Drehzahlen können sich die Wälzkörper in diesen Aussparungen verklemmen, was zu Blockierneigung und vorzeitigem Ausfall führt.

Fazit

Vollrollige Lager bieten mehrere Vorteile, darunter eine höhere Tragfähigkeit, bessere Lebensdauer und verbesserte Schmierung. Gleichzeitig weisen sie jedoch auch Nachteile auf, etwa eine begrenzte Drehzahlfähigkeit, erhöhte Reibung und Blockierneigung. Daher eignen sich vollrollige Lager besonders für robuste Schwerlastanwendungen, bei denen die Drehzahl nicht im Vordergrund steht.