EinPendelrollen- AxiallagerSie wirkt auf den ersten Blick wie ein auf die Seite gelegtes Pendelrollenlager. Das ist sie jedoch nicht – es handelt sich um eine andere Lagerbauart, die speziell für hohe Axiallasten in nur einer Richtung ausgelegt ist und darüber hinaus eine gewisse Radiallast sowie eine leichte Schiefstellung der Welle aufnehmen kann.
Bei einer vertikalen Pumpenwelle, einem Kranhaken, einer Schraubenpresse oder dem Schubantrieb eines Schiffes – also überall dort, wo die Hauptlast entlang der Welle und nicht quer dazu wirkt – ist dies sehr wahrscheinlich bereits das dafür eingesetzte Lager.
Aufbau
Das Lager besteht aus zwei Hauptringen – einemWellenscheibe(dem bohrungsseitigen Ring, der auf der rotierenden Welle montiert ist) und einerGehäusescheibe(dem größeren Ring mit sphärischer Laufbahn). Dazwischen befindet sich eine Einzelreihe asymmetrischer Rollen, die in einem Käfig geführt und um einenKontaktwinkel von etwa 45°.
Erst die sphärische Laufbahn der Gehäusescheibe ermöglicht die Selbstausrichtung dieses Lagers. Der Kugelmittelpunkt liegt auf der Lagerachse, sodass die Gehäusescheibe gegenüber der Wellenscheibe kippen kann, ohne den Kraftfluss über die Rollen zu verändern. Dadurch werden Wellendurchbiegungen oder Gehäuseschieflagen aufgenommen, die ein flaches Axiallager sonst verklemmen würden.
Der Kontaktwinkel von 45° ermöglicht es dem Lager, neben der primären Axiallast auch eine Radiallast aufzunehmen – jedoch nur bis zu einem gewissen Grad.Die Radiallast darf 55 % der Axiallast nicht überschreiten.Wird dieses Verhältnis überschritten, soll das Lager die Aufgabe eines Zylinderrollenlagers mit dafür ungeeigneter Geometrie übernehmen; die Lebensdauer sinkt dann deutlich.
Festsitzender Ring und Losring – ein lagerspezifisches Detail
Im Gegensatz zu einem Standard-Pendelrollenlager verfügt ein Pendelrollen-Axiallager über zwei bewusst unterschiedlich dimensionierte Ringe – der Durchmesserdifferenz der Bohrungen zwischen beiden liegt typischerweise bei0,1–0,5 mm. Ein Ring ist der feste Ring (mit Übermaß auf der rotierenden Welle montiert), der andere der lose Ring (frei an einer feststehenden Anlagefläche anliegend).
Eine Verwechslung bei der Montage – also der Einbau des losen Rings an der Stelle des festen Rings – ist ein für diesen Lagertyp typischer Montagefehler. Vor dem Einpressen sollte daher mit einer Innenmessuhr geprüft werden, da beide Ringe äußerlich ansonsten identisch wirken können. Der lose Ring muss stets am feststehenden Bauteil der Baugruppe anliegen und darf nicht an einem rotierenden Teil anliegen.
Abmessungen und Tragzahlbereich (Baureihe 29300)
Die Baureihe 29300 ist das Standardprogramm der einseitig wirkenden Pendelrollen-Axiallager. Mit zunehmender Bohrung steigt die Tragfähigkeit stark an – von 180 mm auf 300 mm Bohrung mehr als verdoppelt sich die dynamische Tragzahl:
Bezeichnung | Bohrung (mm) | Außendurchmesser (mm) | Breite (mm) | Dynamische Tragzahl (N) | Statische Tragzahl (N) | Grenzdrehzahl (U/min) |
|---|---|---|---|---|---|---|
29336 | 180 | 300 | 73 | 1.020.000 | 3.950.000 | 2.000 |
29340 | 200 | 340 | 85 | 1.350.000 | 5.250.000 | 1.700 |
29360 | 300 | 480 | 109 | 2.310.000 | 10.000.000 | 1.200 |
Beim Blick über die Tabelle fallen zwei Punkte besonders auf. Erstens liegt die statische Tragzahl durchgängig beim 3- bis 4-Fachen der dynamischen Tragzahl – ein typisches Merkmal eines Lagers, das ebenso häufig unter hoher, überwiegend stationärer Last arbeitet wie im Betrieb, etwa an einer stillstehenden vertikalen Pumpenwelle oder an einem belasteten Kranhaken.
Zweitens sinkt die zulässige Grenzdrehzahl mit zunehmender Bohrung rasch; das 29360 mit 300 mm Bohrung ist nur für etwa 60 % der Drehzahl des 180-mm-Lagers ausgelegt29336. Diese Lagerbaureihe ist konstruktiv auf Tragfähigkeit statt auf Drehzahl ausgelegt – für eine hochdrehende Axiallagerstelle ist sie daher nicht die richtige Wahl.
Wo diese Lager tatsächlich eingesetzt werden
Vertikale Pumpenwellen– das gesamte Rotorgewicht sowie die von der Pumpe erzeugte Axialkraft werden über ein einziges Lager am Wellenende nach unten abgetragen.
Kranhakenblöcke und Hebezeuge— reine Axiallast aus dem angehängten Gewicht, häufig bei sehr geringer oder intermittierender Drehzahl.
Wellen von Extrudern und Schneckenpressen— hohe, gleichmäßige Axialkraft der Schnecke, die gegen den Materialwiderstand arbeitet.
Schiffsantriebs- Drucklagerblöcke— Propellerschub, der über eine langsam laufende, hoch belastete Welle übertragen wird.
Spindeln in Walzwerken und schweren Werkzeugmaschinen— wenn axiale Schnitt- oder Walzkräfte ein Lager erfordern, das unter Last auch eine gewisse Wellendurchbiegung toleriert.
Pendelrollen-Axiallager versus Standard-Pendelrollenlager
Einstandardmäßiges (radiales) Pendelrollenlagernimmt in erster Linie Radiallast auf und kann zusätzlich eine gewisse Axiallast in beide Richtungen aufnehmen. Ein Pendelrollen-Axiallager kehrt dieses Prinzip um: Axiallast innur einer Richtungist die Hauptbelastung, während Radiallast nur in begrenztem Umfang als Nebenlast aufgenommen wird. Diese Lager sind in einer Wellenanordnung nicht austauschbar — wird ein radiales SRB anstelle eines Pendelrollen-Axiallagers eingesetzt, ist es axial überlastet, lange bevor seine radiale Ermüdungslebensdauer erreicht ist, und umgekehrt.
Maße und Tragzahlen der radialen Baureihe finden Sie in unserem Pendelrollenlager-Maßtabelle.
FAQ
Kann ein Pendelrollen-Axiallager Lasten in beiden Axialrichtungen aufnehmen?
Nein — die Baureihe 29300 ist konstruktiv für eine Richtung ausgelegt. Eine Anwendung mit wechselnder Axiallastrichtung, was bei den Einsatzfällen dieses Lagers eher selten ist, erfordert eine andere Lageranordnung, typischerweise zwei Axiallager Rücken an Rücken mit Distanzring, oder vollständig einen anderen Lagertyp.
Bedeutet die Toleranz gegenüber Schiefstellung, dass die Welle leicht außerhalb der Flucht montiert werden kann?
Die selbstausrichtende Wirkung gleicht Wellendurchbiegung und geringe Gehäuseschiefstellung aus, die unter Last oder durch Fertigungstoleranzen entstehen können — sie ersetzt jedoch nicht die korrekte Erst-Ausrichtung bei der Montage. Wer sie von vornherein als Freibrief für eine schlechte Ausrichtung versteht, verkürzt die Lebensdauer von Rollen und Laufbahnen.
Welcher Schmierstoff ist für diese Lagerbaureihe üblich?
Die Ölschmierung ist im oberen Bereich des in der obigen Maßtabelle dargestellten Drehzahlbereichs üblich; bei niedrigeren Drehzahlen und höheren Belastungen typischer Anwendungen, etwa bei Kranhaken und Schraubenpressen, ist Fettschmierung weit verbreitet, da der kühlende Vorteil von Öl dort aufgrund der geringen Geschwindigkeit weniger ins Gewicht fällt.
Die hier für die 29300er-Serie aufgeführten Hauptabmessungen und Drehzahlgrenzwerte wurden anhand der derzeit gelisteten Teilenummern überprüft. Die dynamischen und statischen Tragzahlen sind zum Zeitpunkt der Veröffentlichung für diese spezifischen SKUs in den Produktdaten noch nicht hinterlegt — die oben genannten Werte stammen aus unabhängigen Herstellerkatalogen und sollten vor einer Veröffentlichung oder Angebotsabgabe anhand des aktuellen Lieferantendatenblatts bzw. nach vollständiger Pflege der internen Produktdaten nochmals bestätigt werden.
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