Charakteristika der Kegelrollenlager
Kegelrollenlager zählen, wie der Name suggeriert, zu den Rollenlagern, wobei der Begriff Kegel von der Form der Rollen inspiriert ist. Verwendung finden Kegelrollenlager unter anderem in Bau- oder Landwirtschaftsmaschinen, im Fahrzeugbau, zum Beispiel in Radlagern, aber auch im allgemeinen Maschinenbau.
Innenring und Außenring sowie die Wälzkörper sind bei Kegelrollenlagern so angeordnet, dass sie einen Winkel ergeben, der die Wellenachse an derselben Stelle schneidet. Diese schräge Anordnung bewirkt eine Axialkraft und die Wälzkörper rollen theoretisch ohne Gleitreibungsanteile ab. Kegelrollenlager bieten einen Vorteil, der für Rollenlager im Allgemeinen nicht typisch ist. Diese Lager können eine Kombination von Radial- und einseitig wirkenden Axialbelastungen aufnehmen, wobei darauf zu achten ist, dass keine reine radiale Belastung auf das Lager wirkt.
Weil der Berührungswinkel bei Kegelrollenlagern individuell vorgegeben werden kann, können die Lager mit unterschiedlichen Radial-Axial-Last-Kombinationen umgehen. Kegelrollenlager können hohe Lasten aufnehmen und werden in der Regel paarweise eingesetzt, in diesem Fall ist das Lagerspiel bzw. die Vorspannung beliebig einstellbar.
Im Vergleich zu Kugellagern, aber auch zu Zylinderrollenlagern, weisen Kegelrollenlager geringere Grenzdrehzahlen auf, da bauartbedingt und wegen der Verwendung einer Vorspannung zusätzlich Reibung an der Borde entsteht. Außerdem benötigen Kegelrollenlager aufgrund der hohen Reibung mehr Schmierung als die anderen Lagerarten; zumeist wird deshalb eine aufwändige Ölschmierung eingesetzt. Darüber hinaus charakterisieren sich Kegelrollenlager durch eine aufwändige und verhältnismäßig teure Handhabung und Montage.
Ohne zu sehr ins Detail zu gehen, sollte erwähnt sein, dass bei Kegelrollenlagern zugleich drei verschiedene Kennzeichnungssysteme mit unterschiedlichem Aufbau existieren: Neben der metrischen (Europa und Asien) und zölligen Abmessung (USA) gibt es die J-Reihe, die einen Mix aus den beiden anderen Systemen darstellt. Im metrischen System können Kegelrollenlager an der Lagerbezeichnung beginnend mit 3 identifiziert werden. Zudem folgen, wie bei anderen Wälzlagertypen auch hier, Angaben zur Breiten- und Durchmesser-Reihe sowie zum Bohrungsdurchmesser. Die bei Kegelrollenlagern verwendeten Käfige bestehen hauptsächlich aus Stahlblech, dennoch sind insbesondere in kleinen Kegelrollenlagern auch Kunststoffkäfige verbaut. Diese Lager finden mitunter in der Automobilindustrie Gebrauch. Große Kegelrollenlager besitzen hingegen zumeist Messingkäfige.
| Lager-Reihe | Stahlblechkäfig wälzkörpergeführt | Massivstahlkäfig wälzkörpergeführt |
| 329…X | bis 80 | ab 84 |
| 329… | bis 80 | ab 84 |
| 320 X | bis 64 | —– |
| 320… | bis 68 (außer 64) | 64, ab 72 |
| 330… | alle | —– |
| 331… | alle | —– |
| 302… | bis 52 | 56-64 |
| 322… | bis 52, 60 | ab 56 (außer 60) |
| 332… | alle | —– |
| 303… | 02-38 | ab 40 |
| 303…D | bis 24, 28 | 26, ab 30 |
| 313…X | bis 24, 28 | 26, ab 30 |
| 323… | bis 40 | 36, ab 44 |
Die in Kegelrollenlagern verwendeten Käfige sind in der Regel wälzkörpergeführt.
Schiefstellung von Kegelrollenlagern
Von Bedeutung ist auch die Frage, inwiefern Kegelrollenlager einer Schiefstellung ausgesetzt werden können, sprich, wie stark der Winkel zwischen Lager und Welle bzw. Gehäuse von einem rechten Winkel abweichen darf. Die Vorgaben zur Schiefstellung hängen dabei auch von der Lageranordnung ab. Rollenlager sind bezüglich der Schiefstellung allgemein sehr empfindlich, weil die Wälzkörper an einer Stelle extrem belastet werden, während der Bereich an einer anderen Stelle komplett unbelastet bleibt. In diesem Rahmen ist der Begriff Crowning anzuführen, unter dem man versteht, dass der Wälzkörper über eine profilierte Oberfläche verfügt, um eine ausgewogenere Verteilung der Kraft über seine volle Länge zu bewirken.
| Lager-Anordnung | Maximal zulässige Schiefstellung |
| einreihig | 0,0005 rad (0°1’43“) |
| Back to Back-Anordnung (X) | 0,0005 rad (0°1’43“) |
| Face to Face-Anordnung (O) | 0,0010 rad (0°3’26“) |
Nicht schlecht: Lager in der X-Anordnung sind für die höchsten Schiefstellungen geeignet.
Crowning
Das Crowning bedeutet also eine Modifikation der Wälzkörper, mit dem Ziel, Spannungen im Kantenbereich zu minimieren. Dabei existieren verschiedene Ansätze für die Profilierung der Wälzkörper, bei denen mit logarithmischen Funktionen, aber auch mit mehreren Radien entlang des Profils gearbeitet wird. Neben den Wälzkörpern können potenziell auch die Laufbahnen der Kegelrollenlager profiliert werden.
Zweireihige Kegelrollenlager
Im Folgenden wird noch ein Blick auf zwei Sondertypen der Kegelrollenlager geworfen: Ebenso wie bei Schrägkugellagern können zwei Lager miteinander gepaart werden. Bei Kegelrollenlagern werden solche Lager dann übrigens nicht mit der 3, sondern der 4 gekennzeichnet. Die zweireihigen Lager können Kräfte in beide axiale Richtungen aufnehmen, dabei sind ihre Wälzkörper in der O-Anordnung (Back to Back) oder der X-Anordnung (Face to Face) angeordnet.
Vierreihige Kegelrollenlager
Mit Zylinderrollenlagern vergleichbar ist dagegen die Tatsache, dass es auch vierreihige Kegelrollenlager gibt. Diese besitzen die Lagerbezeichnung E und bestehen aus zwei zweireihigen Innenringen und zwei zweireihigen Außenringen. Hauptsächlich kommen vierreihige Lager in Anwendungen mit extrem hohen Belastungen zum Einsatz, in denen ein einreihiges Lager längst überlastet wäre.
Man sieht also, dass Kegelrollenlager einige Vorteile mit sich bringen und in verschiedensten Ausführungen verfügbar sind. Wenn ihr mehr zu anderen Wälzlagerarten erfahren wollt, könnt ihr euch auf wälzlagerwissen.de zum Beispiel auch über Nadellager, Zylinderrollenlager oder Pendelrollenlager informieren.
Das könnte Dich auch interessieren
Aufbau und Funktionsweise
Bestandteile des Wälzlagers Zu den Grundlagen der Wälzlagertechnik zählen der Aufbau und die Funktionsweise von Wälzlagern. Um entspannt einzusteigen, lernt ihr hier alles über die
Lagerluft, Betriebsspiel und Vorspannung
Lagerluft und Betriebsspiel, ist das nicht dasselbe? Und Vorspannung, schon mal gehört, aber was soll das sein?! Wie berechne ich all diese Werte und welche
O-, X- und Tandem-Anordnung
Falls ihr bereits auf der Infoseite zu Schrägkugellagern oder Kegelrollenlagern unterwegs wart, seid ihr womöglich schon mit verschiedenen Arten von Lageranordnungen in Berührung gekommen. Konkret
Punkt- & Linienkontakt
Was versteht man unter „Punkt- und Linienkontakt“? Möglicherweise habt ihr bereits davon gehört, dass sich Wälzlager in zwei Bauformen differenzieren lassen. Die Einteilung ist von
Schmierung
Ohne Schmierung geht nichts: Jedes Lager läuft mit Fett- oder Ölschmierung, was die Grundvoraussetzung für die Vermeidung eines metallischen Kontakts der Lagerkomponenten, sprich von Wälzkörpern,
Überblick Wälzlagerarten
Falls ihr in unserem Beitrag zu den Wälzlagergrundlagen vorbeigeschaut haben solltet, wisst ihr wahrscheinlich schon, dass sich Wälzlager grundsätzlich in zwei Bauformen – nämlich Kugellager
