Charakteristika der Pendelrollenlager
Pendelrollenlager sind echte Alleskönner. So sind diese Lager imstande, schwere Lasten in axialer und radialer Richtung aufzunehmen. Eingesetzt werden Pendelrollenlager mehrheitlich in schweren Industriemaschinen, zum Beispiel in Schiffsschrauben, Steinbrechern oder als Hauptrotorlager in Windkraftanlagen.
Die Laufbahnen von Pendelrollenlagern sind sphärisch geschliffen, sodass ein Pendeln der Wälzkörperreihen um die Rotationsachse ermöglicht wird. Die Wälzkörper sind tonnenförmig und können aufgrund ihrer zur Drehachse des Lagers geneigten Achse ausschwenken und einer Schiefstellung entgegenwirken. Markant ist zudem, dass Pendelrollenlager dabei vollständig selbstausrichtend sind.
Pendelrollenlager bringen diverse Vorteile mit sich. Zum einen sind die Lager dank ihres Aufbaus für die Aufnahme einer Kombination von Radial- und beidseitigen Axialbelastungen (kombinierte Belastungen) geeignet, zum anderen besitzen Pendelrollenlager im Allgemeinen eine hohe Tragfähigkeit und sind dazu fähig, stoßartige Belastungen aufzunehmen. Der wesentliche Vorteil gegenüber anderen Wälzlagerbauformen ist, dass Pendelrollenlager statische und dynamische Fluchtungsfehler bis zu einer Schiefstellung von maximal 2° ausgleichen können. Pendelrollenlager sind sehr universell einsetzbare Wälzlager und weisen gemessen an ihrer hohen Leistungsfähigkeit ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis auf.
Nach der ganzen Reihe an Vorteilen, die die Pendelrollenlager mit sich bringen, stellt sich die Frage, ob sie auch Nachteile haben. Genaugenommen gibt es hier nur einen nennenswerten Aspekt: Pendelrollenlager sind nur bedingt dazu in der Lage, Belastungen aus rein axialer Richtung aufzunehmen.
Die Lagertype-Kennziffer ist bei Pendelrollenlagern die 2. Außerdem existieren verschiedene Designs der Pendelrollenlager, dabei lässt sich als erstes das B-Design nennen.
B-Type
Dieses ist bei NTN die ursprüngliche Standard-Type und zeichnet sich durch asymmetrisch geschliffene Rollen aus. Die Rollen werden aufgrund ihrer Geometrie gegen das integrale Mittelbord gedrückt, daraus resultiert ein exzellentes kinematisches Abrollverhalten mit geringer Reibung. Nachteil der B-Type ist eine verhältnismäßig geringere Tragzahl im Verhältnis zur symmetrischen Rolle (E-Ausführung). Die B-Type kann mit einem Kunststoff-, Stahlblech- oder Massivkäfig ausgestattet sein und ist für verschiedene Arten von Anwendungen nützlich.
E-Type
Neben der B-Type sind zudem E-Type-Pendelrollenlager von zentraler Bedeutung, die sich im Allgemeinen durch eine besonders hohe Tragfähigkeit auszeichnen. Sie lassen sich nochmal unterteilen; in diesem Rahmen sind die Designs EA, EM, EMA und EG15 erwähnenswert. Alle vier haben gemeinsam, dass sie Teil der NTN-Ultage-Reihe (Ultage ist die Premium-Ausführung verschiedenster Wälzlagerbauformen bei NTN) sind. Sie sind somit optimierte Lager der E-Type. Darüber hinaus haben die Wälzkörper aller E-Type-Lager symmetrische Rollen. Zudem besitzen sie eine Umfangsnut und Schmierbohrungen, so kann das Lager auf einfachem Weg nachgeschmiert werden. Fast alle offenen Pendelrollenlagerbauformen von NTN können bei Betriebstemperaturen bis 200 °C eingesetzt werden – einzig das EG15-Design ist aufgrund seines Polyamidkäfigs nicht für einen so hohen Temperaturbereich ausgelegt.
EA-Type
Zwischen den verschiedenen E-Typen bestehen einige Unterschiede, weshalb die einzelnen Designs im Folgenden, beginnend mit der EA-Type, genauer vorgestellt werden. Diese Type verfügt über einen Stahlblechkäfig mit Innenringführung, der aus zwei Hälften besteht. Der Käfig besitzt besondere Käfigtaschen, welche die Wälzkörper präzise führen und halten. Das EA-Design findet in allgemeinen Anwendungen Gebrauch.
EM-Type
Die EM-Type unterscheidet sich von der EA-Type zum einen darin, dass diese mit einem einteiligen Messing-Massivkäfig ausgestattet ist. Dies wird durch ein Nachsetzzeichen M in der Typenbezeichnung gekennzeichnet. In diesem Fall ist der Käfig rollengeführt und es existieren Seitenborde am Innenring, die der Rollenführung dienen. Der Einsatz von Lagern des EM-Designs ist bei schwierigen Anwendungsbedingungen wie beim Auftreten von Vibrationen sinnvoll.
EMA-Type
Bei den EMA-Typen ist ein einteiliger verstärkter Messing-Massivkäfig verbaut. Ähnlich zur EM-Type existieren beim EMA-Design auch Seitenborde zur Rollenführung am Innenring und der Käfig ist ebenfalls rollengeführt. Die EMA-Type findet in Anwendungen Gebrauch, bei denen die Ansprüche an den Käfig noch höher sind als beim EM-Design. Ausführungen wie das EMA-Design können gegebenenfalls durch die aufwändigere Fertigungstechnik (Messing-Massivkäfig) teurer sein als EM-Designs.
EG15-Type
In einem Lager des EG15-Designs ist standardmäßig ein zweiteiliger Polyamidkäfig verbaut, es handelt sich hierbei um einen wälzkörpergeführten Käfig. Die EG15-Type besitzt keine klassischen Seitenborde, stattdessen ist am Käfig eine optimierte Kontur verbaut, die einer effizienten Rollenführung sowie einer besseren Schmierstoffverteilung dient. Aufgrund der Verwendung von Kunststoff (Polyamid) als Käfigwerkstoff darf eine Betriebstemperatur von 150 °C nicht überschritten werden. EG15-Lager eignen sich daher nur für Anwendungen mit moderaten Betriebstemperaturen und werden oft bei Anwendungen, bei denen eine geringe Geräuschentwicklung gefordert ist, eingesetzt.
Abgedichtete Pendelrollenlager
Im E-Design gibt es zudem weitere Pendelrollenlagertypen, zum Beispiel abgedichtete Lager. Diese werden in Umgebungen verwendet, bei denen die Gefahr besteht, dass Fremdpartikel ins Lager eindringen können. Dabei existieren bei NTN neben Lagern mit einer berührenden Dichtung auch Typen mit Abdeckscheiben, den sogenannten Z-Scheiben. Diese sitzen zwischen Innen- und Außenring und sind für den Einsatz in Anwendungen mit besonders groben Verunreinigungen vorgesehen, da weiterhin ein minimaler Spalt zwischen Außenring und Z-Scheibe besteht. Vorteil dieser Lagervarianten ist, dass diese Typen weiterhin die Standardbreiten eines offenen Pendelrollenlagers haben und nicht wie bei den Typen mit einer berührenden Dichtung zusätzlichen Bauraum benötigen.
Die Version des E-Designs mit berührender Dichtung (links) sowie das E-Design mit Z-Scheiben (rechts) sind weitere Typen der Ultage-Baureihe von NTN.
Pendelrollenlager mit konischer und zylindrischer Bohrung
Für Pendelrollenlager gilt, dass diese Typen sowohl mit einer konischen bzw. kegeligen Bohrung (Nachsetzzeichen K) als auch mit einer zylindrischen Bohrung existieren.
Bei Pendelrollenlagern mit einer kegeligen Bohrung spielen Spannhülsen eine zentrale Rolle. Eine Spannhülse wird bei diesen Lagern zwischen der Welle und dem Innenring eingesetzt und erleichtert den Einbau besonders in schwierigen Montagesituationen. Dabei können das Lager und die Spannhülse auf der Welle frei positioniert werden, bevor das Lager befestigt wird. Darüber hinaus bietet die Spannhülse den Vorteil, dass man das Lagerspiel mit ihrer Hilfe ein wenig justieren kann. Für die Montage werden außerdem Sicherungsmuttern und Sicherungsbleche benötigt. Neben den Spannhülsen existieren auch Abziehhülsen, die neben der Montage auch zur Demontage der Lager verwendet werden.
Der Einbau eines Lagers mit zylindrischer Bohrung ergibt dagegen bei Anwendungen Sinn, die nicht viel Platz bieten. In solchen Fällen wird das Lager mithilfe eines geeigneten induktiven Anwärmgeräts erwärmt und montiert.
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