Lager gehören zu den grundlegendsten mechanischen Komponenten. Sie reduzieren Reibung, stützen mechanische Wellen und tragen Lasten. Sie ermöglichen eine kontrollierte und gleichmäßige Rotation oder Linearbewegung von Wellen bei unterschiedlichen Lasten und Geschwindigkeiten. Ein Lager besteht typischerweise aus einem Innen- und einem Außenring, zwischen denen sich Wälzkörper befinden. Diese Wälzkörper können Kugeln oder Rollen sein. Lager finden breite Anwendung in verschiedenen Branchen, von Kühlschränken und Fahrzeuggetrieben bis hin zu großen Windkraftanlagen.
Welche Funktion haben Lager?
- Lager gelten als Schlüsselkomponenten für einen stabilen Betrieb, da sie radiale Belastungen aufnehmen.
- Lager verhindern die unerwünschte Bewegung von Maschinenteilen, indem sie deren Bewegung in bestimmte Richtungen steuern, beispielsweise Gleiten oder Drehen.
- Lager verringern die Wärmeentwicklung durch Minimierung der Reibung, was die Effizienz der Maschine verbessert und sie zuverlässiger macht.
Arten von Lagern
Kugellager
Kugellager verwenden, wie der Name schon sagt, kugelförmige Wälzkörper, um die Reibung zu minimieren. Kugellager können hauptsächlich radiale und je nach Typ auch axiale Lasten aufnehmen. Darüber hinaus bieten diese Lager eine kompakte Bauweise und minimalen Wartungsaufwand, weshalb sie als kostengünstig gelten. Trotzdem haben Kugellager eine begrenzte Tragfähigkeit und können unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. bei Fehlausrichtung oder unzureichender Schmierung, laut laufen.
Kugellagertypen
Rillenkugellager
Rillenkugellager zeichnen sich typischerweise durch tiefe, symmetrische Laufbahnen aus. Diese Laufbahnen bieten hervorragende Unterstützung für mittlere Belastungen bei hohen Drehzahlen. Rillenkugellager sind bekannt für ihre hohe Drehzahltauglichkeit, geringe Reibung und einfache Konstruktion. Rillenkugellager sind primär für radiale Belastungen ausgelegt, können aber auch mittlere axiale Belastungen in beide Richtungen aufnehmen. Sie sind in zwei Ausführungen erhältlich: ein- oder zweireihig und in offener, geschlossener oder geschirmter Ausführung.
Schrägkugellager
Dies sind Kugellagertypen, die üblicherweise Laufbahnen an der Innen- und Außenseite der Ringe aufweisen, die versetzt sind, um einen Kontaktwinkel zur Achse zu bilden. Dadurch können sie kombinierte Belastungen aufnehmen, indem sie sowohl axiale als auch radiale Kräfte aufnehmen. Diese Lager bieten eine hohe Rotationsgenauigkeit und eignen sich daher für eine präzise Wellenpositionierung. Schrägkugellager werden üblicherweise paarweise eingesetzt, um axiale Lasten in beide Richtungen aufzunehmen. Um axiale Lasten in beide Richtungen aufnehmen zu können, müssen Schrägkugellager jedoch in der Regel paarweise oder als Satz eingesetzt werden.
Miniaturlager
Mini-Kugellager haben eine kompakte Bauweise und werden daher in Maschinen mit begrenztem Platzangebot eingesetzt. Diese Lager bieten ein geringes Drehmoment und unterstützen Hochgeschwindigkeitsbetrieb. Da sie üblicherweise aus Edelstahl gefertigt sind, sind sie recht langlebig, aber nicht für Hochleistungsanwendungen geeignet.
Axial-Kugellager
Axialkugellager nehmen ausschließlich axiale Belastungen auf und werden daher auch als Axiallager bezeichnet. Diese Lager bestehen aus zwei Laufbahnen mit Kugeln, die in einem Käfig angeordnet sind. Diese Anordnung sorgt für eine gleichmäßige Rotation bei geringen bis mittleren Axialkräften. Diese Lager gibt es in zwei Varianten:
- Einseitig wirkende Axiallager
- Zweiseitig wirkende Axiallager
Duplex-Kugellager
Diese Lager bestehen aus zwei Schrägkugellagern, die als Paarung montiert sind. Sie dienen der Verbesserung der Tragfähigkeit und Steifigkeit. Je nach Anordnung können sie verschiedene Kombinationen von Radial-, Axial- und Momentbelastungen aufnehmen. Es gibt drei verschiedene Anordnungsmöglichkeiten:
- Back-to-Back (DB)
- Von Angesicht zu Angesicht (DF)
- Tandem (DT)
Duplex-Kugellager finden dort Anwendung, wo präzise Ausrichtung und Steifigkeit erforderlich sind, beispielsweise in CNC-Spindeln und Getrieben.
Rollenlager
Rollenlager ähneln Kugellagern, enthalten jedoch zylindrische oder konische Wälzkörper anstelle von Kugeln. Darüber hinaus können diese Lager mehrere Wälzkörperreihen aufweisen, was ihre Tragfähigkeit erhöht. Sie sind nicht nur für hohe Belastungen geeignet, sondern einige Rollenlager, beispielsweise zylindrische und konische, unterstützen auch Hochgeschwindigkeitsbetrieb. Rollenlager werden häufig in Hochleistungsmaschinen wie Getrieben, Baumaschinen, Förderbändern und Eisenbahnen sowie in einigen Elektromotoren eingesetzt, die eine höhere Tragfähigkeit erfordern.
Rollenlagertypen
Kegelrollenlager
Diese Lager verfügen über kegelförmige Innen- und Außenringlaufbahnen sowie kegelförmige zylindrische Wälzkörper. Sie sind so konstruiert, dass ihre konischen Oberflächen in einem gemeinsamen Punkt auf der Lagerachse zusammenlaufen. Diese Konstruktion ermöglicht eine gleichmäßige Rollbewegung ohne Gleiten und innere Spannungen. Kegelrollenlager werden paarweise, z. B. O- oder X-Anordnung, angeordnet, um beidseitige Axiallasten aufzunehmen.
Pendelrollenlager 1
Diese Wälzlager haben eine sphärische Außenlaufbahn und eine zylindrische Innenlaufbahn, die zwei Rollenreihen aufnimmt. Diese typische Konstruktion ermöglicht die Aufnahme axialer und radialer Belastungen. Diese Lager werden aufgrund ihrer Selbstausrichtung dort eingesetzt, wo Wellenfehlstellungen oder -durchbiegungen möglich sind. Pendelrollenlager werden üblicherweise mit zylindrischen oder kegelförmigen Bohrungen in Größen von 20 mm bis 900 mm geliefert.
Zylinderrollenlager
Die Wälzkörper von Zylinderrollenlagern bleiben in Kontakt mit den Laufbahnen und bieten so eine hohe radiale Tragfähigkeit. Sie können jedoch ohne Führungsborde keine nennenswerten axialen Belastungen aufnehmen. Ihre Wälzkörper sind an den Enden leicht ballig, was zur Spannungsreduzierung und Leistungssteigerung beiträgt. Obwohl sie als hervorragend für die Aufnahme radialer Belastungen gelten, können sie auch begrenzte axiale Belastungen aufnehmen, wenn Borde an Innen- und Außenring vorhanden sind.
Nadellager
Nadellager verwenden lange, schlanke Rollen, wodurch diese Lager für niedrige bis mittlere Drehzahlen geeignet sind. Sie sind so konstruiert, dass die zugehörigen Wellen oder Gehäuse als Laufbahnen fungieren. Dadurch entfallen separate Innen- oder Außenringe, wie sie beispielsweise bei Nadellagern mit gezogener Kappe erforderlich sind.
Sinterlager
Sinterlager sind poröse Lager, die durch Verdichten von Metallpulvern (wie Bronze, Eisenlegierungen oder Edelstahl) und Sintern bei hohen Temperaturen entstehen. Nach der Vakuumölimprägnierung Sinterlager sorgt für Selbstschmierung. Wird häufig in Motoren, kleinen Ventilatoren, Haushaltsgeräten und Bürogeräten verwendet, bei denen ein geräuscharmer und wartungsfreier Betrieb unerlässlich ist.
BLUE ist ein fortschrittlicher Hersteller von Sinterlagern und bietet eine breite Palette an Standard-Sinterlagern, darunter Gleitlager, Flanschlager und Kugellager. Sie können diese Teile direkt in unserem Sinterlager-Shop durchsuchen und vergleichen. Sollten Sie nicht das passende Produkt finden, bieten wir auch maßgeschneiderte Lösungen für Ihre spezifischen Anforderungen.
Gleitlager
Diese Lager arbeiten nach dem Prinzip der Reibungsreduzierung durch Gleiten, da sie keine Wälzkörper verwenden. Diese Gleitlager sind im Gehäuse integriert und unterstützen dort die gleichmäßige lineare oder rotierende Bewegung der Welle. Die Reibung zwischen Lager und Welle wird durch den Einsatz einer Schmierfolie oder eines selbstschmierenden Gleitlagers reduziert.
Das Besondere an diesen Lagern ist ihre einfache Konstruktion, ihre hohe Tragfähigkeit und ihre selbstschmierenden Eigenschaften. Gleitlager eignen sich ideal für oszillierende oder intermittierende Bewegungen, während Wälzlager schnell verschleißen.
Flüssigkeitslager
Flüssigkeitslager tragen die Last durch einen Schmierfilm, meist eine unter Druck stehende Flüssigkeit (flüssig oder gasförmig). Dieser Film trennt die beweglichen Komponenten, indem er den direkten Kontakt zwischen ihnen verhindert. Dies reduziert die Reibung und minimiert den Verschleiß. Diese Lager sind bekannt für ihre geringe Reibung, Zuverlässigkeit und hohe Steifigkeit. Trotzdem erfordern Flüssigkeitslager oft ein komplexes Flüssigkeitssteuerungssystem.
Arten von Flüssigkeitslagern
Hydrostatische Lager
Diese Lager verwenden eine externe Pumpe, um unabhängig von der Wellenbewegung den Flüssigkeitsdruck zu erzeugen. Sie gelten als geeignet für hohe Tragfähigkeiten bei niedrigen Drehzahlen.
Hydrodynamische Lager
Hydrodynamische Lager erzeugen den Flüssigkeitsfilm durch Relativbewegung zwischen beweglichen Oberflächen. Sie eignen sich für den Dauerbetrieb mit hoher Drehzahl, unterliegen jedoch beim An- und Abfahren einem Verschleiß.
Magnetlager
Magnetlager nutzen, wie der Name schon sagt, magnetische Kräfte, um die Bewegung von Wellen zu unterstützen, ohne dass es zu physischem Kontakt zwischen Lager und beweglichen Teilen kommt. Diese Lager arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Federung. Sie halten die bewegliche Welle in der Schwebe, üblicherweise durch aktive Magnetkräfte. Passive Magnetlager hingegen sind für die Aufnahme axialer Lasten deutlich seltener. Magnetlager werden dort eingesetzt, wo sauberer Betrieb, Schmiermittelfreiheit, hohe Drehzahlen und geringe Vibrationen unerlässlich sind.
Aktive Magnetlager (AMB)
Diese Lager verwenden Elektromagnete, Sensoren und ein Steuerungssystem. Dabei erfasst der Sensor das elektromagnetische Signal und sendet es in Echtzeit an das Steuerungssystem, wodurch die Position der Welle während des Betriebs angepasst wird.
Passive Magnetlager
Dieses Magnetlager erzeugt mithilfe eines Permanentmagneten ein statisches Magnetfeld, um Wellen schweben zu lassen. Dies ist eine kostengünstigere Lösung, begrenzt jedoch die Tragfähigkeit.
In Lagern verwendete Materialien
Kohlenstoffstahl
Für die meisten Kugel- und Rollenlager wird kohlenstoffreicher Chromstahl verwendet, der eine hervorragende Härte und Ermüdungsbeständigkeit aufweist.
Edelstahl
Aufgrund seiner außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit wird Edelstahl in Schiffslagern verwendet.
Bronze
Eine selbstschmierende Bronzelegierung wird in Gleitlagern und Buchsen für Anwendungen mit hoher Belastung und niedriger Geschwindigkeit verwendet.
Verbundwerkstoffe/Graphitbasierte Materialien
Diese werden aufgrund ihrer selbstschmierenden und wärmebeständigen Eigenschaften in Trockenlauf- und Hochtemperaturlagern verwendet.
Kunststoffe und Polymere
Kunststoff wird auch für Lagerkäfige verwendet, damit diese unter bestimmten Bedingungen funktionieren. Polymere wie Acetal und Nylon werden ebenfalls zur Herstellung von Kunststofflagern verwendet.
Verwendung von Lagern
Luft-und Raumfahrtindustrie
Lager werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie häufig verwendet, da Kugellager in Düsentriebwerken und Kegelrollenlager in Flugzeugtreibstoffpumpen zum Einsatz kommen.
Automobilindustrie
Auch in der Automobilindustrie kommen Lager zum Einsatz, um für sanftere Bewegungen zu sorgen, beispielsweise:
- Kegelrollenlager werden als Radlager in Kraftfahrzeugen eingesetzt.
- Gleitlager werden in Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen eingesetzt.
Schwere Maschinerie
Aufgrund ihrer hohen Tragfähigkeit werden Lager in Schwermaschinen eingesetzt, beispielsweise in:
- Zylinderrollenlager werden in Kranwinden und Getrieben eingesetzt
- Nadellager werden in Hydraulikpumpen und Bohrmaschinen eingesetzt,
Elektronik
Lager werden in der Elektronik verwendet, wo sie Bewegungen bei hoher Geschwindigkeit und Belastung unterstützen, beispielsweise:
- Kugellager werden in Elektromotoren, Ventilatoren und Förderbändern verwendet.