Rollenlager (radial)

Rollenlager sind Lager, die durch Ihre Wälzkörper - die Rollen - zwar für einen höheren Reibungswiderstand sorgen, jedoch weitaus belastbarer und tragfähiger sind als Kugellager.

Rollenlager dienen zur Fixierung von Wellen und Achsen und ermöglichen deren Rotation, wie zum Beispiel die Rotation eines an der Achse befestigten Rades. Dabei tritt zwischen den drei Hauptkomponenten Außenring, Wälzkörper und Innenring in erster Linie Rollreibung auf. Die Rollreibung des Lagers ist zwar recht gering, aufgrund der (im Gegensatz zum Kugellager) vorliegenden Linienbelastung jedoch höher. Die Wälzkörper laufen zwischen Innen- und Außenring auf gehärteten Stahlflächen, wobei eine anwendungsgerechte Schmierung jedoch eine entscheidende Rolle spielt.

Rollenlager können in folgende Typen aufgeteilt werden:

• Kegelrollenlager
• Zylinderrollenlager
• Pendelrollenlager
• Tonnenlager
• CARB-Toroidal-Rollenlager

Rollenlager Bauformen

Kegelrollenlager sind zerlegbare Radiallager, die aus einem Innenteil (Innenring mit Rollensatz und Käfig) und einem losen Außenring bestehen. Durch den Berührungswinkel bewirkt jede radiale Belastung eine axiale Kraftkomponente. Da Kegelrollenlager Axialkräfte nur in einer Richtung aufnehmen können, müssen sie, falls beidseitig axiale Belastung aufgenommen werden muss, zur Gegenführung gegen ein zweites, spiegelbildlich angeordnetes Kegelrollenlager angestellt werden. Kegelrollenlager können sehr hohe radiale und axiale Kräfte übertragen, erfordern aber gut fluchtende Lagerstellen, sowie eine sorgfältige Einstellung. Gepaarte einreihige Kegelrollenlager sind einbaufertige, vom Hersteller bereits eingestellte Lagerpaare. Dabei wird ein Paar einreihiger Kegelrollenlager mit Abstandsringen auf ein definiertes Axialspiel oder eine definierte Vorspannung eingestellt. Zweireihige Kegelrollenlager sind ebenfalls einbaufertige Lagereinheiten und bestehen zumeist aus einem Innenring mit 2 Rollenreihen in X-Anordnung und einem mehrteiligen Außenring. Vierreihige Kegelrollenlager sind einbaufertige Lagereinheiten und werden bei der Lagerung von Walzgerüsten verwendet. Aufgrund der vielen unterschiedlichen Abmessungen und Varianten gehören diese Lagereinheiten bereits zu den Sonderlagern, die von den Lagerherstellern nur auftragsbezogen gefertigt werden.

Zylinderrollenlager gibt es in verschiedenen Ausführungen. Einreihige Zylinderrollenlager eignen sich zur Übertragung hoher Radialkräfte. Je nach Ausführung bzw. Anordnung der Borde können auch Axialbelastungen in eine oder beide Richtungen übertragen werden. Einreihige Zylinderrollenlager sind zerlegbar, was die Montage wesentlich erleichtert. Zudem sind einreihige Zylinderrollenlager für höhere Drehzahlen gut geeignet. Zweireihige Zylinderrollenlager sind reine Loslager, die auch in Hochpräzisionsausführung gefertigt werden. Vollrollige Zylinderrollenlager weisen die größtmögliche radiale Tragfähigkeit auf. Sie haben keinen Käfig, um möglichst viele Rollen im vorhandenen Querschnitt unterzubringen. Diese werden in ein- und zweireihiger Ausführung gefertigt.

Pendelrollenlager sind zweireihige Lager mit einer hohlkugeligen Laufbahn im Außenring. Die tonnenförmigen Rollen (Tonnenrollen) ermöglichen eine Selbsteinstellung des Lagers. Pendelrollenlager sind somit winkeleinstellbar und gleichen Fluchtungsfehler oder Wellendurchbiegungen sehr gut aus. Pendelrollenlager sind nicht zerlegbar und eignen sich zur Übertragung sehr großer Radialkräfte, aber auch beidseitige axiale Belastungen sind (begrenzt) möglich. Aufgrund ihrer kinematischen Eigenschaften sind Pendelrollenlager für niedrigere bzw. mittlere Drehzahlen geeignet. Der Großteil der heutigen Pendelrollenlager wird serienmäßig mit Schmierbohrungen und Schmiernut angeboten. Pendelrollenlager werden sehr oft mit kegeliger Bohrung verwendet. Dabei werden die Lager mittels Spann- oder Abziehhülsen, seltener direkt auf einen kegeligen Wellensitz, montiert. Bei den meisten Pendelrollenlagern beträgt der Kegel 1:12, lediglich bei den Lagerreihen mit geringerer Querschnittshöhe ist der Kegel flacher. Durch die kegelige Bohrung können die Lager ohne aufwendige Bearbeitung von Lagersitzen direkt auf gezogene Wellen bzw. auf Wellen mit gedrehten Lagersitzen montiert werden. Große Pendelrollenlager werden häufig mit hydraulisch wirkenden Hilfsmitteln (Hydraulikmuttern bzw. Spann-/Abziehhülsen mit Ölkanälen und Hydraulikanschlüssen) montiert. Eine Sonderform stellen Pendelrollenlager für Schwingsiebanwendungen dar. Diese sind mit Messingmassivkäfigen ausgestattet und weisen gegenüber Lagern der Standardausführung eingeschränkte Toleranzen auf.

Toroidalrollenlager können zusammen mit entsprechend geformten Rollbahnen sowohl Axial- als auch Winkelversatz ausgleichen, ohne dass sich dadurch ihr Reibmoment erhöht. Somit können diese Rollenlager die Funktion eines Zylinderrollenlagers sowie die eines Pendelrollenlagers erfüllen.