Wälzlager einfach erklärt | Axiallager | Kugeln, Rollen, Nadeln, Kegel, Tonnen

Lager dienen in technischen Systemen dazu, bewegliche Bauteile wie Wellen oder Achsen in ihrer Position zu halten, Kräfte zu übertragen und gezielte Bewegungen mit möglichst geringer Reibung zu ermöglichen. Sie beschränken die Bewegungsmöglichkeiten eines Körpers – seine sogenannten sechs Freiheitsgrade – auf das notwendige Maß. Eine Welle zum Beispiel soll sich oft nur um ihre Längsachse drehen können, weshalb alle anderen Freiheitsgrade durch geeignete Lager ausgeschaltet werden.

Es gibt zwei Hauptarten von Lagern: Gleitlager und Wälzlager. Bei Gleitlagern bewegt sich das Bauteil direkt auf einer Lauffläche, wobei Gleitreibung entsteht. Diese Lager sind einfach aufgebaut, benötigen jedoch gute Schmierung und sind oft wartungsintensiv. Wälzlager hingegen verwenden zwischen einem Innen- und Außenring Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen.

Wälzlager werden je nach Kraftrichtung in Radial- und Axiallager unterteilt. Radiallager nehmen Kräfte senkrecht zur Wellenachse auf, Axiallager Kräfte entlang der Achse.

Der Aufbau eines Wälzlagers besteht aus Innen- und Außenring, Wälzkörpern sowie einem Käfig, der die Wälzkörper gleichmäßig verteilt. Zusätzliche Dichtungen schützen das Lagerinnere vor Schmutz und halten den Schmierstoff zurück.

Einreihige Rillenkugellager sind besonders für radiale Kräfte geeignet. Bei höheren Anforderungen werden zweireihige Rillenkugellager eingesetzt. Für höhere axiale Belastungen werden Schrägkugellager verwendet. Diese besitzen geneigte Laufbahnen. Zweireihige Varianten können in O- oder X-Anordnung realisiert werden, wobei die O-Anordnung steifer, die X-Anordnung fluchtungstoleranter ist.

Zur Erhöhung der Tragfähigkeit können Schrägkugellager mit geteiltem Innen- oder Außenring ausgestattet werden. Eine besondere Form stellen Vierpunktlager dar, die durch vier Kontaktpunkte pro Kugel axiale Kräfte in beide Richtungen aufnehmen können, aber nur geringe radiale Kräfte verkraften.

Pendelkugellager können Fluchtungsfehler bis etwa 3° ausgleichen. Zylinderrollenlager besitzen eine linienförmige Kontaktfläche, wodurch sie höhere radiale Kräfte aufnehmen können, allerdings empfindlicher gegenüber Schiefstellungen sind. Variationen wie NJ- oder NUP-Typen ermöglichen eine teilweise axiale Führung.

Nadellager verwenden sehr schlanke Wälzkörper und bieten hohe Tragkraft bei kompakter Bauweise, jedoch nur für radiale Kräfte. Sie existieren in vielen Ausführungen, etwa ohne Innenring oder als reine Nadelkränze. Spezielle Einstell-Nadellager mit sphärischem Außenring erlauben den Ausgleich von Winkelfehlern.

Kegelrollenlager mit konischen Rollen können große radiale und axiale Kräfte aufnehmen, benötigen jedoch eine exakte Einstellung des Lagerspiels. Werkseitig zusammengepasste Lagerpaare vereinfachen den Einbau und ermöglichen eine präzise Lagerung mit definierter Vorspannung.

Pendelrollenlager (Tonnenlager) kombinieren hohe Tragfähigkeit mit der Fähigkeit zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern. Sie sind in zylindrischer oder kegeliger Bohrung erhältlich. Die Montage auf Spannhülsen ermöglicht eine einfache Justierung des Lagerspiels.

Zur gezielten Aufnahme axialer Kräfte gibt es Axiallager wie einseitig oder beidseitig wirkende Axial-Rillenkugellager. Letztere können mit sphärisch geformten Gehäusescheiben kombiniert werden, um Fluchtungsfehler auszugleichen. Für höhere axiale Belastungen eignen sich Axial-Zylinderrollenlager oder Axial-Nadellager. Axial-Nadellager mit Zentrierbund erleichtern die Montage und sorgen für eine exakte Ausrichtung im Gehäuse.

In kompakten Konstruktionen kommen kombinierte Lager zum Einsatz, etwa Nadel-Axial-Kugellager, die sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen. Vollkugelige Ausführungen bieten hohe axiale Tragkraft, jedoch bei reduzierter Drehzahl. Schließlich gibt es Axial-Pendelrollenlager, die hohe axiale und gleichzeitig radiale Kräfte aufnehmen können und sich durch eine selbstausrichtende Funktion auszeichnen. Sie finden Anwendung in stark belasteten Systemen wie Pressen oder Förderanlagen.

00:00 Was sind Lager (Freiheitsgrade)?
01:36 Arten von Lager: Gleitlager und Wälzlager
02:55 Radiallager und Axiallager
03:54 Aufbau von Wälzlagern
05:23 1-reihige Radial-Rillenkugellager
07:37 2-reihige Radial-Rillenkugellager
08:10 1-reihige Schrägkugellager
10:00 2-reihige Schrägkugellager (X-Anordnung, O-Anordnung)
11:10 2-reihige Schrägkugellager mit geteiltem Innenring (Außenring)
13:12 Vierpunktlager
14:17 Pendelkugellager
15:19 Zylinderrollenlager
17:38 Nadellager
20:26 Kegelrollenlager
21:40 Zusammengepasste Kegelrollenlager
22:40 Tonnenlager (Pendelrollenlager)
24:55 Einseitig wirkende Axial-Rillenkugellager
26:00 Axial-Rillenkugellager mit kugeliger Gehäusescheibe / Unterlagscheibe
26:32 Beidseitig wirkende Axial-Rillenkugellager
27:10 Axial-Zylinderrollenlager
27:58 Axial-Zylinderrollenkränze
28:37 Axial-Nadellager
29:16 Axial-Nadellager mit Zentrierbund
30:04 Axial- und Radial-Kombilager (Nadel-Axial-Kugellager)
30:41 Axial-Pendelrollenlager