Nadellager

Charakteristika der Nadellager

Nadellager sind durch dünne zylindrische Wälzkörper gekennzeichnet. Obwohl sie einen geringen Querschnitt besitzen, sind sie hoch belastbar und werden vor allem in Anwendungen eingesetzt, in denen nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. Im Allgemeinen differenziert man die Nadellager, ähnlich wie die Kugellager, in Radial- und Axialausführungen. Radialnadellager mit oder ohne Innenring können ausschließlich radiale Kräfte aufnehmen und sind für mittlere Belastungen bei mittleren Drehzahlen geeignet. Sie finden größtenteils Anwendung in Getrieben und im allgemeinen Maschinenbau. 

Wird auf einen Innenring verzichtet, lässt sich die Baugröße von Nadellagern zusätzlich verringern. Jedoch dient in diesem Fall die Welle als Laufbahn, welche für den Erhalt der vollen Tragfähigkeit gehärtet und geschliffen werden muss. Als Bauarten sind Nadellager als massive Nadellager mit und ohne Innenring, mit und ohne Borde, als Nadelkranz, Nadelhülse, Nadelbüchse oder Einstell-Nadellager erhältlich. Alle Bauarten werden sowohl einreihig als auch mehrreihig ausgeführt. Des Weiteren gibt es Radial- und Axiallager sowie Schrägrollenlager. Sie alle können nur Kräfte aufnehmen, die in einer Achse wirken. Ist die Aufnahme axialer und radialer Kräfte erforderlich, sind zwei Lager notwendig. Zudem gibt es kombinierte Nadel-/Axialrillenkugellager, die axiale und radiale Kräfte aufnehmen.

Die verschiedenen Ausführungen der Nadellager

Massiv-Nadellager

Massiv-Nadellager mit Innenring bestehen aus einem Nadelkranz, einem spanend hergestellten, massiven Außenring (ähnlich wie bei Zylinderrollenlagern) und einem Innenring, der sich herausnehmen lässt. Nadellager in massiver Ausführung von Schaeffler mit der Artikelnummer RNA4906-XLDeshalb kann ein Nadellager ohne Innenring mit einem passenden Innenring als Zubehör ergänzt werden. Mit breiteren Innenringen können auch andere axiale Verschiebewege, als in der Standardausführung realisiert werden.

Massiv-Nadellager ohne Innenring bestehen aus einem Nadelkranz und einem spanend hergestellten Außenring. Die Welle dient als Gegenlaufpartner oder es wird ein passender Innenring als Zubehör verwendet. Mit breiteren Innenringen können auch andere axiale Verschiebewege als im Standard vorgesehen, realisiert werden.

Nadelkränze

Nadelkränze sind ein- oder zweireihige Baueinheiten, die aus einem Käfig und den Nadelrollen bestehen. Da ihre radiale Bauhöhe nur dem Durchmesser der Nadelrollen entspricht, ermöglichen Nadelkränze Lagerungen mit dem geringst möglichen radialen Bauraum. Zwei verschiedene Nadelkraenze in silberSie sind sehr tragfähig, für hohe Drehzahlen prädestiniert und besonders montagefreundlich. Die Nadelrollen laufen direkt auf der Welle und dem Gehäuse. Aus diesem Grund ist ein Einsatz nur möglich, wenn Welle und Gehäusebohrung als Laufbahnen ausgeführt werden können, also gehärtet und geschliffen sind.

Die radiale Lagerluft ist durch die Nadelsorte sowie die Wellen- und Gehäusetoleranz beeinflussbar. Nadelkränze setzen voraus, dass die Laufbahn auf der Welle und im Gehäuse gehärtet und geschliffen ist.

Nadelhülsen

Nadelhülsen zählen zu den Nadellagern mit spanlos gefertigtem, dünnem Außenring. Sie werden vor allem dann eingesetzt, wenn die Gehäusebohrungen nicht als Laufbahnen für Nadelkränze ausgeführt werden können. Sie gibt es auch in vollnadeliger Ausführung. Nadelhuelse von der SKF GmbH mit der Artikelnummer HK2526-AS1 Aufgrund der maximalen Anzahl an Nadelrollen ermöglichen vollnadlige Hülsen höchste Tragfähigkeit auf kleinstem Bauraum. Sie erzielen allerdings nicht die bei Nadelhülsen mit Käfig möglichen Drehzahlen.

Da die Nadeln bei den Nadelhülsen nicht mechanisch gehalten werden, sind die Nadelrollen für den Transport und die Montage mit einem speziellen Fett gesichert. Dieses hat jedoch nur eine unzureichende Dauerschmierwirkung. Aus diesem Grund wird nach dem Einbau eine Nachschmierung empfohlen.

Hülsenfreiläufe

Hülsenfreiläufe sind im Aufbau wie Nadelhülsen, bieten aber als erweiterte Funktion die einer Einwegkupplung und übertragen Drehmomente in eine Richtung. Hülsenfreiläufe der Baureihe HF übertragen ausschließlich Drehmomente. Hülsenfreiläufe der Baureihe HFL nehmen aufgrund der integrierten Gleit– oder Wälzlager ebenfalls radiale Kräfte auf. 

Nadelbüchsen

Nadelbüchsen sind auf einer Seite geschlossen. Sie eignen sich dadurch optimal zum Abschluss von Lagerstellen an Wellenenden. Dadurch ist ein Unfallschutz bei drehender Welle gegeben und die Lager sind vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt. Der Boden ist größenabhängig glatt oder versickt bzw. versteift. Durch den profilierten Boden sind auch geringe axiale Führungskräfte möglich.

Einstell-Nadellager

Einstell-Nadellager sind Baueinheiten, die aus spanlos geformten Außenhülsen, Diese Art der Nadellager kompensieren statische Fluchtungsfehler der Welle und tolerieren damit Fluchtungsfehler der Welle gegenüber dem Gehäuse. Einstell-Nadellager haben einen festen Sitz in der Gehäusebohrung. Somit kann die Bohrung einfach und wirtschaftlich gefertigt werden. Kunststoff-Stützringen mit hohlkugeliger Innenform, Außenringen mit sphärischer Mantelfläche, Nadelkränzen und herausnehmbaren Innenringen bestehen.

Stützrollen

Die Stützrolle ist ein hochsteifes Lagersystem. Die Stützrolle enthält ein Nadellager und wird als Führungsrolle für Kurvenscheiben und Linearbewegungen verwendet. Sie besitzen einen massiven Außenring. Dieser ist notwendig, da sich der Außenring dreht und kontinuierlich die Kontaktfläche berührt. Der Außenring ist darüber hinaus in der Lage Stoßbelastungen auszuhalten. Die im Inneren der Stützrolle liegenden Nadelrollen und der Präzisionskäfig verhindern ein Schräglauf der Rollen und sorgen für optimale Rotationsbewegungen. Drehbewegungen bei hohen Geschwindigkeiten sind somit kein Problem. Stützrollen lassen sich grundsätzlich in zwei Typen unterscheiden: Ein Typ mit trennbaren Innenring und ein Typ ohne trennbaren Innenring. Der Außenring kann zylindrisch oder sphärisch sein. Die Stützrolle kommt in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz: z. B. in Kurvengetrieben automatischer Maschinen, Trägersystemen, Förderer, Buchbindemaschinen, Werkzeugwechsler für Bearbeitungszentren, Palettenwechslern, automatischen Beschichtungsmaschinen und Regalbediengeräten.  

Axial-Nadellager

Axial-Nadellager sind Baueinheiten, die aus axial-nadellager Axialnadelkränzen und Axiallagerscheiben mit Zentrierbund bestehen. Sie sind kombinierbar mit Nadelhülsen, Nadelbüchsen und Nadellagern. Die Anlauffläche für den Nadelkranz muss gehärtet und geschliffen sein. 

Kombinierte Nadellager

Kombinierte Nadellager bestehen aus einem Radial-Nadellager und einem Axiallagerteil. Die Besonderheit liegt in der parallelen Aufnahme radialer und axialer Belastungen. Ihr Einsatz ist vor allem dort von Vorteil, wo die Axialbelastungen aufgrund ihrer Größe, aufgrund hoher Drehzahlen oder ungenügender Schmierung nicht mehr von einfachen Anlaufscheiben aufgenommen werden können und andere Festlager einen zu großen Einbauraum erfordern würden. Die jeweiligen Schmierfristen für das Radial- und das Axial-Lagerteil sind getrennt zu bestimmen. Die kürzere der beiden ermittelten Schmierfristen ist anzuwenden.

Innenringe

Innenringe bestehen aus gehärtetem Wälzlagerstahl und haben feinbearbeitete oder geschliffene Laufbahnen. Sie werden eingesetzt, wenn:

  • Bei Nadelkränzen, Nadelhülsen, Nadelbüchsen, Nadellagern die Welle nicht als Laufbahn genutzt werden kann
  • Nadellager mit breiteren Innenringen kombiniert werden müssen, um größere Axialverschiebungen der Welle gegenüber dem Gehäuse zu ermöglichen
  • Optimale Laufflächen für die Dichtlippen notwendig sind

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