Pendelkugellager
- Ausgleich von Winkelfehlern möglich
- Aufnahme radialer und beidseitig axialer Kräfte
- Einsatz bis zu mittleren Drehzahlen möglich
Pendelkugellager sind zweireihige Kugellager mit zwei getrennten Laufbahnen am Innenring und einer gemeinsamen, hohlkugeligen Laufbahn am Außenring. Sie eignen sich deshalb besonders für den Ausgleich von Schiefstellungen zwischen Welle und Gehäuse. Pendelkugellager können sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen und eignen sich aufgrund der geringen Reibung für einen ruhigen und kühleren Lauf bei erhöhter Drehzahl.
Abmessungen und Toleranzen
Pendelkugellager werden bei KRW standardmäßig entsprechend DIN 620-2 (Wälzlagertoleranzen) und ISO 492 (Radiallager – Maße und Toleranzen) in Normaltoleranz (PN) geliefert. Alle weiteren – davon abweichenden Toleranzklassen oder Sondertoleranzen – sind bei der Bestellung anzugeben.
Normen
Die Hauptabmessungen der Pendelkugellager sind nach ISO 15 (Radiallager - Allgemeine Abmessungen), DIN 616 (Wälzlager - Maßpläne) bzw. DIN 630 (Radial-Pendelkugellager) genormt.
Ausführungen von Pendelkugellagern
Lagerausführung
Pendelkugellager sind selbsthaltende, nicht zerlegbare Lager. Sie können sowohl hohe radiale als auch geringe beidseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen. Die Mindestbelastung des Lagers ist sehr gering. Pendelkugellager können mit zylindrischer oder kegeliger Bohrung geliefert werden.
Lagerluft
Pendelkugellager werden bei KRW standardmäßig entsprechend der DIN 620-4 (Radiale Lagerluft) und ISO 5753-1 (Wälzlager - Lagerluft) in Normalluft (CN) ausgeliefert, sind aber auch in allen Lagerluftklassen mit eingeschränkter Luft oder Sonderluft lieferbar.
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Käfig
Pendelkugellager sind bei KRW standardmäßig mit einem zweiteiligen, wälzkörpergeführten Messingmassivkäfig (Nachsetzzeichen: M) ausgestattet. Andere Käfigausführungen sind auf Nachfrage verfügbar oder werden anwendungsspezifisch ausgewählt und entsprechend am Lager gekennzeichnet.
Nachsetzzeichen
Winkelfehlerausgleich bei einem Pendelkugellager
Ausgleich von Winkelfehlern
Pendelkugellager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen zwischen Innen- und Außenring des Lagers aufgrund von Wellendurchbiegungen, Fluchtungsfehlern sowie Gehäuseverformungen gut geeignet. Der zulässige Winkelfehler ist bei statischem sowie umlaufendem Innenring zwischen Bauarten verschieden. Die maximale Winkeleinstellbarkeit α ist auf Nachfrage erhältlich.
Drehzahl
KRW unterscheidet zwischen kinematischer Grenzdrehzahl nG und thermischer Bezugsdrehzahl nth. Die kinematische Grenzdrehzahl ist ein praxisbezogener mechanischer Grenzwert und basiert auf der mechanischen Betriebsfestigkeit des Wälzlagers in Abhängigkeit seiner Einbausituation und der Schmierung. Die Grenzdrehzahl darf auch unter optimalen Betriebsbedingungen ohne vorherige Rücksprache mit KRW nicht überschritten werden.
Die thermische Bezugsdrehzahl stellt das Gleichgewicht zwischen der im Lager durch Reibung entstehenden Wärme und dem abgeleiteten Wärmestrom dar. Sie ist in der DIN ISO 15312 (Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl) genormt.
Zulässige Betriebstemperaturen
Die zulässige Betriebstemperatur eines Lagers ist durch Käfigmaterial, Maßstabilität der Lagerbauteile (Laufringe und Wälzkörper) sowie den Schmierstoff begrenzt. KRW Lager sind standardmäßig bis 200°C maßstabilisiert (S1). Auf Anfrage liefert KRW ebenfalls Wälzlager für höhere Betriebstemperaturen.
Dimensionierung
Für dynamisch beanspruchte Lager
Die Lebensdauerformel nach ISO 281 L10 = (C/P)p für dynamisch beanspruchte Lager setzt eine äquivalente Belastung (P) aus konstanter Richtung und in konstanter Größe voraus. Zur Berechnung von P sind Berechnungsfaktoren und das Verhältnis aus axialer und radialer Belastung notwendig.
Dynamisch äquivalente Lagerbelastung P
Die äquivalente Lagerlebensdauer für die Pendelkugellager ist abhängig von dem Verhältnis Fa/Fr (Axialkraft / Radialkraft). Die dynamisch äquivalente Lagerbelastung lässt sich durch nachstehende Formel ermitteln:
| P | dynamisch äquivalente Belastung | [kN] |
| Fr | dynamische radiale Kraft | [kN] |
| Fa | dynamische axiale Kraft | [kN] |
| e | Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle | [-] |
| Y1 | Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle | [-] |
| Y2 | Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle | [-] |
Für statisch beanspruchte Lager
Bei sehr langsam drehenden Lagern (n x dm ≤ 4000 mm/min) verliert die dynamische Dimensionierung ihre Gültigkeit. Die statische Tragsicherheit S0 errechnet sich nach:
| S0 | statische Tragsicherheit (aus der Lagertabelle) | [-] |
| C0 | statische Tragzahl | [kN] |
| P0 | statisch äquivalente Lagerbelastung | [kN] |
| n | Lagerdrehzahl | [min-1] |
| dm | mittlerer Lagerdurchmesser [dm = (D+d)/2] | [mm] |
Statische Tragfähigkeit
| F0, r | maximale radiale statische Belastung | [kN] |
| F0, a | maximale axiale statische Belastung | [kN] |
| Y0 | Berechnungsfaktor, siehe Lagertabelle | [-] |
Axiale Belastbarkeit
Die axiale Belastbarkeit der Pendelkugellager ist aufgrund der weiten Schmiegung am Außenring gering.
Beim Einsatz von Pendelkugellagern mit Spannhülsen auf glatten Wellen muss sichergestellt werden, dass die maximal auftretenden axialen Belastungen trotz ausreichender Sicherheit kleiner sind, als die Pressverbindung zwischen Welle und Lagerbohrung. Bei einer fachgerechten Montage kann für die Abschätzung der zulässigen axialen Belastung folgende Formel benutzt werden:
| Fa,zul | maximal zulässige Axialbelastung | [kN] |
| B | Lagerbreite, siehe Produkttabelle | [mm] |
| d | Bohrungsdurchmesser, siehe Produkttabelle | [mm] |
Radiale Mindestbelastung
Für den zuverlässigen Betrieb eines Wälzlagers wird eine Mindestbelastung benötigt. Wenn die Mindestbelastung unterschritten wird, kann Schlupf auftreten. Die radiale Mindestbelastung für Pendelkugellager kann überschlägig mit 1% der statischen Tragzahl C0 des Lagers angenommen werden. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.
