Tonnenrollenlager
- Ausgleich von Fluchtungsfehlern
- Aufnahme hoher radialer und axialer Kräfte
- Anwendung bei stoßartigen Belastungen
Tonnenrollenlager sind einreihige, winkeleinstellbare Lager, die aufgrund der sphärischen Kontur von Außen- und Innenringlaufbahn und der tonnenförmigen Wälzkörper Fluchtungsfehler ausgleichen können. Sie nehmen sowohl sehr hohe radiale als auch beidseitig wirkende axiale Kräfte auf, eignen sich allerdings nicht für hohe Drehzahlanforderungen. Tonnenrollenlager sind nicht zerlegbar und eignen sich für Anwendungen mit sehr hohen stoßartigen Belastungen.
Abmessungen und Toleranzen
Tonnenrollenlager 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 Tonnenrollenlager sind nach DIN 635-1 (Wälzlager - Pendelrollenlager-Tonnenlager) bzw. DIN 616 (Wälzlager - Maßpläne) oder ISO 15 (Radiallager - Allgemeine Abmessungen) genormt.
Lagerausführung
Tonnenrollenlager sind einreihige, selbsthaltende, nicht zerlegbare Radiallager. Sie können sowohl höchste radiale als auch hohe, beidseitig wirkende axiale Kräfte aufnehmen. Tonnenrollenlager können mit zylindrischer oder kegeliger Bohrung geliefert werden.
Lagerluft
Tonnenrollenlager 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
Tonnenrollenlager sind bei KRW standardmäßig mit einem zweiteiligen, innenbordgeführten Kammkäfig aus Messing (Nachsetzzeichen: MB) ausgestattet. Andere Käfigausführungen sind auf Nachfrage verfügbar oder werden anwendungsspezifisch ausgewählt und entsprechend am Lager gekennzeichnet.
Nachsetzzeichen
Winkelfehlerausgleich bei einem Tonnenrollenlager
Ausgleich von Winkelfehlern
Tonnenrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen zwischen Innen- und Außenring des Lagers aufgrund von Wellendurchbiegungen, Fluchtungsfehlern sowie Gehäuseverformungen gut geeignet. Der zulässige Winkelfehler beträgt bei statischem sowie umlaufendem Innenring maximal 4°. Abweichende Winkel sind auf Nachfrage möglich und werden anwendungsspezifisch ausgewählt.
Drehzahl
KRW unterscheidet zwischen kinematischer Grenzdrehzahl nG und thermischer Bezugsdrehzahl nth. Die kinematische Grenzdrehzahl nG 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 DIN ISO 15312 (Wälzlager - Thermische Bezugsdrehzahl) gibt für diese Lager keine thermische Bezugsdrehzahl nth an.
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 Tonnenrollenlager 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] |
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 | [-] |
| C0 | statische Tragzahl (aus der Lagertabelle) | [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] |
Radiale Mindestbelastung
Für den zuverlässigen Betrieb eines Wälzlagers wird eine Mindestbelastung benötigt. Wenn die Mindestbelastung unterschritten wird, kann Schlupf auftreten. Die radiale Mindestbelastung für Tonnenrollenlager kann überschlägig mit 2% der statischen Tragzahl C0 des Lagers angenommen werden. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit der KRW Anwendungstechnik zu halten.
