Steigerung der Leistungsfähigkeit durch Bolzenkäfige

28.04.2019

Im Schwermaschinenbau unterliegen Wälzlager oftmals hohen Belastungen. Starke Vibrationen, schlagende Beanspruchungen und hohe Lasten können die Zuverlässigkeit des Wälzlagers negativ beeinflussen.

Zu einer längeren Lebensdauer kann dabei eine Steigerung der dynamischen Tragzahl beitragen, die wiederum durch die Erhöhung der Wälzkörper-Anzahl erreicht werden kann. Neben vollrolligen Wälzlagern, die an dieser Stelle oftmals zum Einsatz kommen, weisen Wälzlager mit geschweißtem Bolzenkäfig bis zu 10% höhere Tragzahlen gegenüber einem Standardkäfig auf und gewährleisten dabei auch hohe Drehzahlen.

Bei Wälzlagern mit geschweißtem Bolzenkäfig, meist Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager und seltener Pendelrollenlager, kommen Wälzkörper mit zentrischer axialer Bohrung zum Einsatz. Durch diese Bohrung führt ein Stahlbolzen, welcher zwei seitliche Käfigscheiben miteinander verbindet und somit für eine hohe Festigkeit sorgt. Diese austauschbaren Rollensätze erleichtern die Montage und Demontage des Wälzlagers erheblich.

Die einzelnen Wälzkörper eines Bolzenkäfigs sind einer besonders hohen Belastung ausgesetzt, da sich diese infolge der zyklisch rotierenden Beanspruchung fortlaufend verformen. Um die Biegewechselfestigkeit der Wälzkörper zu optimieren, werden diese dem Einsatzhärteverfahren unterzogen. Dabei werden verschiedene Härtegrade innerhalb des Wälzkörpers erzeugt. Im Gegensatz zur besonders harten, widerstandsfähigen Außenschicht nimmt der weichere Kern die Energie auf und wandelt diese in eine elastische Verformung um.

Der Schmierstoffbedarf eines Wälzlagers mit Bolzenkäfig ist höher als bei einem Standardkäfig. Neben den Kontaktbereichen zwischen Außenring und Wälzkörper sowie Innenring und Wälzkörper muss zusätzlich der Kontaktbereich zwischen dem einzelnen Wälzkörper und dem durchlaufenden Bolzen ausreichend geschmiert werden. Dabei kommt in den meisten Fällen eine Ölbadschmierung zum Einsatz.

Die Kosten für geschweißte Bolzenkäfige sind aufgrund der einsatzgehärteten Wälzkörper und des erhöhten Käfig-Montageaufwandes deutlich höher als bei einem Standardkäfig. Die daraus resultierenden Einsparungen bei Wartungs-, Stillstandund Ersatzlagerkosten großer Anlagen liegen jedoch meist bei einem Vielfachen des höheren Lagerpreises.

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