1、DK 621.822.6: 681(083.132) VD I /VD E - R I C H TLI N I E Juni 1976VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DEUTSCHERELEKTROTECHNIKERFeinwerkelementeFhrungenWlzlager und andere WlzfOhrungenVDI/VDE 2252Blatt 8Precision engineering components, GuidesRoller bearings and other rolling guidesInhalt1. bersicht u
2、nd Begriffe 22. Wlzlagerungen 22.1. Eigenschaften und Definitionen . 22.2. Bauformen und Wlzlager 22.3. Baumae und Lagerkurzzeichen 62.4. Wlzlagerkonstruktion 62.5. Belastbarkeit der Wlzlager 122.6. Gestaltung von Wlzlagerungen 162.7. Einbau der Wlzlager 192.8. Anwendungsbeispiele 203. Wlzschubfhrun
3、gen 223.1. Wlzkrperschubfiihrungen 223.2. Wlzrderfiihrungen 244. Wlzdrehschubfhrungen 255. Wlzkugelfhrungen 256. Wlzplattenfhrungen 267. Wlzschraubfhrungen 268. Bezeichnungen 27Schrifttum 28VDI/VDE-Gesellschaft FeinwerktechnikAusschu FeinwerkelementeVDI/VDE-Handbuch Feinwerktechnik Register-Nr. 2Pre
4、isgr. 13B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-112 VDI/VDE2252 Blatt 81. bersicht und BegriffeUnter Wlzen versteht man eine geftihrte ebene oder rumliche Bewegung, bei der stets der Momentanpol mit demBer
5、hrungspunkt der wlzenden Teile zusammenfllt. DiePunkte der beiden Kurven oder Flchen, die sich beimBewegungsablauf nacheinander berhren, legen in gleichen Zeiten gleiche Bogenlngen zurck. Es findet keinGleiten statt. Die Reibung wird auf rollende Reibungreduziert 51.Bei Wlzfuhrungen sind zwischen de
6、n FhrungsflchenWlzkrper, z.B. Kugeln, Rollen oder Nadeln angeordnet. Die Wlzkrper werden meist formschlssig zwischenRinnen oder Borden gefhrt und im allgemeinen durchKfige in einem bestimmten Abstand gehalten, Bild 1bis 3. Die Fhrungsbahnen sind entweder gekrmmt oderBild 1 . WlzdrehfhrungBild 3. Wlz
7、schubfhrungund ist nicht primr wie bei Gleitlagern vom Aufbau eineshydrodynamischen Schmierfilms abhngig. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Belastung und Drehzahlstark schwanken oder hufig aus dem Stillstand angefahren werden mu.Die Anlauf- und Laufreibung der Wlzlager ist gering, insbesonder
8、e beim Anfahren und bei niedrigen Drehzahlen,da die Last unter Abwlzen bertragen wird. Die geringeReibung verursacht geringe Reibungsverluste, entsprechendniedrige Lagertemperaturen und eine geringe thermischeBelastung des Schmiermittels.Wlzlager haben bei einwandfreiem Einbau, richtiger Wartung und
9、 ausreichendem Schutz gegen Verunreinigungenpraktisch keinen Verschlei, auch nicht whrend des Anfahrens oder Auslaufs. Hierdurch wird in Verbindungmit dem engen Laufspiel der Wlzlager eine genaue Fhrung und ein guter Rundlauf der umlaufenden Teile berlange Gebrauchszeiten sichergestellt.Diese RichtH
10、nie befat sich mit Lagerungsproblemen, wiesie bei Miniatur- und Instrumentenlagern auftreten, diein der Feinwerktechnik fast ausschlielich verwendet werden. In der Fertigungs- und Anwendungstechnik dieserkleinen Lager treten Fragen auf, die in der allgemeinenWlzlagertechnik nur eine untergeordnete R
11、olle spielen.Miniaturlager sind Lager mit besonders kleinen Abmessungen, deren Bohrungsdurchmesser nicht grer als 9 mm,deren Auendurchmesser nicht grer als 26 mm ist. Eineallgemein gltige Festlegungen gibt es hierfr noch nicht 34.In der Literatur sind jedoch auch andere Definitionen zufinden 22.Inst
12、rumentenlager sind Lager mit kleinen Abmessungen,an die hinsichtlich der Genauigkeit, des F.eibungsverhaltensund der Laufruhe besondere Anforderungen gestellt werden. Die Lager sollen nach der ISO-Toleranzklasse P5 odergenauer gefertigt sein. Genaue Angaben ber den BegriffInstrumentenlager knnen der
13、 ISO-Empfehlung R 1224entnommen werden.gerade. Bei kreisfrmig gekrmmten Fhrungsbahnen entstehen Wlzlagerungen (Bild 1) oder Wlzkugelftihrungen,bei wendeifrmig gekrmmten Fhrungsbahnen Wlz-schraubfuhrungen. Bei geraden Fhrungen oder bei Lngs-fuhrungen mit prismatischen oder zylindrischen Formenuntersc
14、heidet man Schub-, Drehschub- und Plattenfhrungen 7; 5.2. Wlzlagerungen2.1. Eigenschaften und DefinitionenWlzlagerungen werden entweder mit genormten odergertespezifischen Wlzlagern aufgebaut.Wlzlager besitzen bei geringer Baubreite eine hohe Tragfhigkeit und ermglichen gedrngte und leichte Konstruk
15、tionen. Die hohe Tragfhigkeit erstreckt sich bereinen weiten Geschwindigkeits- und Temperaturbereich2.2. Bauformen und Wlzlager2.2. 1. AllgemeinesDie Wlzlager werden in Radial- und Axiallager unterteilt.Radiallager knnen vorwiegend Radialkrfte, Axiallagermeist nur Axialkrfte aufnehmen. In beiden Gru
16、ppenunterscheidet man je nach Form der Wlzkrper Kugellager und Rollenlager. Im allgemeinen bestehen Wlzlageraus zwei Laufringen bzw. Scheiben, einem Wlzkrpersatz und einem Kfig. Der eine Ring bzw. die eine Scheibeist mit der Welle, der andere Ring bzw. die andere Scheibemit dem Gehuse verbunden. Dur
17、ch den Kfig werden dieRollkrper untereinander in gleichmigem Abstand gehalten. In Sonderfllen knnen die Wlzkrper unmittelbar auf der Welle oder im, Gehuse laufen 1, 2, 6.In der Feinwerktechnik werden bevorzugt die verschiedenen Formen der Kugellager eingebaut. Rollenlager wer-B974908A824A6748CAAAA99
18、BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI/VDE2252 Blatt 8 3den selten verwendet und von den verschiedenen Bauartennur Zylinderrollenlager und Nadellager. Auf die vielenSonderausfhrungen der Lager wird nicht eingegangen.Einze
19、lheiten sind den Katalogen der Miniaturlager-Hersteller zu entnehmen.2.2.2. Radiallager2.2.2.1. RillenkugellagerDie Lager haben verhltnismig tiefe Rillen als Laufbahnen; der Rillenradius ist um einige Prozent grer als derKugelradius (s. Abschn. 2.4.5). Da heute fast ausschlielich Lager ohne Fllnut v
20、erwendet werden, knnen dieRillenkugellager neben Radialkrften betrchtliche Axialkrfte in beiden Richtungen aufnehmen. Die Lager sindnicht zerlegbar und nur in geringem Mae einstellbar.Neben der Grundform, Bild 4a, werden die Rillenkugellager noch in folgenden Ausfhrungen serienmig gefertigt:C#IBild
21、4. Verschiedene Ausfhrungen des Rillenicugellagersmit Deck- oder Dichtscheiben (Bild 4b und c)mit Flansch am Auenring (Bild 4d)mit verbreitertem Innenring (Bild 4 e)aus SonderwerkstoffenHufig sind auch zweireihige Lager mit Flansch am Auenring. Fr Dentalturbinen mit hohen Drehzahlen bis350000 U/min
22、sind Rillenkugellager mit einem Kunststoffschnappkfig blich. Die Lager mit verbreitertemInnenring haben meist einen Breitenunterschied zwischenInnen- und Auenring von 1/32“, d.h. der Innenringberragt den Auenring beidseitig um 1/64“. Alle erwhnten Ausfhrungen werden sowohl in metrischen als auchin Z
23、oll-Abmessungen hergestellt.2.2.2.2. SchulterkugeUagerDer Innenring ist dem eines Rillenkugellagers hnlich. DieRillentiefe ist jedoch geringer. Der Auenring hat nur aufeiner Seite eine Schulter; auf dier anderen Seite geht daskreisfrmige Rillenprofil in eine kurze zylindrische Laufbahn ber. Das Lage
24、r ist also zerlegbar, Bild 5. Die Schulterkugellager sind radial und in einer Richtung axial belastbar. Ihre Tragfhigkeit ist im Vergleich zu den Rillenkugellagern wegen der ungnstigen Schmiegungsverhlt-nisse an der Auenringlaufbahn gering. Die Toleranz desAuendurchmessers der Reihen E, Bo, L und M,
25、 die auchMagneto-Lager genannt werden, stimmt nicht mit DIN 620berein. Der Auendurchmesser hat im Gegensatz zu denanderen Lagern Plus-Toleranzen. Die Magneto-Lager werden immer mehr durch Schrgkugellager ersetzt.Bild 5. Schulterkugellager2.2.2.3. SchrgkugeUagerDie Schrgkugellager haben mit den Schul
26、terkugellagerngemeinsame konstruktive Merkmale und beide Bauartensind bei den Ausfhrungen der Miniaturlager nicht mehreindeutig zu unterscheiden. Charakteristisches Merkmalder Schrgkugellager ist der Berhrungswinkel, den dieVerbindungslinie der Berhrungspunkte zwischen der Kugel und den Laufbahnen d
27、er Lagerringe mit der Radialebene einschliet (s. Abschn. 2.4.5). Schrgkugellagersind axial hher belastbar als Rillenkugellager. Sie werden eingesetzt, wo bei hohen Drehzahlen kombinierteRadial- und Axialbelastungen aufzunehmen sind. Die zulssige Axiallast wird um so grer, je grer der Berhrungswinkel
28、 ist, Bild 6. Bei Miniatur lagern liegt derOL-0MOL r*a=soLa-30Bild 6. Lager mit verschiedenen BerhrungswinkelnWinkel meist zwischen 10 und 30. Es sind zwei Bauartenvon Schrgkugellagern bekannt. Bei der am meisten verwendeten Bauart besitzt der Innenring nur eine Schulterund die Laufbahn geht im Rill
29、engrund in einen zylindri-1o- _i11a) zerlegbarBild 7. Einreihige Schrgkugellagerb) nicht zerlegbarB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-114 VDI/VDE 2252 Blatt 8sehen oder leicht kegeligen Teil ber, Bild
30、7 a. DieseLager sind nicht selbsthaltend, der Innenring und derAuenring zusammen mit dem Wlzkrpersatz knnenunabhngig voneinander in das Gert eingebaut werden.Diese Lager sind meist mit auenbordgefiihrten Massivkfigen aus Phenolharz ausgerstet, weshalb sie fr hoheDrehzahlen besonders geeignet sind. W
31、eniger verbreitet istdie Bauart mit einer Schulter am Auenring. Diese Ausfhrung ist nicht demontierbar. Der Massivkfig wird meistam Innen- oder Auenring gefhrt, Bild 7b.Einreihige Schrg- und Schulterkugellager knnen nurAxialkrfte in einer Richtung aufnehmen und mssen zusammen mit einem zweiten Lager
32、 eingebaut werden, dasAxialkrfte in der entgegengesetzten Richtung aufnehmen kann (s. Abschn. 2.6.3). Die Lager werden entwederpaarweise eingebaut oder gegeneinander angestellt, wobei die Schultern entweder einander zugekehrt oder voneinander abgewandt sein knnen. Je nachuden Einbau-und Betriebsverh
33、ltnissen werden die Lager entweder miteinem axialen Spiel, spielfrei oder mit axialer Vorspannung eingebaut.Zweireihige Schrgkugellager entsprechen in ihrem Aufbau einem Paar einreihiger Schrgkugellager. Die Lagerhaben in den meisten Fllen af einer Seite eine EinfU-nut. Die Lager sollen so eingebaut
34、 werden, da die Axialkraft oder, wenn diese die Richtung wechselt, die grereAxialkraft an derjenigen Seite des Lagers angreift, diekeine Einfllffnung hat. Da die VerbindungsHnien der Berhrungspunkte der Kugeln auerhalb des Lagers die Achseschneiden, knnen diese Lager auch Momente in derAxialebene au
35、fnehmen, Bild 8. r/yttl Q / 1Bild 8. Zweireihiges Schrgkugellager2.2.2.4. Pivot-LagerDie Pivot-Lager stellen eine Sonderausfhrung der Schrgkugellager dar. Sie bestehen entweder aus einem Massivoder einem Blech-Aueming, einem Kugelsatz und einemHalteblech. In den Pivot-Lagern laufen meist Wellen mitk
36、egeligen Enden von 60. Die Kegelflche bdet die Laufbahn, und sie mu deshalb gehrtet und feingeschliffensein. Das kegelige Ende kann auch zur Erhhung der Tragfhigkeit mit einer Laufrille versehen sein. Wegen desBerhrungswinkels von meist 30 knnen relativ hoheAxialkrfte aufgenommen werden. Die Abmessu
37、ngen derPivot-Lager sind nicht genormt. Bei den Lagern mit MassivAuenring unterscheidet man zwei Ausfhrungen. Lagermit hohlkugelfrmiger Laufbahn, Bild 9a, lassen verhltnismig groe Schiefstellungen der Achse zum Gehusezu, sind jedoch nur fr geringe Belastungen geeignet. Lagermit hohlringfrmiger Laufb
38、ahn, Bild 9b, knnen grereBelastungen aufnehmen, lassen dafr aber nur geringet ip *tr1 ipi 1CQr D Lager mit hohlkugel frmiger LaufbahnO)Bild 9. Pivot-LagerLager mit hohlring -frmiger Ljtufbahnb)Schiefstellungen der Achse zum Gehuse zu, etwa sovielwie Rlenkugellager. Bei den Lagern mit Blech-Auenringg
39、ibt es ebenfalls verschiedene Ausfhrungen. Die Schalekann durchgebohrt oder geschlossen sein, Bild 10a undb. Statt der kegeligen Achse sind auch zylindrische Zapfen mglich, die Lager haben dann Innenringe (Bd 10 c).B 9 niIIa) b)Bild 10. Blech-Pivot-Lager2.2.2.5. PendelkugellagerDie Lager haben zwei
40、Kugelreihen mit emer gemeinsamen hohlkugeligen Auenringlaufbahn. Sie sind dadurchwinkelbewegHch und unempfindlich gegen Schiefstellungen der Welle zum Gehuse. Die Lager eignen sich beson-B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCo
41、llection - Stand 2016-11VDI/VDE 2252 Blatt 8 5ders fr lange oder in getrennten Gehusen gelagerte Wellen, bei denen mit greren Wellendurchbiegungen oderFluchtungsfehlern zu rechnen ist, Bild 11.9Q “/Mi- UM e 1 11a 1a) b)Bild 12. ZylinderrolleniagerNadellager sind eine Variante der Zylinderrollenlager
42、 mitdnnen, im Verhltnis zum Durchmesser langen, zylindrischen Wlzkrpern (Nadeln). Die Enden der Nadeln knnen eben, gewlbt, kegelig, ausgekehlt oder abgesetzt sein.o) b)Bild 1 1 . Pendelkugellager2.2.2.6. Zylinderrollenlager, NadellagerBei Zylinderrollenlagern hat einer der beiden Laufringezwei Borde
43、, zwischen denen die Rollen zusammen mitdem Kfig achsparallel gefuhrt werden. Der andere Ringhat entweder keinen Bord, einen Bord oder ebenfallszwei Borde. Zylinderrollenlager mit einem freien Lagerring sind zerlegbar; sie vereinfachen den Ein- und Ausbau,besonders wenn fr beide Lagerringe wegen der
44、 Belastungsverhltnisse feste Passungen notwendig sind. Die zerlegbareLagerausfuhrung wird wegen ihrer inneren axialen Verschiebbarkeit mit Vorteil als Loslager verwendet. Zylinderrollenlager mit Borden an beiden Lagerringen sind zurAufnahme kleinerer axialer Belastungen geeignet. Dieradiale Tragfhig
45、keit der Zylinderrollenlager ist wesentlich hher als die der Kugellager, die Federung gering. DieLager ergeben also eine radial sehr starre Lagerung. BeiZylinderrollenlagern mit Bohrungsdurchmessern kleiner als10 mm sind nur die Ausfuhrungen ohne Bord und mitzwei Borden am Innenring bekannt. Die Bor
46、de bestehenaus kleinen Blechscheiben, Bild 12a und b.BQ1 ,c)Bild 13. Nadellagerd)Nadellager haben den Vorteil einer besonders kleinenQuerschnitthhe, Bild 13a. Nadelhlsen bzw. Nadelbchsen mit gezogenen, gehrteten und polierten Stahlhlsen als Auenring finden immer mehr Verwendung,Bild 13 b und c. Wenn
47、 es auf eine besonders geringeQuerschnittshhe ankommt, werden hufig Nadelkfigeallein ohne Innen- und Auenring eingebaut, Bild 13d.Die Welle und das Gehuse als Laufbahn mssen jedochdie gleiche Hrte, Genauigkeit und Oberflchengte wiedie Lager aufweisen.Kegelrollen- und Pendelrollenlager werden in klei
48、nen Abmessungen, wie sie in der Feinwerktechnik erforderlichsind, nicht gefertigt.2.2.3. AxiallagerVon den Bauarten der Axiallager ist in der Feinwerktechnik nur das Axialrillenkugellager blich. Dieses Lager hateine in einem Kfig zusammengehaltene Reihe von Ku-geln,die zwischen zwei Scheiben laufen, Bild 14. Die Bohrung der Gehusescheibe ist etwas grer und der Auendurchmesser der Wellenscheibe etwas kleiner als das Nenn-B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE
