Beschreibung
Das Pendelkugellager ist ein zweireihiges Lager mit zwei Laufbahnen am Innenring und einer gemeinsamen hohlkugeligen Laufbahn im Außenring. Sie sind somit winkelbeweglich und unempfindlich gegenüber Schiefstellungen der Welle zum Gehäuse. Sie eignen sich deshalb besonders für Lagerungsfälle, bei denen mit größeren Wellendurchbiegungen bzw. Fluchtungsfehlern zu rechnen ist.
Abmessungen / Normen
Bei Pendelkugellagern sind die Hauptabmessungen nach ISO 15 (Radiallager – Maßplan), DIN 616 (Wälzlager – Maßpläne) bzw. DIN 630 (Radial-Pendelkugellager – Zweireihig) genormt.
Die Abmessungen der Pendelkugellagern mit breitem Innenring sind nach der 1993 ersatzlos zurückgezogenen DIN 630-2 gefertigt.
Toleranzen
Standardmäßig werden Pendelkugellager bei SLF in Normaltoleranz (PN) entsprechend DIN 620-2 (Wälzlagertoleranzen – Toleranzen für Radiallager) und ISO 492 (Radiallager – Maße und Toleranzen) gefertigt. Davon abweichende Toleranzklassen oder Sondertoleranzen sind gesondert anzufragen und zu bestellen.
Lagerausführungen
SLF bietet Pendelkugellager mit zylindrischer und mit kegeliger Bohrung in den Baureihen 12, 22, 13 und 23 an. Bei Lagern mit kegeliger Bohrung beträgt das Kegelverhältnis 1:12.
Pendelkugellager können um rund 4° aus der Mittellage geschwenkt werden. Bei abgedichteten Lagern beträgt dieser Winkel maximal 1,5°.
Bei einigen großen Pendelkugellagertypen stehen die Kugeln seitlich etwas vor, was bei der Auslegung der Umbauteile berücksichtigt werden muss.
Lager mit breitem Innenring
Die Pendelkugellager der Reihen 112 und 113 haben einen breiten Innenring. Die Befestigung erfolgt mittels Spannstiften, die in die Längsnut auf der einen Seite des Innenrings eingreifen. Die Lagerbohrung hat bei diesen beiden Lagerreihen die Toleranz J7.
Lagerluft
Pendelkugellager werden standardmäßig nach DIN 620-4 (Wälzlagertoleranzen – Radiale Lagerluft) und ISO 5753-1 (Wälzlager – Lagerluft – Radiale Lagerluft) in der Lagerluftklasse CN geliefert. Ausführungen in anderen Lagerluftklassen können auf Anfrage geliefert werden.
Lagerlufttabellen:
Käfig
Pendelkugellager gibt es in den Ausführungen mit Käfig aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 mit Nachsetzzeichen TV sowie mit Massivkäfig aus Messing (M). Einzelne Pendelkugellagertypen sind auch mit Blechkäfig (J) auf Anfrage lieferbar.
Pendelkugellager mit Käfigen aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 (TV) eignen sich für dauerhaft erhöhte Temperaturen bis 120 °C. Bei Ölschmierungen können im Öl enthaltene Additive zu einer Beeinträchtigung der Käfiggebrauchsdauer führen, wenn die Temperaturen längere Zeit über 100 °C liegen.
Einsatztemperatur
SLF Pendelkugellager bis Außendurchmesser 240 mm sind standardmäßig mit S0 maßstabilisiert, d.h. so wärmebehandelt, dass sie bis zu einer Betriebstemperatur von 150 °C einsetzbar sind. Ab einem Außendurchmesser von 240 mm sind die Pendelkugellager standardmäßig mit S1 maßstabilisiert, d.h. so wärmebehandelt, dass sie bis zu einer Betriebstemperatur von 200 °C einsetzbar sind. Die max. Betriebstemperatur wird in der Regel allerdings nicht durch die Maßstabilität der Lagerringe und Kugeln limitiert. Oftmals sind Käfig, Dichtungen oder Schmierstoff die begrenzende Komponente. Die notwendigen Informationen dazu finden sich in den jeweiligen Abschnitten. Bei Unsicherheiten oder spezifischen Fragen zu Temperaturgrenzen unserer Lager steht Ihnen das Team von SLF gerne zur Verfügung.
Befettung & Dichtung
Abgedichtete Pendelkugellager (Lager aus den Reihen 22 … und 23 …) haben auf beiden Seiten berührende Dichtungen (2RS).
Zudem erhalten sie standardmäßig eine Fettfüllung aus einem qualitativ hochwertigen lithiumverseiftem Wälzlagerfett (Lager mit D≤62mm) oder mit einem Hochleistungsfett-EP-Fett (Lager mit D>62mm) auf Basis eines alterungsbeständigen Mineralöles.
Diese Lager können bei Temperaturen zwischen -20 °C und max. 110 °C (kurzfristig) eingesetzt werden.
Dabei ist zu beachten, dass bei einer Dauertemperatur 70°C eine Minderung der Fettgebrauchsdauer eintritt. In solchen Fällen empfehlen wir, ein auf den Anwendungsfall abgestimmtes Sonderfett.
Dimensionierung
Dynamische äquivalente Belastung
Für die Lebensdauerberechnung ist bei kombinierter Belastung eine äquivalente Radiallast einzusetzen. Diese ermittelt sich wie folgt:
\(\)
| $$P = F_r + Y_1 * F_a$$ | für | $$\frac{F_a}{F_r} \leq{e}$$ |
| $$P = 0,65 * F_r + Y_2 * F_a$$ | für | $$\frac{F_a}{F_r} > e$$ |
| P | dynamische äquivalente Belastung bei Radial- und Axiallast [kN] |
| Fr | radiale dynamische Belastung [kN] |
| Fa | axiale dynamische Belastung [kN] |
| e, Y1, Y2 | Faktoren gemäß Lagertabelle [-] |
Statische äquivalente Belastung
Zur Beurteilung der statischen Tragsicherheit bei kombinierter Belastung ist wie folgt die äquivalente Radiallast zu ermitteln:
\(\)
| $$P_0 = F_{0r} + Y_0 * F_{0a}$$ |
| P0 | statische äquivalente Belastung bei Radial- und Axiallast [kN] |
| F0r | radiale statische Belastung [kN] |
| F0a | axiale statische Belastung [kN] |
| Y0 | Faktor gemäß Lagertabelle [-] |
Statische Tragsicherheit
Für statisch beanspruchte Pendelkugellager ist neben der nominellen Lebensdauer L (L10h) immer die statische Tragsicherheit S0 zu überprüfen.
\(\)
| $$S_0 = \frac{C_0}{P_0}$$ |
| S0 | statische Tragsicherheit [-] |
| C0 | statische Tragzahl [kN] |
| P0 | statische äquivalente Belastung [kN] |
Mindestbelastung
Um Schlupf zwischen den Kontaktpartnern zu vermeiden, müssen die Pendelkugellager ausreichend hoch belastet werden. Erfahrungsgemäß ist dazu eine radiale Mindestbelastung in der Größenordnung von
\(\)$$P > \frac{C_0}{100}$$
notwendig.
Die Radiallast durch das Gewicht der gelagerten Teile und der äußeren Kräfte ist in den meisten Fällen schon höher als die erforderliche Mindestbelastung. Sollte dieser Wert unterschritten werden, ist Rücksprache mit einem Anwendungstechniker von SLF zu nehmen.
Bezugsdrehzahlen (Berechnungsgrundlage):
Die Bezugsdrehzahl wird nach DIN ISO 15312 berechnet und ist die Drehzahl, bei der sich unter definierten Bezugsbedingungen eine Lagertemperatur von 70°C einstellt. Sie ist keine Drehzahlgrenze für die Lageranwendung sondern dient dem Vergleich verschiedener Lagertypen bezüglich ihrer Drehzahleignung.