Vierpunktlager

Beschreibung

Vierpunktlager gehören zu den einreihigen Schrägkugellagern und können nach beiden Seiten hohe axiale Kräfte aufnehmen. Die radiale Kraftaufnahme ist dagegen gering. Vierpunktlager werden häufig als reine Axiallager eingesetzt und dazu mit einem Radiallager kombiniert.

Abmessungen / Normen

Bei Vierpunktlagern sind die Hauptabmessungen nach ISO 15 (Radiallager – Maßplan), DIN 616 (Wälzlager – Maßpläne) bzw. DIN 628-4 (Radial-Schrägkugellager – Vierpunktlager) genormt.
Haltenuten: ISO 20515:2012 bzw. DIN 5412-1:2000

Toleranzen

Vierpunktlager haben in der Standardausführung Normaltoleranzen (PN) entsprechend DIN 620-2 (Wälzlagertoleranzen – Toleranzen für Radiallager).

Lager­ausführungen

SLF fertigt die Vierpunktlager in zwei Ausführungsarten:
mit geteiltem Innenring als Ausführung QJ und mit geteiltem Außenring als Ausführung Q jeweils in den Baureihen 2 und 3.

Durch den geteilten Innen- bzw. Außenring kann eine große Zahl von Kugeln untergebracht werden. Der jeweilige Ring (Außen- oder Innenring) mit dem Kugelkranz und die jeweiligen Ringhälften können getrennt eingebaut werden. Die Winkeleinstellbarkeit ist sehr gering.
Die Lager in der QJ-Ausführung haben einen Druckwinkel von 35° und in der Q-Ausführung von 23°.

Lager­luft

Die axiale Lagerluft ist in der Standardausführung mit CN nach ISO 5753-2 (Wälzlager – Lagerluft – Axiale Lagerluft) und DIN 628-4 (Wälzlager – Radial Schrägkugellager – Vierpunktlager) festgelegt. Andere Ausführungen sind auf Anfrage lieferbar.

Käfig

Die Vierpunktlager werden mit Messing-Massivkäfigen oder mit Käfigen aus glasfaserverstärktem Polyamid 66 gefertigt. Welche Ausführung standardmäßig verfügbar ist, kann der Produktübersicht entnommen werden. Abweichungen davon sind anzufragen. Die Einsatztemperatur des Polyamid-Käfigs beträgt max. 120 °C.

Einsatztemperatur

SLF Vierpunktlager 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 Vierpunktlager 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

Vierpunktlager sind nicht abgedichtet, somit muss die Abdichtung der Lagerstelle an den Umbauteilen erfolgen. Die Abdichtung muss gewährleisten, dass keine Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Lager gelangen und kein Schmierstoff aus dem Lager austritt. Die Vierpunktlager werden unbefettet geliefert, müssen aber mit Öl oder Fett geschmiert werden. Der Schmierstoff ist entsprechend dem Anwendungsfall auszuwählen.

Dimensionierung

Dynamische äquivalente Belastung

Für die Lebensdauerberechnung ist bei kombinierter Belastung eine äquivalente Radiallast einzusetzen. Diese ermittelt sich wie folgt:

\(\)
$$P = F_r + 0,66 * F_a$$ für $$\frac{F_a}{F_r} \leq{0,95}$$
$$P = 0,6 * F_r + 1,07 * F_a$$ für $$\frac{F_a}{F_r} > 0,95$$
P dynamische äquivalente Belastung bei Radial- und Axiallast [kN]
Fr radiale dynamische Belastung [kN]
Fa axiale dynamische Belastung [kN]

Statisch äquivalente Belastung

Zur Beurteilung der statischen Tragsicherheit bei kombinierter Belastung ist wie folgt die äquivalente Radiallast zu ermitteln:

\(\)$$P_0 = F_{0r} + 0,58 * F_{0a}$$
P statisch äquivalente Belastung bei Radial- und Axiallast [kN]
F0r radiale statische Belastung [kN]
F0a axiale statische Belastung [kN]

Statische Tragsicherheit

Für statisch beanspruchte Vierpunktlager 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

Eine axiale Mindestbelastung ist erforderlich, um im Lager eine niedrige Reibung besonders bei hohen Drehzahlen zu erreichen. Im Lager sollte die Reibung nicht zu sehr ansteigen, darum muss die Axialkraft so hoch sein, dass die Wälzkörper die Laufbahnen von Innen- und Außenring jeweils nur in einem Punkt berühren. Das wird erreicht, wenn

\(\)$$F_a ≥ 1,2 * F_r$$

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.