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Was ist ein Nadellager?
Nadellager sind eine spezielle Art von Wälzlagern, die dazu entwickelt wurden, radiale Lasten bei relativ geringer Drehzahl und vor allem geringen Durchmesser (Bauraum) aufzunehmen.
Diese Kugellager sind also für die Aufnahme von unterschiedlichen Belastungen geeignet, sowohl radial als auch axial.
Aus welchen Einzelteilen besteht ein Nadellager?
Ein Nadellager besteht aus relativ vielen dünnen, zylindrischen Walzen (Nadeln), die einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen. Diese Nadelwalzen sind in einem Käfig angeordnet, der eine gleichmäßige Verteilung der Nadeln gewährleistet und sie voneinander trennt. Es gibt das Kugellager sowohl mit Innenring oder ohne, hier fungiert dann die Welle als Lauffläche.
Was sind die Vorteile eines Nadellagers?
Die Vorteile des Nadellagers liegen vor allem in der geringen Bauhöhe, die dadurch die Konstruktion sehr kompakt werden lässt. Ferner weist es eine relativ gute radiale Belastbarkeit auf, was auf die hohe Anzahl der Wälzkörper zurückzuführen ist. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Steifigkeit des Lagers, wodurch die Welle sehr präzise positioniert werden kann.
Wo und für was werden Nadellager eingesetzt?
Nadellager werden vor allem im Fahrzeugbau (Automobile, Motorräder, etc.), im Getriebebau, Maschinenbau (Druckmaschinen, Nähmaschinen) und Werkzeugbau eingesetzt.
Was für ein Lager ist geeignet, wenn hohe radiale Kräfte auftreten und die Bauhöhe begrenzt ist?
Nadellager zeichnen sich durch die relativ dünnen Walzen aus, die eine sehr geringe Bauhöhe ermöglichen und gleichzeitig relativ hohe radiale Kräfte aufnehmen können.
Was ist bei der Verwendung von Nadellagern zu beachten?
Wichtig ist bei Nadellagern die Sicherstellung einer guten Schmierung der Bauteile (Walzen und Käfig). Sollten axiale Kräfte zusätzlich auftreten, so kann ein zusätzliches Axiallager von Nöten sein. Bei Verwendung eines Nadellagers ohne Innenring ist die Qualität der Lauffläche auf der Welle entsprechend zu beachten.
Nadellager gehören zwar zur Gruppe der Rollenlager, werden aber aufgrund Ihrer Bedeutung und Besonderheiten meist separat aufgeführt. Sie bestehen aus einer Vielzahl von sehr dünnen Nadelrollen, die in einem Käfig, dem Nadelkranz, laufen.
Sind sowohl die Welle als auch die Gehäusebohrung als Laufbahn ausgearbeitet, so können Nadelkränze direkt als einbaufertige und eigenständige Lagerung verwendet werden. Ansonsten kommen sie je nach Situation mit Außen- oder/und Innenring als jeweilige Lauffläche zum Einsatz.
AUSFÜHRUNGEN
Massive Nadellager setzen sich aus einem Außenring mit Borden, einem Nadelkranz und einem Innenring ohne Borde zusammen. Man verwendet sie, wenn weder die Gehäusebohrung noch die Welle als Lauffläche geeignet sind.
Einstell-Nadellager besitzen außen einen Stahlblechring mit kugeliger Laufbahn. Zwischen der Außenhülse und diesem Laufbahnring sitzen Kunststoff-Stützringe. Dadurch werden eventuell vorhandene Fluchtungsfehlern zwischen dem Gehäuse und der Welle ausgeglichen. Es gibt 2 Varianten: entweder mit einem Innenring oder ohne den Innenring, falls die Welle gehärtet und geschliffen ist. Dann kann die Montage direkt ausgeführt werden.
Nadelrollen weisen in Bezug auf ihre Länge einen extrem kleinen Duchmesser auf, haben eine feinstbearbeitete Oberfläche und bestehen aus Chromstahl mit einer Härte um die 60 HRC.
Nadelkränze sind einreihige Lager, die sowohl aus Käfigen als auch vielen Nadelrollen bestehen. Ihre radiale Bauhöhe entspricht lediglich dem Durchmesser der Nadelrollen, wodurch sie Lagerungen mit äußerst minimalem radialen Bauraum ermöglichen. Sie sind durch die hohe Anzahl der Wälzkörper sehr tragfähig, für relativ hohe Drehzahlen geeignet und außerdem sehr montagefreundlich. Sie erreichen bei einer formgenauen Ausführung der Wellen- bzw. Gehäuselaufbahnen eine hohe Rundlaufgenauigkeit. Der Einsatz von Nadelkränze bedingt, dass die Laufbahnen sowohl auf der Welle als auch im Gehäuse entsprechend gehärtet und geschliffen wurden.
Nadelhülsen wie auch Nadelbüchsen sind Nadellager, die aus einem Nadelkranz und einer äußeren dünnwandigen Stahlblech-Lauffläche bestehen. Sie werden in die Gehäuseöffnung eingepresst, wodurch sie einen Festsitz erhalten. Der Unterschied zwischen Hülse und Büchse liegt darin, dass die Nadelbuchse seitlich einseitig geschlossen ist, während die Nadelhülse nur aus der äußeren Lauffläche besteht.
Bei beiden bildet der käfiggeführten Nadelkranz mit der Lauffläche eine selbsthaltende Einheit.
Man setzt sie vor allem bei Gehäusebohrungen ein, die nicht den Anforderungen einer Lauffläche entsprechen. Die Büchsen werden bevorzugt bei Wellenenden eingebaut. Sie ermöglichen eine kostengünstige Ausführung der Gehäusebohrung.
EIGENSCHAFTEN VON NADELLAGERN
- Sehr hohe radiale Tragfähigkeit, da das Kugellager aus sehr vielen Wälzkörpern (Nadelrollen) besteht, die die Kraft optimal verteilen.
- Sehr geringer Bauraum generell, der bei Laufflächengüte von Gehäusebohrung und Welle sogar nur den Durchmesser der Nadelrolle beträgt.
- Sehr hohe Steifigkeit der Lagerung, die ebenfalls der hohen Anzahl der Wälzkörper geschuldet ist.
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