1 Entwicklung 1 1.1 Standort in der Technik 1 1.2 Funktionselemente 4 1.2.1 Wälzkörper 4 1.2.2 Lagerringe, Lagerscheiben 5 1.2.3 Käfige 5 1.2.3.1 Aufgaben 6 1.2.3.2 Arten, Werkstoffe und Leistungsvermögen 7 1.2.3.3 Leistungsvermögen der Kunststoff-Käfige (Käfige aus Thermoplasten). 9 1.3 Werkstoffe der Wälzkörper und Lagerringe 13 1.4 Lagerarten genormte Bauformen 16 1.4.1 Internationaler Maßplan 16 1.4.1.1 Aufbau des Maßplanes 16 1.4.1.2 Unterteilung des Maßplanes 17 1.4.2 Genormte Lagerarten Benennungen und Einteilung 19 1.4.3 Gestaltung der Lagerarten 22 1.4.3.1 Radial-Kugellager 22 1.4.3.1.1 Rillenkugellager 22 1.4.3.1.2 Schrägkugellager 24 1.4.3.1.3 Pendelkugellager 26 1.4.3.2 Radial-Rollenlager 27 1.4.3.2.1 Zylinderrollenlager 27 1.4.3.2.2 Tonnenlager 30 1.4.3.2.3 Kegelrollenlager 31 1.4.3.3 Axial-Kugellager 32 1.4.3.3.1 Axial-Rillenkugellager 32 1.4.3.3.2 Axial-Schrägkugellager 33 1.4.3.4 Axial-Rollenlager 33 1.4.3.4.1 Axial-Zylinderrollenlager 33 1.4.3.4.2 Axial-Tonnenlager 34 1.4.3.4.3 Axial-Kegelrollenlager 34 1.4.3.5 Lager-Ensembles 34 1.5 Programmdefinition Erzeugungskriterien 35 1.5.1 Standardserien-Lagerprogramm 35 1.5.2 Bedarfsserien-Lagerprogramm (auch: Terminprogramm) 36 1.5.3 Sonderserien-Lagerprogramm (auch: Auftragsprogramm) 36 1.6 Lager-Terminologie 36 1.6.1 Benennung 36 1.6.2 Bezeichnung 37 1.6.2.1 Normblock 37 1.6.2.2 Vorsetzzeichen 37 1.6.2.3 Hauptzeichen 38 1.6.2.4 Nachsetzzeichen 38 1.6.2.4.1 Innenkonstruktion 43 1.6.2.4.2 Äußere Form 43 1.6.2.4.3 Lagerkäfig 46 1.6.2.4.3.1 Werkstoff 46 http://d-nb.info/870958186

VIII 1.6.2.4.3.2 Bauart 46 1.6.2.4.3.3 Oberflächenbehandlung 47 1.6.2.4.3.4 Bezeichnungsbeispiele 47 1.6.2.4.4 Lagergenauigkeit 47 1.6.2.4.5 Lagerluft (-Vorspannung) 47 1.6.2.4.6 Laufruhe 48 1.6.2.4.7 Maßstabilisierung (Wärmebeständigkeit) der Lagerringe 49 1.6.2.4.8 Schmierfett 49 1.6.2.4.9 Gepaarte Lager für Bündelpaarung 49 1.6.2.4.10 Sondervereinbarungen 50 1.6.2.5 Sprechweise für die Lagerhauptzeichen 51 1.6.3 Wälzlagertechnische Begriffe 51 1.6.3.1 Reale Einzelheiten 51 1.6.3.1.1 Radial-Kugellager 51 1.6.3.1.2 Axial-Kugellager 54 1.6.3.1.3 Radial-Rollenlager 55 1.6.3.1.4 Axial-Rollenlager 58 1.6.3.2 Begriffe der Lagergenauigkeit 58 1.6.3.2.1 Erklärung der Zeichen (Symbole) 59 1.6.3.2.2 Geometrische Grundbegriffe 60 1.6.3.2.3 Genauigkeit der Hauptmaße 61 1.6.3.2.3.1 Form 61 1.6.3.2.3.2 Bohrungsdurchmesser 61 1.6.3.2.3.3 Manteldurchmesser (Außendurchmesser) 63 1.6.3.2.3.4 Breite und Höhe 64 1.6.3.2.3.5 Kantenverrundung der Lagerringe 65 1.6.3.2.4 Laufgenauigkeit 66 1.6.3.2.4.1 Lagerring 66 1.6.3.2.4.2 Lager 67 1.6.3.2.5 Lagerluft 68 1.6.3.2.5.1 Radiale Lagerluft 68 1.6.3.2.5.2 Axiale Lagerluft 68 1.6.3.2.6 Genauigkeit der Wälzkörper 69 2 Funktionserfüllung 70 2.1 Merkmale der Wälzlagergeometrie 70 2.1.1 Berührverhältnisse 70 2.1.2 Radienverhältnis (Schmiegung) 73 2.1.3 Berührwinkel 74 2.1.4 Kippwinkel 75 2.2 Statik und Dynamik der Lagerung 75 2.2.1 Äußere Kräfte 76 2.2.2 Zusatzkräfte 79 2.2.2.1 Berücksichtigung von Zusatzkräften durch Zusatzfaktoren 79 2.2.2.2 Veränderliche Belastung und veränderliche Drehzahl 80 2.2.2.3 Belastung bei angestellten und vorgespannten Lagern 82 2.2.3 Äquivalente Belastung 83 2.2.3.1 Statisch äquivalente Belastung 83 2.2.3.2 Dynamisch äquivalente Belastung 84 2.2.4 Grenzbelastungen 90 2.2.4.1 Maximale Axialbelastung von Radial-Rillenkugellagern 90

IX 2.2.4.2 Maximale Axialbelastung von Zylinderrollenlagern 90 2.2.4.3 Mindestbelastung von Axial-Rillenkugellagern 94 2.3 Flächenpressung und elastische Verformung 94 2.4 Drehzahl und Drehzahlgrenze 95 2.4.1 Drehzahl/Drehzahlgrenze der Lager 95 2.4.2 Drehzahlgrenze der Welle/Kritische Drehzahl 97 2.5 Reibungsverhalten und Betriebstemperatur 100 2.5.1 Reibzahl und Reibmoment 100 2.5.2 Betriebstemperatur und Werkstoffverhalten 102 2.6 Tragfähigkeit 104 2.6.1 Statische Tragfähigkeit/Statische Tragzahl 104 2.6.1.1 Statisch äquivalente Belastung., 105 2.6.1.2 Statische Tragsicherheit 105 2.6.2 Dynamische Tragfähigkeit/Dynamische Tragzahl 106 2.6.2.1 Dynamisch äquivalente Belastung 106 2.6.2.2 Lebensdauer 106 2.6.2.2.1 Nominelle Lebensdauer 106 2.6.2.2.2 Modifizierte nominelle Lebensdauer 108 2.6.2.2.3 LP-Methode 113 2.6.3 Dauerfestigkeit 116 2.7 Leistungsgrenzen 116 2.7.1 Lebensdauer-Erfahrungswerte 116 2.7.2 Gebrauchsdauer 116 2.8 Schmierung 118 2.8.1 Grundlagen, Schmiertheorie 118 2.8.2 Wahl des Schmierverfahrens 119 2.8.2.1 Fettschmierung 121 2.8.2.1.1 Fettarten, Fettwahl 121 2.8.2.1.2 Nachschmierfrist, Fettwechselfrist, Fettmangel 121 2.8.2.2 Ölschmierung 128 2.8.2.2.1 Wahl des Schmieröles 128 2.8.2.2.2 Schmierölmenge, Ölwechsel, Ölalterung 129 2.8.2.3 Feststoffschmierung 131 2.8.2.3.1 Trockenschmierung 131 2.8.2.3.2 Festschmierstoffe in Suspensionen, Pasten, Fetten 131 2.8.3 Konstruktionshinweise für Schmiereinrichtungen 131 2.8.3.1 Fettschmierung 131 2.8.3.2 Ölschmierung 134 3 Lager und Lagerung 136 3.1 Anforderungen an das Lager 136 3.1.1 Allgemeines 136 3.1.2 Platzbedarf 136 3.1.3 Äußere Belastung 137 3.1.4 Verwendungszweck 139 3.1.5 Schiefstellung/Fluchtungsfehlerausgleich 139 3.1.6 Starrheit/Steifigkeit 140 3.1.7 Axiale Verschiebbarkeit und Montage 140 3.1.8 Genauigkeit 140 3.1.9 Laufruhe/Laufgeräusch 141 3.1.10 Drehzahl 141

X 3.1.11 Umwelt 141 3.1.12 Betriebssicherheit 141 3.2 Anforderungen an die Lagerumgebung 142 3.2.1 Allgemeines 142 3.2.2 Maßtoleranzen/Passungen 143 3.2.2.1 Einflüsse auf die Toleranzfeldlage 145 3.2.2.1.1 Art der Lagerung/Lagerstelle 145 3.2.2.1.2 Richtung der äußeren Belastung (Wirkungslinie) 146 3.2.2.1.3 Art und Größe der äußeren Belastung 147 3.2.2.1.4 Art und Größe des Lagers 148 3.2.2.1.5 Sonstige Einflüsse 148 3.2.2.2 Einflüsse auf die Größe der Toleranz 148 3.2.3 Form- und Lagetoleranzen 148 3.2.4 Passungstafeln mit theoretischen Übermaßen 149 3.2.5 Oberflächengüte der Lagersitze 149 3.3 Genauigkeit des Lagers Fertigungstoleranzen 153 3.3.1 Toleranzen der Hauptmaße und Laufgenauigkeit 155 3.3.1.1 Toleranzklassen Merkmale, Bedeutung 155 3.3.1.2 Toleranz-Tafeln 162 3.3.1.2.1 Radiallager mit zylindrischer Bohrung, ausgenommen Kegelrollenlager 162 3.3.1.2.2 Kegelrollenlager mit zylindrischer Bohrung 169 3.3.1.2.3 Radiallager mit kegeliger Bohrung 173 3.3.1.2.4 Axiallager 174 3.3.2 Lagerluft 176 3.3.2.1 Lagerluftklassen Merkmale, Bedeutung 176 3.3.2:2 Lagerluft-Tafeln 181 3.3.2.2.1 Radiale Lagerluft 181 3.3.2.2.2 Axiale Lagerluft für Schrägkugellager 187 3.3.2.3 Betriebslagerluft 187 3.3.2.3.1 Verminderung der Lagerluft durch Preßpassungen 187 3.3.2.3.2 Lagerluftveränderung durch Wärme : 191 3.3.2.3.3 Luftvergrößerung durch Einfederung 193 3.3.2.3.4 Wirkliche Betriebslagerluft 193 3.3.2.3.5 Axiale Verschiebekraft und Ringspannungen 193 3.3.3 Laufruhe und Laufgeräusch 194 3.3.3.1 Allgemeines 194 3.3.3.2 Laufgeräusch 195 3.3.3.2.1 Physikalische Grundlagen 195 3.3.3.2.2 Geräuschquellen im Lager 199 3.3.3.3 Laufgenauigkeit 206 3.3.3.4 Laufruhe und Laufruheklassen 210 3.3.3.4.1 Allgemeines 210 3.3.3.4.2 Abgrenzung Welligkeit Rauheit 211 3.3.3.4.3 Laufruheklassen 213 3.3.3.4.4 Maßnahmen zur Geräuschdämmung 214 3.4 Gestaltung der Lagerperipherie 215 3.4.1 Axiale Führung/Sicherung 215 3.4.1.1 Funktion der Lagerstelle 215 3.4.1.2 Sicherungselemente 216 3.4.1.3 Genormte Anschlußmaße 218 3.4.1.3.1 Hohlkehlenradien und Schulterhöhen 218

XI 3.4.1.3.2 Anschlußdurchmesser für Zylinderrollenlager 218 3.4.1.3.3 Anschlußmaße für Kegelrollenlager 218 3.4.1.3.4 Anschlußmaße für Radiallager mit Spannhülsen 218 3.4.1.3.5 Umfangsnuten in Außenringen 218 3.4.2 Berechnungen zur Lagerperipherie 218 3.4.2.1 Sicherungsring (Sprengring) 218 3.4.2.2 Klemmkraft 230 3.4.2.3 Preßverband im Festlager 231 3.4.2.4 Klebeverbindung 233 3.4.2.5 Haltestift 234 3.4.2.6 Anschlußteile 234 3.5 Abdichtung (Schutzdichtungen) 235 3.5.1 Aufgaben und Merkmale 235 3.5.2 Einflußgrößen 237 3.5.3 Funktionselemente 238 3.5.4 Ausgewählte Schutzdichtungen 239 3.5.4.1 Berührfreie Dichtungen 239 3.5.4.2 Schleifende Dichtungen (Berührdichtungen) 240 3.5.4.3 Integraldichtungen 241 3.5.5 Variantenvielfalt: Abdichtungen einer Förderbandrolle 245 3.5.6 Dichtungssysteme: Beispiel einer programmierten Entwicklung 245 3.5.6.1 Gehäuse-Dichtung LAMBDA 247 3.5.6.2 Planflächen-Dichtung OMEGA 249 3.5.6.3 Integral-Dichtung Rss 251 3.6 Lager-Gehäuse(blöcke) 254 4 Ein- und Ausbau (Handhabung) 260 4.1 Anmerkungen zur Zuverlässigkeit 260 4.2 Montage: Arbeitsplatz, Schutzmaßnahmen, Hilfsmittel 261 4.2.1 Arbeitsplatz 261 4.2.2 Schutzmaßnahmen 262 4.2.3 Hilfsmittel 263 4.3 Lager-Einbau 264 4.3.1 Einbau-Vorbereitung 264 4.3.2 Montage 264 4.3.2.1 Lager mit zylindrischer Bohrung 264 4.3.2.2 Lager mit kegeliger Bohrung 268 4.3.3 Inbetriebnahme (Einlaufversuch) 271 4.4 Lager-Ausbau 271 4.5 Spezielle Montage-Mittel 274 4.5.1 Hydraulische Verfahren 274 4.5.1.1 Hydraulikmutter 274 4.5.1.2 Druckölverfahren 274 4.5.2 Thermische Verfahren 275 4.5.2.1 Induktionserhitzer 276 4.5.2.2 Induktive Abziehvorrichtung 277 5 Instandhaltung 279 5.1 Wartung 279 5.2 Inspektion 281

XII 5.3 Instandsetzung 282 5.4 Überwachung 283 5.4.1 Überwachungsverfahren 284 5.4.2 Überwachungsgeräte 285 5.4.2.1 Thermoelemente, Thermometer 285 5.4.2.2 Schwingungsmeßgeräte 286 5.4.2.2.1 Stethoskope 287 5.4.2.2.2 Körperschall-Pegelmeßgeräte 287 5.4.2.2.3 Luftschall-Pegelmeßgeräte 288 5.4.2.2.4 Stoßimpuls-Meßgeräte 288 5.4.2.3 Schmierstoff-Analysegeräte 288 5.4.2.3.1 Elektroindikation 289 5.4.2.3.2 Spektralanalyse 289 5.4.2.3.3 Chemische Analyse 289 6 Schäden und ihre Verhütung 290 6.1 Schadensmechanismen und Schadensformen 291 6.1.1 Verschleiß 292 6.1.1.1 Normaler (natürlicher) Verschleiß (Abtrag) 292 6.1.1.2 Erhöhter Verschleiß (Abtrag) 293 6.1.2 Ermüdung (Grübchenbildung) 294 6.1.3 Korrosion 297 6.1.3.1 Allgemeine Korrosion (Rost) 297 6.1.3.2 Tribokorrosion 298 6.1.3.2.1 Reibkorrosion (Passungsrost, Reibrost) 298 6.1.3.2.2 Schwingungskorrosion 299 6.1.3.3 Stromdurchgang 300 6.1.3.3.1 Überspannung 300 6.1.3.3.2 Kriechstrom 301 6.1.4 Gewalt 304 6.1.4.1 Plastische Verformungen 304 6.1.4.2 (Klassischer) Gewaltbruch 305 6.2 Schadensformen in der Praxis 306 6.2.1 Laufspuren 308 6.2.1.1 Normale Laufspuren 308 6.2.1.2 Fehlerhafte Laufspuren 309 6.2.1.2.1 Radialverspannung 309 6.2.1.2.2 Axialverspannung 309 6.2.1.2.3 Ovalverspannung 309 6.2.1.2.4 Schrägverspannung 311 6.2.2 Schadensbilderlexikon 311 7 Fertigungstechnik 324 7.1 Lagerringe 325 7.1.1 Radial-Rillenkugellager-Ring 325 7.1.1.1 Außenring 6210 325 7.1.1.2 Innenring 6210 329 7.1.2 Radial-Kegelrollenlager-Ring 331 7.1.2.1 Außenring 302 14 C 331 7.1.2.2 Innenring 302 14 C 331

XIII 7.2 Wälzkörper 333 7.2.1 Kugel 12,5 mm 333 7.2.2 Kegelrolle RT 302 14 C 336 7.3 Käfige 338 7.3.1 (Stahl-) Blechkäfige 338 7.3.1.1 Blechkäfig für Rillenkugellager 6210 338 7.3.1.2 Blechkäfig für Kegelrollenlager 302 14 C 339 7.3.2 Massivkäfige 339 7.3.2.1 Kunststoff-Käfige 339 7.3.2.2 Messing-(Stahl-)Käfige 340 7.3.2.3 Sinterstahlkäfige 340 7.4 Zusammenbau der Einzelteile 341 7.4.1 Montage Rillenkugellager 6210 341 7.4.2 Montage Kegelrollenlager 302 14 C 344 8 Qualitätssicherung 345 8.1 Meßverfahren 345 8.1.1 Graphische Symbole 345 8.1.2 Meßbedingungen 346 8.1.2.1 Behandlung der Lagerteile und der Lager 346 8.1.2.2 Bezugstemperatur 346 8.1.2.3 Meßmittel 346 8.1.2.4 Bezugsplanfläche 347 8.1.3 Meßvorschriften (Funktionsmerkmale) 347 8.1.3.1 Einzelner Lagerring 347 8.1.3.1.1 Bohrungs- und Manteldurchmesser 347 8.1.3.1.2 Breite 348 8.1.3.1.3 Kantenverrundung 349 8.1.3.1.4 Schwankung der Wanddicke 349 8.1.2.1.5 Planlauf der Ringe 350 8.1.3.1.6 Parallelität der Laufbahn 351 8.1.3.2 Zusammengebautes Lager 351 8.1.3.2.1 Planlauf des Lagers 351 8.1.3.2.2 Rundlauf des Lagers 353 8.1.3.2.3 Wirkliche Lagerbreite (Kegelrollenlager), wirkliche Lagerhöhe (Axiallager) 354 8.1.3.3 Lagerluft 355 8.1.3.3.1 Radiale Lagerluft 355 8.1.3.3.2 Axiale Lagerluft 355 8.2 Meßeinrichtungen 356 8.2.1 Maßgenauigkeit 356 8.2.1.1 Klassische Meßvorrichtungen 356 8.2.1.2 Moderne Meßvorrichtungen 357 8.2.1.3 Meßautomaten 358 8.2.2 Formgenauigkeit 359 8.2.3 Laufgenauigkeit 360 8.2.4 Lagerluft 361 8.2.5 Laufruhe 362 8.2.6 Prüfstände für Sonderprüfungen 364 8.2.6.1 Lebensdauerprüfung 364 8.2.6.2 Reibungsprüfung 365 8.2.6.3 Dichtungsprüfung 367

XIV 8.3 Technische Lieferbedingungen 368 8.3.1 Herstellverfahren 368 8.3.2 Werkstoffe 368 8.3.3 Härte der Lagerringe, Lagerscheiben und Wälzkörper 368 8.3.4 Oberflächengüte, Oberflächenbeschaffenheit 369 8.3.5 Maß-, Form- und Laufgenauigkeit 369 8.3.6 Lagerluft 369 8.3.7 Laufruhe 369 8.3.8 Tragfähigkeit 369 8.3.9 Austauschbarkeit 370 8.3.10 Vergleichsmuster 370 8.3.11 Kennzeichnung 370 8.3.12 Verpackung und Korrosionsschutz 370 8.3.13 Lagerung 370 9 Standardisierung und Normung 371 9.1 Historische Zielsetzung 371 9.2 Normenkreislauf 371 9.3 Wälzlagernormung 372 9.3.1 Werknormung 372 9.3.2 Nationale und internationale Normung 382 9.3.3 Stand der Normung 1987 383 9.3.4 Ausblick: Zukunft der Normung 383 10 Vergangenheit und Zukunft 387 10.1 Historische Entwicklung 387 10.1.1 Die geschichtliche Vorzeit 387 10.1.2 Die stürmische Zeit der Erfindungen 390 10.2 Künftige Entwicklung 396 10.2.1 Zusammenarbeit 396 10.2.2 Steigerung der Tragfähigkeit 397 10.2.3 Verbesserung der Gebrauchsdauer 398 10.2.4 Anpassung der Präzision 398 10.2.5 Anwendungsgerechte Drehzahlgrenze 398 10.2.6 Verbesserung des tribologischen Verhaltens 398 10.2.7 Verminderung des Eigengeräusches 399 10.2.8 Montageerleichterung 399 10.2.9 Verbesserung des Berechnungsverfahrens 399 11 Anwendungstechnik 401 11.1 Funktionserfüllung und Kostenoptimierung 401 11.1.1 Randbedingungen 401 11.1.2 Technisch-ökonomische Aspekte zur Gebrauchswerterhöhung 404 11.1.3 Beispiele für Standardserien-Lager 408 11.1.4 Beispiele für Bedarfsserien-Lager 410 11.1.5 Beispiele für Sonderserien-Lager 414 11.2 Europäische Standardserien-Lagerreihen 419 11.3 Berechnungsbeispiele 419 11.3.1 KFZ-Getriebelager 421 11.3.2 Umkehrgetriebe eines landwirtschaftlichen Gerätes 423

XVII 11.3.3 Radlager eines LKW-Vorderrades 426 11.3.4 Lagerung eines Ventilators 430 11.3.5 Lagerung eines Elektromotors 432 11.3.6 Lagerung der Vorgelegewelle eines Sägegatters 435 11.3.7 Betriebslagerluft: Zylinderrollenlager in Stahl-Gehäuse 438 11.3.8 Betriebslagerluft: Rillenkugellager in Leichtmetall-Gehäuse 440 11.3.9 Dreifach gelagerte Ritzelwelle Lebensdauerberechnung nach der LP-Methode 443 11.4 Gestaltungsbeispiele 450 11.5 Einbauvorschläge 453 11.5.1 KonstruktionsVorschläge 454 11.5.2 Ausgeführte Problemlösungen Referenzanwendungen 462 12 Literatur 467 12.1 Verwendete Literatur 467 12.2 Sonstige Literatur 470 12.2.1 Bücher, Dissertationen, Diplomarbeiten und Forschungshefte 470 12.2.2 Firmenzeitschriften 473 12.2.3 Aufsätze 473 12.3 Verwendete Normenliteratur 474 12.4 Sonstige Normenliteratur 477 12.4.1 Normensammelausgaben, Bücher 477 12.4.2 Weiterführende Wälzlagernormen, periphere Gebiete 477 12.5 Dezimalklassifikation 478