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Käfiglagerkonzept für den Großgetriebebau Dipl.-Ing. (FH) Roland Lippert und Dipl.-Ing. (FH) Bruno Scherb Hersteller moderner Getriebe steigern die Leistungsdichte ihrer Produkte in zunehmendem Maße bei unverändertem Gehäusevolumen. Die dabei zu übertragenden Drehmomente und Drehzahlen verlangen bei stetig steigenden Lebensdaueransprüchen nach hochtragfähigen Wälzlagern mit einem sehr hohen Drehzahlvermögen und gleichzeitig hoher Axialbelastbarkeit. Hier zeigen sich die Kenntnisse über die Eigenschaften und Merkmale des Maschinenelements Wälzlager als wesentliche Grundlage für den erfolgreichen Einsatz. Die in diesem Artikel vorgestellten INA-Zylinderrollenlager folgen dem Trend der Getriebehersteller zur Steigerung der Leistungsdichte. 2 1. Einleitung Der Bau kompakter, leistungsstarker Getriebe fordert minimale Verzahnungs- Wälzkreisdurchmesser bei maximaler Verzahnungstechnologie. Die Wellendurchmesser sowie die Wellenabstände werden damit vom Getriebehersteller vorgegeben. Um die Wellendurchbiegungen am Ritzel möglichst gering zu halten, müssen die Lagerstützabstände gering gehalten werden. Leistungsoptimierte Getriebe sind zudem gewichtsoptimiert und damit relativ dünnwandig. Diesbezüglich wird die zur Verfügung stehende Lagersitzbreite nach Möglichkeit auf einreihige Lager ausgelegt. Zusammen mit der geforderten nominellen Lagerlebensdauer ist damit das Produkt aus: max. Lagerbauhöhe · max. Lagerbreite vorgegeben. 2. Radiallagerbauformen für den Großgetriebebau Dem Konstrukteur stehen zur Lagerung seines Getriebes im allgemeinen nur drei Lagerbauformen zur Verfügung. Diese sind: • Zylinderrollenlager mit Käfig oder vollrollig • Pendelrollenlager • Kegelrollenlager. Alle drei Bauformen mit entsprechenden Varianten haben sich bewährt. Bei der Qual der Wahl muß sich der Konstrukteur an seinem individuellen Pflichtenheft orientieren. Der gewählte innere Aufbau des Getriebes gibt den möglichen Lagerbauraum, die Lagerdrehzahlen sowie die axialen und radialen Reaktionskräfte am Lager vor. Mit der geforderten nominellen Lagerlebensdauer kann damit bereits
eine tragzahlmäßige Vorauswahl getroffen werden. Durch die bereits angesprochene hohe Leistungsdichte moderner Getriebe werden immer öfter Lagergrößen der Baureihe 23, vor allem an den Zwischenwellen, benötigt. Zu diesem Zweck produziert die INA Wälzlager Schaeffler oHG neben der bereits seit Jahren bewährten vollrolligen Reihe SL 19 23 jetzt auch die beiden Lagerkonzepte LSL 19 23 und ZSL 19 23. 1000 800 600 400 200 0 Tragzahlvergleich C [kN] 950 950 900 Bild 3 Vergleich dynamischer Tragzahlen [2], [3] Bild 1 Zylinderrollenlager mit massivem Scheibenkäfig, Baureihe LSL 19 23 2.1 Starke Stücke von INA Die in 1993 vorgestellten beiden Lagerbaureihen [1], LSL (Zylinderrollenlager mit massivem Messing-Scheibenkäfig, Bild 1) und ZSL (Zylinderrollenlager mit Zwischenstücken, Bild 2) sind mittlerweile weltweit im Einsatz. Sie haben sich überall dort etabliert, wo Qualität, Zuverlässigkeit und ein Höchstmaß an Leistungsdichte gefragt sind. Im nachfolgenden soll kurz nur das Kriterium zur Wahl der dynamischen Tragzahl bzw. nominellen Lebensdauer angeschnitten werden, dessen sich der Konstrukteur bei der Wahl des richtigen Lagersystems bewußt sein muß. 780 670 LSL 19 2324 ZSL 19 2324 2 2324 NJ 2324 3 2324 Bild 2 Zylinderrollenlager mit Zwischenstücken, Baureihe ZSL 19 23 2.2 Tragzahlen und Lagerlebensdauerwerte Die dynamischen Tragzahlen sagen im Vergleich der Lagerbauformen wenig über die resultierenden nominellen Lagerlebensdauerwerte aus. Sie können vorerst nur als Anhaltswerte zur Vorauswahl dienen (Bild 3). Zur Berechnung der nominellen Lagerlebensdauerwerte muß nach DIN ISO 281 bzw. den Angaben der Lagerhersteller [2], [3] gerechnet werden. Aufgrund der Bauform von Kegelrollenlagern entstehen bereits bei rein radialer Belastung Axiallastkomponenten, die direkt in die Lagerlebensdauer eingehen. Zusätzliche Axiallasten, wie z. B. aus der Schrägverzahnung, werden ebenfalls direkt im Laufbahnkontakt aufgenommen und reduzieren die zu erwartende nominelle Lagerlebensdauer drastisch. Bei Pendelrollenlagern zeigt die externe Axiallastbeaufschlagung ebenfalls eine Reduzierung der nominellen Lagerlebensdauer. Hier werden die externen Axiallasten direkt in einer Rollenreihe in den Wälzkontakt geleitet. Radial-Zylinderrollenlager bilden hier die Ausnahme. Die radiale und axiale Lastaufnahme ist getrennt zu betrachten. 3
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Seite 7 und 8: Relatives radiallastabhängiges Rei

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