antriebstechnik 4/2024

WÄLZ- UND GLEITLAGER
WELLENFEDERN IN WÄLZLAGER-BAUGRUPPEN
OPTIMAL VORSPANNEN UND
TOLERANZEN AUSGLEICHEN
Das zielsichere Einstellen der
Vorspannungen und der präzise
Toleranzausgleich sind zentrale Aspekte bei
der Konstruktion dynamischer Wälzlager-
Baugruppen. Bei steigenden
Qualitätsanforderungen können hier
Wellenfedern aus gewalztem Flachdraht
eine interessante Lösung darstellen.
Welche Vorteile sie gegenüber anderen
Federtypen bieten, erklärt ein führender
Anbieter von Smalley-Sicherungsringen
und Wellenfedern.
Der Toleranzausgleich und das Anlegen von Vorspannungen geben eingebauten
Lagern bei der Montage einen dauerhaft sicheren und passgenauen Sitz.
Dies erfolgt durch Ausübung einer axial wirkenden Permanentlast auf das
Lager. In Frage kommen hierfür statische Maßnahmen, wie zum Beispiel
eine feste Verriegelung, oder das dynamische Vorspannen mittels Federn.
Ein typisches Beispiel für die dynamische Lösung: Im Getriebebau werden vorgespannte
Federn zum parallelen Einspannen mehrerer Kugellager eingesetzt, um die
An- und Abtriebswellen zu lagern. Hier lohnt es sich allerdings genau hinzuschauen.
Denn Federn aus Runddraht oder gestanzte Wellenfedern erweisen sich hier als suboptimal.
Hochwertige Wellenfedern aus gewalztem oder gerolltem Flachdraht sind
ihnen überlegen. „Sie ermöglichen die Realisierung sehr steifer, schwingungsarmer
Verbindungen, vereinfachen die Montage und erlauben die Umsetzung höherer
Genauigkeitsanforderungen“, erläutert Johannes Lambertz, Local Manager bei TFC.
Im Produktsortiment des Unternehmens finden sich beispielsweise die Wellenfedern
der Baureihen YSSB und YSSR von Smalley. Dabei handelt es sich um einlagige
Wellenfedern. Viele Konstrukteure der Antriebstechnik nutzen sie, um Wälzlager-Vorspannungen
zu realisieren. Lambertz erklärt: „Diese Wellenfedern haben kurze
Federwege und arbeiten insbesondere in Anwendungen mit geringen bis mittleren
Belastungen mit sehr hoher Präzision und Zuverlässigkeit.“
Die Wellenfedern werden in Ausführungen mit Spalt oder überlappenden Enden
angeboten. Sie lassen sich einfach radial in Bohrungen einspannen. Dort üben sie
ihre Kraft gezielt auf den Außenring eines Wälzlagers aus – ohne zu verrutschen. Auch
für eine einfache Über-Kopf-Montage sind die Wellenfedern geeignet.
CLEVERE LÖSUNG FÜR DÜNNRINGLAGER
Smalley-Wellenfedern bieten auch bei Anwendungen mit Dünnringlagern eine
clevere Vorspannungslösung. Dünnringlager haben sehr schmale Außen- und Innenringe.
Um Raum und Gewicht zu optimieren, werden sie häufig in Werkzeugkarussellen,
Robotergelenken, Prüfanlagen oder optischen Systemen verwendet. Die schlanke
DIE IDEE
„Das Vorspannen von Wälzlagern
erfolgt durch Aufbringen einer
permanenten Axiallast auf das
Lager. So lassen sich spezielle
Funktionen realisieren oder montagebedingte
Toleranzen ausgleichen.
Es gibt zwei Methoden: Die feste
Vorspannung, bei der Innen- und
Außenring per Verriegelungsmechanik
fixiert werden, und die dynamische,
flexible Vorspannung. Hier übt
eine Feder eine konstante Axiallast
auf eine Seite des Lagers aus. Die
ausgleichende Konstantkraft der
Feder sorgt für einen sicheren, stets
gleichstarken Kontakt zwischen
Wälzkörpern und Lagerringen. Das
Axial- und Radialspiel wird minimiert.
Dies verbssert die Funktion
und Lebensdauer von Wälzlagern.“
Marco Sturm, Freier Fachjournalist, Darmstadt, im Auftrag von TFC Ltd., Bochum
Johannes Lambertz, Local Manager
bei TFC Ltd., Bochum
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