Lager sind die Grundlagen des Engineerings

Lager sind die Grundlagen des Engineerings: Lager sind Maschinenelemente, die dafür sorgen, dass rotatorische oder lineare Bewegungen in Vorrichtungen möglich sind. Ferner dienen sie der Verringerung von Reibung, die zwischen sich bewegenden Teilen entsteht und verbessern Drehzahl und Effizienz in Systemen.

Lager sind ein wichtiges Bauteil in einem Antrieb – Foto Pixabay

Lager sind aber auch dazu in der Lage, verschiedene Belastungen zu bewältigen und so zur Abstützung von Maschinenteilen beizutragen.

Unser Ratgeber macht dich mit den am häufigsten verwendeten Lagertypen vertraut. Hier erklären wir dir alles über die Besonderheiten und die Funktionsweise und zeigen häufige Probleme auf, durch die Lagerschäden in Maschinen auftreten können.

Lager für verschiedene Einsatzbereiche

Lager lassen sich auf Grundlage verschiedener Kriterien klassifizieren, darunter Betriebsmodus, Konstruktion, Belastungsrichtung und zulässige Bewegung. Betrachtet man die Konstruktion, ergeben sich daraus die im Folgenden dargestellten Klassifizierungen.

Kegelrollenlager

Durch Kegelrollenlager werden Kombinationslasten auf eine zentrale Drehachse gebündelt. Mit ihnen ist die gleichzeitige Einwirkung von Axial- und Radiallasten, die auf die Lagereinheit einwirken, möglich. Mit Zunahme des Laufbahnkontaktwinkels steigt auch die axiale Tragfähigkeit des Kegelrollenlagers.

Dass die Gesamtbelastung angrenzender Teile gering ausfällt, ist der ikonischen Form geschuldet. Eingesetzt werden Kegelrollenlager zum Beispiel in Achsen, Motorwellen, Propellern und anderen Anwendungen. Im Internet findest du eine große Auswahl an Kegelrollenlagern.

Gleitlager

Bezeichnet werden diese einfachen Lager auch als Laufbuchsen, Buchsenlager oder einfach nur Buchsen. Sie zeichnen sich durch ihre zylindrische Form und dadurch aus, dass sie keine beweglichen Teile aufweisen. Im Normalfall werden sie für Maschinen eingesetzt, die über eine Gleitwellen- oder Drehkomponente verfügen.

Die Gleitlager bestehen meist aus Metall oder Kunststoffen. Um die Reibung zwischen Öffnung und Welle zu verringern, werden unter anderem Öl und Grafit als Schmiermittel eingesetzt. Gleitlager finden vorrangig bei gleitenden, rotierenden, oszillierenden und alternierenden Bewegungen Anwendung.

Flüssigkeitslager

Der Name macht es bereits ersichtlich: Diese Lager enthalten eine Schicht aus Flüssigkeit zwischen den verschiedenen Lageroberflächen. Dabei kann es sich um eine unter Druck stehende Flüssigkeit oder um ein Gas handeln. Als dünne Schicht bewegen sich diese schnell zwischen den externen und internen Laufringen.

Bei diesem Lagertyp kann es nicht zur Gleitreibung kommen, weil die Lageroberflächen keinen direkten Kontakt zueinander haben. Das macht sowohl die Gesamtreibung als auch den Verschleiß der genannten Komponenten geringer.

Magnetlager

Zum Zweck der Abstützung von Belastungen nutzen diese Lager die sogenannte “Magnetschwebung”. Somit kommt es innerhalb des Lagers nicht zu Oberflächenkontakt. Da Reibung und Materialverschleiß somit verringert werden, weisen Magnetlager in der Regel eine besonders lange Lebensdauer auf. Eine weitere Besonderheit ist, dass sie von allen Lagertypen die höchsten Drehzahlen erreichen können.

Häufig werden diese Komponenten in der Erdölraffination, der Erdgasverarbeitung oder der Elektroenergieerzeugung bevorzugt eingesetzt. Daneben sind sie in optischen Systemen, die über hohe Drehzahlen verfügen und in Vakuumanwendungen beliebt.

Lager: Häufige Ursachen von Schäden

Lager lassen sich in den meisten Fällen bis zum Ende ihrer Ermüdungslebensdauer verwenden. Allerdings kann es durch falsche Montage, Handhabung oder Schmierung zu Schäden und einem vorzeitigen Ausfall kommen. Beschrieben werden die wichtigsten Fehlermöglichkeiten und deren Nebenursachen in der Norm ISO 15243. Diese basieren auf Beschädigungen, welche an den Kontaktoberflächen der Wälzkörper oder an anderen funktionellen Lageroberflächen sichtbar sind.

Um Schäden bestmöglich vermeiden zu können, sollte man wissen, wie sie entstehen können:

• Ermüdung: Diese tritt durch wiederholte Belastung von Kontaktoberflächen zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen auf. Sichtbar wird sie durch Abblätterungen oder Abplatzungen und ist dabei größtenteils oberflächeninitiiert. Oft kommt das durch eine unzureichende Schmierung zustande. Seltener ist die untergrundinitiierte Ermüdung, die durch Anpassung des Fetttyps und -zustandes, sowie Dichtungs- und Belastungsbedingungen verhindert werden kann.
• Verschleiß: Er tritt in der Regel dann auf, wenn feines Fremdmaterial in die Lagerbaugruppe eindringt. Vorbeugend können Dichtungen für die Lagerbaugruppe oder Lagereinheiten mit Polymerkäfigen verwendet werden. Daneben kann es sinnvoll sein, den Fetttyp zu wechseln.
• Korrosion: Gelangen Wasser oder Korrosionsmittel in großen Mengen in die Lagereinheiten, ist es dem Schmiermittel nicht mehr möglich, einen ausreichenden Schutz zu bieten. Auf lange Sicht kann sich dadurch Rost Durch Mikrobewegungen zwischen den Lageroberflächen kann es wiederum zu einer Reibkorrosion kommen. Durch diesen Vorgang lösen sich Kleinstpartikel aus der Oberfläche, die Schäden am Lager verursachen können, wenn sie durch Kontakt mit Sauerstoff oxidieren.

Fazit: Lager nach Einsatzgebiet auswählen

Lager dienen dazu, rotatorische oder lineare Bewegungen in Vorrichtungen zu ermöglichen, wobei sie die Reibung zwischen beweglichen Teilen eindämmen, sowie Drehzahl und Effizienz innerhalb verschiedener Systeme verbessern. Ermöglicht wird das durch zwei aufeinander abrollenden Oberflächen, die je nach Bauart des Lagers unterschiedlich gestaltet sein können.

Für welche Art von Lager man sich entscheiden sollte, ist unter anderem abhängig vom Einsatzgebiet. In der Regel haben Lager eine lange Lebensdauer. Um diese zu ermöglichen, sollte man auf eine sachgemäße Handhabung achten, die beispielsweise durch die korrekte Montage und Schmierung gewährleistet wird.