Nadellager

Nadellager – kompakte Kraftpakete für hohe Radiallasten

Nadellager sind eine vielseitige und robuste Lagerlösung, die in zahlreichen industriellen Anwendungen zum Einsatz kommen. Mit ihren schmalen, zylindrischen Wälzkörpern, den sogenannten Nadelrollen, bieten sie eine besonders hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitig geringer Bauhöhe. Verschiedene Ausführungen, wie massive Nadellager, Nadelkränze oder Nadelhülsen, bieten die nötige Flexibilität, um spezifische Anforderungen verschiedener Branchen, z. B. des Maschinenbaus, der Schwerindustrie, des Automobilbaus sowie der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie zu erfüllen. Die Tragfähigkeit dieser Hochleistungslager hängt von Faktoren wie der Lagergeometrie, den verwendeten Werkstoffen und der Nadelsortierung ab.

Was sind Nadellager?

Nadellager sind eine spezielle Form von Wälzlagern, bei denen die Wälzkörper aus besonders langen und dünnen zylindrischen Rollen, den sogenannten Nadelrollen, bestehen. Diese Nadelrollen haben im Vergleich zu anderen Wälzkörpern, wie Kugeln oder Zylinderrollen, einen deutlich kleineren Durchmesser. Zylindrische Wälzkörper gelten in der Wälzlagertechnik als Nadelrollen, wenn ihr Durchmesser 6 mm oder weniger beträgt und das Verhältnis von Durchmesser zu Länge kleiner als 1:3 ist. Nadellager gehören zur Untergruppe der Zylinderrollenlager und zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, hohe radiale Kräfte bei gleichzeitig geringer Bauhöhe aufzunehmen.

Arten von Nadellagern

Es gibt zahlreiche Bauformen und Ausführungen von Nadellagern, die je nach Anwendung unterschiedliche Vorteile bieten:

• Massiv-Nadellager: Dieses Hochleistungslager besteht aus massiven Außenringen, Nadelkränzen und herausnehmbaren Innenringen. Industrielager nach DIN 617 bzw. 617-1 bieten eine hohe Tragfähigkeit, geringe Reibung und lange Lebensdauer. Massiv Nadellager sind ideal für Anwendungen, bei denen Nadelhülsen nicht ausreichen, und sind in verschiedenen Ausführungen für höchste Präzision und Belastbarkeit erhältlich.
• Mit Innenring: Wenn die Welle nicht als Laufbahn dient, kommen Nadellager mit Innenring zur Anwendung, um axiale Verschiebungen zwischen Welle und Gehäuse innerhalb bestimmter Grenzen zu ermöglichen. Bei Bedarf kann ein breiterer Innenring für größere Verschiebewege eingesetzt werden.
• Ohne Innenring: Nadellager ohne Innenring kommen in solchen Anwendungen zum Einsatz, bei denen die gehärtete und geschliffene Welle als Laufbahn dient. Ohne Innenring sind größere Wellendurchmesser und steifere Anordnungen möglich. Dabei hängt die axiale Verschiebbarkeit der Welle von der Laufbahnbreite ab. Je präziser die Ausführung der Laufbahnen, desto höher die Laufgenauigkeit.
• Kombinierte Nadellager: Kombinierte Nadellager wie Nadel-Schrägkugellager, Nadel-Axial-Kugellager oder auch Nadel-Axial-Zylinderrollenlager vereinen die Vorteile von Nadellagern und anderen Lagertypen, um eine platzsparende und kosteneffiziente Lösung für Belastungsszenarien zu bieten, in denen sowohl radiale als auch axiale Kräfte zu bewältigen sind.
• Nadelkränze: Nadelkränze nach DIN 5405-1 bieten die kleinste radiale Bauhöhe und eignen sich für hohe Radialbelastungen bei stoßunempfindlicher Lagerung. Sie bestehen aus Käfigen und Nadelrollen und erfordern gehärtete und geschliffene Laufbahnen. Dank ihrer kompakten Bauweise sind sie für hohe Drehzahlen geeignet und ermöglichen Lagerungen mit hoher Rundlaufgenauigkeit bei minimalem Bauraum.
• Nadelhülsen/ Nadelbüchsen: Nadelhülsen bestehen aus dünnwandigem, gehärtetem Stahlblech und bieten bei geringer Profilhöhe eine hohe Tragfähigkeit. Sie sind auf beiden Seiten offen und eignen sich für Anwendungen mit höheren Drehzahlen, während Nadelbüchsen maximale Tragfähigkeit bieten, jedoch für niedrigere Drehzahlen ausgelegt sind. Nadelbüchsen sind an einer Seite geschlossen, bieten Schutz vor Schmutz und Feuchtigkeit und können geringe axiale Kräfte aufnehmen. Beide Bauarten kommen meist ohne Innenring aus, können aber bei Bedarf mit einem Innenring kombiniert werden, wenn die Welle nicht als Laufbahn dienen kann.
• Hülsenfreiläufe: Hülsenfreiläufe sind Einwegkupplungen, die Drehmomente nur in eine Richtung übertragen und wenig Platz benötigen. Sie bestehen aus dünnen Außenringen, Kunststoffkäfigen und Nadelrollen, was schnelle und präzise Schaltvorgänge ermöglicht. Diese Kupplungen finden häufig als Schrittschaltwerke, Rücklaufsperren oder Überholkupplungen Anwendung.
• Kurvenrollen: Kurvenrollen sind spezielle Nadellager, die mit einem Wellenstumpf ausgestattet sind und präzise, schnelle sowie unterbrochene Bewegungen ausführen. Sie kommen häufig in Nockensteuerungen von Antriebssystemen zum Einsatz und sind besonders geeignet für Verpackungsmaschinen, bei denen sie entlang der Außenlaufbahn laufen und eine gleichmäßige Bewegung sicherstellen.
• Stützrollen: Stützrollen besitzen im Vergleich zu Kurvenrollen keinen Wellenstumpf. Neben ihrer Funktion als Nockenmechanismus dienen sie als Führungs- oder Stützrollen für gerade und gebogene Schienen. Beide Rollenarten verfügen über robuste Außenringe, die für hohe Stoßbelastungen ausgelegt sind. Der Außenring kann entweder zylindrisch oder profiliert gestaltet sein, je nach Anforderung der Anwendung.

Anwendungsgebiete von Nadellagern

• Maschinenbau: Einsatz in Werkzeugspindeln, Getrieben und hydraulischen Systemen, da Nadellager hohe Radiallasten bei kompakter Bauweise tragen können.
• Schwerindustrie: Verwendet in Pressen, Walzwerken und Förderanlagen, wo sie sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit und Beständigkeit gegenüber extremen Bedingungen und Belastungen auszeichnen.
• Automobilindustrie: In Getrieben, Kupplungs-Ausdrücklagern und in Motor- sowie Lenkungskomponenten unverzichtbar, dank ihrer Fähigkeit, hohe Drehzahlen und radiale Kräfte zu handhaben.
• Landwirtschaft: Eingesetzt in Landmaschinen wie Mähdreschern, Traktoren und Bodenbearbeitungsgeräten, wo sie zuverlässig unter harten Einsatzbedingungen arbeiten und wechselnde Lasten problemlos tragen.
• Verpackungs- und Lebensmittelindustrie: Zu finden in Verpackungsmaschinen, Abfüllanlagen und Förderbändern, da sie präzise Bewegungen ermöglichen und für den Dauerbetrieb bei hohen Geschwindigkeiten ausgelegt sind.

Eigenschaften und Vorteile von Nadellagern

• stoß- und vibrationsbeständig
• nicht selbstanhaltend
• hohe Tragfähigkeit
• hohe Steifigkeit
• geringe Einbauhöhe
• geringe Reibung und Verschleiß
• vielseitig

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