Spannlagereinheiten

Spannlagereinheiten sind einbaufertige und betriebsbereite Baueinheiten zur Gestaltung besonders wirtschaftlicher Lagerungen. Sie sind besonders montagefreundlich.
Diese Lagereinheiten bieten dem Konstrukteur einen großen Gestaltungsspielraum bei der Auslegung der Lagerung, da viele unterschiedliche Spannlagereinheiten serienmäßig zur Auswahl stehen.

Spannlagereinheiten bestehen aus einem einreihigen Rillenkugellager mit kugeliger Außenringmantelfläche und verbreitertem Innenring, dem Spannlager oder auch Y-Lager genannt, und dem Spannlager-Gehäuse, dessen Aufnahmebohrung entsprechend hohlkugelig ausgeführt ist. Dadurch können Spannlagereinheiten fertigungs- oder montagebedingte Fluchtungsfehler der Welle kompensieren.

Spannlager

Spannlager sind beidseits abgedichtete, mit Schmierfett gefüllte Rillenkugellager und haben im Normalfall einen ein- oder beidseitig verbreiterten Innenring und eine kugelig ausgeführte Außenringmantelfläche.
Die einzelnen Bauformen und Ausführungen der Spannlager unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Art ihrer Befestigung bzw. Verdrehsicherung auf der Welle.
Je nach Ausführung des Spannlagers werden Spannlagereinheiten mittels

• Gewindestiften im Innenring,
• Exzenterring und Gewindestift,
• Spannhülse,
• normaler Passung oder
• über eine profilierte Bohrung

auf der Welle befestigt.

Die Befestigung über zwei Gewindestifte im Innenring ermöglicht die besonders einfache Montage und Demontage auch unter beengten Platzverhältnissen. Diese Art der Spannlager eignet sich vorzugsweise für Lagerungen mit gleichbleibender Drehrichtung. Bei niedriger Drehzahl und Belastung ist aber auch der Einsatz bei wechselnder Drehrichtung möglich.

Die Befestigung der Spannlager mit einem durch einen Gewindestift gesicherten Exzenterring auf der Welle sollte vornehmlich nur für Lagerungen mit gleichbleibender Drehrichtung gewählt werden. Diese Verbindungsart schont die Welle und lässt sich wieder leicht lösen.

Die Befestigung von Lagereinheiten mit kegeliger Bohrung über eine Spannhülse ist konzentrisch und kraftschlüssig. Dadurch sind auch bei wechselnder Drehrichtung Drehzahlen wie bei Rillenkugellagern möglich. Und das bei einer weit höheren Laufruhe als bei anderen Spannlagern.

Spannlager, die durch Passung auf der Welle befestigt werden, ermöglichen ebenfalls Drehzahlen wie Standard-Kugellager und sind für Lagerungen mit wechselnder Drehrichtung geeignet. Ihr konzentrischer Sitz auf der Welle lässt sie außerdem schwingungsärmer und damit auch geräuschärmer laufen.

Im Fall von Spannlagern mit profilierter Bohrung erfolgt die Befestigung bzw. Verdrehsicherung auf der Welle durch Formschluss. Diese Spannlager sind für Lagerungen konzipiert, bei denen die Welle sehr hohe Momente übertragen muss und dies nur durch Vierkant- oder Sechskantwellen möglich ist. Die Lager werden mit Plustoleranz in der Bohrung gefertigt und sind daher besonders einfach zu montieren und demontieren. Sie werden über Umbauteile auf der Welle axial festgelegt.

Gehäuse

Spannager-Gehäuse stehen als Stehlager-, Flanschlager- und Spannlagerkopfgehäuse wahlweise aus Polyamid bzw. Polyester, Grauguss oder Stahlblech zur Verfügung.
Lagereinheiten mit Gehäusen aus Stahlblech sind nicht hoch belastbar, lassen nur moderate Drehzahlen zu und sind auch nicht nachschmierbar. Da sie zweiteilig sind, sind sie aber einfach zu montieren und preiswert. Sie werden hauptsächlich für Anwendungen genutzt, in denen nicht die Tragfähigkeit des Gehäuses sondern ein niedriges Gewicht der Einheit entscheidend ist.
Dagegen sind Gussgehäuse einteilig und können wesentlich höhere Radial- und Axial- wie auch Stoßbelastungen aufnehmen. Deshalb eignen sich diese Lagereinheiten wesentlich besser für Lagerungen, die hohe Belastungen aufzunehmen haben. Da sie nachschmierbar sind, können sie bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen und erforderlicher Nachschmierung verwendet werden.

Drehzahlen

Die zulässigen Drehzahlen bei Spannlagereinheiten sind hauptsächlich von der Art ihrer Befestigung auf der Welle wie auch der Art der Abdichtung abhängig. Prinzipiell sind mit den konzentrischen Befestigungsmethoden durch Spannhülse oder Passungssitz höhere Drehzahlen möglich.
Bei allen Spannlagern mit Gewindestiftbefestigung bzw. mit Exzenterringbefestigung hat die gewählte Wellentoleranz zusätzlich Einfluss auf die zulässige Drehzahl. Je höher die Toleranzklasse, desto niedriger ist die zulässige Drehzahl.
Spannlagereinheiten sind für vorzugsweise gezogene Wellen der Qualität h6 bis h9 geeignet.

Axiale Verschiebbarkeit

Spannlagereinheiten lassen keine axialen Verschiebungen zu. Daher können sie keine wärmebedingten Längenänderungen der Welle ausgleichen, weswegen der Abstand zwischen den Lagerstellen möglichst gering sein sollte. Sie sind deshalb auch normalerweise nicht für Loslagerungen geeignet.

Fluchtungsfehler

Durch die kugelige Außenringmantelfläche des Spannlagers und der entsprechend hohlkugeligen Aufnahmebohrung des Spannager-Gehäuses, können Spannlagereinheiten fertigungs- oder montagebedingte Fluchtungsfehler der Welle kompensieren.
Der Ausgleich von Fluchtungsfehlern von bis zu 5^o ist möglich, wenn die Lagereinheit später im Betrieb nicht nachgeschmiert werden muss.
Soll eine Nachschmierung im Betrieb möglich sein, können Fluchtungsfehler bis zu 2^o ausgeglichen werden.
Der Ausgleich betriebsbedingter Wellendurchbiegungen von wenigen Winkelminuten ist ebenfalls möglich.