Spannhülsen sind die am häufigsten verwendeten Befestigungselemente für Wälzlager mit kegeliger Bohrung auf zylindrischem Sitz. Lager mit konischem Sitz sind speziell bei Pendelkugellagern, Pendelrollenlagern und CARB-Lagern weit verbreitet. Mit Hilfe von Spannhülsen sind diese dabei einfach zu montieren. Spannhülsen werden komplett mit Wellenmutter und Sicherung geliefert. Die Hülsen sind geschlitzt und haben an der Mantelfläche einen Kegel von 1:12. Durch das Anziehen der Wellenmutter wird die kegelige Spannhülse zwischen den Innenring des Wälzlagers und der Welle hineingezogen und das Lager durch Kraftschluss auf der Welle befestigt. Je weiter das Lager aufgeschoben wird, desto fester sitzt auch die Hülse auf der Welle. Zum Anziehen der Mutter wird ein Hakenschlüssel oder Schlagschlüssel verwendet. Der Wellensitz und die Mantelfläche der Hülse müssen vor dem Einbau leicht eingeölt werden. Die Sicherung schützt die Mutter vor dem Losdrehen. Eine zusätzliche Sicherung auf der Welle ist mit Spannhülsen nicht nötig.
Spannhülsen ermöglichen Montagen sowohl auf glatten wie auf abgesetzten Wellen.
In Verbindung mit glatten Wellen kann das Lager an einer beliebigen Stelle auf der Welle befestigt werden.
Bei einer abgesetzten Welle ist die Verwendung eines Abstützringes erforderlich, der die axiale Position des Lagers exakt festlegt.
Verminderte radiale Lagerluft beim Einbau
Beim Einbau von Wälzlagern mit kegeliger Bohrung vermindert sich die Radialluft, da sich der Innenring beim Aufschieben ausdehnt. Die Lager weisen dann den erforderlichen festen Sitz auf, die verbliebene Lagerluft ist aber für einige Anwendungsfälle zu gering. Es empfiehlt sich daher Lager mit der erhöhten Lagerluft C3 zu verwenden.
Durch ein zu weites Aufschieben der Innenringe auf die Hülse wird das Betriebsspiel der Lagerung generell zu klein. Dies kann zu einem verfrühten Lagerausfall führen.
Als Lagerschaden ist hier oft eine umlaufende Einkerbung im Außenring zu sehen.
Produkt-Service
Schadensanalyse bei Wälzlagerschäden
Wir unterstützen Sie dabei, die Ursachen für Wälzlagerschäden zu finden.
Dank unserer jahrelangen Erfahrung in der Schadensanalyse erhalten Sie von uns sehr schnell eine Aussage zu den Schadensmerkmalen und
Schwachstellen in Ihrem System.
Um Festzustellen, ob die Festigkeit der Passung auf der Welle das richtige Maß hat, gibt es folgende Verfahren:
- Messen der Radialluftminderung
- Messen des Muttern-Anzugswinkels
- Messen des axialen Verschiebewegs
Messen der Radialluftminderung
Beim Einbau von Pendelrollenlagern und CARB-Lagern mittlerer und großer Größe ist die Verwendung von Fühlerlehren ein übliches Verfahren zum Messen der Lagerluft bzw. zum Überprüfen der Luftverminderung. Gemessen wird die Lagerluft stets zwischen Außenring und entlasteter Rolle. Die Messung beginnt mit einem Messblättchen, das geringfügig dünner ist als der Mindestwert der Lagerluft und wird mit immer dickeren Messblättchen solange wiederholt, bis ein gewisser Widerstand beim Durchziehen des Messblättchens zwischen Rolle und Außenring zu spüren ist.
Dieses Messverfahren der radialen Lagerluft ist allerdings nur ungenau. Bei großen Lagern kann die Genauigkeit der Lagerluftmessung zusätzlich durch die vom Lagergewicht herrührende elastische Verformung der Ringe, insbesondere bei Wälzlagern mit dünnwandigem Außenring, beeinflusst werden.
Beim Einbau von Pendelkugellagern kann die Lagerluft generell nicht mit Fühllehren gemessen werden.
Um eine optimale Prozesssicherheit zu erlangen ist der Einbau über die DRIVE UP Methode, also über Messen des axialen Verschiebewegs, oder durch Messen des Muttern-Anzugswinkels anzuwenden. Diese Methoden ermöglichen die genaue Einstellung der Lagerluft. Angaben über den axialen Verschiebungsweg bzw. den Anzugswinkel können den Schriften der Hersteller entnommen werden.
Messen des Muttern-Anzugswinkels
Kleinere und mittlere Wälzlager bis ca. 100 mm Bohrungsdurchmesser können anhand des Muttern-Anzugswinkels schnell und einfach montiert werden. Dieser Winkel definiert sich über die Gewindesteigung der Wellenmutter, also wie weit die Mutter gedreht werden muss, um den nötigen axialen Verschiebeweg zu erreichen. Dabei können die Richtwerte für den korrekten Anzugswinkel in den von den Herstellern zur Verfügung gestellten Tabellen entnommen werden.
Die Angaben vom Hersteller SKF finden Sie in diesem SKF Service Handbuch
SKF: PUB SR/P7 10001/1 DE
- Das Lager wird soweit aufgeschoben, bis es mit dem gesamten Umfang am Hülsenmantel anliegt und die Hülse die Welle fest umschließt.
- Die Wellenmutter handfest anziehen.
- Durch Anziehen der Mutter um den angegebenen Winkel das Lager dann um den erforderlichen axialen Verschiebeweg auf den kegeligen Sitz aufschieben.
- Danach sollte die verbliebene Endluft im Lager überprüft werden.
- Abschließend ist die Mutter zu sichern.
Produktempfehlung
SKF TMHN7 Schlüsselsatz für Wellenmuttern
Der Schlüsselsatz TMHN 7 für Wellen- bzw. Hülsenmuttern wurde speziell für die Montage von kleinen Pendelkugellagern,
Pendelrollenlagern und CARB-Lagern auf kegeligem Sitz an Wellenenden bzw. auf Spannhülse entwickelt. Jeder der 7 Schlüssel ist mit dem erforderlichen Anzugswinkel gekennzeichnet. Der Einsatz des Schlüsselsatzes TMHN 7 vermindert dadurch die Gefahr von Lagerschäden, die durch zu weites Anziehen der Wellen- bzw. der Hülsenmutter, d. h. durch übermäßige Verminderung der Radialluft, verursacht werden.
Eigenschaften:
- 7 Schlüssel für Wellen- bzw. Hülsenmuttern der Größen 5 bis 11
- Jeder Schlüssel ist mit dem erforderlichen Anzugswinkel gekennzeichnet
- 4 Haltenocken für sicheren und zentrischen Halt auf der Wellenmutter
- Geringere Gefahr von Lagerschäden durch zu weites Aufpressen des Lagerinnenrings auf den kegeligen Sitz
- Passend für Wellen- bzw. Hülsenmuttern der Reihe KM
Beim Einbau größerer Lager müssen erheblich größere Kräfte aufgebracht werden. Sie erfordern den Einsatz von Hydraulikmuttern und/oder Spannhülsen mit einem Druckölanschluss für das Drukölverfahren.
Messen des axialen Verschiebewegs
Dieses auch als DRIVE UP Methode bezeichnete Verfahren wird gerne bei der Montage von mittleren bis großen Lagern mit kegeliger Bohrung verwendet, da die Montagekräfte bei diesen Lagern sehr groß werden können. Die nötigen hohen Kräfte werden dabei durch Einsatz von Hydraulikmuttern erzeugt, was den Einbau erheblich erleichtert.
Eine Hydraulikmutter besteht aus zwei gegenseitig abgedichteten, ringförmigen Bauteilen. An die Mutter kann eine Hydraulikpresse angeschlossen werden, die Öl zwischen die beiden Mutternhälften presst, welche durch den hydraulischen Druck zueinander verschoben werden. Die axiale Verschiebung kann dabei mittels einer angeschlossenen Messuhr gemessen werden.
Das Druckölverfahren
Spannhülsen sind ab einem Bohrungsdurchmesser von 140 mm auch mit einem Druckölanschluss verfügbar. Ab 200 mm Bohrungsdurchmesser ist diese Ausführung Standard.
Das Druckölverfahren erleichtert gerade bei großen Wälzlagern die Montage erheblich. Dabei wird mittels eines Ölinjektors oder einer Hydraulikpresse Öl zwischen Spannhülse und Wälzlager gepresst. Der so entstehende Ölfilm in der Passfuge vermindert die Reibung und verringert die erforderlichen Montagekräfte wesentlich.
Demontage von Wälzlagern auf Spannhülsen
Die Demontage eines mittels einer Spannhülse eingebauten Lagers ist mit großem Aufwand verbunden, was häufig dazu führt, dass diese nicht mehr fachgerecht durchgeführt wird. Oftmals greifen Monteure hier zum Trennschleifer, was jedoch für sie mit einem persönlichen Risiko verbunden ist. Die Problematik hier liegt darin, dass der gespannte Wälzlagerstahl, der außerdem sehr spröde ist, sehr leicht in viele Einzelteile zerspringen kann, was zu Verletzungen des Monteurs führt.
Ausbau von Lagern auf glatter Welle
Kleinere und mittlere Lager auf Spannhülse können mit Hilfe einer Schlagkappe oder eines entsprechenden Schlagstücks durch einige Hammerschläge von der Spannhülse getrieben werden. Zuvor muss die Hülsenmutter entsichert und um einige Umdrehungen gelöst werden.
Ausbau von Lagern auf abgesetzter Welle
Wälzlager, die auf einer abgesetzten Welle gegen einen Abstützring eingebaut sind, können mit einer Schlagkappe ausgebaut werden, die gegen die gelöste Hülsenmutter angesetzt wird. Zuvor muss die Hülsenmutter entsichert und um einige Umdrehungen gelöst werden.
Hydraulisch unterstützter Ausbau
Der Ausbau von großen Lagern auf Spannhülse lässt sich erfahrungsgemäß am einfachsten mit einer Hydraulikmutter bewerkstelligen. Um dieses Verfahren anwenden zu können, muss das Lager jedoch auf abgesetzter Welle gegen einen Abstützring eingebaut sein.
Wenn die Hülse mit Ölzufuhrbohrungen und Ölverteilungsnuten ausgestattet ist, kann der Ausbau mit dem Druckölverfahren weiter vereinfacht werden.
