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Thermische Montage von Wälzlagern

 

Die thermische Montage ist die schonendste Möglichkeit, ein zylindrisches Lager auf einer Welle zu positionieren. Um den meist vorhandenen Presssitz zu überwinden, ist es nötig, die Welle entweder kalt zu machen, oder den Lager-Innenring des Wälzlagers zu erwärmen. Durch diese temporäre Ausdehnung, schafft man es spielerisch das Lager über die Welle zu schieben und dann an der passenden Stelle abkühlen zu lassen und erhält so den gewünschten Presssitz. Diese Temperaturdifferenz kann verschieden hergestellt werden.

Möglichkeiten der Erwärmung von Wälzlagern

Die einfachste Möglichkeit sind Anwärmplatten oder Herdplatten. Die klassische dreistufige Herdplatte erreicht allerdings ein Maximum an Temperatur, das den Lagern schadet und sollte daher nur eingeschränkt verwendet werden. Temperaturregelbare Anwärmplatten ermöglichen es, das Lager genau auf die exakt gewünschte Temperatur zu bringen, ohne dies zu schädigen.

Als weitere Möglichkeit gibt es Wärmeschränke, die auch eine sehr feine Temperaturregelung zulassen. Eine im Privathaushalt mögliche Alternative sind hier Backöfen, die auch sehr exakte Temperatursteuerungen zulassen und somit das Lager schonend erwärmen. Nachteil dieser Methoden ist jedoch eine etwas längere Anwärmdauer.

Eine letzte Möglichkeit, Lager gut zu erwärmen, ist die sogenannte induktive Erwärmung. Mit modernen induktiven Anwärmgeräten schafft man es binnen kurzer Zeit Lager sehr schnell auf die passende Temperatur zu bringen. Ein großer Vorteil der Induktionsanwärmgeräte ist, dass der Innenring wärmer wird als der Außenring, wodurch eine Weiterbearbeitung der Lagerung im Anschluss viel schneller möglich ist.

Brenner, offene Flammen und Heißluftföhne erzeugen sehr punktuelle hohe Temperaturen, die für die Lager nicht geeignet sind. Weiter wird durch diese Anwärmmethoden Schmutz in die Lager gebracht, der final ein verfrühtes Ausfallen der Lager nach sich zieht. Sie sollten daher nicht verwendet werden.

Möglichkeiten der Abkühlung von Wellen

Um die Welle Kalt zu machen, kann neben Kältespray Trockeneis verwendet werden. Die Welle wird hierbei soweit heruntergekühlt, dass sie sich zusammenzieht und das Lager problemlos darüber montiert werden kann. Hier hat man jedoch das Problem, dass durch die kalte Welle sehr leicht Kondenswasser entsteht, was zum Schluss zur Rostbildung führt.

Die richtige Anwärmtemperatur für die Montage von Lagern

Welche Anwärmtemperatur für die Montage von Lagern nötig ist, hängt von vielen Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist das Wellenmaß beziehungsweise die Passung der Welle. Je größer das Wellenmaß ist, also je stärker das Übermaß ist, mit dem das Lager auf die Welle gefügt werden soll, umso wärmer muss das Lager gemacht werden. Weiter Einflussfaktoren sind beispielsweise „Wo mache ich mein Lager warm?" oder „Wie lange ist der Aufschiebeweg über die Welle?“, denn diese beiden Faktoren kühlen das Lager zusätzlich ab.

Messen der Lagertemperatur

Wenn ich herausgefunden habe, welche optimale Temperatur ich für meine Lagermontage habe, stellt sich oftmals noch die Frage, wie kann ich diese messen? Am einfachsten geht das über ein Kontakt-Thermometer. Viele Leute probieren auch mit Infrarot-Thermometern Lagertemperaturen zu messen, jedoch stellt sich hier oftmals ein Fehler ein: Auf Grund der spiegelnden Oberfläche der Wälzlager, müsste der Emissionsgrad dieser Thermometer verändert werden, was meist nicht bekannt ist. Dabei sind Messfehler von 30 °C leicht möglich.

Maximal zulässige Temperatur

Die maximal zulässige Temperatur, auf die ein Lager erwärmt werden darf, ist davon abhängig, welches Lagerbauteil die geringste zulässige Temperatur hat. Neben dem Schmierstoff, der einen starken Einfluss hat und teilweise nur auf 100 °C erwärmt werden darf, stehen die Dichtungen, welche meist bei circa 120 °C Spitzentemperatur liegen aber auch Käfige, auch mit etwa 120 °C Spitzentemperatur und der Wälzlagerstahl im Blickpunkt. Der Wälzlagerstahl wird oftmals unterschätzt. Es handelt sich hier um einen harten Stahl, der nach dem Härteverfahren nicht mehr zu stark erwärmt werden darf. So finden sich Lager, die auf Grund des Wälzlagerstahls nicht über 100 °C erwärmt werden dürfen.

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