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Nadellager

Kombinierte Nadellager

Die Lager:

  • nehmen hohe radiale und mittlere axiale Belastungen mit einer Lagerstelle auf ➤ Bild
  • eignen sich für Anwendungen mit sehr geringem radialem Bauraum, wenn die Laufbahn auf der Welle als Wälzlagerlaufbahn ausgeführt wird (Direktlagerung)
  • lassen relativ hohe Drehzahlen zu, wenn der Wälzkörpersatz im Axialteil nicht vollrollig sondern käfiggeführt ist
  • haben eine hohe Laufgenauigkeit
  • ermöglichen Festlagerungen mit nur geringem radialem Bauraum
  • ergeben axial steife Lagerungen
  • lassen sich einfach montieren, da sie vielfach nicht selbsthaltend sind
  • ermöglichen technisch einfache, wirtschaftliche und kostengünstige Konstruktionen.

Kombiniertes Nadellager/ Nadellager: Vergleich der Belastungsrichtung

Fr = Radiale Belastung

Fa = Axiale Belastung


Nadel-Axial-Rillenkugellager NKX


Nadellager NK

Lagerausführung

Ausführungsvarianten

Das Standardsortiment der kombinierten Nadellager umfasst:

Die meisten dieser Nadellager sind Lager in X-life-Qualität ➤ Link.

Kombinierte Nadellager

Die Lager bestehen aus einem Radial- und einem Axialteil

Kombinierte Nadellager bestehen aus einem Radial-Nadellager, das mit einem Axiallagerteil kombiniert ist ➤ Bild, ➤ Bild und ➤ Bild. Diese Lager nehmen radiale als auch axiale Belastungen mit nur einem Lager auf und ermöglichen Festlagerungen mit nur geringem radialem Bauraum ➤ Bild und ➤ Abschnitt. Sie eignen sich beispielsweise, wenn Radial- und Axiallasten auftreten und einfache axiale Anlaufscheiben die Axiallasten beispielsweise wegen ihrer Größe, hoher Drehzahlen oder ungenügender Schmierung nicht mehr aufnehmen können und andere Festlager einen zu großen Einbauraum benötigen.

Kombinierte Nadellager, radiale und axiale dynamische Tragfähigkeit

Cr = Radiale dynamische Tragzahl

Ca = Axiale dynamische Tragzahl

Nadel-Axial-Rillenkugellager

Für bauraumsparende Direktlagerungen auf der Welle geeignet

Nadel-Axial-Rillenkugellager haben keinen Innenring und sind deshalb radial besonders bauraumsparend ➤ Bild. Sie setzen jedoch voraus, dass die Laufbahn auf der Welle gehärtet und geschliffen ist ➤ Abschnitt. Lässt sich die Welle nicht als Wälzlagerlaufbahn nutzen, können stattdessen Innenringe IR eingesetzt werden ➤ Bild. Die passenden Innenringe sind in den Produkttabellen angegeben und müssen zusätzlich zum Lager bestellt werden. Zum Schmieren hat der Außenring des Radialteils eine Schmiernut und Schmierbohrungen.

Bauform NX, NX..-Z

Der Wälzkörpersatz für den Axialteil ist vollkugelig

Nadel-Axial-Rillenkugellager NX und NX..-Z haben einen vollkugeligen Wälzkörpersatz und eine äußerst niedrige radiale Bauhöhe ➤ Bild. Aufgrund der kompakten radialen Abmessungen lassen sich Lagerungen mit sehr kleinen Wellenmittenabständen realisieren, wie sie beispielsweise in Mehrspindel-Bohrautomaten auftreten können. Eine am Radialteil festgesetzte Schutzkappe aus Stahlblech greift über die Wellenscheibe des Axiallagers und hält den Axialteil zusammen ➤ Bild. Dadurch sind die Lager selbsthaltend. Die Blechkappen der Lager NX haben Schmierlöcher für Ölschmierung ➤ Bild und ➤ Abschnitt.

Nadel-Axial-Rillen-kugellager
NX
ohne Innenring

Fr = Radiale Belastung

Fa = Axiale Belastung


NX, Axialteil vollkugelig, mit Schutzkappe, Schmierlöcher in der Schutzkappe


NX..-Z, Axialteil vollkugelig, mit Schutzkappe, Kappe ohne Schmierlöcher


Schutzkappe

Nadel-Axial-Rillen-kugellager NX..‑Z
mit Innenring


Innenring IR

Bauform NKX, NKX..-Z

Der Wälzkörpersatz für den Axialteil ist käfiggeführt

Bei den Lagern NKX und NKX..-Z ist der Wälzkörpersatz nicht vollkugelig, wie die den Lagern NX, sondern er wird von einem Käfig gehalten ➤ Bild. Der Kugelkranz entspricht einem Axial-Rillenkugellager der Reihe 511. Aufgrund des Käfigs eignen sich diese Lager gegenüber der vollkugeligen Ausführung für höhere Drehzahlen.

Bauform NKX

Lager NKX sind nicht selbsthaltend; d. h., Radial-Nadellager, Axial-Kugelkranz und Wellenscheibe können getrennt voneinander eingebaut werden ➤ Bild.

Bauform NKX..-Z

Die Bauform NKX..-Z hat eine Stahlblech-Schutzkappe, die den Axialteil zusammenhält; d. h., die Lager sind selbsthaltend. Die Kappe ist ohne Schmierbohrungen ausgeführt und mit der Gehäusescheibe des Radialteils fest verbunden ➤ Bild.

Nadel-Axial-Rillenkugellager
ohne Innenring

Fr = Radiale Belastung

Fa = Axiale Belastung


NKX, Axialteil mit Kugelkranz, ohne Schutzkappe


NKX..-Z, Axialteil mit Kugelkranz, mit Schutzkappe, Kappe ohne Schmierlöcher


Schutzkappe

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager

Bauform NKXR, NKXR..-Z

Der Wälzkörpersatz für den Axialteil ist käfiggeführt

Diese Lager bestehen aus einem Radial-Nadellager und einem Axial-Zylinderrollenlager der Reihe 811 mit Kunststoffkäfig. Sie haben keinen Innenring und setzen deshalb voraus, dass die Laufbahn auf der Welle gehärtet und geschliffen ist ➤ Bild und ➤ Abschnitt. Lässt sich die Welle nicht als Wälzlagerlaufbahn nutzen, können stattdessen Innenringe IR eingesetzt werden ➤ Bild. Die passenden Innenringe sind in den Produkttabellen angegeben und müssen zusätzlich zum Lager bestellt werden. Zum Schmieren hat der Außenring des Radialteils eine Schmiernut und Schmierbohrungen.

Bauform NKXR

Die Bauform NKXR ist nicht selbsthaltend; d. h., Radial-Nadellager, Axial‑Zylinderrollenlager und Wellenscheibe können getrennt voneinander eingebaut werden ➤ Bild.

Bauform NKXR..-Z

Eine am Radialteil festgesetzte Schutzkappe aus Stahlblech greift über die Wellenscheibe des Axial-Zylinderrollenlagers und hält den Axialteil zusammen. Dadurch sind diese Lager selbsthaltend ➤ Bild.

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager
ohne Innenring

Fr = Radiale Belastung

Fa = Axiale Belastung


NKXR, Axialteil mit Rollenkranz, ohne Schutzkappe


NKXR..-Z, Axialteil mit Rollenkranz, mit Schutzkappe, Kappe ohne Schmierlöcher


Schutzkappe

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager
NKXR
mit Innenring


Innenring IR

Nadel-Schrägkugellager

Bauform NKIA, NKIB

Der Wälzkörpersatz für den Axialteil ist käfiggeführt

Nadel-Schrägkugellager bestehen aus einem Radial-Nadellager, einem Schrägkugellager als Axialteil und einem Innenring ➤ Bild und ➤ Bild. Bei der Bauform NKIA ist der Innenring einteilig, die Ausführung NKIB hat einen schmalen und einen breiten Innenring. Der Kugelkäfig des Axialteils ist aus Kunststoff ➤ Bild und ➤ Bild und ➤ Abschnitt. Die Lager bauen radial niedrig und eignen sich für hohe Drehzahlen. Da die Nadel-Schrägkugellager nicht selbsthaltend sind, kann der Innenring getrennt vom Außenring sowie dem Nadelrollen- und Kugelsatz montiert werden. Beim Einbau ist jedoch zu beachten, dass die Lagerringe nicht mit den Ringen anderer Lager vertauscht, sondern immer in der gelieferten Teilepaarung montiert werden.

Nadel-Schrägkugellager
NKIA

Fr = Radiale Belastung

Fa = Axiale Belastung

Nadel-Schrägkugellager
NKIB

Fr = Radiale Belastung

Fa = Axiale Belastung


Breiter Innenring


Schmaler Innenring

X-life-Premiumqualität

Die hier beschriebenen kombinierten Nadellager sind X-life-Lager. Sie zeichnen sich durch eine sehr hohe Tragfähigkeit und lange Lebensdauer aus. Erreicht wird das u. a. durch eine geänderte Innenkonstruktion, die optimierte Kontaktgeometrie zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen, eine höhere Qualität des Stahls und der Wälzkörper, die höhere Oberflächenqualität und eine angepasste Wärmebehandlung.

Vorteile

Höherer Kundennutzen durch X-life

Aus den technischen Detailverbesserungen ergeben sich eine Reihe von Vorteilen wie z. B.:

  • eine günstigere Lastverteilung im Lager und damit eine höhere dynamische Belastbarkeit der Lager
  • eine höhere Laufruhe
  • ein reibungsärmerer, energieeffizienterer Lauf
  • eine niedrigere Wärmeentwicklung im Lager
  • höhere mögliche Drehzahlen
  • ein geringerer Schmierstoffverbrauch und dadurch längere Wartungsintervalle
  • eine messbar längere Gebrauchsdauer der Lager
  • eine hohe Betriebssicherheit
  • kompakt bauende, umweltfreundliche Lagerungen.

Niedrigere Betriebs­kosten, höhere Maschinenverfügbarkeit

In Summe verbessern diese Vorteile die Gesamtwirtschaftlichkeit der Lagerstelle deutlich und erhöhen damit die Effizienz der Maschine und Anlage nachhaltig.

Nachsetzzeichen XL

Kombinierte Nadellager in X-life-Qualität haben das Nachsetzzeichen XL im Kurzzeichen ➤ Bild bis ➤ Bild.

X-life steht für eine hohe Produkt-Leistungsdichte und damit für einen besonders großen Kundennutzen.

Belastbarkeit

Nadel-Axial-Rillenkugellager NX, NX..-Z, NKX, NKX..-Z

Für mittlere axiale Belastungen geeignet

Nadel-Axial-Rillenkugellager nehmen hohe radiale und mittlere axiale Belastungen in einer Richtung auf ➤ Bild bis ➤ Bild. Lager mit einem vollkugeligen Wälzkörpersatz sind axial belastbarer als die Lager mit einem käfiggeführten Axialteil ➤ Bild.

Lageranordnung zur Aufnahme beidseitig wirkender Axiallasten

Einbau zweier spiegelbildlich zueinander angeordneter Nadel-Axial-Rillenkugellager

Nadel-Axial-Rillenkugellager können Axialbelastungen nur in einer Richtung aufnehmen. Treten bei der Lagerung kurzer Wellen keine temperaturbedingten Längenänderungen im Betrieb auf, können zur Aufnahme beidseitig wirkender Axiallasten auch zwei Lager eingesetzt werden, die dann spiegelbildlich zueinander angeordnet sind ➤ Bild. Die Lagerteile sollten jedoch axial elastisch vorgespannt werden – beispielsweise mit Tellerfedern ➤ Bild. Durch die elastische Vorspannung wird sichergestellt, dass der nicht belastete Axialteil schlupffrei läuft ➤ Abschnitt. Zusätzlich verbessert die Vorspannung das Betriebs­verhalten der Axial-Kugellager und reduziert das Laufgeräusch.

Zwei Nadel-Axial-Rillenkugellager
NKX spiegelbildlich zueinander angeordnet und mit Tellerfedern axial vorgespannt


Nadel-Axial-Rillenkugellager NKX


Tellerfedernsatz


Wellenmutter zum Vorspannen

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager NKXR, NKXR..-Z

Für hohe axiale Belastungen geeignet

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager nehmen hohe radiale und durch den Linienkontakt der Zylinderrollen auch hohe axiale Belastungen in einer Richtung auf ➤ Bild, ➤ Bild und ➤ Bild.

Lageranordnung zur Aufnahme beidseitig wirkender Axiallasten

Einbau zweier spiegelbildlich zueinander angeordneter Nadel-Axial-Zylinderrollenlager

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager können Axialbelastungen nur in einer Richtung aufnehmen. Treten bei der Lagerung kurzer Wellen keine temperaturbedingten Längenänderungen im Betrieb auf, können zur Aufnahme beidseitig wirkender Axiallasten auch zwei Lager eingesetzt werden, die dann spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Die Lagerteile sollten jedoch – beispielsweise mit Tellerfedern – axial elastisch vorgespannt werden ➤ Bild. Durch die elastische Vorspannung wird sicher­gestellt, dass der nicht belastete Axialteil schlupffrei läuft. Zusätzlich verbessert die Vorspannung das Betriebsverhalten der Nadel-Axial-Zylinderrollenlager und reduziert das Laufgeräusch.

Nadel-Schrägkugellager NKIA, NKIB

NKIA für einseitig wirkende, NKIB für wechselnde Axialkräfte

Das Radiallager nimmt hohe radiale Belastungen, das Schrägkugellager kleinere axiale Kräfte auf. NKIA ist axial nur aus einer Richtung belastbar ➤ Bild. NKIB hat einen schmalen und einen breiten Innenring ➤ Bild. An der Anschlussstelle der Innenringe entsteht eine beidseitige Schulter zur Führung des Kugelkranzes. Dadurch eignen sich diese Lager auch zur Aufnahme wechselseitiger Axialkräfte; d. h., sie können als Festlager die Welle in beiden Richtungen axial führen. Die axiale Führung der Welle erfolgt mit einem Axialspiel von 0,08 mm bis 0,25 mm.

Austausch der Innenringe

Bei Standardlagern der Baureihen NKIA und NKIB sind die Innenringe auf die Hüllkreistoleranz F6 abgestimmt und können innerhalb ihrer Genauigkeitsklasse miteinander vertauscht (gemischt verwendet) werden.

Beim Einbau der Lager NKIB müssen die beiden Innenringteile axial spielfrei gegeneinander festgelegt werden. Der schmale Innenring hat einen größeren Bohrungsdurchmesser. Dadurch ergibt sich bei der Wellentoleranz k6 ein Übergangssitz.

Lageranordnung zur Aufnahme beidseitig wirkender Axiallasten bei Lagern NKIA

Einbau zweier spiegelbildlich zueinander angeordneter Nadel-Schrägkugellager

Nadel-Schrägkugellager NKIA nehmen Axialbelastungen in einer Richtung auf. Zur Aufnahme beidseitig wirkender Axiallasten können auch zwei Lager NKIA eingesetzt werden, die dann spiegelbildlich zueinander angeordnet sind ➤ Bild.

Zwei Nadel-Schrägkugellager
NKIA spiegelbildlich zueinander angeordnet


Nadel-Schrägkugellager NKIA


Wellenmutter zum Vorspannen

Aufnahme von Axialkräften

Axialteil vorspannen

Der Axialteil der Lager muss mit 1% der axialen statischen Tragzahl C0a vorgespannt werden (beispielsweise mit Tellerfedern). Die Tragzahlen C0a sind in den Produkttabellen angegeben.

Nadel-Axial-Rillenkugellager und Nadel-Axial-Zylinderrollenlager

Sicherungsringe bei geringem Wellenabstand kürzen

Zur Aufnahme von Axialkräften müssen die Lager durch Sprengringe am Außenring oder an einer Gehäuseschulter abgestützt werden. Bei geringem Wellenmitten-Abstand sind die Sprengringe zu kürzen ➤ Bild. Sprengringe WR und SW liefert der Fachhandel. Sollen die Lager axiale Kräfte aus wechselseitigen Richtungen aufnehmen, müssen zwei Lager gegeneinander angestellt werden. Das entlastete Lager ist dann axial vorzuspannen, beispielsweise durch Tellerfedern ➤ Bild. Dadurch werden Wärmedehnungen ausgeglichen.

Lagerung mit gekürzten Sprengringen


Sprengring


Kürzung

Wellenlaufbahn nach DIN 617 gestaltet

Wird die Oberfläche der Wellenlaufbahn nach DIN 617 ausgeführt, müssen die Tragzahlen Cr in den Produkttabellen um 15% verringert werden.

Ausgleich von Winkelfehlern

Die Lager eignen sich nicht zum Ausgleich von Schief­stellungen der Welle gegenüber dem Gehäuse

Kombinierte Nadellager eignen sich nicht zum Ausgleich von Winkel­fehlern. Inwieweit eine Schiefstellung der Welle gegenüber der Gehäusebohrung toleriert werden kann, hängt von Faktoren wie der Konstruktion der Lagerung, der Lagergröße, dem Betriebsspiel, der Belastung usw. ab. Deshalb kann hier kein Richtwert für eine mögliche Schiefstellung ange­geben werden. Treten Winkelfehler auf, können – abhängig vom Anwendungsfall – beispielsweise Einstell-Nadellager in Kombination mit einem Axiallager eingesetzt werden.

Schiefstellungen verursachen auf jeden Fall höhere Laufgeräusche, beanspruchen die Käfige stärker und wirken sich nachteilig auf die Gebrauchsdauer der Lager aus.

Schmierung

Radialteil vor der Inbetriebnahme befetten

Bei Lagern mit Fettschmierung ist der Radialteil vor der Inbetriebnahme der Lager mit einem gleichwertigem Schmierfett zu befetten, das im Axialteil eingebracht ist.

Bestimmung der Nachschmierfrist

Zur Bestimmung der Nachschmierfrist sind die Werte für den Axial- und Radialteil getrennt zu berechnen und die niedrigeren Werte zu verwenden.

Verträglichkeit mit Kunststoffkäfigen

Werden Lager mit Kunststoffkäfig verwendet, ist sicherzustellen, dass beim Einsatz von Syntheseölen oder Schmierfetten auf Syntheseölbasis sowie bei Schmierstoffen mit einem hohen Anteil an EP‑Zusätzen die Verträglichkeit des Schmierstoffs mit dem Käfigmaterial gegeben ist.

Nadel-Axial-Rillenkugellager

Bauform NX, NKX

NX, NKX für Ölschmierung, NX..-Z, NKX..-Z für Fett­schmierung

NX und NKX sind für Ölschmierung vorgesehen, die Lager sind deshalb auch nicht befettet. Die Ölschmierung erfolgt über die Schmierbohrungen in der Schutzkappe ➤ Bild. Ist Fettschmierung vorgesehen, sollten Lager der Bauform NX..-Z oder NXK..-Z eingesetzt werden. Bei diesen Lagern ist der Axialteil mit einem Lithiumkomplexseifenfett nach GA08 befettet. Die Schutzkappen haben hier keine Schmierbohrugen.

Bauform NKX, NKX..-Z

Bauform NKX

Die Bauform NKX hat keine Kappe, die den Axialteil zusammenhält ➤ Bild. Dadurch sind diese Lager nicht selbsthaltend. Sie sollten bevorzugt bei Ölschmierung eingesetzt werden, da das Schmierfett nur schlecht im Axialteil zurückgehalten wird.

Bauform NKX..-Z

Die Lager haben eine Schutzkappe ohne Schmierbohrungen und sind für Fettschmierung vorgesehen ➤ Abschnitt und ➤ Bild. Der Axialteil ist mit einem Lithiumkomplexseifenfett nach GA08 befettet.

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager

Bauform NKXR, NKXR..-Z

Bauform NKXR

Da die Lager keine Schutzkappe haben, wird das Schmierfett nur schlecht im Axialteil zurückgehalten ➤ Bild. Sie sollten deshalb bevorzugt mit Öl geschmiert werden.

Bauform NKXR..-Z

Lager dieser Bauform haben eine Schutzkappe ohne Schmierbohrungen und sind für Fettschmierung vorgesehen ➤ Bild. Der Axialteil ist mit einem Lithiumkomplexseifenfett nach GA08 befettet.

Nadel-Schrägkugellager

Bauform NKIA, NKIB

Nadel-Schrägkugellager sind mit Öl oder Fett schmierbar. Zum Schmieren hat der Außenring eine Schmierrille und eine Schmierbohrung ➤ Bild und ➤ Bild. Wird mit Fett geschmiert, muss vor dem Einbau der Lager der Radial- und Axialteil mit dem gleichen Fett befettet werden.

Abdichtung

Abdichtung in der Anschlusskonstruktion vorsehen

Kombinierte Nadellager sind nicht abgedichtet. Bei nicht abgedichteten Lagern muss die Abdichtung der Lagerstelle in der Anschlusskonstruktion erfolgen. Diese muss zuverlässig verhindern, dass:

  • Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Lager gelangen
  • Schmierstoff aus dem Lager austritt.

Abdichtung der Lagerstelle in der Umgebungskonstruktion – Beispiel


Nadel-Axial-Rillenkugellager NX..-Z


Abdichtung des Lagers mit Radialwellendichtring G

Lager mit Schutzkappe

Schutzkappen ohne Schmierlöcher eignen sich für Fettschmierung

Lager in der Ausführung Z haben eine Schutzkappe, die über den Axiallagerteil greift ➤ Abschnitt und ➤ Bild, ➤ Bild und ➤ Bild. Schutzkappen ohne Schmierlöcher bilden eine Spaltdichtung und halten das Schmierfett im Axialteil zurück (betrifft die Bauformen NX..-Z, NKX..-Z, NKXR..-Z).

Drehzahlen

Grenz- und Bezugs­drehzahlen in den Produkttabellen

In den Produkttabellen sind für die Lager im Allgemeinen zwei Drehzahlen angegeben:

  • die kinematische Grenzdrehzahl nG
  • die thermische Bezugsdrehzahl nϑr.

Grenzdrehzahlen

Die Grenzdrehzahl nG ist die kinematisch zulässige Drehzahl eines Lagers. Sie darf auch bei günstigen Einbau- und Betriebsbedingungen nicht ohne vorherige Rücksprache mit Schaeffler überschritten werden ➤ Link. Die Werte in den Produkttabellen gelten für Ölschmierung.

Werte bei Fettschmierung

Bei Fettschmierung sind jeweils 60% des in den Produkttabellen angegebenen Wertes zulässig.

Bezugsdrehzahlen

nϑr dient zur Berechnung von nϑ

Die thermische Bezugsdrehzahl nϑr ist keine anwendungsbezogene Drehzahlgrenze, sondern eine rechnerische Hilfsgröße zur Ermittlung der thermisch zulässigen Betriebsdrehzahl nϑ ➤ Link.

Für NKXR, NKXR..-Z, NKIA, NKIB ist die thermisch zulässige Bezugsdrehzahl nϑr in den Produkttabellen angegeben. Für die Lager NX und NKX ist die Bezugsdrehzahl nϑr nach DIN ISO 15312:2004 nicht definiert und deshalb nur die Grenzdrehzahl nG angegeben.

Zur Berechnung der thermisch zulässigen Betriebsdrehzahl nϑ sind NKXR(..-Z) wie Axiallager und NKIA, NKIB wie Radiallager zu betrachten.

Geräusch

Schaeffler Geräuschindex

Der Schaeffler Geräuschindex (SGI) ist für diese Lagerart noch nicht verfügbar ➤ Link. Die Einführung und Aktualisierung der Daten für diese Baureihen erfolgt sukzessiv.

Temperaturbereich

Limitierende Größen

Die Betriebstemperatur der Lager ist begrenzt durch:

  • die Maßstabilität der Lagerringe und Wälzkörper
  • den Käfig
  • den Schmierstoff.

Mögliche Betriebstemperaturen für kombinierte Nadellager ➤ Tabelle.

Zulässige Temperaturbereiche

Betriebstemperatur

Kombinierte Nadellager

Vollkugelige Lager, Lager mit Stahlblechkäfig oder mit Polyamidkäfig PA66

–30 °C bis +120 °C

Sind Temperaturen zu erwarten, die außerhalb der angegebenen Werte liegen, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Käfige

Standard sind Stahlblech- oder Kunststoffkäfige

Die Käfige der Radiallager sind aus Stahlblech oder aus Kunststoff und beidseitig geschlossen. Lager mit Polyamidkäfig PA66 haben das Nachsetzzeichen TV. Die Käfige für den Axiallagerteil sind beidseitig geschlossen oder einseitig offen. Standard ist hier Stahlblech oder glas­faserverstärktes Polyamid PA66, abhängig von der Lagerbauform.

Bei hohen Dauertemperaturen und Anwendungen mit schwierigen Betriebsbedingungen sollten Lager mit Stahlblechkäfig eingesetzt werden. Bestehen Unsicherheiten bezüglich der Käfigeignung, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Lagerluft

Radiale Lagerluft bei Lagern mit Innenring

Standard ist CN

Kombinierte Nadellager mit Innenring haben serienmäßig die radiale Lagerluft CN (normal) ➤ Tabelle. CN wird im Kurzzeichen nicht ange­geben.

Die Werte der radialen Lagerluft bei Lagern mit Innenring entsprechen DIN 620-4:2004 (ISO 5753‑1:2009) ➤ Tabelle. Sie gelten für Lager im unbe­lasteten, messkraftfreien Zustand (ohne elastische Deformation).

Zur Liefermöglichkeit von Lagern mit anderer radialer Lagerluft als CN (beispielsweise C2, C3, C4) bitte bei Schaeffler anfragen.

Lager mit Innenring

Radiale Lagerluft von kombinierten Nadellagern mit Innenring

Nenndurchmesser der Bohrung

Radiale Lagerluft

d

CN

mm

μm

über

bis

min.

max.

24

20

45

24

30

20

45

30

40

25

50

40

50

30

60

50

65

40

70

65

80

40

75

80

100

50

85

Hüllkreisdurchmesser Fw bei Lagern ohne Innenring

Für Lager ohne Innenring gilt der Hüllkreisdurchmesser Fw

Für Lager ohne Innenring gilt anstelle der radialen Lagerluft das Maß des Hüllkreisdurchmessers Fw. Der Hüllkreis ist der innere Begrenzungskreis der Nadelrollen bei spielfreier Anlage an der Außenlaufbahn. Im eingebauten Zustand der Lager liegt der Hüllkreisdurchmesser Fw in der Toleranzklasse F6. Voraussetzung dafür ist, dass die Bohrungstoleranzen für Lager ohne Innenring eingehalten werden ➤ Abschnitt und ➤ Tabelle. Abmaße für die Toleranzklasse F6 ➤ Tabelle.

Abmaße des Hüllkreisdurchmessers

Hüllkreisdurchmesser Fw

Toleranzklasse F6

Toleranz des Hüllkreisdurchmessers Fw

mm

oberes Abmaß

unteres Abmaß

über

bis

μm

μm

3

6

+18

+10

6

10

+22

+13

10

18

+27

+16

18

30

+33

+20

30

50

+41

+25

50

80

+49

+30

80

120

+58

+36

120

180

+68

+43

180

250

+79

+50

250

315

+88

+56

315

400

+98

+62

400

500

+108

+68

Abmessungen, Toleranzen

Abmessungsnormen

Die Hauptabmessungen der kombinierten Nadellager entsprechen ISO 15:2017 (DIN 616:2000 und DIN 5429-1:2005). Ausgenommen hiervon sind bei den Nadel-Axial-Rillenkugellagern die Bauformen NX und NX..-Z, diese sind nicht genormt.

Kantenabstände

Die Grenzmaße für Kantenabstände entsprechen DIN 620-6:2004. Übersicht und Grenzwerte ➤ Abschnitt.

Toleranzen

Die Maß-, Form- und Lauftoleranzen der Lager entsprechen der Toleranzklasse Normal:

  • Radialteil nach ISO 492:2014 bzw. DIN 620-2:1988. Toleranzwerte nach ISO 492 ➤ Tabelle
  • Axialteil nach ISO 199:2014 bzw. DIN 620-3:1982 Toleranzwerte nach ISO 199 ➤ Tabelle.

Davon ausgenommen sind:

  • NKIB, hier die Bohrung d1 des schmalen Innenrings und die Breite (–0,3 mm) über beide Innenringe
  • NKX und NKXR, hier die Durchmesser D1, D2.

Nachsetzzeichen

Die Bedeutung der in diesem Kapitel verwendeten Nachsetzzeichen zeigt ➤ Tabelle sowie medias interchange http://www.schaeffler.de/std/1B69.

Nachsetzzeichen und ihre Bedeutung

Nachsetzzeichen

Bedeutung der Nachsetzzeichen

TV

Lager mit Radialkäfig aus glasfaserverstärktem Polyamid 66

Standard

XL

X-life-Lager

Standard

Z

Lager mit Schutzkappe, Axialteil befettet mit Lithium­komplexseifenfett nach GA08

Standard

Aufbau der Lagerbezeichnung

Beispiele zur Bildung der Lagerbezeichnung

Die Bezeichnung der Lager folgt einem festgelegten Schema. Beispiele ➤ Bild bis ➤ Bild. Für die Bildung der Kurzzeichen gilt teilweise DIN 623-1 ➤ Bild.

Nadel-Axial-Rillenkugellager ohne Innenring, für Fettschmierung:
Aufbau des Kurzzeichens

Nadel-Axial-Zylinderrollenlager, mit Schutzkappe, mit empfohlenem Innenring:
Aufbau des Kurzzeichens

Nadel-Schrägkugellager, zweiseitig wirkend, mit Standardinnenring:
Aufbau des Kurzzeichens

Dimensionierung

Dynamische äquivalente Lagerbelastung

Lebensdauer für Radial- und Axialteil getrennt ermitteln

Bei kombinierten Nadellagern muss die Lebensdauer des Radiallagers und des Axiallagerteils immer getrennt voneinander ermittelt werden ➤ Formel und ➤ Formel. Für die Lagerstelle ist dann der jeweils niedrigere Wert gültig.

P = Fr bzw. Fa bei rein radialer bzw. rein axialer Belastung konstanter Größe und Richtung

Die zur Dimensionierung dynamisch beanspruchter Lager verwendete Lebensdauer-Grundgleichung L = (C/P)p setzt eine zentrisch wirkende Belastung konstanter Größe und Richtung voraus. Bei Radiallagern ist das eine rein radiale Belastung Fr, bei Axiallagern eine rein axiale Belastung Fa. Für die Berechnung der Ermüdungslebensdauer bei kombinierten Nadellagern wird deshalb für P in die Lebensdauergleichung die Lagerbelastung Fr bzw. Fa eingesetzt (Pr = Fr bzw. Pa = Fa) ➤ Formel und ➤ Formel.

Radiallager

Der Radialteil des kombinierten Nadellagers darf nur radial belastet werden. Für Pr gilt ➤ Formel.

Dynamische äquivalente Belastung

Legende

Pr N

Dynamische äquivalente Lagerbelastung für das Radiallager

Fr N

Radiale Belastung

Axiallagerteil

Das Axiallager kann nur axial belastet werden. Bei zentrisch wirkender axialer Belastung gilt für Pa ➤ Formel.

Für Nadel-Schrägkugellager gilt, dass die Axiallast Fa maximal 0,25 · Fr betragen darf.

Dynamische äquivalente Belastung


Legende

Pa N

Dynamische äquivalente Lagerbelastung für den Axiallagerteil

Fa N

Axiale Belastung

Statische äquivalente Lagerbelastung

Die statische äquivalente Lagerbelastung muss sowohl für das Radiallager als auch für den Axialteil ermittelt werden ➤ Formel und ➤ Formel.

Statische äquivalente Belastung

Statische äquivalente Belastung

Legende

P0r N

Statische äquivalente Lagerbelastung für das Radiallager

F0r N

Größte auftretende radiale Belastung (Maximalbelastung)

P0a N

Statische äquivalente Lagerbelastung für den Axiallagerteil

F0a N

Größte auftretende axiale Belastung (Maximalbelastung)

Statische Tragsicherheit

S0a bei Nadel-Schrägkugellagern

Neben der nominellen Lebensdauer L (L10h) ist immer auch die statische Tragsicherheit S0 zu überprüfen ➤ Formel. Die Berechnung muss sowohl für das Radiallager (S0r) als auch für den Axialteil (S0a) erfolgen. Die axiale statische Tragsicherheit S0a muss > 1,5 sein.

Statische Tragsicherheit

Legende

S0r, S0a -

Statische Tragsicherheit

C0r, C0a N

Statische Tragzahl

P0r, P0a N

Statische äquivalente Lagerbelastung

Mindestbelastung

Radiale Mindestbelastung

Um Schlupfschäden zu vermeiden, ist eine radiale Mindestbelastung von P > C0r/60 notwendig

Damit zwischen den Kontaktpartnern kein Schlupf auftritt, muss der Radialteil stets ausreichend hoch belastet sein. Für Dauerbetrieb ist dazu erfahrungsgemäß eine radiale Mindestbelastung in der Größenordnung von P > C0r/60 erforderlich. In den meisten Fällen ist die Radiallast allerdings durch das Gewicht der gelagerten Teile und die äußeren Kräfte schon höher als die erforderliche Mindestbelastung.

Ist die radiale Mindestbelastung niedriger als oben angegeben, bitte bei Schaeffler rückfragen.

Axiale Mindestbelastung

Der Axialteil der Lagerung muss mit 1% der axialen statischen Tragzahl C0a vorgespannt werden.

Gestaltung der Lagerung

Lagerringe auf ganzem Umfang und ganzer Breite abstützen

Damit die Tragfähigkeit der Lager voll genutzt werden kann und die geforderte Lebensdauer erreicht wird, müssen die Lagerringe durch Auflageflächen auf ihrem ganzen Umfang und über die volle Laufbahnbreite fest und gleichmäßig abgestützt werden. Die Abstützung ist als zylindrische Sitzfläche ausführbar. Die Sitz- und Auflageflächen sollen nicht durch Nuten, Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen unterbrochen sein. Die Genauigkeit der Gegenstücke muss bestimmten Anforderungen entsprechen ➤ Tabelle und ➤ Tabelle.

Radiale Befestigung

Für eine sichere radiale Befestigung sind feste Passungen notwendig

Neben der ausreichenden Abstützung der Ringe müssen die Lager auch radial sicher befestigt werden, damit die Lagerringe auf den Gegenstücken (Welle und Gehäusebohrung) unter Last nicht „wandern“. Das geschieht im Allgemeinen durch feste Passungen zwischen den Lagerringen und den Gegenstücken. Werden die Ringe nicht ausreichend oder fehlerhaft befestigt, kann dies zu schweren Schäden an den Lagern und angrenzenden Maschinenteilen führen. Bei der Wahl der Passungen sind Einflussgrößen wie Umlaufverhältnisse, die Höhe der Belastung, die Lagerluft, Temperaturverhältnisse, die Ausführung der Gegenstücke, Ein- und Ausbaumöglichkeiten usw. zu berücksichtigen.

Bei der Gestaltung der Lagerung sind die folgenden Angaben aus den technischen Grundlagen zu berücksichtigen:

Axiale Befestigung

Die Lager müssen auch in axialer Richtung sicher festgelegt sein

Da eine feste Passung allein meist nicht ausreicht, die Lagerringe auf der Welle und in der Gehäusebohrung auch in axialer Richtung sicher fest-zulegen, muss dies in der Regel durch eine zusätzliche axiale Befestigung bzw. Sicherung erfolgen. Die axiale Fixierung der Lagerringe ist auf die Art der Lagerung abzustimmen. Geeignet sind prinzipiell Wellen- und Gehäuse­schultern, Sicherungsringe usw. ➤ Bild, ➤ Bild und ➤ Bild. Bei Festlagern und Lagern mit geteiltem Innenring (Bauform NKIB) ist die beidseitige axiale Abstützung der Lagerringe besonders wichtig.

Bauformen NX und NX..-Z

Axiale Sicherung durch Sprengring

Bei den Bauformen NX und NX..-Z wird der Sicherungsring in die Ringnut im Lageraußenring eingesetzt ➤ Bild. Solche in die Nut eingesetzte Sprengringe sind eine besonders raumsparende und kostengünstige Art, die Lager axial am Gehäuse festzusetzen. Die Sprengringe müssen zusätzlich zum Lager bestellt werden.

Kombiniertes Nadellager
NX mit einem Sicherungsring axial am Gehäuse festgesetzt


Ringnut mit Sicherungsring

Bauform NKX, NKX..-Z

Die axiale Festlegung dieser Lager in einer Richtung kann über das Nadellager mit integrierter Gehäusescheibe erfolgen.

Maß-, Form- und Laufgenauigkeit für zylindrische Lagersitze (Lager mit Innenring)

Toleranzklassen und Oberflächenausführungen für die Welle und die Gehäusebohrung zeigen ➤ Tabelle und ➤ Tabelle.

Toleranzklassen und Oberflächenausführung für die Welle – Lager mit Innenring

Baureihe

Wellentoleranz

Rundheitstoleranz

Parallelitätstoleranz

max.

max.

NKIA, NKIB

k6 Ⓔ

IT4/2

IT4

NX, NKX, NKXR

k6 Ⓔ IT4/2 IT4


Toleranzklassen und Oberflächenausführung für die Gehäusebohrung

Baureihe

Bohrungstoleranz nach ISO 286-2

Rundheitstoleranz

Parallelitätstoleranz

max.

max.

NKIA, NKIB

M6 Ⓔ

IT5/2

IT4

NX, NKX, NKXR

K6 Ⓔ,

M6 Ⓔ (für starre Lagerung)

IT5/2 IT4

Zahlenwerte für ISO-Grund­toleranzen (IT-Qualitäten) nach ISO 286-1:2010

IT-Qualität

Nennmaß in mm

über

6

10

18

30

50

bis

10

18

30

50

80

Werte in μm

IT4

4

5

6

7

8

IT5

6

8

9

11

13

IT6

9

11

13

16

19

IT7

15

18

21

25

30

Rauheit zylindrischer Lagersitzflächen

Ra darf nicht zu groß sein

Die Rauheit der Lagersitze ist auf die Toleranzklasse der Lager abzustimmen. Der Mittenrauwert Ra darf nicht zu groß werden, damit der Übermaßverlust in Grenzen bleibt. Die Wellen müssen geschliffen, die Bohrungen feingedreht werden. Richtwerte in Abhängigkeit von der IT‑Qualität der Lagersitzflächen ➤ Tabelle.

Rauheitswerte für zylindrische Lagersitzflächen – Richtwerte

Nenndurchmesser
des Lagersitzes

d (D)

empfohlener Mittenrauwert
für geschliffene Lagersitze
Ramax

mm

μm

Durchmessertoleranz (IT-Qualität)

über

bis

IT7

IT6

IT5

IT4

80

1,6

0,8

0,4

0,2

Anschlussmaße

Die Anlageflächen für die Ringe müssen ausreichend hoch sein

Die Anschlussmaße von Wellen- und Gehäuseschultern, Abstandsringen, Sicherungsringen usw. müssen sicherstellen, dass die Anlageflächen für die Lagerringe ausreichend hoch sind. Bewährte Anschlussmaße für die Radien und die Durchmesser der Anlageschultern sind in den Produkttabellen angegeben. Diese Maße sind Grenzmaße (Größt- oder Kleinstmaße); sie dürfen nicht über- oder unterschritten werden.

Der Übergang von der Lagersitzstelle zur Anlageschulter ist mit einer Rundung nach DIN 5418 oder einem Freistich nach DIN 509 zu gestalten. Maximale Kantenabstände der Innenringe sind nach DIN 620-6 zu berücksichtigen.

Bei NKX und NKXR Sitz des Axiallagerteils im Gehäuse freistellen

Um Doppelpassungen zu vermeiden, muss bei den Lagern NKX und NKXR der Durchmesser der Anlagefläche für die Gehäusescheibe in der Anschlusskonstruktion mindestens +0,5 mm größer sein, als das Maß D1 bzw. D2 der Lagerscheibe ➤ Bild. Werte für die Durchmesser D1 und D2.

Freigestellte Gehäusescheibe in der Anschlusskonstruktion für NKX und NKXR

D1 = Abmessung der Gehäusescheibe ohne Schutzkappe

D2 = Abmessung der Gehäusescheibe mit Schutzkappe

Laufbahn für Lager ohne Innenring (Direktlagerung)

Laufbahn als Wälzlagerlaufbahn ausführen

Werden Nadellager ohne Innenring eingesetzt (sog. Direktlagerungen), dann laufen die Wälzkörper direkt auf der Welle. Bei diesen Lagern muss die Laufbahn für die Wälzkörper auf der Welle als Wälzlagerlaufbahn ausgeführt (gehärtet und geschliffen) sein. Toleranzen und Oberflächenausführungen zeigt ➤ Tabelle. Die Oberflächenhärte der Laufbahn muss 670 HV bis 840 HV betragen, die Härtetiefe CHD oder SHD ausreichend tief sein. Ist die Welle nicht als Laufbahn ausführbar, können die Lager mit den Innenringen IR kombiniert werden ➤ Abschnitt.

Toleranzklassen und Oberflächenausführung für die Welle (Direktlagerung) – ohne Innenring

Baureihe

Wellen-toleranz

Rundheits­toleranz

Parallelitäts­toleranz

empfohlener Mittenrauwert

Ramax (Rzmax)

max.

max.

μm

NX, NKX, NKXR

k6 Ⓔ

IT3

IT3

0,1 (0,4)

Wellenlaufbahn nach DIN 617 gestaltet

Wird die Oberfläche der Wellenlaufbahn nach DIN 617 ausgeführt, müssen die Tragzahlen Cr in den Produkttabellen um 15% verringert werden.

Stähle für die Laufbahn

Durchhärtende Stähle

Als Werkstoffe für die Wälzlagerlaufbahn bei Direktlagerung sind durchhärtende Stähle nach ISO 683-17 (wie 100Cr6) geeignet. Diese Stähle können auch randschichtgehärtet werden.

Einsatzstähle

Einsatzstähle müssen DIN EN ISO 683-17 (wie 17MnCr5, 18CrNiMo7-6) oder EN 10084 (wie 16MnCr5) entsprechen.

Stähle für induktive Randschichthärtung

Für Flamm- und Induktionshärtung sind Stähle nach DIN EN ISO 683-17 (wie C56E2, 43CrMo4) oder DIN 17212 (wie Cf53) zu verwenden.

Laufbahnhärte geringer als 670 HV

Wenn die Laufbahn zwar den Anforderungen an Wälzlagerwerkstoffen entspricht, die Laufbahnhärte jedoch geringer als 670 HV ist, dann darf die Lagerung nicht mit der vollen Tragfähigkeit des Lagers belastet werden. Zur Ermittlung der dynamischen und statischen Belastbarkeit der Lagerung ist die dynamische Tragzahl C der Lager mit dem Minderungsfaktor fH (dynamischer Härtefaktor) und die statische Tragzahl C0r mit dem Minderungsfaktor fH0 (statischer Härtefaktor) zu multiplizieren ➤ Bild und ➤ Bild.

Dynamischer Härtefaktor bei Minderhärte der Laufbahnen/ Wälzkörper

fH = Dynamischer Härtefaktor

HV, HRC = Oberflächenhärte

Statischer Härtefaktor bei Minderhärte der Laufbahnen/ Wälzkörper

fH0 = Statischer Härtefaktor

HV, HRC = Oberflächenhärte


Rolle


Kugel

Ermittlung der Einsatzhärtungs-Härtetiefe

Näherungswert zur Einsatzhärtungs-Härtetiefe

Einen Näherungswert zur Festlegung der Mindesthärtetiefe liefert ➤ Formel. Als Bezugsgröße für die vorliegende Beanspruchung dient die vom Wälzkörperdurchmesser Dw und von der Beanspruchungshöhe abhängige Vergleichsspannung nach der Gestaltänderungsenergie­hypothese (GEH).

Einsatzhärtungs-Härtetiefe

Legende

CHD mm

Einsatzhärtungs-Härtetiefe (Case Hardening Depth)

Dw mm

Wälzkörperduchmesser

Die lokale Härte muss stets über der lokal erforderlichen Härte liegen, die aus der Vergleichsspannung berechnet werden kann.

Ermittlung der Einhärtungs-Härtetiefe

Bei diesen Oberflächen-Härteverfahren sind zur Festlegung der erforder­lichen Härtetiefe die Belastung und die Kontaktgeometrie zu berück­sichtigen.

Für die Berechnung der Einhärtungs-Härtetiefe SHD gilt ➤ Formel:

Einhärtungs-Härtetiefe

Legende

SHD mm

Einhärtungs-Härtetiefe (Surface Hardening Depth)

Dw mm

Wälzkörperduchmesser

Rp0,2 N/mm2

Streckgrenze des Grundwerkstoffs

Ein- und Ausbau

Die Ein- und Ausbaumöglichkeiten der kombinierten Nadellager mit thermischen, hydraulischen oder mechanischen Verfahren sind bereits bei der Gestaltung der Lagerstelle zu berücksichtigen.

Die Lager sind montagefreundlich, da nicht selbsthaltend

Kombinierte Nadellager ohne Schutzkappe sind nicht selbsthaltend. Dadurch lassen sich die Lagerteile getrennt voneinander einbauen ➤ Abschnitt. Das vereinfacht den Einbau der Lager besonders dann, wenn beide Lagerringe fest gepasst werden.

Schaeffler-Montagehandbuch

Wälzlager sehr sorgfältig behandeln

Wälzlager sind vielfach bewährte Präzisions-Maschinenelemente zur Gestaltung wirtschaftlicher, zuverlässiger und betriebssicherer Lagerungen. Damit diese Produkte ihre Funktion einwandfrei erfüllen und die vorgesehene Gebrauchsdauer ohne Beeinträchtigung erreichen, müssen sie sorgfältig behandelt werden.

Das Schaeffler-Montagehandbuch MH 1 informiert umfassend über die sachgemäße Lagerung, Montage, Demontage und Wartung rotatorischer Wälzlager http://www.schaeffler.de/std/1B68. Daneben enthält es Angaben, die der Konstrukteur für den Ein‑ und Ausbau und die Wartung der Lager schon bei der Gestaltung der Lagerstelle beachten muss. Das Buch liefert Schaeffler auf Anfrage.

Rechtshinweis zur Datenaktualität

Die Weiterentwicklung der Produkte kann auch zu technischen Änderungen an Katalogprodukten führen

Im Mittelpunkt des Interesses von Schaeffler stehen die Optimierung und die Weiterentwicklung seiner Produkte und die Zufriedenheit seiner Kunden. Damit Sie sich als Kunde bestmöglich über diesen Fortschritt und den aktuellen technischen Stand der Produkte informieren können, veröffentlichen wir Produktänderungen gegenüber der gedruckten Ausgabe in unserem elektronischen Produktkatalog.

Änderungen der Angaben und Darstellungen dieses Katalogs behalten wir uns daher vor. Dieser Katalog gibt den Stand bei Drucklegung wieder. Neuere Veröffentlichungen unsererseits (in Printmedien oder digital) gehen automatisch diesem Katalog vor, soweit sie dasselbe Thema betreffen. Bitte prüfen Sie daher stets über unseren elektronischen Produktkatalog, ob aktuellere Informationen oder Änderungshinweise für Ihr gewünschtes Produkt verfügbar sind.

Weiterführende Informationen

Bei der Auslegung einer Lagerung sind neben den Angaben in diesem Kapitel auch folgende Kapitel in den technischen Grundlagen zu beachten: