Durch den korrekten Einbau der Lager wird die Betriebslebensdauer in kritischen Anwendungen maximiert

Um das volle Potenzial von Lagern auszuschöpfen, müssen diese mit den entsprechenden Werkzeugen korrekt eingebaut werden. Die Auswirkungen eines schlecht montierten Lagers können katastrophal sein, sagt Martin Wakelin

Der korrekte Einbau von Lagern kann Zeit sparen und die Lebensdauer der Lager erheblich verlängern. Außerdem kann die Verfügbarkeit kritischer Anlagen und Maschinen maximiert werden, indem kostspielige Ausfälle vermieden werden.

Dabei kommt es darauf an, sicherzustellen, dass dem Techniker in der Installations-/Montagephase die geeigneten Werkzeuge für die Montage der Lager zur Verfügung stehen.

Durch die Verwendung der richtigen Werkzeuge wird sichergestellt, dass die Lager einfach und schnell montiert werden, ohne dass die Lager oder die umliegenden Geräte beschädigt werden, und das auf sichere und zuverlässige Weise.

Je kritischer die Anwendung, desto wichtiger ist es, sicherzustellen, dass die Lager jedes Mal gleich beim ersten Mal korrekt eingebaut werden. V-Nutlager werden beispielsweise häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie im Motorsport eingesetzt.

In Flugzeugzellen werden V-Nutlager in kritischen Bereichen wie Stellklappen und Fahrwerken eingesetzt. Im Motorsport kommen V-Nutlager in Aufhängungssystemen und Federbeinen zum Einsatz.

Durch die Verwendung der am besten geeigneten Montagewerkzeuge sitzt das Lager besser im Gehäuse, erfüllt seine Funktion besser und ist weitaus weniger anfällig für Beschädigungen.

Die Bilder oben veranschaulichen die verschiedenen Oberflächen, die mit herkömmlichen Amboss-Stemmwerkzeugen und Drei-Rollen-Stemmwerkzeugen erzielt werden.

Das Rollspieß-Dreirollenwerkzeug hat der Presslippe am Lager eine gleichmäßige, glatte und spiegelähnliche Oberfläche verliehen.

Zwischen den beiden Bauteilen ist praktisch kein Spalt sichtbar. Dies steht im krassen Gegensatz zur Lösung des Amboss-Werkzeugs, bei dem die Oberfläche nicht so glatt ist wie beim Drei-Rollen-Werkzeug und ein offensichtlicher Spalt zwischen der gestauchten Lippe und dem Gehäuse auf eine mangelhafte Halterung und Passung zwischen Lager und Gehäuse schließen lässt.

Was auf den Bildern nicht offensichtlich ist, aber bei der Verwendung einfacherer Werkzeuge auftreten kann, sind Probleme wie Abrieb, abgescherte Kanten, Lehren und Mikrorisse. Diese Probleme treten vor allem deshalb auf, weil die Kräfte, die bei Amboss-Stemmwerkzeugen zum Einsatz kommen, und das Ausmaß der Materialbeanspruchung viel größer sind als bei Drei-Walzen-Stauchwerkzeugen, die das Material viel weniger belasten, indem sie eine Verformung des Materials in kleinen Schritten bewirken, anstatt eine große Verformung zu erzwingen Veränderung in einer Bewegung.

Das Gesamtergebnis dieser Faktoren besteht darin, dass das Lager durch die Verwendung eines Rollspieß-Dreirollen-Stauchwerkzeugs besser im Gehäuse sitzt, seine Funktion besser erfüllen kann und weniger anfällig für Beschädigungen ist.

Arten von Lagereinbauwerkzeugen

Für den korrekten Einbau, die Prüfung und den Ausbau von Rillen- oder Gleitgelenklagern, Hülsen und Gehäusen stehen eine Reihe verschiedener Werkzeuge zum Stauchen, Schneiden und Ein-/Ausbau von Lagern sowie Prüf- und Losbrechdrehmomentprüfwerkzeuge zur Verfügung.

Mit diesen Werkzeugen können verschiedene Vorgänge wie Lagerstauchen, Lagerdrücken, Rollenstauchen, Lagerstopfen, Kugelstopfen, Ambossstopfen, Meißelstopfen, V-Nutstopfen, Probebelastung und Belastungstests durchgeführt werden. Wenn ein bestimmtes Werkzeug nicht vorrätig ist, können einige Lieferanten maßgeschneiderte Lagerwerkzeuge mit schneller Lieferung für bestimmte Lagereinbauaufgaben bereitstellen.

Dreirollen-Stauchwerkzeuge

Als Verbesserung der herkömmlichen Methoden des Amboss- oder Zweirad-Stauchens wurden Dreirollen- oder Rollenstauchwerkzeuge entwickelt. Diese Werkzeuge bieten den Vorteil, dass die drei Wälzelemente im Werkzeug die V-Nut-Oberfläche des Lagers im richtigen Winkel besser kontaktieren können, sodass sich die V-Nut in das Gehäuse falten kann.

Herkömmliche Zwei-Rollen- und Amboss-Werkzeuge können die V-Nut-Lippe beschädigen. Das Tri-Roller-Werkzeug nutzt eine Kombination aus Abwärtsdruck und Rollenrotation. Die Rollen drücken Material aus der V-Nut des Außenrings des Lagers gegen das Gehäuse, um es präzise und sicher zu positionieren.

Rollstake- oder Tri-Roller-Werkzeuge sind in der Regel entweder als Bohrmaschine oder als tragbares Werkzeug erhältlich. Beide Werkzeugtypen werden normalerweise mit primären und sekundären Ambossen zur Positionierung des Gesenks geliefert.

Schneidwerkzeuge

Der genaue Ausbau eines Lagers aus seinem Gehäuse ist ebenso wichtig wie der korrekte Einbau. Schneidwerkzeuge sind speziell auf jede Lagergröße zugeschnitten, um nur das Lager selbst zu entfernen und dabei das Gehäuse nur minimal oder gar nicht zu beschädigen.

Schneidwerkzeuge für Lager mit V-Nut sollten beispielsweise so konzipiert sein, dass sie in die gestauchte V-Nut des Lagers schneiden. Dieser Schnitt in die V-Nut des Lagers schwächt die Lagerlippe, die gegen das Gehäuse gestaucht wurde, so dass sie beim Herausdrücken des Lagers leicht in die Bohrung eindringt.

Die Schneidwerkzeuge sollten so konstruiert sein, dass der Fräser nur das Lager schneidet und somit die Integrität des Gehäuses bewahrt. Typischerweise als tragbares Werkzeug oder als Bohrwerkzeug erhältlich.

Installations- und Demontagewerkzeuge

Einbau- und Ausbauwerkzeuge dienen zum genauen Einsetzen und Positionieren eines Lagers vor dem Stauchen und zum vorsichtigen Entfernen des Lagers, nachdem die Stauchungslippe entfernt wurde. Das Werkzeug hält das Lager senkrecht zum Gehäuse, um sicherzustellen, dass das Gehäuse während des Installations- oder Demontagevorgangs nicht beschädigt wird. Wenn Lager nur in das Gehäuse gedrückt werden, können die scharfen Kanten des Lagers die Gehäusebohrung beschädigen.

Wenn die Gehäusepassungen locker ausgeführt sind, ist kein Montagewerkzeug erforderlich. Im Allgemeinen ist zum Entfernen eines Lagers jedoch immer ein Werkzeug erforderlich, da die gestauchte Lippe auch dann einen guten Druck auf das Gehäuse ausübt, wenn sie eingeschnitten wurde. Schneidwerkzeuge sind so konzipiert, dass die V-Nut-Lippe zusammenfallen kann, das Lager jedoch immer noch mit einer Kraft beaufschlagt werden muss, damit das Lager freibricht.

Testwerkzeuge

Tests wie Prüflast- und Losbrechmomenttests sind normalerweise von den meisten OEMs im Rahmen der Lageraustauschzertifizierung erforderlich.

Der Zweck der Prüfung besteht darin, zu überprüfen, ob die Ersatzlager korrekt eingebaut wurden. Prüfwerkzeuge können auf die OE-Spezifikationen zugeschnitten oder speziell für Nicht-OEM-Spezifikationen angefertigt werden.

Proof-Loading-Tools

Proof-Loading-Tools sind in der Regel entweder als tragbare oder pressenartige Tools erhältlich. Presswerkzeuge haben die Form von Drücker- und Aufnahmebechern, um das Lager zu stützen, während es bei Tests unter Druck steht.

Presswerkzeuge eignen sich ideal für alle Anforderungen, bei denen präzise inkrementelle Lasten aufgebracht werden müssen, da sie das Lager sicher halten und die Last gleichmäßig verteilen, um genaue Testergebnisse zu liefern. Jede Lagergröße erfordert einen eigenen Drücker und eine eigene Aufnahmeschale, um die Pressnut und das Gehäuse an jedem Lager genau anzupassen.

Tragbare Prüfladewerkzeuge bestehen normalerweise aus einem elektronischen Handdisplay, Aufnahmebechern, einer Wägezelle und einem DTi-Messgerät. Diese hochmobilen Einheiten ermöglichen bei Bedarf die Probebelastung neu eingebauter Lager, ohne dass das Bauteil vollständig aus seiner Baugruppe ausgebaut werden muss.

Jede Einheit wird mit einer Wägezelle geliefert, die speziell auf das verwendete Lager abgestimmt ist und auf den in der Spezifikation geforderten Lastwert kalibriert ist.

Elektronische Handanzeigen können für den Einsatz mit mehreren Wägezellen kalibriert werden, was die Kosten senkt, da ein einzelnes Display zur Neukalibrierung zurückgesendet werden kann und zusätzliche Wägezellen zu seiner Bibliothek hinzugefügt werden können, was lediglich den Kauf einer zusätzlichen Wägezelle erfordert. Elektronische Probeladewerkzeuge werden typischerweise mit DTI-Messgeräten zur Wegmessung geliefert.

Werkzeuge zur Prüfung des Losbrechmoments

Werkzeuge zum Testen des Losbrechdrehmoments verwenden einen speziellen Drehmomentschlüssel, der, während er das Lager festhält, die Kraft misst, die erforderlich ist, um die Kugel zu drehen, sobald das Lager in sein Gehäuse eingebaut ist. Diese Werkzeuge sind normalerweise leicht, kompakt und können problemlos für bereits in der Anwendung installierte Komponenten verwendet werden.

Losbrechmomentprüfer und Aufnahmebecher werden auf Bestellung gefertigt und sollen dabei helfen, die Wirksamkeit anhand der Anforderungen der Kundenspezifikation zu messen. Typischerweise können die Hardware, die das Lager hält, und die Drehmomentgrenzen des Werkzeugs an die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Mit einem einzigen Drehmomentwerkzeug können mehrere Halterungen und Aufnahmeschalen verwendet werden, was dazu beiträgt, die Gesamtkosten niedrig zu halten.

Martin Wakelin ist Vertriebsleiter beiCarter Manufacturing Ltd.