Flanschlager: Funktion, Typen und Auswahlhilfe

Was machen Flanschlager?

A Flanschlager trägt eine rotierende Welle und arretiert sie in einer festen axialen Position , mithilfe einer integrierten Lippe oder Manschette (Flansch) am Außenring, die direkt an einen Rahmen, eine Wand oder ein Gehäuse geschraubt wird. Anstatt ein separates Lager und eine Montagehalterung zu benötigen, wird der Flansch selbst zur Montageschnittstelle, was die Montage vereinfacht und verhindert, dass das Lager unter Schublast seitlich verrutscht.

In der Praxis erfüllt ein Flanschlager drei Aufgaben gleichzeitig: Es lässt die Welle mit geringer Reibung rotieren, es trägt die radiale Last, die auf die Welle drückt, und es widersteht axialen (seitlichen) Kräften, die das Lager andernfalls aus der Position drücken würden. Diese Kombination ist der Grund, warum Flanschkonstruktionen so häufig in Förderbändern, Getrieben, Pumpen und Motoren vorkommen, bei denen das Lager senkrecht montiert werden muss und nicht einfach auf eine Welle gepresst wird.

Wie der Flansch die Lagerleistung verändert

Der Flansch ist kein eigenständiger Lagertyp; Dabei handelt es sich um eine Option, die einem vorhandenen Lager hinzugefügt wird, beispielsweise einem Kugellager, einem Rollenlager oder einer Gleitbuchse. Durch das Hinzufügen des Flansches ändert sich das Verhalten des Lagers auf drei spezifische Arten.

Axiale Verriegelung

Wenn eine Kraft entlang der Welle wirkt, wirkt der Flansch als Schulter, die verhindert, dass sich das Lager verschiebt. Dies ist von entscheidender Bedeutung bei Geräten, die häufig starten und stoppen, wie z. B. Förderbandantriebe, bei denen wiederholter Druck ein Lager ohne Flansch allmählich aus der Position bringen würde.

Vibrationsfestigkeit

Da der Flansch direkt mit dem Gehäuse verschraubt ist, ist er widerstandsfähiger gegen Lockerung bei Vibrationen als eine einfache Press- oder Klebepassung. Dies ist einer der Gründe, warum Automobilkomponenten, die ständigen Vibrationen und Wärmewechseln ausgesetzt sind, häufig Flanschlager anstelle von einfachen Presspassungskonstruktionen vorziehen.

Vereinfachte Montage

Ein Flanschlager kann direkt auf eine ebene Fläche geschraubt werden, ohne dass eine separate Bohrung oder Gehäusetasche bearbeitet werden muss. Dadurch werden die Montageschritte und die Anzahl der Teile reduziert, was sowohl bei Produktionslinien mit hohen Stückzahlen als auch bei Reparaturen vor Ort von Bedeutung ist.

Haupttypen von Flanschlagern nach internem Design

Der Flansch kann zu verschiedenen internen Lagerkonstruktionen hinzugefügt werden, und die Wahl des internen Designs bestimmt die Tragfähigkeit, die Geschwindigkeitsbewertung und die Kosten. Vier interne Typn sind am häufigsten.

Pendelrollenlager kommen besonders häufig in flanschmontierten Einheiten zum Einsatz, da ihre tonnenförmigen Rollen eine geringfügige Fehlausrichtung der Welle tolerieren, was bei langen Förderstrecken oder Geräten, die an einen unvollständig flachen Rahmen geschraubt sind, häufig auftritt.

Flanschlagertypen nach Befestigungsschraubenmuster

Abgesehen vom inneren Wälzkörper werden Flanschlager auch danach klassifiziert, wie viele Befestigungslöcher der Flansch hat, da dies bestimmt, wie viel axiale und radiale Belastung die Befestigung selbst aushalten kann.

• 2-Loch-Flansch: Zwei Löcher auf gegenüberliegenden Seiten, rauten- oder flügelförmiges Gehäuse. Geeignet für leichte bis mittlere Belastungen und langsam rotierende Fördersysteme.
• 3-Loch-Flansch: Ein dreieckiges Bolzenmuster, das der Drehung des Gehäuses selbst mehr Widerstand entgegensetzt und bei Rotationsgeräten mit mittlerer Belastung verwendet wird.
• 4-Loch-Flansch: Ein quadratisches oder rundes Muster, das die stabilste Halterung bietet und bei schwereren Lasten und Geräten mit stärkeren Vibrationen wie Pumpen und Lüfterbaugruppen verwendet wird.

Als allgemeine Regel gilt, dass mehr Befestigungsschrauben einen besseren Widerstand gegen Verdrehkräfte auf das Gehäuse bedeuten. Daher tendieren schwerere oder schnellere Geräte dazu, 4-Schrauben-Flansche zu verwenden, auch wenn das interne Lager selbst eine leichtere Befestigung tolerieren würde.

Gemeinsame Anwendungen in allen Branchen

Flanschlager kommen überall dort zum Einsatz, wo eine Welle von einer Wand, einem Rahmen oder einer Platte abgestützt werden muss, statt inline montiert zu werden. Typische Beispiele sind:

1. Förderbandsysteme im Material- und Gepäcktransport, bei denen das Lager direkt mit der Rahmenschiene verschraubt wird
2. Landmaschinen wie Bodenbearbeitungsmaschinen und Erntemaschinen, bei denen starke Vibrationen und Staub ein sicher befestigtes Lager erfordern
3. Automobilkomponenten, einschließlich Achsen und Lenkungsbaugruppen, bei denen thermische Wechselwirkungen und ständige Vibrationen eine Klebe- oder Presspassung allein ausschließen
4. HVAC-Riemenantriebe und Lüfterbaugruppen, bei denen das Lager dem axialen Druck der Riemenspannung standhalten muss
5. Lebensmittelverarbeitungs- und Verpackungsanlagen, bei denen versiegelte Flanscheinheiten verhindern, dass Verunreinigungen in die Laufbahn gelangen

Ein häufig genanntes Beispiel ist die F209-Flanscheinheit, die ein Rillenkugellager mit einem Gusseisengehäuse kombiniert und für kombinierte radiale und axiale Belastungen im Bergbau, in der Landwirtschaft und im Bauwesen ausgelegt ist und zeigt, wie Flansch und Innenlager in einer kompakten Baugruppe zusammenarbeiten.

So wählen Sie das richtige Flanschlager aus

Bei der Auswahl eines Flanschlagers kommt es darauf an, vier Faktoren auf die Anwendung abzustimmen: Lastrichtung, Geschwindigkeit, Umgebung und Einbauraum. Wenn Sie diese durchgehen, vermeiden Sie die häufigsten Auswahlfehler.

Passen Sie den Lasttyp an

Wenn die Anwendung zusätzlich zur Radiallast einen erheblichen Axialschub aufweist, wie z. B. eine Welle mit Riemenspannung, wählen Sie eine Kugel- oder Kegelrollenkonstruktion anstelle einer Gleitbuchse Glatte Bundbuchsen eignen sich am besten nur für leichte axiale Belastungen .

Überprüfen Sie den Geschwindigkeits- und Temperaturbereich

Jedes Flanschlager hat eine maximale sichere Betriebsdrehzahl, die von der Schmierung und der Belastung abhängt. Der Betrieb eines Lagers über seiner Nenndrehzahl verkürzt seine Lebensdauer, lange bevor die statistisch erwartete L10-Nennlebensdauer erreicht wird.

Berücksichtigen Sie das Gehäusematerial

Flanschgehäuse aus Gusseisen widerstehen Verschleiß und hohen Belastungen gut und sind daher eine häufige Wahl für Bau- und Bergbaumaschinen, während Metall-Polymer-Gehäuse für leichte bis mittlere Belastungen in saubereren Umgebungen wie Elektronik oder Haushaltsgeräten geeignet sind.

Stellen Sie sicher, dass das Schraubenmuster zum Rahmen passt

Stellen Sie vor der Bestellung sicher, dass der Lochabstand von 2, 3 oder 4 Schrauben mit dem vorhandenen Rahmen oder Gehäuse übereinstimmt, da die Nachrüstung eines anderen Schraubenmusters an einer vorhandenen Struktur oft mehr kostet, als einfach von Anfang an den richtigen Flansch anzugeben.