Was ist ein Kreuzrollenlager?
Ein Kreuzrollenlager ist ein Lager, bei dem die Rollen orthogonal zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind.
Die zylindrischen Rollen sind orthogonal und abwechselnd in einem Winkel von 90 ° angeordnet, so dass eine hohe Drehgenauigkeit gewährleistet ist und Belastungen aus allen Richtungen gleichzeitig aufgenommen werden können. Kreuzrollenlager zeichnen sich durch ihre hohe Steifigkeit aus und benötigen oft nur ein Rollenlager, während zwei normale Rollenlager verwendet werden.
Anwendungen von Kreuzrollenlagern
Kreuzrollenlager werden aufgrund ihrer hohen Steifigkeit und Platzersparnis als Komponenten in Robotern und anderen Geräten für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Die Anwendungen, für die sie unter Ausnutzung ihrer individuellen Eigenschaften eingesetzt werden, sind die folgenden:
1. Hohe Steifigkeit
Zu den Anwendungen, bei denen ihre hohe Steifigkeit genutzt wird, gehören Industrie- und Fertigungsroboter. Beispiele sind Schweißroboter, die eine Vielzahl von Bewegungen kombinieren. Sie können auch in den schwenkbaren Teilen von Werkzeugmaschinen eingesetzt werden.
2. Kompakt und präzise
Zu den Anwendungen, bei denen die Eigenschaften Kompaktheit und Präzision zum Tragen kommen, gehören humanoide Roboter, die eine leichte Bauweise erfordern, Gelenke in Roboteranzügen für Arbeiten in der Landwirtschaft, der Pflege und der Logistik sowie Mess- und medizinische Geräte, die Präzision erfordern. Weitere Anwendungen sind Geräte zur Herstellung von ICs, die kleine, präzise Bewegungen erfordern.
Weitere Anwendungen sind die Spitzenbereiche der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Funktionsweise von Kreuzrollenlagern
Im Gegensatz zu herkömmlichen Lagern, bei denen Kugeln oder Rollen zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind, werden bei Kreuzrollenlagern zylindrische Rollen verwendet, die abwechselnd in einem Winkel von 90 ° angeordnet sind. Diese Struktur ermöglicht es dem Lager, Lasten in verschiedenen Richtungen aufzunehmen. Aufgrund der vergrößerten Kontaktfläche kann es auch größere Lasten aufnehmen.
Die Funktionsweise wird am Beispiel eines Kreuzrollenlagers in einem Drehtisch verdeutlicht. Um die Momentensteifigkeit des Tisches zu erhöhen, werden zwei Lager so weit wie möglich voneinander entfernt eingebaut, um den Abstand zwischen den Angriffspunkten bei normalen Lagern zu vergrößern. Mit einem Kreuzrollenlager hingegen lässt sich aufgrund des großen Einzelwirkungspunktabstandes eine sehr kompakte und hohe Steifigkeit erreichen.
Weitere Informationen zu Kreuzrollenlagern
1. Wissenswertes zu Kreuzrollenlagern
Der hochpräzise Drehmechanismus erfordert nicht nur die Beachtung des Lagers, sondern auch der Bearbeitungsgenauigkeit der Anbauteile und des Montageverfahrens.
Steifigkeit der Anbauteile
Bei der Konstruktion des Gehäuses und des Druckflansches eines Kreuzrollenlagers müssen die Steifigkeit der Teile sowie die Größe und Anzahl der Anzugsbolzen am Druckflansch berücksichtigt werden. Eine unzureichende Festigkeit kann zu einer Verformung des Lagers und zu einem ungleichmäßigen inneren Rollenkontakt führen, was zu vorzeitigen Schäden und einer Verschlechterung der Rotationsgenauigkeit führen kann.
Konstruktion des Gehäuses
Das Gehäuse sollte so gestaltet sein, dass die Wandstärke mindestens 60 % der Lagerquerschnittshöhe beträgt. Außerdem können für die Demontage des Lagers Gewindebohrungen, so genannte Abziehgewinde, eingebracht werden, die eine Demontage ohne Belastung des Lagers ermöglichen und eine Beschädigung des Lagers bei der Demontage verhindern.
Ausführung des Druckflansches
Die Wandstärke des Druckflansches sollte 50-120 % der Lagerdicke betragen und der Spalt zwischen Flansch und Gehäuse sollte etwa 0,5 mm betragen. Für den Druckflansch werden Werkstoffe auf Eisenbasis empfohlen.
Befestigungsbolzen
Die Größe und Anzahl der Befestigungsschrauben richtet sich nach den Abmessungen des Lageraußendurchmessers. Bei Lagern mit einem Außendurchmesser von 100 mm bis 200 mm sollten die Flanschbefestigungsschrauben beispielsweise die Größe M4 bis M8 haben, wobei mindestens 12 Schrauben erforderlich sind.
Bei der Montage des Druckflansches ist auch die Reihenfolge wichtig, in der die Schrauben angezogen werden. Um die Lager gleichmäßig anzuziehen, werden die Diagonalschrauben nach und nach angezogen und so zusammengesetzt, dass sie gleichmäßig angezogen werden.
2. Druckbeaufschlagung von Kreuzrollenlagern
Kreuzrollenlager können wie normale Kugellager mit Druck beaufschlagt werden. Die Druckbeaufschlagung erhöht die Steifigkeit und die Rotationsgenauigkeit, aber auch die Rotationsreibung, so dass die Rotationsleistung berechnet werden muss.
Die Druckbeaufschlagung wird in der Regel durch Einstellung der Radialluft auf einen negativen Wert vorgenommen. Die empfohlene Abmessungstoleranz des Gehäuses und der Welle, auf die das druckbeaufschlagte Lager montiert wird, beträgt g5/H7, so dass die Passung nicht zu eng sein darf. Es ist darauf zu achten, dass die Passung nicht zu eng ist, da dies aufgrund der hohen inneren Spannungen, die durch die Überdruckbeaufschlagung verursacht werden, zum Ausfall des Lagers führen kann.