Welche besonderen Anforderungen gelten beim Ein- oder Ausbau von PU-Rillenkugellagern an die Erwärmungstemperatur und die Krafteinleitungsmethode?

Aufgrund der einzigartigen elastischen Außenringstruktur stellen PU-Rillenkugellager (Polyurethan) strengere Anforderungen an die Erwärmungstemperatur und die Kraftanwendung während der Installation und Demontage als herkömmliche Ganzstahllager. Bei unsachgemäßer Handhabung kann es leicht zu bleibenden Verformungen, Rissen oder einer Ablösung der PU-Außenschicht vom inneren Lagerring aus Stahl kommen, was zur Verschrottung des Lagers führt. Beim professionellen Betrieb müssen die Materialeigenschaften strikt eingehalten werden, um die Lagerintegrität und höchste Betriebsgenauigkeit sicherzustellen.

Haupteinschränkung: Strenge Kontrolle der Heiztemperatur

Die Temperaturgrenze von PU-Rillenkugellager ist die größte technische Herausforderung bei der Montage und Demontage. Als hochmolekulares Elastomer weist Polyurethan eine weitaus geringere thermische Stabilität auf als hochgekohlter Chromlagerstahl (GCr15).

1. Obere Temperaturgrenze von PU-Materialien

Bei den meisten industriellen Anwendungen liegt die maximale Dauerbetriebstemperatur von PU-Materialien typischerweise zwischen 80 °C und 100 °C. Das Erwärmen zur Ausdehnung des Lagerinnenrings während des Einbaus ist eine gängige Methode, die Erwärmungstemperatur von PU-Lagern muss jedoch streng begrenzt werden.

Professionelle Temperaturschwelle: Beim Einbau von PU-Rillenkugellagern liegt die absolute Obergrenze für die Erwärmung typischerweise bei 80 °C, die empfohlene Betriebstemperatur sollte zwischen 60 °C und 70 °C liegen.

Risiko einer thermischen Schädigung: Sobald die Temperaturen 80 °C überschreiten, intensiviert sich die molekulare Kettenbewegung der PU-Außenschicht, was möglicherweise zu einer Erweichung, einem starken Rückgang der Festigkeit und einer beschleunigten thermischen Alterung führt. Wenn die Temperaturen 100 °C erreichen, besteht ein erhebliches Risiko einer bleibenden Verformung des PU-Materials. Nach dem Abkühlen entspricht der Außendurchmesser des Lagers möglicherweise nicht wieder der Designtoleranz, was sich auf die Passgenauigkeit im Montageloch auswirkt.

2. Auswahl und Verbote der Heizmethode

Um eine örtliche Überhitzung oder eine ungleichmäßige Erwärmung der PU-Außenschicht zu vermeiden, müssen sanfte und gleichmäßige Erwärmungsmethoden angewendet werden.

Induktionsheizgerät: Ein Induktionsheizgerät mit präziser Temperaturregelung und automatischer Entmagnetisierung wird empfohlen. Während des Betriebs sollte der Temperaturfühler nahe am inneren Stahlring und nicht an der PU-Außenschicht platziert werden und die Aufheizzeit sollte so kurz wie möglich gehalten werden.

Ölbadheizung: Bei der Verwendung eines Ölbades ist darauf zu achten, dass das Heizmedium (Öl) nicht chemisch mit dem PU-Material reagiert und keine Quellung verursacht. Darüber hinaus muss die Öltemperatur streng überwacht werden, um ein längeres Eintauchen des Lagers zu vermeiden.

Keine offenen Flammen oder Hochtemperaturöfen: Direktes Erhitzen mit einer Lötlampe, offener Flamme oder einem Ofen, bei dem die obere Temperaturgrenze überschritten wird, ist strengstens verboten. Diese Methoden können zu Karbonisierung, Rissbildung oder sofortigem Schmelzen und Verformung der PU-Außenschicht führen.

Professionelle Standards für Kraftanwendung und Kraftpunkte

Die Krafteinleitungsnormen für PU-Rillenkugellager folgen dem Grundprinzip „Wirkung auf den Gegenring“, wobei jedoch besonderes Augenmerk auf die Vermeidung von Belastungen der PU-Außenschicht gelegt werden muss.

1. Erzwingen Sie die Anforderungen während der Installation

Ziel des Lagereinbaus ist es sicherzustellen, dass der Innenring fest am Wellenzapfen bzw. der Außenring eng an der Bohrung anliegt. Aufgrund des geringen Elastizitätsmoduls der PU-Außenschicht kann diese den hohen Belastungen durch Stempeln oder Schlagen nicht standhalten.

Einbau des Innenrings: Wenn der Lagerinnenring eine Presspassung mit dem Wellenzapfen erreichen soll, muss der Kraftangriffspunkt am Innenring liegen.

Standardbetrieb: Verwenden Sie eine Hülse oder ein spezielles Installationswerkzeug. Die Endfläche der Hülse sollte die gesamte Endfläche des Innenrings gleichmäßig berühren. Beim Aufbringen von Kraft (sei es durch Stempeln, hydraulischen Druck oder Klopfen) muss die Kraft senkrecht zur Lagerstirnfläche sein und gleichmäßig übertragen werden, um ein Kippen oder eine örtliche Krafteinwirkung zu vermeiden.

Einbau des Außenrings: Einige Betriebsbedingungen erfordern eine Presspassung des Außenrings (was bei Polyurethan-Lagern selten vorkommt). In diesen Fällen muss die Kraft am Außenring eingeleitet werden.

Wichtigstes Tabu: Üben Sie niemals Kraft direkt oder indirekt über die Polyurethan-Außenschicht auf den Stahlinnenring aus. Jede auf die Polyurethan-Außenschicht einwirkende Kraft führt dazu, dass sie sich verbeult, verformt oder sogar abblättert und versagt.

2. Kraftanforderungen für die Demontage

Das Ziel der Demontage eines Polyurethan-Lagers besteht darin, es von seiner Passposition zu trennen, ohne das Lager oder den Wellenzapfen zu beschädigen.

Demontage des Innenrings: Verwenden Sie zum Entfernen eines Innenrings, der fest auf dem Wellenzapfen sitzt, einen speziellen Abzieher. Die Klauen des Abziehers sollen an der Stirnfläche des Innenrings angreifen.

Unterstützung bei der thermischen Demontage: Wenn die Passung fest ist, erwärmen Sie das Lager vor dem Ziehen zunächst auf den oben genannten sicheren Temperaturbereich, um die Ausdehnung des Innenrings zu verringern. Schlagen Sie nicht zu und wenden Sie keine rohe Gewalt an.

Entfernen des Außenrings: Wenn der Außenring eines PU-Lagers eine Presspassung hat, verwenden Sie eine Ausdrückvorrichtung oder üben Sie einen gleichmäßigen Druck durch das Montageloch aus.

Schutz des PU-Außenrings: Stellen Sie während des Zug- oder Druckvorgangs sicher, dass das Werkzeug die Laufbahnoberfläche der PU-Außenschicht nicht berührt oder beschädigt, um Kerben oder Rillen zu vermeiden, die die spätere Rollleistung beeinträchtigen könnten.

Technische Überprüfung von PU-Lagern nach der Installation

Nach dem Einbau eines PU-Rillenkugellagers kann nicht einfach davon ausgegangen werden, dass der Einbau abgeschlossen ist. Um mögliche Probleme durch die elastischen Eigenschaften des PU auszuschließen, sind zusätzliche technische Nachweise erforderlich.

Prüfung des Axialspiels: Überprüfen Sie nach dem Einbau das Axialspiel des Lagers manuell oder mit einem Werkzeug. Wenn sich die PU-Außenschicht beim Einbau leicht verformt oder verklebt, kann dies Auswirkungen auf die axiale Positionierung des Lagers haben.

Überprüfung der Laufgenauigkeit: Bei Testläufen im Leerlauf mit niedriger Drehzahl oder bei Testläufen mit geringer Last sollte ein Vibrationsmesser verwendet werden, um die Vibrations- und Geräuschpegel des Lagers zu überwachen. Wenn die PU-Außenschicht während der Installation beschädigt oder delaminiert wird, treten in der Regel ungewöhnliche Vibrationen auf, die einen sofortigen Ausfall zur Inspektion erforderlich machen.

Um die volle Leistung und Lebensdauer von PU-Rillenkugellagern sicherzustellen, ist die strikte Einhaltung der thermodynamischen Grenzen des PU-Materials und professioneller Vorgaben für Kraftangriffspunkte entscheidend. Jede Nichtbeachtung der Temperatur- und Kraftangriffspunkte kann zu einem vorzeitigen Lagerausfall führen.