Wentellager

Een wentellager is een machine-element dat bewegende onderdelen zoals assen, spillen of draaitafels geleidt en de optredende krachten overdraagt op de omringende constructie. Tussen twee loopbanen rollen rolelementen af, dus kogels of rollen. Omdat ze rollen in plaats van glijden, blijft de wrijving laag, ook bij het aanlopen vanuit stilstand. Daarin verschilt het wentellager fundamenteel van het glijlager, waarbij twee oppervlakken over elkaar glijden.

Deze pagina geeft een overzicht van de soorten wentellagers, de criteria voor de keuze en de bouwvormen die Franke ontwikkelt en produceert.

Opbouw van een wentellager

Een klassiek wentellager bestaat uit een binnenring, een buitenring, rolelementen en een kooi. In de ringen zijn de loopbanen aangebracht waarop de rolelementen afrollen. De kooi houdt de rolelementen op afstand en voorkomt dat ze tegen elkaar wrijven. Afhankelijk van de uitvoering komen er afdichtingen bij die het smeermiddel in het wentellager houden en vuil buitenhouden.

Bij het draadwentellager van Franke vervallen de massieve ringen: de rolelementen lopen op geharde staaldraden die in de omringende constructie worden gelegd. De lagering wordt zo onderdeel van de constructie.

Soorten wentellagers

Wentellagers kunnen worden ingedeeld naar drie kenmerken: de vorm van de rolelementen, de hoofdbelastingsrichting en de bouwvorm. In de praktijk overlappen deze groepen elkaar. Een hoekcontactkogellager is bijvoorbeeld een kogellager dat tegelijkertijd radiale en axiale krachten opneemt.

Naar rolelement: kogellagers en rollagers

Kogellagers gebruiken kogels als rolelementen. Het puntvormige contact met de loopbaan zorgt voor weinig wrijving en maakt hoge toerentallen mogelijk. Het kogellager is het meest gebruikte type wentellager.

Rollagers gebruiken rollen. Het lijnvormige contact verdeelt de belasting over een groter oppervlak, daarom dragen rollagers van dezelfde grootte hogere belastingen. Naar de vorm van de rollen onderscheidt men cilinderrollagers, kegelrollagers, tonrollagers en naaldlagers.

Naar belastingsrichting: radiale, axiale en hoekcontactlagers

Radiale lagers nemen vooral krachten loodrecht op de draaiingsas op; een typisch voorbeeld is het radiale kogellager. Axiale lagers zijn ontworpen voor krachten in de richting van de draaiingsas. Daartussen liggen wentellagers met een contacthoek zoals het hoekcontactkogellager, dat gecombineerde belastingen opneemt.

Voor lageringen die tegelijkertijd radiale krachten, axiale krachten in beide richtingen en kantelmomenten moeten opnemen, zijn het vierpuntscontactlager met één kogelrij of wentellagers met gekruiste rollen geschikt. In veel toepassingen vervangen beide bouwvormen een combinatie van twee wentellagers.

Naar bouwvorm: dunringlagers, grote wentellagers en draadwentellagers

Dunringlagers hebben een zeer kleine doorsnede in verhouding tot hun diameter en zijn geschikt voor beperkte inbouwruimte en grote holle assen. Grote wentellagers en draaikransen zijn inbouwklare eenheden met een grote diameter, vaak met bevestigingsgaten en vertanding. Het draadwentellager is een eigen bouwvorm waarbij de loopbanen uit draad bestaan.

Soorten wentellagers vergeleken

Het juiste wentellager kiezen

Welk wentellager bij een toepassing past, hangt af van meerdere factoren die elkaar beïnvloeden:

• Belasting: grootte en richting van de krachten, kantelmomenten, schokken en trillingen.
• Toerental en dynamiek: hoge toerentallen pleiten voor kogels, hoge belastingen bij gematigde toerentallen voor rollen.
• Nauwkeurigheid en stijfheid: loopnauwkeurigheid, lagerspeling of voorspanning en de toelaatbare vervorming onder belasting. Meer hierover bij lagertoleranties.
• Inbouwruimte en gewicht: beschikbare doorsnede, diameter en gewichtseisen, bijvoorbeeld in robotica of luchtvaart.
• Omgeving: temperatuur, vervuiling, vocht, vacuüm of magnetische velden. Hier zijn materiaal, afdichting en smering doorslaggevend.
• Onderhoud en levensduur: smeerintervallen, bereikbaarheid en de vereiste looptijd.

Standaard wentellager of maatwerk wentellager?

Voor veel toepassingen volstaat een genormeerd wentellager uit de catalogus. Zodra de inbouwruimte echter krap is, de diameter groot wordt, het gewicht telt of bijzondere materialen vereist zijn, stuiten catalogusproducten op hun grenzen. De constructie wordt dan rond het wentellager gebouwd in plaats van andersom.

Een maatwerk wentellager wordt daarentegen afgestemd op de toepassing: diameter, doorsnede, materiaal van de omringende constructie, rolelementen en draaiweerstand. Franke ontwikkelt en produceert zulke wentellagers in het individuele programma.

Wentellagers van Franke: bouwvormen en productlijnen

De basis van alle Franke wentellagers is het draadwentellagerprincipe. De loopringen van gehard verenstaal vangen schokken en trillingen op en compenseren lichte vervormingen van de omringende constructie, bijvoorbeeld door temperatuurschommelingen. Het wentellager loopt zonder lagerspeling en de draaiweerstand is instelbaar. Omdat de omringende constructie vrij kan worden vormgegeven, kunnen gewicht en inbouwruimte van het totale product aanzienlijk worden verminderd.

Draadwentellagers voor inbouw

• Type LEL: kogellager met geslepen loopbanen voor maximale looprust en precisie, diameter 70 tot 150 mm
• Type LER: voordelig kogellager met geprofileerde loopbanen voor gemiddelde toerentallen en nauwkeurigheden, diameter 40 tot 150 mm
• Type LEW: rollager met kruiselings geplaatste rollen voor hoge stijfheid en momentbelastingen, diameter 150 tot 400 mm
• Type LSA: dunringlager met geringe wanddikte voor beperkte inbouwruimte, binnendiameter 3 tot 15 inch

Inbouwklare draaikransen

• Type LVA en Type LVB: stalen uitvoering voor radiale, axiale en gecombineerde belastingen, LVB met hoger draaggetal, diameter 100 tot 1.800 mm
• Type LVC: dubbelrijig hoekcontactkogellager van staal voor hoge axiale belastingen, diameter 100 tot 1.800 mm
• Type LVD: stalen uitvoering met buitenvertanding voor gemotoriseerde aandrijving, diameter 100 tot 1.800 mm
• Type LVE: aluminium uitvoering met tandriemvertanding, lichte bouwwijze, diameter 100 tot 1.800 mm
• Type LVG: dubbelrijig hoekcontactrollager van aluminium met hoog momentdraagvermogen, diameter 200 tot 400 mm
• Type LVW: rollager van geanodiseerd aluminium met kruiselings geplaatste rollen, diameter 200 tot 500 mm

Draaitafels en directe aandrijvingen

• Type LTA en Type LTB: draaitafels met wormwielaandrijving
• Type LTD: spelingsvrije directe aandrijving met torquemotor zonder tandwielkast, voor maximale dynamiek en positioneernauwkeurigheid

Alle producten in één overzicht: productoverzicht wentellagers

Toepassingsgebieden van wentellagers

Franke wentellagers worden onder meer toegepast in de machinebouw, robotica en handling, automatiseringstechniek en halfgeleiderproductie, meet- en testtechniek, apparatenbouw, verpakkingsmachines, intralogistiek, voertuigbouw, energieopwekking, veiligheidstechniek en textielmachines. In de medische technologie draaien Franke directe aandrijvingen in computertomografen van bekende fabrikanten. Voorbeelden en eisen van de afzonderlijke branches toont het overzicht toepassingen voor wentellagers.

Veelgestelde vragen over wentellagers

Welke soorten wentellagers zijn er?

Wentellagers worden naar de vorm van de rolelementen ingedeeld in kogellagers en rollagers, naar de belastingsrichting in radiale, axiale en hoekcontactlagers en naar de bouwvorm bijvoorbeeld in dunringlagers, grote wentellagers en draadwentellagers. Tot de bekendste typen behoren groefkogellagers, hoekcontactkogellagers, vierpuntscontactlagers, cilinderrollagers, kegelrollagers en naaldlagers.

Wat is het verschil tussen een radiaal lager en een axiaal lager?

Een radiaal lager neemt vooral krachten op die loodrecht op de draaiingsas werken, bijvoorbeeld het gewicht van een as. Een axiaal lager is ontworpen voor krachten in de richting van de draaiingsas. Hoekcontactkogellagers en vierpuntscontactlagers nemen beide krachtrichtingen op.

Wat is een draadwentellager?

Bij een draadwentellager lopen de rolelementen niet op massieve ringen, maar op geharde staaldraden die in de omringende constructie worden gelegd. De lagering wordt zo onderdeel van de constructie, wat inbouwruimte en gewicht bespaart. Het principe is ontwikkeld door Erich Franke.

Hoe kies ik het juiste wentellager?

Doorslaggevend zijn grootte en richting van de belasting, toerental, vereiste nauwkeurigheid en stijfheid, beschikbare inbouwruimte, gewicht en omgevingsomstandigheden zoals temperatuur of vervuiling. Bij bijzondere eisen loont het advies van een fabrikant als Franke.

Wanneer loont een maatwerk wentellager?

Altijd wanneer een standaard wentellager niet voldoet aan de eisen voor inbouwruimte, gewicht, diameter of materiaal. Een maatwerk wentellager wordt afgestemd op de constructie, in plaats van de constructie aan te passen aan het wentellager.

Meer begrippen in de Franke woordenlijst: Kogellager | Rollager | Draadwentellager | Maatwerk wentellagers

Meer over Franke wentellagers: Productoverzicht wentellagers | Het Franke principe | Individueel programma