Anleitung zum Austausch von Drehgelenken: Passgenauigkeits- und Belastungsprüfungen

Der Austausch eines verschlissenen Schwenklagers mag auf den ersten Blick einfach erscheinen: Man misst den Außendurchmesser, sucht einen Ring, der ähnlich aussieht, und plant den Einbau. Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, dass das Lager gleichzeitig eine tragende Verbindung ist. Es nimmt axiale und radiale Kräfte sowie ein Kippmoment auf, während sich eine Maschinenstruktur relativ zu einer anderen dreht. Ein Ersatzlager muss zu den umgebenden Bauteilen passen und unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen der Maschine funktionieren.

Bei einem Bagger, Kran oder einer industriellen Drehplattform sollten Sie die Original-Teilenummer und die genehmigte Zeichnung als Ausgangspunkt verwenden. Falls diese Unterlagen fehlen, helfen Maße des alten Geräts dabei, die Schnittstelle zu rekonstruieren; allerdings können Verschleiß oder frühere Reparaturen dazu geführt haben, dass sich die messbaren Werte verändert haben. Die folgenden Prüfschritte helfen dabei, eine optische Übereinstimmung in einen technischen Vergleich umzuwandeln.

Bestimmen Sie das Lager, das Sie austauschen möchten

Stellen Sie zunächst fest, welcher Ring feststehend ist und welcher sich dreht. Notieren Sie die Gesamthöhe des Lagers, den Innen- und Außendurchmesser, die Mittenöffnung, die Positionierungsmerkmale sowie den Schraubenkreis, die Lochgröße und die Lochart an jedem Ring. Ein übereinstimmender Außendurchmesser sagt noch nichts darüber aus, ob die Befestigungslöcher zueinander passen oder ob die rotierende Baugruppe genügend Freiraum zu benachbarten Bauteilen hat.

Als Nächstes ist die Getriebeanordnung zu bestimmen. Bei einem Außenzahnrad wird rund um das Lager Platz für das Ritzel, die Schutzvorrichtung und den Wartungszugang benötigt. Bei einem Innenzahnrad wird der Platz innerhalb der Öffnung genutzt. Ein zahnloses Lager überträgt den Antrieb auf ein anderes Bauteil der Maschine. Wenn das vorhandene Lager verzahnt ist, vergleichen Sie die Zahngeometrie und die Ritzel-Schnittstelle sowie die Position des Zahnrads. Die Änderung der Zahnradposition ist eine Änderung des Antriebslayouts und kein einfacher Lagertausch.

Das Produktangebot von Slewbearingtec umfasst Drehverbindungen mit Außenverzahnung, Innenverzahnung und ohne Verzahnung sowie einreihige Kugel-, zweireihige Kugel- und dreireihige Rollenausführungen. Diese Produktfamilien eignen sich gut für einen Vergleich, doch erst anhand der genauen Produktzeichnung lässt sich entscheiden, ob ein Produkt in Frage kommt. Der Begriff “Drehgelenk” allein gibt keinen Aufschluss über die Art der Wälzkörper, die Zahnradanordnung oder die Tragfähigkeit.

Überprüfen Sie die Tragfähigkeit, nicht nur die Abmessungen

Die Abmessungen des alten Geräts geben Auskunft darüber, was installiert war; sie beweisen jedoch nicht, dass dessen Leistung für alle aktuellen Betriebsbedingungen ausreichend war. Erfassen Sie die Axialkraft, die Radialkraft und das Kippmoment, die in jedem wichtigen Fall gemeinsam auftreten. Notieren Sie, wie oft jeder Fall auftritt, anstatt nicht miteinander in Zusammenhang stehende Spitzenwerte zu einer künstlichen Belastung zusammenzufassen. Berücksichtigen Sie dabei das Anfahren, Anhalten, Umkehren, Stöße sowie jegliche Änderungen der Befestigung oder des Betriebszyklus.

Auch die Bewegung beeinflusst die Bewertung. Kontinuierliche Drehung, intermittierende Positionierung und wiederholte Schwingungen mit kleinen Winkeln setzen die Laufbahnen unterschiedlichen Belastungs- und Schmiermustern aus. Eine Belastungsprüfung der Laufbahn sollte mit einer Überprüfung der Befestigungsschrauben und der Tragkonstruktion einhergehen. Bei einem Getriebelager müssen Zahnrad und Ritzel separat auf übertragene Kräfte, Spiel, Kontaktmuster und Schmierung geprüft werden. Eine bestandene Lagerbelastungskurve allein reicht nicht aus, um die gesamte Baugruppe für gut zu befinden.

Wenn bei dem Ersatzteil eine Umstellung von einer Kugel- auf eine Rollenkonstruktion erfolgt oder sich die Anzahl der Reihen ändert, ist dies als Konstruktionsänderung zu betrachten. Ein und dasselbe Gehäuse kann unterschiedliche interne Geometrien, Steifigkeiten, Spielmaße und Lastverteilungen aufweisen. Fordern Sie einen Vergleich an, der auf denselben Betriebsfällen und Einbauvoraussetzungen basiert.

Überprüfen Sie die Oberflächen, auf denen der neue Ring aufliegt

Ein neues Drehgelenk ist auf saubere, ausreichend ebene und steife Montageflächen angewiesen. Lokale Spalte oder Verformungen des Flansches können zu einer Lastkonzentration im Laufring und an den Schrauben führen, selbst wenn das Lager auf dem Papier korrekt erscheint. Überprüfen Sie beide Gegenstücke vor der endgültigen Bestellung anhand der Einbauanforderungen des ausgewählten Produkts. Eine Erhöhung der Schraubvorspannung kann eine mangelhafte Auflagefläche nicht ausgleichen.

Planen Sie gleichzeitig die Einzelheiten der Montage: die Position etwaiger markierter „Soft-Zonen“ oder Füllstopfen, die vorgeschriebene Methode zum Anziehen der Schrauben, den Zugang zu den Schmierstellen sowie gegebenenfalls den Zahneingriff. Die Laufbahn und die Zahnflanken erfordern unter Umständen eine gesonderte Schmierung. Die Dichtungen sollten bei der Montage überprüft und im Betrieb frei von Wasser und Verschmutzungen gehalten werden.

Ein unerwarteter Anstieg des Antriebskraftbedarfs, von Geräuschen oder Stößen während des Drehvorgangs ist ein Grund, den Betrieb anzuhalten und die Ursache zu untersuchen. Die Ursache kann im Zahneingriff, in der Schmierung, in der Befestigungsfläche, in der Vorspannung oder in einer Belastung liegen, für die die Baugruppe nicht ausgelegt war. Wird der Ring ausgetauscht, ohne die Ursache des vorherigen Ausfalls zu verstehen, kann diese Ursache weiterhin bestehen bleiben.

Was Sie bei einer Ersatzanfrage einreichen sollten

Bitte senden Sie uns das Maschinenmodell und die Seriennummer, die Original-Lagerkennzeichnung, gegebenenfalls die maßstabsgetreuen Zeichnungen sowie klare Fotos der Montage- und Antriebsanordnung. Geben Sie außerdem die gleichzeitigen Belastungsfälle, das Bewegungsmuster, die Umgebungsbedingungen, die gewünschte Lebensdauer sowie etwaige bekannte Ausfälle an. Geben Sie an, welcher Ring sich dreht und ob sich die Anfrage nur auf das Lager oder auch auf das Ritzel, das Getriebe, den Motor, die Bremse oder andere Teile bezieht.

Bitten Sie den Lieferanten, das vorgeschlagene Lager anhand einer genehmigten Zeichnung zu identifizieren und darzulegen, wie die Laufbahn, die Schrauben, das Getriebe und die Einbaubedingungen geprüft wurden. Bei einem ersten Austausch oder einem Lieferantenwechsel sollten Sie die Schnittstellen und relevanten Prüfpunkte anhand eines Musters bestätigen, bevor Sie sich zu einer größeren Bestellung verpflichten. Diese Überprüfung ist sinnvoller, als zwei Ringe allein anhand ihres Durchmessers und Preises zu vergleichen.