Robotik-Projekt

Lager

Daniela Meyer

In diesen Artikel betrachten wir die Lagerung im Sinne der technischen Mechanik und das Lager als verbindendes Maschinenelement.

Technische Mechanik

Hier werden die Lager je nach Lagerform und den jeweiligen Freiheitsgrad unterschieden. Der Freiheitsgrad gibt an, in welche Richtungen sich ein Körper bewegen kann. Befindet sich ein Körper in einer Ebene, wo er frei beweglich ist, so besitzt dieser drei Freiheitsgrade. Er kann in zwei Richtungen translatorische Bewegungen ausführen und hat die Möglichkeit zu rotieren.

Je nach Anzahl der Freiheitsgrade wird unterschieden in:

• einwertiges Lager (kann nur eine Kraft übertragen, z.B. Loslager)
• zweiwertiges Lager (kann zwei Kräfte übertragen, z.B. Festlager)
• dreiwertiges Lager (kann drei Kräfte übertragen, z.B. Einspannung)

Das Lager ist demnach eine Möglichkeit, verschiedene Körper (Konstruktionen) in einer bestimmten/gewünschten Lage zu halten. Hierbei werden Reaktionskräfte freigesetzt, welche als Lagerreaktionen bezeichnet werden. Durch diese wird die Bewegungsfreiheit eingeschränkt oder sogar verhindert. Je nach Wertigkeit des Lagers kann eine translatorische Bewegung oder Rotation reduziert/vermieden werden. Ausgehend vom Lager wirkt eine Kraft, die die translatorische Bewegung behindert, sowie ein Moment, welches eine Drehung verhindern würde.

Loslager	Festlager	Einspannung
fixiert einen Freiheitsgrad	fixiert zwei Freiheitsgrade	fixiert alle Freiheitsgrade
keine Momentenübertragung	keine Momentenübertragung	Momente werden übertragen

Maschinenelement

Hier steht das Aufnehmen und Ableiten von Kräften, sowie das Begrenzen für Bewegungen im Vordergrund. Es werden zwei Lagertypen unterschieden:

Gleitlager

Das Gleitlager ermöglicht zwei Körpern (Maschinenelemente) sich aneinander vorbei zu bewegen, sodass eine Gleitbewegung realisierbar ist. Entweder durch direkten Kontakt der Oberflächen oder durch einen trennenden Schmierfilm (Fett, Öl). Weichmetalllager, welche z.B. aus Kupfer oder Zinn bestehen, wirken selbstschmierend. Gleitlager, die aus sehr harten und reibungsarmen Werkstoffen gefertigt worden sind, funktionieren schmierungsfrei.

Wälzlager

Das Wälzlager besteht aus einem Innenring und Außenring, wo sich sogenannte Wälzkörper zwischen befinden. Der Innenring ist z.B. durch Kugeln von dem Außenring getrennt (Kugellager). Die Kugeln sind durch einen Wälzkörperkäfig mit einander verbunden und bewirken eine Wälzbewegung. Dieser Käfig verhindert, dass sich die Wälzkörper berühren oder eine Reibung entsteht. Weitere Wälzkörper sind Zylinder, Kegel, Nadeln und Tonnen.

Radial- und Axiallager

Ebenfalls gibt es eine Unterscheidung der beiden Lagertypen in Radial- und Axiallager. Die Kategorisierung erfolgt je nach Einwirkung der Kräfte. Ein Radiallager nimmt Kräfte, die radial, also senkrecht zur Drehachse wirken, auf und ein Axiallager die, die in Richtung der Achse ausgeübt werden. Kann ein Lager beide Kräfte aufnehmen, so wird es als Radiaxlager bezeichnet.