Anzeige

Auf das Axialspiel kommt es an

09. März 2020

Die Anwendungsbereiche für Passplatten, Schichtblechteile, Unterlegbleche und Zwischenlagen sind vielfältig. Hauptsächlich werden die Justierelemente im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Instandhaltung von Produktionsanlagen eingesetzt. Passelemente finden ferner Anwendung im Getriebebau, der chemischen Industrie, der Luft- und Raumfahrt, Papierindustrie, im Hochbau oder auch beim Bau von Wind- und Wasserkraftanlagen Verwendung. Überall…
Anzeige
Anzeige


Die Anwendungsbereiche für Passplatten, Schichtblechteile, Unterlegbleche und Zwischenlagen sind vielfältig. Hauptsächlich werden die Justierelemente im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Instandhaltung von Produktionsanlagen eingesetzt. Passelemente finden ferner Anwendung im Getriebebau, der chemischen Industrie, der Luft- und Raumfahrt, Papierindustrie, im Hochbau oder auch beim Bau von Wind- und Wasserkraftanlagen Verwendung. Überall dort, wo Anlagen, Turbinen, Maschinen und Motoren horizontal oder vertikal ausgerichtet und justiert werden müssen, kommen die massiven oder geschichteten Unterlegbleche und Zwischenlagen zum Einsatz.

Bei der Einstellung des Axialspiels in Motoren und Getrieben handelt es sich um Justierungen im hundertstel Millimeter Bereich. Hier reichen standardisierte Lösungen, wie zum Beispiel einfache massive Passscheiben, meist nicht aus. Aus diesem Grund werden in diesem Anwendungsbereich meist schälbare, also in der Stärke flexibel anpassbare Passelemente (Shims) eingesetzt.

Bild 2 Christoph Martin: „Die Frage der Positionierung der Passelemente zur axialen Spieleinstellung der Wälzlager sollte bereits in der Konstruktion beantwortet werden. Ideale Einbaustellen sind quasi-statische Situationen wie man sie etwa zwischen Gehäuse und Deckel findet.“ Foto: Georg Martin GmbH

Axialspiel als wichtiger Faktor für Vibrations- verhalten und Lebensdauer

Die richtige Vorspannung einer Wälzlagerung und das genaue Fixieren der Lagerluft sind bei vielen Lagertypen und ihrer paarweisen Verwendung typische Fälle, in denen das Axialspiel ein entscheidender Qualitätsfaktor ist. Viele Wälzlager-Hersteller verweisen darauf, dass die Einstellung des axialen Spiels insbesondere beim einzelnen oder satzweisen Einbau von einreihigen Kegelrollenlagern, ein- und zweireihigen Schrägkugellagern und Vierpunktlagern von hoher Relevanz ist. Sie wird als wichtiger Parameter für das Vibrationsverhalten sowie die Geräusch- und Wärmeentwicklung und damit letztlich für die Lebensdauer von Wälzlager-Applikationen im Fahrzeugbau, in der Bahntechnik, in der Luftfahrttechnik und vielen anderen Anwendungsbereichen beschrieben. Eng damit verbunden ist auch das Thema des präzisen Ausrichtens von Wellen (Alignment) bei Montage und Instandhaltung von Antriebssystemen im Maschinen. und Anlagenbau. Das genaue Ausrichten von Wellen zueinander oder zwischen einem Antrieb und einem anzutreibenden Aggregat ist wichtig – können so doch sehr viele Maschinenschäden schon im Ansatz vermieden werden. Dies geschieht im Allgemeinen durch horizontales Ausrichten von Lagerblöcken oder Maschinenfüßen. Mit Laserausrichtgeräten (z. B. Fa. Prüftechnik) können solche Ausrichtvorgänge bis auf wenige Hundertstel-Millimeter genau vorgenommen werden.

Bild 3 Die Realisierung definierter Vorspannungen und das Fixieren der Lagerluft erfolgen bei der Montage vieler Wälzlagertypen mit den Passringen der Typen M-Tech P und M-Tech L der Georg Martin GmbH. Foto: Georg Martin GmbH

Wichtiges Thema auch für Getriebehersteller

Die Georg Martin GmbH, Dietzenbach, ist ein bekannter deutscher Hersteller von Passscheiben und Ausgleichselementen. Das Unternehmen unterstützt auch die Konstrukteure namhafter Getriebebauer bei der Auslegung und Auswahl der geeigneten Passelemente für die axiale Spieleinstellung in der Wälzlagermontage. Das Unternehmen versorgt seine Kunden mit anwendungsspezifisch konfigurierten Passringen, Distanzscheiben, Schälblechen und Zwischenlagen und deckt das Optimierungspotenzial auf, das sich mit der prozessorientierten Anwendung dieser Ausgleichselemente nutzen lässt.

Bereits der Konstrukteur ist gefragt

Eingesetzt werden hauptsächlich Passelemente aus Stahl, Edelstahl, Aluminium und Messing. Randverschweißte oder laminierte Passringe der Produktlinien „M-Tech P“ und „M-Tech L“ der Georg Martin GmbH lassen sich je nach Ausführung und Variante bis auf 0,005 mm genau per Hand abziehen oder abschälen. Firmenchef Christoph Martin: „Integriert bereits der Konstrukteur eines OEM diese ‚Peel Shims‘ in seine Zeichnung, so reduziert das den Aufwand für alle vor- und nachgelagerten Prozesse in Einkauf, Montage und MRO. Wird außerdem eine bedarfsorientierte Verknüpfung mit der Stückliste angelegt – wir empfehlen hier das Prinzip ‚One-Joint-One-Shim‘ – gewinnt die Wälzlager-Montage enorm an Effizienz und kann sogar ortsunabhängig ausgeführt werden.“

Bild 4 Je nach Variante lassen sich die randverschweißten (links) oder laminierten (rechts) Passringe der Typen M-Tech P und M-Tech L bis auf 0,005 mm genau abziehen oder abschälen. Foto: Georg Martin GmbH

Entlastung der Fertigung

Oft entfällt dann auch die Notwendigkeit des mechanischen Toleranzausgleichs komplett. Anders ausgedrückt: Anwender können auf den Einsatz teurer Bearbeitungsmaschinen verzichten und schaffen damit alle damit verbundenen Probleme wie etwa Wartezeiten zwischen Vor- und Fertigmontage, Standort- und Wegefragen und Ausschuss aus dem Weg. Zudem lässt sich der Personaleinsatz reduzieren.

Vereinfachter Montageprozess

Die anwendungsspezifische Feinabstimmung der Passelemente bringt viele Vorteile. Sowohl die Dicken als auch die Materialien der abzieh- oder abschälbaren Folien der M-Tech-Passringe lassen sich kunden- und projektorientiert mit hoher Genauigkeit auf verschiedene Anforderungen der axialen Spieleinstellung in der Montage von Wälzlager-Baugruppen anpassen. Die Passelemente-Verbünde lassen beispielsweise so gestalten, dass sich der gesamte Montageprozess mit einem einzigen mehrschichtigen Passelement schnell und hochpräzise abdecken lässt. Der Firmenchef: „Hersteller von Antriebssystemen für die Fahrzeug-, Bahn- und Luftfahrttechnik erkennen dies als wesentlichen Beitrag zur praktischen Umsetzung von Lean-Kriterien in ihren Prozessketten. Zumal sich dadurch auch der Aufwand im Einkauf reduziert, denn er muss nun nicht mehr Dutzende unterschiedlicher Ausgleichselemente beschaffen, sondern lediglich eine kleine Anzahl flexibler Passringe oder Passring-Verbünde. Wo weniger Teile im Umlauf sind, sinkt auch der Aufwand für Lagerhaltung, Bestandskontrolle und damit verbundene Nebenarbeiten.“

Bild 5 Maßgeschneidert und vielseitig: Einsatzfertiges Kofferset mit Alignment Shims von Martin. Foto: Georg Martin GmbH

Die Positiveffekte von flexiblen Passringen wirken bis weit hinein in den MRO-Bereich – insbesondere bei konsequentem Einsatz. Wo und wann immer hier die Einstellung des Axialspiels der Wälzlager oder der Vorspannung von Lagersätzen aus Gründen der Instandhaltung auf dem Plan steht, lässt sich dies schnelle und einfach vor Ort mit Passelementen erledigen. Ebenso wie bei der Erstausrüstung, muss auch im MRO- Bereich keine große Auswahl unterschiedlicher Distanzscheiben bereitgehalten werden.

Auch die Grenzen berücksichtigen

Sieht man von den Vorteilen ab, die der Einsatz randverschweißter und laminierter Passelemente im Rahmen der Wälzlager-Montage und -Instandhaltung mit sich bringt, sind stets auch gewisse Grenzen zu berücksichtigen. Einerseits hat die Einstellung des Axialspiels nicht bei jedem Wälzlagertyp eine so hohe Relevanz wie dies beim Einbau von Kegelrollen- und Schrägkugellagern der Fall ist; andererseits spielt die Verwendung von Distanzscheiben bei manchen Anstellarten keine Rolle – z. B. beim Vorspannen über Gewinde oder bei der Federvorspannung mit Blatt- oder Spiralfedern. Auch die besonderen Anforderungen des jeweiligen Einsatzfalls sollten immer beachtet werden. Für Anwendungsfälle mit High-Speed-Rotationen und hoher Vibrationsneigung beispielsweise sind federnde Ausgleichselemente oft die bessere Wahl, während sich Distanzringe und Passscheiben unter anderem bei Anwendungen mit hohen Ansprüchen an die Lagersteifigkeit als optimal erweisen.

Kleines Vokabular zur Wälzlager-Montage

Lagerluft:

Lagerluft beschreibt das Spiel, um das sich die beiden Ringe eines nicht eingebauten Wälzlagers gegeneinander verschieben lassen. Hier wird zwischen radialer und axialer Lagerluft differenziert. Die Radialluft wird senkrecht zur Mittelachse des Lagers gemessen, die Axialluft an der Mittelachse. Zudem unterscheidet man zwischen der Lagerluft vor dem Einbau und der Lagerluft in einem eingebauten Lager unter Betriebsbedingungen. Die anfängliche Lagerluft vor dem Einbau ist größer als das Betriebsspiel, weil die unterschiedlichen Presspassungen und Wärmedehnungen der Lagerringe und der zugehörigen Komponenten ein Ausdehnen oder Schrumpfen der Ringe bewirken. Das Lagerspiel wird klassifiziert nach den Nachsetzzeichen CN bis C5.

Anstellen:

Anstellen meint sowohl das Vorspannen einer Lagerung als auch das Einstellen der Lagerluft.

Vorspannung:

Vorspannung beschreibt die ohne äußere Belastung in Bauteilen vorhandene mecha- nische Spannung, die in der Produktion oder der Montage mit dem Ziel angelegt wird, im Last- bzw. Betriebsfall ein bestimmtes Verhalten zu erreichen.

Beispiel: Lagerung von Ritzelwellen in Automotive-Getrieben

Ein ganz typisches Beispiel hierfür ist die Lagerung von Ritzelwellen in Automotive-Getrieben. Außerdem ist auch die Fragestellung nach dem konkreten Einbauort des Passelements wichtig: Zwischen der Wellenschulter und dem inneren Lagerring? Zwischen der Gehäuseschulter und dem äußeren Lagerring? Zwischen der Flanschbüchse und dem Gehäuse? Und beim satzweisen Einbau zwischen den Innenringen beider Lager? Firmenchef Christoph Martin: „Diese Positionsfragen sollten bereits in der Konstruktion beantwortet werden. Ideale Einbaustellen für flexible, geschichtete Passelemente sind quasi-statische Situationen wie man sie etwa zwischen Gehäuse und Deckel findet. Der Deckel erzeugt dann über einen Flansch die Vorspannung auf dem Wälzlageraußenring.“

Fazit: Passelemente bieten eine flexible, praxisgerechte und zudem kostensparende Möglichkeit zur exakten Einstellung des Axialspiels bei Wälzlagerungen. Standzeit, Geräuschemission und Vibrationsverhalten lassen sich damit verbessern.



Ein Beitrag von:

Anzeige
Anzeige

Top Stellenanzeigen

Junior Projektingenieur Papierverarbeitung (m/w/d)
Fripa Papierfabrik Albert Friedrich KG

03.10.2026
Miltenberg
Teamleiter (m/w/d) Vertrieb und Kalkulation TGA
LIST AG

03.10.2026
Düsseldorf
Ingenieur:in Explosionsschutz als Fachleiter:in
TÜV NORD CERT GmbH

03.10.2026
Essen
Bauüberwacher (m/w/d) Straßenverkehrsanlagen
Bundesagentur für Arbeit - Vössing Ingenieurgesellschaft mbH

03.10.2026
Stuttgart
Bauingenieur/-in (m/w/d)
Bundesagentur für Arbeit - Landeshauptstadt Stuttgart

03.10.2026
Stuttgart
Technische/r Projektmitarbeiter/in (m/w/d) – Bauwesen / Projektkoordination
Bundesagentur für Arbeit - Dr. Kerner GmbH & Co. KG

03.10.2026
Stuttgart
Junior Bauüberwacher:in Oberbau / Konstruktiver Ingenieurbau (w/m/d)
DB InfraGO AG

03.10.2026
Köln
Senior Ingenieur:in Leit- und Sicherungstechnik im Großprojekt Rhein-Ruhr-Express (w/m/d)
DB InfraGO AG

03.10.2026
Duisburg
Junior Bauingenieur:in als Bezirksleiter:in Fahrbahn (w/m/d)
DB InfraGO AG

03.10.2026
Aachen, Bonn, Köln, Troisdorf
Projektleiter (m/w/d) Industriebau
MEGGLE GmbH & Co. KG

03.10.2026
Wasserburg
Projektingenieur Elektrotechnik (w/m/d)
Infraserv GmbH & Co. Höchst KG

03.10.2026
Frankfurt am Main
Teamleiter (m/w/d) Vertrieb und Kalkulation TGA
LIST Ingenieure GmbH & Co. KG

04.10.2026
Bielefeld
Senior Projektingenieur (m/w/d) – EMSR-Technik – Projektmanagement
REUTERS INGENIEUR GmbH

04.10.2026
Hofheim
Technische*r Angestellte*r (Techniker*in oder Ingenieur*in) Werkstofftechnik, Physiktechnik, Maschinenbau
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP)

04.10.2026
Garching
Ingenieurin (m/w/d) / Techniker (m/w/d) der Mess- und Regelungstechnik für Gebäudeautomation
Gebäudemanagement Schleswig-Holstein (GMSH)

04.10.2026
Eutin, Lübeck
Leitung Entwicklung (w/m/d) Mechatronische Systeme / Industrielle Sicherheits- und Automatisierungstechnik
Bernstein AG

04.10.2026
Porta Westfalica
Planungsingenieur (w/m/d) und Projektsteuerung – Verkehrsinfrastruktur und Gleisplanung
Ruhrbahn GmbH

04.10.2026
Essen
Gruppenleiter:in Automatisierungstechnik
TraveNetz GmbH

04.10.2026
Lübeck
Bauleiter (m/w/d) Rohrsanierung / Kanalsanierung
Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG

04.10.2026
München, Neumarkt in der Oberpfalz, Nürnberg, Regensburg
Vertriebsingenieur / Projektingenieur (m/w/d) im Außendienst – Südbayern
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG

04.10.2026
verschiedene Einsatzorte

Weitere Artikel



Anzeige
Anzeige