Wartung von konischen Radlagern

Als Techniker ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass Sie in vielen neueren Fahrzeugmodellen keine konischen Radlager gesehen haben. Es scheint, dass fast jedes heutzutage hergestellte Fahrzeug mit einer Art Radnabenbaugruppe ausgestattet ist. Dafür gibt es eine Reihe von Gründen, der wichtigste Grund ist jedoch die einfache Montage. Nicht die Montage für uns Techniker, sondern für das Fließband.

Ja, die Effizienz am Fließband ist eine große treibende Kraft hinter neuen Automobiltrends und -technologien. Je schneller ein neues Fahrzeug vom Band laufen kann, desto besser ist es für den OEM. Mit der Zeit sehen wir also, dass Teile wie Kegellager zugunsten neuerer Komponenten wie Radnabenbaugruppen verschwinden. Aber Kegellager sind nicht verschwunden, sie haben einfach ihr nächstes logisches Zuhause gefunden.

Werfen wir einen Blick auf die Konstruktion von Kegellagern, ihre Stärken und Schwächen, für welche Anwendungen sie am besten geeignet sind und was Sie als Techniker bei der Wartung wissen sollten.

Kegelradlager bestehen aus vier Teilen – dem Innenring, den Kegelrollen, dem Käfig und dem Außenring. Der Innenring, die Kegelrollen und der Käfig werden bei der Herstellung zum Lagerkegel zusammengefügt. Der Außenring wird auch Lagerschale oder Lagerring genannt. Becher und Kegel sind zusammengehörige Teile – sie verschleißen mit der Zeit und müssen paarweise ausgetauscht werden.

Jede Komponente besteht aus einem Kegel, den Rollen, dem Innenring, dem Außenring und dem Käfig. Sie sind für Anwendungen konzipiert, bei denen hohe axiale, radiale und kombinierte Belastbarkeiten erforderlich sind. Dank der großen Kontaktfläche zwischen den Rollen und den Ringen sind sie hohen Belastungen gewachsen. Ihre Herstellung ist nicht sehr kostspielig, die Installation ist jedoch arbeitsintensiver.

Die große Kontaktfläche zwischen den Rollen und den Ringen hat allerdings einen Nachteil: Sie kann im Vergleich zu einer Kugellagerkonstruktion mehr Reibung erzeugen. Dies hat einen geringen Einfluss auf den Rollwiderstand und den Kraftstoffverbrauch.

Konische Radlager kommen überall dort zum Einsatz, wo ein Lager höhere Belastungen bewältigen muss. Dazu gehören bestimmte Pickup-Trucks sowie Nutz- und Schwerlastfahrzeuge. Bei solchen Anwendungen wird der leichte Anstieg des Rollwiderstands und der Reibung durch die zusätzliche Belastbarkeit, die die konische Lagerkonstruktion bietet, bei weitem aufgewogen.

Konische Radlager verschleißen kaum von selbst. Endspiel und Geräusche sind normalerweise Anzeichen für unzureichende Schmierung, fehlerhafte Installation oder falsche Einstellung. Damit die Reparatur erfolgreich ist, müssen Sie zunächst feststellen, warum das vorherige Lager ausgefallen ist.

Das Fett kann verschleißen. Fett ist eine präzise Kombination aus Öl, Verdickungsmitteln und Zusatzstoffen. Fett wirkt wie ein Schwamm, der das Öl zurückhält und wieder abgibt. Aufgrund der Zeit- und Temperaturbedingungen können die Ölfreisetzungseigenschaften nachlassen.

Verbranntes oder oxidiertes Schmiermittel kann eine dunkle Schicht auf den Lageroberflächen hinterlassen. Wenn ein Lager überhitzt, zersetzt sich das heiße Schmiermittel und kann zu Riefenbildung und sogar Ätzung der Lageroberflächen führen.

Denken Sie daran, dass bei Kegelrollenlagern eine übermäßige Vorspannung denselben Schaden nachahmen kann. Wenn ein Lager sehr heiß wird, können sich Käfige und Dichtungen verformen und zum Blockieren des Lagers führen.

Wie bei jedem Lagertyp müssen Kegellager für eine maximale Lebensdauer gut geschmiert werden. Im Gegensatz zu Radnabeneinheiten werden Kegellager bei der Herstellung nicht geschmiert. Stattdessen müssen sie beim Einbau von Hand eingefettet werden. Dies wird als „Handpacken“ des Lagers bezeichnet.

Sie können jedoch ein konisches Radlager mit Fett überfüllen. Dies kann während des Betriebs und bei hohen Temperaturen zu einer übermäßigen Aufwirbelung des Fetts führen, was zu Überhitzung und übermäßigem Fettaustritt (Leckage) führt. Überhitzung entsteht, weil die erzeugte Wärme nicht richtig abgeführt werden kann und sich immer weiter erhöht, bis ein Schaden entsteht. Wenn ein Lager überhitzt und das Fett herausdrückt, kann die Dichtlippe beschädigt werden und in die umgekehrte Richtung „ausgeblasen“ werden.

Bei der Montage ist es äußerst wichtig, die Lager entsprechend der Serviceinformation vorzuspannen. Das ist keine Vermutung. Eine falsche Vorspannung oder ein falsches Drehmoment können die Lebensdauer des Lagers verkürzen, dazu führen, dass sich die Lenkung locker oder schwergängig anfühlt, oder zu ungewöhnlichen Geräuschen und anderen potenziellen Kundenbeschwerden führen. Kurz gesagt, ein wenig zusätzlicher Aufwand in dieser Phase der Installation wird dazu beitragen, das Risiko eines Kundenrücklaufs zu verringern.

Kegelrollenlager an der Vorderseite von Fahrzeugen mit Hinterradantrieb sind niemals vorgespannt wie eine Kugellagereinheit. Sie sind mit nicht mehr als 15 bis 20 ft.-lbs behaglich. Achten Sie beim Drehen des Rades auf ein Drehmoment, um sicherzustellen, dass die Lager richtig sitzen. Dann wird die Einstellmutter um 1/6 bis 1/4 Umdrehung gelöst und mit einem neuen Splint gesichert. In der Regel sollte das Endspiel etwa 0,001 bis 0,005 Zoll betragen. Denken Sie daran, stets in den Serviceinformationen nachzulesen, welche Vorgehensweise und Drehmomentwerte für die Anwendung, an der Sie arbeiten, korrekt sind.

Das Innere eines Lagers kann ein heißer Ort sein. Wenn ein Lager abkühlt, können das sich zusammenziehende Metall, die Luft und das Schmiermittel ein Vakuum erzeugen, das hoffentlich von den Dichtungen gehalten wird. Wenn die Dichtungen abgenutzt sind und das Vakuum nicht halten können, saugt das Lager oder die abgedichtete Nabeneinheit Außenluft, Schmutz und Wasser an. In einigen Teilen des Landes, in denen Salz auf den Straßen verwendet wird, ist es fast so schlimm wie Meerwasser auf Radlagern.

Da diese Verunreinigungen durch das Fett und zwischen den Laufringen und Lagern zirkulieren, verschleißen die Komponenten und verändern möglicherweise ihre Metallurgie.

Sobald ein Lager abgenutzt ist, wird die Verschleißrate durch Dichtungen beschleunigt, die Verunreinigungen nicht mehr fernhalten, und erhöhte Hitze kann zum Zusammenbruch führen und schließlich die Schmierstoffe ausstoßen. Dies ist ein heikler Weg, der schnell zu einem katastrophalen Scheitern führen könnte.