Drehzahlkennwert

Was ist der Drehzahlkennwert?

Der Drehzahlkennwert, meist als n·dm-Wert bezeichnet, ist eine der wichtigsten Kennzahlen bei der Auslegung schnell drehender Spindellager. Er fasst zwei Größen zusammen, die gemeinsam darüber entscheiden, wie stark ein Lager drehzahlbedingt belastet wird:

• n: die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (min-1)
• dm: der mittlere Lagerdurchmesser in Millimetern, also der Mittelwert aus Bohrungsdurchmesser und Außendurchmesser

Das Produkt aus beiden ergibt den Kennwert mit der Einheit mm pro Minute. Typische Werte liegen je nach Lagertyp und Schmierung im Bereich von einigen hunderttausend bis über zwei Millionen.

Warum nicht einfach die Drehzahl angeben?

Die reine Drehzahl sagt wenig über die tatsächliche Belastung eines Lagers aus, weil große und kleine Lager bei gleicher Drehzahl ganz unterschiedlich beansprucht werden. Am Umfang eines großen Lagers bewegen sich die Wälzkörper deutlich schneller als bei einem kleinen Lager gleicher Drehzahl. Damit steigen Fliehkräfte und Reibung.

Der n·dm-Wert macht diese Beanspruchung über alle Baugrößen hinweg vergleichbar. Ein kleines Lager verträgt eine sehr hohe Drehzahl, ein großes Lager nur eine geringere, doch der zulässige n·dm-Wert ist für einen Lagertyp annähernd konstant. Deshalb arbeiten Lagerhersteller und Spindelkonstrukteure mit diesem Kennwert statt mit der nackten Drehzahl.

Was den zulässigen Wert bestimmt

Der maximal zulässige Drehzahlkennwert hängt vor allem von zwei Faktoren ab:

• Lagerbauart und Werkstoff: Hybridlager mit Keramikkugeln aus Siliziumnitrid erreichen höhere Kennwerte als reine Stahllager, weil die leichteren Wälzkörper geringere Fliehkräfte erzeugen.
• Schmierung: Fettschmierung erlaubt geringere Kennwerte als Öl-Luft- oder Ölnebelschmierung. Bei sehr hohen Werten wird oft mit Minimalmengenschmierung gearbeitet.

Bedeutung für Spindeln und Reparatur

In der Praxis legt der Drehzahlkennwert die obere Drehzahlgrenze einer Spindel mit fest. Wer eine Spindel mit höherer Maximaldrehzahl braucht, kommt oft nicht um Hybridlager und eine angepasste Schmierung herum.

Für die Reparatur ist der Kennwert ein stiller, aber wichtiger Faktor. Wird bei einer Spindelüberholung ein Lager gegen einen abweichenden Typ getauscht, kann sich der zulässige Drehzahlkennwert verschieben. Ein Lager mit niedrigerem zulässigen Wert begrenzt die Maximaldrehzahl der überholten Spindel oder läuft am ursprünglichen Betriebspunkt zu heiß. Deshalb gehört die Lagerauswahl immer zum Befund und nicht zum Zufall.