Ein Schrägkugellager ist ein Kugellager, bei dem die Kugeln Innen- und Außenring unter einem definierten Winkel berühren. Dieser Winkel wird als Druckwinkel bezeichnet. Er ermöglicht die gleichzeitige Aufnahme von Radiallasten und hohen Axiallasten in einer Richtung. Damit schließt das Schrägkugellager die Lücke zwischen dem universellen Rillenkugellager und dem reinen Axiallager.
Schrägkugellager sind überall dort die richtige Wahl, wo hohe kombinierte Lasten bei gleichzeitig hohen Drehzahlen auftreten. In der Praxis werden sie paarweise oder als zweireihige Einheit eingebaut, damit Axiallasten aus beiden Richtungen aufgenommen werden können.
Funktionsprinzip: Was der Druckwinkel bewirkt
Bei einem Rillenkugellager verlaufen die Berührungslinien zwischen Kugel und Laufbahn senkrecht zur Lagerachse. Bei einem Schrägkugellager sind die Laufbahnen so versetzt, dass diese Berührungslinien einen Winkel zur Radialebene bilden. Dieser Winkel ist der Druckwinkel.
Der Druckwinkel bestimmt das Verhältnis zwischen radialer und axialer Tragfähigkeit. Je größer der Druckwinkel, desto höher ist die axiale Tragfähigkeit und desto geringer die maximale Drehzahl. Übliche Standarddruckwinkel sind 15, 25 und 40 Grad. Für Werkzeugmaschinen-Spindeln werden oft 15 Grad gewählt, weil hier hohe Drehzahlen Vorrang haben. Für Drehtische und Axiallagerstellen mit hohen Lasten sind 40 Grad die bessere Wahl.
Einreihige Schrägkugellager: Funktionsweise und Einbauanordnungen
Ein einreihiges Schrägkugellager nimmt Axiallasten nur aus einer Richtung auf. Radiallasten erzeugen immer auch eine axiale Kraftkomponente. Deshalb werden einreihige Schrägkugellager fast immer paarweise eingebaut. Die drei gebräuchlichen Anordnungen sind:
- O-Anordnung (Rücken an Rücken): Beide Lager stützen Axiallasten in entgegengesetzte Richtungen. Hohe Kippsteifigkeit. Geeignet für weit auseinander liegende Lagerstellen.
- X-Anordnung (Gesicht zu Gesicht): Ebenfalls beidseitige Axialabstützung. Geringere Kippsteifigkeit als O-Anordnung. Geeignet für nahe beieinander liegende Lagerstellen.
- Tandemanordnung: Beide Lager zeigen in dieselbe Richtung. Höhere einseitige Axialkapazität. Geeignet für sehr hohe Axiallasten aus einer Richtung.
Zweireihige Schrägkugellager: Kompakte Alternative zum Lagerpaar
Zweireihige Schrägkugellager vereinen zwei gepaarte einreihige Lager in einer Baugruppe. Sie entsprechen funktional zwei Lagern in O-Anordnung, sind jedoch schmaler und benötigen keine Vorspannmaßnahmen beim Einbau. Sie nehmen Radiallasten sowie Axiallasten in beide Richtungen auf und eignen sich auch für Kippmomente. Typische Anwendungen sind Getriebe, Fördertechnik, Pumpen und kompakte Drehtische.
Schrägkugellager vs. Rillenkugellager: Wann welcher Typ?
| Merkmal | Schrägkugellager | Rillenkugellager |
|---|---|---|
| Druckwinkel | definiert (15, 25 oder 40 Grad) | kein definierter Druckwinkel |
| Axiallastaufnahme | hoch, eine Richtung pro Lager | moderat, beide Richtungen |
| Maximale Drehzahl | hoch (abhängig vom Druckwinkel) | sehr hoch |
| Montageaufwand | höher (meist paarweiser Einbau) | gering |
| Kippsteifigkeit im Paar | sehr hoch (O-Anordnung) | gering |
| Typische Anwendung | Spindeln, Drehtische, Pumpen | Elektromotoren, Hausgeräte, Getriebe |
Schrägkugellager Typ LVC von Franke: Großdimensionierte Drehverbindung
Im Standardprogramm für kleine und mittlere Durchmesser werden Schrägkugellager als Katalogware von vielen Herstellern angeboten. Franke bedient einen anderen Bereich: die großdimensionierte Drehverbindung mit Schrägkugellagerprinzip.
Der Schrägkugellager Typ LVC ist eine zweireihige Drehverbindung aus Stahl mit Lagerdurchmessern von 100 mm bis 1.800 mm. Er ist einbaufertig mit Gehäuseringen aus C45N-Stahl und Anschlussbohrungen ausgestattet. Kugellaufringe aus gehärtetem Chrom-Silizium-Stahl und Wälzkörper aus gehärtetem Wälzlagerstahl sorgen für hohe Tragzahlen und lange Lebensdauer. Käfig aus Polyamid oder thermoplastischem Polyurethan sowie Dichtungen aus NBR gehören zum Standardumfang.
Die Einsatztemperatur reicht von minus 20 bis plus 80 Grad Celsius, kurzfristig bis plus 100 Grad Celsius. Die maximale Umfangsgeschwindigkeit beträgt 20 m/s. Nachschmierung erfolgt über Schmiernippel nach DIN 3405 mit Shell Gadus S3 V220 C2. Sondergrößen werden auf Anfrage gefertigt.
Der LVC ist die richtige Wahl für Drehtische, Handlingsysteme und Axiallagerstellen mit hohen einseitigen oder kombinierten Lasten, bei denen ein einbaufertiges Lagersystem mit direktem Schraubenanschluss gefordert ist.
Schrägkugellager Typ LVC im Detail | Kugellager Typ LVA | Schrägrollenlager Typ LVG
Typische Einsatzbereiche von Schrägkugellagern
- Werkzeugmaschinen: Hauptspindeln und Vorschubachsen mit hohen kombinierten Lasten und hoher Drehzahl
- Drehtische: Präzise Positionierung mit hoher Kippsteifigkeit in O-Anordnung oder als zweireihige Einheit
- Pumpen und Kompressoren: Aufnahme axialer Druckkräfte bei mittleren und hohen Drehzahlen
- Getriebe: Kombination von Radial- und Axialkräften an Schrägverzahnungen
- Robotik und Handling: Gelenkachsen mit kombinierten Lasten und Kippmomentanforderungen
- Medizintechnik und Messtechnik: Hochpräzise Rotationsachsen mit minimaler Lagerluft und hoher Steifigkeit
Häufige Fragen zu Schrägkugellagern
Was ist ein Schrägkugellager?
Ein Schrägkugellager ist ein Kugellager mit einem definierten Druckwinkel zwischen Kugel und Laufbahn. Es nimmt neben Radiallasten auch hohe Axiallasten in einer Richtung auf. Einreihige Varianten werden meist paarweise eingebaut.
Was ist der Druckwinkel und welche Werte gibt es?
Der Druckwinkel gibt an, unter welchem Winkel die Kräfte zwischen Kugel und Laufbahn übertragen werden. Übliche Werte sind 15, 25 und 40 Grad. Ein größerer Winkel bedeutet höhere Axialtragfähigkeit, aber geringere maximale Drehzahl.
Wann wähle ich ein Schrägkugellager statt eines Rillenkugellagers?
Wenn hohe Axiallasten in einer Richtung oder kombinierte Lasten mit hoher Kippsteifigkeit gefordert sind. Rillenkugellager sind einfacher einzubauen und für allgemeine Anwendungen gut geeignet. Schrägkugellager sind die bessere Wahl bei Spindeln, Drehtischen und Axiallagerstellen mit einseitiger Hauptlastrichtung.
Welche großdimensionierten Schrägkugellager bietet Franke an?
Franke bietet das Schrägkugellager Typ LVC als einbaufertige Drehverbindung mit Lagerdurchmessern von 100 mm bis 1.800 mm an. Es ist zweireihig ausgeführt, aus Stahl gefertigt und mit Anschlussbohrungen für direkten Schraubenanschluss versehen. Sondergrößen sind auf Anfrage erhältlich.
Weitere Begriffe im Franke-Glossar: Kugellager | Rollenlager | Drehverbindung | Drehtisch | Wälzlager