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 Schrägkugellager 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 Schrägkugellager 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 Schrägkugellager in einer Baugruppe. Sie entsprechen funktional zwei Schrägkugellagern in O-Anordnung, sind jedoch schmaler und benötigen in der Regel 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 je Schrägkugellager | 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. 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.
Der LVC eignet sich für hohe Axiallasten und kombinierte Lasten, wenn ein einbaufertiges Lagersystem mit direktem Schraubenanschluss gefordert ist.
Schrägkugellager Typ LVC im Detail | Kugellager Typ LVA | Schrägrollenlager Typ LVG
Typische Einsatzbereiche von Schrägkugellagern
- Medizintechnik: Computertomograph, C-Bogen Röntgengerät, OP-Mikroskop
- Robotik und Automation: Gelenkroboter, Schwenkstation im Bestückautomat
- Antennentechnik: Antennenlager, Satellitenantennen
- Maschinenbau: Rundstrickmaschine, Getränkeabfüllung
- Kameratechnik: Kamerakran, Luftbildkamera
Häufige Fragen zu Schrägkugellagern
Was ist ein Schrägkugellager?
Ein Schrägkugellager ist ein Kugellager, bei dem die Kugeln Innen- und Außenring nicht senkrecht zur Lagerachse, sondern unter einem definierten Druckwinkel berühren. Durch diesen Schrägkontakt kann das Schrägkugellager neben Radiallasten auch hohe Axiallasten in einer Richtung aufnehmen. Einreihige Schrägkugellager werden daher meist paarweise eingebaut, um Axiallasten aus beiden Richtungen abzufangen.
Was ist der Druckwinkel bei einem Schrägkugellager?
Der Druckwinkel ist der Winkel zwischen der Verbindungslinie der Berührungspunkte von Kugel und Laufbahn und der radialen Ebene des Wälzlagers. Übliche Druckwinkel sind 15, 25 und 40 Grad. Ein größerer Druckwinkel erhöht die axiale Tragfähigkeit, reduziert aber die maximale Drehzahl. Ein kleinerer Druckwinkel erlaubt höhere Drehzahlen bei geringerer Axialtragfähigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen einreihigen und zweireihigen Schrägkugellagern?
Einreihige Schrägkugellager nehmen Axiallasten nur aus einer Richtung auf und werden deshalb in der Regel paarweise in O-, X- oder Tandemanordnung eingebaut. Zweireihige Schrägkugellager vereinen zwei Kugelreihen in einer Baugruppe und können Axiallasten aus beiden Richtungen sowie Kippmomente aufnehmen. Sie sind kompakter als ein Lagerpaar und benötigen in der Regel keine zusätzlichen Vorspannmaßnahmen beim Einbau.
Für welche Anwendungen eignen sich Schrägkugellager?
Schrägkugellager eignen sich besonders für Anwendungen mit kombinierten Radial- und Axiallasten und hohen Drehzahlen. Typische Einsatzbereiche sind Werkzeugmaschinenspindeln, Pumpen, Kompressoren, Getriebe und Drehtische. Für großdimensionierte Drehverbindungen mit hohen Axiallasten bietet Franke das Schrägkugellager Typ LVC mit Lagerdurchmessern von 100 mm bis 1.800 mm an.
Was ist der Unterschied zwischen Schrägkugellager und Rillenkugellager?
Ein Rillenkugellager hat keinen definierten Druckwinkel. Die Kugeln berühren die Laufbahn nahezu senkrecht zur Lagerachse. Es nimmt Radiallasten und moderate Axiallasten in beide Richtungen auf. Ein Schrägkugellager hat einen definierten Druckwinkel und kann deutlich höhere Axiallasten in einer Richtung aufnehmen, dafür ist der Einbau aufwändiger und es werden meist zwei Schrägkugellager benötigt.
Weitere Begriffe im Franke-Glossar: Kugellager | Rollenlager | Drehverbindung | Drehtisch | Wälzlager
Franke fertigt Wälzlager auch individuell nach Ihren Vorgaben: Individualprogramm Wälzlager