Was sind die verschiedenen Arten von Schrägkugellagern und ihre spezifischen Verwendungszwecke?

Schrägkugellager sind integrale Komponenten in Maschinen, die eine präzise Kontrolle über radiale und axiale Belastungen erfordern. Durch ihre Konstruktion mit schräg zwischen Innen- und Außenring angeordneten Kugeln können sie beide Arten von Lasten gleichzeitig bewältigen. Die verschiedenen Arten von Schrägkugellagern sind speziell auf unterschiedliche Leistungs- und Belastungsanforderungen ausgelegt.

Was ist ein Schrägkugellager?

Ein Schrägkugellager ist für die Aufnahme kombinierter Lasten, d. h. sowohl radialer als auch axialer (Schub-)Lasten, in einer Richtung ausgelegt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kontaktwinkel zwischen den Kugeln und den Laufringen typischerweise zwischen 15° und 40° liegt. Die Belastung wird in einem Winkel auf das Lager ausgeübt, wodurch das Lager neben radialen Belastungen auch axialen Belastungen aus einer Richtung standhalten kann. Diese Lager sind besonders nützlich bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen, beispielsweise in Spindeln, Elektromotoren und Werkzeugmaschinen, wo typischerweise beide Arten von Belastungen auftreten.

Schrägkugellager können auf unterschiedliche Weise konfiguriert werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen. Die Konstruktion und Anordnung dieser Lager, wie z. B. die Anzahl der Kugelreihen, der Kontaktwinkel und die Lageranordnung, bestimmen, wie sich das Lager unter verschiedenen Bedingungen verhält.

1. Einreihige Schrägkugellager

Beschreibung :

Einreihige Schrägkugellager sind der einfachste und gebräuchlichste Typ. Sie verfügen über eine einzige Kugelreihe zwischen dem Innen- und Außenring. Der Kontaktwinkel liegt typischerweise zwischen 15° und 40°, abhängig von der spezifischen Anwendung. Diese Lager sind in der Regel so ausgelegt, dass sie zusätzlich zu radialen Lasten auch axiale Lasten in einer Richtung aufnehmen können.

Spezifische Verwendungszwecke :

• Hochgeschwindigkeitsmaschinen : Diese Lager eignen sich ideal für Anwendungen, die einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb erfordern, beispielsweise in Elektromotoren, Getrieben und Maschinenspindeln. Die einreihige Konfiguration ermöglicht eine geringere Reibung und eignet sich daher für Anwendungen, die einen reibungslosen und schnellen Betrieb erfordern.
• Werkzeugmaschinenspindeln : In Anwendungen wie CNC-Maschinen sind einreihige Lager aufgrund ihrer Präzision und Hochgeschwindigkeitsfähigkeit von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit und Effizienz der Spindeln.
• Pumpen und Kompressoren : Einreihige Schrägkugellager werden in Pumpen und Kompressoren eingesetzt, bei denen sowohl radiale als auch axiale Belastungen effektiv bewältigt und gleichzeitig Geschwindigkeit und Leistung aufrechterhalten werden müssen.

2. Zweireihige Schrägkugellager

Beschreibung :

Zweireihige Schrägkugellager bestehen aus zwei Kugelreihen, wodurch sie größere axiale Belastungen aufnehmen können als einreihige Lager. Diese Lager können axiale Belastungen in beide Richtungen aufnehmen, was sie vielseitiger macht. Die Kontaktwinkel bei zweireihigen Lagern liegen in der Regel zwischen 30° und 40°, wodurch sie im Vergleich zu einreihigen Varianten höhere Belastungen aufnehmen können.

Spezifische Verwendungszwecke :

• Schwerlastanwendungen : Zweireihige Lager sind ideal für schwere Maschinen und Geräte wie Kräne, Förderbänder und Stahlwerke, wo sowohl radiale als auch axiale Lasten gleichzeitig aufgenommen werden müssen. Sie können auch größeren Axialkräften standhalten, ohne die Integrität des Lagers zu beeinträchtigen.
• Elektromotoren : In Elektromotoren, in denen ein hohes Drehmoment erzeugt wird, bieten zweireihige Schräglager die notwendige Unterstützung sowohl für radiale als auch für axiale Belastungen.
• Industriegetriebe : Zweireihige Lager werden häufig in Industriegetrieben eingesetzt, in denen große Axialkräfte auftreten, da sie im Vergleich zu einreihigen Konstruktionen eine höhere Belastbarkeit und Stabilität bieten.

Anwendungen und Funktionen :

Zweireihige Schrägkugellager eignen sich am besten für Anwendungen, die eine hohe Belastbarkeit erfordern, sowohl für radiale als auch für axiale Belastungen. Ihre Fähigkeit, große axiale Belastungen zu bewältigen, macht sie ideal für Hochleistungsmaschinen.

3. Back-to-Back (DB) Schrägkugellager

Beschreibung :

Back-to-Back (DB) Schrägkugellager bestehen aus zwei einreihigen Lagern, die so angeordnet sind, dass ihre Außenringe einander zugewandt sind und eine „V“-Form bilden. Durch diese Konfiguration kann das Lager sowohl radiale als auch axiale Belastungen aus beiden Richtungen aufnehmen und sorgt so für einen stabilen und zuverlässigen Aufbau. Der Kontaktwinkel bei DB-Lagern liegt typischerweise zwischen 30° und 40°.

Spezifische Verwendungszwecke :

• Hochpräzise Anwendungen : Back-to-back-Schrägkontaktlager sind ideal für Anwendungen, die eine hohe Präzision und die Fähigkeit erfordern, axialen Belastungen aus mehreren Richtungen standzuhalten. Dies ist in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Robotik üblich.
• Differentialgetriebe : In Automobilanwendungen werden DB-Lager häufig in Differenzialgetrieben eingesetzt, wo sie die während des Betriebs auftretenden kombinierten radialen und axialen Belastungen bewältigen können.
• Werkzeugmaschinen : Für Anwendungen in CNC-Maschinen, bei denen ein hohes Maß an Axiallastkontrolle und Präzision erforderlich ist, werden DB-Lager aufgrund ihrer Fähigkeit, Axialkräfte von beiden Seiten zu stabilisieren, bevorzugt.

4. Face-to-Face (DF) Schrägkugellager

Beschreibung :

Bei einem Face-to-Face-Schrägkugellager (DF) sind zwei einreihige Lager so angeordnet, dass ihre Innenringe einander zugewandt sind. Diese Anordnung ist kompakt, weist jedoch im Allgemeinen eine geringere axiale Belastbarkeit auf als Rücken-an-Rücken-Konfigurationen. Das DF-Design wird typischerweise verwendet, wenn der Platz begrenzt ist, aber dennoch eine axiale Lastaufnahme erforderlich ist.

Spezifische Verwendungszwecke :

• Kompakte Systeme : Face-to-Face-Lager werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen der Platz begrenzt ist, aber dennoch eine axiale Lastaufnahme erforderlich ist. Diese Lager werden häufig in kleinen Motoren und Schwachlastsystemen verwendet.
• Elektromotoren : Für kleine Elektromotoren, bei denen eine moderate axiale und radiale Lastaufnahme erforderlich ist, bieten Schrägkugellager in Baulänge eine gute Balance zwischen Leistung und kompakter Größe.
• Anwendungen mit geringer Last : Diese Lager eignen sich perfekt für Systeme mit geringeren Belastungsanforderungen, wie z. B. Lüfter, kleine Pumpen und einfache Industriemaschinen.

5. Tandem (DT) Schrägkugellager

Beschreibung :

Tandem-Schrägkugellager (DT) bestehen aus zwei in Reihe angeordneten einreihigen Lagern. Die Kontaktwinkel sind in die gleiche Richtung ausgerichtet und diese Lager sind so konzipiert, dass sie unidirektionale axiale Belastungen effektiv bewältigen können.

Spezifische Verwendungszwecke :

• Unidirektionale Axiallasten : Tandemlager eignen sich ideal für Anwendungen, bei denen große axiale Belastungen in eine Richtung ausgeübt werden, beispielsweise in Hochleistungselektromotoren oder Turbinengeneratoren.
• Getriebe für Windkraftanlagen : Die Tandemkonfiguration wird häufig in Getrieben von Windkraftanlagen verwendet, wo häufig große Axiallasten auftreten.
• Große Werkzeugmaschinen : Diese Lager werden auch in großen Maschinen eingesetzt, bei denen konzentrierte Axialkräfte in einer Richtung vorherrschen, beispielsweise in Metallbearbeitungs- und Schleifgeräten.

FAQ (häufig gestellte Fragen)

1. Was ist der Unterschied zwischen einreihigen und zweireihigen Schrägkugellagern?

Einreihige Lager haben eine Kugelreihe und eignen sich für die Aufnahme kleinerer Axiallasten in eine Richtung, während zweireihige Lager über zwei Kugelreihen verfügen und größere Axiallasten in beide Richtungen aufnehmen können.

2. Können Schrägkugellager sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufnehmen?

Ja, Schrägkugellager sind speziell für die gleichzeitige Aufnahme von radialen und axialen Belastungen ausgelegt und eignen sich daher ideal für Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsanwendungen.

3. Was gibt der Kontaktwinkel eines Schrägkugellagers an?

Der Kontaktwinkel bezeichnet den Winkel zwischen der Kontaktlinie der Kugeln und der Lagerachse. Das Lager ermöglicht einen größeren Kontaktwinkel

um höhere axiale Belastungen zu bewältigen, während ein kleinerer Winkel besser für Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten geeignet ist.

4. Wie wähle ich das richtige Schrägkugellager für meine Anwendung aus?

Berücksichtigen Sie Faktoren wie die Art der Last (radial und axial), Geschwindigkeit, Präzisionsanforderungen und verfügbaren Platz. Doppelreihige und Back-to-Back-Konfigurationen sind ideal für höhere Belastungen, während einreihige Lager für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet sind.

5. In welchen Branchen werden üblicherweise Schrägkugellager eingesetzt?

Schrägkugellager werden häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, Werkzeugmaschinen, der Robotik und der Energieerzeugung eingesetzt, insbesondere in Anwendungen, die hohe Präzision, Geschwindigkeit und Lasthandhabung erfordern.

Referenzen

1. Übersicht über Schrägkugellager . (2022). Lagerinformationshandbuch .
2. Auswahl von Schrägkugellagern für industrielle Anwendungen . (2021). Industrielle Lagertechnik .
3. Hochgeschwindigkeits- und Hochlastlager für Präzisionsmaschinen . (2020). Werkzeugmaschinenbau .
4. Lagerkonstruktionen für Hochleistungsanwendungen . (2023). Handbuch für schwere Gerätelager .