Schrägkugellager
Bei Schrägkugellager werden die Kräfte unter einem bestimmten Druckwinkel von einer Laufbahn auf die andere übertragen. Aus diesem Grund eignen sie sich optimal für gleichzeitig wirkende Radial- und Axialbelastungen. Schrägkugellager haben gegeneinander versetzte Kontaktpunkte im Innen- und Außenring, wodurch der Berührungswinkel, auch Druckwinkel genannt, definiert wird. Die axiale Tragfähigkeit der Schrägkugellager nimmt mit der Größe des Berührungswinkels zu.
Im Vergleich zu den Rillenkugellagern ist ihr Lagerquerschnitt unsymmetrisch gestaltet. Dies ermöglicht den Schrägkugellagern die Aufnahme von Kräften, deren Wirkungslinie nicht exakt senkrecht zur Achse verlaufen, sondern schräg in einem bestimmten Winkel zur senkrechten Achsen stehen. Dadurch können schräg wirkende Lasten besser aufgenommen werden. Unterteilt man schräg wirkende Lasten in ihre radialen und axialen Kraftanteile, so können Schrägkugellager nur in eine Richtung axiale Lasten aufnehmen. Dieser Lagertyp ist universell bei vielen Anwendungen einsetzbar und wird unter anderem speziell in Werkzeugmaschinen verbaut.
Schrägkugellager gibt es in einer Vielzahl von Bauformen, Ausführungen und Größen. Jedoch stellen einreihige Schrägkugellager, zweireihige Schrägkugellager, Vierpunktlager und ein- oder zweireihige Axialschrägkugellager die gebräuchlichsten Schrägkugellager dar.
Einreihiges Schrägkugellager
Einreihige Schrägkugellager nehmen axiale Belastungen ausschließlich in eine Richtung auf und müssen zur Aufnahme der entgegengesetzten Kräfte gegen ein weiteres Lager, in der Regel ein weiteres Schrägkugellager, angestellt werden. Sie stehen in zwei Ausführungen für unterschiedliche Zwecke zur Verfügung. Einerseits als Universallager für den satzweisen Einbau, andererseits als Lager der Grundausführung für Lagerungen mit Einzellagern. Einreihige Schrägkugellager der Grundausführung kommen für Lagerungen zum Einsatz, bei denen pro Lagerstelle nur ein Lager verwendet wird. Somit können sie nicht für den satzweisen Einbau eingesetzt werden. Der satzweise Einbau wird gewählt, wenn die jeweilige Tragfähigkeit eines einzelnen Schrägkugellagers nicht ausreicht bzw. die Lagerung kombinierte oder axiale Belastungen in beide Richtungen bei einem bestimmten Axialspiel aufnehmen muss. Ein präferierter Einsatzfall für einreihige Schrägkugellager ist die Lagerung von Pumpen. Bei satzweisem Einbau hingegen kann man mit Genauigkeits-Schrägkugellagern sehr hohe Laufgenauigkeiten und eine große Steifigkeit erreichen. Aus diesem Grund finden diese Lager häufig Anwendung bei der Lagerung von Werkzeugmaschinenspindeln.
Paarung von Schrägkugellagern
In der Praxis werden häufig zwei Schrägkugellager miteinander gepaart, wodurch auf die Lager wirkende Axialkräfte in zwei verschiedene Richtungen laufen können (X- oder O-Anordnung) oder eine größere Belastung in eine axiale Richtung aufgenommen werden kann (Tandem-Anordnung):
Lagersätze in O-Anordnung
Die Paarung von Schrägkugellagern in einer O-Anordnung ermöglicht neben der Aufnahme hoher Radialbelastungen auch die Aufnahme axialer Kräfte aus beiden Richtungen.
Lagersätze in X-Anordnung
Schrägkugellager in X-Anordnung können hohen Radialbelastungen und Axialkräfte, die in beide Richtungen verlaufen, aufnehmen (ebenso wie bei der O-Anordnung). Der Unterschied besteht in der kleineren Stützweite zwischen den Lastangriffspunkten. Somit schneiden sich die Belastungsrichtungen auf der Wellenachse. Zudem ist bei der X-Anordnung im Vergleich zu der O-Anordnung eine geringere Kippsteifigkeit gegeben, weshalb höhere Schiefstellungen möglich sind. Aus diesem Grund bietet sich die X-Anordnung besonders für Lagerungsfälle an, bei denen eine Wellendurchbiegung gegeben ist.
Lagersätze in Tandem-Anordnung
Bei manchen Lagerungsfällen ist eine einfache O- bzw. X-Anordnung nicht ausreichend. In einem solchen Fall wird der Anordnung ein oder zwei Lager hinzugefügt. Solche Tandem-Anordnungen können im Gegensatz zu einfachen Anordnungen höhere Axialkräfte in eine Richtung aufnehmen.
Zweireihiges Schrägkugellager
Zweireihige Schrägkugellager besitzen einen gemeinsamen Außen- und Innenring und nehmen hohe Radial- und Axialbelastungen in beide Richtungen auf. Zu den Vorteilen der zweireihigen Ausführung zählen die geringere Breite (im Vergleich zu einreihigen Schrägkugellagern in O-Anordnung) und die höhere Steifigkeit. Dadurch ermöglichen sie starre Lagerungen, die auch Kippmomente aufnehmen können. Zu beachten ist, dass die Tragfähigkeit zweireihiger Schrägkugellager im Vergleich zu einreihigen Schrägkugellagern in der O-Anordnung geringer ist.
Vierpunktlager
Als Vierpunktlager werden einreihige Schrägkugellager bezeichnet, deren Laufbahnen als „gotische Bogen“ so konstruiert sind, dass sie Axialbelastungen in beide Richtungen aufnehmen können. Radiale Belastungen können jedoch nur bis zu einem Teil der axialen Belastung aufgenommen werden. Vierpunktlager besitzen den Vorteil, dass sie deutlich schmaler gebaut sind als zweireihige Lager.
Axial-Schrägkugellager
Axial-Schrägkugellager werden vor allem bei Gewindetriebe eingesetzt, die zur Lagerung der Vorschubachsen von Werkzeugmaschinen verwendet werden.
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