Wie lässt sich eine sinnvollere Konfiguration für Motoren mit Schrägkugellagern realisieren?

Bei vertikalen Motoren, bei denen objektiv eine Axialkraft wirkt, gilt für die meistenSchrägkugellagerwerden genutzt, d. h. die axiale Tragfähigkeit des Lagerkörpers wird genutzt, um die durch das Gewicht des Rotors des Vertikalmotors erzeugte nach unten gerichtete axiale Kraft auszugleichen.

Bei der Konstruktion von Motorlagern übernehmen Schrägkugellager im Allgemeinen gleichzeitig die Funktion des Axialkräfteausgleichs und der Positionierung. Unabhängig von ihrer Einbaulage – ob oben oder unten – gleichen sie die durch das Eigengewicht des Rotors entstehende nach unten gerichtete Kraft aus. Das heißt, bei einem unteren Einbauort des Motors wirkt das Schrägkugellager auf den Rotor nach oben, während es bei einem oberen Einbauort nach oben zieht. Daher werden für Vertikalmotoren üblicherweise einreihige Schrägkugellager verwendet.

Theoretisch können einreihige Lager Radial- und axiale Einwegbelastungen aufnehmen. Die Standard-Kontaktwinkel dieser Lagerart betragen 15°, 25° und 40°. Je größer der Kontaktwinkel, desto höher die Belastbarkeit unter axialer Belastung. Umgekehrt begünstigt ein kleinerer Kontaktwinkel hohe Drehzahlen. Daher sollte bei der Wahl des Lagerkontaktwinkels die Motordrehzahl unbedingt berücksichtigt werden.

Zweireihige Schrägkugellager werden in zwei Bauformen unterteilt: mit einem Außenring und zwei Innenringen oder mit einem Außenring und einem Innenring. Konstruktiv sind zwei einreihige Schrägkugellager rückseitig so angeordnet, dass sie sich Innen- und Außenring teilen und sowohl Radial- als auch Axialkräfte in beide Richtungen aufnehmen können. Diese Lagerart findet hauptsächlich Anwendung in Werkzeugmaschinenspindeln, Hochfrequenzmotoren, Gasturbinen, Ölpumpen, Luftkompressoren, Druckmaschinen usw.

In der Praxis können einreihige Schrägkugellager in Rücken-an-Rücken- (DB) und Stirn-an-Stirn-Anordnung (DF) sowie zweireihige Lager sowohl Radial- als auch bidirektionale Axiallasten aufnehmen. Die in Reihe geschaltete einreihige Schrägkugellageranordnung (DT) eignet sich nur für Anwendungen mit hoher einseitiger Axiallast, bei denen die Nennlast eines einzelnen Lagers nicht ausreicht.

Bei den tatsächlichen Einsatzbedingungen des Motors müssen neben der axialen Kraft während des Motorbetriebs auch mögliche Wellenmittelpunktverschiebungen aufgrund von Durchbiegungsfaktoren wie der Welle oder dem Gehäuse berücksichtigt werden; in diesem Fall können auch Kugelgelenke eingesetzt werden.