Zylinderollenlager
Charakteristika der Zylinderrollenlager
Zylinderrollenlager können aufgrund des Linienkontaktes zwischen den zylindrischen Wälzkörpern und des Laufrings sehr hohe radiale Belastungen aufnehmen. Deshalb werden Zylinderrollenlager häufig in Getrieben, als Radsatzlager von Schienenfahrzeugen oder als Loslager in Elektromotoren eingesetzt.
Dieser Lagertyp weist bei mit Kugellagern oder Kegelrollenlagern identischem Bauraum eine deutlich höhere Tragzahl auf. Erfordert der spezifische Anwendungsfall noch höhere Tragzahlen, können vollrollige Zylinderrollenlager eingesetzt werden, bei denen bei gleichem Bauraum mehr Wälzkörper verbaut sind und somit die Tragzahl erhöht wird. Dabei gilt es zu beachten, dass bei vollrolligen Ausführungen, aufgrund des direkten Kontakts der Wälzkörper, eine höhere Reibung entsteht. Damit die Wärmeentwicklung durch die Reibung möglichst gering gehalten wird, muss auf eine ausreichende Schmierung geachtet werden. Trotz des für Rollenlager charakteristischen Linienkontakts, erreichen Zylinderrollenlager gegenüber vielen anderen Rollenlager die höchsten Grenzdrehzahlen, die jedoch geringer als bei Kugellager sind. Des Weiteren sind bei bestimmten Bauformen die Rollen auf dem Innen- und Außenring axial verschiebbar. Diese Eigenschaft sorgt für eine höhere Steifigkeit, geringere Reibung und eine längere Lebensdauer.
Aufbau von Zylinderrollenlager
Zylinderrollenlager bestehen aus massiven Außenringen, Innenringen und Käfigen, die mit einer großen Anzahl von Zylinderrollen ausgestattet sind. Im Vergleich zu anderen Wälzlagertypen können bei Zylinderrollenlagern darüber hinaus Bordscheiben verbaut sein. Diese Borde sind häufig direkt im Innen- und/oder Außenring des Lagers integriert. Die Borde dienen dazu, die Rollen bzw. Zylinder an einem oder beiden Ringen zu führen. So werden bei allen Standardausführungen die Zylinderrollen immer von mindestens einem Lagerring zwischen festen Borden geführt.
Die Zylinderrollen und der Innen- sowie Außenring bestehen aus Wälzlagerstahl. Zylinderrollenlager sind auch in abgedichteten oder geteilten Ausführungen erhältlich. Bei abgedichteten Lagern sind die Rollen gegen Schmutz, Wasser und Staub geschützt, halten den Schmierstoff im Lager und sorgen dafür, dass keine Verunreinigungen in das Lager eindringen. Zudem wird eine geringere Reibung und eine längere Gebrauchsdauer ermöglicht. Die geteilten Lager sind in erster Linie für schwer zugängliche Lageranordnungen vorgesehen (bspw. Kurbelwellen) und ermöglichen eine Vereinfachung von Instandhaltung und Austausch.
Die verschiedenen Ausführungen der Zylinderrollenlager
Einreihige Zylinderrollenlager mit Käfig
Einreihige Zylinderrollenlager mit Käfig sind Einheiten, die aus massiven, Außen- und Innenringen und Zylinderrollenkränzen bestehen. Aufgrund ihrer steifen Bauweise und der Linienberührung zwischen den Rollen und Laufbahnen sind sie für weitaus höhere Radialbelastungen ausgelegt als Kugellager identischer Bauweise, jedoch wird die axiale Belastbarkeit von der Lagerausführung limitiert. Parallel zur hohen radialen Tragfähigkeit erlauben sie hohe Drehzahlen und sind daher für schnelldrehende Anwendungen prädestiniert.
Die einreihigen Zylinderrollenlager stehen in vielen Bauformen, Baureihen und -größen zur Verfügung. Deshalb werden sie nach den folgenden Kriterien unterschieden:
- Ausführung und Werkstoff des Käfigs
- Anzahl und Anordnung der Borde an Innen- und Außenring
Die häufigsten Bauformen der einreihigen Zylinderrollenlager sind NU und N. Bei NU-Lagern besitzt der Außenring zwei feste Borde, wohingegen der glatte Innenring bordlos ausgeführt ist. Bei N-Lagern hingegen befinden sich die beiden festen Borde am Innenring und der Außenring ist bordlos. Aufgrund der fehlenden Borde kann eine Verschiebung der Welle gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung ermöglich werden und lässt das Lager als Loslager fungieren.
NJ-Lager haben neben zwei festen Borden am Außenring einen festen Bord am Innenring, der eine Axialverschiebung in eine Richtung ermöglicht und somit den Einsatz als Stützlager zulässt.
NUP-Lager besitzen neben zwei festen Borde am Außenring einen festen Bord am Innenring und eine Bordscheibe (P), die zusammen keine Axialverschiebung mehr ermöglichen und damit den Einsatz als Festlager sicherstellen.
Die einreihigen Zylinderrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nur bedingt geeignet. Die zulässige Schiefstellung zwischen Innen- und Außenring hängt von der Lagergröße, der inneren Konstruktion des Lagers, dem Betriebsspiel und den wirkenden Kräften und Momenten ab. Schiefstellungen führen zu einem ungeschickten Abrollen der Wälzkörper und verlangen im Lager Zusatzbeanspruchungen ab, die die Gebrauchsdauer reduzieren.
Einreihige, vollrollige Zylinderrollenlager
Einreihige, vollrollige Zylinderrollenlager können aufgrund der größtmöglichen Anzahl an Wälzkörpern höchste radiale Kräfte aufnehmen. Die Lager sind sehr steif und sind besonders für raumsparende Konstruktionen prädestiniert. Die Grenzdrehzahlen von vollrolligen Lagern befinden sich signifikant unter denen von Zylinderrollenlagern mit Käfig. Einreihige, vollrollige Zylinderrollenlager sind zerlegbar und lassen sich somit einfach montieren und ebenso wieder demontieren. Sie sind für niedrige Drehzahlanforderungen geeignet und lassen nur bedingt einen Ausgleich von Winkelfehlern zu.
Einreihige, vollrollige Zylinderrollenlager sind zerlegbare und nicht selbsthaltende Lager, die in die Bauformen NCF und NJG untergeteilt werden. Bei NCF-Lagern hat der Innenring zwei feste Borde, wohingegen der Außenring einen festen Bord besitzt. Ein Sicherungsblech auf der bordlosen Seite des Außenrings verhindert das Herausfallen der Rollen im zusammengebauten Zustand. Jedoch muss unbedingt beachtet werden, dass vollrollige Zylinderrollenlager nicht zwingend selbsthaltend ausgelegt sind. Eine Demontage kann deshalb zu einem Herausfallen der Wälzkörper führen. Es ist auf die Nachsetzzeichen zu achten.
NJG-Lager hingegen besitzen zwei feste Borde am Außenring sowie einen am Innenring. Diese Lagerbauart hat einen selbsthaltenden Rollensatz, welcher den Ein- und Ausbau des Lagers erleichtert. Beide Bauarten haben die Fähigkeit, einseitig axiale Kräfte aufzunehmen und werden als Stützlager eingesetzt. Der einseitige feste Bord ermöglicht eine axiale Führung der Welle gegenüber dem Gehäuse in einer Richtung.
Einreihige, vollrollige Zylinderrollenlager eignen sich für die Aufnahme höchster radialer Kräfte und besitzen eine besonders hohe radiale Steifigkeit. Sie sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nur bedingt geeignet. Die zulässige Schiefstellung zwischen Innen- und Außenring hängt von der Lagergröße, der inneren Konstruktion des Lagers, dem Betriebsspiel und den wirkenden Kräften und Momenten ab. Schiefstellungen haben zur Konsequenz, dass die Wälzkörper ungünstiger ablaufen und im Lager Zusatzbeanspruchungen hervorrufen, welche die Gebrauchsdauer verringern.
Zweireihige Zylinderrollenlager mit Käfig
Zweireihige Zylinderrollenlager mit Käfig sind aufgrund ihrer steifen Bauweise und der Linienberührung zwischen den Rollen und Laufbahnen für wesentlich höhere Radialbelastungen geeignet als einreihige Zylinderrollenlager. Neben der hohen radialen Tragfähigkeit sind sie für mittlere bis hohe Drehzahlen ausgelegt. Zweireihige Zylinderrollenlager mit Käfig lassen sich in zwei grundsätzliche Bauformen unterteilen, die sich anhand der Position der Borde am Innenring oder Außenring unterscheiden. Sie sind zudem zerlegbar und lassen sich daher einfach montieren und demontieren. Sie eignen sich für mittlere bis hohe Drehzahlanforderungen, sind besonders kippsteif und lassen keinen Ausgleich von Winkelfehlern zu.
Zweireihige Zylinderrollenlager mit Käfig lassen sich in die Grundbauformen NNU und NN unterscheiden. Bei NNU-Lager besitzt der Außenring drei feste Borde, wohingegen der Innenring bordlos ist. NN-Lager besitzen drei feste Borde am Innenring, der Außenring ist bordlos. Generell können Zylinderrollenlager mit zylindrischer oder kegeliger Bohrung geliefert werden. Die bei beiden Lagerarten bordlose Ausführung der Laufringe ermöglicht eine Verschiebung der Welle gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung. Der Ausgleich der Verschiebung oder auch Längendehnung der Welle findet zwangsfrei im Lager statt, sodass ein Schiebesitz im Gehäuse oder auf der Welle nicht notwendig ist.
Zweireihige Zylinderrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen ungeeignet. Dies liegt daran, dass Schiefstellungen zu erhöhten Kantenpressungen zwischen Wälzkörper und Laufbahn führen und im Lager Zusatzbeanspruchungen hervorrufen, welche die Gebrauchsdauer verringern.
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager können mit Hilfe der größtmöglichen Anzahl an Wälzkörpern höchste radiale Kräfte aufnehmen. Die Lager sind extrem steif und sind für den Einsatz für bauraumsparende Konstruktionen prädestiniert. Die Grenzdrehzahlen von vollrolligen Lagern liegen signifikant unter denen von Zylinderrollenlagern mit Käfig. Zweireihige, vollrolllige Zylinderrollenlager sind zerlegbar und lassen sich somit einfach montieren und demontieren. Sie eignen sich optimal für niedrige Drehzahlanforderungen und lassen keinen Ausgleich von Winkelfehlern zu.
Insgesamt kann diese Lagerart in die Bauformen NNC, NNCL, NNCF und ACB unterteilt werden. Bei NNC-Lagern hat der Innenring drei feste Borde, einen festen Bord und ein lose Bordscheibe am Außenring. Sie sind in der Lage, beidseitig axiale Kräfte aufnehmen zu können und sind daher für den Einsatz als Festlager geeignet. Die direkte Unterstützung der losen Bordscheibe durch eine Umbaukonstruktion ist die Voraussetzung für eine beidseitige Axialkraftaufnahme.
NNCL-Lager hingegen besitzen drei feste Borde am Innenring und einen bordlosen Außenring mit zwei Sicherungsringen. Durch das Fehlen der Borde kann eine axiale Verschiebung der Welle gegenüber dem Gehäuse stattfinden, sodass das Lager als Loslager verwendet werden kann. Bei NNCF-Lagern besitzt der Innenring drei feste Borde sowie einen Bord am Außenring, welcher eine einseitige Axialkraftaufnahme ermöglicht.
Zweireihige, vollrollige Zylinderrollenlager sind für einen Ausgleich von Schiefstellungen ungeeignet. Schiefstellungen führen zu erhöhten Kantenpressungen zwischen Wälzkörper und Laufbahn und rufen im Lager Zusatzbeanspruchungen hervor, welche die Gebrauchsdauer reduzieren.
Mehrreihige Zylinderrollenlager mit Käfig
Mehrreihige Zylinderrollenlager mit Käfig sind aufgrund des linienförmigen Kontaktes zwischen Wälzkörper und Lagerring und der hohen Anzahl an Wälzkörpern durch mehrere Reihen sehr hohe, radiale Kräfte aufnehmen. Sie können in zwei Bauformen differenziert werden, die sich durch eine Teilung des Innenrings differenzieren. Mehrreihige Zylinderrollenlager sind zerlegbar und lassen sich deshalb einfach montieren und demontieren. Sie sind für hohe Drehzahlanforderungen geeignet, lassen allerdings keinen Ausgleich von Winkelfehlern zu. 
Mehrreihige Zylinderrollenlager mit Käfig können in die beiden Bauformen NU60 und NNU60 eingeteilt werden. Beide Bauformen haben vier Lagerreihen mit vier festen Borden, die an zwei Außenringen geführt werden. NNU-Lager besitzen zwei bordlose Innenringe und die NU60-Lager einen bordlosen Innenring. Die fehlenden Borde am Innenring ermöglichen eine Verschiebung der Welle gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung und lassen das Lager als Loslager agieren. Der Ausgleich der Längsdehnung findet zwangsfrei statt, sodass ein Schiebesitz im Gehäuse nicht notwendig ist. Mehrreihige Zylinderrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nicht geeignet, da dies zu erhöhten Kantenpressungen führt, was die Gebrauchsdauer der Lager reduziert.
Mehrreihige, vollrollige Zylinderrollenlager
Mehrreihige, vollrollige Zylinderrollenlager können durch die größtmögliche Anzahl an Wälzkörpern höchste radiale Kräfte aufnehmen. Die Lager sind radial sehr steif und eignen sich vor allem für bauraumsparende Konstruktionen. Die Grenzdrehzahlen vollrolliger Lager liegt deutlich unter denen von Zylinderrollenlagern mit Käfig. Mehrrollige, vollrollige Zylinderrollenlager sind zerlegbar, eignen sich für niedrige Drehzahlanforderungen und lassen keinen Ausgleich von Winkelfehlern zu. Mehrreihige, vollrollige Zylinderrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nicht geeignet. Diese führen zu erhöhten Kantenpressungen zwischen Wälzkörper und Laufbahn und rufen im Lager Zusatzbeanspruchungen hervor, welche die Gebrauchsdauer reduzieren.
Axial-Zylinderrollenlager
Axial-Zylinderrollenlager, einseitig wirkend
Einseitig wirkende Axial-Zylinderrollenlager, welche aus einer Wellenscheibe, einer Gehäusescheibe und einem Axial-Zylinderrollenkranz bestehen, können hohe einseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen, jedoch keine radialen Lasten. Sie sind zerlegbare, nicht selbsthaltende Lager. Alternativ kann zu einer außenzentrierten Gehäusescheibe oder zu einer innenzentrierten Wellenscheibe auch eine Laufscheibe eingesetzt werden, die Anwendung findet, wenn keiner exakte Zentrierung notwendig ist. Durch die logarithmische Profilierung der Zylinderrollen werden schädliche Kantenspannungen und damit ein frühzeitiger Ausfall vermieden. Axial-Zylinderrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nicht geeignet
. Schiefstellungen führen zu erhöhten Kantenpressungen zwischen Wälzkörper und Laufbahn und rufen im Lager Zusatzbeanspruchungen hervor, welche die Gebrauchsdauer verringern.
Axial-Zylinderrollenlager, zweiseitig wirkend
Zweiseitig wirkende Axial-Zylinderrollenlager bestehen aus einer Wellenscheibe, zwei Gehäusescheiben und zwei Axial-Zylinderrollenkränzen, welche hohe beidseitig wirkende Axialkräfte aufnehmen können, aber keine radialen Lasten. Sie sind nicht selbsthaltend, sodass Rollenkränze und Lagerscheiben unabhängig voneinander montiert werden können. Alternativ kann zur außenzentrierten Gehäusescheibe oder zur innenzentrierten Wellenscheibe auch eine Laufscheibe benutzt werden, welche Anwendung findet, wenn keine exakte Zentrierung notwendig ist. Durch die logarithmische Profilierung der Zylinderrollen werden schädliche Kantenspannungen und damit ein frühzeitiger Ausfall vermieden. Axial-Zylinderrollenlager sind zum Ausgleich von Schiefstellungen nicht geeignet. Schiefstellungen sorgen für erhöhte Kantenpressungen zwischen Wälzkörper und Laufbahn und rufen im Lager Zusatzbeanspruchungen hervor, welche die Gebrauchsdauer reduzieren.
PACH Systems bietet Ihnen eine große Produktauswahl unterschiedlicher Zylinderrollenlager an. Hierzu arbeiten wir mit unseren langjährigen Partnern zusammen. Bitte teilen Sie uns Ihre Wünsche über unser Kontaktformular mit. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein unverbindliches Angebot oder setzen uns zur detailgenauen Absprache mit Ihnen in Verbindung.
