Charakteristika der Zylinderrollenlager
Erinnert ihr euch noch an die Eigenschaft, die alle Rollenlager gemeinsam haben? Die Rede ist vom Linienkontakt, der folglich auch bei Zylinderrollenlagern wiederzufinden ist. Diese Lagertypen eignen sich deshalb für die Aufnahme sehr hoher Lasten, insbesondere von Radialbelastungen. Aus diesem Grund werden Zylinderrollenlager vorzugsweise in Getrieben von zum Beispiel Windkraftanlagen, als Radsatzlager von Schienenfahrzeugen oder als Loslager in Elektromotoren genutzt.
Mehrere Komponenten der Zylinderrollenlager sind profiliert, dazu gehören die Stirnflächen der Wälzkörper, die Führungsborde der Laufbahn und die Laufbahn selbst; die Wälzkörper sind darüber hinaus logarithmisch profiliert. Die Profilierung der Wälzkörper sorgt für eine bessere Schmierstoffverteilung am Führungsbord, zudem wird so die Flächenpressung optimiert. Besonders ist, dass neben den obligatorischen Bestandteilen, also Innenring, Außenring, Wälzkörper und Käfig, die soweit jedes Wälzlager auszeichnen, bei Zylinderrollenlagern zusätzliche Bordscheiben verbaut sein können. Die festen Borde, welche direkt im Innen- und/oder Außenring integriert sind, und die losen Bordscheiben dienen dazu, die Rollen (Zylinder) an einem oder beiden Ringen zu führen. Je nach Bauform des Zylinderrollenlagers, die abhängig von den Anwendungsbedingungen gewählt werden kann, ist es ganz einfach, den anderen, freien Ring vom Lager abzuziehen. Des Weiteren ist die Schmierung von Zylinderrollenlagern im Vergleich zu anderen Lagerarten nochmals wichtiger, weil es hohe Reibanteile gibt.
Soweit so gut, aber welche Besonderheiten weisen Zylinderrollenlager denn sonst noch so auf? Erwähnenswert ist zum einen, dass sie bei gleichem Bauraum wie Kugellager oder Kegelrollenlager eine größere Tragzahl aufweisen und Radiallasten und höchste Tragzahlen bei minimal benötigtem Bauraum im Vergleich zu anderen Wälzlagerbauarten aufnehmen können. Außerdem erreichen Zylinderrollenlager trotz des Linienkontakts gegenüber vielen anderen Rollenlagern die höchsten Grenzdrehzahlen. Wie bereits angedeutet, verlaufen die Montage und Demontage dieser Lager wegen der Trennbarkeit von Innen- und Außenring insgesamt recht unkompliziert. Bei einigen Bauformen sind die Rollen zudem auf Innen- und Außenring axial verschiebbar, sodass Zylinderrollenlager als Loslager eingesetzt werden können. Einzelne Typen (NUP, NH beidseitig und NF, NJ einseitig) sind jedoch auch für die Aufnahme von geringen axialen Belastungen geeignet. Vollrollige Zylinderrollenlager, also Lager ohne Käfig, bieten den Vorteil, dass bei gleichem Bauraum mehr Wälzkörper verbaut sind und zugleich die Tragzahl der Lager erhöht ist.
Ein Nachteil im direkten Vergleich mit Kugellagern ist, dass Zylinderrollenlager wegen des Linienkontakts geringere Drehzahlgrenzen aufweisen. Des Weiteren sind Zylinderrollenlager im Hinblick auf die Wellendurchbiegung deutlich sensibler als Kugellager, da Schiefstellungen bei diesen Lagertypen vermieden werden sollten. Bei vollrolligen Zylinderrollenlagern kommt eine höhere Reibung auf, weil die Wälzkörper direkten Kontakt zueinander haben und deshalb mit hoher Geschwindigkeit aneinanderreiben. Damit die Wärmeentwicklung durch Reibung geringgehalten wird, ist eine ausreichende Schmierung notwendig. Bei einer Ölschmierung kann durch den Ölfluss weitere Wärme abgeführt werden.
Grundsätzlich beginnt die Bezeichnung von Zylinderrollenlagern mit dem Buchstaben N. Einmal lassen sich die Typen NU und N nennen, die besonders als Loslager eingesetzt werden und nicht für Axiallasten geeignet sind, da sie nur über Borde an einem Lagerring verfügen. Während Zylinderrollenlager mit den Bezeichnungen NJ und NF Axiallasten aus einer Richtung aufnehmen können, sind die Typen NUP und NH sogar für Axiallasten aus beiden Richtungen geeignet. Dabei sollte die axiale Belastung jedoch geringgehalten werden, da sonst die Rollen zu sehr an den Borden reiben. Diese Bauformen können dann als Festlager der Welle eingesetzt werden.
| Typ | Eigenschaften | |
| NU | Zwei Borde am Außenring; Außenring, Rollen und Käfig können vom Innenring getrennt werden. | |
| N | Zwei Borde am Innenring; Innenring, Rollen und Käfig können vom Außenring getrennt werden. | |
| NJ | Zwei Borde am Außenring, ein Bord am Innenring. | |
| NF | Ein Bord am Außenring, zwei Borde am Innenring. | |
| NUP | Zwei Borde am Außenring, ein Bord am Innenring; eine lose Bordscheibe auf der bordfreien Seite des Innenrings, die demontierbar ist. | |
| NH | Gleicht der NJ-Ausführung, hat jedoch einen beigelegten Winkelring; Bordscheibe ist demontierbar. | |
NTN-Zylinderrollenlager können mit den drei gewohnten Käfigarten kombiniert werden. Ob in einem Lager letztendlich ein Kunststoff-, Stahlblech- oder Massivkäfig eingebaut ist, hängt wie üblich von der Lagerreihe und -größe sowie den Anwendungsbedingungen ab.
| Lager-Reihe | Kunststoff-Spritzgusskäfig | Stahlblechkäfig | Messing-Massivkäfig |
| NU10, NJ10, NUP10, N10 | —– | —– | 1005-10/500 |
| NU2, NJ2, NUP2, N2, NF2, NU2E | 204E-218E | 208*-230 | 232-264 |
| NU22, NJ22, NUP22, N22, NU22E | 2204E-2218E | 2208*-2230 | 2232-2264 |
| NU3, NJ3, NUP3, N3, NF3, NU3E | 304E-314E | 308*-324 | 326-356 |
| NU23, NJ23, NUP23, N23, NU23E | 2304E-2311E | 2308*-2320 | 2322-2356 |
| NU4, NJ4, NUP4, N4, NF4 | —– | 405-416 | 417-430 |
Hier wird deutlich, dass keinem der Lagertypen bei NTN ausschließlich ein Käfigmaterial zugeordnet werden kann.
Ultage-Zylinderrollenlager
Habt ihr schon mal von der Ultage-Baureihe gehört? Ultage-Lager von NTN sind eine Weiterentwicklung standardmäßiger Lager, beispielsweise auch von Zylinderrollenlagern. Diese besitzen nicht nur größere Wälzkörper und ein allgemein optimiertes Rollenprofil, sondern auch profilierte Laufbahnoberflächen. Aufgrund dieser Profilierung zeichnen sich Lager dieser Reihe durch größere zulässige Schiefstellungen als die ursprünglichen Zylinderrollenlager aus. Diese Aspekte führen dazu, dass die Lebensdauer, die dynamische Tragfähigkeit und ebenfalls die Grenzdrehzahlen im Vergleich zu den Standardlagern höher sind.
Mehrreihige Zylinderrollenlager
Wie auch bei diversen anderen Wälzlagerarten gibt es bei Zylinderrollenlagern Sondertypen. Genauso wie Schrägkugellager können Zylinderrollenlager zweireihig eingesetzt werden, um die Belastbarkeit zu erhöhen. Sinnvoll ist ein Einsatz bei Anwendungen, bei denen ein dünner Ringquerschnitt gefordert ist. Doch damit nicht genug: Es ist möglich, direkt vier dieser Lager aneinanderzureihen. Vierreihige Zylinderrollenlager werden wegen des maximalen Lasttragvermögens überwiegend als Walzenzapfenlager eingesetzt.
Wer denkt, zweireihige Lager seien das Limit, täuscht sich: Es ist tatsächlich möglich, Zylinderrollenlager vierreihig einzubauen.
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