Stellt man ein Zylinderrollen-Axiallager neben ein Kugel-Axiallager für dieselbe 30-mm-Welle, wird der Unterschied sofort sichtbar: Die Rollen-Ausführung ist mit etwa 29 % deutlich schmaler — 11 mm statt 15,5 mm.
Zudem trägt es rund 69 % mehr statische Last. Genau dieser Kompromiss — geringere axiale Baubreite bei höherer Axialtragfähigkeit in nur einer Richtung — ist der Grund, weshalb diese Lagerbauart als eigene Kategorie neben den zunächst naheliegenden Kugel-Axiallagern existiert.
Was ein Zylinderrollen-Axiallager nicht leisten kann
Beginnen Sie mit der Einschränkung, denn genau sie entscheidet darüber, ob dieses Lager überhaupt die richtige Wahl ist: Zylinderrollen-Axiallager nehmen hohe Axiallasten und Spitzlasten in einer Richtung auf, jedoch keine Radiallasten — das ist keine allgemeine Faustregel, sondern eine direkte Aussage aus der Kategoriebeschreibung der Produktlinie.
In der Geometrie ist keine Laufbahnkrümmung vorgesehen, die eine seitliche Kraft aufnehmen könnte. Trägt Ihre Welle sowohl Axial- als auch Radiallasten, muss der Radialanteil vollständig von einem separaten Lager übernommen werden.
Aufbau des Zylinderrollen-Axiallagers: drei Teile
Im Gegensatz zu einem abgedichteten Kugellager wird ein Zylinderrollen-Axiallager als drei separate Komponenten spezifiziert — und häufig auch so bestellt: eine Wellenscheibe, eine Gehäusescheibe und eine dazwischen laufende Rollen- und Käfigeinheit.
In den Katalog-Teilenummern ist dies direkt am Präfix erkennbar:WSfür die Wellenscheibe,GSoderOWfür die Gehäusescheibe, undKfür die Rollen- und Käfigeinheit. Bei großen Baugrößen werden gelegentlich IW/OW statt WS/GS verwendet — beides bezeichnet dasselbe, nämlich Innen- und Außenscheibe.
Die Aufteilung des Lagers in drei Teile ist nicht nur eine Bezeichnungslogik. Sie ermöglicht es, eine Rollen- und Käfigeinheit mit unterschiedlichen Scheibentypen zu kombinieren — Flachschniben für eine feste Montage, selbstausrichtende Scheiben dort, wo konstruktionsbedingt eine gewisse Wellenfehlstellung zu erwarten ist. Deshalb führen Kataloge Scheiben und Rollen- und Käfigeinheiten als separate Positionen und nicht als eine feste Einheit.
Es gibt zudem ein Bezeichnungsmuster, das Sie kennen sollten, noch bevor Sie ein Datenblatt öffnen: Teilenummern, die auf"TN"verwenden einen glasfaserverstärkten PA66-Käfig, während Teilenummern mit der Endung„M“verwenden einen bearbeiteten Messingkäfig. Das gilt durchgängig für alle in diesem Katalog geprüften Größen – vom 81103 TN mit 17 mm Bohrung bis zum 81120 TN mit 100 mm Bohrung (beide PA66) – und wechselt ab dem 81140 M mit 200 mm Bohrung auf Messing, das bis zum 811/1000 M mit 1.000 mm Bohrung beibehalten wird.
Tragzahlen von Axial-Zylinderrollenlagern nach Größe
Die Baureihen 811/812 decken innerhalb einer einzigen Katalogfamilie einen nahezu 60-fachen Bereich des Bohrungsdurchmessers ab; die Kennwerte steigen entsprechend an.
Teilenummer | Bohrung | Breite | Käfigwerkstoff | Statische Tragzahl | Dynamische Tragzahl | Maximale Drehzahl |
|---|---|---|---|---|---|---|
17 mm | 9 mm | Glasfaserverstärktes PA66 | 7,088 lbf (31.5 kN) | 2,745 lbf (12.2 kN) | 8,500 rpm | |
30 mm | 11 mm | Glasfaserverstärktes PA66 | 17,550 lbf (78,1 kN) | 6,075 lbf (27,0 kN) | 6.000 U/min | |
100 mm | 25 mm | Glasfaserverstärktes PA66 | 141,750 lbf (630,5 kN) | 35,100 lbf (156,1 kN) | 2.400 U/min | |
200 mm | 37 mm | Gedrehte Messingausführung | 337,500 lbf (1,501 kN) | 69,750 lbf (310,3 kN) | 1.400 U/min | |
380 mm | 65 mm | Gedrehte Messingausführung | 1.125.000 lbf (5.004 kN) | 202.500 lbf (900,8 kN) | 800 U/min | |
1.000 mm | 140 mm | Gedrehte Messingausführung | 7.312.500 lbf (32.528 kN) | 1.068.750 lbf (4.754 kN) | 300 U/min |
Zwei Muster fallen besonders auf. Erstens nimmt das Verhältnis von statischer zu dynamischer Tragzahl mit zunehmender Baugröße zu – von 2,6:1 bei 17 mm Bohrung bis 6,8:1 bei 1.000 mm Bohrung. Dasselbe Bild zeigt sich bei Kegelrollen-Axiallagern. Das spricht dafür, dass es sich um eine allgemeine Eigenschaft der Skalierung ermüdungsbasierter Tragzahlwerte handelt und nicht um ein Merkmal nur eines einzelnen Lagertyps.
Zweitens sinkt die Grenzdrehzahl über den gesamten Bereich um rund den Faktor 28 – von 8.500 U/min bei der kleinsten Bohrung auf 300 U/min bei der größten. Das verdeutlicht, dass ein Lager mit sehr hoher statischer Tragfähigkeit nicht zwangsläufig für hohe Drehzahlen ausgelegt ist.
AktuelleTeilenummern für Axial-Zylinderrollenlagernach Größen mit den jeweiligen Spezifikationen ansehen.
Vergleich bei gleicher Bohrung: Axial-Zylinderrollenlager vs. Axialkugellager
Bei identischer 30-mm-Bohrung bilden die beiden Lagertypen den Kompromiss zwischen kompakter Bauhöhe und hoher Tragfähigkeit.
Lagertyp | Teilenummer | Breite | Statische Tragzahl | Dynamische Tragzahl | Maximale Drehzahl |
|---|---|---|---|---|---|
Axialkugellager | 15,5 mm | 10.401 lbf (46,3 kN) | 1.725 lbf (7,7 kN) | 5.740 U/min | |
Axial-Zylinderrollenlager | 81106 TN | 11 mm | 17,550 lbf (78,1 kN) | 6,075 lbf (27,0 kN) | 6.000 U/min |
Bei gleicher Bohrung ist die Zylinderrollen-Ausführung schlanker, trägt sowohl statisch als auch dynamisch höhere Lasten und liegt in diesem konkreten Vergleich sogar bei der Grenzdrehzahl vor der Kugelversion. Der Vorteil des Axialkugellagers zeigt sich an anderer Stelle: geringere Reibung bei sehr niedrigen Lasten sowie eine höhere Toleranz gegenüber geringer Fehlausrichtung durch Ausgleichsscheiben-Varianten; beides spiegelt sich in einer Tragzahlentabelle nicht wider.
Den Vergleich zwischen Axial-Zylinderrollenlagern und der höher belastbaren Kegelrollenbauart finden Sie unterWas ist ein Axial-Kegelrollenlager?Die Kategorieübersicht finden Sie unterWas ist ein Axiallager?
Einsatzbereiche von Axial-Zylinderrollenlagern
Die Kombination aus hoher einseitiger Axialtragfähigkeit und minimalem axialen Bauraum macht Axial-Zylinderrollenlager zu einer häufig spezifizierten Lösung in Werkzeugmaschinenspindeln, Getrieben und weiteren Anlagen, in denen der axiale Einbauraum knapp ist, die darüber abzuführende Axiallast jedoch erheblich ausfällt.
Dies entspricht der allgemeinen ingenieurtechnischen Praxis und ist keine Aussage, die auf eine bestimmte Katalogquelle verweist. Anders als bei der TTHD-Kegelrollenbauart werden in der Kategoriebeschreibung dieser Produktlinie keine spezifischen Einsatzbranchen genannt.
Häufig gestellte Fragen
Was geschieht in der Praxis, wenn dieses Lager im Betrieb radial belastet wird?
Da die Rollen auf der planen Scheibenlaufbahn lediglich linienförmigen Kontakt haben, führt eine Radialkraft dazu, dass sich die Rollen verkanten, statt sauber abzuwälzen. Dieser ungleichmäßige, randbelastete Kontakt konzentriert die Spannungen an den Rollenenden und beschleunigt den Verschleiß erheblich.
Die Lebensdauer eines radial belasteten Lagers sinkt in der Regel deutlich schneller, als es die Tragzahlwerte vermuten lassen, da diese Werte von einer reinen Axialbelastung ausgehen.
Worin unterscheidet sich dies von einem Axial-Nadelrollenlager?
Gleicher Grundaufbau — Rollen zwischen zwei planen Scheiben — jedoch einAxial-Nadelrollenlagerverwendet deutlich kleinere Rollen-Ø, wodurch der axiale Bauraum weiter reduziert wird – allerdings auf Kosten der Tragfähigkeit.
Wählen Sie eine Axial-Nadelrollenlagerung, wenn der axiale Bauraum Ihre entscheidende Vorgabe ist. Wählen Sie eine Axial-Zylinderrollenlagerung, wenn Sie eine höhere Tragfähigkeit benötigen und einige zusätzliche Millimeter Breite zur Verfügung haben.
Müssen Sie die Scheiben und den Rollenkranz separat bestellen?
In der Regel ja, und das ist bewusst so ausgelegt: Auf diese Weise können Sie einen Rollenkranz mit dem für Ihre Einbausituation passenden Scheibentyp kombinieren – Planscheiben für eine feste Lagerung, selbstausrichtende Scheiben, wenn mit einer gewissen Wellenschiefstellung zu rechnen ist.
Welche Lagerluft oder Vorspannung ist bei der Montage erforderlich?
Üblicherweise wird ein geringes Betriebsspiel statt einer Vorspannung gewählt, da das Lager radial keine Ausweichreserve bietet, wenn die Rollen axial zu stark eingeklemmt werden.
Die exakten Werte sollten den Montagerichtlinien des Herstellers für die jeweilige Baureihe entnommen werden – bei falscher Einstellung sinkt entweder die Tragfähigkeit oder das Lager überhitzt.
Sollten Sie die standardmäßige TN/M-Käfigwerkstoffauswahl für Ihre Anwendung anpassen?
In der Regel nicht – der im Katalog für die jeweilige Größe vorgesehene Standard-Käfigwerkstoff ist bereits auf die dafür ausgelegte Belastung und Drehzahl abgestimmt. Glasfaserverstärktes PA66 läuft bei kleineren, schnelleren Ausführungen kühler und leichter als Stahl; bearbeitetes Messing eignet sich bei größeren, langsamer laufenden Ausführungen für die höheren Flächenpressungen, denen diese Lager ausgesetzt sind.
Abweichungen sind nur in Sonderfällen sinnvoll: bei extremen Umgebungstemperaturen, bei Kontakt mit Lösungsmitteln, die PA66 angreifen, oder bei einer Drehzahlanforderung, die deutlich außerhalb der Standardauslegung für die betreffende Bohrung liegt.
Warum sinkt die zulässige Maximaldrehzahl zwischen kleinen und großen Baugrößen so stark?
Größere Rollen legen bei gleicher Drehzahl eine größere Umfangsstrecke auf der Laufbahn zurück; dadurch entstehen pro Umdrehung mehr Wärme und höhere Fliehkräfte.
Der 28-fache Rückgang der Maximaldrehzahl innerhalb dieser Baureihe – von 8.500 rpm bei 17 mm Bohrung auf 300 rpm bei 1.000 mm Bohrung – spiegelt diese physikalischen Zusammenhänge wider und ist nicht auf einen konservativen Sicherheitsabstand zurückzuführen, der sich mit einem besseren Käfig oder Schmierstoff einfach anheben ließe.
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