Zylinderrollenlager

Zylinderrollenlager sind Wälzlager mit zylindrischen Rollen als Wälzkörper, die im Vergleich zu Kugellagern eine deutlich höhere radiale Tragfähigkeit bei gleichem Außendurchmesser bieten. Durch die linienförmige Berührung zwischen Rolle und Laufbahn verteilt sich die Last auf eine größere Fläche, was zu erheblich höheren Tragzahlen und einer robusten Leistung unter schweren Lasten führt. Als Rollenlager nach DIN 5412 / ISO 15 sind Zylinderrollenlager bei Anwendungen mit hohen Radiallasten und der Notwendigkeit zur axialen Verschiebbarkeit das Lager der Wahl.

Bei Antriebstechnik.shop finden Sie ein breites Sortiment an Zylinderrollenlagern in allen gängigen Baureihen und Ausführungen – von einfachen N- und NU-Lagern als reine Loslager bis hin zu NJ-, NUP- und NF-Ausführungen, die zusätzlich axiale Führungsfunktionen übernehmen. Ergänzend bieten wir Pendelrollenlager, Kegelrollenlager und Nadellager für verwandte Anwendungen sowie Schrägkugellager für kombinierte Radial-/Axialbelastung.

Was sind Zylinderrollenlager?

Zylinderrollenlager (englisch cylindrical roller bearing) sind einreihige oder mehrreihige Rollenlager, bei denen zylindrische Wälzkörper zwischen Innen- und Außenring abrollen. Die zylindrische Rollengeometrie ergibt eine linienförmige Berührung zwischen Wälzkörper und Laufbahn – im Gegensatz zur punktförmigen Berührung beim Kugellager. Diese Eigenschaft ist die Ursache für die wesentlich höhere Radialbelastbarkeit gegenüber gleichgroßen Rillenkugellagern.

Zylinderrollenlager nehmen primär radiale Kräfte auf. Axiale Kräfte können nur dann übertragen werden, wenn das Lager mit entsprechenden Bordflächen ausgestattet ist, die als axiale Anschlagsflächen dienen. Die axiale Verschiebbarkeit (Loslager-Funktion) ist eine der wichtigsten Besonderheiten vieler Zylinderrollenlager-Bauformen.

Ein weiterer Vorteil von Zylinderrollenlagern ist ihre Trennbarkeit: Innenring und Außenring können separat montiert werden, was die Montage und Demontage in vielen Einbausituationen erheblich erleichtert – ein wichtiger Vorteil gegenüber nicht trennbaren Kugellagern.

Loslager und Festlager – die Bauform bestimmt die Funktion

In nahezu jeder Wellenlagerung wird ein Festlager mit einem Loslager kombiniert: Das Festlager führt die Welle axial und nimmt Axialkräfte auf, das Loslager kann sich axial verschieben und kompensiert thermische Längenänderungen. Die enorme Stärke des Zylinderrollenlagers liegt darin, dass je nach Bordausführung beide Funktionen abgedeckt werden können – mit identischer Wellen- und Gehäusegeometrie.

Die Bordausführung am Innen- und/oder Außenring entscheidet darüber, ob ein Zylinderrollenlager als reines Loslager, als Festlager oder als sogenannte schwimmende Lagerung eingesetzt werden kann. Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Bauformen und ihre typischen Einsatzzwecke.

Bauformen-Übersicht: N, NU, NJ, NUP, NF

Die Typkennzeichnung des Zylinderrollenlagers gibt direkt Auskunft über die Bordausführung – und damit über den möglichen Einsatz als Los- oder Festlager:

NU- und N-Lager – das klassische Loslager

NU-Lager (ohne Bord am Innenring) und N-Lager (ohne Bord am Außenring) können sich in axialer Richtung frei verschieben. Sie werden ausschließlich als Loslager eingesetzt, wenn thermische Längenausdehnung der Welle ausgeglichen werden muss. Diese Lager übertragen keine Axialkräfte. NU ist die mit Abstand häufigste Bauform – sie lässt sich in den meisten Industrieanwendungen ohne Anpassung der Konstruktion einsetzen.

NJ-Lager – einseitige axiale Führung

NJ-Lager haben einen Bord am Innenring und können axiale Kräfte in einer Richtung übertragen. Sie sind häufig als Festlager auf einer Seite und als Loslager auf der anderen Seite einer Welle eingesetzt. Die Kombination NJ+HJ (Winkelring) ergibt eine vollständige beidseitige Axialführung – eine kosteneffiziente Alternative zum NUP-Lager.

NUP- und NF-Lager – beidseitige axiale Führung

NUP-Lager verfügen über einen festen und einen losen Bord am Innenring und können Axialkräfte in beiden Richtungen aufnehmen. NF-Lager haben einen Bord am Außenring für einseitige Axialführung. Diese Ausführungen sind sowohl als Fest- als auch als Loslager einsetzbar, je nach Passungsart des Außenrings.

Vollrollige Zylinderrollenlager

Vollrollige Zylinderrollenlager (Suffix V, z.B. NCF oder SL) haben keinen Käfig und enthalten die maximal mögliche Anzahl an Rollen. Dadurch ist die Tragfähigkeit maximal – allerdings auf Kosten der zulässigen Drehzahl. Sie eignen sich für langsam drehende Anwendungen mit sehr hohen Lasten, etwa in Walzwerken, Pressen oder Hebezeugen.

Zweireihige Zylinderrollenlager

Zweireihige Zylinderrollenlager (Präfix NN oder NNU) bieten außergewöhnlich hohe Tragzahlen bei vergleichsweise geringem Einbauraum. Sie werden insbesondere als Präzisionslager in Werkzeugmaschinen-Spindeln und in Walzwerken eingesetzt, wo höchste Steifigkeit und Tragfähigkeit gefordert sind.

Typische Abmessungen, Bezeichnungen und Käfige

Zylinderrollenlager folgen den Abmessungsnormen nach DIN 5412 bzw. ISO 15. Die Bezeichnung enthält das Typkürzel (N, NU, NJ, NUP, NF), die Breitenreihe, das Bohrungskennzeichen und Suffixe für Käfigwerkstoff und Sonderausführungen.

Beispiel: NU309-E-TVP2-C3 – einreihiges Zylinderrollenlager der Bauform NU, Bohrungskennzeichen 09 entspricht 45 mm Bohrungsdurchmesser (09 × 5 = 45), Suffix E für verstärkte Innenkonstruktion, TVP2 für glasfaserverstärkten Polyamidkäfig, C3 für erhöhte radiale Lagerluft.

Standardmäßig sind Zylinderrollenlager als offene Lager ohne Dichtung ausgeführt. Käfige bestehen aus Stahlblech (gestanzt), Massiv-Messing oder glasfaserverstärktem Polyamid. Die offene Bauweise ermöglicht die Schmierung mit Fett oder Öl über das Gehäuse. Weitere Informationen zu Lagerluft C3 finden Sie in unserem Ratgeber.

Anwendungen von Zylinderrollenlagern

Zylinderrollenlager sind die erste Wahl, wenn sehr hohe Radiallasten auftreten und axiale Verschiebbarkeit benötigt wird oder die Lager als Loslager in einer Festlager/Loslager-Anordnung fungieren sollen.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Elektromotoren
  In großen Elektromotoren lagern Zylinderrollenlager die Rotorwelle auf der Loslagerseite. Die freie axiale Beweglichkeit kompensiert thermische Längenänderungen des Rotors – ein klassisches Einsatzgebiet für NU-Lager.
• Werkzeugmaschinen – Spindel- und Vorschubantriebe
  In Fräs- und Drehmaschinen nehmen Zylinderrollenlager die hohen Radialschnittkräfte auf, während gepaarte Schrägkugellager oder Spindellager die Axialkräfte übertragen. Präzisionsausführungen mit P5/P6-Toleranz sind Pflicht.
• Industrie- und Fahrzeuggetriebe
  In Getrieben sind Zylinderrollenlager auf der Loslagerseite weit verbreitet. Sie ermöglichen axiale Ausdehnungsfreiheit bei gleichzeitig hoher radialer Belastbarkeit.
• Walzwerke und Papiermaschinen
  Für schwerste radiale Belastungen werden zwei- oder vierreihige sowie vollrollige Zylinderrollenlager eingesetzt, die außergewöhnlich hohe Tragzahlen bei vergleichsweise geringem Einbauraum bieten.
• Schienenfahrzeuge – Radsatzlager
  Radsatzlager in Lokomotiven und Wagons nutzen Zylinderrollenlager für die zuverlässige Übertragung der Fahrzeuggewichtslast unter stoßartigen Beanspruchungen.
• Hebezeuge, Pressen und Walzen
  In langsam drehenden, hochbelasteten Anwendungen sind vollrollige Zylinderrollenlager (NCF, SL) das Mittel der Wahl – sie nutzen den verfügbaren Einbauraum optimal aus.

Die zentrale konstruktive Frage bei der Auslegung ist: Welches Lager soll Festlager, welches Loslager sein? Die Antwort bestimmt unmittelbar die Bauformwahl.

Auswahlhilfe: So finden Sie das passende Zylinderrollenlager

Die Auswahl eines Zylinderrollenlagers erfordert zunächst die Klärung der Lagerfunktion (Fest- oder Loslager) sowie der auftretenden Radiallasten. Bei Antriebstechnik.shop können Sie Zylinderrollenlager gezielt nach relevanten Parametern filtern und so Schritt für Schritt eingrenzen.

Die folgenden Kriterien helfen bei der Auswahl:

1. Loslager oder Festlager?
   Klären Sie zunächst, ob das Lager axial verschiebbar sein muss (Loslager: NU oder N) oder ob es Axialkräfte übertragen soll (NJ, NUP, NF). Diese Entscheidung legt die Bauform unmittelbar fest.
2. Radiale Belastung und Lebensdauer
   Ermitteln Sie die maximale Radialbelastung. Wählen Sie die Lagerreihe so, dass die dynamische Tragzahl eine ausreichende Lebensdauer (L10h) sicherstellt. Für sehr hohe Lasten kommen vollrollige oder zweireihige Ausführungen in Betracht.
3. Drehzahl
   Zylinderrollenlager erlauben moderate bis hohe Drehzahlen. Bei sehr hohen Drehzahlen sind Lager mit Messingkäfig (Suffix M) und Umlaufölschmierung erforderlich. Vollrollige Lager sind drehzahlbegrenzt.
4. Käfigwerkstoff
   Stahl- oder Polyamidkäfig (TVP) für Standardanwendungen, Messingkäfig (M) für hohe Drehzahlen und Temperaturen. Vollrollige Lager (NCF, SL) für maximale Tragfähigkeit.
5. Lagerluft
   Standardanwendungen verwenden Normallagerluft (CN). C3 ist Pflicht bei Presspassungen oder erhöhten Temperaturen, da sich die effektive Lagerluft im Betrieb verringert.
6. Schmierungskonzept
   Offene Lager erfordern externe Schmierung mit Fett oder Öl. Bei schwer zugänglichen Einbaustellen oder wartungsarmen Konzepten sind abgedichtete Varianten zu bevorzugen.

Wenn Sie unsicher sind, welche Bauform und Ausführung für Ihre Anwendung geeignet ist, unterstützen wir Sie gerne bei der Auswahl. Auch für die richtige Lagerung im Komplettsystem mit Dichtungen wie Wellendichtringen oder V-Ringen beraten wir Sie kompetent.