Een van de bepalende kenmerken van tonlagers is de opstelling van twee rijen rolelementen (meestal cilindrische of tonvormige rollen) die evenwijdig aan de as lopen. Door dit ontwerp kan het lager zowel radiale als axiale belastingen in twee richtingen tegelijk verwerken. Door de belasting over twee rijen rollen te verdelen, kunnen tonlagers veel hogere belastingen dragen in vergelijking met lagers met één rij, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen waarbij zware machines of apparatuur betrokken zijn die aan aanzienlijke spanningen worden blootgesteld.
De bolvormige buitenring van het lager is een ander belangrijk ontwerpkenmerk dat een aanzienlijke invloed heeft op het draagvermogen. De buitenring is ontworpen met een concave (bolvormige) vorm, waardoor het lager axiale uitlijningsfouten kan opvangen. Dankzij dit ontwerp kunnen de rollen consistent contact houden met de loopbaan, zelfs als de as enigszins verkeerd is uitgelijnd. De bolvorm helpt de uitgeoefende belasting gelijkmatiger over de rollen te verdelen, waardoor het risico op plaatselijke spanning en slijtage wordt verminderd. Dit resulteert in een groter vermogen om radiale belastingen te ondersteunen en vermindert de kans op lagerdefecten als gevolg van verkeerde uitlijning of scheve belasting.
Bij tonlagers zijn de rollen doorgaans onder een hoek ten opzichte van de as van het lager geplaatst, wat helpt bij het dragen van axiale belastingen. Door dit hoekcontactontwerp kunnen de rollen zowel radiale belastingen (die loodrecht op de as werken) als axiale belastingen (die langs de as van de as werken) effectiever dragen. De oriëntatie van de rollen maximaliseert ook hun contactoppervlak met de binnenring, wat de verdeling van de belasting verbetert en bijdraagt aan het hogere totale draagvermogen van het lager. Het vermogen om gecombineerde belastingen (zowel radiaal als axiaal) aan te kunnen zonder significante vervorming of schade is een van de redenen waarom tonlagers uitblinken in zware toepassingen.
De interne geometrie van tonlagers zorgt ervoor dat de rollen grote contactoppervlakken maken met zowel de binnenste als de buitenste loopvlakken. Dit grote contactoppervlak helpt de belasting gelijkmatig over meerdere punten te verdelen, waardoor de druk op elk punt van het lager wordt verminderd. Deze verdeling van de belasting verbetert het draagvermogen van het lager en vermindert de kans op slijtage of schade aan de loopvlakken en rollen, zelfs onder omstandigheden met hoge belasting.
Sferische rollagers zijn ontworpen om zichzelf uit te lijnen, wat een cruciaal kenmerk is voor zware toepassingen waarbij een verkeerde uitlijning van de as kan optreden als gevolg van thermische uitzetting, doorbuiging of montageonnauwkeurigheden. Het zelfuitlijnende ontwerp zorgt voor een uniform rolcontact met de loopvlakken, zelfs als de as niet perfect is uitgelijnd. Dit verkleint de kans op een ongelijkmatige verdeling van de belasting, voorkomt plaatselijke spanning en vergroot het vermogen van het lager om hogere belastingen zonder falen te ondersteunen. De grotere flexibiliteit om verkeerde uitlijning te tolereren terwijl ze nog steeds aanzienlijke radiale en axiale belastingen ondersteunen, is een van de redenen waarom tonlagers vaak worden gebruikt in uitdagende omstandigheden.
Het ontwerp van de rollen zelf, zoals hun diameter, lengte en vorm, speelt een belangrijke rol bij het vergroten van het draagvermogen. Bij tonlagers zijn de rollen doorgaans groter en hebben ze een tonvormige of taps toelopende vorm, waardoor het lastdragende contactoppervlak wordt gemaximaliseerd. Deze geoptimaliseerde geometrie zorgt ervoor dat de belasting gelijkmatiger over de rollen wordt verdeeld, waardoor het risico op puntbelasting, voortijdige slijtage en vroegtijdig falen wordt verminderd. Het grotere contactoppervlak en de geoptimaliseerde geometrie van de rollen verhogen het totale draagvermogen van het lager.
De interne geometrie van tonlagers draagt ook bij aan hun stijfheid, wat hun draagvermogen verder vergroot. Stijvere lagers zijn beter bestand tegen vervorming onder zware belastingen, waardoor wordt verzekerd dat de belasting consistent wordt ondersteund zonder de prestaties of levensduur van het lager in gevaar te brengen. Het vermogen om de stijfheid te behouden onder omstandigheden met hoge belasting zorgt ervoor dat tonlagers zowel radiale als axiale krachten efficiënt kunnen verwerken, waardoor ze geschikt zijn voor zware machines en uitrusting.
