Radiallager oder Axiallager: Was ist der Unterschied?
Die beiden Namen beschreiben die Richtung der Last, nicht die Bauart. Ein Radiallager umschließt die Welle und trägt die Kraft quer zu ihr; ein Axiallager steht der Stirnseite einer Welle oder einem Wellenbund gegenüber und trägt die Kraft in Wellenrichtung. Die meisten realen Gelenke brauchen beides – deshalb gibt es Bundbuchsen und Anlaufscheiben.
Ein Radiallager (Radialgleitlager, früher auch Zapfen- oder Querlager) stützt den zylindrischen Lagerzapfen einer drehenden Welle und trägt die Radiallast, also die Kraft senkrecht zur Achse. Ein Axiallager (Drucklager, Längslager) stützt die Welle gegen die Axiallast, die Kraft in Achsrichtung, über eine ebene oder kegelige Fläche. Beide gibt es als Gleitlager und als Wälzlager. In der Gleitlagerbauart ist das Radiallager eine Zylinderbuchse und das Axiallager eine Anlaufscheibe oder der Bund einer Bundbuchse.
- Radiallager: zylindrische Bohrung, Radiallast, ausgelegt über die projizierte Fläche Bohrung × Länge.
- Axiallager: ebene Ringfläche, Axiallast, ausgelegt über die Ringfläche π/4 (D² − d²) abzüglich der Nuten.
- Bundbuchse: ein Teil, das die Radiallast in der Hülse und eine leichte Axiallast am Bund aufnimmt.
- Anlaufscheibe: ein separater Ring aus Bronze, Bimetall oder PTFE-Verbund zwischen Wellenbund und Gehäuse.
Was ist ein Radiallager?
Der Lagerzapfen ist der Abschnitt einer Welle, der im Lager läuft. Ein Radiallager ist folglich jedes Lager, das diesen Wellenabschnitt umschließt und die quer zur Achse wirkende Kraft aufnimmt: das Gewicht eines Rotors, den Riemenzug an einer Scheibe, die Bolzenreaktion in einem Gestänge. In seiner einfachsten Gleitlagerform ist es eine Zylinderbuchse: ein Zylinder aus Bronze, Bimetall, PTFE-Verbund oder gehärtetem Stahl, in das Gehäuse eingepresst, mit Laufspiel zur Welle und in der Regel einem Schmierfilm dazwischen.
Radialgleitlager werden nach der spezifischen Belastung – der Radialkraft geteilt durch die projizierte Fläche der Bohrung (Durchmesser × Länge) – und nach der Gleitgeschwindigkeit ausgelegt. Gefettete Bronze C93200 ist mit 45 N/mm² statisch und 25 N/mm² bewegt bei bis zu 0,5 m/s eingestuft; ein PTFE-Verbundgleitlager mit 250 N/mm² statisch, im Trockenlauf aber nur bei niedriger Geschwindigkeit; eine gehärtete Stahlbuchse JBM-ST mit 250 N/mm² bei 0,1 m/s. Ein Radialwälzlager erledigt dieselbe Aufgabe mit Kugeln oder Rollen zwischen zwei Ringen und wird stattdessen nach dynamischer Tragzahl und Lebensdauer ausgelegt.
Was ist ein Axiallager?
Ein Axiallager trägt die Kraft, die die Welle entlang ihrer eigenen Achse verschieben will: die Reaktion eines schrägverzahnten Zahnrads, den Druck auf ein Pumpenlaufrad, das Gewicht einer stehenden Welle, die Seitenkraft auf einen Gelenkbolzen aus einem schief stehenden Gestänge. Es bietet eine ebene Fläche im rechten Winkel zur Achse, gegen die sich die Welle über einen Bund, einen Absatz oder ihre Stirnseite abstützt.
Die Gleitlagerbauart ist die Anlaufscheibe: ein flacher Ring aus Bronze, Bimetall mit Stahlrücken, PTFE-Verbund oder Bronze mit Graphiteinlagen, oft mit radialen Nuten, damit Schmierstoff über die Fläche gelangt und die Last auf getrennten Tragflächen liegt. Ausgelegt wird sie über die Axialkraft geteilt durch die Ringfläche der Tragflächen. Weil die Gleitgeschwindigkeit von innen nach außen zunimmt und sich auf einer ebenen Fläche kein Schmierkeil für einen hydrodynamischen Film bilden kann, tragen Anlaufscheiben eine geringere spezifische Belastung als derselbe Werkstoff in einer Hülse – und sie versagen zuerst, wenn die Last nicht gleichmäßig verteilt ist. Axialwälzlager (Axial-Rillenkugellager und Axial-Zylinderrollenlager) und hydrodynamische Kippsegment-Axiallager sind die Alternativen für hohe Drehzahlen.
Radiallager und Axiallager: die Unterschiede
Die Tabelle stellt beide in ihrer Gleitlagerbauart gegenüber – der Form, um die es bei den meisten Buchsenanfragen geht.
| Radiallager (Querlager) | Axiallager (Drucklager) | |
|---|---|---|
| Lastrichtung | Senkrecht zur Wellenachse | Entlang der Wellenachse |
| Geometrie | Zylindrische Bohrung um den Lagerzapfen | Ebene Ringfläche gegen Bund oder Absatz |
| Gleitlagerbauart | Zylinderbuchse, Halbschale | Anlaufscheibe, Bund einer Bundbuchse, Anlaufplatte |
| Wälzlagerbauart | Rillenkugellager, Zylinderrollenlager, Nadellager | Axial-Rillenkugellager, Axial-Zylinderrollen- oder Axial-Kegelrollenlager |
| Auslegungsgrundlage | Projizierte Fläche d × L | Ringfläche der Tragflächen |
| Schmierfilm | Schmierkeil bildet sich im Lagerspiel von selbst | Braucht Nuten oder Tragflächen; Film bildet sich schwerer |
| Typisches Schadensbild | Bohrung läuft oval aus, Riefen, Fressen | Flächenverschleiß, einseitiger Verschleiß durch Schiefstellung, abgetragene Nuten |
| Produkte von Bushing MFG | Zylinderbuchsen aus Bronze, Bimetall, PTFE, POM und Stahl | Anlaufscheiben aus Bronze, Bimetall, PTFE und POM; Bundbuchsen |
Die meisten Gelenke brauchen beides
Der Gelenkbolzen in einem Radladerarm ist ein Radiallager – bis der Arm seitlich gedrückt wird; dann wird die Stirnseite der Buchse zur Anlauffläche. Eine Pumpenwelle trägt ihr Eigengewicht radial und den hydraulischen Schub des Laufrads axial. Getriebewellen mit Schrägverzahnung sehen beides dauernd. Konstruktiv gibt es darauf drei Antworten.
- Bundbuchse. Eine Hülse mit angeformtem Bund an einem Ende. Die Hülse trägt die Radiallast; der Bund nimmt eine leichte oder gelegentliche Axiallast auf und fixiert die Buchse im Gehäuse. Lieferbar in Bronze, Bimetall, PTFE- und POM-Verbund. Der Bund ist eine Anlauffläche begrenzter Größe – legen Sie ihn nicht wie eine Anlaufscheibe aus.
- Zylinderbuchse plus Anlaufscheibe. Zwei Teile, jedes für seine eigene Last dimensioniert. Die Scheibe kann aus einem anderen Werkstoff sein als die Hülse, ist leicht zu tauschen und lässt sich mit Schmiernuten versehen. Die Standardlösung für höhere oder dauernde Axiallast.
- Separates Axiallager. Bei hoher Axiallast und Drehzahl übernimmt ein Axialwälzlager oder ein hydrodynamisches Segmentlager die Axialkraft; dem Radiallager bleibt allein die Radiallast.
Geben Sie in der Anfrage Radial- und Axiallast getrennt an. Eine einzelne Zahl mit der Bezeichnung „Last“ lässt sich nicht auslegen.
Auswahl eines Axialgleitlagers
Eine ebene Fläche ist ein weniger gutmütiges Lager als eine Bohrung. Vier Punkte entscheiden deshalb darüber, ob eine Anlaufscheibe hält.
- Flächenpressung: Axialkraft geteilt durch die Tragfläche, verglichen mit dem Werkstoffgrenzwert für Anlaufflächen – er liegt unter dem Hülsengrenzwert desselben Werkstoffs.
- Ebenheit und Rechtwinkligkeit von Gegenbund und Gehäusefläche; eine Schiefstellung von wenigen Hundertsteln konzentriert die gesamte Last auf eine Kante.
- Schmierstoffweg: radiale Nuten oder Taschen, über die der Schmierstoff die Fläche überquert; eine ungenutete Scheibe läuft unter dauernder Drehbewegung in der Mitte trocken.
- Verdrehsicherung: Die Scheibe muss über Passstift, Nase oder Aussparung fixiert sein, damit sie sich nicht gegen das Gehäuse dreht und die falsche Fläche verschleißt.
Häufige Fragen
Ist ein Radiallager dasselbe wie eine Buchse?
Die Zylinderbuchse ist die Gleitlagerbauart des Radiallagers. „Radiallager“ benennt die Funktion – die Radiallast um einen Lagerzapfen zu tragen –, „Buchse“ das Bauteil. Radialwälzlager sind im funktionalen Sinn ebenfalls Radiallager.
Kann ein Radiallager Axiallast aufnehmen?
Eine glatte Hülse nicht: Ihre Stirnfläche ist zu klein und nicht als Lagerfläche ausgelegt. Ergänzen Sie einen Bund (Bundbuchse) für leichte Axiallast oder eine Anlaufscheibe für alles darüber. Manche Wälzlager, etwa Rillenkugellager, nehmen konstruktionsbedingt mäßige Axiallasten auf.
Was ist eine Anlaufscheibe?
Ein flacher Ring aus Lagerwerkstoff – typisch Bronze, Bimetall mit Stahlrücken oder PTFE-Verbund –, der zwischen einem drehenden Bund und einer stehenden Fläche die Axiallast aufnimmt. Sie ist die Gleitlagerbauart des Axiallagers.
Warum sind Axiallager im selben Werkstoff geringer belastbar als Radiallager?
Eine ebene Fläche hat keinen sich verengenden Spalt, in dem sich ein hydrodynamischer Schmierkeil aufbauen könnte, die Gleitgeschwindigkeit ändert sich über die Fläche, und jede Schiefstellung belastet eine Kante. Der Werkstoff ist derselbe; die Geometrie ist ungünstiger.
Welches Lager trägt die Last in einer vertikalen Pumpe?
Das Axiallager trägt das Gewicht von Welle und Laufrad plus den hydraulischen Schub; die Radiallager führen die Welle nur und nehmen Unwucht und hydraulische Radialkräfte auf.
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