Schmieren ade!

Mittlerweile gibt es für viele Anwendungsfälle Alternativen zu wartungspflichtigen Gleitlagern, die sich mit geringem Aufwand auch in bestehende Maschinen und Anlagen integrieren lassen. Die Auswahl eines geeigneten wartungsfreien Gleitlagers hängt im Wesentlichen – analog zu den wartungspflichtigen Lagern – von der Belastungsart, dem Gleitweg und der geforderten Lebensdauer ab.

Exklusiv in KEM Der Autor: Christian Forstner, Leiter Technik Gleitlager, Schaeffler Industrie, Schweinfurt

Lange Gebrauchsdauer ohne Wartungsaufwand, das klingt fast zu schön, um wahr zu sein. Gehört doch das Nachschmieren von Gleitlagern seit jeher zum regelmäßigen Ritual bei Bau-, Land- und Sondermaschinen, um die geplante Lebensdauer der Stahl-Stahl- oder Stahl-Bronzelager sicher zu erreichen und frühzeitigen Ausfällen vorzubeugen.

Bei einer großen Maschine oder Anlage entsteht so ein nennenswerter Zeitaufwand für den Bediener, bevor mit der produktiven Arbeit begonnen werden kann. Im Falle von schwer zu erreichenden Schmierstellen besteht überdies das Risiko, dass entweder unzureichend oder gar nicht geschmiert wird. Selbst wenn die Aufgabe des Schmierens bei Großmaschinen von einer zentralen Anlage erledigt wird, entstehen dem Maschinenbetreiber über die gesamte Gebrauchsdauer betrachtet erhebliche Betriebskosten.

In Zeiten immer strikterer Umweltauflagen erfordern wartungspflichtige Gleitlagerlösungen auch zunehmend den Einsatz umweltfreundlicher, biologisch abbaubarer und damit teurer Schmierstoffe. Grund genug, die möglichen Alternativen näher zu betrachten. Mittlerweile gibt es für viele Anwendungsfälle Alternativen zu wartungspflichtigen Gleitlagern, die sich mit geringem Aufwand auch in bestehende Maschinen und Anlagen integrieren lassen.

Wartungsfreie Gleitlager für viele Anwendungen

Die Auswahl eines geeigneten wartungsfreien Gleitlagers hängt im Wesentlichen – analog zu den wartungspflichtigen Lagern – von der Belastungs- und Bewegungsart sowie der geforderten Lebensdauer ab. Bild 1 zeigt die wesentlichen Typen wartungsfreier Gleitlager aus dem Schaeffler-Portfolio, gereiht nach Leistungsfähigkeit und Marktanforderungen.

Metall-Polymer-Verbundlager stellen eine attraktive Lösung dar, wenn es auf Leistung bei geringem Bauraum ankommt. Die besonderen Eigenschaften ergeben sich aus der Werkstoffkombination von Kunststoff und Metall. Die Materialverbindung ermöglicht verschleißarme Gleiteigenschaften bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Die hohe Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit ermöglicht den Einsatz im Wasser oder in anderen Medien. Ein weiterer Vorteil ist die mögliche Ausführung als Bundbuchse sowie als axialer Anlaufring. Die hervorragende Verformbarkeit des Materials ermöglicht darüber hinaus die Gestaltung anwenderspezifischer Bauteile für verschiedene Rotativ-, Linear- und Schwenkbewegungen.

Am oberen Ende des Leistungsspektrums stehen die mit Elgoglide ausgestatteten Buchsen und Gelenklager, die statische Lasten bis zu 500 MPa und dynamische Lasten bis zu 300 MPa über eine lange Lebensdauer aufnehmen können. Die Vorteile dieser Lager liegen neben ihrer absoluten Wartungsfreiheit in der sehr hohen Belastbarkeit, insbesondere bei hohen einseitigen Lasten und Schwenkbewegung. Elgoglide steht für eine Gleitschicht, die in erster Linie aus einem technischen Gewebe, bestehend aus Stütz- und PTFE-Fasern, und einer Kunstharzmatrix aufgebaut ist. Das mit Kunstharz getränkte textile Gewebe wird auf dem präzise gefertigten Stahlgrundkörper des Außenringes oder der Buchse aufgeklebt und danach thermisch ausgehärtet. Die Schichtstärke der fertigen Gleitschicht beträgt nur 0,5 mm und weist hervorragende Leistungsparameter bei absoluter Wartungsfreiheit auf.

Die Lücke zwischen den beiden genannten Lagertypen schließen die Elgotex-Wickelbuchsen. Diese werden bei gleichem Bauraum bereits erfolgreich als direkter Ersatz für massive Bronzebuchsen eingesetzt.

Harte Schale, leistungsfähiger Kern

Elgotex-Gleitlager eignen sich besonders gut für trocken laufende Anwendungen, die hohen Belastungen und Schwingungen ausgesetzt sind. Die verwendete Materialpaarung ermöglicht einen gleichbleibend niedrigen Reibwert bei geringem Verschleiß und absoluter Wartungsfreiheit. Die Lager sind radial hoch tragfähig, auch bei axialen Bewegungen einsetzbar und unempfindlich gegen Stöße und Kantenpressungen.

Der Aufbau der Buchsen besteht prinzipiell aus einer gewickelten Gleitschicht aus harzgetränktem PTFE-Garn, die von einer ebenfalls gewickelten und harzgetränkten Glasfaser-Stützstruktur umgeben ist. Die Stützstruktur gibt der Buchse die notwendige Festigkeit, um die Belastbarkeit zu gewährleisten und den erforderlichen Presssitz im Gehäuse herzustellen. Elgotex-Gleitlager sind standardmäßig im Bohrungsdurchmesser zwischen 20 und 200 mm, im Außendurchmesser zwischen 24 und 220 mm sowie in Breiten von 40 bis 250 mm verfügbar. Davon abweichende Sonderabmessungen bis Außendurchmesser 1200 mm sind auf Nachfrage möglich. In Bild 2 ist eine Elgotex-Buchse ohne und im Schnitt mit beidseitiger Abdichtung (2RS) dargestellt.

Im direkten Vergleich zu Bronzebuchsen kann mit Elgotex in vielen Anwendungen trotz Wartungsfreiheit eine deutlich längere Lebensdauer bei gleichzeitig niedrigen Reibwerten erreicht werden. In der Tabelle wird dieser Vorteil von Versuchsergebnissen des Schaeffler-Gleitlagerprüfstandes eindrucksvoll untermauert. Bei vergleichbarer statischer und dynamischer Belastbarkeit erreicht der Gleitweg (s) der Elgotex-Buchse das Fünffache der Bronzebuchse. Die einzige Einschränkung bei der maximal zulässigen Gleitgeschwindigkeit ist in den meisten Zielanwendungen jedoch nicht relevant, da es sich um langsame Schwenkbewegungen handelt.

Nachrüsten leicht gemacht

Elgotex-Buchsen lassen sich mit geringem Aufwand in bestehende Konstruktionen einbauen und diese damit auf wartungsfreien Betrieb umstellen. Bild 3 zeigt einen erfolgreichen Umbau eines hochbelasteten Radladergelenkes. Die Gehäusebohrung musste dazu nicht nachgearbeitet werden. Auch der originale Bolzen kann verwendet werden, sofern die in Bild 4 dargestellten Toleranzen und Rauheiten eingehalten werden.

Bei allen genannten wartungsfreien Gleitlagern ist für eine ausreichende Abdichtung zu sorgen, wenn die Lagerstelle Schmutz und Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Speziell in Land- und Baumaschinenanwendungen ist der Einsatz von Vorsatzscheiben als zusätzlicher Strahlwasserschutz angeraten, um ein Eindringen von Wasser beim Einsatz von Hochdruckreinigern wirkungsvoll zu verhindern.

Ein Gleitlager – viele Möglichkeiten

Neben den vorgestellten Anwendungen eignen sich die Elgotex-Wickelbuchsen auch gut für den Einsatz in der Verfahrenstechnik, wo ein Nachschmieren bzw. ein Austreten von Schmierfett immer problematisch ist. Durch den Materialaufbau aus PTFE, Glasfasern und Harz zeigen die Wickelbuchsen auch eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien. Die Buchsen können daher auch gut in korrosiver Umgebung eingesetzt werden. Mit Elgotex WA ist auch eine salzwasserresistente Ausführung erhältlich. Sie ist explizit für Wasserschmierung geeignet und kann daher auf eine Abdichtung verzichten. Elgotex WA wurde speziell für den Marineeinsatz als Ruderlager entwickelt und vom Germanischen Lloyd zertifiziert.

Detaillierte Informationen zu allen Schaeffler-Gleitlagertypen bietet der jetzt neu erhältliche, vollständig überarbeitete Gleitlagerkatalog HG1. I