Schmiermittelfreie Zone

Gleitlager - Es gibt sie aus Bronze, Weißmetallen, Graphit, Aluminium, Keramik und auch aus Kunststoffen. Speziell bei Letzteren bringen Gleitlager erstaunliche Ergebnisse.

11. Juli 2008

Ein Gleitlager ist ein Maschinenelement, auf oder in dem ein anderes Bauteil gleitende Bewegungen ausführt. Dabei bewegen sich Lager und Bauteil entweder direkt aneinander vorbei oder durch einen Schmierfilm getrennt, um den unerwünschten Effekt der Gleitreibung auszuschließen. Die Schmierung erfolgt durch Öle, Fette oder Weichmetalllager. Voraussetzung für schmierungsfreies Gleiten sind extrem harte, reibungsarme und verschleißfreie Lagertypen. Hier ist die Werkstoff- und Materialforschung gefragt, denn in vielen Branchen ist bei Antriebslösungen die Verwendung von Schmiermitteln strikt verboten, um Kontaminationen auszuschließen. Beispiele dafür sind die Halbleiterindustrie, Food and Beverage, die Medizintechnik – und es werden immer mehr. Bereits im Jahre 1972 entstanden im Hause Igus erste Gleitlagerwerkstoffe aus compoundiertem Material. Sie gipfelten Ende der 80er- Jahre im Hochleistungswerkstoff »Iglidur W300«, landläufig auch »der Dauerläufer« genannt. Seine Eigenschaften sind hohe Standzeiten, ein niedriger Reibwert, gute Abriebfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Anfang der 90er-Jahre waren bereits fünf verschiedene Igus-Werkstoffe verfügbar. Doch die anfänglich belächelten »Buchsen« haben den Schritt gemacht zum präzise berechenbaren, langlebigen Maschinenelement: unter Wasser, über Tage, in der Medizintechnik und der chemischen Industrie, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Pharma-, Lebensmittelund Verpackungstechnik, in Solaranlagen, der Automobilindustrie oder Robotik – überall sind Kunststoff-Gleitlager von Igus. Durch konsequente Weiterentwicklung decken im Jahr 2008 knapp 30 verschiedene Werkstoff- Gruppen fast jede Anwendung ab. Jahr für Jahr entwickelt Igus über 120 neue Kunststoff-Compounds, die im firmeneigenen Labor jährlich über 6.000 Tests durchlaufen. Darüber hinaus werden die Lager im Igus-Technikum getestet. Schwerpunkte solcher Prüfungen sind Verschleiß, Reibwert und erforderliche Antriebskräfte unter verschiedensten Belastungs- und Geschwindigkeitskollektiven sowie Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Medien, Schmutz, Schläge, Stöße. Maßgenau, chemikalienbeständig, verschleißfest, unempfindlich bei hohen Temperaturen: das sind nur einige technische Vorteile von schmier- und wartungsfreien Gleitlagern aus Tribokunststoff. Gleitlager aus dem Polymer »Iglidur H1« sind ideal für hohe Standzeiten unter extremen Bedingungen. Sie sind schmiermittelfrei, verschleißfest und reibungsarm auch bei Hitze, Feuchtigkeit und Chemie. Mit einer oberen langzeitigen Anwendungstemperatur von 200 °C sind Iglidur-H1-Gleitlager prädestiniert für Einsätze im Automotivebereich, zum Beispiel bei Getriebeaktuatoren oder als Lkw-Bremssattellagerung bei bis zu 170 °C. Dabei erweisen sie sich als schwingungsdämpfend und medienbeständig. Ein weiteres zentrales Anwendungsfeld bilden Verpackungs- und Lebensmitteltechnik sowie die Getränkeabfüllung. Neben einer guten Beständigkeit gegenüber Chemikalien, auch bei Einsatz von PES-Reinigern, sind die Lager schwall- und dampfstrahlbar und weisen eine hohe Verschleißfestigkeit auch bei weichen Edelstahlwellen auf. Iglidur-H1-Lagerungen finden sich im kulissengeführten Huborgan für aseptische Abfüllmaschinen, in Flaschenreinigungsmaschinen oder Flaschengreifern. Einsätze von Gleit-, Linear- oder Gelenklagern sowie Gelenkköpfen aus Kunststoff gibt es in der Automation quer durch alle Branchen. Die Steag Hamatech Gruppe, Sternenfels, setzt Gelenkköpfe aus Tribokunststoff ein in Anlagen zur CD- und DVD-Produktion. Integriert in ein elektromechanisches Handlingsystem, sind die Gelenkköpfe ständig in Bewegung. Dieses sogenannte Coater Modul trägt die polykristalline Lackschicht auf jeden Datenträger auf. Diese Flüssigkeit wird in einer Zentrifuge abgeschleudert, sodass eine nur wenige Nanometer dicke Schicht auf der Scheibe verbleibt. Auf dem fertigen Produkt dient diese Schicht als Informationsträger. Beim Werkstoff »Iglidur A180« handelt es sich um ein spezielles Hochleistungspolymer, das die FDA-Zulassung erhalten hat. Die daraus produzierten Gleitlager sind temperaturbeständig bis 90 °C. Hervorzuheben sind laut Igus zudem die niedrige Feuchtigkeitsaufnahme und eine gute Chemikalienbeständigkeit. Beide Eigenschaften sind aufgrund der gebotenen Reinigungsprozesse in der Food- und Verpackungstechnik unabdingbar. Iglidur A180 ist hier eine ideale Lösung für Lagerstellen an Maschinen. Dabei erlauben es zudem die hohe Abriebfestigkeit des Materials im Trockenlauf und seine Schmutzunempfindlichkeit, auf die sonst üblichen aufwendigen Kapselungen von geschmierten Lagern zu verzichten. In Anlagen zum Schüttguthandling kommen bei Gröneweg Maschinenbau schmierfreie Polymergleitlager zum Einsatz. Stefan Gröneweg, verantwortlich für Einkauf und Entwicklung: »Da unsere Maschine unter anderem in der Lebensmittelindustrie zum Einsatz kommt, mussten wir strenge Verpackungs- und Hygienevorschriften einhalten. Wir dürfen keine Schmierstoffe verwenden. Außerdem müssen alle verbauten Maschinenelemente aggressive Reinigungsmittel verkraften.« Igus liefert daher neben Gelenklagern auch Bundbuchsen und Lineargleitlager an Gröneweg. Der Entwicklungschef: »Diese Kunststoffelemente sind unempfindlich gegen Schmutz, Fette und Reinigungsmittel. Außerdem sind sie sehr langlebig und wartungsfrei, es entstehen also keine weiteren Kosten.«

Trend zu Mikrowerkstoffen

Auf der Hannovermesse 2008 präsentierte Igus neue Hochtemperatur-Mikrolager der Reihe Iglidur aus verschleißfestem Triboplastik. Die neuen winzigen Lager eignen sich mit ihrem Innendurchmesser von nur 0,7 Millimetern für schmierfreie Lagerungsaufgaben im Hochtemperaturbereich. Gefertigt werden sie zum Beispiel aus dem Spezialpolymer »Iglidur X«. Dieser Werkstoff ist für Anwendungstemperaturen bis 250 °C im Dauerbetrieb geeignet, chemikalienbeständig, UV- und strahlenbeständig bis 1 x 105 Gy, hoch druckfest und nimmt nur sehr wenig Feuchtigkeit auf. Schon seit mehreren Jahren stellt das Kölner Unternehmen Kleinstbauteile im Millimeterbereich her. Sie sind hochpräzise, leicht und wartungsfrei. Werkstoffauswahl, Design und Fertigung hängen vom jeweiligen Projekt ab; auch maßgeschneiderte Neumaterialien sind im Angebot. Die Einsatzfelder liegen insbesondere bei Mikromotoren, im IT-Bereich, in der Medizintechnik, hier zum Beispiel in Pumpen oder gelenkigen endoskopischen Geräten, in Messgeräten, bei Automobilinterieur sowie inKleinstlüftern und Gebläsen.

Erschienen in Ausgabe: 03/2008