iglidur® Frequently Asked Questions

Wie wird ein iglidur® Gleitlager in einer Lageraufnahme fixiert?

Die iglidur® Gleitlager sind so ausgelegt, dass sie in einer H7-tolerierten Aufnahme mit dem Nennmaß des Lageraussendurchmessers eingepresst werden können und dann durch den Presssitz fixiert sind. Erreicht wird dies durch das sogenannte Einpressübermaß, d.h. der Aussendurchmesser des Lagers ist im nicht eingepressten Zustand je nach Nennmaß etwa 0,1-0,25mm größer als die Aufnahme. Auch der Innendurchmesser erreicht erst im eingepressten Zustand seine endgültigen Maße und Toleranzen.

Warum gibt es so viele verschiedene iglidur® Werkstoffe?

Die Vielfalt der iglidur® Werkstoffe ist über die zurückliegenden fast drei Jahrzehnte entstanden aus den unterschiedlichsten Kundenanforderungen. Die Entwicklung eines guten Gleitlagermaterials hat oft etwas mit der Quadratur des Kreises zu tun. Wenn man in eine bestimmte Richtung optimiert, tut man dies meist auf Kosten einer anderen Eigenschaft. – Mit den fünf Standardwerkstoffen iglidur® G, J, X, W300 und M250 kann der überwiegende Teil der Anwendungen technisch abgedeckt werden.
Wenn es aber um sehr spezielle bzw. anspruchsvolle Anwendungen, das Ausreizen der letzten technischen Reserven oder um die letzte Preis-Leistungsoptimierung für die Großserie geht, gewinnen die weiteren iglidur® Werkstoffe zunehmend an Bedeutung. In den letzten Jahren haben sich durch neue iglidur® Werkstoffe zudem die Einsatzgrenzen von trockenlaufenden Gleitlagern weiter verschoben.

Welche Empfehlungen gibt es für das Verkleben von iglidur® Gleitlagern?

In Standardfällen haben wir sehr gute Erfahrungen mit Sekundenklebern (z.B. Loctite 401) gemacht. Bei schwer zu verklebenden Werkstoffen wie iglidur® J erreicht man mit 2-Komponenten-Systemen (z.B. Loctite 406 + Primer 770) deutlich bessere Ergebnisse. Bei Anwendungen mit erhöhten Temperaturen haben wir gute Erfahrungen mit Epoxydharz Systemen (z.B. Hysol) gemacht.
Des Weiteren ist bei jeder Klebeverbindung wichtig, dass die Werkstücke gründlich gereinigt werden und fettfrei sind. Dies kann z.B. mit professionellen Reinigern, aber auch mit einfachen Schnellentfettern geschehen. Auch ein Aufrauen der Kontaktflächen unterstützt die Klebewirkung.
Generell kann eine Verklebung nur unterstützende Wirkung haben und den Presssitz nicht vollständig ersetzen.

Welchen Einfluß hat das iglidur® Polymergleitlager auf die Wahl der Welle?

Hartverchromte Wellen sind zum Beispiel sehr hart, aber auch glatt. Der Verschleiß von iglidur®-Kunststoffgleitlagern ist im Mittel bei diesem Wellentyp meist geringer als bei anderen Wellentypen. Wegen der geringen Oberflächenrauigkeit kann vereinzelt jedoch ein Haftgleiteffekt auftreten. Die diversen Edelstähle werden bevorzugt im Nassbereich und in der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt, während sich für Anwendungen mit eher geringer Belastung und der Notwendigkeit der Gewichtsreduzierung hartcoatiertes Aluminium anbietet. Hier werden auch die besten Reibwerte in Verbindung mit iglidur® J erzielt.

Wie funktioniert eine Lehrdornmessung?

1.1 igus® stellt u.a. anhand einer Lehrdornprüfung, auch „Go-/No-Go-Test“ genannt, sicher, dass unsere Lager den Spezifikationen entsprechen und nach dem Einbau ordnungsgemäß funktionieren.

Zuerst werden die Lager in eine Prüfaufnahme eingepreßt. Dabei ist zu beachten, dass die Lager beschädigungsfrei eingebaut werden. Hierzu wird eine Fase an der Aufnahme empfohlen – ideal 25-30 Grad. Es empfiehlt sich zudem die Verwendung einer Presse mit einem ebenen Stempel zum Einpressen der Lager. Dies ist die effizienteste Einbaumethode. Sie gewährleistet zudem die Unversehrtheit des Lagers. Wenn Sie zum Beispiel einen Hammer benutzen, kann das Lager sich beim Einbau verkanten.

1.2 igus® empfiehlt zum Einbau eines Gleitlagers das Einpressen mit einer Presse.

Nach dem Einbau des Lagers erfolgt die eigentliche Lehrdornprüfung. Ein „Go“ bedeutet, dass der Bolzen unter seinem Eigengewicht durch das Lager fällt, während bei einem „No-Go“ der Bolzen nicht durch das Lager fällt bzw. stecken bleibt. I.d.R. sind die Lehrdorne mit 0,01mm abgestuft, so dass sehr genau ermittelt werden kann, ab welchem Maß der jeweilige Lehrdorn hängt.

Ein Lehrdorn-Test ist der Qualitäts-Check mit der größtmöglichen Genauigkeit, weil der Bolzen sich wie eine Welle in einer realen Anwendung verhält und den engsten Querschnitt des Lagers wiedergibt. Genau dieser Aspekt ist für die Anwendung i.d.R. entscheidend. Insbesondere für Kunststofflager sind Lehrdornprüfungen geeignet, da die irrelevanten, spritzgußbedingten "Unebenheiten" des Lagers unberücksichtigt bleiben. Später im Betrieb, während der Einlaufphase, in der sich die Unebenheiten des Lagers und der Welle glätten, entsteht eine ideale Gleitfläche.
Die Qualitätskontrolle eines Lagers kann auch mit anderen Tests erfolgen; bei der Anwendung dieser Methoden auf Kunststofflager können jedoch Ungenauigkeiten auftreten. Insbesondere sollte die Verwendung von Lehren vermieden werden. Lehren sollten, je nach Genauigkeitsgrad, grundsätzlich nur für flüchtige Qualitätskontrollen verwendet werden. Je nach dem Druck, der von der Lehre auf den Messpunkt ausgeübt wird, kann die Messung verfälscht werden. Deshalb ist ein Lehrdorn-Test deutlich zuverlässiger.

Die beschriebene Prüfung kann je nach Zugänglichkeit auch direkt am Serienbauteil (also nicht in einer speziell dafür angefertigten Prüfaufnahme) erfolgen.

igus® entwickelt ständig neue Polymermischungen für jeden Anwendungsbereich und führt in seinem Labor jedes Jahr annähernd 10.000 Tests durch. Anders als die meisten Lagerhersteller konzentriert igus® sich ausschließlich auf Hochleistungskunststoffe und ist dabei in der Lage, diese im Spritzgußverfahren kostengünstig zu Gleitlagern zu verarbeiten.Diese Kunststoffgleitlager werden in einer Vielzahl von Branchen verwendet, darunter: Landwirtschaft, Medizin, Automobilindustrie, Verpackung, Luftfahrt, Sportequipment, Maschinenbau uvm. Darüber hinaus archiviert igus® die Testergebnisse in einer umfangreichen Datenbank. Nach den Tests einer neuen Polymermischung werden die Ergebnisse dem Datenpool hinzugefügt, wo sie für ein einmaliges Programm zur Berechnung der Lebensdauer zur Verfügung stehen: das Expertensystem – dort können Sie die Maximalbelastung, Drehzahlen und Temperaturen Ihrer Anwendung sowie Wellen- und Gehäusewerkstoffe eingeben, um das beste Kunststofflager und seine voraussichtliche Lebensdauer zu ermitteln.

Welche Faktoren haben Einfluss auf den Verschleiß eines Gleitlagers?

1: Verschleißprüfung bei oszillierender Bewegung eines iglidur®-Kunststoffgleitlagers von igus®.

Einflussfaktoren:

Auswahl der Welle: Für unterschiedliche Gleitlager werden verschiedene Wellenwerkstoffe empfohlen. Jede Welle-Lager-Kombination hat unterschiedliche Verschleißergebnisse.

Belastung: Mit steigenden Radiallasten bzw. Flächenpressungen steigt auch der Verschleiß der Gleitlager. Manche Gleitlager sind für geringe Belastung ausgelegt, andere für hohe Belastung.

Geschwindigkeit und Bewegungsart: Mit steigender Geschwindigkeit steigt auch der Verschleiß. Zudem hat die Bewegungsart (oszillierend, rotierend oder linear) maßgeblichen Einfluss auf die Verschleißrate.

Temperatur: In gewissen Grenzen wirkt sich die Temperatur kaum auf den Verschleiß eines Lagers aus, aber sie kann den Verschleiß auch exponentiell beschleunigen. Kunststofflager sind je nach Werkstoffauswahl durchaus für einen breiten Temperaturbereich geeignet. Beim Überschreiten der jeweiligen maximalen Anwendungstemperatur kann der Verschleiß jedoch deutlich zunehmen. Bei den meisten iglidur® Werkstoffen nimmt die Verschleißrate mit steigenden Temperaturen zu. Es gibt allerdings auch Ausnahmen, die bei erhöhten Temperaturen erst ihr Verschleißminimum erreichen.

Schmutzige Umgebung: Schmutz und Staub können sich zwischen Welle und Lager ansammeln. Das verursacht Verschleiß. Selbstschmierende Kunststoffbuchsen bieten hier einen Vorteil: weil sie kein Öl enthalten, können auch kein Schmutz und Staub an der Welle haften bleiben und das Lager beschädigen.

Kontakt mit Chemikalien: Kunststoffgleitlager sind absolut korrosionsfrei und gegen eine Vielzahl von Chemikalien beständig, aber bestimmte Chemikalien können sogar die strukturellen Eigenschaften eines Gleitlagers verändern, wodurch die Härte des Lagers abnimmt und der Verschleiß zunimmt.

2: Verschleißprüfungen mit verschiedenen Wellentypen.

Für all diese Punkte gilt: je genauer ich meine Anwendung und die angesprochenen Parameter kenne, desto spezifischer kann eine iglidur® Werkstoffauswahl und eine Lebensdauerhochrechnung erfolgen. Die Auswahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Lebensdauer.

Wie wirkt sich Lagerverschleiß auf das Lagerspiel aus?

Lagerverschleiß bedeutet Materialabtrag an der Gleitfläche, also i.d.R. am Lagerinnendurchmesser.

Das Spiel zwischen Lager und Welle ergibt sich rechnerisch aus den Toleranzen von Lager und Welle.

Das reale Startspiel bei Inbetriebnahme ist die Differenz zwischen gemessenem Ist-Innendurchmesser des Lagers und gemessenem Ist-Außendurchmesser der Welle. Ein Verschleiß am Lagerinnendurchmesser führt zu einer Durchmesservergrößerung und damit zu einer Spielvergrößerung.
Da iglidur® Gleitlager keinen schichtweisen Aufbau haben und damit die gesamte Wandstärke als Verschleißzone zur Verfügung steht, gibt es keine seitens des Lagers vorgegebene Verschleißgrenze. Die Verschleißgrenze wird stattdessen bestimmt durch das in einer Anwendung zulässige Maximalspiel. Dies kann je nach Anwendung und Nutzeranforderung sehr unterschiedlich ausfallen. Präzisionsstellventile erlauben etwa lediglich wenige Hundertstel Verschleiß (und damit Spielvergrößerung). In Agraranwendungen mit Wellendurchmessern größer 50mm ist oftmals ein Spiel von deutlich mehr als einem Millimeter unkritisch.

Wann setzt man ein xiros® Polymer-Kugellager anstelle eines iglidur® Polymergleitlagers ein?

Generell kann man sagen, dass xiros® Polymerkugellager den iglidur® Gleitlagern überall dort vorzuziehen sind, wo rotierende Bewegungen mit Geschwindigkeiten über 1,5 Meter/Sekunde bei geringen Lasten dauerhaft auftreten können. Der im Vergleich zu Gleitlagern deutlich geringere Reibwert der Polymerkugellager sorgt dabei für geringere Wärmeentwicklung und einen niedrigeren Verschleiß.

Entscheidend ist vor allem der Innendurchmesser des Kugellagers. Je kleiner der Innendurchmesser, desto weniger Umdrehungen muss das Lager pro Minute vollziehen, was sich wiederum positiv auf die Wärmeentwicklung und –ableitung auswirkt. Vergrößert sich der Durchmesser des Kugellagers, steigt die maximale Tragkraft, während die maximal mögliche Drehzahl sinkt.

Für Anwendungen mit höheren Traglasten eignen sich unsere doppelreihigen Polymerkugellager. Für Anwendungen bei denen Schmutz und abrasive Stoffe vorkommen, bieten wir xiros® Kugellager mit Deckscheibe an."

Wann verwendet man Gleitlager?

Gleitlager verwendet man überall dort, wo die Reibung und der Verschleiß von Oberflächen verringert werden soll, die Bewegungen ausgesetzt sind. Die Anwendungsfelder reichen von der Lagerung von Brücken, die sich unter Temperatureinwirkung ausdehnen, über die beweglichen Elemente eines Bürostuhls bis zum stecknadelkopf großen Gleitlager in elektrischen Zahnbürsten. 
Generell eignen sich Gleitlager vor allem für Anwendungen, in denen die Kombination aus Last bzw. Flächenpressung und Bewegungsintensität nicht zu hoch ist. Man spricht vom sogenannten PV Wert, der das Produkt aus Flächenpressung in N/mm² und der Geschwindigkeit in m/s darstellt. Der maximal zulässige PV Wert wird für die meisten Gleitlager durch den Hersteller angegeben. Wird dieser durch die Anwendungsbedingungen überschritten, ist das Gleitlager für diese ungeeignet. In diesem Fall muss entweder zusätzlich gekühlt oder der Einsatz eines Kugellagers in Betracht gezogen werden. Bei ausreichender Kühlung bzw. Reduzierung der Reibung durch Schmierung können Gleitlager jedoch auch bei sehr hohen PV-Werten eingesetzt werden.

Was macht ein Gleitlager?

Gleitlager entkoppeln bewegliche Teile von einander, um deren Oberflächen vor Verschleiß zu schützen und die Reibung zwischen ihnen zu verringern. Durch den geringeren Reibwert kann die für die Bewegung aufzuwendende Kraft und damit die Energie verringert werden.

Was ist besser Gleit oder Kugellager?

Gleit und Kugellager basieren jeweils auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien und weisen entsprechend verschiedene Eigenschaften auf. Durch diese Eigenschaften eignen sie sich für unterschiedliche Anwendungsfälle jeweils besser oder schlechter. Gleitlager sind einteilige Bauteile, die aus einem oder mehreren Werkstoffen bestehen und die Reibung entweder durch integrierte Festschmierstoffe oder zusätzlich aufgebrachte Schmierung reduzieren sollen. Sie eignen sich vor allem für Anwendungen in denen eine kostengünstige und platzsparende Lösung benötigt wird und in denen die Kombination aus Last und Geschwindigkeit nicht zu hoch ist. Kugellager bestehen aus Ringen, zwischen denen mehrere Kugeln oder auch Rollen gelagert sind. Diese rotieren um den inneren Ring des Kugellagers und ermöglichen so die Relativbewegung der anliegenden Bauteile. Der Vorteil von Kugellagern ist die Präzision, da diese nahezu spielfrei ausgelegt werden können, sowie der besonders geringe Rollwiderstand. Analog zum Gleitreibwert der Gleitlager hilft dieser dabei, Anwendungen besonders leichtgängig zu machen. Allerdings benötigen Gleitlager dafür auch deutlich mehr Bauraum. Sie sind schwerer, häufig teurer und müssen vor Schmutzeintrag und Schmiermittelverlust besonders geschützt werden.