Gleitlager
Arten, Eigenschaften und Vorteile im Überblick
Gleitlager zählen zu den am häufigsten eingesetzten Lagerarten im Maschinenbau. Sie übertragen Kräfte durch Gleitbewegung zwischen zwei Oberflächen, typischerweise zwischen einer Welle und einer Buchse. Anders als bei Wälzlagern erfolgt die Bewegung nicht über rollende Elemente, sondern über einen kontrollierten Reibkontakt. Entscheidend für die Lebensdauer ist die Ausbildung eines stabilen Schmierfilms, der Reibung und Verschleiß minimiert.
Je nach Betriebszustand unterscheidet man zwischen Trockenreibung, Mischreibung und Flüssigkeitsreibung. Bei hydrodynamischen Lagern bildet sich durch die Drehbewegung der Welle ein tragender Ölfilm, der metallischen Kontakt vermeidet. Selbstschmierende Werkstoffe mit PTFE- oder Graphitanteil ermöglichen auch im Trockenlauf eine dauerhaft niedrige Reibung. Dadurch sind Gleitlager besonders robust gegenüber wechselnden Lasten, Vibrationen und kleinen Schwenkbewegungen und lassen sich universell im Maschinen-, Fahrzeug- oder Anlagenbau einsetzen.
Gleitlagerarten im Überblick
Gleitlager werden nach Bauform und Kraftrichtung klassifiziert. Radialgleitlager (Zylinderbuchsen) nehmen radiale Kräfte auf und sind die häufigste Bauform. Bundbuchsen besitzen einen integralen Flansch und können zusätzlich axiale Kräfte aufnehmen. Axiallager wie Anlaufscheiben oder Gleitringe sind für reine Axiallasten vorgesehen. Darüber hinaus existieren Lineargleitlager für translatorische Bewegungen sowie Gelenklager, die Schwenk- oder Oszillationsbewegungen ermöglichen. Die Wahl der Bauart hängt von der Bewegungsart, der geforderten Tragfähigkeit und den Umgebungsbedingungen ab.
Werkstoffe und Auswahlkriterien für Gleitlager
Die diversen Werkstoffmöglichkeiten im Überblick
Gleitlager bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien, die je nach Anwendung gezielt ausgewählt werden. Metallische Lager wie Bronze-, Messing- oder Weißmetallbuchsen bieten hohe Tragfähigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und Notlaufeigenschaften. Sintermetalllager speichern Schmieröl in ihrer porösen Struktur und geben es kontinuierlich ab. Metall-Polymer-Verbundlager kombinieren einen metallischen Träger mit einer PTFE- oder POM-Gleitschicht und ermöglichen wartungsfreien Betrieb. Hochleistungskunststoffe wie PTFE oder PEEK sind korrosionsfrei, chemisch beständig und ideal für Trockenlaufanwendungen geeignet.
Für die Werkstoffauswahl ist der p·v-Wert (Flächenpressung × Gleitgeschwindigkeit) entscheidend, da er die Reibungswärme im Lager beschreibt. Wird der Grenzwert überschritten, drohen Überhitzung und Materialverschleiß. Wartungsfreie Verbundlager erreichen p·v-Werte von etwa 1–3 N/mm²·m/s, während geschmierte Metalllager deutlich höhere Werte erlauben. Eine gehärtete, fein geschliffene Welle (Härte > 55 HRC, Rauheit Ra 0,2–0,8 µm) reduziert den Reibwert und schützt die Oberfläche, während das weichere Lager kontrolliert verschleißt.
Gleitlager aus Kunststoff sind mittlerweile eine gefragte Lösung im Maschinenbau. Durch ihre vielfältige Einsetzbarkeit stellen sie eine sehr gute Alternative zu anderen Werkstoffen dar. >> mehr erfahren
Die Hochleistungskunststoffe von Deinhammer sind bis in den dreistelligen Gradbereich hinein frost- und hitzebeständig, chemisch beständig, und widerstandsfähig gegen Druck und Vibration. >> mehr erfahren
Eigenschaften und Vorteile von Gleitlagern
Gleitlager vereinen eine Vielzahl konstruktiver und tribologischer Vorteile, die sie in vielen Anwendungen zu einer wirtschaftlichen Alternative gegenüber Wälzlagern machen:
- Wartungsfreiheit: Selbstschmierende Werkstoffe oder porenspeichernde Gleitschichten ermöglichen den Trockenlauf ohne Nachschmierung.
- Kompakte Bauweise: Dünnwandige Buchsen sparen Bauraum und Gewicht.
- Hohe Tragfähigkeit: Flächige Lastübertragung verhindert lokale Überbeanspruchung.
- Stoß- und Vibrationsfestigkeit: Viskose Dämpfung reduziert Belastungsspitzen.
- Laufruhe und Geräuscharmut: Kein Abrollen harter Körper, dadurch nahezu geräuschloser Betrieb.
- Schmutz- und Korrosionstoleranz: Weichere Gleitschichten können Partikel einbetten; viele Werkstoffe sind medienbeständig.
- Anpassbarkeit: Große Auswahl an Werkstoffsystemen für Temperatur, Feuchtigkeit oder Chemikalien.
Durch diese Eigenschaften eignen sich Gleitlager sowohl für hochdrehende Aggregate als auch für oszillierende Bewegungen oder schmutzbelastete Einsatzbereiche.
Temperaturverhalten und -beständigkeit von Gleitlagern
Der Einsatztemperaturbereich eines Gleitlagers hängt unmittelbar vom Werkstoff ab. Mit zunehmender Temperatur sinken Tragfähigkeit und Schmierfilmviskosität, während Kunststoffe eine höhere thermische Ausdehnung aufweisen als Metalle. Entsprechend muss das Lagerspiel so gewählt werden, dass auch bei Temperaturschwankungen kein Klemmen auftritt.
Nachfolgende Übersicht zeigt typische Temperaturbereiche gängiger Werkstoffsysteme:
| Werkstoffsystem | Dauerbetriebstemperatur | Kurzzeitspitzen | Besonderheiten / Hinweise |
|---|---|---|---|
| Stahl-/Bronze-Verbundlager | −40 °C bis +250 °C | bis +280 °C | Standard für öl-/fettschmierte Anwendungen |
| Edelstahl-PTFE-Verbundsysteme | −200 °C bis +280 °C | bis +300 °C | Auch für kryogene Anwendungen geeignet |
| Sintermetalllager (ölgetränkt) | −150 °C bis +120 °C | – | Ölviskosität begrenzt Hochtemperaturverhalten |
| Kunststofflager (POM, PA) | −50 °C bis +100 °C | bis +150 °C | Begrenzte Dauerfestigkeit bei Wärme |
| Hochleistungspolymere (PEEK, PTFE, PI) | −100 °C bis +250 °C | bis +300 °C | Hohe chemische Resistenz, Trockenlauf geeignet |
Bei hohen Temperaturen sind Wärmeableitung und Schmierstoffwahl entscheidend: Dünnere Schmierfilme führen zu erhöhter Reibung, weshalb Hochtemperaturfette oder synthetische Öle eingesetzt werden. In Anwendungen mit stark wechselnden Temperaturen kann die Kombination aus Presspassung und mechanischer Sicherung (z. B. Klebung oder Sicherungsring) die Maßhaltigkeit verbessern. Bei Kälte ist darauf zu achten, dass Polymere nicht verspröden und ihre Schlagzähigkeit erhalten bleibt.
Weitere funktionale Eigenschaften
Neben mechanischer Tragfähigkeit und Temperaturbeständigkeit bieten Gleitlager weitere funktionale Vorteile. Der Schmierfilm wirkt als Dämpfungselement und absorbiert Stöße sowie Schwingungen. Das führt zu einem ruhigen Lauf und reduziert die Belastung angrenzender Bauteile. Besonders hydrodynamische Lager verbessern durch den viskosen Film das Schwingungsverhalten rotierender Systeme. Gleichzeitig reduziert das Fehlen harter Rollkontakte die Geräuschentwicklung erheblich – Gleitlager arbeiten nahezu lautlos.
Auch die chemische Beständigkeit ist ein wesentlicher Faktor. Polymer- und Verbundlager sind resistent gegenüber Feuchtigkeit, Ölen, Reinigungsmitteln und vielen Chemikalien. Sie können daher in Nassbereichen, Lebensmitteltechnik, Chemieanlagen oder maritimen Anwendungen eingesetzt werden. Metallische Varianten lassen sich durch korrosionsfeste Legierungen oder Beschichtungen (z. B. Edelstahl/PTFE) schützen, sodass sie auch unter aggressiven Bedingungen zuverlässig funktionieren.
Anwendung von Gleitlagern
Gleitlager werden vor allem im industriellen Bereich verwendet. Aufgrund ihrer Konstruktionsweise finden sie vor allem in widrigen Umgebungen Anwendung, beispielsweise in landwirtschaftlichen Betrieben, im Bergbau, oder in der Schifffahrt, da sie vor allem für hohe Drehzahlen und Belastungen konstruiert wurden. Auch die Automobilbranche setzt mittlerweile auf Gleitlager, um einen möglichst geräuscharmen Funktionsablauf gewährleisten zu können.
Zu beachten ist, dass die jeweiligen Werkstoffe und Schmierverfahren auch die möglichen Anwendungsumgebungen von Gleitlagern beeinflussen. DEINHAMMER Gleitlager sind speziell für die Forst- und Holzindustrie, Unterwasseranwendungen beispielsweise bei Motoraufhängungen von Sportboten und aufgrund ihrer ausgezeichneten Temperaturbeständigkeit für die Arbeit in Hochöfen konstruiert. Nachfolgend finden Sie einen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten für DEINHAMMER Gleitlager.
Anwendungen Gleitlager
Die Anwendungsmöglichkeiten im Überblick
Schmierverfahren in Gleitlagern
Bei den Schmierverfahren unterscheidet man vor allem zwei Vorgehensweisen. Die erste bildet die sogenannte Schmierung mit Grafit. Dabei wird das Gleitlager in ein Ölbad eingelegt. Durch die Erwärmung des Öls tritt es im Gleitlager aus und verteilt sich dort. Im zweiten Verfahren werden in einigen Abständen Nuten in das Lager gefräst, in welchen sich das Schmieröl absetzt. Durch die ständigen Bewegungen innerhalb des Lagers schmiert es sich so von allein.
Wichtig ist, dass der Werkstoff aus dem das Gleitlager besteht auch den Schmierstoff bestimmt. Zwar wird in den meisten Fällen entweder Fett oder Öl verwendet, es gibt jedoch auch solche Gleitlager die gar keine Schmierstoffe oder aber besondere, wie beispielsweise Kerosin benötigen. Anders ist es bei den Gleitlagern von DEINHAMMER. Dadurch dass wir unsere Gleitlager nur aus Hochleistungskunststoff herstellen, wird keine Schmierung benötigt, der Arbeitsablauf wird dadurch nicht nur ökonomischer, sondern schließt auch eine ständige Wartung aus.
Auslegung und korrekter Einbau
Die Lebensdauer eines Gleitlagers hängt maßgeblich von der richtigen Auslegung und Montage ab. Buchsen werden in der Regel mit Presssitz in Gehäusebohrungen nach H7 eingepresst. Dabei verringert sich der Innendurchmesser geringfügig, sodass das tatsächliche Lagerspiel erst nach Montage entsteht. Es muss so gewählt werden, dass thermische Ausdehnung und Schmierfilmbildung berücksichtigt sind. Ein zu geringes Spiel kann zum Klemmen führen, ein zu großes zu Schlagen und ungleichmäßiger Lastverteilung. Für Wellen werden üblicherweise Toleranzen zwischen h6 und f8 eingesetzt, bei Standardanwendungen auch h8 oder h9.
Die Wellenoberfläche sollte hart (über 55 HRC) und glatt (Ra 0,2–0,8 µm) sein, um Reibung und Verschleiß zu minimieren. Eine saubere Montage, präzise Ausrichtung und Beachtung der Herstellerempfehlungen sind entscheidend, um frühzeitigen Verschleiß zu vermeiden. Richtig ausgelegte und montierte Gleitlager gewährleisten hohe Laufruhe, Zuverlässigkeit und lange Standzeiten – selbst unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen.
Vor- und Nachteile von Gleitlagern
Zu guter Letzt soll Ihnen diese Informationsseite noch einen Einblick in die Vielseitigkeit der Gleitlager geben und die zahlreichen Vorteile bei Verwendung eines solchen Gleitsystems aufzeigen. Außerdem werden nachfolgend die Nachteile und Aspekte thematisiert, die es im Gegensatz zu anderen Gleitsysteme bei der Anwendung von Gleitlagern zu beachten gibt.
Obwohl sich Gleitlager in der heutigen Zeit vermehrt gegenüber Wälzlagern durchsetzen, gibt es neben einer großen Anzahl von Vorteilen auch eine Reihe Nachteile, die es beim Kauf und Einbau zu beachten gilt. Wichtig ist jedoch, dass diese Für und Wider eines Gleitlagers stark vom jeweiligen Werkstoff, der Umgebung und der ausgesetzten Belastung abhängig ist. Die folgende Beschreibung der Pros und Kontras von Gleitlagern ist gegenüber Wälzlagern zu sehen.
Vorteile von Gleitlagern
Zunächst die Vorteile; Gleitlager sind durch ihre Konstruktion sehr geräuscharm und bieten somit einen Arbeitsablauf bei geringerem Geräuschpegel. Vor allem Gleitlager aus Kunststoff grenzen die Lärmbelästigung gut ein.
Zudem können Gleitlager gegenüber Wälzlagern Schwingungen besser aufnehmen und ausgleichen, dies ist aber auch abhängig vom jeweiligen Werkstoff und der dazugehörigen mechanischen Dämpfung. Obwohl sie ein geringeres Bauvolumen benötigen zeichnen sie sich durch eine hohe Tragfähigkeit aus. Dazu kommt eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit.
Dadurch, dass Gleitlager – im Gegensatz zu Wälzlagern – auch zweiteilig eingebaut werden können, wird ihre Montage deutlich vereinfacht. Gleitlager ermöglichen darüber hinaus den Betrieb von durchgehend höchsten Drehzahlen bei einer gleichermaßen hohen Lebensdauer. Je nach Werkstoffart werden zwar verschiede Schmierstoffe (oder eben keine) benötigt, die Verwendung von hydrodynamischen und hydrostatischer Schmierung sorgt dafür, dass praktisch kaum Verschleiß stattfindet.
Nachteile von Gleitlagern
Nachteile von GleitlagernGegenüber Wälzlagern bestehen dennoch einige Nachteile bei der Verwendung von Gleitlagern. Wird das Lager in Getriebe eingebaut, die eher unter verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen laufen, so ist durch die entstehende Reibung (Festkörperreibung, Mischreibung) starker Verschleiß nur schwer zu vermeiden – gleiches gilt zudem für An- und Ausläufe der jeweiligen Maschinen.
Einer der größten Nachteile von Gleitlagern (und gleichzeitig einer der größten Vorteile von Wälzlagern) ist die Normierung und Standardisierung. Dadurch dass diese bei Wälzlagern vorliegen, sind diese in einer Baugruppe mit geringerem Aufwand zu integrieren.
