Bundbuchsenlager: 5 Typen, Maßtabelle und Auswahlhilfe

Was ist ein Bundbuchsenlager?

Bei den meisten Wellen-Gehäuse-Kombinationen erfordert die axiale Sicherung einer Gleitbuchse entweder eine im Gehäuse eingearbeitete Schulter oder eine separate Anlaufscheibe – beides erhöht Kosten und Baulänge.

Ein Bundbuchsenlager löst diese Aufgabe in einem Bauteil: Es handelt sich um eine zylindrische Buchse mit einem radial abstehenden Bund (Flansch) an einem Ende.

Der Flansch liegt an der Gehäusefläche an und nimmt die axiale Belastung (Axialkraft) von der Wellenschulter auf, während die Bohrung die Radiallast trägt. Damit stehen beide Funktionen ohne zusätzliche Bauteile zur Verfügung.

Das klingt einfach, und genau das ist es auch – ein wesentlicher Grund dafür, dass Bundbuchsenlager nach wie vor zu den am häufigsten spezifizierten Gleitlagerausführungen in Industriemaschinen, Landmaschinen, Kfz-Gestängen und Haushaltsgeräten zählen.

Bei mittleren Belastungen, verschmutzter Umgebung oder schwenkender statt kontinuierlicher Drehbewegung erreicht eine passend ausgewählte Bundbuchse oft eine längere Standzeit als ein Wälzlager – und das bei deutlich geringeren Kosten.

Bauarten von Bundbuchsenlagern

Die Familie der Bundbuchsenlager wird vor allem nach dem Herstellungsverfahren unterteilt; dieses bestimmt Wandstärke, Maßgenauigkeit, Tragfähigkeit und Schmieranforderungen.

Die richtige Einordnung ist der erste Schritt in jedem Auslegungsprozess.

Vollmaterial-Bundbuchsen

Aus Vollmaterial gefertigt – typischerweise Lagerbronze, Aluminiumbronze oder Gusseisen – bieten sie die höchste Maßgenauigkeit und das beste Verhältnis von Tragfähigkeit zu Bauraum.

Die Wandstärke liegt je nach Bohrungsdurchmesser üblicherweise bei 2–20 mm.

Sie sind die bevorzugte Wahl bei kontinuierlicher Drehbewegung über 3 m/s Umfangsgeschwindigkeit oder wenn der spezifische Flächendruck 15 MPa überschreitet.

Der Nachteil sind die Kosten: Durch die Bearbeitungszeiten sind sie pro Stück 3–5× teurer als gesinterte Vergleichsausführungen mit gleicher Bohrungsgröße.

Gesinterte Bundbuchsen mit Ölspeicher

Sie werden aus verdichtetem und gesintertem Metallpulver gefertigt – meist Cu-Sn10-Bronze oder Eisen – wobei verbundene Poren 18–25% des Gesamtvolumens einnehmen.

Diese Poren speichern das Öl durch Kapillarwirkung und geben es bei Erwärmung des Lagers im Betrieb an die Wellenoberfläche ab.

Das Ergebnis ist ein tatsächlich wartungsfreies Lager für leichte bis mittlere Belastungen, dessen Bohrungsgrößen von 3 mm bis 50 mm in den meisten Standardkatalogen abgedeckt sind.

Die dynamische Tragfähigkeit ist auf etwa 7 MPa begrenzt; oberhalb dieses Werts verdichtet sich die Porenstruktur, und der Selbstausschmierungsmechanismus lässt nach.

Sehen Sie sich das Sortiment von LILY Bearing an:das Sortiment an ölimprägnierten Bundbuchsenfür gängige metrische und Zoll-Reihen.

Gewickelte Bundbuchsen mit dünnwandiger Ausführung

Aus Bandstahl zu einer zylindrischen Form gewalzt und anschließend mit Bund versehen.

Die gebräuchlichste Ausführung besteht aus einem Stahlträger mit einer gesinterten Bronze-Zwischenschicht (~0.25 mm) und einer Gleitlage aus PTFE/Polymer (~0.025 mm).

Die Gesamtwandstärke liegt typischerweise bei 1.0–2.5 mm, wodurch sich diese Ausführung besonders dort empfiehlt, wo der Einbauraum in der Gehäusebohrung begrenzt ist.

Sie decken einen breiten Temperaturbereich ab (−200°C bis +280°C bei PTFE-Deckschicht) und laufen trocken ohne externe Schmierung.

Sie kommen häufig in Türscharnieren von Kraftfahrzeugen, landwirtschaftlichen Gestängen und Kolbenbolzen hydraulischer Zylinder zum Einsatz.

Bimetall-Bundbuchsen

Stahl- oder Bronzegrundkörper mit einer auf die Bohrungsoberfläche aufgebrachten Lagerschicht aus Weißmetall, Aluminium-Zinn oder Bleibronze, gegossen oder gewalzt.

Der Stahlträger sorgt für die erforderliche Formsteifigkeit; die weiche Lagerschicht, die in Präzisionsanwendungen typischerweise 0.1–0.5 mm und in Schwerlastausführungen bis zu 1.0 mm dick ist, nimmt harte Schmutzpartikel auf und gleicht geringfügige Wellenfehlausrichtungen aus.

Bimetallbuchsen finden sich besonders häufig in Pleueln, Getriebewellen und großen landwirtschaftlichen Getrieben.

Polymer- / selbstschmierende Bundbuchsen

Gegossen oder bearbeitet aus PTFE-Verbundwerkstoffen, PEEK, Nylon (PA66) oder Acetal (POM).

Die zulässige Dauerbelastung ist relativ gering — typischerweise unter 10 MPa — doch ihre chemische Inertheit und die vollständige Freiheit von metallischer Kontamination machen sie zur einzig praktikablen Lösung in Anlagen der Lebensmittelverarbeitung, in pharmazeutischen Maschinen und in Halbleiter-Handling-Systemen.

Das Sortiment von LILY Bearing antrockenlaufenden Bundausführungendeckt die gängigsten Polymerausführungen ab. Für Anwendungen in der Schifffahrt und in chemischen Prozessen ergänzt diekorrosionsbeständige Flanschreiheum Ausführungen aus Edelstahl und Verbundwerkstoffen.

Werkstoffe und ihre Leistungsgrenzen

Die Wahl eines ungeeigneten Werkstoffs ist die häufigste Ursache vorzeitiger Lagerschäden — nicht eine falsche Lastberechnung und auch nicht eine mangelhafte Montage.

Wird für Temperatur oder Schmierzustand die falsche Legierung gewählt, versagt das Bauteil unabhängig davon, wie sorgfältig alle übrigen Schritte ausgeführt wurden.

Die nachfolgenden Karten fassen die vier Hauptwerkstoffgruppen zusammen und zeigen, für welche Anwendungen sie jeweils geeignet sind.

Größentabelle für Flanschgleitlager (Abmessungen nach ISO 4379)

Die Abmessungen von Flanschgleitlagern sind normiert nachISO 4379:2021(metrisch) sowie den entsprechenden ANSI/ABMA-Zollreihen.

Fünf Kenngrößen definieren das Lager: Bohrungsdurchmesser (d), Außendurchmesser (D), Gesamtlänge (L), Flanschaußendurchmesser (D₁) und Flanschdicke (t).

Nutzen Sie die nachstehende Tabelle, um repräsentative Abmessungen aus der metrischen ISO-Reihe zu ermitteln.

Wesentliche Maßverhältnisse

• L/d-Verhältnis:Zwischen 0,5 und 2,0 halten, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu gewährleisten. Bei Verhältnissen über 2,0 besteht bei Wellendurchbiegung unter Last die Gefahr von Randpressung.

• Außendurchmesser des Flansches (D₁):In der Regel D + (2 × Wandstärke) + 3–6 mm — ausreichend Anlagefläche zur Aufnahme axialer Kräfte, ohne die Biegespannung am Flanschfuß zu erhöhen.

• Flanschdicke (t):1,0 mm bei Bohrungen unter 12 mm; 2,0–3,5 mm bei Bohrungen von 12–50 mm; bis zu 6,0 mm bei hochbelastbaren Buchsen mit mehr als 50 mm Bohrung.

Tragfähigkeit und PV-Grenzwerte

Der maßgebliche Auslegungsparameter für Gleitlager ist der PV-Wert – das Produkt aus Flächenpressung P (MPa) und Gleitgeschwindigkeit V (m/s).

Der PV-Wert dient als Kennwert für die Reibwärmeentstehung.

Wird der PV-Grenzwert des Werkstoffs überschritten, überhitzt die Lagerfläche, der Schmierfilm bricht zusammen, und es kommt zum Fressen.

Die nachstehenden Grenzwerte gelten für den Dauerbetrieb bei Nenntemperatur; bei intermittierendem oder oszillierendem Betrieb sind in der Regel 2–3× höhere P-Werte zulässig, da sich die Wärme zwischen den Zyklen abbaut.

Berechnungsbeispiel für PV — Bronzebuchse mit 20 mm Bohrung bei 500 RPM

So wählen Sie eine Bundbuchse aus

Die richtige Auswahl einer Bundbuchse für Ihre Anwendung beruht darauf, sieben Parameter systematisch und in der richtigen Reihenfolge zu prüfen.

Wird ein Parameter ausgelassen, besteht das Risiko einer Überauslegung mit unnötigen Kosten oder einer Unterauslegung mit vorzeitigem Ausfall. Die Vorgehensweise lautet wie folgt:

1. Radial- und Axiallast getrennt betrachten

Die Flanschfläche nimmt die Axiallast auf, die Bohrungswand die Radiallast. Berechnen Sie den Lagerdruck P für jede Fläche separat. Ein Flansch, der für 5 kN Axiallast ausgelegt ist, kann auf einer Buchse sitzen, deren Bohrung nur 2 kN Radiallast aufnehmen kann – das sind nicht dieselben Werte. Überschreitet die Axiallast etwa 20 % der Radiallast, sollten Sie eine doppelflanschige Buchse vorsehen oder eine separate Anlaufscheibe ergänzen.

2. Bewegungsart der Welle festlegen – dieser Punkt wird häufig unterschätzt

Dauerrotation, Schwenkbewegung oder Taktbetrieb unterscheiden sich hinsichtlich der Schmierung grundlegend. Oszillierende Gelenke mit einem Bewegungswinkel von unter ±15° bleiben unabhängig von der Ölversorgung im Bereich der Grenzschmierung, da die Wellendrehzahl zu gering ist, um einen hydrodynamischen Schmierfilm aufzubauen. In solchen Fällen sind PTFE-Verbunde mit Stahlrücken oder bleihaltige Bronze hydrodynamischen Ausführungen deutlich überlegen. Viele Schäden im Feldeinsatz gehen darauf zurück, dass für ein tatsächlich schwenkendes Gelenk ein Wälzlager für Dauerrotation spezifiziert wurde.

3. Betriebstemperatur berechnen – nicht nur die Umgebungstemperatur

Berücksichtigen Sie sowohl die Umgebungstemperatur als auch die durch Reibung erzeugte Wärme. Als Näherung gilt: ΔT ≈ PV × μ / (Wärmeabgabekoeffizient). Bei Polymergleitlagern ist dies besonders kritisch: Acetal (POM) erweicht bei 90°C, und ein belastetes Lager mit 70°C Umgebungstemperatur plus 20°C Reibungsanstieg bewegt sich bereits an der Grenze. Bronze ist toleranter, verschlechtert bei erhöhten Temperaturen jedoch ebenfalls die Schmierstoffviskosität.

4. Schmierstoffversorgung sicherstellen

Ölbad, Druckschmierung, Fett, Nebelschmierung oder keine Schmierung? Ist das Lager für die Wartung nicht zugänglich, sind Sinterbronze oder PTFE-Beschichtungen die praxisgerechten Optionen. Steht eine Druckölversorgung zur Verfügung und ist die Wellendrehzahl ausreichend hoch, verlängert der hydrodynamische Schmierfilmbetrieb die Lagerlebensdauer erheblich. Prüfen Sie für Ihr spezifisches L/d-Verhältnis und die jeweilige Ölviskosität die Sommerfeldzahl – einen allgemein gültigen Grenzwert gibt es nicht. Ziehen SieFachliteratur zur Auslegung von Gleitlagernfür die maßgeblichen Diagramme hinzu.

5. Chemische Umgebung prüfen

Seewasser und chlorhaltige Medien greifen bleihaltige Bronzen an – spezifizieren Sie stattdessen Aluminiumbronze (C95400) oder ein Polymer mit Edelstahlrückseite. Säuren und starke Laugen schließen die meisten Metalle aus; als verbleibende Optionen kommen PTFE-Verbundwerkstoffe oder PEEK in Frage. Diekorrosionsbeständige Flanschlager-Baureihesollte für maritime Anwendungen und den Einsatz in Chemieanlagen geprüft werden.

6. Gehäusewerkstoff und Tragfähigkeit der Übermaßpassung prüfen

Gehäuse aus Aluminium und Kunststoff vertragen nicht dasselbe Presssitz-Übermaß wie Stahl. Aluminiumgehäuse erfordern geringere Übermaße (0.01–0.03 mm) und neigen beim Ausbau zum Fressen; Kunststoffgehäuse benötigen häufig eine Klebesicherung. Legen Sie den Durchmesser des Flanschsitzes so aus, dass das Lager rechtwinklig eingepresst werden kann – ein verkantetes Einpressen führt bereits vor Inbetriebnahme zu einer bleibenden Verformung der Bohrung.

7. Geforderte Lebensdauer mit dem Wartungsintervall abgleichen

Ein Wartungsintervall von 5 Jahren an einem fettschmierenden Lagerpunkt in der Landtechnik mit Schwenkbewegung, hoher Verschmutzung und 500 Betriebsstunden pro Jahr erfordert ein ganz anderes Lager als eine kontinuierlich laufende Förderwelle mit demselben Bohrungsmaß. Berechnen Sie die Verschleißrate mit dem k-Faktor des Lagerherstellers für die konkreten Bedingungen P, V und Schmierung – leiten Sie keine Werte aus allgemeinen Lebensdauertabellen ab, ohne zu prüfen, ob die zugrunde gelegten Annahmen mit Ihren Einsatzbedingungen übereinstimmen.

Montage- und Passungsempfehlungen

Die Mehrzahl vorzeitiger Ausfälle von Flanschlagern ist auf eine falsche Passung oder unsachgemäße Montage zurückzuführen – nicht auf eine unzureichende Werkstoffqualität.

Stimmen Presssitz und Bohrungsoberfläche, arbeitet das Lager spezifikationsgerecht. Sind diese Parameter fehlerhaft, versagt es innerhalb weniger Tage – unabhängig von der Werkstoffgüte.

Empfohlene Übermaßpassungen nach Gehäusewerkstoff

• Sinterbuchsen sind stets mit einem auf das Fertigmaß der Bohrung abgestimmten Dorn einzupressen — niemals an der Flanschfläche ansetzen, da dies Biegespannungen im Flanschfuß erzeugt und die Bohrung verzieht.

• Ist eine Ölzufuhrbohrung vorhanden, muss sie vor dem Einpressen mit der Ölbohrung des Gehäuses ausgerichtet werden. Ein nachträgliches Verdrehen der Buchse zur Korrektur der Ausrichtung zerstört den Presssitz.

• Nach dem Einpressen von Sinter- oder dünnwandigen Ausführungen ist die Bohrung durch Fertigbohren oder Reiben auf das Maß zurückzubringen. Die typische Bohrungsverminderung nach dem Einpressen in ein H7-Stahlgehäuse beträgt 0,01–0,05 mm.

• Die Flanschfläche muss bündig mit der Gehäusefläche abschließen oder 0–0,05 mm überstehen. Ein zurückliegender Flansch kann Axiallasten nicht plan abstützen und kippt bei axialer Wechsellast.

• Zur Wellenhärte: SAE-660-Bronze erzielt auf Wellen mit 35–60 HRC die besten Ergebnisse, idealerweise mit 45+ HRC für den Dauerbetrieb. Eine geschliffene und polierte Wellenoberfläche mit Ra 0,4–0,8 µm minimiert die Anlaufneigung zu abrasivem Verschleiß.

Schmierung: Regime und Intervalle

Das Schmierregime bestimmt in vielen Anwendungen die Lebensdauer des Lagers stärker als die Werkstoffauswahl.

Es werden drei Schmierregime unterschieden, die jeweils unterschiedliche Lagertypen erfordern.

Die Wahl eines ungeeigneten Regimes – etwa die Auslegung eines hydrodynamischen Lagers, obwohl lediglich Grenzschmierung erreichbar ist – ist ein häufiger und vermeidbarer Konstruktionsfehler.

Hydrodynamische Schmierung (Vollfilmschmierung)

Die Welle erzeugt einen druckbeaufschlagten Ölkeil, der sie vollständig von der Lagerbohrung trennt.

Der Reibungskoeffizient sinkt auf 0,001–0,01, und der Verschleiß geht gegen null.

Dieses Regime setzt eine kontinuierliche Ölversorgung, ausreichende Wellendrehzahl (bestimmt durch die Sommerfeldzahl für die jeweilige Lagergeometrie und Ölviskosität – also keinen einheitlichen Universalwert) sowie eine Wellenoberflächenrauheit unter Ra 0,8 µm voraus.

Die meisten großen Industriegetriebe, Turbinenführungslager und Hochgeschwindigkeitsspindeln arbeiten in diesem Bereich.

SAE 660-Bronze und Aluminiumbronze sind die üblichen Werkstoffoptionen.

Grenz- / Mischreibung

Der Ölfilm ist nicht geschlossen; Rauheitsspitzen an Welle und Bohrung kommen nur zeitweise miteinander in Kontakt. Die Reibungskoeffizienten liegen typischerweise bei 0,05–0,15.

Dies entspricht der betrieblichen Realität bei den meisten Flanschlager-Anwendungen mit Start-Stopp-Betrieb, oszillierender Bewegung und niedrigen Drehzahlen – unabhängig von der zugeführten Ölmenge.

In diesem Regime bestimmen die Werkstoffeigenschaften des Lagers – insbesondere Härte, Einbettungsvermögen und Anpassungsfähigkeit – maßgeblich die Verschleißrate.

SAE 660-Bronze mit Ölfilm ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb bei P bis 20 MPa; Sinterbronze ist dynamisch mit rund 7 MPa deutlich stärker begrenzt.

Trockenlauf / selbstschmierend

PTFE-beschichtete und Sinterbronze-Lager sind für den ölfreien Betrieb ausgelegt.

PTFE überträgt während der ersten Einlaufphase einen molekularen Film auf die Wellenoberfläche. In den ersten Betriebsstunden ist der Verschleiß daher leicht erhöht, bis sich der Transferfilm stabilisiert.

Während des Einlaufs sollten die Lasten bei höchstens 50 % des dynamischen Nennwerts liegen.

Bei Sinterbronze im kontinuierlichen Trockenlauf sollte PV unter 0,12 MPa·m/s bleiben; bei PTFE-Beschichtung kontinuierlich unter 0,10 MPa·m/s.

Das Sortiment von LILY Bearing anMehrzweck-Flanschbaureiheumfasst sowohl ölgetränkte als auch trockenlaufende Ausführungen innerhalb derselben Abmessungsreihe.

FAQ

Worin besteht der Unterschied zwischen einem Flansch-Gleitlager und einem zylindrischen Gleitlager?

Ein zylindrisches Gleitlager (Buchse ohne Bund) nimmt ausschließlich Radiallasten auf und benötigt eine separate Abstützung – etwa einen Gehäuseanschlag, einen Sicherungsring oder eine Anlaufscheibe –, um axiale Bewegung zu verhindern.

Ein Flansch-Gleitlager verfügt an einem Ende über einen Bund, der an der Gehäusefläche anliegt und begrenzte axiale Axiallasten in eine Richtung aufnehmen kann.

Die Flanschbauform vereinfacht die Montage, reduziert die Bauteilzahl und ist die Standardwahl, wenn Radial- und moderate Axiallasten in einem kompakten Bauraum beherrscht werden müssen.

Kann eine Flanschbuchse Axiallasten in beide Richtungen aufnehmen?

Eine standardmäßige Buchse mit Einfachflansch nimmt Axialkräfte nur aus einer Richtung auf – die Flanschfläche liegt dabei am Gehäuseschulter an.

Bei axialen Kräften in beide Richtungen verwenden Sie eine Buchse mit Doppelflansch (Flansche an beiden Enden) oder montieren Sie zwei Einfachflanschbuchsen Rücken an Rücken mit nach außen weisenden Flanschen.

Die Ausführung mit Doppelflansch erhöht zwar die Baulänge, macht jedoch zusätzliche axiale Sicherungselemente überflüssig.

Woran erkenne ich, dass ein Gleitlager mit Flansch ersetzt werden muss?

Der eindeutigste Hinweis ist das diametrale Spiel: Messen Sie Wellen- und Bohrungsdurchmesser mit einer Innenmessuhr bzw. einem Bohrungsmessgerät.

Überschreitet die Differenz 0,5–1,0 % des Nennbohrungsdurchmessers (z. B. mehr als 0,10–0,20 mm bei einer 20-mm-Bohrung), nähert sich das Lager dem Lebensende.

Weitere Anzeichen sind eine steigende Gehäusetemperatur, hörbares Quietschen oder Klopfen beim Anlauf sowie metallische Partikel oder Verfärbungen im Schmierstoff.

Bei kritischen Maschinen kann eine regelmäßige Schwingungsanalyse Untersynchronfrequenzen erfassen, die auf Lagerspiel hinweisen, noch bevor sichtbarer Verschleiß messbar wird.

Welche Wellenhärte ist beim Betrieb gegen ein Bronzeflanschlager erforderlich?

Bei SAE 660-Bronze sollte die Welle mindestens 35 HRC (entspricht ungefähr 325 HB) aufweisen; für Dauerbetrieb oder hohe Belastungen sind idealerweise 45–60 HRC anzustreben.

Weichere Wellen verschleißen schneller als die Buchse und kehren damit die vorgesehene Verschleißhierarchie um – das Lager soll das Verschleißteil sein, nicht die Welle.

Geschliffene und polierte Wellenoberflächen mit Ra 0,4–0,8 µm minimieren den Beginn von Abrasivverschleiß; vermeiden Sie gedrehte Oberflächen mit Ra > 1,6 µm im Kontakt mit Gleitlagern.

Sind metrische und zöllige Gleitlager mit Flansch austauschbar?

Nicht direkt. Selbst wenn die Bohrungsgrößen nominell gleichwertig sind (z. B. 1/2" Bohrung ≈ 12,7 mm), folgen Außendurchmesser, Baulänge, Flanschaußendurchmesser und Flanschdicke jeweils eigenen Maßreihen.

Viele Hersteller fertigen Buchsen in „zolläquivalenten“ Abmessungen nach metrischen DIN-Toleranzen, was eine weitere mögliche Passungsabweichung mit sich bringt.

Prüfen Sie daher immer alle fünf Hauptmaße – d, D, L, D₁ und t – und gehen Sie nicht davon aus, dass eine übereinstimmende Nennbohrung vollständige Austauschbarkeit bedeutet.

Welches Gleitlager mit Flansch eignet sich am besten für Lebensmittelverarbeitungsanlagen?

FDA-konforme Polymerwerkstoffe – PTFE-Verbundwerkstoffe, PEEK oder NSF-zertifiziertes Acetal (POM) – sind die Standardwahl.

Sie verursachen keine metallische Kontamination, sind beständig gegen Reinigungs- und Desinfektionschemikalien und laufen trocken ohne Schmierung, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen könnte.

Für höhere Belastungen in Lebensmittelmaschinen erweitern glasfaserverstärkte PTFE-Verbundwerkstoffe den nutzbaren Druckbereich auf etwa 25 MPa und bleiben dabei konform.

Gehäuse aus Edelstahl in Kombination mit Polymerbuchsen sind die am häufigsten eingesetzte Ausführung in Bereichen mit direktem Lebensmittelkontakt.