Schmierleitfaden für Gleitlager: Schmierarten, Intervalle und Praxistipps

Die meisten Gleitlager Ausfälle von Gleitlagern, die vorschnell auf „mangelhafte Schmierung“ zurückgeführt werden, sind in der Praxis häufig auf eine falsche Zuordnung zurückzuführen: Ein für einen bestimmten Lagertyp ausgelegtes Schmierschema wurde auf ein Lager angewendet, das dieses Verfahren gar nicht verwendet.

Gleitlager lassen sich in drei Schmierkategorien einteilen: trockenlaufend, ölimprägniert und extern geschmiert. Werden sie jedoch so behandelt, als gehörten sie zur jeweils anderen Gruppe, versagen sie auf unterschiedliche Weise.

Entscheidend ist daher zunächst, zu welcher Kategorie das betreffende Lager gehört; diese Information ist wichtiger als die Frage, „wie oft nachgeschmiert werden muss“.

Warum Gleitlager keiner einheitlichen Schmierregel folgen

Ein Gleitlager trennt Welle und Lagerfläche nicht durch Wälzkörper, sondern durch einen Schmierfilm.

Beim Anfahren, Abstellen oder bei sehr niedriger Drehzahl reicht der Schmierfilm nicht aus, um beide Oberflächen vollständig zu trennen. In diesem Bereich der Grenzschmierung entstehen der größte Teil des Metall-zu-Metall-Kontakts und des Verschleißes.

Sobald die Welle die Betriebsdrehzahl erreicht, wird das Schmiermittel in den Belastungsbereich mitgezogen und bildet einen vollständigen hydrodynamischen Film, der die Oberflächen vollständig voneinander trennt und die Reibung deutlich reduziert.

(Diese Kennlinie sowie die drei Gleitlager-Bauformen erläutern wir ausführlicher in Was ist ein Gleitlager?.)

Dass sich die Schmierstrategie hier in drei Wege aufteilt, liegt daran, dass Hersteller bei einigen Lagern das Schmiermittel konstruktiv integrieren, während bei anderen eine externe Schmierung erforderlich ist:

• Trockenlaufende Gleitlager / Verbundgleitlager – konstruktiv selbstschmierend, kein externes Schmiermittel erforderlich

• Ölimprägnierte Sinterlager – das Schmiermittel wird während der Herstellung im Werkstoff eingeschlossen

• Ölnut- / Universalgleitlager – kein integriertes Schmiermittel; dieses muss zugeführt und instand gehalten werden

Für all diese Ausführungen werden häufig Sammelbezeichnungen wie Gleitöl-Lager, Ölgleitlager oder Gleitlager mit Öl verwendet – unabhängig davon, ob sie von LILY oder von etablierten Marken für Lagergehäuseeinheiten wie Dodge oder Timken stammen. Das konkrete Schmierverfahren oder auch der vollständige Verzicht darauf hängt jedoch ausschließlich davon ab, welche der drei genannten Kategorien Sie tatsächlich vor sich haben.

Wenn Sie die Kategorie falsch zuordnen, unterversorgen Sie entweder ein Lager, das hätte gewartet werden müssen, oder verunreinigen ein Lager, das niemals mit einer Fettpresse in Berührung kommen sollte.

Trockenlaufende Gleitlagerbuchsen: Kein Fett zugeben

Trockenlaufende Gleitlagerbuchsen verfügen über eine Gleitlage aus PTFE oder PTFE-Verbundwerkstoff, die in der Regel auf einem Sinterbronze- oder Stahlträger aufgebracht ist – der typische Aufbau von DU-Buchsen nach ISO 3547 / DIN 1494.

Der Reibungskoeffizient von PTFE liegt gegenüber Stahl bei etwa 0,05–0,10 und ist damit so niedrig, dass das Lager ganz ohne Flüssigkeitsfilm betrieben werden kann.

Während der Einlaufphase bildet sich auf der Wellenoberfläche ein dünner PTFE-Übertragungsfilm, der anschließend die eigentliche Gleitpaarung darstellt.

Bei dieser Kategorie ist die Zugabe von Fett nicht nur überflüssig, sondern ein klarer Fehler.

Fett verbessert eine PTFE-Gleitpaarung nicht – es bindet Staub und abrasive Partikel, die sich in die Gleitfläche einarbeiten und den Verschleiß beschleunigen statt ihn zu verringern.

Wenn ein trockenlaufendes Lager überhitzt oder vorzeitig verschleißt, lautet die Lösung fast nie „mehr schmieren“; zu prüfen sind vielmehr Wellenoberfläche, Ausrichtung sowie die Frage, ob Belastung und Drehzahl den PV-Wert des Lagers überschreiten (Druck × Geschwindigkeit).

Ölimprägnierte Gleitlagerbuchsen: Auf Lebensdauer geschmiert, nicht von Ihnen nachgeschmiert

Ölimprägnierte Gleitlagerbuchsen bestehen aus Sinterbronze, häufig nach SAE 841, und werden so gefertigt, dass 15–25 % des Materialvolumens aus miteinander verbundenen Poren besteht, die unter Vakuum mit Öl imprägniert werden, in der Regel mit SAE 30 ohne Detergenzien.

Das Wirkprinzip ist passiv: Erwärmt sich das Lager unter Last, dehnt sich das Öl stärker aus als die umgebende Bronze; Wärme und Druck pressen das Öl dadurch aus den Poren auf die Welle.

Beim Abkühlen zieht die Kapillarwirkung das Öl wieder in das Lager zurück.

Darum werden diese Lager als „wartungsfrei“ und nicht als „ewig selbstschmierend“ angeboten – die Ölreserve ist endlich.

Bei normaler Beanspruchung – mittlere Drehzahl, mittlere Last und Betrieb bei ungefähr Raumtemperatur – ist es tatsächlich darauf ausgelegt, die Lebensdauer des Lagers ohne Eingriff zu erreichen.

Eine zusätzliche Fettzufuhr bringt keinen Nutzen und kann stattdessen die Porenstruktur verstopfen.

Grenzen zeigt das System bei dauerhaft hoher Temperatur, kontinuierlich hoher Belastung oder in einer staubigen, ölarmen Umgebung.

Alle drei Faktoren reduzieren das Reservoir schneller, als die Auslegung vorsieht.

Unter diesen Bedingungen verlängert eine gelegentliche Ölnachfüllung – ein Tropfen eines geeigneten Öls in die sichtbare Ölbohrung, sofern das Gehäuse eine besitzt – die Lebensdauer.

Es handelt sich nicht um eine planmäßige Anforderung wie bei Ölnutlagern, sondern um eine Reaktion auf Betriebsbedingungen, die außerhalb des normalen Auslegungsbereichs des Lagers liegen.

Nehmen Sie GDJBKECG, ein Lager mit 1,126-Zoll-Bohrung ölimprägniertes Gleitlager aus SAE-841-Bronze mit SAE-30-Ölfüllung, ausgelegt für Anwendungen wie Förderanlagen, Lüftermotoren und Scheibenwischermotoren.

Bei Raumtemperatur und mäßiger Belastung benötigt es nichts über das im Werkstoff bereits enthaltene Schmiermittel hinaus – keinen Nachschmierplan und keinen Schmierpunkt, der überwacht werden müsste.

Wird dasselbe Lager in eine Förderrollenanwendung mit hohen Temperaturen und starker Staubbelastung eingesetzt, ist der Ölvorrat deutlich vorzeitig erschöpft; genau dann ist eine manuelle Ölnachfüllung am Gehäuse – und nicht die Fettpresse – die richtige Maßnahme.

Gleitlager mit Ölnut: Die Bauart, die tatsächlich einen Schmierplan erfordert

Ölnutlager und Gleitlager für allgemeine Anwendungen – also einfache Buchsen aus Bronze, Messing oder Nylon mit eingearbeiteten Ölnuten oder Bohrungen, jedoch ohne imprägnierten Vorratskörper – sind die einzige Kategorie, bei der auf die Frage „Wie oft muss ich hier schmieren?“ eine tatsächlich relevante, nicht triviale Antwort erforderlich ist, da keine integrierte Schmierstoffreserve zur Verfügung steht.

Einen universell gültigen Nachschmierintervall gibt es nicht.

Die Nachschmierlebensdauer hängt vom Zusammenspiel aus Last, Drehzahl, Temperatur und Verschmutzung ab, nicht von einem einzelnen Faktor allein – ein Lager unter heißen und staubigen Bedingungen muss deutlich häufiger gewartet werden als dasselbe Lager im kühlen und sauberen Betrieb.

Die Fachliteratur zu diesem Thema ist dünner, als man erwarten würde.

Ein technischer Beitrag der STLE (Society of Tribologists and Lubrication Engineers) aus dem Jahr 2009 weist ausdrücklich darauf hin, dass es für Gleitlager nur wenig veröffentlichte Orientierung zu Schmiermenge und -frequenz gibt, sofern man nicht auf die ursprünglichen Auslegungsparameter zurückgreift; empfohlen wird daher, zunächst die Schmierempfehlungen des Lagerherstellers zu prüfen, bevor allgemeine Formeln herangezogen werden.

Wenn keine OEM-Vorgaben vorliegen, nennt derselbe Beitrag zwei alternative Faustformeln.

Beide wurden ursprünglich für die Auslegung zentraler Schmiersysteme an großen Gleitlagern entwickelt – das eigene Rechenbeispiel des Beitrags ist ein Förderrollenlager mit 4 Zoll Durchmesser.

Das liegt deutlich über dem von den meisten Gleitlagerkatalogen abgedeckten Bohrungsbereich von etwa 1/16 Zoll bis über 1 Zoll – auch in diesem Fall.

Eine der beiden Methoden, mitunter als Trabon-/Lubriquip-Methode bezeichnet, formuliert den Zielwert als Bruchteil der pro Schicht erneuerten Ölfilmdicke: 2/1000 pro acht Stunden bei manueller Schmierung oder 1/1000 pro vier Stunden bei automatischer Versorgung.

Sie veranschaulicht das zugrunde liegende Prinzip sinnvoll – häufige kleine Schmiermengen sind besser als seltene große – lässt sich jedoch bei kleineren Bohrungsdurchmessern nicht einfach 1:1 übernehmen.

Voraussetzung ist, dass die Filmdicke des Lagers im Vorfeld bekannt ist; zudem beziehen sich alle Rechenbeispiele der Formel auf Lager, deren Abmessungen um ein Vielfaches über denen einer typischen Gleitlagerbohrung liegen.

Zu viel Fett staut Wärme und verschwendet Schmierstoff ebenso zuverlässig wie zu wenig Fett den Schmierfilm austrocknet; das ist die praktische Kernaussage – unabhängig davon, welche Berechnungsformel Sie verwenden oder ob Sie ganz ohne Formel arbeiten.

Ein universell einsetzbares Fett der NLGI-Klasse 2 ist für horizontale Gleitlageranwendungen im mittleren Drehzahlbereich ein sinnvoller Ausgangspunkt; unter normalen Betriebsbedingungen bleibt es am Schmierort und läuft nicht aus.

Weicheres Fett der NLGI-Klasse 1 eignet sich für Kälte- oder Langsamgangbetrieb sowie für Zentralschmieranlagen; festeres Fett der NLGI-Klasse 3 ist vorteilhaft, wenn eine vertikale Welle weichere Schmierstoffe sonst aus der Belastungszone herausdrücken würde.

Den richtigen Schmierstoff nach Werkstoff auswählen

Symptome richtig deuten

Die meisten Diagnosefehler in der Fertigung folgen demselben Muster: Ein Lager läuft heiß oder ist auffällig laut, und reflexartig wird mehr Fett nachgeschmiert.

Bei einem Ölnutlager, das unabhängig von der Belastung nach einem festen Kalenderintervall abgeschmiert wird, ist dieser Reflex häufig genau falsch: Das Lager war bereits überfettet, und zusätzliches Fett gibt dem durchgewirbelten Schmierstoff lediglich noch weniger Raum.

Einige typische Muster sollten Sie erkennen, bevor Sie zur Fettpresse greifen:

Wenn es sich um ein Trockenlaufgleitlager und Sie an der Gleitfläche Schmutz oder Abrieb feststellen, wurde Fett auf ein Lager aufgebracht, für das es nie vorgesehen war. In diesem Fall ist es richtig, den Schmierstoff zu entfernen und das Lager trocken zu betreiben, statt weiter Schmiermittel zuzusetzen.

Wenn es sich um ein ölimprägniertes Lager und es unter dauerhafter hoher Last schneller verschleißt als erwartet, entleert sich der Sinterölvorrat schneller, als er nachgeführt wird. Genau in diesem Fall ist eine kleine Nachfüllung mit Öl über die Ölbohrung des Gehäuses die richtige Maßnahme, nicht Fett.

Tritt Verschleiß oder Riefenbildung bereits kurz nach der Montage auf und nicht erst nach Monaten im Betrieb, handelt es sich nur selten um ein Schmierproblem. Prüfen Sie vielmehr die Oberflächengüte der Welle, die Ausrichtung und die Passung anhand unseres Auslegungsleitfadens für Flanschgleitlager bevor Sie den Schmierstoff als Ursache annehmen.

Wenn Sie zunächst noch entscheiden, ob ein Gleitlager für Ihre Anwendung die richtige Wahl ist, bietet unser Vergleich zwischen Gleitlager und Kugellager die notwendige Entscheidungsgrundlage, bevor die Schmierung überhaupt zum Thema wird.

FAQ

Wie sollten Gleitlager geschmiert werden?

Das hängt davon ab, in welche der drei Schmierkategorien Ihr Lager fällt: Trockenlaufende Ausführungen dürfen niemals gefettet werden, ölimprägnierte Sinterlager sind lebensdauergeschmiert und benötigen keine routinemäßige Nachbehandlung, und nur Ölnutgleitlager erfordern einen manuellen Schmierplan. Prüfen Sie die oben genannten Abschnitte, um Ihren Lagertyp zu bestimmen, bevor Sie Schmierstoff aufbringen.

Benötigen trockenlaufende Gleitlager überhaupt eine Schmierung?

Nein. Trockenlaufende Gleitlager stützen sich über ihre gesamte Lebensdauer auf einen PTFE-Transferfilm beziehungsweise einen Transferfilm aus PTFE-Verbundwerkstoff. Das Nachschmieren mit Fett birgt hingegen das Risiko abrasiver Verunreinigungen und verkürzt die Lebensdauer eher, als dass es sie verlängert.

Wie oft sollten ölgetränkte Gleitlager nachgeschmiert werden?

Unter normalen Bedingungen hinsichtlich Last, Drehzahl und Temperatur gar nicht — der Sinterbronze-Speicher ist auf die gesamte Lebensdauer des Lagers ausgelegt. Nur bei dauerhaft hoher Belastung, erhöhter Temperatur oder staubigem Betrieb kann eine gelegentliche manuelle Ölnachfüllung über die Ölöffnung des Gehäuses sinnvoll sein, sofern eine solche vorhanden ist.

Welches Schmiermittel eignet sich am besten für Gleitlager aus Bronze oder Messing?

Für bronzene oder messingene Buchsen mit Ölnut und ohne Imprägnierung deckt ein Mehrzweckfett der NLGI-Klasse 2 die meisten horizontalen Anwendungen mit mittlerer Drehzahl ab. Für Kältebetrieb oder niedrige Drehzahlen sollte auf NLGI 1 gewechselt werden, bei vertikalen Wellen hingegen auf NLGI 3, wenn weicheres Fett sonst aus der Belastungszone wandern würde.

Ist ein Gleitlager dasselbe wie ein Radiallager?

Funktional ja — der Begriff „journal bearing“ ist im Umfeld großer Rotating-Equipment-Anwendungen, etwa bei Turbinen und Generatoren, gebräuchlicher, während „sleeve bearing“ die allgemeine industrielle Bezeichnung für dieselbe einfache zylindrische Lager- und Wellenanordnung ist. Die in diesem Leitfaden beschriebenen Schmierprinzipien gelten für beide.

Kann eine Überfettung ein Gleitlager beschädigen?

Ja, und dies ist mindestens ebenso häufig eine Ausfallursache wie Schmiermangel. Überschüssiges Fett hat in einem engen Gehäuse keinen Ausweichraum; es wird aufgewühlt, erhöht die Betriebstemperatur und kann Dichtungen oder Schutzscheiben aus ihrer Position drücken. Daher sollten kleinere Mengen in kürzeren Intervallen appliziert werden, statt große Volumina in großen Zeitabständen einzubringen.