Was ist ein Gleitlager? Bauarten, Werkstoffe, Einsatzbereiche und Funktionsweise

Wenn Sie schon einmal eine Pumpe, einen Elektromotor oder ein schweres Industrieaggregat zerlegt haben, sind Sie mit hoher Wahrscheinlichkeit auf ein Gleitlager gestoßen – auch wenn Ihnen die genaue Bezeichnung dafür nicht bekannt war.

Es zählt zu den ältesten Lagertechnologien im Maschinenbau und wird dennoch täglich in Anwendungen von der Kurbelwelle im Automobil bis zum Azimutantrieb von Windkraftanlagen eingesetzt.

Was ist ein Gleitlager?

Ein Gleitlager – auch Lagerbuchse, Buchse oder Journal Bearing genannt – ist ein zylindrisches Bauteil, das eine rotierende oder gleitende Welle abstützt und die Reibung zwischen bewegten Flächen reduziert.

Im Unterschied zu Kugellagern oder Rollenlagern, verfügt ein Gleitlager über keine Wälzkörper.

Stattdessen sorgt ein dünner Schmierfilm aus Öl, Fett oder einem selbstschmierenden, im Lager integrierten Werkstoff dafür, dass die Welle von der Lagerfläche getrennt bleibt.

Der Aufbau ist einfach: ein hohler, auf enge Maßtoleranzen gefertigter Zylinder, der in eine Gehäusebohrung eingepresst wird. Die Welle dreht oder gleitet darin. Keine Kugeln, kein Käfig, keine Laufbahnen – lediglich eine passgenau gefertigte Buchse und die Schmierphysik übernehmen die Funktion.

Gerade diese Einfachheit prägt den zentralen Zielkonflikt: Gleitlager sind kompakt, leise und wirtschaftlich, ihre Leistungsfähigkeit hängt jedoch in wesentlich stärkerem Maß von den Betriebsbedingungen und der Werkstoffauswahl ab als bei Wälzlagern.

Wie funktioniert ein Gleitlager?

Die Funktionsweise beruht im Kern auf einem Prinzip: Schmierregime.

Abhängig von Last, Drehzahl und Schmierstoffviskosität arbeitet ein Gleitlager in einem von drei Betriebszuständen. Welcher Zustand für Ihre Anwendung maßgeblich ist, bestimmt nahezu jede weitere Auslegungsentscheidung.

Abb. 1 — Im Stillstand liegt die Welle auf der Lagerfläche auf (Metallkontakt, μ = 0.10–0.20). Bei ausreichender Drehzahl zieht die Wellenrotation Schmierstoff in den sich verengenden Spalt und erzeugt einen hydrodynamischen Druck, der die Welle vollständig von der Lagerbohrung abhebt. Die Reibung sinkt bei fehlendem Metallkontakt auf μ ≈ 0.001.[1]

Hydrodynamische Schmierung (Vollfilmschmierung)

Dies ist der bevorzugte Betriebszustand für ölschmierte Gleitlager.

Beim Drehen der Welle wird Schmierstoff in den keilförmig sich verengenden Spalt zwischen Welle und Lagerbohrung eingezogen. Dadurch entsteht hydrodynamischer Druck, der die Welle vollständig von der Lagerfläche abhebt.

Metall berührt niemals Metall.

Unter Vollfilmbedingungen kann der Reibungskoeffizient auf Werte von 0.001 sinken — vergleichbar mit einem Präzisionskugellager und besser als die meisten Rollenlager unter vergleichbaren Lasten.[1]

Da kein Kontakt stattfindet, ist der Verschleiß praktisch gleich null.

Die praktische Einschränkung besteht darin, dass eine ausreichende Wellenumdrehung und eine geeignete Schmierstoffviskosität erforderlich sind, um den Film aufrechtzuerhalten.

Hydrodynamische Bedingungen lassen sich beim Anfahren oder Abstellen nicht aufrechterhalten. Deshalb bleibt die Werkstoffauswahl auch bei für den Vollfilmbetrieb ausgelegten Lagern von Bedeutung.

Grenzschmierung

Ist die Drehzahl zu niedrig, die Last zu hoch oder reißt der Schmierfilm ab, geht das Lager in die Grenzschmierung über.

Oberflächenrauheitsspitzen kommen zeitweise miteinander in Kontakt, die Reibung steigt, und der Verschleiß wird stärker durch die Werkstoffeigenschaften des Lagers als durch die des Schmierstoffs bestimmt.

Für viele langsam oszillierende und hoch belastete Anwendungen ist dies der Dauerbetriebszustand, etwa bei Drehbolzen in Baumaschinen oder Lagerzapfen von Wehrverschlüssen.

Selbstschmierende Werkstoffe (Graphitbronze, PTFE-Verbundwerkstoffe) sind gezielt für diesen Einsatzbereich ausgelegt.

Mischfilmschmierung

Ein Übergangszustand zwischen Vollfilm- und Grenzreibung. Ein Teil der Last wird vom Schmierfilm getragen, ein Teil durch gelegentlichen Asperitenkontakt.

Reibung und Verschleiß liegen zwischen den beiden anderen Reibungszuständen.

Die meisten Lager durchlaufen beim Anfahren und Abstellen einen Mischreibungszustand, selbst wenn sie im stationären Betrieb hydrodynamisch arbeiten.

Abb. 2 — Die Stribeck-Kurve: Die Reibung ist bei Grenzschmierung am höchsten (Anfahren, langsame Schwingbewegungen), sinkt im Mischreibungsbereich und erreicht bei vollständigem hydrodynamischem Schmierfilm ihr Minimum. Bei sehr hohen Drehzahlen steigt sie infolge der viskosen Schleppverluste leicht wieder an.

Diese drei Reibungszustände erklären die physikalischen Zusammenhänge, nach denen ein Gleitlager die Welle von der Lagerbohrung trennt. Sie sagen jedoch nicht, wann tatsächlich Öl oder Fett nachgeschmiert werden sollte — oder ob dies überhaupt erforderlich ist. Zu Wartungsintervallen, zur Schmierstoffauswahl nach Werkstoff und dazu, welche Lagertypen keinesfalls gefettet werden dürfen, siehe unseren Schmierleitfaden für Gleitlager.

Arten von Gleitlagern

Gleitlager lassen sich entlang zweier Merkmale einordnen: Geometrie (welche Lastrichtungen das Lager aufnimmt) und Schmierungsart (ob das Lager eine externe Ölversorgung benötigt oder die Schmierung selbst bereitstellt).

Die drei Geometrien sind zylindrisch, mit Bund und als Anlaufscheibe ausgeführt. Jede ist in ölimprägnierten und trockenlaufenden Varianten sowie in Universalausführung und korrosionsbeständiger Ausführung erhältlich.

Zusammen decken sie das gesamte Produktspektrum ab.

Abb. 3 — Die drei Geometrien von Gleitlagern. Jede ist in ölimprägnierten und trockenlaufenden Varianten erhältlich; Anlaufscheiben werden üblicherweise in derselben Baugruppe mit einer zylindrischen Gleitlagerbuchse kombiniert.

Zylindrische Gleitlagerbuchsen

Gerade Zylinderform mit gleichbleibendem Innen- und Außendurchmesser. Nimmt ausschließlich radiale Lasten auf. Dies ist die am häufigsten eingesetzte Gleitlagergeometrie in allgemeinen Industrieanwendungen — etwa in Pumpen, Ventilatoren, Motoren und Förderanlagen. Die Buchse wird direkt in eine Gehäusebohrung eingepresst.

Ölimprägnierte Gleitlager

Hergestellt aus gesinterter Bronze, verdichtet und im Vakuum mit Mineralöl getränkt – unter Last und Wärme tritt das Öl an die Oberfläche und gewährleistet eine kontinuierliche Schmierung ohne externe Schmierstoffzufuhr.

Die Standardwahl für geringe bis mittlere radiale Belastungen bei moderaten Drehzahlen, wenn eine regelmäßige Nachschmierung nicht praktikabel ist.

Ausgelegt für etwa 80–120°C. Innerhalb dieser Kategorie sind Ausführungen für hohe Lasten, mit extrem geringer Reibung, schwingungsdämpfende sowie für die Panelmontage erhältlich.

Gleitlager mit Ölimprägnierung für die Lebensmittelindustrie

Gleiche Konstruktion aus gesinterter Bronze wie bei Standard-Ölimprägnierlagern, jedoch mit NSF-zertifizierten Schmierstoffen in Lebensmittelqualität und ungiftigen Werkstoffen gefertigt, die den FDA-Anforderungen entsprechen.

Eingesetzt, wenn ein unbeabsichtigter Kontakt von Schmierstoff mit Lebensmitteln oder Getränken möglich ist – etwa in Förderantrieben, Abfüllanlagen und Verpackungsmaschinen.

Für anspruchsvollere Anwendungen in denselben regulierten Umgebungen sind hochbelastbare Ausführungen für die Lebensmittelindustrie erhältlich.

Trockenlauf-Gleitlager

Selbstschmierende Verbund- oder Polymergleitlager, die keinerlei externes Öl oder Fett benötigen.

Das Werkstoffgefüge selbst – typischerweise PTFE-Verbundwerkstoff, technischer Kunststoff oder Graphitbronze – übernimmt die Schmierfunktion unmittelbar an der Gleitfläche.

Größerer Temperaturbereich als gesinterte Bronze (PTFE-Verbundwerkstoff: −200°C bis +260°C) sowie verfügbar in Ausführungen für hohe Lasten, hohe Temperaturen, extrem geringe Reibung, chemische Beständigkeit, Wasserbeständigkeit, raue Umgebungen und Panelmontage – abgestimmt auf spezifische Einsatzbedingungen.

Mehrzweck und Korrosionsbeständige Gleitlager

Zylindrische Gleitlager für den allgemeinen Einsatz, die über einen breiten Bereich von Lasten, Drehzahlen und Schmierbedingungen zuverlässig arbeiten, ohne auf einen einzelnen Extremfall optimiert zu sein.

Korrosionsbeständige Varianten werden aus Edelstahl, Aluminiumbronze oder korrosionsbeständigen Polymerverbundwerkstoffen gefertigt und sind für feuchte, maritime oder chemisch aggressive Umgebungen vorgesehen, in denen Standardbronze korrodieren würde.

Ausführungen mit Nut – mit integrierter Umfangs- oder Axialnut – verbessern die Schmierstoffverteilung und -speicherung in Anwendungen, bei denen eine periodische Nachschmierung zum Wartungsablauf gehört.

Flanschgleitlager

Ein zylindrisches Gleitlager mit einem am einen Ende radial nach außen ragenden Bund. Der Flansch bietet beim Einbau eine definierte Anlagefläche und verhindert die axiale Wanderung der Welle – damit erhalten Sie Radialstützung und einseitige Axialführung in einem einzigen Bauteil. Häufig eingesetzt in Getrieben, Förderantrieben und allen Anwendungen, in denen die Welle axial eindeutig positioniert werden muss. Informationen zu den Abmessungen nach ISO 4379, zu PV-Grenzwerten je Werkstoff und zum vollständigen 7-stufigen Auslegungsprozess finden Sie in unserem speziellen Leitfaden zu Flanschgleitlagern.

Ölgetränkte Bundgleitlager

Bundgeometrie mit gesinterter Bronze und eingelagertem Öl – unter normalen Betriebsbedingungen selbstschmierend, ohne externe Ölzufuhr. Die Bundfläche übernimmt die axiale Positionierung sowie leichte Axialkräfte, während die Bohrung die Radiallast aufnimmt. Erhältlich sind Ausführungen für hohe Lasten, mit sehr geringer Reibung und mit Zertifizierung sowie Varianten für die Lebensmittelindustrie mit NSF-konformen Schmierstoffen für regulierte Verarbeitungsumgebungen.

Trockenlaufende Bundgleitlager

Schmierfreie Bundlager aus Verbundwerkstoffen oder Polymeren, die das breiteste Spektrum an Sonderausführungen innerhalb der Bundlager-Bauform abdecken. Selbstausrichtende Ausführungen gleichen eine Wellenfehlausrichtung innerhalb eines definierten Winkels automatisch aus – ein Vorteil überall dort, wo die Gehäuseausrichtung nicht sicher gewährleistet werden kann. Einfache Snap-in-Ausführungen verkürzen die Montagezeit in der Fertigung. Hochtemperatureignete Ausführungen sind für thermisch anspruchsvolle Umgebungen ausgelegt; Varianten für die Lebensmittelindustrie sowie chemikalien- und wasserbeständige Ausführungen erfüllen spezielle Anforderungen an Kontamination oder Korrosion. Zudem sind selbstausrichtende Hochgeschwindigkeitsausführungen für schneller rotierende Anwendungen erhältlich.

Mehrzweck und Korrosionsbeständige Bundgleitlager

Vielseitige Bundlager für den allgemeinen Einsatz über ein breites Last- und Drehzahlspektrum, ohne spezielle Werkstoffoptimierung. Korrosionsbeständige Bundausführungen aus Edelstahl oder Sonderlegierung sind die richtige Wahl für marine, chemische oder Außenanwendungen, in denen Standardwerkstoffe schnell verschleißen würden. Zertifizierte Varianten werden durch Werkstoff- und Maßzertifikate abgesichert und sind für Anwendungen mit Rückverfolgbarkeitsanforderungen geeignet.

Axiallager (Anlaufscheiben)

Flache Ringgeometrie – ohne Bohrung, mit reiner Planauflage – zur Aufnahme axialer Lasten ausgelegt, die ein zylindrisches Gleitlager nicht tragen kann. In den meisten Baugruppen arbeitet eine Anlaufscheibe zusammen mit einem zylindrischen Gleitlager: Das Gleitlager übernimmt die Radiallast, die Anlaufscheibe die axiale Komponente. Erhältlich sind ölgetränkte und trockenlaufende Ausführungen in denselben Sonderqualitäten wie bei den zylindrischen und gebänderten Serien.

Ölgetränkte Axiallager

Gesinterte Bronze-Anlaufscheiben mit dauerhaft im porösen Werkstoffgefüge eingelagertem Öl, das eine Selbstschmierung an der Lagerfläche ohne externe Ölversorgung ermöglicht.

Geeignet für mittlere Axiallasten bei mittleren Drehzahlen in Baugruppen, bei denen der Zugang zur Nachschmierung eingeschränkt ist. Für anspruchsvollere oder regulierte Anwendungen sind innerhalb dieser Kategorie Ausführungen für hohe Lasten, mit sehr geringer Reibung sowie für die Lebensmittelindustrie erhältlich.

Trockenlaufende Axiallager

Vollständig schmierungsfreie Anlaufscheiben aus Verbundwerkstoffen oder Polymeren.

Die trockenlaufende Baureihe deckt das breiteste Spektrum an Umgebungsbedingungen ab:

• leicht belastbare Ausführungen für die axiale Positionierung bei niedrigen Drehzahlen und geringen Lasten;

• hochbelastbare Ausführungen für starke Axialkräfte;

• hochtemperatureignete Ausführungen für thermisch anspruchsvolle Baugruppen;

• Ausführungen mit extrem geringer Reibung, wenn es auf minimale axiale Widerstände ankommt;

sowie Ausführungen für die Lebensmittelindustrie sowie wasser- und chemikalienbeständige Varianten für spezialisierte Umgebungen.

Mehrzweck und Korrosionsbeständige Axiallager

Universelle Axialscheiben für Standardanwendungen mit axialer Belastung über ein breites Spektrum an Drehzahlen und Schmierbedingungen.

Korrosionsbeständige Axiallager aus Edelstahl, Aluminiumbronze oder beständigen Polymeren eignen sich für aggressive Umgebungen — etwa Wellenanlagen im Schiffsbau, Anlagen der chemischen Verfahrenstechnik oder Außeninstallationen —, in denen herkömmliche Bronzescheiben vorzeitig korrodieren oder sich verschleißbedingt abbauen würden.

Werkstoffe für Gleitlager

Die Werkstoffauswahl ist bei der Spezifikation von Gleitlagern der entscheidende Hebel: Sie legt Schmierart, Tragfähigkeit, Temperatureinsatzgrenze und Wartungsaufwand zugleich fest.

Zwei äußerlich identische Lager können je nach Werkstoff eine vollständig unterschiedliche Lebensdauer aufweisen.

●●●●● = sehr hohe Tragfähigkeit · ●○○○○ = nur geringe Lasten · Die angegebenen Reibungskoeffizienten gelten für Grenz- bzw. Trockenlaufbedingungen. Hydrodynamisch geschmierte Bronze erreicht im Vollfilm-Betrieb μ ≈ 0,001.

Abb. 4 — Materialvergleich. Hydrodynamisch geschmierte Bronze erreicht im Vollfilm-Betrieb μ ≈ 0,001.[1] Temperaturgrenzen für Babbitt: Zinnbasis (Sn) 100–110°C, Bleibasis (Pb) 120–130°C.[2]

Bronzelegierungen

Bronze gilt aus gutem Grund als Standardwerkstoff für Gleitlager: Sie verbindet eine hohe Druckfestigkeit mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und zuverlässiger Performance sowohl unter hydrodynamischer als auch unter Grenzschmierung.

Drei Legierungsfamilien dominieren:

• Zinnbronze (C90500, C90700): Der bewährte Allround-Werkstoff. Gute Korrosionsbeständigkeit, breite Verfügbarkeit und Einsatz in Pumpen, Motoren sowie allgemeinen Industriemaschinen.

• Bleibronze: Ein höherer Bleianteil verbessert die Einbettungsfähigkeit – kleine Schmutzpartikel lagern sich in der weichen Bleiphasе ein, anstatt die Welle einzuritzen. Standardwerkstoff für Kurbelwellen- und Pleuellager von Verbrennungsmotoren.

• Aluminiumbronze: Deutlich höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die richtige Wahl für den Einsatz im maritimen Umfeld, in der chemischen Verarbeitung und bei Kontakt mit Salzwasser.

Babbittmetall (Weißmetall)

Eine weiche Legierung auf Zinn- oder Bleibasis, die als Auskleidungswerkstoff in großen Gleitlagern eingesetzt wird. Kennzeichnend für Babbittmetall sind Anpassungsfähigkeit und Einbettungsfähigkeit.

Dem steht eine geringere Tragfähigkeit und eine vergleichsweise niedrige Temperaturgrenze gegenüber – Babbittmetall auf Zinnbasis beginnt bei etwa 100–110°C zu erweichen; bleibasierte Sorten erweitern diesen Bereich auf rund 120–130°C.

PTFE-Verbundwerkstoff (DU-Typ)

Die am häufigsten eingesetzte selbstschmierende Lagerausführung: ein Stahlträger, eine gesinterte Bronzetischschicht und eine PTFE-Gleitschicht mit typischerweise 0.01–0.03 mm Schichtdicke.

Typischer Reibungskoeffizient im Trockenlauf: μ = 0.03–0.15.[2] Betriebstemperaturbereich: kontinuierlich −200°C bis +260°C.

Gesinterte Bronze (ölimprägniert)

Herstellung durch Verpressen von Bronzepulver und anschließendes Sintern zu einer porösen Matrix, deren Poren danach im Vakuum mit Mineralöl imprägniert werden.

Gemäß ASTM B438 liegt der Ölgehalt typischerweise bei 15–25 Vol.-%. Eignet sich gut für geringe bis mittlere Belastungen und mittlere Drehzahlen.

Nicht für hohe Lasten oder hohe Temperaturen geeignet (Auslegung für etwa 80–120°C).

Konstruktionskunststoffe (POM, Nylon, PEEK)

Polyoxymethylen (POM/Delrin) und Polyamid (Nylon/PA) bieten Chemikalienbeständigkeit, Korrosionsfreiheit und Unempfindlichkeit gegenüber vielen Schmierstoffen – damit sind sie eine naheliegende Wahl für die Lebensmittelverarbeitung und Medizintechnik.

PEEK eignet sich für höhere Temperaturen und ist für den Dauerbetrieb bis etwa 250 °C ausgelegt.

Graphitbronze

Bronze mit über die Lageroberfläche verteilten Graphiteinsätzen.

Im Betrieb wird Graphit auf die Welle übertragen und bildet einen Festschmierfilm. Reibungskoeffizient unter Betriebsbedingungen: μ = 0,10–0,20, höher als bei PTFE-Verbundwerkstoffen, jedoch mit höherer Tragfähigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Stahl und nichtrostender Stahl

Durchgehärteter oder einsatzgehärteter Kohlenstoffstahl bietet eine sehr hohe Tragfähigkeit und Verschleißfestigkeit, verfügt jedoch im Gegensatz zu Bronze oder PTFE-Verbundwerkstoff über keine Selbsschmiereigenschaften und erfordert eine kontinuierliche externe Öl- oder Fettschmierung.

Nichtrostende Stähle der Güten 303, 304 und 316 tauschen einen Teil von Härte und Tragfähigkeit gegen höhere Korrosionsbeständigkeit ein und sind damit die Standardwahl für die Lebensmittelverarbeitung, den maritimen Bereich und Washdown-Anwendungen, in denen Kohlenstoffstahl oder Standardbronze korrodieren würden.

Wesentliche Leistungskennwerte

PV-Wert (Druck × Geschwindigkeit)

Die grundlegende Leistungsgrenze für selbstschmierende Gleitlager.

P ist der projizierte Lagerdruck (Last ÷ Bohrungsdurchmesser × Länge, in MPa), V ist die Umfangsgeschwindigkeit der Welle (in m/s).

Richtwerte: Sinterbronze (SAE 841) ≈ 1,75–2,5 MPa·m/s; trockene PV-Grenze von PTFE-Verbundwerkstoff (DU-Typ) ≈ 0,04–0,10 MPa·m/s.

Bitte beachten Sie für Ihre tatsächlichen Einsatzbedingungen die Werkstoffdatenblätter.

Reibungskoeffizient (μ)

Er reicht von etwa 0,001 bei hydrodynamisch geschmierter Bronze unter Vollfilm-Bedingungen über 0,03–0,15 bei trocken laufendem PTFE-Verbundwerkstoff bis 0,10–0,20 bei Graphitbronze.

Der Reibungskoeffizient ist keine feste Werkstoffeigenschaft, sondern variiert mit Last, Drehzahl, Temperatur und Schmierzustand.

Betriebstemperatur

Sinterbronze mit Mineralöl: typischerweise ausgelegt für 80–120 °C.

PTFE-Verbundwerkstoff: −200 °C bis +260 °C.

Graphitbronze: je nach Werkstoffausführung bis über 300 °C. Kunststoffe auf PEEK-Basis: kontinuierlich bis etwa 250 °C.

Gleitlager vs. Kugellager

Dieser Vergleich ist in nahezu jeder Diskussion zur Lagerauswahl relevant. Keines der beiden Lager ist grundsätzlich besser – jedes hat unter bestimmten Einsatzbedingungen klare Vorteile. Eine ausführlichere Gegenüberstellung von Tragzahlen, Drehzahlgrenzen und Kosten finden Sie in unserem vollständigen Vergleichsleitfaden zu Gleitlager und Kugellager.

Als praxisnahe Faustregel gilt: Bei niedrigen Drehzahlen, hohen Lasten, engem Bauraum oder eingeschränktem Wartungszugang sind Gleitlager in der Regel im Vorteil. Bei hohen Drehzahlen, hohen Anforderungen an die Präzision oder starken Stoßbelastungen sind Wälzlager meist die bessere Wahl.

Anwendungen nach Branche

Automobilindustrie

Jeder Verbrennungsmotor enthält Gleitlager.

Kurbelwellen-Hauptlager und Pleuellager sind trimetallische oder bimetallische Gleitlager mit Stahlrücken und Auskleidungen aus Kupfer-Blei- oder Aluminiumlegierung, die unter dauerhafter hoher Last und Wärmebelastung betrieben werden.

Mit der Weiterentwicklung von Elektrofahrzeugarchitekturen finden Buchsenlager neue Einsatzbereiche: zur Lagerung von Motorwellen, in Getriebegelenken sowie in Baugruppen von Batteriekühlpumpen.

Auch außerhalb des Antriebsstrangs übernehmen Buchsenlager zahlreiche Funktionen in Fahrwerk und Karosserie: an Lenksäulen- und Lenkwellenlagerungen, Gelenkbolzen von Federung und Lenkgestänge, Sitzverstellungen und Lehnenmechanismen, Tür- und Haubenscharnieren sowie Wischergestängen — überall dort, wo geräuscharme, reibungsarme Gleitbewegungen wichtiger sind als hohe Drehzahlen.

Industriemaschinen

Wellenlagerungen in Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Elektromotoren, Förderantrieben, Turbinen und Fräsmaschinen zählen weltweit zu den volumenstärksten Anwendungen für Buchsenlager.

Ihre hohe Standfestigkeit im Dauerbetrieb in Verbindung mit geringem Wartungsaufwand macht sie zur bevorzugten Wahl für Anlagen, die rund um die Uhr mit minimalen Stillstandzeiten laufen.

Entdecken Sie unser Sortiment an Buchsenlagern für Industriemaschinen.

Bau- und Landmaschinen

An Bolzen von Baggerarmen, Laufwerksgliedern von Bulldozern, Hydraulikzylinderbolzen, Anbaugeräten sowie an Dreh- und Lenkgelenken von Landmaschinen — überall dort, wo hohe statische Lasten, oszillierende oder langsame Drehbewegungen und eine hohe Verschmutzungsgefahr vorliegen, sind Graphitbronze- oder bimetallische Verbundgleitlager Standard.

Marine

Stevenrohrlager zur Unterstützung von Propellerwellen müssen hohe radiale Lasten aufnehmen, wasser-geschmiert laufen — also Seewasser als Schmiermedium nutzen — und dabei Wellenschiefstellungen sowie Bewuchs im maritimen Umfeld tolerieren.

Gängige Werkstofflösungen sind hier gummiertes, polymeres Verbundmaterial sowie Cutlass-Lager.

Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung

In Stellgliedbuchsen für Steuerflächen, Fahrwerkszapfenlagern und bestimmten Lagerungen von Nebenantrieben werden hochleistungsfähige Verbundgleitlager eingesetzt.

Weit verbreitet sind Verbundgleitlager auf PTFE-Basis sowie Lager aus PEEK.

Energie – Windkraftanlagen

Pitch-Systeme und Azimutantriebe von Windkraftanlagen setzen zunehmend auf großdimensionierte Gleitlager.

Im Gegensatz zu Wälzlagerlösungen bewältigen Gleitlager die langsamen, hoch belasteten Schwenkbewegungen dieser Systeme ohne die Ermüdungsgrenzen, die die Lebensdauer von Wälzlagern in dieser spezifischen Anwendung einschränken.

Lebensmittelverarbeitung und Medizintechnik

Selbstschmierende Polymer- und PTFE-Verbund-Gleitlager sind überall dort unverzichtbar, wo Schmierstoffkontamination die Produktsicherheit oder Sterilität beeinträchtigen würde.

Hier sind FDA-konforme Werkstoffe, Beständigkeit gegen Reinigungschemikalien und Korrosionsunempfindlichkeit maßgebliche Auslegungskriterien. Sowohl mit Öl imprägnierte Ausführungen für die Lebensmittelindustrie und trockenlaufende Ausführungen mit NSF-Zertifizierung stehen für diese Anwendungen zur Verfügung.

Das passende Gleitlager auswählen

Gehen Sie diese sechs Faktoren der Reihe nach durch. Werden einzelne Punkte übergangen, sind vorzeitige Ausfälle vorprogrammiert.

Abb. 5 — Sechsstufiger Auswahlprozess. Bitte in der vorgegebenen Reihenfolge vorgehen; jeder Schritt legt die nächsten Randbedingungen fest.

Last definieren

Nur radial, nur axial oder kombiniert? Berechnen Sie den projizierten Lagerdruck: P = aufgebrachte Last ÷ (Bohrungsdurchmesser × Lagerlänge). Daraus ergibt sich, ob eine zylindrische, eine Flansch- oder eine Anlaufscheiben-Ausführung erforderlich ist.

Wellendrehzahl festlegen

Die Oberflächengeschwindigkeit (V = π × Wellendurchmesser × RPM) ergibt zusammen mit P den PV-Wert – die zentrale Werkstoffkennzahl für selbstschmierende Gleitlager.

Schmierart bestimmen

Ist eine kontinuierliche Ölversorgung möglich? Dann ist hydrodynamisch geschmierte Bronze eine geeignete Option. Ist dies nicht der Fall, sind selbstschmierende Werkstoffe der praxisgerechte Weg: Sinterbronze für leichte Lasten sowie PTFE-Verbund oder Graphitbronze für höhere Lasten oder erhöhte Temperaturen.

Einsatzumgebung bestimmen

Temperaturspitzen, Feuchtigkeit, Chemikalien, abrasive Partikel sowie Stoß- und Schwingbelastungen schränken Werkstoff- und Konstruktionsauswahl gleichermaßen ein.

Wellenhärte und Oberflächenbeschaffenheit berücksichtigen

Für optimale Ergebnisse erfordern Bronze und Babbitt Wellen mit einer Härte von mindestens HRC 45–50 und einer Oberflächengüte von Ra 0.4–0.8 μm. PTFE-Verbundwerkstoffe sind gegenüber dem Oberflächenzustand der Welle toleranter.

Geometrie wählen

Zylindrisch ausgeführt für rein radiale Belastungen; mit Bund, wenn eine axiale Positionierung erforderlich ist; als Anlaufscheibe, wenn axiale Kräfte zusammen mit einer Radialbuchse aufgenommen werden müssen.

Im Zweifelsfall sollten Sie Ihre Betriebsparameter dem Engineering-Team des Wälzlagerlieferanten vorlegen. Das Gespräch ist kostenfrei; ein falsch spezifiziertes Lager verursacht hingegen Produktionsausfallzeiten und zusätzlichen Austauschaufwand.

Häufige Schadensbilder und Ursachen

Auch korrekt ausgelegte Gleitlager versagen, wenn sich die Betriebsbedingungen verändern. Die Kenntnis der typischen Schadensbilder unterstützt sowohl die Ursachenanalyse als auch die präventive Auslegung.

FAQ

Was sind Gleitlager?

Gleitlager sind zylindrische Gleitlager – auch Buchsen, Lagerbuchsen oder Loslager genannt –, die eine rotierende, schwenkende oder gleitende Welle durch direkten Gleitkontakt und nicht über Wälzkörper abstützen.

Sie werden als Baugruppe aus Gehäuse, Buchse und Welle ausgelegt, wobei die Buchse entweder als eigenständiger Einsatz in eine Bohrung eingepresst oder als in sich geschlossene, ölgetränkte beziehungsweise trockenlaufende Einheit geliefert wird.

Wie funktionieren Gleitlager?

Gleitlager stützen die Welle auf einem dünnen Schmierfilm ab – oder bei trockenlaufenden Ausführungen unmittelbar auf einem selbstschmierenden Werkstoff – und nicht auf Wälzkörpern. In Abhängigkeit von Last, Drehzahl und Schmierstoffviskosität arbeitet das Lager im hydrodynamischen Bereich mit Vollschmierung, im Mischreibungsbereich oder im Grenzreibungsbereich; liegt ein vollständiger Ölfilm zwischen Welle und Bohrung, kann die Reibung auf μ ≈ 0.001 sinken.

Worin besteht der Unterschied zwischen einem Gleitlager und einer Buchse?

Im technischen Sprachgebrauch werden die Begriffe häufig synonym verwendet – beide bezeichnen ein zylindrisches Gleitlager zur Abstützung einer Welle ohne Wälzkörper.

Fachlich kann sich „Buchse“ jedoch auch auf einen kürzeren, dünnwandigen Einpress-Einsatz als austauschbare Laufbuchse beziehen, während „Gleitlager“ eher eine längere, robustere Ausführung für den dauerhaften Betrieb unter hohen Lasten bezeichnet.

Gleitlager werden üblicherweise über Innendurchmesser × Außendurchmesser × Länge spezifiziert – ein Gleitlager 10 × 12 × 15 mm besitzt beispielsweise eine Bohrung von 10 mm, einen Außendurchmesser von 12 mm und eine Gesamtlänge von 15 mm. Diese Kurzangabe ist in Katalogen für Buchsen und Gleitlager gängig, unabhängig davon, welchen Begriff der Anbieter verwendet.

In der Praxis verwenden die meisten Ingenieure und Anbieter beide Begriffe für dieselbe Produktkategorie. Werkstoffspezifische Informationen zu Buchsen und einen eigenen Auslegungsleitfaden finden Sie in unserem Leitfaden zu Buchsentypen und Werkstoffen.

Benötigen Gleitlager Schmierung?

Das hängt von der Bauart ab. Ölschmierte Gleitlager aus Bronze in hydrodynamischen Anwendungen benötigen eine kontinuierliche Ölversorgung.

Fettschmierte Lager müssen regelmäßig nachgeschmiert werden. Selbstschmierende Ausführungen – Sinterbronze, Graphitbronze,

PTFE-Verbundwerkstoffe – enthalten ihr Schmiermittel selbst und benötigen unter normalen Betriebsbedingungen keine externe Schmierung.

Wie lange halten Gleitlager?

Bei vollhydrodynamischen Bedingungen mit sauberem Schmierstoff besitzt ein sachgerecht ausgelegtes Gleitlager keinen systembedingten Verschleißmechanismus – die Lebensdauer wird eher durch Korrosion, Verunreinigungen oder veränderte Betriebsbedingungen als durch Ermüdung begrenzt.

Sinterbronze-Gleitlager in Leichtlastanwendungen sind typischerweise für mehrere zehntausend Betriebsstunden ausgelegt.

PTFE-Verbundlager in Fahrwerksanwendungen sind in der Regel auf die Lebensdauer des Fahrzeugs ausgelegt.

Worin besteht der Unterschied zwischen einem Gleitlager und einem Kugellager?

Ein Gleitlager besitzt keine Wälzkörper – die Welle gleitet in einer zylindrischen Bohrung auf einem Schmierfilm oder auf einem selbstschmierenden Werkstoff.

Ein Kugellager verwendet kleine Stahlkugeln, die zwischen Innen- und Außenring abrollen, um die Reibung zu minimieren.

Gleitlager arbeiten bei niedrigen Drehzahlen in der Regel geräuschärmer, benötigen radial weniger Bauraum, sind kostengünstiger und eignen sich besser für hohe radiale Belastungen bei langsamen oszillierenden Bewegungen.

Kugellager eignen sich besser für höhere Drehzahlen, axiale Lasten in beiden Richtungen und Stoßbelastungen.

Können Gleitlager sowohl radiale als auch axiale Lasten aufnehmen?

Ein zylindrisches Gleitlager ohne Bund nimmt nur radiale Lasten auf.

Ein Bundgleitlager nimmt kombinierte radiale und axiale Lasten über die Bundfläche auf.

Müssen bei einem zylindrischen Lager beide Lastrichtungen aufgenommen werden, wird zur Aufnahme der Axialkomponente zusätzlich eine separate Anlaufscheibe vorgesehen.

Wodurch fällt ein Gleitlager aus?

Die häufigsten Ursachen sind unzureichende Schmierung (Zusammenbruch des Schmierfilms mit anschließendem Metallkontakt), das Eindringen von Verunreinigungen (abrasive Partikel verursachen Riefen in der Oberfläche), der Betrieb außerhalb des ausgelegten Last- oder Drehzahlbereichs (Überschreiten der PV-Grenzwerte bei selbstschmierenden Ausführungen) sowie ein falsches Einbauspiel – zu eng führt zu Überhitzung, zu groß zu Vibrationen und ungleichmäßiger Lastverteilung.

Wofür wird ein Gleitlager eingesetzt?

Gleitlager stützen Wellen überall dort ab, wo ein geräuscharmer, kompakter und wartungsarmer radialer oder axialer Lagerpunkt wichtiger ist als sehr hohe Drehzahlen: in Elektromotoren, Pumpen, Ventilatoren, Getrieben, Turbinen und Förderantrieben der Industrie; an Kurbelwellen, Pleueln, Lenkgestängen sowie Scharnier- und Drehpunkten in Fahrzeugen und Off-Highway-Ausrüstungen; und in Scharnier-, Dreh- oder Linear-Gleitmechanismen in nahezu allen mechanischen Systemen.

Quellen

1. Copper Development Association – Auswahl von Werkstoffen für Bronzegleitlager: Technische Referenz ansehen

2. GGB Bearings – GGB-DB selbstschmierende Bronzegleitlagerlösungen: GGB-DB Katalog als PDF herunterladen

3. ASTM B438 – Normative Spezifikation für lager aus bronzebasiertem Pulvermetallurgieverfahren (PM), ölgetränkt: ASTM International besuchen

4. Wikipedia – Gleitlager: Auf Wikipedia lesen