Wenn Sie schon einmal eine Pumpe, einen Elektromotor oder eine Maschine der Schwerindustrie zerlegt haben, sind Sie mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits einemGleitlagerbegegnet – auch wenn Sie es möglicherweise nicht als solches bezeichnet hätten.
Es zählt zu den ältesten Lagertechnologien im Maschinenbau und wird dennoch täglich in Anwendungen von der Automobil-Kurbelwelle bis zum Azimutantrieb von Windenergieanlagen eingesetzt.
Wird die falsche Bauart oder das falsche Material gewählt, kommt es schnell zum Ausfall. Die richtige Ausführung hingegen kann alle umliegenden Komponenten überdauern.
Was ist ein Gleitlager?
Ein Gleitlager – auch als Lagereinsatz, Lagerschale oder Buchse bezeichnet – ist ein zylindrisches Bauteil, das eine rotierende oder gleitende Welle abstützt und die Reibung zwischen den Bewegungsflächen verringert.
Im Unterschied zuKugellagernoderWälzlagern, verfügt ein Gleitlager überkeine Wälzkörper.
Stattdessen sorgt ein dünner Schmierfilm aus Öl, Fett oder einem im Lagerwerkstoff integrierten selbstschmierenden Material dafür, dass die Welle von der Lagerfläche getrennt bleibt.
Der Aufbau ist einfach: ein Hohlzylinder, mit engen Maßtoleranzen gefertigt und in eine Gehäusebohrung eingepresst. Die Welle rotiert oder gleitet darin. Keine Kugeln, keine Käfige, keine Laufbahnen – nur eine passgenau eingebaute Buchse und die Schmierphysik, die die eigentliche Arbeit übernimmt.
Aus dieser Einfachheit ergibt sich der zentrale Zielkonflikt: Gleitlager sind kompakt, leise und kosteneffizient, ihre Leistungsfähigkeit hängt jedoch stärker von den Betriebsbedingungen und der Werkstoffwahl ab als bei Wälzlagern.
Wie funktioniert ein Gleitlager?
Die Funktionsweise basiert auf einem Grundprinzip:Schmierregime.
Je nach Last, Drehzahl und Schmierstoffviskosität arbeitet ein Gleitlager in einem von drei Betriebszuständen. Welcher davon für Ihre Anwendung maßgeblich ist, bestimmt nahezu jede weitere Konstruktionsentscheidung.
Abb. 1 — Im Stillstand liegt die Welle auf der Lagerfläche auf (Metallkontakt, μ = 0,10–0,20). Bei ausreichender Drehzahl zieht die Wellenbewegung den Schmierstoff in den sich verengenden Schmierkeil, wodurch ein hydrodynamischer Druck aufgebaut wird, der die Welle vollständig von der Bohrung abhebt. Die Reibung sinkt bei fehlendem Metallkontakt auf μ ≈ 0,001.[1]
Hydrodynamische Schmierung (Vollfilmschmierung)
Dies ist der bevorzugte Betriebszustand für ölschmierte Gleitlager.
Mit der Drehung der Welle wird Schmierstoff in den keilförmig zulaufenden Spalt zwischen Welle und Lagerbohrung eingezogen. Dadurch entsteht hydrodynamischer Druck, der die Welle vollständig von der Lagerfläche abhebt.
Metall berührt Metall nicht.
Unter Vollfilm-Bedingungen können die Reibungskoeffizienten auf Werte von bis zu0,001absinken – auf dem Niveau eines Präzisionskugellagers und besser als bei den meisten Rollenlagern unter vergleichbaren Lasten.[1]
Da kein Kontakt besteht, ist der Verschleiß praktisch gleich null.
Die praktische Voraussetzung: Für die Aufrechterhaltung des Films sind ausreichende Wellendrehzahl und eine geeignete Schmierstoffviskosität erforderlich.
Hydrodynamische Bedingungen lassen sich beim Anlauf oder Abstellen nicht aufrechterhalten. Deshalb bleibt die Werkstoffauswahl auch bei Lagern für den Vollfilm-Betrieb entscheidend.
Grenzschmierung
Ist die Drehzahl zu niedrig, die Last zu hoch oder der Schmierfilm unterbrochen, geht das Lager in den Grenzschmierbereich über.
Die Rauheitsspitzen der Oberflächen kommen dabei nur intermittierend in Kontakt, die Reibung steigt, und der Verschleiß wird eher von den Werkstoffeigenschaften des Lagers als von denen des Schmierstoffs bestimmt.
Für viele langsam schwenkende und hoch belastete Anwendungen ist dies der Dauerbetriebszustand – etwa bei Lagerbolzen im Baumaschinenbereich oder bei Torlagerungen von Stauanlagen.
Selbstschmierende Werkstoffe (Graphitbronze, PTFE-Verbundwerkstoffe) sind gezielt für diesen Einsatzbereich ausgelegt.
Mischschmierung
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 An- und Abfahren Mischreibungsbedingungen, selbst wenn sie im stationären Betrieb hydrodynamisch arbeiten.
Abb. 2 — Die Stribeck-Kurve: Die Reibung ist bei Grenzschmierung am höchsten (Anfahren, langsame Schwenkbewegungen), sinkt im Mischfilm-Bereich und erreicht bei vollständigem hydrodynamischem Schmierfilm ein Minimum. Bei sehr hohen Drehzahlen kommt es durch viskose Schleppverluste zu einem leichten Anstieg.
Diese drei Reibungszustände erklären die physikalischen Grundlagen dafür, wie ein Gleitlager die Welle von der Bohrung trennt — sie sagen jedoch nicht, wann tatsächlich Öl oder Fett nachgefüllt werden sollte, oder ob dies überhaupt erforderlich ist. Informationen zu Wartungsintervallen, zur Fettauswahl nach Werkstoff und dazu, welche Lagerbauarten niemals gefettet werden sollten, finden Sie in unsererSchmieranleitung für Gleitlager.
Gleitlagerbauarten
Gleitlager lassen sich entlang zweier Dimensionen einteilen:Geometrie(welche Lastrichtungen das Lager aufnimmt) undSchmierungsart(ob das Lager eine externe Ölzufuhr benötigt oder die Schmierung selbst mitführt).
Die drei Geometrien sind zylindrisch, mit Bund und axial ausgeführt — jeweils als ölimprägnierte und trockenlaufende Varianten sowie in Ausführungen für den Allgemeineinsatz und in korrosionsbeständiger Ausführung erhältlich.
Gemeinsam decken sie das gesamte Produktspektrum ab.
Abb. 3 — Die drei Geometrien von Gleitlagern. Jede ist als ölimprägnierte und trockenlaufende Variante erhältlich; Axialscheiben werden typischerweise in derselben Baugruppe mit einer zylindrischen Lagerbuchse kombiniert.
Zylindrische Gleitlager
Gerade Zylinderform mit gleichbleibendem Innendurchmesser und Außendurchmesser. Nimmt ausschließlich Radiallasten auf. Dies ist die am häufigsten verwendete Gleitlagergeometrie in der allgemeinen Industrieausrüstung — etwa in Pumpen, Ventilatoren, Motoren und Förderanlagen. Der Einbau erfolgt direkt per Presssitz in die Gehäusebohrung.
Ölimprägnierte Gleitlager
Hergestellt aus gesinterter Bronze, verdichtet und per Vakuum mit Mineralöl imprägniert — unter Last und Wärme tritt das Öl an die Oberfläche und gewährleistet eine kontinuierliche Schmierung ohne externe Schmierstoffzufuhr.
Die Standardwahl für leichte bis mittlere Radiallasten bei moderaten Drehzahlen, wenn eine regelmäßige Nachschmierung nicht praktikabel ist.
Ausgelegt für etwa 80–120°C. Innerhalb dieser Kategorie sind Ausführungen für hohe Lasten, extrem geringe Reibung, Schwingungsdämpfung und Panel-Montage verfügbar.
Ölimprägnierte Gleitlager für die Lebensmittelindustrie
Gleiche Konstruktion aus gesinterter Bronze wie bei standardmäßigen ölimprägnierten Lagern, jedoch mit NSF-zertifizierten lebensmitteltauglichen Schmierstoffen und ungiftigen Werkstoffen gefertigt, die den FDA-Anforderungen entsprechen.
Eingesetzt überall dort, wo ein unbeabsichtigter Kontakt von Schmierstoff mit Lebensmitteln oder Getränken möglich ist — etwa in Förderantrieben, Abfüllanlagen und Verpackungsmaschinen.
Für höher belastete Anwendungen in denselben regulierten Umgebungen sind auch hoch belastbare Ausführungen für die Lebensmittelindustrie verfügbar.
Trockenlaufende Gleitlager
Selbstschmierende Verbund- oder Polymergleitlager, die keinerlei externe Öl- oder Fettschmierung benötigen.
Das Werkstoffsystem selbst — typischerweise PTFE-Verbundwerkstoff, technischer Kunststoff oder Graphitbronze — übernimmt die Schmierfunktion direkt an der Gleitpaarung.
Größerer Temperaturbereich als gesinterte Bronze (PTFE-Verbundwerkstoff: −200°C bis +260°C) sowie Ausführungen für hohe Lasten, hohe Temperaturen, extrem geringe Reibung, chemische Beständigkeit, Wasserbeständigkeit, raue Umgebungen und Panel-Montage, um spezifische Betriebsbedingungen abzudecken.
Vielseitig einsetzbarundKorrosionsbeständige Gleitlager
Allzweck-Gleitlager in zylindrischer Bauform, die über ein breites Spektrum an Lasten, Drehzahlen und Schmierbedingungen zuverlässig arbeiten, ohne auf eine einzelne Extremsituation optimiert zu sein.
Korrosionsbeständige Ausführungen werden aus Edelstahl, Aluminiumbronze oder korrosionsbeständigen Polymerverbundwerkstoffen gefertigt und sind für nasse, maritime oder chemisch aggressive Umgebungen ausgelegt, in denen herkömmliche Bronze korrodieren würde.
Nutenausführungen — mit integrierter umlaufender oder axialer Schmiernut — verbessern die Schmierstoffverteilung und -speicherung in Anwendungen, bei denen die periodische Nachschmierung zum Wartungsablauf gehört.
Bundgleitlager
Ein zylindrisches Lager mit einem am Ende radial nach außen vorspringenden Bund. Der Bund bietet bei der Montage eine definierte Anlagefläche und verhindert die axiale Verschiebung der Welle — so vereint ein einzelnes Bauteil radiale Abstützung und axiale Führung in einer Richtung. Typisch in Getrieben, Förderantrieben und allen Anwendungen, in denen die Welle axial eindeutig positioniert werden muss. Informationen zu Abmessungen nach ISO 4379, PV-Grenzwerten nach Werkstoff und einem vollständigen 7-stufigen Auswahlprozess finden Sie in unserem speziellenLeitfaden zu Bundgleitlagern.
Ölgetränkte Bundgleitlager
Bundgeometrie mit gesinterter Bronzebauweise und Ölimprägnierung – unter normalen Betriebsbedingungen selbstschmierend, ohne externe Ölversorgung. Die Bundfläche übernimmt die axiale Positionierung sowie geringe Axialkräfte, während die Bohrung die Radiallast aufnimmt. Erhältlich sind Ausführungen für hohe Lasten, mit extrem geringer Reibung und in zertifizierter Ausführung sowie Varianten für die Lebensmittelindustrie mit NSF-konformen Schmierstoffen für regulierte Verarbeitungsumgebungen.
Trockenlaufende Bundgleitlager
Schmierfreie Bundlager aus Verbundwerkstoffen oder Polymeren, die die breiteste Palette an Sonderausführungen innerhalb der Bundlager abdecken. Selbstnachstellende Ausführungen gleichen Schiefstellungen der Welle bis zu einem definierten Winkelfehler automatisch aus – ein Vorteil überall dort, wo die Gehäuseausrichtung nicht sicher gewährleistet werden kann. Einfache Schnappmontage-Ausführungen verkürzen die Montagezeit in der Produktion. Hochtemperaturausführungen eignen sich für thermisch anspruchsvolle Umgebungen; Varianten für die Lebensmittelindustrie sowie chemikalien- und wasserbeständige Ausführungen decken spezifische Anforderungen an Kontaminations- bzw. Korrosionsbeständigkeit ab. Für schneller laufende Anwendungen sind zudem selbstnachstellende Hochgeschwindigkeitsausführungen erhältlich.
Vielseitig einsetzbarundKorrosionsbeständige Bundgleitlager
Vielseitig einsetzbare Bundlager für den allgemeinen Einsatzbereich über ein breites Spektrum an Lasten und Drehzahlen hinweg, ohne materialspezifische Optimierung. Korrosionsbeständige Bundausführungen aus Edelstahl oder Speziallegierungen sind die richtige Wahl für maritime, chemische oder Außenanwendungen, in denen Standardwerkstoffe schnell an ihre Grenzen stoßen würden. Zertifizierte Varianten werden durch Material- und Maßzeugnisse abgesichert, wenn Rückverfolgbarkeit gefordert ist.
Axiallager (Anlaufscheiben)
Flache Ringgeometrie – ohne Bohrung, mit reinem Stirnflächenkontakt – zur Aufnahme axialer Kräfte, die ein zylindrisches Gleitlager nicht übernehmen kann. In den meisten Baugruppen arbeitet eine Anlaufscheibe gemeinsam 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 Bundlager-Serien.
Ölgetränkte Axiallager
Gesinterte Bronzegleit- und Anlaufscheiben mit dauerhaft in der porösen Matrix eingebettetem Öl, die an der Lagerfläche eine Selbstschmierung ohne externe Ölversorgung ermöglichen.
Geeignet für mittlere Axiallasten bei moderaten Drehzahlen in Baugruppen, bei denen der Zugang zur Nachschmierung eingeschränkt ist. Innerhalb dieser Kategorie sind Ausführungen für hohe Lasten, mit extrem geringer Reibung sowie für die Lebensmittelindustrie erhältlich – für anspruchsvollere oder regulierte Anwendungen.
Trockenlaufende Axiallager
Vollständig schmierungsfreie Anlaufscheiben aus Verbundwerkstoffen oder Polymeren.
Die trockenlaufende Produktreihe deckt das breiteste Spektrum an Umgebungsbedingungen ab:
Leichtbauausführungen für axiale Positionieraufgaben bei niedrigen Drehzahlen und geringen Lasten;
Ausführungen für hohe Lasten zur Aufnahme starker Axialkräfte;
Hochtemperaturausführungen für thermisch anspruchsvolle Baugruppen;
Ausführungen mit extrem geringer Reibung, wenn eine minimale axiale Reibkraft entscheidend ist;
sowie Ausführungen für die Lebensmittelindustrie, in wasserbeständiger und in chemikalienbeständiger Ausführung für spezielle Einsatzumgebungen.
Vielseitig einsetzbarundKorrosionsbeständige Axiallager
Universell einsetzbare Anlaufscheiben für Standardanwendungen mit Axialbelastung über einen breiten Drehzahl- und Schmierbereich.
Korrosionsbeständige Axiallager aus Edelstahl, Aluminiumbronze oder widerstandsfähigen Polymeren eignen sich für aggressive Umgebungen – etwa Wellenanlagen in der Schifffahrt, Anlagen der Chemieindustrie oder Außeninstallationen –, in denen herkömmliche Bronze-Anlaufscheiben vorzeitig korrodieren oder verschleißen würden.
Werkstoffe für Gleitlager
Die Werkstoffwahl ist die entscheidende Stellgröße bei der Spezifikation von Gleitlagern – sie legt Schmierart, Tragfähigkeit, Temperaturgrenze und Wartungsaufwand zugleich fest.
Zwei äußerlich identische Lager können je nach Werkstoff völlig unterschiedliche Standzeiten erreichen.
●●●●● = sehr hohe Tragfähigkeit · ●○○○○ = nur geringe Belastung · Die angegebenen Reibungskoeffizienten gelten für Grenz- bzw. Trockenlaufbedingungen. Hydrodynamisch geschmierte Bronze erreicht im Vollfilmzustand μ ≈ 0.001.
Abb. 4 – Werkstoffvergleich. Hydrodynamisch geschmierte Bronze erreicht im Vollfilmzustand μ ≈ 0.001.[1] Temperaturgrenzen für Babbitt: auf Zinnbasis (Sn) 100–110°C, auf Bleibasis (Pb) 120–130°C.[2]
Bronzelegierungen
Bronze gilt seit jeher aus gutem Grund als Standardwerkstoff für Gleitlager: Der Werkstoff verbindet eine hohe Druckfestigkeit mit ausgezeichneter Verschleißbeständigkeit und zuverlässiger Performance sowohl im hydrodynamischen als auch im Grenzreibungsbereich.
Drei Legierungsgruppen dominieren:
Zinnbronze (C90500, C90700):Der bewährte Allrounder. Gute Korrosionsbeständigkeit, breit verfügbar, eingesetzt in Pumpen, Motoren und allgemeinen Industrieanlagen.
Bleibronze:Ein höherer Bleianteil verbessert die Einbettungsfähigkeit – kleine Verunreinigungspartikel lagern sich in der weichen Bleiphasе ein, statt die Welle zu beschädigen. Dieser Werkstoff ist Standard für Kurbelwellen- und Pleuellager im Motorenbau.
Aluminiumbronze:Deutlich höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die richtige Wahl für den Einsatz in maritimer Umgebung, in der Chemieindustrie und bei Kontakt mit Salzwasser.
Babbitt-Metall (Weißmetall)
Eine weiche, zinn- oder bleibasierte Legierung, die als Auskleidungswerkstoff in großen Gleitlagern verwendet wird. Charakteristisch für Babbitt-Metall sind hohe Anpasungsfähigkeit und gute Einbettungsfähigkeit.
Der Nachteil liegt in der geringeren Tragfähigkeit und einer vergleichsweise niedrigen Temperaturgrenze – zinnbasiertes Babbitt-Metall beginnt sich bei etwa 100–110°C zu erweichen; bleibasierte Qualitäten erhöhen diesen Bereich auf rund 120–130°C.
PTFE-Verbundwerkstoff (DU-Typ)
Die am häufigsten verwendete selbstschmierende Lagerkonstruktion besteht aus einem Stahlträger, einer gesinterten Bronzeschicht und einer PTFE-Gleitschicht mit typischerweise 0,01–0,03 mm Schichtdicke.
Typischer Reibungskoeffizient im Trockenlauf:μ = 0.03–0.15.[2] Betriebstemperaturbereich: −200°C bis +260°C im Dauerbetrieb.
Sinterbronze (ölgetränkt)
Die Herstellung erfolgt durch Verdichten von Bronzepulver und anschließendes Sintern zu einer porösen Matrix; danach werden die Poren im Vakuum mit Mineralöl imprägniert.
Gemäß ASTM B438 liegt der Ölgehalt typischerweise bei15–25 Vol.-%. Bewährt sich bei leichten bis mittleren Belastungen und mittleren Drehzahlen.
Für hohe Lasten oder hohe Temperaturen nicht geeignet (Auslegung für etwa 80–120°C).
Konstruktionskunststoffe (POM, Nylon, PEEK)
Polyoxymethylen (POM/Delrin) und Polyamid (Nylon/PA) bieten chemische Beständigkeit, Korrosionsfreiheit und Unempfindlichkeit gegenüber vielen Schmierstoffen – damit sind sie eine naheliegende Wahl für die Lebensmittelverarbeitung und Medizintechnik.
PEEK ist für höhere Temperaturen ausgelegt, im Dauerbetrieb bis etwa 250°C.
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 besserer Tragfähigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Wesentliche Leistungsparameter
PV-Wert (Druck × Geschwindigkeit)
Die maßgebliche Leistungsgrenze für selbstschmierende Gleitlagerbuchsen.
P bezeichnet den Flächenpressungswert des Lagers (Last ÷ Bohrungsdurchmesser × Länge, in MPa), V die Umfangsgeschwindigkeit der Welle (in m/s).
Richtwerte: Sinterbronze (SAE 841) ≈ 1.75–2.5 MPa·m/s; trockenes PV-Grenzwertniveau von PTFE-Verbundwerkstoffen (DU-Typ) ≈ 0.04–0.10 MPa·m/s.
Prüfen Sie für Ihre konkreten Einsatzbedingungen die jeweiligen Werkstoffdatenblätter.
Reibungskoeffizient (μ)
Er reicht von etwa 0.001 bei hydrodynamisch geschmierter Bronze unter Vollfilm-Bedingungen über 0.03–0.15 bei trocken laufenden PTFE-Verbundwerkstoffen bis zu 0.10–0.20 bei Graphitbronze.
Der Reibungskoeffizient ist keine feste Kenngröße; er verändert sich in Abhängigkeit von 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 Werkstoff bis über 300°C. PEEK-basierte Kunststoffe: kontinuierlich bis etwa 250°C.
Gleitlagerbuchsen vs. Kugellager
Dieser Vergleich stellt sich in nahezu jeder Auslegung von Wälzlagern. Keine der beiden Lösungen ist pauschal überlegen – jede spielt ihre Stärken unter bestimmten Einsatzbedingungen aus. Eine ausführliche Gegenüberstellung von Tragzahlen, Drehzahlgrenzen und Kosten finden Sie in unserer vollständigenVergleichsübersicht: Gleitlager vs. Kugellager.
Kriterium | Gleitlager | Kugel- / Rollenlager |
|---|---|---|
Stückkosten | Geringer | Höher |
Geräuschentwicklung bei niedriger Drehzahl | Leiser | Kann geräuschintensiver sein |
Radiale Tragfähigkeit | Hoch | Gut |
Axiale Tragfähigkeit | Gut (mit Bund und Anlaufscheibe) | Gut |
Hochgeschwindigkeitsverhalten | Begrenzt | Besser geeignet |
Erforderlicher Radialbauraum | Kompakter | Benötigt mehr Bauraum |
Wartung (selbstschmierend) | Minimal / keine | Periodische Schmierung erforderlich |
Toleranz gegenüber Stoßbelastungen | Mäßig | Besser |
Lebensdauer unter idealen Bedingungen | Potentiell sehr lang (Vollfilm-Schmierung) | Durch Ermüdung begrenzt |
Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen | Höher (Störung des Schmierfilms) | Bessere abgedichtete Ausführungen |
Die Praxisregel lautet: Bei niedrigen Drehzahlen, hohen Lasten, engem Bauraum oder eingeschränktem Wartungszugang sind Gleitlager in der Regel im Vorteil. Bei hohen Drehzahlen, hohen Präzisionsanforderungen 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 sowie Auskleidungen aus Kupfer-Blei- oder Aluminiumlegierung — und arbeiten unter kontinuierlich hohen Lasten und Temperaturen.
Mit der Weiterentwicklung der Elektrofahrzeugarchitekturen kommen Gleitlager in neuen Anwendungen zum Einsatz: zur Lagerung von Motorwellen, in Getriebeschwenkpunkten und in Baugruppen von Batteriekühlpumpen.
Industrieanlagen
Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren, Elektromotoren und Förderantriebe zählen weltweit zu den volumenstärksten Anwendungen für Gleitlager.
Ihre hohe Standzeit im Dauereinsatz bei gleichzeitig geringem Wartungsaufwand macht sie zur Standardwahl für Anlagen mit 24/7-Betrieb und kurzen Stillstandsfenstern.
Entdecken Sie unser Sortiment an Gleitlagern für Industriemaschinen.
Baumaschinen und Landmaschinen
Bolzen an Baggerarmen, Kettenglieder von Planierraupen, Gelenkpunkte an Landmaschinen – überall dort, wo hohe statische Lasten, oszillierende oder langsame Drehbewegungen und eine hohe Verschmutzungsgefahr vorliegen, sind Gleitlager aus Graphitbronze oder Bimetall-Verbundwerkstoffen Standard.
Marine
Stevenrohrlager für Propellerwellen müssen hohe Radiallasten aufnehmen, wasser geschmiert laufen – also Seewasser als Schmiermedium nutzen – und dabei Wellenfehlstellungen sowie marinen Bewuchs tolerieren.
Gängige Werkstoffvarianten sind hier gummigefütterte Lager, Polymer-Verbundlager und Cutlass-Lager.
Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung
In Stellgliedbuchsen für Steuerflächen, Lagerstellen von Fahrwerkszapfen und bestimmten Nebenantrieben von Triebwerken kommen Hochleistungs-Gleitlager aus Verbundwerkstoffen zum Einsatz.
Gängig sind Lager aus PTFE-Verbundwerkstoffen und auf PEEK-Basis.
Energie – Windturbinen
In Pitch-Systemen und Gierantrieben von Windturbinen kommen zunehmend groß dimensionierte Gleitlager zum Einsatz.
Anders als Wälzlager verkraften Gleitlager die langsamen, hoch belasteten Schwenkbewegungen dieser Systeme, ohne an die Ermüdungsgrenzen gebunden zu sein, die die Lebensdauer von Wälzlagern in dieser Anwendung begrenzen.
Lebensmittelverarbeitung und Medizintechnik
Selbstschmierende Gleitlager aus Polymer- und PTFE-Verbundwerkstoffen sind überall dort unverzichtbar, wo Schmierstoffkontamination die Produktsicherheit oder Sterilität beeinträchtigen würde.
Hier bestimmen FDA-konforme Werkstoffe, Beständigkeit gegen Reinigungschemikalien und Korrosionsbeständigkeit die Auslegung. Sowohlmit Öl imprägniert für die Lebensmittelindustrieals auchtrockenlaufendeFür diese Anwendungen stehen Ausführungen mit NSF-Zertifizierung zur Verfügung.
So wählen Sie das passende Gleitlager
Gehen Sie diese sechs Faktoren der Reihe nach durch. Werden einzelne Punkte ausgelassen, kommt es häufig zu vorzeitigem Ausfall.
Abb. 5 — Auswahlprozess in sechs Schritten. Die Schritte sollten in dieser Reihenfolge durchlaufen werden; jeder Schritt schränkt die nächste Auswahl ein.
Last definieren
Nur radial, nur axial oder kombiniert? Berechnen Sie die projizierte Lagerpressung: P = aufgebrachte Last ÷ (Bohrungsdurchmesser × Lagerlänge). Daraus ergibt sich, ob eine zylindrische, eine gebundete oder eine Anlaufscheiben-Ausführung erforderlich ist.
Wellendrehzahl ermitteln
Die Umfangsgeschwindigkeit (V = π × Wellendurchmesser × RPM) ergibt zusammen mit P den PV-Wert – die maßgebliche Kenngröße für die Materialauswahl bei selbstschmierenden Gleitlagern.
Schmierungsart festlegen
Ist eine kontinuierliche Ölversorgung sichergestellt? Dann ist hydrodynamisch geschmierte Bronze eine geeignete Option. Ist dies nicht der Fall, sind selbstschmierende Werkstoffe der praxisgerechte Weg – Sinterbronze für leichte Lasten, PTFE-Verbundwerkstoffe oder Graphitbronze für höhere Belastungen oder höhere Temperaturen.
Einsatzumgebung identifizieren
Extreme Temperaturen, Feuchtigkeit, Chemikalien, abrasive Partikel sowie Stoß- oder Schwingbelastungen schränken die Material- und Konstruktionsauswahl erheblich ein.
Wellenhärte und Oberflächenbeschaffenheit berücksichtigen
Bronze und Babbitt erfordern für optimale Ergebnisse eine Welle mit einer Härte von mindestens HRC 45–50 und einer Oberflächenrauheit von Ra 0.4–0.8 μm. PTFE-Verbundwerkstoffe reagieren deutlich toleranter auf die Oberflächenbeschaffenheit der Welle.
Geometrie wählen
Zylindrisch für rein radiale Lasten; mit Bund, wenn eine axiale Positionierung erforderlich ist; mit Anlaufscheibe, wenn axiale Lasten zusätzlich zu einer radialen Buchse aufgenommen werden müssen.
Im Zweifel sollten Sie Ihre Betriebsdaten mit dem technischen Team des Wälzlagerspezialisten abstimmen. Das Gespräch ist kostenfrei; eine Fehlberechnung beim Lager führt dagegen zu Produktionsausfall und zusätzlichem Austauschaufwand.
Häufige Ausfallarten und Ursachen
Selbst korrekt ausgelegte Gleitlager können ausfallen, wenn sich die Betriebsbedingungen verändern. Die Kenntnis der typischen Ausfallarten unterstützt sowohl die Ursachenanalyse als auch die vorbeugende Auslegung.
| Abrasiver VerschleißFremdpartikel im Schmierstoff ritzen und abrasieren die Lageroberfläche. Abhilfe schaffen eine verbesserte Filtration, Werkstoffe mit höherer Einbettungsfähigkeit (Bleibronze, Babbitt) oder abgedichtete Gehäuseausführungen. | FressenMetallischer Kontakt durch den Zusammenbruch des Schmierfilms, unzureichendes Spiel oder Überlastung. Der Schaden tritt häufig beim Anlauf auf, bevor sich hydrodynamische Bedingungen aufbauen. Bei selbstschmierenden Lagern weist dies auf einen Betrieb oberhalb der PV-Grenze hin. |
| ErmüdungsrisseWechselnde Belastungen führen zu Rissen im Untergrund und Oberflächenabplatzungen, insbesondere bei Babbitt-Lagern unter variablen oder stoßartigen Lasten. Dies deutet auf eine unzureichende Tragzahl oder in der Spezifikation nicht berücksichtigte Stoßlasten hin. | KorrosionBesonders in feuchten, maritimen oder chemisch aggressiven Umgebungen. Die Werkstoffauswahl ist hier der wichtigste Schutz: je nach Medium Edelstahl, Aluminiumbronze oder PTFE-Verbundwerkstoffe. |
| FrettingMikrobewegungen zwischen dem Lageraußendurchmesser und der Gehäusebohrung verursachen Verschleiß und lockern im Zeitverlauf den Presssitz. Abhilfe schaffen eine korrekt ausgelegte Übermaßpassung sowie die geeignete Gehäusewerkstoffwahl. | ÜberhitzungUnzureichende Ölzufuhr oder zu hohe Last bauen den Schmierfilm ab; anhaltend hohe Temperaturen erschöpfen die Schmierstoffvorräte selbstschmierender Werkstoffe. Beides kann zu Fressen führen — frühzeitige Temperaturüberwachung ist daher entscheidend. |
FAQ
Worin besteht der Unterschied zwischen einem Gleitlager und einer Buchse?
Im technischen Sprachgebrauch werden die Begriffe häufig synonym verwendet; beide bezeichnen ein zylindrisches Gleitlager, das eine Welle ohne Wälzkörper führt.
Technisch gesehen bezeichnet „bushing“ mitunter eine kürzere, dünnwandige Presssitzbuchse als austauschbare Verschleißauskleidung, während „sleeve bearing“ eher für ein längeres, robusteres Bauteil für den kontinuierlichen Einsatz unter hoher Last steht.
In der Praxis verwenden die meisten Ingenieure und Lieferanten beide Begriffe für dieselbe Produktkategorie. Spezifische Werkstoffe für Buchsen und ein dediziertes Auswahlkonzept finden Sie in unserem Leitfaden zuBuchsenarten und Werkstoffen.
Müssen Gleitlager geschmiert werden?
Das hängt von der Ausführung ab. Ölgeschmierte Gleitlager (Bronze in hydrodynamischen Anwendungen) benötigen eine kontinuierliche Ölzufuhr.
Fettgeschmierte Lager müssen in regelmäßigen Abständen nachgeschmiert werden. Selbstschmierende Ausführungen — Sinterbronze, Graphitbronze,
PTFE-Verbundwerkstoffe — enthalten ihren Schmierstoff selbst und benötigen unter normalen Betriebsbedingungen keine externe Schmierung.
Wie lange halten Gleitlager?
Unter hydrodynamischen Vollfilm-Bedingungen mit sauberem Schmierstoff besitzt ein fachgerecht ausgelegtes Gleitlager keinen inhärenten Verschleißmechanismus — die Lebensdauer wird dann eher durch Korrosion, Verunreinigung oder veränderte Betriebsbedingungen als durch Ermüdung begrenzt.
Sinterbronze-Gleitlager in leichten Anwendungen sind typischerweise für mehrere zehntausend Betriebsstunden ausgelegt.
PTFE-Verbundlager in Fahrwerksanwendungen werden 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 nutzt 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 Radiallasten bei langsamen oszillierenden Bewegungen.
Kugellager eignen sich besser für höhere Drehzahlen, axiale Belastungen in beide Richtungen sowie Stoßlasten.
Können Gleitlager sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufnehmen?
Ein zylindrisches Gleitlager nimmt ausschließlich radiale Belastungen auf.
Ein Bundgleitlager nimmt kombinierte radiale und axiale Belastungen über die Bundfläche auf.
Müssen bei einem zylindrischen Lager beide Belastungsrichtungen abgedeckt werden, wird zusätzlich eine separate Anlaufscheibe vorgesehen, die den axialen Anteil übernimmt.
Wodurch fällt ein Gleitlager aus?
Zu den häufigsten Ursachen zählen unzureichende Schmierung (Zusammenbruch des Schmierfilms mit Metallkontakt), das Eindringen von Verunreinigungen (abrasive Partikel mit Riefenbildung an der Oberfläche), der Betrieb außerhalb des Auslegungsbereichs für Last oder Drehzahl (Überschreiten der PV-Grenzen bei selbstschmierenden Ausführungen) sowie ein falsches Einbauspiel: zu eng führt zu Überhitzung, zu groß zu Vibrationen und ungleichmäßiger Lastverteilung.
Quellen
Copper Development Association —Auswahl von Bronze-Werkstoffen für Gleitlager:Technische Referenz anzeigen
GGB Bearings —GGB-DB selbstschmierende Bronze-Gleitlagerlösungen:GGB-DB-Katalog als PDF herunterladen
ASTM B438 —Standard-Spezifikation für bronzebasierte pulvermetallurgische (PM) Lager (ölimprägniert):ASTM International besuchen
Wikipedia —Gleitlager:Auf Wikipedia lesen
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