Gleit- und Gelenklager
Grundlagen, Eigenschaften und Anwendungen
Gleitlager sind das Pendant zu Wälzlagern und gehören neben diesen zu den am häufigsten eingesetzten Lagern. Im Gegensatz zu bspw. Nadellager, Schrägkugellager oder Kegelrollenlager bestehen Gleitlager nicht aus einzelnen beweglichen Bauteilen. Daher sind diese einfacher im Aufbau und somit i.d.R. kostengünstiger einzusetzen. Anders als bei Wälzlagern, bei denen die Welle auf mitlaufenden Wälzkörpern gelagert ist, haben die beiden Bauteile beim Gleitlager direkten Kontakt. Das bedeutet, dass hierbei zwei Oberflächen aneinander vorbei gleiten. Dabei besitzt dieser Lagertyp, im Gegensatz zu Wälzlager, keine Wälzkörper, die zur Übertragung der Kräfte dienen. Dies hat zur Folge, dass im Betrieb keine Rollreibung, sondern eine Gleitreibung entsteht.
Gleitlager sind sehr einfach aufgebaut, da sie keine beweglichen Teile enthalten. Sie lassen sich auf zwei unterschiedliche Weisen in das Gehäuse einbauen:
- Massiv (Ausführung als Gleitbuchse)
- Geteilt in Stoßfugen (Ausführung als Gleitschalen)
Der Aufbau der Gleitlager ist auch von der Richtung der zu übertragenden Kräfte abhängig. So gibt es Radiallager, also Traglager, und Axiallager, also Spurlager. Bei Anwendungsfällen mit ausschließlich radial auftretenden Kräften, sind Buchsen mit zylindrischer Form ausreichend. Treten neben radialen Kräften auch axiale Kräfte auf, müssen sogenannte Bundbuchsen eingesetzt werden. Diese besitzen auf einer Seite der zylindrischen Form eine umlaufende Auskragung.
Bundbuchse
Bei Gleitlager kommen verschiedene Werkstoffe zum Einsatz, wobei die am häufigsten eingesetzten Gleitlager aus Metall, Kunststoff oder Keramik bestehen. Auch Verbundlager, wie Metall-Polymer-Gleitlager oder faserverstärkte Verbundlager, sind erhältlich. Bei metallischen Lagern differenziert man in monometallische, bimetallische und sintermetallische Lager. Letztgenannte sind porös, weshalb sie gut mit Schmierstoff getränkt werden können. Allgemein ist es von Vorteil, wenn Welle und Lager aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. So sind bspw. Metall-Metall-Paarungen grundsätzlich nur mit Schmierung möglich.
Bei der Schmierung ist zum einen nach dem verwendeten Schmierstoff (Ölschmierung, Fettschmierung, Wasserschmierung, Trockenschmierung oder Luft- und Gasschmierung) und zum anderen nach der jeweiligen Schmierart (hydrodynamische & hydrostatische Schmierung, Dauerschmierung, Schmierstoffvorrat) zu unterscheiden.
Ergänzendes zum Thema: Gleitlager und Wälzlager im Vergleich
Vorteile der Gleitlager:
- Oftmals preisgünstiger als Wälzlager
- Laufen i.d.R. geräuscharm, sind robust und meist schmutzunempfindlich, weshalb diese nur selten zusätzliche Abdichtungen benötigen
- Die dämpfende Werkstoffe einiger Gleitlagerwerkstoffe machen diese relativ unempfindlich gegenüber Stößen, Vibrationen und Erschütterungen
- Die Materialvielfalt ermöglicht ein breites Einsatzgebiet, selbst bei schwierigen Anforderungen
- Können über lange Zeit hohe Lasten aufnehmen
- Benötigen einen geringen radialen Bauraum und sind konstruktiv anpassungsfähig
- Weniger komplexer Aufbau, daher einfache Montage
Nachteile der Gleitlager:
- Höheres Anlaufmoment nicht zu vermeiden
- Hohe Last-Geschwindigkeit-Kombination führt zu starker Wärmeentwicklung
- Je nach Ausführung und Anwendung ist eine zusätzliche Wärmeableitung bzw. Kühlung notwendig
- Kippmomente bei versetzten Antrieben schwierig
- Haben im Allgemeinen einen geringeren Wirkungsgrad als Wälzlager
- Höherer Verschleiß bei kleinen Drehzahlen
Gelenklager und Gelenkköpfe
Gelenklager sind einbaufertige Maschinenelemente, die aufgrund einer sphärischen Gestaltung der Gleitflächen Schiefstellungen in Folge von Dreh-, Kipp- und Schwenkbewegungen aufnehmen können. Der Gleitkontakt erfolgt hierbei zwischen einem ballig ausgeführten Innenring und einer ebenso ballig geformten Bohrung des Außenrings. Die große Auflagefläche macht Gelenklager relativ resistent gegenüber Stößen, Schlägen und Schwingungen und eignen sie für Führungs- und Tragfunktionen. Sie gehören zu den Gleit- und nicht zu den Wälzlagern.
Gleitlager sind in drei verschiedenen Bauformen (Radial-, Axial- und Schräg-Gelenklager) erhältlich. Die Wahl des richtigen Typs hängt dabei von der Richtung der einwirkenden Belastung ab.
Viele Anwendungsfälle erfordern Lagerelemente, die sowohl für Schwenk- als auch für Kippbewegungen ausgelegt sind und dadurch Schiefstellungen ausgleichen können. Diesen Anforderungen können viele Wälzlager nicht gerecht werden, da sie für kontinuierliche Umlaufbewegungen ausgelegt sind und Schiefstellungen nur in sehr begrenzten Bereichen aufnehmen können. Hier liegt der große Vorteil von Gelenklagern. Sie können Fluchtungsfehler und Achsversätze kompensieren und verhindern somit Kantenpressungen oder Kantenspaltungen. Des Weiteren haben sie gegenüber winkelbeweglichen Wälzlager (Pendelrollenlager, Pendelkugellager) den Vorteil, dass sie deutlich weniger Bauraum benötigen und günstiger in der Anschaffung sind.
Ein Gelenkkopf ist eine Gelenklagereinheit, welche aus einem Gelenkkopfgehäuse mit eingebautem Gelenklager besteht. Am Gehäuse ist wiederum ein Gewindeschaft (auch Stangenschaft) angebracht. Gelenkköpfe werden hauptsächlich bei Hebel- und Gestängeverbindungen oder in der Pneumatik- und Hydraulik-Industrie als Verbindung zwischen Zylinder und Anschlussstelle eingesetzt.
PACH Systems bietet Ihnen eine große Produktauswahl unterschiedlicher Gleit- und Gelenklager an. Hierzu arbeiten wir mit unseren langjährigen Partnern zusammen. Bitte teilen Sie uns Ihre Wünsche über unser Kontaktformular mit. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein unverbindliches Angebot oder setzen uns zur detailgenauen Absprache mit Ihnen in Verbindung.
