Gleitwerkstoffe: Reibungslose Verbindungen

Die PAS-X-Gleitwerkstoffe von Faigle sind auch als als Halbzeug oder als Granulat erhältlich (Bild: Faigle).

Eines der wichtigsten Spezialgebiete der Faigle Kunststoffe GmbH ist die Erforschung des Gleitverschleißes technischer Kunststoffe.

von Renate Gratwohl

A-HARD (ba/ks). Die Tribologie umfasst das Forschungsgebiet und die Technik von wechselwirkenden Oberflächen in relativer Bewegung. Sie befasst sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung von Verschleiß, Reibung und Schmierung sowie der Entwicklung von Techniken zur Optimierung von Reibungsvorgängen.

Diese komplexen Systeme sind nicht 1:1 rechenbar und der Anwender kann sich nicht auf reine Datenblätter verlassen. Oft kann er nur aufgrund von Versuchen feststellen, welcher Werkstoff sich für welche Anwendung am besten eignet. Faigle besitzt Labors und Prüfstände, um solche Versuche durchführen zu können, und hat dazu eine umfassende Datenbank aufgebaut, die bei der Beratung bezüglich Werkstoff, Lebensdauer, Schmierung etc. zur Verfügung steht.

Damit der Konstrukteur sich für das richtige Gleitelement entscheiden kann, muss er sich zunächst Gedanken über die Einflussparameter machen. Sollen die Polymer-Gleitlager für umlaufende, hubartige oder pendelnde Bewegungen eingesetzt werden? Welche Temperaturen treten auf? Können Fremdkörper wie Staub oder Sand in die Lagerstellen eindringen? Auch der Einfluss von Gleitgeschwindigkeit und Druckbelastung ist ein wesentlicher Faktor.

Hier gibt der pv-Wert Auskunft, welche bzw. ob polymere Gleitlager eingesetzt werden können. Dieser Wert ist das Produkt aus spezifischer Lagerbelastung (p) und Geschwindigkeit (v). Die zulässigen pv-Werte der verschiedenen Polymere ergeben sich aus der Multiplikation von Druck (pro mm² der projizierten Lagerfläche) mal Geschwindigkeit (in m/sek) und werden primär von Temperatur, Wellenwerkstoff und Schmierung beeinflusst.

Bei der Auswahl des Schmierstoffes ist unbedingt die Verträglichkeit mit den Gleitpartnern zu prüfen. Schmiernuten oder Bohrungen in der Lauffläche dienen primär als Schmierstoffdepot, haben aber auch den Vorteil, dass Abrieb- oder Schmutzpartikel darin abgelagert werden können und sich nicht auf der Lauffläche absetzen. Welche Ausführungsart für den Anwender die ideale ist, hängt von den Betriebsbedingungen ab. Gleitlager aus den meisten PAS-Polymeren können sowohl trocken laufen als auch mit Öl oder Fett, Wasser und anderen Flüssigkeiten geschmiert werden.

Als Faustregel gilt, dass mit Wasserschmierung doppelt und mit Ölschmierung dreifach höhere pv-Werte aufgenommen werden können als ohne Schmierung. Sollten die Gleitlager für den Trockenlauf vorgesehen werden (etwa in der Textil- und Lebensmittelindustrie), ist es dennoch ratsam, bei Montage bzw. Inbetriebnahme der Anlage einmalig zu schmieren. Dies wirkt als Einbauhilfe, bis sich die Gleitflächen angepasst haben.

Bei der Konstruktion einer Lagerstelle muss sich der Anwender Gedanken über die Wärmeausdehnung und über die Wärmeleitung machen. Polymere sind schlechte Wärmeleiter. Aus diesem Grund muss für eine wirksame Wärmeabfuhr während des Betriebs gesorgt werden.

Vor allem bei hohen Geschwindigkeiten empfiehlt es sich, Lagerbuchsen dünnwandig auszuführen, um die Wärmeabfuhr zu erleichtern. Bei der Wahl von Wandstärke, Buchsenlänge, Lagerspiel usw. beraten die Spezialisten von Faigle. Aufgrund ihrer hervorragenden Trockenlaufeigenschaften eignen sich z.B. PAS-LX, PAS-LXY, PAS-80X oder IGOPAS C6/100 X hervorragend für Lagerbuchsen, Gleitplatten und andere dynamisch beanspruchte Teile in allen Bereichen und Branchen. Der Reibungskoeffizient dieser Werkstoffe – zwischen 0,15 und 0,25 – der sich durch Einlauf oder Mangelschmierung deutlich reduzieren lässt, liegt durchwegs unter den Basiswerten.