Auf alle Fragen und Rückmeldungen von Kunden antworten wir geduldig und gewissenhaft.
Materialstruktur: Aluminiumgussbronze CuZn25Al6Fe3Mn3, mit Graphiteinsatz. Anwendungs...
Inhalt
Ein selbstschmierendes Flanschlager ist ein Gleitlager – das heißt, es verwendet eine Gleitkontaktfläche anstelle von Wälzkörpern –, das an einem Ende der zylindrischen Bohrung einen integrierten Flansch aufweist. Der Flansch dient als integrierte axiale Fixierung und Druckfläche und verhindert, dass das Lager in eine Richtung durch sein Gehäuse gedrückt wird, und ermöglicht gleichzeitig die Aufnahme kombinierter radialer und axialer Belastungen. Der selbstschmierende Aspekt bedeutet, dass das Lager so konzipiert ist, dass es ohne externe Fett- oder Ölzufuhr funktioniert und stattdessen auf Festschmierstoffe zurückgreift, die in die Gleitfläche eingebettet oder auf diese aufgetragen sind, um eine kontinuierliche, reibungsarme Schnittstelle zwischen der Lagerbohrung und der darin laufenden Welle aufrechtzuerhalten.
Diese Kombination von Merkmalen – Flanschpositionierung und wartungsfreie Schmierung – ermöglicht Selbstschmierendes Flanschlager Außergewöhnlich praktisch für eine Vielzahl industrieller, landwirtschaftlicher und mechanischer Anwendungen. Sie machen Schmiernippel, Schmierpläne und den damit verbundenen Wartungsaufwand überflüssig. Sie vereinfachen die Gehäusekonstruktion, da keine separaten Anlaufscheiben oder Sprengringe mehr erforderlich sind, um das Lager axial zu halten. Und weil sie trocken oder nahezu trocken arbeiten, funktionieren sie zuverlässig in Umgebungen, in denen herkömmliche geschmierte Lager Schwierigkeiten haben: staubig, nass, bei hohen Temperaturen, lebensmittelecht oder an schwer zugänglichen Orten, an denen eine regelmäßige Nachschmierung unpraktisch oder verboten ist.
Der Selbstschmiermechanismus in diesen Lagern funktioniert je nach spezifischer Materialkonstruktion unterschiedlich, das zugrunde liegende Prinzip ist jedoch konsistent: Das Lagermaterial gibt an der Gleitschnittstelle kontinuierlich einen Schmierfilm ab oder präsentiert ihn, wodurch Reibung und Verschleiß reduziert werden, ohne dass vom Bediener oder vom Wartungssystem externe Schmierstoffe zugeführt werden müssen.
Gesinterte poröse Bronze-Flanschlager werden durch Verdichten und Sintern von Bronzepulver hergestellt, um ein Lager mit einem kontrollierten Netzwerk miteinander verbundener Poren in seiner gesamten Struktur zu schaffen. Diese Poren werden dann vakuumimprägniert mit Schmieröl – typischerweise Mineralöl ISO VG 68 oder VG 100 – das durch Kapillarwirkung in der porösen Matrix gehalten wird. Während sich die Welle im Lager dreht, ziehen Reibungswärme und die Pumpwirkung der Wellenoberfläche Öl aus den Poren zur Gleitfläche und bilden so einen Schmierfilm. Wenn das Lager abkühlt und die Wellendrehung stoppt, wird das Öl durch Kapillarwirkung in die Poren zurückgezogen. Dieser Selbstergänzungszyklus setzt sich über die gesamte Lebensdauer des Lagers fort, wobei der Ölbehälter jahrelangen wartungsfreien Betrieb bei leicht bis mäßig belasteten Anwendungen gewährleistet.
Selbstschmierende Mehrschicht-Verbundlager mit Flansch verwenden einen anderen Mechanismus. Die gebräuchlichste Konstruktion besteht aus einer Stahlunterlage für strukturelle Festigkeit, einer Zwischenschicht aus gesinterter Bronze, die für mechanische Bindung sorgt, und einer dünnen Oberflächenschicht aus PTFE (Polytetrafluorethylen)-Verbindung – typischerweise PTFE gemischt mit Blei, Bronzepulver oder anderen Füllstoffen – als Gleitfläche. PTFE hat einen außergewöhnlich niedrigen Reibungskoeffizienten (etwa 0,04–0,20, je nach Last- und Geschwindigkeitsbedingungen) und fungiert als Festschmierstoff: Während die Welle gegen die PTFE-Oberflächenschicht gleitet, bildet sich ein mikroskopisch kleiner Transferfilm auf der Welle, wodurch ein aufeinander abgestimmtes Paar reibungsarmer Oberflächen entsteht, die sich während des laufenden Prozesses stabil halten. Dieser Mechanismus erfordert überhaupt kein flüssiges Schmiermittel, was diese Lager zu echten Trockenlaufkomponenten macht, die für Anwendungen geeignet sind, bei denen eine Ölverunreinigung nicht akzeptabel ist.
Einige selbstschmierende Flanschlager – insbesondere solche, die in Hochtemperatur- oder Schwerlastanwendungen eingesetzt werden – verwenden Festschmierstoffstopfen oder -einlagen aus Graphit oder Molybdändisulfid (MoS₂), die direkt in einen Bronze- oder Gusseisenkörper eingebettet sind. Während sich die Welle dreht, verschleißen die Stopfen allmählich, wodurch sich kontinuierlich Festschmierstoff auf der Wellenoberfläche und der Lagerbohrung ablagert. Graphit ist besonders wirksam bei hohen Temperaturen, bei denen ölbasierte Schmierstoffe oxidieren oder verdampfen würden, weshalb mit Graphit verstopfte Flanschlager häufig in Ofenausrüstungen, Ofenwagenführungen und Hochtemperatur-Fördersystemen eingesetzt werden.
Die Leistungsfähigkeit und die geeignete Einsatzumgebung eines selbstschmierenden Flanschlagers werden weitgehend durch das bei seiner Konstruktion verwendete Materialsystem bestimmt. Die verfügbaren Hauptkategorien unterscheiden sich deutlich in Belastbarkeit, Geschwindigkeitsklasse, Temperaturbereich und chemischer Beständigkeit.
Ölimprägnierte Sinterbronze-Flanschlager sind der am häufigsten verwendete selbstschmierende Lagertyp für allgemeine technische Anwendungen. Sie entsprechen hinsichtlich der Abmessungen den Normen ISO 2795 und DIN 1850 und sind in metrischen und Zollgrößen von einer Vielzahl von Herstellern erhältlich. Ihre typische Belastbarkeit ist moderat – dynamische Radiallasten bis zu etwa 60–80 N/mm² – und sie funktionieren je nach Belastung gut bei Wellengeschwindigkeiten bis zu etwa 2–3 m/s. Der Betriebstemperaturbereich wird durch das imprägnierte Öl begrenzt, typischerweise –20 °C bis 80 °C für die Imprägnierung mit Mineralöl, wobei mit synthetischen Ölvarianten höhere Temperaturbereiche möglich sind. Sie sind kostengünstig, lassen sich einfach auf Maß bearbeiten und sind gut im Service einsetzbar.
Verbundwerkstoff-Flanschlager mit Stahlrücken – allgemein bekannt unter der Bezeichnung DU, die auf das in den 1950er Jahren entwickelte Glacier DU-Lager zurückgeht – sind zu einem weltweiten Standard für wartungsfreie Lagerkonstruktionen geworden. Der Stahlrücken sorgt für eine hohe Druckfestigkeit und die Gleitschicht aus PTFE-Verbundwerkstoff sorgt für sehr geringe Reibung und einen wirklich ölfreien Betrieb. Diese Lager bewältigen höhere spezifische Belastungen als Sinterbronze – bis zu 250 N/mm² statisch, 140 N/mm² dynamisch in Standardgüten – und ihr Betriebstemperaturbereich liegt typischerweise bei −200 °C bis 280 °C und übertrifft damit die ölimprägnierte Bronze bei weitem. Sie sind die Standardwahl für Automobilkomponenten, Drehpunkte landwirtschaftlicher Maschinen, Baumaschinen und alle Anwendungen, bei denen hohe Lasten, langsame oszillierende Bewegungen und die Anforderung einer wartungsfreien Schmierung kombiniert werden.
Massive Flanschlager aus Guss- oder Schmiedebronze mit Graphitstopfeneinlagen bieten eine robuste Tragfähigkeit in Kombination mit Selbstschmierleistung bei erhöhten Temperaturen. Zu den häufig verwendeten Bronzelegierungen gehören CuSn8, CuSn12 und CuAl10Fe3, die jeweils unterschiedliche Kombinationen aus Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. Die Graphitstopfen werden in regelmäßigen Abständen über die Lagerfläche in vorgebohrte Löcher im Bronzekörper gedrückt und decken etwa 20–30 % der Gleitfläche ab. Diese Lager eignen sich gut für langsam laufende schwere Maschinen, wassergeschmierte Anwendungen und Umgebungen mit hohen Temperaturen, in denen die Wärmeleitfähigkeit des Bronzekörpers zur Ableitung der Reibungswärme beiträgt.
Technische Polymer-Flanschlager – hergestellt aus Materialien wie IGLIDUR-Compounds (igus), PEEK, Nylon (PA) oder Acetal (POM) mit integrierten Schmiermittelzusätzen – bieten einzigartige Vorteile bei Anwendungen, die elektrische Isolierung, Korrosionsfestigkeit, sehr geringes Gewicht oder den Betrieb in chemisch aggressiven Medien erfordern. Hochleistungspolymerlager auf PEEK-Basis können bei Dauertemperaturen von bis zu 250 °C betrieben werden und widerstehen aggressiven chemischen Umgebungen, die Lager mit Bronze- oder Stahlrücken angreifen würden. Ihre Belastbarkeit ist im Allgemeinen geringer als bei metallischen Lagertypen, aber ihre Kombination aus nicht magnetischen, nicht leitenden und nicht korrodierenden Eigenschaften macht sie in bestimmten Anwendungen wie medizinischen Geräten, Halbleiterfertigung und Lebensmittelverarbeitungsmaschinen unersetzlich.
Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Leistungsmerkmale der wichtigsten selbstschmierenden Lagerwerkstofftypen mit Flansch zusammen, um bei der Anwendungsauswahl zu helfen:
| Materialtyp | Maximale Belastung (dynamisch) | Temp. Reichweite | Schmierung | Am besten für |
| Sinterbronze (Öl) | 60–80 N/mm² | −20 °C bis 80 °C | Ölimprägniert | Allgemeine leichte bis mittlere Beanspruchung |
| Stahlverstärktes PTFE (DU) | Bis 140 N/mm² | −200 °C bis 280 °C | Trocken (PTFE-Folie) | Hohe Belastung, oszillierend, ohne Schmierung |
| Bronze-Graphitstopfen | 60–100 N/mm² | Bis zu 350°C | Graphit-Festschmierstoff | Hohe Temperatur, langsame schwere Lasten |
| Technisches Polymer/PEEK | 20–60 N/mm² | Bis 250°C | Trocken (additivbasiert) | Lebensmittel-, chemische und elektrische Isolierung |
Der Flansch eines Flanschgleitlagers ist mehr als nur ein Halteelement – er ist ein Strukturelement, das die Leistungsfähigkeit des Lagers im Vergleich zu einer glatten zylindrischen Hülse grundlegend verändert. Wenn Ingenieure verstehen, was der Flansch in der Praxis bewirkt, können sie die richtige Lagerkonfiguration für ihre Anwendung festlegen.
Der Flansch sorgt für die axiale Fixierung des Lagers innerhalb seines Gehäuses und verhindert so, dass das Lager unter axialer Belastung entlang der Wellenachse wandert. Bei Anwendungen mit kombinierten radialen und axialen Belastungen – wie z. B. einem Drehzapfen, der sowohl Biege- als auch Schubkräften standhalten muss – fungiert die Flanschfläche als Drucklagerfläche und trägt axiale Belastungen gegen die Gehäusefläche. Die Kontaktfläche der Flanschfläche bestimmt die axiale Belastbarkeit, sodass größere Flanschdurchmesser höhere axiale Belastbarkeitswerte bieten. Bei Anwendungen mit sehr hohen oder anhaltenden axialen Belastungen ist es wichtig zu überprüfen, dass der Kontaktdruck der Flanschfläche innerhalb der zulässigen Grenzen des Materials bleibt. Das Überschreiten dieser Grenzen führt zu fortschreitendem Verschleiß der Flanschfläche und schließlich zum Verlust der axialen Positionierungsgenauigkeit.
Flanschlager werden typischerweise in zwei Flanschdickenkonfigurationen spezifiziert: Standardflansch (dicker, höhere axiale Belastbarkeit) und dünner Flansch (reduzierte Flanschdicke für Gehäusekonstruktionen mit begrenztem Platzangebot). Einige Hersteller bieten auch Doppelflanschlager an, bei denen an beiden Enden der Bohrung ein Flansch vorhanden ist, der eine axiale Sicherung in beide Richtungen gewährleistet, ohne dass eine separate Haltefunktion erforderlich ist. Doppelflanschkonfigurationen sind besonders nützlich bei Anwendungen mit oszillierendem Drehpunkt, bei denen Schublasten ihre Richtung umkehren können.
Die richtige Größe und die richtigen Passungstoleranzen sind entscheidend für die Leistung und Lebensdauer jedes Gleitlagers, und selbstschmierende Flanschlager bilden da keine Ausnahme. Sowohl die Passung der Gehäusebohrung als auch das Spiel zwischen Welle und Bohrung müssen innerhalb der angegebenen Bereiche liegen, damit das Lager ordnungsgemäß funktioniert.
Selbstschmierende Flanschlager sind so konzipiert, dass sie mit einer kontrollierten Presspassung in ihre Gehäuse eingepresst werden – typischerweise eine H7/p6- oder H7/r6-Toleranzkombination im ISO-System – die verhindert, dass sich das Lager unter Betriebslasten im Gehäuse dreht. Bei Verbundlagern mit Stahlrücken trägt die Presspassung auch dazu bei, dass sich das Lager an kleinere Unregelmäßigkeiten in der Gehäusebohrung anpasst, wodurch die Kontaktfläche und die Wärmeableitung verbessert werden. Die Gehäusebohrung sollte mit der vom Lagerhersteller angegebenen Toleranz bearbeitet werden, mit guter Oberflächengüte (Ra typisch 0,8–1,6 μm) und korrekter Zylindrizität. Eine zu große Gehäusebohrung führt dazu, dass sich das Lager im Gehäuse und nicht auf der Welle dreht, was zu einer schnellen Beschädigung beider Komponenten führt. Eine zu kleine Bohrung drückt das Lager übermäßig zusammen, wodurch der Bohrungsdurchmesser unter den zulässigen Wert sinkt und möglicherweise die Welle blockiert.
Ebenso kritisch ist das Laufspiel zwischen Welle und Lagerbohrung. Zu geringes Spiel führt zu hoher Reibung, Wärmestau und vorzeitigem Verschleiß. Zu viel Spiel ermöglicht Wellenbewegungen, die die Stoßbelastung und die Oberflächenbeanspruchung erhöhen. Empfohlene Wellentoleranzen für selbstschmierende Flanschlager sind typischerweise h6 oder f7 für rotierende Wellenanwendungen und h9 oder e8 für oszillierende Anwendungen. Nachdem das Lager in sein Gehäuse gepresst wurde, verringert sich der Bohrungsdurchmesser aufgrund der Presspassung leicht. Diese Presspassungsreduzierung muss bei der Spezifikation des Wellendurchmessers berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das endgültige Laufspiel innerhalb des empfohlenen Bereichs liegt. Die meisten Lagerhersteller stellen Tabellen zur Verfügung, die die erwartete Bohrungsverringerung nach dem Pressen als Funktion des Gehäuseübermaßes und der Lagerwandstärke zeigen.
Die Welle, die in einem selbstschmierenden Flanschlager läuft, muss ausreichend hart und gut bearbeitet sein, um eine gute Lagerlebensdauer zu erreichen. Für PTFE-Verbundlager mit Stahlrücken wird im Allgemeinen eine Wellenhärte von mindestens 55 HRC (einsatzgehärtet oder induktionsgehärtet) empfohlen, um eine optimale Verschleißleistung zu erzielen, mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,2–0,8 μm. Weichere oder rauere Wellen führen zu einem beschleunigten Abrieb der Lageroberfläche und verkürzen die Lebensdauer erheblich. Für Sinterbronzelager sind etwas weichere und rauere Wellen akzeptabel, da das Bronzematerial gegenüber Schwankungen der Wellenoberfläche toleranter ist. Es können Edelstahlwellen verwendet werden, es sollte jedoch auf ausreichende Härte überprüft werden, da einige Edelstahlsorten relativ weich sind und sich an der Lageroberfläche abnutzen können.
Selbstschmierende Flanschlager kommen in einer Vielzahl industrieller und mechanischer Anwendungen zum Einsatz. Ihre Kombination aus integrierter axialer Positionierung und wartungsfreiem Betrieb macht sie in vielen Konstruktionssituationen zur Standardwahl.
Um die Nennleistung und Lebensdauer eines selbstschmierenden Flanschlagers zu erreichen, ist der korrekte Einbau von entscheidender Bedeutung. Schlechte Installationspraxis – insbesondere bei Verbundlagern mit Stahlrücken – ist eine der häufigsten Ursachen für vorzeitigen Lagerausfall im Einsatz.
Die Auswahl des richtigen selbstschmierenden Flanschlagers für eine bestimmte Anwendung erfordert die systematische Durcharbeitung einer Reihe von Betriebsparametern. Hier ist der praktische Auswahlprozess, dem Lageringenieure folgen.
Definieren Sie zunächst klar die Betriebsbedingungen: die Radiallast auf das Lager (in Newton oder Kilonewton), alle Axial- oder Schublasten, die die Flanschfläche tragen muss, den Wellendurchmesser, die Art der Bewegung (kontinuierliche Rotation, Oszillation oder eine Mischung), die Wellengeschwindigkeit oder Oszillationsfrequenz, den Betriebstemperaturbereich und ob ein Schmiermittel verwendet werden kann oder ob ein vollständig trockener Betrieb erforderlich ist. Berechnen Sie anhand dieser Parameter den spezifischen Lagerdruck (Last geteilt durch die projizierte Fläche der Bohrungslänge × Durchmesser) und den PV-Wert (spezifischer Druck multipliziert mit der Gleitgeschwindigkeit) – dieser kombinierte Parameter ist die Standardbasis für den Vergleich der Betriebsbedingungen mit den Leistungsgrenzen eines Lagermaterials.
Vergleichen Sie diese berechneten Werte mit den Materialfähigkeitsdaten des Lagerherstellers – jeder Materialtyp hat maximale P-, V- und PV-Grenzwerte veröffentlicht, oberhalb derer die Verschleißraten inakzeptabel hoch werden. Berücksichtigen Sie bei Anwendungen nahe der Materialgrenze einen Temperaturanstieg durch Reibung (höherer PV bedeutet mehr Wärmeerzeugung) und stellen Sie sicher, dass die Temperaturbewertung des ausgewählten Materials noch Spielraum bietet. Überprüfen Sie abschließend, ob Lager mit Standardabmessungen im erforderlichen Wellendurchmesser verfügbar sind – die meisten selbstschmierenden Flanschlager werden in metrischen Standardreihen (ISO 3547 für Sinterbronze, DIN 1850 für Gleitlager) ab 3 mm Bohrung aufwärts hergestellt, wobei eine große Auswahl an Flanschkonfigurationen ab Lager verfügbar ist.
Materialstruktur: Aluminiumgussbronze CuZn25Al6Fe3Mn3, mit Graphiteinsatz. Anwendungs...
Feste selbstschmierende Kupferringe sind Hochleistungskomponenten, die durch Präzisionsbearbeitun...
Die achteckige Buchse aus CuSn6Zn6Pb3 (Zinnbronze) und Graphit-Präzisionsbearbeitung ist ein selb...
Die PTFE-Einflansch-Vollselbstschmierkupferhülse ist ein mechanisches Hochleistungsbauteil. Es wi...
Das selbstschmierende Einflanschlager (mit Graphiteinbettung) ist eine leistungsstarke, solide, s...
Der L-förmige feste selbstschmierende Schieber wird durch Einbetten von hochreinem Graphit-Festsc...
Diese kugelförmige selbstschmierende Kupferhülse besteht aus hochfestem Messing als Grundmaterial...
Die Graphitdichtung auf Kupferbasis besteht aus einer hochwertigen Kupfer-Zink-Legierung als Grun...
Auf alle Fragen und Rückmeldungen von Kunden antworten wir geduldig und gewissenhaft.
