Gleitlagerbuchse

Die Gleitlagerbuchse ist ein zylindrisches oder kegelförmiges Element, das in eine Öffnung bzw. ein Gehäuse eingepasst wird. In den meisten Fällen ist das Innere der Buchse so gestaltet, dass es eng um die Außenfläche der beweglichen Komponente passt, die durch die Buchse geführt wird. Die Gleitbuchse besteht aus einer Hülse mit einer glatten Oberfläche. Diese ermöglicht es der gleitenden Komponente, sich leicht und reibungsarm bewegen zu können.

Primär werden Gleitlagerbuchsen in Maschinen- und Fahrzeugteilen verwendet, um die Reibung zwischen zwei beweglichen Komponenten zu verringern. Sie ermöglichen das, indem sie als Zwischenschicht dienen. Die geringe Reibung führt zu einer höheren Effizienz und weniger Energieverlust.

Die Buchsen sind auch in der Lage, hohe Lasten zu tragen. Sie können den Druck, der durch die Last erzeugt wird, über ihre gesamte Oberfläche verteilen. Somit sind sie ideal für Anwendungen, in denen hohe Belastungen auftreten.

Gleitbuchsen helfen, den Verschleiß der Maschinenteile zu minimieren. Sie schützen die Teile vor direktem Kontakt, wodurch die Lebensdauer der Maschine verlängert werden kann. Die Buchsen helfen, die durch Reibung erzeugte Wärme abzuleiten und so eine Überhitzung der Maschinenteile zu verhindern. Sie haben eine gute Wärmeleitfähigkeit, was dazu beiträgt, die Temperatur im Lager niedrig zu halten. Sie absorbieren auch Vibrationen und Stöße, die während des Betriebs einer Maschine auftreten können und sorgen für einen ruhigeren Betrieb.

Es gibt verschiedene Arten von Gleitlagern, darunter Buchsen, Flansche und Streifen. Buchsen sind die am häufigsten verwendeten Gleitlager und haben eine Zylinderform. Die zylindrische Gleitlagerbuchse wird oft in Anwendungen mit linearen Bewegungen verwendet und ist bestens geeignet für radiale Belastungen. Die Flanschlagerbuchse hat einen Flansch an einem Ende, der hilft, die Last zu tragen und die Lager in Position zu halten. Sie bewältigt sowohl radiale als auch axiale Belastungen. Das Streifen-Gleitlager kommt in Streifenform und kann auf die benötigte Größe zugeschnitten werden.

Die Größe der Lagerbuchse variiert je nach Anwendung und kann in vielen verschiedenen Dimensionen erhältlich sein. Der Innendurchmesser ist der Durchmesser der Öffnung in der Buchse, in dem die Welle platziert wird. Der Außendurchmesser ist der Gesamtdurchmesser der Buchse. Diese Größen können von wenigen Millimetern bis zu mehreren Zentimetern reichen, abhängig von der Größe der Welle. Die Länge der Gleitlagerbuchse und die Wandstärke werden unter anderem auch in Abhängigkeit von den Belastungen gewählt, denen die Buchse ausgesetzt wird.

Bronze

Gleitlagerbuchsen aus Bronze bieten eine hohe Tragfähigkeit und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit. Als Material für Gleitbuchsen ist Bronze aufgrund seiner hervorragenden Gleiteigenschaften und Korrosionsbeständigkeit bestens geeignet. Es gibt verschiedene Arten von Bronze, die verwendet werden, z.B. Zinnbronze, Aluminiumbronze und Bleibronze. Gleitlager aus Bronze werden in Automobil-, Schiffs- und Industriemaschinen eingesetzt. Sie eignen sich für Anwendungen mit hoher Belastung und hohen Temperaturen. In Motoren werden Sie für Pleuellager und Kurbelwellenlager verwendet, in Turbinen und Generatoren zur Aufnahme von hohen Drehzahlen und Lasten. In Schiffen werden sie in der Schiffswelle eingesetzt, um eine reibungsarme Drehbewegung der Welle zu ermöglichen.

Stahl

Lagerbuchsen aus Stahl werden eingesetzt, wenn hohe Belastungen und Temperaturen erwartet werden. Die Buchsen können mit verschiedenen Beschichtungen versehen werden, die ihre Gleiteigenschaften und Korrosionsbeständigkeit weiter verbessern. Kohlenstoffstahl ist eine kostengünstige Option für Gleitlager. Dieser Stahl kann aber korrodieren, wenn er nicht richtig behandelt wird. Legierter Stahl ist haltbarer als Kohlenstoffstahl und wird häufig in Hochleistungsanwendungen eingesetzt. Eine weitere häufig verwendete Stahlsorte ist der Einsatzstahl, der eine gute Verschleißbeständigkeit bietet.

Edelstahl ist aufgrund seiner hohen Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß sowie seiner hohen Tragfähigkeit bestens als Material für Gleitbuchsen geeignet. Allerdings ist Edelstahl teurer als andere Materialien und wird daher nur in speziellen Anwendungen eingesetzt, bei denen seine spezifischen Eigenschaften unverzichtbar sind. Edelstahl-Gleitlager werden häufig in Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit oder Korrosion eingesetzt. In der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie werden sie wegen ihrer leichten Reinigung und Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln verwendet. In der Automobilindustrie werden sie wegen ihrer hohen Tragfähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit bevorzugt.

Sintermetalle

Gleitbuchsen aus Sintermaterial sind wartungsfrei, da sie selbstschmierende Eigenschaften haben. Beim Sintern werden die Gleitlager unter hohen Temperaturen geformt und dabei werden Öl oder Schmierstoffe in die Poren des Materials eingebracht. Wenn das Lager in Betrieb ist, setzt es durch die Reibungshitze den Schmierstoff frei und sorgt somit für eine kontinuierliche Schmierung. Das Ergebnis ist eine konstante Schmierung, die die Lebensdauer des Lagers erhöht und die Notwendigkeit regelmäßiger Nachschmierung eliminiert. Diese Eigenschaft macht Sinterlager zu einer kostengünstigen und effizienten Lösung für viele industrielle Anwendungen.

Sinterbronze-Gleitlager sind aus poröser Bronze hergestellt und können Öl oder Fett speichern, was sie ideal für Anwendungen macht, in denen die Schmierung schwierig zu bewerkstelligen ist.

In medizinischen Geräten wie Herzschrittmachern und künstlichen Gelenken werden Lagerbuchsen aus Sintermetallen wegen ihrer hohen Präzision und guten Biokompatibilität eingesetzt. Aufgrund der hohen Verschleißfestigkeit werden sie in Elektrowerkzeugen wie Bohrmaschinen, Schleifmaschinen und Sägen, sowie in Industriemaschinen wie Druckmaschinen, Verpackungsmaschinen und Textilmaschinen verwendet.

Verbundwerkstoffe

Bei Gleitbuchsen aus Verbundwerkstoffen werden mehrere Materialien miteinander kombiniert. Diese Lagerbuchsen haben häufig ein Metallgehäuse und einen Kunststoff-, Keramik- oder Bronze-Innenring. Die Verwendung von Verbundwerkstoffen ermöglicht eine hohe Tragfähigkeit, Verschleißfestigkeit, verbesserte Wärmeableitung und Korrosionsbeständigkeit, was sie zur optimalen Wahl für Anwendungen mit anspruchsvollen Betriebsbedingungen und hohen Belastungen macht.

Kunststoffe

Lagerbuchsen aus Kunststoff werden in Anwendungen präferiert, die ein geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und geringe Reibung erfordern. Kunststoffe sind wartungsarm und bieten eine gute chemische Beständigkeit. Sie eignen sich gut für Anwendungen mit kurzen Bewegungsabläufen bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie z.B. in Haushaltsgeräten. In der Lebensmittelindustrie werden Kunststoff-Gleitbuchsen wegen ihrer Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln und Lebensmittelechtheit eingesetzt, in der Textilindustrie wegen ihrer Beständigkeit gegenüber Chemikalien. In der Medizintechnik werden sie aufgrund der guten Gleiteigenschaften, wie z.B. in Gelenken von Prothesen verwendet.

Gleitlagerbuchsen aus PTFE bieten hervorragende Gleiteigenschaften und eine hohe chemische Beständigkeit. Dieser Kunststoff ist auch sehr temperaturbeständig. Solche Buchsen werden oft in chemischen Prozessanlagen, Pumpen und Ventilen eingesetzt. Polyamid (PA) ist ein weiterer Kunststoff, der häufig für Gleitlager verwendet wird, aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit und guter Gleitfähigkeit. In der Automobilindustrie werden PA-Lagerbuchsen z.B. in Scharnieren, Stoßdämpfern und anderen Teilen verwendet, die eine hohe Belastbarkeit erfordern. Sie werden in Elektromotoren und Generatoren aufgrund ihrer guten elektrischen Isoliereigenschaften verwendet. Aufgrund der guten chemischen Beständigkeit und Lebensmittelechtheit werden sie auch in Verpackungs- und Abfüllmaschinen eingesetzt.

Keramik

Gleitlager aus Keramik werden häufig in extremen Umgebungen verwendet. Keramiklager sind für Anwendungen geeignet, bei denen herkömmliche Lagermaterialien an ihre Grenzen stoßen. Keramikgleitlager sind extrem hart und verschleißfest. Sie sind widerstandsfähig gegen Korrosion und hohe Temperaturen. Sie eignen sich daher besonders gut für den Einsatz bei hohen Drehzahlen, Geschwindigkeiten und Lasten, wie z.B. in Hochgeschwindigkeitsmotoren und Turbinen.

Lagerbuchsen gibt es mit verschiedenen Beschichtungen, die spezifische Eigenschaften aufweisen und die Leistungsfähigkeit der Buchsen noch weiter verbessern können. Eine häufige Beschichtung ist Zink. Zinkbeschichtungen wie die Zink-Nickel-Beschichtung bieten einen guten Korrosionsschutz und sind kostengünstig. Eine weitere gängige Beschichtung ist Kupfer. Kupfer hat ausgezeichnete thermische Eigenschaften und kann die Wärmeabfuhr verbessern. Darüber hinaus kann es die Verschleißfestigkeit erhöhen und die Reibung reduzieren. Zinn ist ein weiches Metall, das eine gute Korrosionsbeständigkeit bietet und oft als Schmierstoff verwendet wird. Es kann das Reibungsverhalten verbessern und die Lebensdauer der Gleitbuchsen verlängern.

Für Anwendungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit erfordern, wird oft eine Beschichtung aus Bronze oder Stahl verwendet. Beschichtungen aus Kunststoff sind ebenfalls verbreitet, da sie selbstschmierende Eigenschaften aufweisen können. Die Teflon-Beschichtung (PTFE) reduziert die Reibung und verbessert die Gleitfähigkeit. Sie ist auch chemisch beständig und kann in rauen Umgebungen verwendet werden. Die Molybdän-Disulfid-Beschichtung verbessert die Schmierung. Die DLC-Beschichtung (Diamond-Like Carbon) bietet eine extrem hohe Oberflächenhärte und dadurch eine hohe Verschleißfestigkeit.

Gleitlager sind ideal für Anwendungen, bei denen hohe Lasten und langsame Drehbewegungen auftreten, wie z.B. in Windturbinen, Brücken, Schiffsantrieben und Industriemaschinen. Sie finden in vielen Industriezweigen Anwendung:

Automobilindustrie

In den Sitzstrukturteilen können Gleitlagerbuchsen verwendet werden, um den Komfort und die Haltbarkeit des Sitzes zu verbessern. Sie können in den Sitzrahmen, den Sitzverstellern und den Sitzlehnen eingesetzt werden. In den Sitzschienen und Verstellmechanismen ermöglichen sie eine gleichmäßige und reibungslose Bewegung des Sitzes, sowie eine präzise Einstellung der Sitzposition und -neigung. In den Sitzstrukturteilen tragen die Buchsen auch dazu bei, den Geräuschpegel zu reduzieren, der durch die Bewegung von Metallteilen entsteht. Durch ihre hohe Belastbarkeit und Beständigkeit gegen Abnutzung und Ermüdung gewährleisten sie die Langlebigkeit der Sitzmechanismen.

Gleitlagerbuchsen sind besonders nützlich in Bereichen, in denen eine hohe Belastung und Reibung auftreten kann, wie bei den Scharnieren von Autotüren, Motorhauben, Heckklappen und Kofferräumen. Die Buchsen ermöglichen eine effiziente Bewegung der Scharniere. Sie helfen, die Reibung zwischen den Metallteilen des Scharniers zu verringern, was zu weniger Abnutzung und einer längeren Lebensdauer des Scharniers führt. Auch hier kann die Gleitbuchse dazu beitragen, das Bewegungsgeräusch des Scharniers zu verringern. Dies führt zu einem angenehmeren Fahrerlebnis und trägt dazu bei, den allgemeinen Lärmpegel im Fahrzeug zu senken.

Gleitlagerbuchsen sind wichtige Komponenten in Gelenkteilen von Fahrzeugen. In den Lenk- und Aufhängungssystemen ermöglichen sie eine reibungslose und präzise Steuerung. Sie werden auch in den Achsen, Radaufhängungen und Lenksäulen eingesetzt. Hier helfen die Gleitbuchsen auch die Hitze abzuleiten und die Lebensdauer der Gelenke zu verlängern. Sie sorgen für eine gleichmäßige Gewichtsverteilung und tragen dazu bei, Vibrationen und Geräusche zu reduzieren, was zu einer besseren Fahrqualität führt.

Maschinenbau

In Pumpen, Kompressoren und Turbinen unterstützen Gleitlagerbuchsen rotierende Teile und erleichtern die Drehbewegungen der Welle. Sie werden in einer Vielzahl von industriellen Maschinen verwendet, zur Unterstützung der beweglichen Teile.

Sie sind auch in landwirtschaftlichen Maschinen wie Traktoren und Erntemaschinen, sowie in Baumaschinen mit Baggern und Kränen zu finden. Bei Schienenfahrzeugen unterstützen sie die Achsen. In der Bauindustrie ermöglichen sie Bewegungen in Brücken und Gebäuden.

Luft- und Raumfahrt

Gleitlagerbuchsen werden in Flugzeugtriebwerken verwendet, zur Unterstützung der rotierenden Teile im Motor. In Flugzeugfahrwerken unterstützen Sie bewegliche Teile wie Räder und Stoßdämpfer. Sie werden in den Gelenken von strukturellen Komponenten verwendet, wie den Tragflächen von Flugzeugen und Auslegern von Raumfahrzeugen. In den Steuerungssystemen ermöglichen die Lagerbuchsen Bewegungen von Steuerstangen und anderen mechanischen Verbindungen. Sie werden auch in den Gelenken von Solarzellenarrays und in den Auslegermechanismen von Satellitenantennen eingesetzt.

Windenergie

In den Generatoren von Windkraftanlagen werden Gleitlagerbuchsen zur Lagerung der rotierenden Teile verwendet. Der Rotor einer Windkraftanlage, der sich um eine Achse dreht ist mit Lagerbuchsen ausgestattet. Im Getriebe einer Windkraftanlage sorgen die Gleitlager für eine effiziente Bewegung der einzelnen Getriebeelemente. Die Gondel einer Windkraftanlage kann sich um die Turmachse drehen, um sich optimal in den Wind zu stellen. Auch hier werden Gleitbuchsen verwendet.

Elektronik

In elektronischen Geräten reduzieren Gleitlagerbuchsen die Reibung zwischen beweglichen Teilen. Sie werden in Elektromotoren, Ventilatoren und anderen mechanischen Komponenten verwendet, die eine Drehbewegung erzeugen. In Ventilatoren sorgen sie dafür, dass die Rotorblätter reibungslos und geräuscharm drehen. Sie kommen auch in mechanischen Tastaturen, optischen Laufwerken und Druckern zum Einsatz.

Haushaltsgeräte

In Trommeln von Waschmaschinen ermöglichen Gleitbuchsen eine reibungslose Rotation. Sie werden in rotierenden Sprüharmen von Geschirrspülern verwendet, für eine gleichmäßige Verteilung des Wassers. Sie werden auch in Kondensatoren von Kühlschränken verwendet. Sie kommen in beweglichen Teilen von Küchenmaschinen, z.B. Mixern, Rührgeräten oder Entsaftern zum Einsatz. In elektrischen Zahnbürsten ermöglichen sie die Vibration des Bürstenkopfes.

Eine automatisierte Montage von Gleitlagerbuchsen wird durch den Einsatz von automatisierten Montagesystemen wie dem Setzkopf für Presswerkzeuge erreicht. Der Setzkopf wird direkt im Presswerkzeug eingebaut.

Der Montageprozess beginnt mit einem automatischen Zuführsystem, das die Gleitlagerbuchsen zur Setzeinheit befördert. Der Setzkopf presst die Buchsen in die Werkstücke ein und verbördelt diese.

Durch die Pressenbewegung wird der Einpressdorn des Setzkopfs betätigt, der die Pressenkraft überträgt. Dieser drückt die Gleitbuchse in das Bauteil. Die Gleitlagerbuchse wird in zwei Arbeitsschritten montiert. Im ersten Arbeitsschritt, der simultan mit dem Einbringen der Buchse stattfindet, wird die Gleitlagerbuchse um 45 Grad umgebogen. Hierbei positioniert der Stanzkopf die Lagerbuchse präzise im Bauteil, während das Vorbördelmodul die obere Kante umlegt.

Ein Verbördelwerkzeug wird auf den Rand der Buchse aufgesetzt und dann mit Kraft nach unten gedrückt. Dies verformt das Material der Buchse und drückt es gegen die Wand des Vorlochs im Bauteil, wodurch die Bundbuchse an Ort und Stelle gehalten wird.

In einer der nächsten Werkzeugstationen befindet sich das Endbördelmodul, welches die Buchse auf 90 Grad umbördelt und gleichzeitig den inneren Durchmesser kalibriert. Dadurch wird eine exakte Wiederholgenauigkeit des Bördelvorgangs erzielt. Das Bördeln von Gleitlagerbuchsen dient nicht nur der Versteifung der Bundbuchsen, sondern erzeugt eine zweite Gleitfläche an der gebördelten Seite und befestigt diese im Bauteil.

Nach der Montage findet eine Anwesenheitskontrolle der Buchse statt. Die Anwesenheitskontrolle überprüft, ob die Bundbuchse im Bauteil vorhanden ist.

Eine automatisierte Montage von Gleitlagerbuchsen unter der Presse bietet viele Vorteile. Erstens erhöht sie die Produktionsgeschwindigkeit, da der Fertigungsprozess ohne Unterbrechung weiterläuft. Sie beschleunigt die Produktion und erhöht die Effektivität, da die Montagesysteme rund um die Uhr arbeiten können. Mit präzisen Einstellungen reduziert die automatisierte Fertigung menschliche Fehler und verbessert somit die Qualität der Produkte.

Darüber hinaus werden die Produktionskosten reduziert, da weniger manuelle Arbeit anfällt. Die Automatisierung minimiert auch die körperliche Belastung der Mitarbeiter und gewährleistet die Arbeitssicherheit. Zudem ermöglicht sie eine gleichbleibende und kontinuierliche Produktion, was zu einer Steigerung der Produktivität führt.

Letztlich kann durch die Automatisierung eine höhere Auslastung der Presse erreicht werden, was die Effizienz deutlich steigert. Schließlich ist die automatisierte Montage umweltfreundlicher, da sie weniger Abfall produziert.

Durch die vollständige Verarbeitung der Gleitlagerbuchse im Werkzeug ist auch keine Lagerung zwischen den einzelnen Arbeitsschritten notwendig. Dies reduziert somit die Lagerungs- und Logistikkosten. Alle Verarbeitungsprozesse werden direkt im Werkzeug ausgeführt. Dies bedeutet, dass kein nachgeschalteter Arbeitsgang erforderlich ist.

Bei der Auswahl der richtigen Lagerbuchse sollten einige grundlegende Kriterien berücksichtigt werden. Die Größe und Form der Gleitbuchse muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden und zur Komponente passen, in der sie verwendet wird. Es ist wichtig, die richtige Innen- und Außendurchmesser sowie die Länge der Buchse genau zu bestimmen.

Die Lagerbuchse sollte aus einem Material bestehen, das den Anforderungen der jeweiligen Anwendung gerecht wird. Die Wahl des Materials hängt stark von den spezifischen Anforderungen ab, wie etwa der Belastbarkeit, der Umgebungstemperatur und der erforderlichen Langlebigkeit. Bei hohen Geschwindigkeiten oder Belastungen können bestimmte Materialien versagen oder sich schnell abnutzen. Wenn die Gleitlagerbuchse in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, Korrosion oder anderen harten Bedingungen verwendet wird, sollte sie aus einem Material bestehen, das diesen Bedingungen standhält.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Materialauswahl auch die Notwendigkeit einer Schmierung beeinflusst. Die Wahl des richtigen Materials für eine Gleitbuchse kann sich auf die Notwendigkeit einer Schmierung auswirken.

Die Kosten können auch ein Kriterium sein. Während hochwertigere Lagerbuchsen in der Regel teurer sind, können sie auf lange Sicht kosteneffizienter sein, wenn sie länger halten und weniger Wartung benötigen. Einige Buchsen erfordern regelmäßige Wartung, während andere wartungsfrei sind. Die Wahl hängt davon ab, wie viel Wartungsaufwand akzeptabel ist.

Zusammenfassend sind Gleitlager eine unverzichtbare Komponente in der Industrie. Sie bieten zuverlässige und effiziente Lösungen in zahlreichen Anwendungen, von der Automobilindustrie bis hin zu Haushaltsgeräten. Gleitlagerbuchsen reduzieren Reibung, verbessern die Energieeffizienz und sind oft die bevorzugte Wahl aufgrund ihrer Langlebigkeit und Wartungsarmut. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung eines reibungslosen Betriebs.

Die automatisierte Montage von Gleitlagerbuchsen unter der Presse hat sich als effizient und zuverlässig erwiesen. Sie erhöht die Produktionsgeschwindigkeit und minimiert Fehler, was zu einer insgesamt verbesserten Produktqualität führt. Durch den Einsatz effektiver Technologien können Montageprozesse optimiert und Ressourcen effizienter genutzt werden. Trotz anfänglicher Investitionen in die Automatisierungstechnik, zahlen sich diese auf lange Sicht durch gesteigerte Produktivität und Qualität aus. Es ist daher empfehlenswert, diesen Weg der Automatisierung zu verfolgen.