Ring frei zur 3. Runde: Gleitlager-Wettbewerb Manus

Alle zwei Jahre ruft der Kölner Polymer-Gleitlager-Spezialist Igus GmbH gemeinsam mit dem Institut für Verbundwerkstoffe in Kaiserslautern, der Fachhochschule Köln und dem Industrieanzeiger zum Wettbewerb „Manus“ auf. Das Ziel ist, neue Wege in der Lagertechnik auf der Basis von schmiermittelfreien Polymer-Gleitlagern zu gehen in mannigfaltigen industriellen Anwendungen quer durch alle Branchen. Denn soviel ist klar: Kaum ein Maschinenelement lässt sich so vielseitig einsetzen und bietet so häufig handfeste wirtschaftliche und technische Vorteile wie das Polymer-Gleitlager. Die unten vorgestellten Beispiele bieten eine Kostprobe. An die 10 000 Gleitlagerprodukte stehen mittlerweile für die unterschiedlichsten Anwendungen zur Verfügung.

Wurden der Jury im Jahr 2003 schon knapp 50 Lösungen vorgelegt, stieg die Anzahl im Jahr 2005 bereits auf über 90. Von Biogasanlagen bis zum wasserstoffbetriebenen Fahrzeug, von der Offshore- bis zur Handhabungstechnik kamen Kunststoffgleitlager zum Einsatz und sorgten für Produktverbesserungen.

Anwendungen mit hohen Taktzahlen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bei anspruchsvollen Umgebungsbedingungen erfordern langlebige Maschinenelemente. Die Polymer-Gleitlager von Igus verkörpern den Schritt von der Kunststoffbuchse zum getesteten und damit berechenbaren Maschinenelement, das schnell verfügbar ist. Das Firmenmotto „plastics for longer life“ signalisiert, worum es den Entwicklern bei den Produktfamilien von Gleit-, Linear- und Gelenklagern geht: Hochleistungs-Kunststoffe, Verstärkungs- und Festschmierstoffe so aufeinander abzustimmen, dass die Lager hohe Lasten verkraften und über lange Zeit niedrige Reibwerte sowie hohe Verschleißfestigkeit gewährleisten. Die Produktfamilien sind für rotierende, oszillierende sowie lineare Bewegungen konzipiert und eignen sich für Anwendungen mit hohen Lasten und niedrigen Gleitgeschwindigkeiten. Dies wird am besten an Praxisbeispielen deutlich:

Biogasanlagen

Rührwerke in Biogasanlagen versehen ihren Dienst in einem Flüssigkeits-Mix aus Gülle, Fetten, Ölen, Alkoholen und weiteren biologisch abbaubaren und zu entsorgenden Medien. Dieser Cocktail stellt höchste Anforderungen an die verwendeten Maschinenelemente. Neben Gleitbuchsen und Anlaufscheiben aus dem Werkstoff iglidur W kommen iglidur-J-Gleitlager zum Einsatz. Mit ihnen hat das Burgdorfer Unternehmen Hubert Franke Transport & Biogas Rührwerktechnik schon rund 40 Rührwerke erfolgreich ausgerüstet und eingesetzt.

Die verwendeten Gleitlager widerstehen verdünnten Laugen, sehr schwachen Säuren und Kraftstoffen sowie den meisten handelsüblichen Schmierstoffarten. Ihre geringe Feuchtigkeitsaufnahme prädestiniert sie für nasse oder feuchte Umgebungen: Während die Sättigungsgrenze im Normalklima etwa 0,3 % beträgt, steigt sie in Wasser auf lediglich 1,3 %. Dank dieser geringen Werte ist das Quellen durch Feuchtigkeitsaufnahme nur in extremen Fällen bei der Lagerauslegung zu berücksichtigen. Generell lassen sich iglidur-J-Gleitlager zwischen -50 und +90 °C einsetzen; die kurzfristig zulässige Höchsttemperatur liegt bei 120 °C. In den Rührwerken haben sie sich durch ihre hohe und berechenbare Lebensdauer bewährt.

Schulprojekt Roboter

Im Rahmen eines Projektes an der Berufsbildenden Schule Burgdorf-Lehrte (BBS) sollte ein mit Zahnradgetriebe arbeitender Roboter auf Zahnriemenantrieb umgestellt werden. Die Anforderungen an alle Bauteile waren, dass sie wartungsfrei und schmutzbeständig sein sowie gute Gleiteigenschaften besitzen sollten. Da alle Roboterbauteile aus Stahl bestehen, müssen die eingesetzten Lager auch auf weichen Wellen zuverlässig arbeiten. Nicht zuletzt sollten die Berufsschüler auch wirtschaftliche Aspekte beachten. Ihre Wahl fiel auf iglidur-W300-Gleitlager. Die Vertreter dieser Familie stehen für besonders hohe Standzeiten, niedrige Reibwerte und extrem hohe Abriebfestigkeit. Das Hochleistungs-Polymer eignet sich auch für weiche Wellen und widersteht Chemikalien. Im BBS-Projekt erfüllten die Gleitlager sowohl die technischen als auch wirtschaftlichen Anforderungen.

Gleit-Linearführungen

Das Fertigen von miniaturisierten Produkten in kleinen Serien erfordert exakt arbeitende und schnell umrüstbare Handhabungsgeräte. Sie dürfen nur wenig Bauraum beanspruchen und müssen dennoch leistungsstark sein. Bei solchen Anwendungen, wie sie das Unternehmen AS-Morawski in Lüdenscheid realisiert, kann die Arbeitsgeschwindigkeit das 3- oder 4-fache von dem betragen, was marktübliche pneumatische Handhabungsgeräte ermöglichen. Damit die Genauigkeit nicht auf der Strecke bleibt, müssen die Führungen sorgfältig konzipiert werden. Hier bieten sich DryLin-Linearführungen an, die sich auf Gleitelementen bewegen und in Profilbreiten bis herunter zu 17 mm verfügbar sind.

Mit solchen Gleit-Linearführungen lassen sich Handhabungsgeräte in jeder gewünschten Länge gestalten. Ihre Positioniergenauigkeit fällt zwar niedriger aus als die von Präzisionsführungen, ist aber vielfach ausreichend. Durch ihr geringes Gewicht sind sie für die Handhabungstechnik wie geschaffen: Lager aus Kunststoff und Führungsschienen aus beschichtetem Aluminium reduzieren die bewegte Masse und ermöglichen dadurch hohe Beschleunigungen auf Geschwindigkeiten bis zu 15 m/s. Meist bestehen die verwendeten Gleitelemente aus dem Werkstoff iglidur J, der sich durch seine Verschleiß- und Reibwerteigenschaften für die meisten Anwendungen empfiehlt. Da DryLin-Linearlagersysteme für den Trockenlauf ausgelegt sind, gehören Verschmutzungen durch Fett oder Öl der Vergangenheit an. Umgebungsstäube oder Abrieb, der aus der spanenden Bearbeitung herrührt, werden nicht an der Lagerstelle gebunden. In vielen Fällen können diese Linearführungen Stahl-Kugelumlaufführungen eins zu eins ersetzen – so lauten die Erfahrungen von Igus. Wo es um Wartungsfreiheit geht, seien sie konkurrenzlos.

Gelenklager für Absackanlagen

Anlagen, die Materialien in Säcke verpacken, unterliegen in der Chemie-, Gummi-, Bau- und Kunststoffindustrie wie auch in der Nahrungs- und Futtermittelverarbeitung schwierigen Produktionsbedingungen – allen voran aggressiven Chemikalien. Hier schlägt die Stunde der wartungsfreien Gelenklager, die die Wirtschaftlichkeit der Produktion erhöhen. Mit Hilfe der igubal-Produktfamilie laufen die Absackanlagen der Huzap GmbH in Hennef nahezu störungsfrei.

Dem Entwickler bieten sich vielfältige Auswahlmöglichkeiten: Gelenk- und Gabelköpfe sowie Flansch-, Gelenk- und Stahllager. Die selbst einstellenden Lager lassen sich einfach montieren, passen sich allen Winkelabweichungen an und können in vielen Fällen spezielle Gehäuse substituieren. Technisch trocken einsetzbar, zeigen sie sehr gute schwingungsdämpfende Eigenschaften. Sie sind unempfindlich gegen Schmutz, können in Flüssigkeiten und sogar in Chemikalien laufen und sind völlig korrosionsbeständig. Ihre Einsatztemperatur reicht von -30 bis +80 °C. igubal-Lagerelemente können bei normalen Umgebungstemperaturen hohen Belastungen standhalten. Darüber hinaus nehmen sie hohe Kräfte auf und wiegen nur ein Fünftel herkömmlicher metallischer Lagergehäuse. os

Zur Bewerbung benötigt die Jury eine kurze Beschreibung der Anwendung und der vorausgegangenen Problemstellung. Dazu einen Fotoabzug oder eine Skizze mit Beschreibung der Lösung und Nennung der Lagerart. Teilnahmeberechtigt sind Anwender mit Vollkunststoff-Gleitlagern und Kunststoff-Compounds, nicht jedoch Applikationen mit lediglich beschichteten Lagern. Dem Gewinner winken 5000 Euro Preisgeld (2. und 3. Platz: 2500 Euro und 1000 Euro). Teilnahmeunterlagen sind erhältlich unter www.manus-wettbewerb.de. Weitere Informationen: André Kluth, Tel. (02203) 9649-611, akluth@igus.de. Einsendeschluss: 28. Februar 2007. Die Preisverleihung findet auf der Hannover Messe 2007 statt.