Im Automobilbau ersetzen Polymer-Gleitlager häufig metallisch gerollte Buchsen oder sogar Wälzlager. Oft bieten sie nicht nur technische Vorteile, sondern darüber hinaus deutlich niedrigere Kosten.
Markus Feth ist Produktmanager Automotive bei der Igus GmbH, Köln
Von Gleitlagern im Automobilbau wird Verschleißfestigkeit, Wartungsfreiheit und Temperaturbeständigkeit gefordert. Polymer-Lager der Igus GmbH, Köln, besitzen diese Eigenschaften und ersetzen häufig sogar metallisch gerollte Buchsen oder Wälzlager, weil sie deutliche Kostenvorteile bieten. Das belegen vielfältige Serienanwendungen von Sitzsystemen bis hin zu thermisch hoch belasteten Anwendungen im Motorraum, beispielsweise in Schaltgabeln für Getriebe und Drosselklappen. Entscheidend ist neben der gezielten Auswahl des Gleitlagerwerkstoffs auch die Anpassung an die Einbaugegebenheiten.
Die Auswahl eines geeigneten Gleitlagers für spezielle Anwendungen stützt sich stets auf empirisch ermittelte Lebensdaueranalysen. Im Igus-Labor werden jedes Jahr mehr als 4000 Versuche mit über 100 neuen Werkstoffen gefahren. Stehen für eingesetzte Wellen keine Testdaten zur Verfügung, können kurzfristig Versuche durchgeführt werden. In diesem Jahr hat Igus einen neuen Gleitlagerwerkstoff in nur acht Wochen für den Einsatz in Fahrzeug-Lichtsystemen mit Duroplastbolzen entwickelt. Beispiele verdeutlichen den Nutzen am besten:
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen müssen Sitzsysteme oft mit recht einfachen Lagersystemen vorlieb nehmen, etwa mit Bolzen aus grob tolerierten Kaltfließpressteilen und gestanzten Aufnahmen oder Kragenzügen. Dennoch soll die Lagerung spielarm sein, um Geräusche zu minimieren. Wie lassen sich diese scheinbar gegensätzlichen Forderungen verbinden? Eine Lösung sind Polymer-Gleitlager Iglidur, die mit einer Überdeckung montiert werden, also leicht klemmend zum Niet – und zwar bevor die KTL-Lackierung erfolgt (KTL = Kathodische Tauch-Lackierung). Der Vorteil ist, dass sich die Lager durch die Temperaturen von bis zu 220° C beim Trocknen selbst kalibrieren: Aufgrund der Vorspannung fließt der Kunststoff, bis sich eine leichtgängige und spielarme Lagerung ergibt. Dieses Verfahren wird seit Jahren in Beschlägen, Sitz- und Verdecksystemen eingesetzt. Die Iglidur-Gleitlager laufen geräuschfrei, sind leicht und benötigen wenig Raum. Sie können hohe statische Lasten bis 140 N/mm² tragen und ermöglichen den Einsatz von einfachen, preisgünstigen Bolzen.
Das Beispiel von Schaltgabeln in Getrieben zeigt, welche Vorteile das Substituieren von metallischen Gleitlagern oder Wälzlagern bringt: In der Anwendung kommt es häufig zu Kontaktkorrosion, zusätzlich sind bessere Dämpfungseigenschaft erwünscht. Kunststoffe, die die nötige Temperatur- und Medienbeständigkeit bieten (wie etwa Polyimide) kommen aus Kostengründen nicht in Frage. Mit den Gleitlagern Iglidur H4 hat Igus jetzt einen Werkstoff vorgestellt, der eine Dauergebrauchstemperatur von 200 °C bietet und beständig gegen synthetische Getriebeöle und Kraftstoffe ist. Im Vergleich zu metallischen Gleitlagern lassen sich deutliche Kostenvorteile erreichen. Ein großer deutscher Fahrzeugbauer führte Wintererprobungen mit Schaltgabeln durch, die von Wälzlager auf Iglidur H4 umgerüstet wurden. Die Testfahrer stellten keine signifikant höheren Betätigungskräfte fest, lobten aber die bessere Dämpfung.
Bei der Lagerung von Kupplungs-, Gas- und Bremspedalen wird meist aus wirtschaftlichen Gründen mit einfachen Rohren oder Kunststoffbolzen gearbeitet, oft aus glasfaserverstärkten Polyimidwerkstoffen. Ihr Kennzeichen sind jedoch grobe Toleranzen. Die Entwickler wünschen sich eine spielarme Lagerung, um Geräusche auszuschließen und eine gute Haptik zu bekommen. Die neuen vorgespannten Lager Iglidur JVSM realisieren beides: Federnde Elemente im Bereich der Stirnflächen sorgen für eine spielfreie Lagerung auch im unbelasteten Zustand. Iglidur J bietet zudem noch gute Reib- und Verschleißwerte, auch gegen abrasive, glasfaserverstärkte PA-Werkstoffe.
Polymer-Gleitlager holen das Spiel aus den Schaltgabeln
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