Die richtige Schmierung für Gleitlager aus Kunststoff

Lars Butenschön | 7. April 2020

Bei all den extrem unterschiedlichen Einsatzprofilen von Gleitlagern – von der Lagerung im Motorblock bis zum Fahrradpedal im Mountainbike besteht zumindest in diesem Punkt Einigkeit: Die beste Schmierung wäre die, die gar nicht notwendig ist. Schmierfette und -öle dort hin bringen und behalten, wo sie gebraucht werden ist häufig umständlich. Eine gut funktionierende Schmierung sicherzustellen, stellt sowohl an die Konstruktion, als auch an die Disziplin der Anwender viele Anforderungen. Und trotzdem ist Schmierung häufig unabdingbar. Sie macht Gleitlager gangbar, verhindert reibungs-bedingte Temperaturanstiege, Korrosion und Schmutzeintrag. Die Bandbreite an verfügbaren Schmierfetten, Ölen und Wachsen ist riesig. Ohne jetzt groß die Werbetrommel für iglidur® Gleitlager zu rühren: Das Praktische an iglidur® Gleitlagern ist eigentlich, dass sie ohne Schmierung auskommen. Die direkt im Werkstoff verarbeiteten Festschmierstoff-Partikel sorgen für geringe Reibung und durch den „Trockenlauf“ binden sich Schmutz und Staub ohnehin weniger in der Lagerstelle. Korrosion ist – jedenfalls für das Lager selbst – kein Thema.

Geschmierte Lagerstelle
Geschmierte Lagerstelle (Quelle: igus GmbH)

Und trotzdem sehen wir uns bei igus® immer mal wieder mit diesem Thema konfrontiert. Denn auch mit unseren trockenlaufenden Gleitlagern kann es schonmal Vorteile haben, eine zusätzliche Schmierung aufzutragen. So hat schon mancher Anwender das sporadisch während der Einlaufphase auftretende Quietschen durch WD-40 besiegt und die ein oder andere Welle oder Aufnahmebohrung mit etwas Wachs vor dem Tod durch Korrosion bewahrt. Während ich dem Thema WD40 bereits einen Blogbeitrag gewidmet habe, nehme ich mich diesmal dem Thema Schmierfett an.

Schmierfett oder Schmieröl? Und was ist Kriechöl?

Grundsätzlich werden zur Schmierung von Lagern Schmierfette und Schmieröle verwendet. Der Unterschied liegt hauptsächlich in der Viskosität. Heißt: Öl ist wenig überraschend eher dünnflüssig (wobei es natürlich von Öl zu Öl nochmal unterschiede gibt), Fett eher zähflüssig. Durch diese geringe Viskosität – also zähflüssige Konsistenz – bleibt Fett auch besser an bzw. in der Lagerstelle haften.

Während Schmieröl eher zur Optimierung von Leichtlaufeigenschaften und Temperaturregulierung dient, eignet sich Schmierfett vor allem zum Schutz vor äußeren Einflüssen wie Schmutz oder Feuchtigkeit. Aus diesem Grund laufen öl-geschmierte Lager in der Regel komplett in Öl, welches in einem geschlossenen Kreislauf durch die Lagerstelle fließen aber nicht entwichen kann. Und hier erklärt sich dann auch, wieso der Artikel zum WD-40 die Frage nach der Schmierung von Gleitlagern nicht ausreichend beantwortet. WD-40 ist ein sogenanntes Kriechöl. Ein Öl mit sehr geringer Oberflächenspannung und hoher Viskosität, das extra dafür da ist, möglichst überall hin zu gelangen. Die gleiche Fähigkeit sorgt aber dafür, dass es gleichzeitig nirgendwo lange bleibt. Und das bisschen was an der gewünschten Stelle – also im Lager – verbleibt, trocknet auch noch relativ zügig ein.

Die Schmierung der Wahl: Schmierfett

In der Praxis werden Gleitlager, die sich nicht in einem Ölbad betreiben lassen also mit Schmierfett geschmiert. Aber auch hier gibt es wieder Unterschiede. Eigentlich sind Schmierfette nichts anderes als Schmieröle, denen Eindicker und bestimmte Additive beigefügt wurden. Die Art der als Basis dienenden Öle und Eindicker wiederum ergibt verschiedenste Kombinationen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Details hierzu liefert beispielsweise der entsprechende wikipedia-Artikel, weshalb ich das ganze hier etwas abkürze.

Im igus® Labor haben wir zwei häufig vorkommende Schmierstoffgruppen im Zusammenwirken mit verschiedenen iglidur® Werkstoffen untersucht. Innerhalb der Gruppen wurden wiederum Stoffe der gleichen Art, jedoch unterschiedlicher Hersteller getestet. Untersucht wurden die Auswirkungen auf die Reibung, sowie das Verschleißverhalten.

Veränderung des Reibwertes; Gruppe A: Schmierung mit Mineralölen mit Metallseifen, Gruppe B: Slikonöle mit organischen Polymeren, dry = ohne Schmierung (Quelle: igus GmbH)

Der Reibwert fällt vor allem bei den mit Mineralölen mit Metallseifen sehr gering aus. Insbesondere iglidur® J liefert hier sehr gute Ergebnisse. Auch mit Schmierfett auf Silikonöl-Basis lässt sich der Reibwert im Vergleich zum Trockenlauf leicht verbessern.

Verschleißrate im Vergleich; Gruppe A: Schmierung mit Mineralölen mit Metallseifen, Gruppe B: Slikonöle mit organischen Polymeren, dry = ohne Schmierung (Quelle: igus GmbH)

Auch in puncto Verschleiß lässt sich mit Schmierstoffen der Gruppe A ein deutlich verbessertes Ergebnis erreichen. Überraschend fällt der Verschleiß bei den mit Silikonöl geschmierten Gleitlagern allerdings sogar etwas höher aus, als bei den im Trockenlauf erzielten Ergebnissen. Hier sollte jedoch beachtet werden, dass die Streuung der Ergebnisse sehr stark ausgeprägt ist und somit die Ergebnisse im Schnitt dennoch besser ausfallen können als ohne Schmierung. Es ist jedoch fraglich, wie sich dieser Unterschied in der Praxis bemerkbar macht.

Fazit: Schmierfette auf Mineralölbasis lieferten die besten Ergebnisse

Die hier vorgestellten Ergebnisse decken sich mit den von uns in der Praxis gemachten Beobachtungen. Vor allem Kunden mit Lagerstellen, die direkten Umwelteinflüssen wie Witterung, Feuchtigkeit und Schmutz ausgesetzt sind, setzen auf Schmierfett und häufig auf eben jenes auf Mineralölbasis. Ohne Werbung zu machen, empfehlen wir hier für iglidur® Werkstoffe häufig OKS 400. Allerdings lassen sich auch mit anderen Schmierfetten ähnlicher Zusammensetzung gute Ergebnisse erzielen.

Am Ende ist allerdings trotzdem entscheidend, das Schmierfett – wie auch die Gleitlager selbst, passend zur jeweiligen Anwendungssituation auszuwählen und die entsprechenden technischen Parameter zu berücksichtigen.

Benötigen Sie Hilfe mit der Wahl des richtigen Schmierfetts für Ihre Gleitlageranwendung? Oder haben Sie schon das richtige Schmierfett, aber nicht das richtige Gleitlager? Wir beraten Sie gerne.

1 0
Gerne können Sie den Artikel auch kommentieren - wie freuen uns auf Ihre Meinung!