Gleitlager für den Reinraum – Eine saubere Sache?

Lars Butenschön | 19. Januar 2022

Der Einsatz im Reinraum stellt besondere Anforderungen an Maschinen und Geräte und somit auch deren Komponenten. Wenn Sie auf der Suche nach Gleitlagern für Reinraumtaugliche Geräte sind, wissen Sie höchst wahrscheinlich schon um die Eigenschaften von Reinräumen. In diesem Artikel soll es daher nicht so sehr über die Definition und generellen Anforderungen dieser gehen, sondern um jene Vorgaben die für Gleitlager relevant sind und welche Gleitlager diese Anforderungen wie erfüllen.

Das Problem aller Geräte im Reinraum: Nicht nur wo gehobelt wird fallen Späne

Reinräume qualifizieren sich vor allem durch eine Anforderung als eben diese: Es dürfen nur bestimmte Mengen von luftgetragenen Partikeln bestimmter Größe in ihnen vorhanden sein. Und hier liegt auch schon die große Herausforderung. Komplexe Belüftungssysteme und aufwändige Sicherheitsvorkehrungen sorgen dafür, dass vorhandene Partikel möglichst ferngehalten werden. Aber was ist mit Partikeln die erst im Reinraum erzeugt werden? Relativbewegung von Oberflächen erzeugt bei ausreichender hoher mechanischer Beanspruchung bzw. ausreichend geringer Abriebfestigkeit sogenannten Abrieb.

Das muss nicht direkt so aussehen wie ein Blatt Papier nach einer ausgiebigen Rechtschreibkorrektur mittels Radiergummi. Die Menge und Form des Abriebs – oder eher der Abriebpartikel – hängt sehr stark vom Material und der Beschaffenheit der beanspruchten Oberflächen ab. Aber auch von der Art der Bewegung und der Kräfte die bei dieser Bewegung wirken.

Welche Gleitlager eignen sich für den Reinraum?

Gleitlager dienen dazu, den bei Relativbewegungen zwangsläufig entstehenden Reibverschleiß möglichst zu minimieren und vor allem in kontrollierter Form stattfinden zu lassen. Das Ziel: Einerseits soll die Bewegung möglichst kontrolliert und optimiert stattfinden. Andererseits soll die Lagerung möglichst lange halten. Beides begünstigt den Einsatz im Reinraum. Denn je weniger Abrieb erzeugt wird, desto weniger Partikel werden freigesetzt.

Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, bereits bei der Auswahl der Gleitlager – also bei der Konstruktion der für den Reinraum bestimmten Geräte – zu ermitteln, welche und wie viele Abriebpartikel „erzeugt“ werden. Diese Angaben sind unerlässlich um zu bestimmen, für welche Reinraumklasse sich die Komponenten bzw. die daraus bestehenden Geräte und Maschinen später eignen.

Wie oben schon angeschnitten, hängt die Menge und Beschaffenheit der Partikel von einigen Parametern ab. Aus welchem Material sind die sich bewegenden Teile? Wie ist die Rauigkeit, Härte und Form der gleitenden Flächen? Wie schnell, in welcher Frequenz und auf welche Art bewegen sich die Flächen zueinander? Wie ist die Umgebungstemperatur? Alle diese Faktoren wirken sich jeweils und in Kombination unterschiedlich auf die Größe und Menge des Abriebs aus. Es ist unmöglich, die Wechselwirkungen aller Parameter im Vorfeld auf theoretischer Basis zu ermitteln.

Reinraumklassifizierungen kann es daher nur für komplette Baugruppen geben, bei denen diese Parameter auf bestimmte Kombinationen und Anwendungsszenarien eingegrenzt sind. Für Gleitlager, die als einzelnes Bauteil verkauft werden, kann es aus oben genannten Gründen keine Reinraumklassifizierung geben.

So finden Sie dennoch das richtige Gleitlager für Reinräume

Am Ende lässt sich die Frage nach der Eignung für bestimmte Reinraumklassen also nur durch die Durchführung von anwendungsnahen Tests bewerten. Hierzu müssen die oben genannten Einflussgrößen möglichst genau nachgestellt werden, um Größe und Volumen der entstehenden Verschleißpartikel messen zu können.

Es gibt aber auch einige allgemeine Entscheidungskriterien, mit denen Sie im Vorfeld oder bei weniger strengen Vorgaben bereits eine Vorauswahl treffen können. Hier eignen sich trockenlaufende Werkstoffe, die keine Schmierung benötigen. Extern zugeführte Schmierung bietet generell das Potenzial zusätzliche Verunreinigungen im Umfeld der Lagerstelle zu verursachen. Zudem sollten besonders verschleißarme Werkstoffe verwendet werden. Exemplarische Testergebnisse können erste Aufschlüsse für das Ausmaß des Verschleißes geben.

Sie suchen besonders verschleißarme Gleitlager für Reinräume? Wir unterstützen Sie!

iglidur® Polymergleitlager von igus sind nicht nur für den Trockenlauf ohne externe Schmierung optimiert, sondern auch besonders verschleiß- und abriebfest. Um Ihnen eine genaue Einschätzung vorab zu ermöglichen, können Sie außerdem mit dem kostenfreien Online-Programm, dem „iglidur® Expertensystem“ vorab den Verschleiß und die Lebensdauer in Ihrer Anwendung berechnen. Grundlage für die Berechnung sind aufwändig ermittelte echte Verschleißdaten aus über 300.000 empirisch ausgewerteten Verschleißversuchen, die im igus Testlabor durchgeführt wurden.

Wir beraten Sie zudem persönlich bei der Auswahl des optimalen Gleitlagers für Ihre Anwendung im Reinraum. Unsere Verkaufsberater und Anwendungsingenieure analysieren mit Ihnen Ihre Anwendung und unterstützen Sie bis über die Auslieferung der Gleitlager hinaus bei Ihrem Projekt.