Gleitlager richtig sichern – Teil 3: Die Verdrehsicherung

Lars Butenschön | 18. Juli 2018

Im zweiten Teil unserer Serie haben wir uns einige Varianten von axialen Sicherungen bei Gleitlagern angeschaut, die sich direkt in die Form des Bauteils integrieren lassen. In dieser Folge wollen wir uns anschauen, wie wir Gleitlager mit einer integrierten Verdrehsicherung ausstatten können.

Wozu überhaupt eine Verdrehsicherung?
Beschädigtes Gleitlager. Ursache: Drehen in der Aufnahme
Beschädigtes Gleitlager. Ursache: Drehen in der Aufnahme

Gleitlager sollen sich in den meisten Fällen – anders als Kugel- oder Wälzlager – nicht selbst in der Lagerstelle drehen. In der Regel dreht sich die zu führende Welle im Gleitlager. Vor allem bei Metall-/PTFE-Buchsen ist diese Vorgehensweise entscheidend, da diese Buchsen ihre guten Gleiteigenschaften nur durch den Gleitfilm am Innendurchmesser aufrecht erhalten. Weniger dramatisch sieht die Lage allerdings bei Gleitlagern aus Kunststoff aus. Sie bestehen durch ihren homogenen Aufbau gänzlich aus „Gleitfilm“.

Die Sache mit dem Presssitz

In der Praxis ist aber auch hier nicht egal, was sich wo dreht. Tatsächlich hängt die Funktionalität des Lagersystems von beiden „Reibpartnern“ ab. Wellen sind wie Gleitlager auf diese Rolle hin optimiert. Aufnahmebohrungen dagegen nicht. Vor allem solche, in denen kein Presssitz zu Stande kommt. Und das liegt in der Natur der Sache. Aufnahmebohrungen, in denen das Lager keinen Presssitz herstellen kann weisen in der Regel schlechte Toleranzen oder Grat auf. Aber auch zu raue Oberflächen können zu unerwünschten Verschleißergebnissen führen. Und darum gibt es genug Gründe bei der Gestaltung einer Lagerstelle dafür zu sorgen, dass sich die Welle im Gleitlager dreht. Falls der Presssitz also nicht gewährleistet werden kann, bietet sich die Anpassung der Geometrie des Gleitlagers an.

Freie Gestaltung mit Kunststoffen

Gleitlager aus Kunststoff lassen sich praktischer Weise in beinahe jede Form bringen. Auch Limitierungen wie Blech-Dicken (Metall-/PTFE-Buchsen) oder die Beibehaltung von Schmiernippeln und -kanälen (Stahl- und Bronzebuchsen) entfallen. Mittels moderner Spritzgusswerkzeuge, 3D-Druckverfahren und spanender Bearbeitungsmöglichkeiten sind der Fantasie hier kaum Grenzen gesetzt.

Um Ihnen einige Anregungen zu geben finden Sie hier einige Vorschläge:

Tip 1: Verdrehsicherung durch Bohrungen im Bund oder Flansch

Zum Beispiel durch Anbringen eines zusätzlichen Bundes mit integrierten Bohrungen lässt sich am einfachsten und sichersten verhindern, dass sich das Gleitlager unerwünscht dreht. Allerdings kann diese Variante bei größeren Stückzahlen schnell zu hohen Kosten durch die nötigen Schrauben und deren Montage führen.

Gleitlager mit Fixierbohrungen im Bund
Gleitlager mit Fixierbohrungen im Bund

 

Tip 2: Verdrehsicherung durch einfachen Formschluss am Außendurchmesser

Bereits einfache Absätze können in Verbindung mit entsprechenden Aussparungen in der Aufnahme für einen festen Formschluss sorgen, der das Gleitlager von unerwünschtem Mitdrehen abhält. Je nach Gestaltung sind die Mehrkosten am Spritzgusswerkzeug überschaubar. Lediglich bei der automatisierten Montage sollte auf eine entsprechende Zuführung geachtet werden, damit die Lager korrekt in die Aufnahmebohrung geführt werden.

Gleitlager mit Verdrehsicherung am Außendurchmesser
Verdrehsicherung am Außendurchmesser
Gleitlager mit Fixierpin am Bund
Fixierpin am Bund
Gleitlager mit Sondergeometrie am Außendurchmesser
Sondergeometrie am Außendurchmesser
Tip 3: Nachbearbeitung / Umgestaltung der Aufnahmebohrung

Auch wenn ich diese Möglichkeit in diesem Artikel natürlich ein wenig vorweg genommen habe sollte sie nicht unerwähnt bleiben. Manchmal kann es dann doch sinnvoller sein, die Bohrung auf andere Weise einzubringen oder das Material des Gehäuses zu ändern. Normalerweise geben die Gleitlagerhersteller hier Empfehlungen heraus, welche Toleranz die Aufnahmen haben sollen. Üblich sind hier vor allem H7 Einheitsbohrungen, da diese in der Praxis am häufigsten auftreten.

Es muss nicht immer die Spezialanfertigung sein

Tatsächlich muss es nicht immer ein Sonderteil sein, einige Hersteller – darunter igus® – bieten bereits viele verschiedene Bauformen standardmäßig als Katalogteil an. Herunterladbare CAD-Daten erleichtern außerdem zusätzlich das Einkonstruieren. So lassen sich Entwicklungs- und Produktionskosten senken und die Lieferzeit kurz halten.

Am Ende gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, ein Lager vom „Durchdrehen“ oder „Auswandern“ abzuhalten. Welche Variante die Richtige ist, hängt dabei immer von den jeweiligen Gegebenheiten in Ihrer Anwendung ab. Wenn Sie hierzu eine persönliche Beratung wünschen, sprechen Sie uns gerne an.

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