Untersuchungen an wartungsfreien trockenlaufenden Kunststoffgleitlagern

Wartungsfreie Lager aus polymeren Werkstoffen ohne zusätzliche Schmierung werden seit einigen Jahrzehnten häufig und in erheblicher Stückzahl in vielen Bereichen eingesetzt. Ihre Auslegung und Berechnung erfolgte bisher immer mit erheblichen Unsicherheiten, Annahmen und Vereinfachungen. Auch hinsichtlich des Verständnisses der im Lager ablaufenden und für die einwandfreie Funktion der Lager wichtigen Prozesse bestand Untersuchungsbedarf. Die Auslegung geschah bisher meist mit dem sogenannten pU-Wert (auch pv-Wert) auf der Basis umfangreicher und aufwendiger Prüfstandsversuche, bei denen eine allgemeingültige Übertragbarkeit der Ergebnisse im Einzelfall nicht immer gegeben ist. Zur Verbesserung des Wissens über die Funktion der Kunststoffgleitlager und Vereinfachung des Auslegungsprozesses wurden Aufbau, Funktionsprinzip, Beanspruchungen sowie Beanspruchungsgrenzen von wartungsfreien trockenlaufenden Kunststoffgleitlagern theoretisch und experimentell untersucht. Es wurde dabei hauptsächlich auf die spezifischen Probleme von trockenlaufenden Radialgleitlagern eingegangen. Die Wärmeübertragungsbedingungen als wichtige Auslegungsgröße wurde für unterschiedliche Lagerkonstruktionen umfassend betrachtet. Die Berechnung von Reibung, Verschleiß und Lebensdauer wurde eingehend behandelt. Die theoretisch erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse wurden mit gemessenen Ergebnissen aus Tribometerversuchen und Versuchen an zwei unterschiedlichen Radialgleitlagerprüfständen verglichen und die Übertragbarkeit auf unterschiedliche Einsatzfälle in der Praxis überprüft und die erhaltenen Erkenntnisse umfassend dargestellt. Abschließend werden Wege und Empfehlungen für die praxisgerechte Auslegung von Lagerstellen mit polymeren Lagerwerkstoffen vorgestellt und Lösungswege für einen sinnvollen Einsatz derartige Lager und Führungen aufgezeigt.