SELBSTSCHMIERENDE SINTERGLEITLAGER

Moderne Lagertechnologie in Sintermetall:Wir haben die richtige Lösung für Sie

TM

MADEBY PM

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SONDERFORMENNeben den Standard Geometrien wie Zylinder-, Bund -und Kalottenlager sind pulvermetallurgisch auch kom-plexe Geometrien für spezielle Anwen-dungen herstellbar.

EINSATZBEREICHETypische Anwendungen im Automobil-bereich sind Lager für Scheibenwi-scher, Fensterheber, Sitzverstellung, Schiebedach und Lüftermotoren. Das Einsatzgebiet umfasst darüber-hinaus eine Vielzahl von elektrischen Kleinmotoren und Stellantrieben im Haushalt, der Konsumgüterindustrie oder im allgemeinen Maschinenbau.

MESSTECHNIK• Extraktion

nach Soxhlet Verfahren

• Prüfung der Sinterdichte nach DIN EN 2738

• Infrarot-Spektrum an Schmierstoffen

• Chemische Analyse von Sinterwerkstoffen

SINTERGLEITLAGER VON GKN SINTER METALS

MATERIALÜBERSICHTSintereisen und Sinterbronze mit GKN Entwicklungs- und Designkompetenz für bestmögliche Kundenzufriedenheit

WELTWEITER MARKTFÜHRERSintergleitlager sind unverzicht-bare Maschinenelemente. GKN Sinter Metals ist ein Experte in ihrer Entwicklung und Her-stellung. Jährlich stellen wir über eine Milliarde hochwertige Lager für unsere Kunden her.

Fundierte Erfahrung in der Sintergleitlager-Technologie Sehr breite Verfügbarkeit an Werkstoffen und Schmierstoffen Spezielle Ausrüstungen: Formpressen, Öfen, Hand-ling, Kalibrierpressen, Entgrat- und Tränkanlagen Technische Unterstützung der Kunden in der Auslegung und Anwendung von Sinter-lagern Bewährter Entwicklungspartner

Sintergleitlager von GKN Sinter Metals

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DIE STRIBECK KURVEDie Stribeck Kurve gibt die Reibung als Funktion der Ge-schwindigkeit bzw. Drehzahl an. Der hydrodynamische Be-reich ist die ideale Betriebsbe-dingung für Sintergleitlager.

Auch die Viskosität des Schmier-stoffes beeinflusst maßgeblich die charakteristische Form der Stribeck-Kurve und somit das tribologische System der An-wendung.

EIGENSCHAFTEN VONSINTERGLEITLAGERN

• Selbstschmierend

• Wartungsfrei

• Hohe Oberflächengüte

• Enge Toleranzen

• Geräuscharm

• Nahezu kein Materialverlust

• Wirtschaftliche Vorteile

• Flexible Formen

MATERIAL- & PRÜFSTÄNDE• Stribeck Kurve

• Temperaturkurve

• Sinterlagerlaufstände

• Reibwertermittlung

AUSLEGUNGWir lösen Ihre Lagerproblematik!

• Wir helfen bei der Wahl der richtigen Werkstoffe

SERVICE IM LABOR• Analyse an Motoren

• Ermittlung Restöl

• Porenverteilung

• Rauheiten

• Maßliche Überprüfung

• Werkstoffe

• Lagerspiel

• Wellenbeschaffenheit

SINTERGLEITLAGER VON GKN SINTER METALS TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN

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Reib

wer

t

Drehzahl [rpm]

hohe Viskosität niedrige Viskosität

Reibwerte in Abhängigkeit der Drehzahl

Zylinderlager im Getriebe eines Scheibenwischerantriebs

Für Anwendungen, die auch im Mischreibungsbereich funktio-nieren, ist eine Zusatzschmie-rung mit Festschmierstoffen möglich.

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OBERFLÄCHEN- BESCHAFFENHEITENDie Mikrorauigkeiten auf der Oberfläche des Lagers ermög-lichen die optimale Abgabe des Schmierstoffes. Versuche haben gezeigt, dass zu glatte oder polierte Oberflächen die Tragfähigkeit und die Lebens-dauer des Lagers herabsetzen. Um für die Funktion eine ideale Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten, bietet die Kalibrierung von gesinterten Oberflächen faszinierende Möglichkeiten. Damit der Traganteil optimal ist und dennoch der Ölkreislauf durch die offene Porosität ge-währt ist, ermittelt GKN opti-male Kalibriergrade für die An-wendungen. Fertiges Bauteil

RUND UM DEN FERTIGUNGSPROZESS

Gesinterte Oberfläche

RPK ≤ 3.5RK ≤ 4.5

Kalibrierte Oberfläche

RPK ≤ 2RK ≤ 2.5

FERTIGUNGSPROZESS VON SINTERGLEIT- LAGERN

Die Lagergrößen beginnen bei einem Innendurchmesser von 0,8 Millimetern und können bis zu 150 Millimeter betragen.

Durch das Kalibrieren wird die vorgegebene Toleranz, insbesondere in der Bohrung, eingehalten, ohne dabei die Poren zu verschließen. Ein Tränken unter Vakuum mit geeignetem Schmierstoff bildet den Abschluss.

Metallpulver

Imprägnieren

Kalibrieren

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TOLERANZENUnsere Sintergleitlager können entsprechend der übergeordne-ten Normen DIN, ISO, MPIF aber auch abweichend davon herge-stellt werden, um ihre Anforderungen zu erfüllen.

Die Prüfverfahren, die zur Bestimmung der Oberflächenbeschaf-fenheit von Kompaktwerkstoffen eingesetzt werden, können bei PM-Werkstoffen wegen ihrer Poren nicht verwendet werden. Die Oberflächenrauheit von PM-Bauteilen kann besser und vor allen Dingen auch anwendungsrelevant durch die Abbott-Kurve beschrieben werden.

Vorrichtung zur Messung der Zylinderform

Rauheit Messgerät

Abbott-Kurve gemessen nach DIN EN 13565

RAUHEIT VON LAUFFLÄCHEN

Rauheitsmessung

Meßstrecke Materialanteil [%]

Abbott-Kurve

Sch

nitt

iefe

c

R PK

R K

Pressen

Sintern

Entgraten

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TROCKENLAGER MIT FESTSCHMIERSTOFFDurch eine Trockenschmierung werden unter bestimmten Voraussetzun-gen bessere Reibwerte erreicht als z. B. als Kunststofflager und beschich-teten Lagern.

Das Einsatzspektrum der PM Lager

TRIBOLOGISCHES SYSTEM

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Reib

wer

t [µ]

Zeit [h]

Kunststofflager beschichtetes Lager Sinterlager trocken Sinterlager ölgetränkt

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Reib

wer

t [µ]

Zeit [h]

Kunststofflager beschichtetes Lager Sinterlager trocken Sinterlager ölgetränkt

Reibwert [µ]

Zeit [h]

ZUSATZ VON GRAPHIT: (für Eisen- und Bronzelager)

verringerte Laufgeräusche,gute Notlaufeigenschaften

ZUSATZSCHMIERUNG:Durch ein zusätzliches Schmier-stoffdepot lässt sich die Le-bensdauer beträchtlich erwei-tern. Der Wirkungsgrad hängt erheblich von der gewählten Speichermöglichkeit ab, wie z.B. ölgetränkter Filz.

FESTSCHMIERSTOFFE:• Graphit• MoS2• Fe3O4

Reibwerte verschiedener Lagertypen

Elektromotor mit Kalottenlager und öl-getränktem Filz

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VON FEINWERKTECHNIK BIS SCHWERINDUSTRIESintergleitlager haben sich seit Jahrzehnten in allen Bereichen der Technik bestens bewährt. Ihre guten Lagereigenschaften werden entscheidend durch die hohe Fertigungsgenauigkeit und die Porosität des Sinter-werkstoffes bestimmt. Sinterlager werden vom reinen Führungslager bis zum hochbe-lasteten Stützlager in fast allen Bereichen industrieller Ferti-gung eingesetzt.

Die Bandbreite reicht vom Kleinstlager für die Feinwerk-technik bis zu groß dimensio-nierten Lagern in der Schwerin-dustrie.

BELASTUNGSDIAGRAMMBei kritischen Anforderungen, wie z. B. häufigem Anlaufen, oszillierender Lauf, bessere Wärmeabfuhr oder Korrosionsbeständigkeit empfehlen wir Sinterbronze.Bei sehr wirtschaftlichen Anwendungen und bei mäßigen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit können Sintereisen-Werkstoffe eingesetzt werden.Wie im Belastungsdiagramm gezeigt, ist es durch Einsatz geeigneter Werk-

stoffe möglich, die Grenzlastkurven zu höheren Werten zu verschieben.

Grenzlastdiagramm von Sinterlagern

TRIBOLOGISCHES SYSTEMDie 3 Grundgrößen eines Tribosystems:

• Grundkörper (Lager)

• Zwischenmedium (Schmierstoff)

• Gegenkörper (Welle)

Nur ein optimales Zusammen- wirken dieser drei Größen führt zu einer technisch einwandfreien Lösung.

ANWENDUNGSBEREICH VON SINTERLAGERN

UMFANGSGESCHWINDINGKEIT (m/s)

HP-LAGER

SINTER-BRONZE

SINTER-EISEN

SINTER-EISEN • hohe Wirtschaftlichkeit

• für den regulären Gebrauch

• radiale Belastung bis 4 N/mm2

• Geschwindigkeit bis 2 m/s

BRONZE & BRONZE-LIGHT*• radial Belastung bis 5 N/mm2

• Geschwindigkeit bis 3 m/s• gute Notlaufeigenschaften• Start-Stopp-Betrieb

• korrosionsbeständig

* Kostengünstigere Materialmischung bei gleichbleibender Leistung

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SCHMIERSTOFFÜBERSICHT

PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

VISKOSITÄT (FLIESSVERHALTEN)Die Viskosität ist die innere Reibung (Schmierstoffreibung) einer Flüssigkeit. Die Viskosi-tät ist eine fundamentale Ei-genschaft und beschreibt, wie dünn-/dickflüssig ein Öl ist. Der Wert ist bei 0°C und 40°C in Ein-heiten von mm²/s angegeben (früher cSt).

VISKOSITÄTSINDEXDiese Konstante beschreibt die Temperaturabhängigkeit der Viskosität. Sie gibt die Steigung im Viskositäts-Temperatur-Blatt an und ist umso kleiner je bes- ser das Viskositäts-Temperatur- verhalten des Öles ist d.h. je flacher die Viskositäts-Tempe-raturkurve ist.

DICHTEDieser Wert ist innerhalb einer Ölgruppe nahezu gleich. Im allge-meinen steigt die Dichte mit zu-nehmender Viskosität. Die Dichte lässt ebenfalls keinen Schluß auf die Qualität zu, sondern dient z.B. zur Klassifizierung.

FLAMMPUNKTDer Flammpunkt definiert die niedrigste Temperatur, bei der die Öldämpfe durch Fremdzün-dung entflammen.

POUR POINTDer Pour Point definiert die nie- drigste Temperatur, bei der ein Schmieröl noch fließt.

FARBEDie Öl-Farbe lässt keine Rück-schlüsse auf seine Qualität zu.

SCHMIERSTOFFARTEN

MINERALÖLE:

Sie sind nicht allein wegen der günstigen Preise, sondern auch wegen ihrer guten Schmiereigenschaften die am meisten verwendeten Schmierstoffe. Ihr Einsatzbereich liegt bei Lagertemperaturen von -20 bis +80°C

SYNTHESEÖLE:

Diese rein synthetischen Erzeugnisse weisen chemisch sehr unterschied-liche Gruppen auf. Ihr Vorteil liegt in der herstellungsbedingten hohen Reinheit und größeren stofflichen Einheitlichkeit gegenüber Mineralölen. Durch gezieltes Additiveren können die physikalischen Eigenschaften positiv beeinflusst werden.

Die wichtigsten Gruppen sind:

Poly-Alpha-Olefine (Synthetische Kohlenwasserstoffe):

Diese haben einen weiten Temperaturanwendungsbereich von -40 bis 120°C und kurzzeitig auch 150°CIhre chemische Grundstruktur ähnelt den Mineralölen, haben aber ein günstigerer Viskositäts-Temperaturverhalten und hohe Tragfähigkeit.

Esteröle:

Diese haben einen Temperaturanwendungsbereich von -50 bis 100°C. Sie besitzen ein ausgezeichnetes Benetzungsverhalten und Tieftempera-turbeständigkeit. Gegenüber Kunststoffen kann der Schmierstoff aggressiv wirken und erfordert eine Verträglichkeitsprüfung.

Silikonöle:

Diese besitzen einen weiten Temperaturanwendungsbereich: - 60°C bis + 180°C. Der Viskositätsindex ist hoch, d.h. das Viskositäts-Temperatur-verhalten ist sehr gut. Die Belastbarkeit ist geringer als bei Mineralölen. Silikonöle sind nicht mischbar mit anderen Ölen. Nachteil: Kriechverhalten

Perfluorierte Polyetheröle:Hochtemperatur Schmieröle für Temperaturbereiche von -50°C bis circa 200°C. Haben extrem geringe Verdampfungsverluste und sind bei hohen Temperaturen für sehr lange Lebensdauern geeignet.

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VISKOSITÄTSDIAGRAMM

ÖL-TYPENVISKOSITÄT

BEI 40°C (mm²/ s)

STOCKPUNKT (°C)

Temperatur-bereich der Anwendung

(°C)

MINERALÖLE

68 -25 -20  +80

100 -20 -15  +80

150 -15 0  +80

SYNTHESEÖLE

Poly-Alpha-Olefine

68 -50 -40  +120

100 -50 -40  +120

150 -50 -40  +120

Esteröle68 -60 -50  +100

150 -50 -50  +100

Silikonöle 100 -65 -60  +180

Perfluorierte Polyäther

150 -65 -50  +200

WEITERE PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

VERDAMPFUNGSVERLUSTDer Verdampfungsverlust ent-spricht der Gewichtsabnahme des Öls in Prozent beim Erhitzen.

VERTRÄGLICHKEIT MIT KUNSTSTOFF:Beim Einbau von Gleitlagern aus Sintermetall in Kunststoff-gehäusen oder bei Verwendung von Axialanlaufscheiben aus Kunststoff muss vorher die Ver-träglichkeit mit dem Schmier-stoff geprüft werden.

Viskosität in Abhängigkeit der Temperatur zu verschiedenen Öltypen

Übersicht und Eigenschaften der Schmierstoffe

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LAGERFORMEN UND SCHMIERSTOFFGEHALT

ÖLGEHALTSinterlager weisen ein Porenvo-lumen von 15-30 Prozent auf, das als Ölreservoir über die gesamte Lebenszeit dient. Als Schmierstoff werden minerali-sche und synthetische Schmier-stoffe eingesetzt.

Über die Poren gelangt der Schmierstoff an die Reibstelle, wobei sich im Betrieb ein Gleich-gewichtskreislauf ausbildet.

Gewicht: 0,520 g Porosität: 20 % Ölgehalt: 0.0105 g Lebensdauer 10.000 h

Beispiel: PC-Lüfter

Beispiel: Schaltuhrgetriebe

Gewicht: 1.450 g Porosität: 25 % Ölgehalt: 0.040 g Lebensdauer: 30.000 h

BUNDLAGERUnterscheidet sich vom Zylinderlager durch den einseitigen Bund. Dieser dient als Anschlag bei der Montage und in bestimmten Fällen als ver- größerte Auflage bei Axialbelastung. Auch diese Lagerform bedarf beim Ein-pressen der Hilfe eines Stütz-dornes.

KALOTTENLAGERGarantiert eine Selbstausrichtung der Bohrung. Der Bohrungsdurchmesser wird beim Einbau des Kalottenlagers nicht verändert. Der Einbau ist jedoch etwas aufwendiger.

KALOTTENLAGER MIT ANSATZDer Ansatz dient hauptsächlich als Distanzausgleich bei Zwischenabständen.

ZYLINDERLAGER Diese wirtschaftlichste Lagerform wird vorwiegend in einen vorbear-beiteten Bohrungssitz mit Hilfe eines Stützdornes eingepresst.

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FRAGEBOGEN SINTERGLEITLAGER

16) Wellenwerkstoff ....................................................... 17) Wellenhärte ............................................

18) Wellenrauheit .....................................................µm

19) Gehäusewerkstoff ................................................... 20) Bohrungs-Toleranz ....................................

20) Sonstige Hinweise .................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

Firma ...........................................................................................................................................................

Firmenadresse .............................................................................................................................................

Telefon ................................................................... Fax ......................................................................

Kontaktperson .............................................................................................................................................

1) Lagerform ................................................................................................................................................

2) Lagerwerkstoff ........................................................................................................................................

3) Lagerabmessungen .................................................................................................................................

4) Beschreibung der Anwendung ..................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

5) Einbaulage waagerecht .................................. senkrecht ..................................................

6) Betriebsart ohne Unterbrechung .................... mit Unterbrechung ....................................

7) Geforderte Lebensdauer .......................................... h 8) Drehzahl .......................................... U/min

9) Depotschmierung ja nein .............................. 10) Öltyp .......................................................

11) Lagerbelastung (radial) gesamt ............................. N 12) spezifisch ...................................... N/mm2

13) Lagerbelastung (axial) ........................................... N

14) Betriebstemperatur Lager ..................................... °C 15) Umgebungstemperatur ......................... °C

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