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Gleitlager mit Polymer Laufschicht

Wir wollen auch technische Neuerungen vorstellen.
Hier die Lager von Kolben Schmidt mit Polymer Laufschicht. Kritisch ist vor allem der Losreißmoment, wenn die Kurbelwelle längere Zeit nicht betrieben wurde und dann gestartet wird. Die Schmierung wird erst aufgebaut, wenn der Motor läuft, interessanter Beitrag aus Power World vom Techtex Verlag

Testbild 1

Lagerschale von KS R55Q
mit Drei
stofflager-Konzept

Lagerkonzept aus Lagermetall
und Polymer-Laufschicht

Aluminium-Legierungen werden für ge-
wöhnlich nur in Zweistofflagern als Lager-
me
tall eingesetz
t. Dabei übernimmt der
S
tahlrücken im Wesentlichen die Funktion
des Festsitzes im Gehäuse und das Lager-
metall muss als Gegenpartner der Welle
a
lle weiteren Funktionen des Gleitlagers, wie zum Beispiel die Fresssicherheit, Anpassungs-
fähigkeit, Partikelverträglichkeit und Ver-
schieißfestigkei
t, abdecken.

Dagegen kommt bei KS R55Q ein Dreistoff-
lager-Konzept mit einer weiteren Schicht,
der sogenannte Laufschich
t, zum Einsatz.
Hierbei übernimmt das" Team" aus hoch-
b
elastbarem Lagermetall und Polymer-Lauf-
schicht die oben erwähnten Funktionen
un
d steigert so die Leistungsfähigkeit weit
über die Grenzen des klassischen Zweistoff-
Konzeptes hinau
s.

Richtige Auswahl von Lager-
metall und Laufschicht

Entscheidend für ein optimales Zusammen-
spiel ist die richtige Auswahl des Lagerme-
tall
s und der Laufschich
t. Als Lagermetall
komm
t deshalb eine Aluminium-Zinn
-Sili-
z
ium
-Legierung zum Einsatz, die speziell
für das Dreistofflagerkonzept entwickelt
wu
rde. Das Die Polymer
-Laufschicht besteht
aus einer Polyamid imid
-Matrix mit einem
hohen Anteil an reibungs- und verschleiß-
redu
zierenden Füllstoffen. Hierbei wurden
die Festschmierstoffe Molybdändisulfid
und Graphit in einer heterogenen Kompo-
si
tion ausgewäh
lt.

 

Im Zusammenspiel der einzelnen
Komponenten erreicht das Stahl-
AI u m i niu m-Polymer-G leitlager
KS R55Q dem Hersteller zufolge
ein Belastbarkeitsniveau, das deut-
lich über der Leistungsfähigkeit der
existierenden Stahl-Aluminium
-Zwei-
stofflager li
egt.

Reib- und Verschleiß-
reduzierung über das gesamte
Drehzahlspektrum

Bei der Entwicklung wurde besonderes Au-
genmerk
auf die Reduzierung von Reibung
und
Verschleiß im gesamten Drehzahlspek-
t
rum geleg
t. Dazu soll unter anderem ein
im Verg
leich zu herkömmlichen Zweistoff-
Lag
ern um 20
verringertes Reibmoment
der
Polymer-Laufschicht beim Übergang
von Haft- zur Gleitreibung, was insbesonde-
r
e bei einer hohen Anzahl von Start-Stopp-
Zyklen entscheidend ist, gehören. Auch ent-
schärft die reib- und verschleißmindernde
W
irkung der Füllstoffe kritische Mischrei-
bungszustände im unteren Drehzahlbereich,
die bei neuen Motoren mit Downspeeding-
Konzepten verstärkt auftreten können. Durch
die sehr gute Anpassungsfähigkeit der Po-
Iymerschicht ergibt sich außerdem eine
verkürzte
Einlaufphase, was sich ebenfalls
re
ibungsmindernd auswirk
t. Die vollständig
erhaltene R
illenstruktur der gespindelten
L
auffläche, soll minimale hydrodynamische
Verluste auch im oberen Drehzahlband ge-
währleist
en.

 

Gleitlagerkonzepte in aktuellen
Nutzfahrzeugmotoren

Im Segment der kleinen und mittleren Nutz-
fahrzeuge sehen Studien insbesondere im
Ku
rzstrecken
-Warenverteilverkehr neben
de
m positiven Effekt der (Oz
-Reduzierung
d
urch Hybridisierung, wesentliche Verbrauchs-
einsparungen von bis zu 2.5
00 Litern Diesel
pro Jahr und Fahrzeug. Bei innerstädtischen
Om
nibussen im permanenten Kurzstrecken-
Start-Stopp-Modus hält man sogar Einspa-
rungen
von bis zu 8.000 Litern pro Jahr
und Fahrzeug für möglich. Der Einsatz von
H
ybridantrieben in diesem Fahrzeugseg-
ment erhält damit neben der Einhaltung
von Emissionsgrenzwerten einen weiteren
wesentlichen Motivator: die Verbrauchs-
u
nd damit Kostenreduzierung für den ge-
sa
mten Produktlebenszyklus
.

Was die Motorengleitlager in diesen Nutz-
fah
rzeugen angeht, so sind sie extrem be-
ansprucht. Zwar halten sich die spezifischen
Lagerlasten resultierend aus Verbrennungs-
druck und Lagerdimension in durchaus be-
herrschbaren Grenzen, jedoch ist die not-
wendige Verschleißfestigkeit gepaart mit der
F
orderungen nach langen Serviceintervallen
u
nd Reib-
bzw. Verbrauchsreduzierungen
eine echte Herausforderung, der sich nicht
zu
letzt die Hersteller von Gleitlagern st
ellen
müssen .

 

 

Bilder: KPSG AG

info
KSPG AG
74172 Neckarsulm
Fon: +49(0)7132-33-0
www.kspg.com

 

Quelle: Power World    2. Ausgabe / Juni 2015 / 11.Jahrgang

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