Digital Scout HMI 2021

HANNOVER MESSE DIGITAL EDITION 2021
in Kombination mit einem Hydromotor das
hydrostatische Fahrgetriebe in Bau-, Bergbau-
oder Landmaschinen. In Axialkolbenpumpen
kommen vornehmlich Gleitbuchsen
aus Metall-Polymer-Werkstoffen
als Hauptwellenlager zum Einsatz. Zudem
kann die sogenannte Schwenkwiege
zur Verstellung des Fördervolumens in relativ
großen Gleitlagerschalen gelagert
sein. Die Gleitlager müssen eine feinfühlige
Regelung des Volumenstroms gewährleisten. Ein
geringes Losbrechmoment bei niedrigem und konstantem
Reibwert ist dafür entscheidend.
In Kolbenpumpen mit radialer Kolbenanordnung entsteht der
Kolbenhub zur Förderung des Fluids durch die Exzentrizität zwischen
Außenring und Welle. Gleitlager dienen in diesem Pumpentyp
zur Lagerung der Antriebswelle im Gehäuse. Aufgrund
des erzeugbaren hohen Druckniveaus und der direkten Einleitung
der Kolbenkräfte in die Welle sind auch die Wellenlager im
Pumpengehäuse hoch beansprucht. Hier findet man überwiegend
Metall-Polymer-Verbundgleitlager – sie erfüllen die hohen
Anforderungen bezüglich Tragfähigkeit und zusätzlicher
tribologischer Perfomance.
In Zahnradpumpen erfolgt die Förderung des Mediums in den
Zahnzwischenräumen rotierender Zahnräder.
In Innenzahnradpumpen rotiert ein angetriebenes Zahnrad
exzentrisch in einem mitdrehenden, innenverzahnten Gegenrad.
Im Pumpengehäuse montierte Gleitbuchsen übernehmen die
Lagerung der Antriebswelle. Es kommen Stahl-Aluminium-Verbundgleitlager
und vermehrt Stahl-Polymer-Verbundgleitlager
zum Einsatz.
In Außenzahnradpumpen kämmen zwei Zahnräder in einem
Pumpengehäuse und fördern so das Fluid in den Räumen zwischen
den Zähnen und der Gehäusewand. Eines der beiden
Pumpenräder ist das Antriebsrad, das zweite wird über den
Zahn-Formschluss mitgeschleppt. Gleitbuchsen im Pumpengehäuse
nehmen die aus der Verdrängung des Mediums entstehenden
Kräfte auf.
Die Kompaktheit von Zahnradpumpen lässt nur wenig Bauraum
für die Lagerung der beiden Wellen im Gehäuse zu. Die Lagerbuchsen
sind daher sehr dünnwandig ausgeführt. Niedrige
Reibwerte bei hoher Verschleißfestigkeit sind entscheidend für
einen dauerhaft hohen Pumpenwirkungsgrad. Als Gleitwerkstoff
setzt man auf einen Dreischicht Stahl-Bronze-Polymer-Verbundwerkstoff.
Die Kunststoffschicht, die in die poröse Sinterbronze
imprägniert ist, besteht aus einer PTFE-Matrix mit, die Tragfähigkeit
steigernden Fasern und den Verschleiß mindernden Füllstoffen.
Zur sicheren Versorgung der präzisen Lager – mit aus dem
Förderstrom abgezweigtem Medium ‒ sind mitunter axial angeordnete
Versorgungsnuten in die Gleitfläche eingebracht. Ein
korrektes Einpressen der Buchsen in das Gehäuse stellt sicher,
dass sich die Schmiernuten außerhalb des Lastbereiches befinden.
01 Stahl-Kunststoff-Verbundbuchsen mit dem Markennamen
Permaglide mit axialen Schmiernuten
Üblicherweise definiert der Systemhersteller den Bauraum für
die Lagerung im Aggregat und gibt die relevanten Betriebsparameter-Daten
für die Lagerung vor. Der Gleitlagerhersteller entwirft
mit diesen Informationen die Lagerung und realisiert in den
Grenzen seiner Designfreiheit spezielle Features am Lager – zum
Beispiel die Fasen der Lauffläche, die Schmiernuten in der Gleitfläche
oder die Ausstanzungen bzw. Bohrungen für die Schmierstoffversorgung
des Lagers durch die Umbauteile. Ziel der Maßnahmen
ist die Maximierung der lastübernehmenden Gleitfläche.
Die Fasen der Stirnflächen können dabei auch asymmetrisch
sein. Des Weiteren gilt es – unter Berücksichtigung von Kräften,
Daten des Hydrauliköls und der Ausführung der zu lagernden
Wellen – den für die Einstellung eines hydrodynamischen
Schmierzustandes entscheidenden Schmierspalt auszulegen.
Hierfür werden vom Lagerspezialisten neben den Gleitlagerdaten
und dem Wärmegang der Pumpe auch die Fertigungstoleranzen
sowie die elastischen Deformationen der belasteten Bauteile
in die Auslegung einbezogen. In kritischen Fällen setzt man für
diese Berechnung eine Simulationssoftware ein. Auf Basis vieler
Simulationszyklen kann die optimale Ausführung ermittelt werden.
PASSGENAUE SCHMIERSTOFFVERSORGUNG
Von großer Bedeutung für das geforderte Performanceniveau eines
Gleitlagers in Hydraulikkomponenten ist die Gewährleistung
der Versorgung des Lagers mit Schmierstoff. Speziell für gleitgelagerte,
hoch belastete, schnell drehende Wellen müssen daher
Schmiernuten in den Gleitflächen der Lager realisiert werden.
02
Stribeckkurven verschiedener Gleitwerkstoffe nach dem
Einlaufen
OPTIMIERUNG VON GLEITLAGERN FÜR
HYDRAULIKAGGREGATE
Ihr Kompass zur Hannover Messe 2021 DIGITAL SCOUT 159