Bagger 290 im Tagebau, Bild: RWE Power

Ein Gigant unter den Bergbaumaschinen: Der Bagger 290 im Tagebau Hambach von RWE Power. Alles was er abbaut, müssen Förderbänder - und die in ihnen verbauten Gleitlager - aushalten. Bild: RWE Power

14.000 Tonnen Gesamtgewicht, 240 Meter Länge, 40 Meter Breite und eine Höhe von fast 100 Metern: Das sind die Maße des Baggers 290, der seit Ende der 1970er Jahre im Tagebau Hambach von RWE Power arbeitet. Pro Tag bewegt er dabei bis zu 240.000 Tonnen Kohle, die er mit seinem 130 Tonnen schweren Schaufelrad abträgt und über Förderbänder im Oberbau sowie im Beladewagen über die Förderbänder des Tagebaus zum Absetzer transportiert.

Mit diesen Kohlemengen müssen auch die in vier Förderbändern verbauten Lager von NSK umgehen können. Herausforderungen sind dabei nicht nur die hohen Fördermengen, sondern auch die ungünstigen Umgebungsbedingungen mit Staub und Feuchtigkeit sowie der 24/7-Betrieb. Die Lager sind Teil eines Pilotprojektes: In die Antriebstrommel von Band 2 wurde ein abgedichtetes zweireihiges NSK-Pendelrollenlager mit konischer Bohrung eingebaut. Jetzt hat eine Lebensdauer von sechs Jahren erreicht, ohne dass es nachgeschmiert werden musste. Nun wurde das Lager mit einem Außendurchmesser von 500 Millimetern und einem Wellendurchmesser von 300 Millimetern turnusgemäß ausgetauscht. Nach der Demontage zeigte sich das Pendelrollenlager trotz der hohen und dauerhaften Beanspruchung in hervorragender Verfassung.

Pendelrollenlager, Bild: NSK
Nach sechs Jahren Einsatzdauer ohne Nachschmieren präsentierte sich das Pendelrollenlager in sehr guter Verfassung. Bild: NSK

Hierzu führten nach Angaben des Unternehmens verschiedene Faktoren. Zum Einen hat sich die Abdichtung bewährt, zum Anderen aber auch das ebenso verwendete Fett. Aber auch der Lagerwerkstoff Super-TF (STF) hat seinen Teil zur langen Lebensdauer ohne Nachschmierung beigetragen, ein Werkstoff, den das Unternehmen ursprünglich für Wälzlager-Anwendungen in den Anlagen der Stahlindustrie entwickelt hat.

Bei STF handelt es sich um einen carbonitrierten Stahl, der dank eines besonderen Wärmebehandlungsverfahrens einen geeigneten Restaustenitgehalt aufweist. Im Vergleich zu konventionellen Wälzlagerstählen ermöglichen Lager aus STF bei sauberem Schmierstoff eine etwa doppelt so hohe Lebensdauer,wenn ansonsten Verschmutzungen im Fett waren, kann sich die Lagerstandzeit bei richtiger Behandlung sogar verzehnfachen.

Kunststoff im Härtetest

Hochleistungsgleitlager aus Iglidur TX1, Bild: Igus
Wartungsfreie Hochleistungsgleitlager aus Iglidur TX1 eignen sich für Heavy-Duty-Anwendungen mit besonders hohen Belastungen bis 200 MPa. Bild: Igus

Für Heavy-Duty-Anwendungen müssen es aber nicht immer Lösungen aus Stahl sein. Auch Kunststoffe sind heute soweit, in diesem Bereich eingesetzt zu werden. Igus hat – beispielsweise für den Einsatz in der Baumaschinen- und Agrarbranche – den Heavy-Duty-Werkstoff Iglidur TX1 im Programm. Der Werkstoff ist selbstschmierend und trockenlaufend, kann im Einzelfall jedoch auch geschmiert eingesetzt werden. Das könnte der Fall in typischen Anwendungen im Agrar- oder Baumaschinensektor sein, wenn das Schmierfett als Korrosionsschutz für die Welle eingesetzt wird. Soweit sind das die Standardeigenschaften der Gleitlagerwerkstoffe des Unternehmens. TX1 kann jedoch mehr: „Mit einer statischen Druckfestigkeit von bis zu 200 Megapascal und einer dynamischen von 140 Megapascal können wir hier viele Anwendungen in der schwersten Gewichtsklasse bedienen“, erklärt René Achnitz, Leiter des Geschäftsbereichs Iglidur-Gleitlager bei Igus. Er fährt fort: „Aufgrund der Langfaserwicklung absorbieren Gleitlager aus Iglidur TX 1 selbst starke Stöße und Schläge und bleiben dabei sehr formstabil.“

Daher können auch Heavy-Duty-Anwendungen mit Kunststoff-Gleitlagern als Alternative zu metallischen Lösungen ausgerüstet werden, die stets eine Dauerschmierung verlangen oder bei denen eine Mangelschmierung Wartungs- und Reparaturkosten sowie Produktionsausfälle verursachen kann. Da der Werkstoff zudem sehr temperatur-, chemikalien- und feuchtigkeitsbeständig ist, können entsprechende Gleitlager in zahlreichen Bereichen eingesetzt werden, darunter auch maritime Anwendungen: Die niedrige maximale Wasseraufnahme von unter 0,1 Gewichtsprozent in Kombination mit Seewasserbeständigkeit macht sogar einen Einsatz unter Wasser möglich.

Bronze-Gleitlager OILES #500SP1-SL464 und -SL464LT, Bild: Oiles
Die Konstruktion von Wasserkraftturbinen ist ein klassisches Einsatzgebiet für die selbstschmierenden Bronze-Gleitlager OILES #500SP1-SL464 und -SL464LT. Bild: Oiles

Um Wasser geht es auch bei den Gleitlagern von Oiles – Ob im chinesischen Drei-Schluchten-Damm, in der schwimmenden Yumemai-Brücke bei Osaka oder in den Pumpspeicher-Kraftwerken in Waldeck am Edersee – rund um den Globus sorgen selbstschmierende Gleitlager des Unternehmens in hydrotechnischen Energieanlagen und Bauwerken für Bewegung und dabei setzt das Unternehmen in manchen Fällen ebenfalls auf alternative Werkstoffe. Eine materialtechnische Alternative zu den Bronzelagern, die das Unternehmen anbietet, sind die in der Hydrotechnik ebenfalls vielfach verwendeten Gleitlager des Typs Oiles Fiberflon OH. Diese wartungsfreien, korrosionsfreien Gleitlager bestehen aus einem Phenolharz-Glasfaserverbund mit PTFE-Gleitschicht. Ihre Vorteile: ein geringes Gewicht, ein niedriger Reibungskoeffizient und eine hohe Chemikalienresistenz. Zudem sind sie elektrisch isolierend. Diese Eigenschaften machen sie fit für den Einsatz in Wasserkraft- und Unterwasser-Applikationen – insbesondere für Low-Speed-Anwendungen mit Geschwindigkeiten bis zu 0,15 Metern pro Sekunde bei mechanischen Belastungen von bis zu 100 Megapascal (statisch) beziehungsweise 49 Megapascal (dynamisch). Zu den weiteren Pluspunkten der Lager aus dieser Werkstoffzusammensetzung gehört ein sehr niedriges Quellverhalten.

Gleitlager des Typs OILES Fiberflon OH, Bild: Oiles
Eine materialtechnische Alternative zu den Bronzelagern der Serie OILES #500 sind die in der Hydrotechnik ebenfalls vielfach verwendeten Gleitlager des Typs OILES Fiberflon OH. Bild: Oiles

Als Unterwasser-Lösung entwickelt wurden auch die Verbundwerkstoff-Gleitlager Oiles #425, die seit über 40 Jahren im hydrotechnischen Anlagenbau verbaut werden. In diesem Fall sind es allerdings Baumwollfasern in einem hochbelastbaren Mantel aus Phenolharz, die diesem Gleitlager seine Eigenschaften verleihen. Dazu zählt vor allem die Bewegungsgeschwindigkeit von bis zu 15 Metern pro Sekunde – womit das Lager geeignet ist für den Einsatz an der Hauptwelle von Wasserkraft-Turbinen. Die statische Belastbarkeit dieses Gleitlagers liegt bei maximal 15 Megapascal; seine dynamische Belastbarkeit reicht bis 4,9 Megapascal. Beide Lagertypen – Fiberflon OH und #425 können mit Durchmessern von bis zu 800 Millimetern gefertigt werden. In verschiedenen Ausführungen wurden sie in diesen Größen bereits in vielen Turbinen verbaut.