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Gleitlager Selbstschmierende Gleitlager-Lösungen für die Hydrotechnik

Redakteur: Ute Drescher

Die Wasserkraft und der Wasseranlagenbau stellen besonders hohe Anforderungen an Gleitlager. Der japanische Anbieter Oiles kann sie erfüllen.

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Die Herstellung moderner Wasserkraftturbinen ist ein großes Anwendungsfeld der selbstschmierenden Bronze-Gleitlager Oiles #500SP1-SL464 und -SL464LT.
Die Herstellung moderner Wasserkraftturbinen ist ein großes Anwendungsfeld der selbstschmierenden Bronze-Gleitlager Oiles #500SP1-SL464 und -SL464LT.
(Bild: Oiles)

In der Hydrotechnik kommen Gleitlager in sehr unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz, etwa in Wicket-Gates von Wasserkraft-Turbinen. In diesen Gates erfolgt die Winkelverstellung der Leitschaufeln. Gleitlager müssen hier sowohl für kleinste Oszillationen als auch für hohe Verstellfrequenzen ausgelegt sein. Ein weiterer Einbauort sind die sogenannten Inlet-Valves, also die Ventile der Zulauf­leitungen von Wasserturbinen.

Für solche Anwendungen bietet der japanische Anbieter Oiles ein breites Spektrum an Gleitlagern, darunter die Lager der Produktlinie Oiles #500. Sie bestehen aus speziell entwickelten Bronzelegierungen mit integrierten PTFE-Festschmierstoff-Reservoirs. Die Bronzelager-Baureihen #500SP1-SL464 und #500SP1-SL464LT eignen sich für statische Belastungen von bis zu 150 N/mm2 und dynamische Belastungen von bis zu 49 N/mm2. Bei Temperaturen von -40 °C bis 60 °C bzw. 80 °C bieten sie exzellente Gleiteigenschaften, und gerade im Unterwasser- und Salzwassereinsatz arbeiten sie über viele Jahre verschleißarm, störungs- und wartungsfrei – ohne externe Schmierstoffzufuhr.

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Für die Anlagenbauer und -betreiber sind das geldwerte Vorteile. Denn da die Gleitlager meist im oder unter Wasser an schwer erreichbaren Stellen agieren, muss der Aufwand für ihre Instandhaltung so gering wie nur irgendwie möglich sein. Außerdem schätzen Hydrotechniker, dass die selbstschmierenden Gleitlager grundsätzlich ohne die Versorgung mit zusätzlichen Schmiermitteln auskommen und so einen direkten Beitrag zum Umwelt- und Gewässerschutz leisten.

Dieses Bündel aus technologischen und ökologischen Pluspunkten überzeugte auch die Stauwerk-Experten der österreichischen Energie- und Wirtschaftsbetriebe der Gemeinde St. Anton GmbH (EWA). Mit Erfolg setzen sie den Gleitlagertyp #500SP1-SL464LT am Grundablass eines Stausees ein. Hier müssen mächtige und schwere Stahlschiebetore in einem langsamen, gleichmäßigen und sehr kontrolliert ablaufenden Prozess sicher und zuverlässig bewegt werden. Dazu verfügen die Tore über fest montierte Gleitplatten, die einem hohen horizontalen Druck ausgesetzt sind.

Nicht-leitendender Gleiter

Neben den verbreiteten Bronzelagern hat das Unternehmen auch – ebenfalls wartungsfreie – Composite-Lösungen im Programm. Aus der Produktlinie Fiberflon gibt es mehrere applikationsspezifisch entwickelte Varianten, die jüngste Entwicklung namens GH steht kurz vor der Serienfreigabe. Vor allem am Gleitlagertyp Fiberflon OH und der auch mit Wasserschmierung nutzbaren Ausführung Fiberflon OS ist für Kons- trukteure der Hydrotechnik interessant. Denn diese korrosionsfreien Verbundsysteme aus Phenolharz-Glasfasern und PTFE-Gleitschicht sind leicht und verfügen über einem niedrigen Reibungskoeffizienten bei zugleich geringer Quellneigung und hoher Chemikalienresistenz. Außerdem ist Fiberflon naturgemäß nicht-leitend, also elektrisch isolierend.

Tribologisch sind diese Verbundwerkstoff-Lösungen mit konventionellen Polymer-Gleitlagern kaum vergleichbar; sie sind ihnen weit überlegen und insbesondere für submarine Low-Speed-Anwendungen (max. 0,15 m/s) eine konstruktive Alternative zu den Bronzelagern. Ihre mechanische Belastbarkeit reicht bis 100 N/mm2 statisch und 49 N/mm2 dynamisch.

Der Einsatz von Composite-Lösungen in der Hydrotechnik ist für Oiles nichts Neues. Seit mehr als 40 Jahren wird im Unterwasser-Anlagenbau beispielsweise das Gleitlager #425 des Unternehmens eingesetzt. Diese Verbundwerkstoff-Entwicklung besteht aus einem Baumwoll-Fasergelege in einem hochbelastbaren Phenolharz-Mantel und erreicht eine maximale Bewegungsgeschwindigkeit von 15 m/s. Diese Eigenschaft macht das Lager zum Beispiel für die Lagerung der Wellen von Wasserkraftturbinen tauglich. Die statische Belastbarkeit dieses Gleitlagers liegt bei maximal 15 N/mm2; seine dynamische Belastbarkeit reicht bis 4,9 N/ mm2. Oiles liefert beide Lager mit Durchmessern von bis zu 800 mm.

Apropos Größe: Je nach Lagertyp, Geometrie und Werkstoff liefert Oiles seine Hydrotechnik-Gleitlager in verschiedenen Ausführungen. Die am häufigsten eingesetzten Bauformen sind Buchsen, Flanschbuchsen, Platten und Scheiben, wobei die Gleitelemente insbesondere im Wasserkraft-Anlagenbau beeindruckende Dimensionen erreichen können – die Realisierung von Gleitlager-Buchsen mit Durchmessern von bis zu 2 m ist keine Ausnahme. Eine typische Lagergeometrie ist in der Hydrotechnik auch die Kalotte, die häufig für die Konstruktion von Kugelgelenk-ähnlichen Kinematiken zum Einsatz kommt. Auch die Realisierung kundenspezifischer Sonderlager gehört für Oiles in der Hydrotechnik zum Alltag. (ud)

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