Präzisere Gleitlager

Damit Autos, LKWs und Schiffe nicht unnötig viel Sprit verbrauchen, müssen Kurbel- und Nockenwellen möglichst reibungslos laufen. Das ist jedoch nur dann der Fall, wenn die Gleitlagerbuchsen, in denen sie sich bewegen, stabil und möglichst glatt sind.

Denn jede Unebenheit oder Formabweichung des Lagers bremst die Kurbel- und Nockenwellen. Die Lagerbuchsen sind rohrförmig, sie bestehen aus einer Stahlträgergrundschicht und einer Gleitschicht aus Aluminium. Sie werden aus Rohrsegmenten auf die richtige Größe zurechtgeschnitten. Anschließend müssen sie aufwändig nachbearbeitet werden, um ihre präzise Form zu erhalten.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz haben eine neue Herstellungsmethode für Gleitlager entwickelt. »Die Lager sind um das 10-fache gleichmäßiger als herkömmliche – die Abweichungen von der Kreisform betragen also nur ein Zehntel der sonst üblichen«, sagt Matthias Nagel, Gruppenleiter am IWU.

»Die aufwändige und teure Nachbearbeitung kann mittels der neuen Herstellungsweise drastisch reduziert werden.« Das senkt nicht nur die Kosten, sondern auch die Produk-tionszeit: Die Lager lassen sich drei- bis viermal schneller herstellen. Ein weiterer Vorteil: Die Gleitlager sind stabiler als herkömmliche Bauteile.

Doch wie funktioniert das neue Verfahren? »Die Buchsen stellen wir wie gewohnt aus ebenen Blechen her, die in der Maschine zur rohrförmigen Lagerbox gerollt werden«, sagt Nagel. »Im Gegensatz zu üblichen Verfahren schneiden wir jedoch das Blech etwas breiter zu. Damit keine Wulst entsteht oder der Durchmesser des Rohrs zu groß wird, sorgen wir dafür, dass sich das Material nur in eine Richtung bewegen kann – das Lager wird also etwas länger. So wird die Nahtstelle sehr eben.« Durch den Materialüberschuss entsteht eine hohe Spannung im Metall, das Blech wird hart.

»Diese Verfestigung führt dazu, dass die Lager sehr viel stabiler sind als herkömmlich produzierte«, sagt Nagel. Ein weiterer Effekt: Durch die Eigenspannung ist das Material weniger elastisch und lässt sich präziser formen. Seit kurzem kommt die Anlage bei der Firma Miba Gleitlager GmbH in Laakirchen, Österreich, zum Einsatz. Bis Ende des Jahres soll die Maschine 21 verschiedene Bauteile produzieren. »Die erwarteten Kosteneinsparungen sind enorm«, sagt Nagel, »sie liegen jährlich bei etwa 150 000 Euro.«