Neues Gleitlagermaterial bietet Konstrukteuren Sicherheit bei EU-Anforderungen

Gleitlager sind ein unverzichtbarer Bestandteil von Lebensmittelmaschinen. Sie arbeiten in Schwenkarmen, Führungen, Klappen und Rollen. Die Beschaffung gestaltet sich für Konstrukteure allerdings zunehmend komplexer, führt das Kölner Unternehmen igus aus. Denn sie müssen nicht mehr nur hygienische und funktionale Aspekte berücksichtigen. In den Fokus rücken auch umstrittene Chemikalien, deren Einsatz künftig strengeren Vorgaben unterliegen könnte.

Ein Beispiel ist, so igus weiter, Polytetrafluorethylen (PTFE), eine Chemikalie, die zur sogenannten PFAS-Gruppe zählt. Einige PFAS stehen im Verdacht, belastend für Mensch und Natur zu sein. Deshalb bearbeitet die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) derzeit einen von mehreren Mitgliedsstaaten eingereichten Beschränkungsvorschlag. Für zusätzlichen Druck sorgt die EU-Verordnung 2024/3190, die den Einsatz von Bisphenolen in Lebensmittelkontaktmaterialien künftig untersagt. „Wir haben deshalb das neue Gleitlager A181PF für Lebensmittelmaschinen entwickelt, das ohne PTFE und Bisphenole auskommt“, sagt Dr. Magnus Orth, Leiter des igus Materialzentrums.

Materialforscher finden Alternative zu PTFE

PTFE erfüllt bei igus in Gleitlagern seit jeher eine wichtige Funktion, wenn es um geringe Reibwerte und gute Trockenlaufeigenschaften geht. Entsprechend komplex war die Suche nach einer Alternative. „Ein Gleitlager zu entwickeln, das ohne PTFE auskommt, bedeutete, die tribologischen Eigenschaften komplett neu auszurichten“, erklärt Orth. Kompliziert sei die Aufgabe auch deshalb gewesen, weil bei Anwendungen im Lebensmittelkontakt weitere Anforderungen hinzukommen: etwa eine hohe Reinigungs- und Medienbeständigkeit sowie stabile mechanische Eigenschaften.

„Wir haben viele Materialkombinationen getestet, bis wir eine Lösung gefunden haben. Der neue Werkstoff basiert auf einer Kombination alternativer Festschmierstoffe und einer optimierten Polymermatrix, die gemeinsam ein robustes, lebensmitteltaugliches Gesamtprofil ergeben.“ Dr. Markus Orth, Leiter igus Materialzentrum

Das Gleitlager ist den Angaben zufolge resistent gegen Stöße, Schläge und Kantenpressungen, arbeitet zuverlässig bei Temperaturen von -50 °C bis +90 °C und erreicht je nach Anwendungsparametern eine mit dem PTFE-haltigen Standardwerkstoff iglidur A181 vergleichbare oder sogar bessere Laufleistung. Im hauseigenen Testlabor ließ das Unternehmen das PTFE-freie Lager mit 0,3 m/s und einer Belastung von 1 MPa auf einer Stahlwelle rotieren. Der Verschleiß betrug lediglich 0,57 µm/km. Für das menschliche Auge ist diese Verschleißtiefe nicht sichtbar, so igus weiter. Sie entspricht weniger als einem Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haares.

Hygienischer Trockenlauf und hohe Beständigkeit gegen Reinigungsmedien

Die alternativen Festschmierstoffe sind fein verteilt in den Hochleistungskunststoff iglidur A181PF integriert. Sie ermöglichen laut igus einen reibungsarmen Trockenlauf ohne externe Schmiermittel. Somit eignen sich Gleitlager aus dem neuen Werkstoff für den Einsatz im hygienekritischen Lebensmittelbereich, wo Schmierstoffe ein Kontaminationsrisiko darstellen.

Anforderungen der EU-Verordnung werden erfüllt

Die Lager erfüllen die Anforderungen der EU-Verordnung 10/2011 sowie der FDA für Lebensmittelkontakt. Darüber hinaus ist der Werkstoff frei von Bisphenol-A, Bisphenol-Derivaten und deren Salzen und erfüllt damit auch die Anforderungen der EU-Verordnung 2024/3190 zu BPA in Lebensmittelkontaktmaterialien. Dadurch eignet sich das Material insbesondere für Anwendungen, in denen Lebensmittel unmittelbar mit Maschinenkomponenten in Berührung kommen können.

Es hat zudem eine sehr hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungschemikalien und eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme, sodass es mit kleinem Lagerspiel verbaut werden kann. Orth weiter: „Kunden können sicher sein, dass der Werkstoff den strengen Anforderungen im Lebensmittelbereich gerecht wird und damit zusätzliche Planungssicherheit für künftige regulatorische Entwicklungen bietet.“

(Quelle: igus)