Titel: Lamansky, Untersuchungen über Schmieröle.
Autor: Lamansky, S.
Fundstelle: 1885, Band 256 (S. 176–189)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj256/ar256076

Untersuchungen über Schmieröle; von S. Lamansky.

(Fortsetzung der Abhandlung Bd. 248 S. 29.)

Im Vorliegenden will ich die weiteren Ergebnisse meiner Untersuchungen mittheilen, welche ich hauptsächlich beim Prüfen der verschiedenen Schmiersubstanzen bei sehr groſsen Belastungen erhalten habe. Diese Versuche wurden in den Werkstätten der Warschauer Eisenbahn mit Hilfe des Apparates von Napoli und Deprez (vgl. 1877 226 * 30) bezieh. von F. Lux (vgl. 1882 243 * 24) angestellt, welch letzterer von der Maschinenfabrik Klein, Schanzlin und Becker in Frankenthal ausgeführt wird und eine Verbesserung der Thurston'schen Einrichtung (vgl. 1875 225 * 538. 1880 236 493) erstrebt.

Der Apparat von Napoli und Deprez hat vor allen anderen bekannten Apparaten, welche zur Untersuchung von Schmierölen benutzt werden, den Vortheil, daſs bei Versuchen mit demselben immer eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Oeles der Prüfung unterworfen wird, in Folge dessen man eine regelmäſsige Vergleichung der Schmieröle unter einander ausführen und feststellen kann, welches Oel in bestimmten Mengen und bei bestimmter Belastung und Geschwindigkeit sich durch die gröſste Beständigkeit des Reibungscoefficienten auszeichnet. Mit diesem Apparate arbeitete ich längere Zeit und untersuchte in einer und derselben Weise sowohl organische, als auch Mineralöle von verschiedenen russischen Fabriken.

Der allgemeine Gang meiner Untersuchungen bestand in Folgendem. Auf die sich drehende Platte des Apparates von Napoli und Deprez wurde eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Oeles gegossen, gewöhnlich 30cc, so daſs 1cc auf 1qc der Reibungsfläche kam. Mit diesem Oele machte ich meine Versuche im Verlaufe von 3 bis 4 Stunden, wobei die Drehung der Platte immer gleich blieb, die Belastung sich aber von 5 bis 33k auf 1qc änderte, oder bei ein und derselben Belastung wechselte die Umdrehungsgeschwindigkeit der Platte so, daſs die Dauer einer Umdrehung 0,75, 0,50 und 0,35 Secunden betrug. Bei allen Versuchen dieser Art wurde nach je 625 Umdrehungen die Temperatur am Thermometer abgelesen, welches in die obere Platte eingestellt war und sich beständig in ein und derselben Entfernung von der Reibungsfläche befand. Ebenso wurden die Temperaturveränderungen des Arbeitsraumes während des Versuches beobachtet. Man war so im Stande, die Grenze der Belastung und der Geschwindigkeit für jedes der zu untersuchenden |177| Oele zu bestimmen und dadurch festzustellen, welches Oel für diese oder jene Maschine mehr oder weniger tauglich sei.

Nachdem ich auf diese Art zuerst die Grenze der Belastung, welche das in bestimmter Menge genommene Oel aushalten kann, bestimmt hatte, unterwarf ich dasselbe folgender Untersuchung. Während 3 bis 4 Stunden lieſs ich das Oel bei ein und derselben Belastung und Geschwindigkeit arbeiten und bestimmte, in wie weit die Reibung in dieser Zeit dieselbe blieb und um wie viel die Temperatur der Reibungsfläche stieg. Durch einen solchen Versuch war man im Stande, die Beständigkeit der Schmieröle verschiedenen Ursprunges zu bestimmen.

In Tab. I (S. 178/180) sind die Ziffern, welche ich durch diese Versuche mit dem Apparate von Napoli und Deprez erhielt, zusammengestellt. Die Oele sind nach ihrer Zähigkeit geordnet. In der oberen Hälfte befinden sich Oele organischen Ursprunges, in der unteren die Mineralöle. In der ersten Spalte sind die Bezeichnungen der Oele angegeben, unter welchen sie im Handel vorkommen. Die Namen, welche den Mineralölen gewöhnlich gegeben werden, dienen nur zu dem Zwecke, die Mineralöle einer Firma von denen einer anderen zu unterscheiden; doch werden diese Bezeichnungen nicht immer passend gewählt, ja zuweilen entsprechen sie nicht einmal den Eigenschaften der Oele. In der zweiten Spalte ist die specifische Zähigkeit angegeben, welche bei 19° mit Hilfe des Apparates bestimmt wurde, den ich bereits in meiner früheren Abhandlung beschrieben habe. In der dritten Spalte ist die Dichtigkeit der Oele bei 15° angeführt. Darauf sind in den nachfolgenden Spalten für jede Belastung die folgenden Gröſsen angegeben: 1) die Reibung (Mittelzahl) in Kilogramm, 2) die Reibungscoefficienten, 3) die Versuchsdauer, die in Form eines Bruches bezeichnet ist, wobei der Zähler die Gesammtzahl der Umdrehungen, welche von der Platte im Verlaufe des Versuches gemacht werden, angibt, der Nenner dagegen die Zahl einer Umdrehung in Hundertstel von Secunden, und endlich 4) das Ansteigen der Temperatur gleichfalls als Bruch, dessen Zähler die Temperaturänderung, welche das in die obere Platte eingestellte Thermometer während des Versuches zeigte, und dessen Nenner die Temperaturänderung des umgebenden Raumes angibt.

Diese Versuche, in denen das Oel, wie aus den Ziffern ersichtlich, welche die Gesammtzahl der Umdrehungen der Platte angeben, bei jeder Belastung einer ziemlich langen Prüfung unterworfen wurde, bestätigen, daſs der Reibungscoefficient von der Zähigkeit der Oele abhängt. Flüssige Oele, d.h. solche, deren Zähigkeit am geringsten ist, haben den kleinsten Reibungscoefficienten, aber dieselben halten keine groſsen Belastungen aus; mit anderen Worten, sie können nicht zum Schmieren von schweren Maschinen benutzt werden.1) Dichte, zähere Oele, wie z.B. unter den

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Tabelle I.

Textabbildung Bd. 256, S. 178
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Zu Tabelle I: Erdölrückstände, Nobel.

Reibungscoefficient bei der Belastung 33k/qc
Mittlere Reibung k Reibungs-
coefficient
Dauer des
Versuches
Erhöhung der
Temperatur
4,368 0,0088

organischen Oelen das Ricinusöl und unter den Mineralölen das Cylinderöl von Glück, zeigen bei verhältniſsmäſsig geringer Belastung einen sehr groſsen Reibungscoefficienten. Diese Oele können nur dann zum Schmieren benutzt werden, wenn die Metalltheile stark erwärmt sind, weil sie dann eine viel geringere Zähigkeit besitzen und bedeutend besser schmieren.

Wie mit dem Apparate von Napoli und Deprez machte ich auch besonders viele Versuche mit dem Apparate von Thurston, wobei ich die Möglichkeit hatte, die Achse mittels Dampf zu erwärmen und so den Einfluſs der Temperatur auf die Eigenschaft der dicken Schmieröle zu bestimmen. Alle diese Versuche zeigen, daſs ein Oel nur dann gut schmieren kann, wenn es flüssig ist. In den angeführten Tabellen für das Cylinderöl sind zwei Versuchsreihen, die bei einer Belastung von 15k angestellt wurden, angeführt; in der einen war die Anfangstemperatur der Platte 17,8°, in der anderen 34,6° (die Platte war erwärmt); im letzteren Falle erwies sich der Reibungscoefficient bedeutend kleiner als im ersteren.

Beim Gebrauche von Ricinusöl für Schmieren der Uebertragungswellen, wie es in einigen Fabriken geschieht, findet unzweifelhaft ein durchaus überflüssiger Verlust an nützlicher Arbeit statt. Auſserdem sind alle dichten Oele, besonders jene mineralischer Herkunft, deren Zähigkeit sich beim kleinsten Temperaturwechsel ändert, ein sehr unbeständiges Schmiermaterial, weil man die mit demselben geschmierten Maschinen niemals in einem gleichmäſsigen Gange unterhalten kann. Ueberhaupt unterscheiden sich in dieser Hinsicht die flüssigen organischen Oele (Walrathöl und Olivenöle) durch ihre gröſste Beständigkeit und werden deswegen in der Praxis mit vollkommenem Rechte zu den besten Schmierstoffen gerechnet und sollten bei vergleichenden Versuchen immer als Muster benutzt werden.

Die Mineralöle, deren verhältniſsmäſsige Zähigkeit zwischen 55 bis 70 schwankt, unterscheiden sich durch ihre Fähigkeit zu schmieren wenig von einander, obgleich sie im Handel unter verschiedenen Namen erscheinen und zu sehr verschiedenen Preisen verkauft werden. Zu diesen Mineralölen muſs man auch die Erdölrückstände, welche dieselbe specifische Zähigkeit und dieselben physikalischen Eigenschaften besitzen, wie z.B. das Oel von Pastuchow und Frolow, rechnen (vgl. Tabelle I)

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In meiner ersten Abhandlung habe ich schon mitgetheilt, daſs die Erdölrückstände, welche eine Zähigkeit von 55 bis 60 besitzen, sehr gut als Schmieröle gebraucht werden können. Aus Tab. I (S. 180), in welcher die Ergebnisse der groſsen Versuchsreihen zusammengestellt sind, sehen wir, daſs von allen Mineralölen die Erdölrückstände die gröſste Belastung aushalten. Bei einem Drucke von 33k/qc konnte ich noch ziemlich lange arbeiten (6875 Umdrehungen) und die Reibung blieb ziemlich gleichmäſsig. Daſs die Erdölrückstände als gute Schmieröle dienen können, war schon früher bekannt, was übrigens nicht auffallen kann, weil diese Rückstände, ihren physikalischen Eigenschaften nach, sich durchaus nicht von den anderen mineralischen Flüssigkeiten, welche aus dem Roherdöle erhalten werden, unterscheiden. Alle diese Flüssigkeiten werden wohl „Oele“ genannt, haben aber durchaus nicht die Eigenschaften, welche den Fetten und Oelen organischen Ursprunges eigenthümlich sind; sie geben keine Emulsionen, was ja eine charakteristische Eigenthümlichkeit der eigentlichen Oele ist, und deshalb können die Erdölrückstände natürlich mit eben demselben Rechte als „Oele“ bezeichnet und als Schmieröle gebraucht werden. Die Durchsichtigkeit und die rothgelbe Farbe, wodurch sich, um einen kaufmännischen Ausdruck zu gebrauchen, die höheren Sorten der Mineralöle unterscheiden, steigern nicht ihren Werth als Schmieröle. In der Praxis ist es schon längst bekannt, daſs viele dunkle, billige Mineralöle ebenso gut zum Schmieren gebraucht werden können, wie die theuren, durchsichtigen Oele von rothgelber Farbe. Ebenso zeigen meine in Tab. I angeführten Versuche, daſs der Reibungscoefficient eines dunklen Waggonöles von Ragosin nicht gröſser ist als der des Oleonaphta I. Wenn die Fabrikanten sich bemüht haben, den Oelen Durchsichtigkeit und eine bestimmte Färbung zu geben, so hatten sie natürlich hierbei nur die Absicht, dieselben den organischen Oelen ähnlicher zu machen.

Um zu beweisen, daſs die Erdölrückstände als gute Schmieröle dienen können, will ich hier zwei längere Versuchsreihen anführen, welche ich mit denselben angestellt habe. Dieselben können gleichzeitig als bester Beweis dienen, um zu zeigen, daſs mit dem Apparate von Napoli und Deprez ganz übereinstimmende Endzahlen erhalten werden, wenn man nur die Versuche immer unter denselben Bedingungen wiederholt, was natürlich unmittelbar für diese Untersuchungsmethode spricht.

Diese zwei am 31. März und am 1. April 1884 angestellten Versuche (vgl. Tab. II S. 182) wurden mit Absicht unter möglichst gleichen Bedingungen ausgeführt. Die Menge der zu untersuchenden Erdölrückstände war in beiden Fällen 30cc. Die Belastung wurde in derselben Weise verändert, indem unter jeder Belastung die Planscheibe eine gleiche Anzahl von Umdrehungen machte. Die Temperatur des Arbeitsraumes endlich, in welchem diese Versuche angestellt wurden, blieb

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Tabelle II: Erdölrückstände von Nobel

Belastung
k/qc

Zeit
Allgemeine
Zahl der Um-
drehung
Mittlere
Reibung
k
Reibungs-
coefficient
Temperatur
der oberen
Planscheibe
Zimmer-
tempera-
tur
31. März
8h07' 0 12,8 13,0
5 625 1,450 0,0180 13,1
5 1250 1,450 0,0180 13,4
15 1875 2,150 0,0081 13,6
15 2500 2,150 0,0081 14,0
19 3125 2,250 0,0081 14,4
19 3750 2,250 0,0078 14,8
23 4375 2,600 0,0078 15,4
23 5000 2,600 0,0075 16,0
25 5625 2,650 0,0075 16,6
25 6250 2,650 0,0071 17,0
25 9h28' 6875 2,650 0,0071 17,5 14,5
27 7500 2,650 0,0071 17,8
27 8125 2,650 0,0065 18,4
27 8750 2,650 0,0065 18,6
29 9375 2,650 0,0065 18,9
29 10000 2,650 0,0061 19,2
29 10625 2,650 0,0061 19,6
31 11250 2,850 0,0061 20,2
31 11875 2,850 0,0061 20,7
31 12500 2,850 0,0061 20,9
33 13125 3,100 0,0063 21,2
33 10h53' 13750 3,150 0,0064 21,5 13,5
1. April
8hl7' 0 14,0 13,0
5 625 1,400 0,0171 14,4
5 1250 1,400 0,0171 14,6
15 1875 2,200 0,0097 14,8
15 2500 2,200 0,0097 15,1
19 3125 2,300 0,0080 15,5
19 3750 2,300 0,0080 15,9
23 4375 2,600 0,0075 16,5
23 5000 2,600 0,0075 16,8
25 5625 2,700 0,0072 17,2
25 6250 2,750 0,0073 17,6
25 9h39' 6875 2,750 0,0073 18,2 14,0
27 7500 2,750 0,0068 18,4
27 8125 2,750 0,0068 18,8
27 8750 2,800 0,0069 19,2
29 9375 2,800 0,0064 19,6
29 10000 2,800 0,0064 19,8
29 10625 2,800 0,0064 20,2
31 11250 2,950 0,0065 20,4
31 11875 2,950 0,0065 20,8
31 12500 3,000 0,0066 21,0
33 13125 3,124 0,0063 21,2
33 11h5' 13750 3,164 0,0064 21,4 15,0

unverändert. Aus diesen Versuchen folgt die Beständigkeit des Reibungscoefficienten bei ein und derselben Belastung, was am besten die Tauglichkeit der Erdölrückstände als Schmieröle beweist. Wenn man die Billigkeit der Erdölrückstände in Betracht zieht, so ist dieses Ergebniſs |183| ohne Zweifel für diejenigen, welche die Mineralöle in groſsen Mengen gebrauchen, wie z.B. die Eisenbahnen, sehr wichtig. Es wäre deshalb sehr erwünscht, daſs auf irgend einer Eisenbahn der Versuch gemacht würde, die Eisenbahnwagen mit Erdölrückständen zu schmieren; natürlich muſs dabei berücksichtigt werden, daſs diese Rückstände keine festen mechanischen Beimengungen und kein Wasser enthalten und daſs sie die Zähigkeit besitzen, welche ich oben angezeigt habe.

Auſserdem ist in Tabelle III ein weiterer Versuch angeführt, welcher ebenso unter denselben Bedingungen, mit einem Gemenge gleicher Theile von Erdölrückständen und von hellem Rüböle ausgeführt worden ist:

Tabelle III.

Belastung
k/qc

Zeit
Allgemeine
Zahl der Um-
drehungen
Mittlere
Reibung
k
Reibungs-
coefficient
Temperatur
der oberen
Planscheibe
Zimmer-
tempera-
tur
17. November
5 7' 06'' 625 0,900 0,0110 13,2 13,4
5 14' 17'' 1250 0,850 0,0113 13,2
15 22' 13'' 1375 1,500 0,0066 13,5
15 30' 34'' 2500 1,500 0,0066 13,8
19 37' 08'' 3125 1,700 0,0059 14,4
19 45' 04'' 3750 1,700 0,0059 14,8
23 52' 29'' 4375 1,800 0,0052 15,2
23 60' 32'' 5000 1,800 0,0052 15,6
25 68' 09'' 5625 2,000 0,0053 16,2
25 75' 33'' 6250 2,000 0,0053 16,6
25 85' 16'' 6875 2,000 0,0053 17,2
27 93' 09'' 7500 2,000 0,0049 17,8
27 101' 15'' 8125 1,950 0,0046 18,2
27 109' 32'' 8750 1,950 0,0046 18,8
29 117' 29'' 9375 1,950 0,0044 19,2
29 125' 57'' 10000 2,000 0,0045 19,6
29 134' 35'' 10625 2,000 0,0045 19,9
31 6,000 0,0137 16,0

Bei diesem Versuche, ebenso wie bei den zwei oben angeführten Versuchen mit Erdölrückständen, beobachtete ich die allgemeine Erscheinung, daſs mit Zunahme der Belastung die Reibung anfangs ziemlich bedeutend zunimmt, dann weniger, darauf bei einer bestimmten Zunahme der Belastung sogar unverändert bleibt, schlieſslich aber eine bestimmte Grenze erreicht, über welche hinaus schon die kleinste Zunahme der Belastung eine bedeutend gröſsere Zunahme der Reibung hervorruft. Wenn wir alle Versuchsreihen, welche in Tabelle III angeführt sind, unter einander in Bezug auf die Zunahme der Reibung mit der Zunahme der Belastung und dem Auftreten der oben erwähnten Grenze vergleichen, so ist zu sehen, daſs bei den Versuchen mit einem Gemenge gleicher Theile von Erdölrückständen und von Rüböl die Reibung für alle Belastungen bedeutend kleiner ist als in den Versuchen mit Rückständen allein; dafür wird aber die Grenze, bei welcher die Reibung eine bedeutende Zunahme erfährt, früher erreicht, d.h. bei geringerer Belastung. |184| So ist bei den Versuchen mit Erdölrückständen allein die Reibung bei einer Belastung von 31 und 33k/qc noch nicht sehr groſs, während bei den Versuchen mit einem Gemenge von Erdölrückständen mit Rüböl dieselbe bei Zunahme der Belastung von 29 auf 31k 3 mal vergröſsert wird. Diese allgemeine Erscheinung der Abnahme der Gröſse der Reibung und das Nichtaushalten von groſsen Belastungen erklärt sich durch die Verringerung der Zähigkeit des Oeles; in der That erhält man durch das Hinzufügen von weniger zähem Rüböl zum zäheren Mineralöle ein Gemenge, welches die mittlere Zähigkeit besitzt.

Der Gebrauch eines Gemenges von Mineralöl mit den billigsten Pflanzenölen zum Schmieren von Maschinen ist, besonders zum Schmieren der Eisenbahnwagen, schon längst auf vielen Eisenbahnen verbreitet. So z.B. ist auf einigen Eisenbahnen Frankreichs und Belgiens ein Gemenge gleicher Theile von russischem Waggonöl mit Rüböl (huile de colza) in Gebrauch.

Ich habe eine Reihe von Versuchen ausgeführt, um zu bestimmen, in welchem Verhältnisse man das Mineralöl mit dem Rüböle mischen muſs, um das vortheilhafteste Schmieröl zu erhalten. Es wurden Gemenge geprüft, in welchen auf 1 Th. Waggonöl 1, 2 und 3 Th. Rüböl kamen. Aus diesen Versuchen folgt, daſs ein Gemenge gleicher Theile Waggonöl und Rüböl am zweckmäſsigsten ist, so daſs also der wissenschaftliche Versuch vollkommen die auf französischen Eisenbahnen praktisch aufgestellte Regel bestätigt.

Mit dem Apparate von Napoli und Deprez habe ich an Oelen von geringer Zähigkeit, wie z.B. Walrathöl, Olivenöl (huile vierge) und einem leichten Mineralöle (Oleonid, R.), welche zum Schmieren von schnell laufenden Maschinen gebraucht werden, eine längere Versuchsreihe angestellt, um die Abhängigkeit der Gröſse der Reibung von der Geschwindigkeit der Bewegung zu bestimmen. Dabei wurde ein und dieselbe Menge Oel bei einem Drucke von 5, 19 und 15k/qc ziemlich lange bei drei verschiedenen Geschwindigkeiten untersucht und die Gröſse der Reibung für die drei genannten Belastungen bestimmt. Diese Versuche zeigten, daſs überhaupt mit der Zunahme der Geschwindigkeit sich auch die Reibung bedeutend vergröſsert, aber dieser Einfluſs der Geschwindigkeit auf die Reibung ist bei geringen und groſsen Belastungen viel bemerkbarer als bei mittleren. Eine noch genauere Abhängigkeit der Reibung von der Belastung und der Geschwindigkeit kann man zu meinem Bedauern mit solchen Apparaten, wie die von Napoli und Deprez, welche nur zu vergleichenden Versuchen der Werthe verschiedener Oele benutzt werden, nicht zeigen; zu diesem Zwecke sind viel genauere Meſsapparate und andere Versuchsverhältnisse erforderlich.

Auſser dem Apparate von Napoli und Deprez diente mir zur Untersuchung der Oele – wie schon oben erwähnt – noch der von Lux abgeänderte Thurston'sche Apparat, welcher aus einer Welle besteht, |185| an deren freiem Ende ein Rahmen in Form eines Pendels befestigt ist. Die Welle, an welcher die Versuche mit den Oelen angestellt werden, ist zwischen zwei Lagerschalen eingeschlossen, von denen beide mit verschiedener Stärke angedrückt werden können. In Folge der Reibung wird entweder der Rahmen bezieh. das Pendel von der lothrechten Richtung abgelenkt. Die Ablenkung wird mit Hilfe eines besonderen Apparates auf der Trommel angeschrieben, so daſs die Möglichkeit geboten ist, die Veränderung der Reibung während eines langen Zeitraumes zu beobachten. Zur Untersuchung von Oelen ist dieser Apparat sehr unbequem, weil die zwischen den beiden eisernen Lagerschalen eingeklemmte Achse sich sehr schnell und stark erwärmt. Diese Erwärmung erreicht bei groſsen Belastungen nach 3000 bis 4000 Umdrehungen 60 bis 70°. Für das zu untersuchende Oel ist dies eine ganz auſsergewöhnliche Bedingung, da die sich reibenden Theile in einer Maschine sich gewöhnlich nicht bis zu einer so hohen Temperatur erwärmen. Diese Erscheinung läſst sich übrigens leicht erklären. In allen Maschinen wird auf die Achse nur von einer Seite ein Druck ausgeübt, d.h. die Achse dreht sich gewöhnlich in der einen Lagerschale, die andere dagegen liegt frei und dient nur zur Befestigung. So z.B. dreht sich eine Uebertragungswelle auf der unteren Lagerschale, auf eine Eisenbahnwagenachse dagegen übt nur die obere einen Druck aus. Auf diese Art ist jeder Punkt der reibenden Fläche während einer jeden halben Umdrehung keinem Drucke unterworfen. Im Thurston'schen Apparate dagegen erleiden alle Punkte der reibenden Fläche fortwährend ein und denselben Druck, da die beiden Zapfen gleichzeitig und mit derselben Stärke auf die Welle drücken. Von den neueren Forschern ist diese Unbequemlichkeit dieser Apparate bereits erkannt worden; so z.B. wurden vor kurzer Zeit vom Ingenieur Trautwein in London Versuche über Schmieröle angestellt (vgl. Engineering, 1883 Bd. 36 * S. 451), wobei der Apparat, welcher zur Untersuchung diente, so construirt war, daſs ein Druck auf die Achse nur von einer Seite, nämlich von der oberen eisernen Hülse ausgeübt wurde. Ebenso benutzte Hirn (vgl. 1859 153 231) bei seinen noch im J. 1855 gemachten Versuchen einen Apparat, wo der Druck auf die Achse ebenso nur von einer Seite ausgeübt wurde. Eine andere Unbequemlichkeit des in Rede stehenden Apparates besteht darin, daſs das Schmieren der Achse mit Hilfe eines Dochtes geschieht. Dieses Verfahren, welches wohl in der Praxis angewendet wird, bietet aber bei der Bestimmung der Gröſse der Reibung viele Schwierigkeiten, da man unmöglich regelmäſsig schmieren kann, besonders wenn man die geringen Veränderungen der Reibung während eines ziemlich langen Zeitraumes beobachten will.

Da der zu meinen Versuchen benutzte Apparat eine hohle Welle besaſs, so konnte ich, indem ich durch dieselbe Dampf hindurchlieſs, auch Talg und die dichteren Oele, welche zum Schmieren der Dampfcylinder |186| gebraucht werden, untersuchen. Der Querdurchmesser der Welle des Apparates betrug 60mm, die Länge 72mm. Die Gesammtbelastung, welche durch die beiden Zapfen auf die Achse übertragen wurde, änderte sich von 500 bis 3000k. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle war ziemlich ungleichmäſsig, da die Versuche in einer groſsen Werkstatt, in welcher eine groſse Anzahl von schweren Drehbänken durch eine Dampfmaschine in Bewegung gesetzt wurden, stattfanden; gewöhnlich betrug die Dauer von 1000 Umdrehungen der Welle zwischen 2,5 bis 4 Minuten.

Mit diesem Apparate führte ich die Versuche in der Art aus, daſs die Oele bei verschiedener Belastung geprüft wurden, wobei die Achse entweder mittels eines Dochtes oder durch fortwährendes reichliches Zugieſsen der Oele geschmiert wurde. Ebenso wie in dem Apparate von Napoli und Deprez wurden auch hier die Temperaturveränderungen mittels eines Thermometers, welches in die oberen Zapfen in einer bestimmten Entfernung von der Reibungsfläche eingestellt war, beobachtet. Bei den Versuchen, bei welchen das Schmieren mittels eines Dochtes stattfindet, ist es leider recht schwierig, genaue Endzahlen zu erhalten; denn beim Wiederholen ein und desselben Versuches ist es schwer, so übereinstimmende Ziffern zu erzielen, wie es z.B. diejenigen sind, welche ich mit dem Apparate von Napoli und Deprez für die Erdölrückstände erhalten habe. Ich begnüge mich hier mit dem Anführen nur einiger Versuchsziffern in Tabelle IV, welche ich mit dem Apparate von Thurston sowohl beim Schmieren mittels eines Dochtes, als auch beim reichlichen Zugieſsen des Schmieröles erhalten habe. Bei diesen Versuchen, in welchen die Prüfung des Oeles ebenfalls ziemlich lange fortgesetzt wurde, machte die Achse bis zu 25000 Umdrehungen; die ganze Belastung betrug 2600k. In der Mehrzahl der Versuche, in denen die Welle mittels eines Dochtes geschmiert wurde, erwärmte sich dieselbe so rasch, daſs man sie abkühlen muſste. Gewöhnlich lieſs ich durch die Achse, um sie rascher abzukühlen, kaltes Wasser flieſsen.

Auch aus diesen Versuchen ist die Abhängigkeit des Reibungscoefficienten von der Zähigkeit des Oeles klar zu ersehen. Eine Vergleichung dieser Oele nach ihren Reibungscoefficienten läſst sich am besten aus dem beim reichlichen Zugieſsen des Oeles erhaltenen Ergebnisse anstellen, weil man bei dieser Methode sicher sein kann, daſs die Bedingungen, unter welchen die verschiedenen Oele geprüft wurden, immer dieselben geblieben waren. Die besten Schmieröle sind die Oele organischen Ursprunges und von geringer Zähigkeit, wie das Walrathöl und das Olivenöl. Als das unvortheilhafteste Oel erwies sich hierbei das sehr dichte, zähe Ricinusöl, namentlich dann, wenn es auf eine kalte Achse gegossen wird; wird dagegen die Achse mittels Dampf erwärmt, so ist der Reibungscoefficient dieses Oeles bedeutend geringer. Vergleicht man die Reibungscoefficienten ein und desselben Oeles, z.B.

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Tabelle IV.




Benennung
Spec. Zähigkeit
bei 11°
Schmieren mittels eines Dochtes Reichliches Zugieſsen des
Schmieröles



Bemerkung
Belastung
auf die Achse
k
Allgemeine
Zahl der Um-
drehungen
der Welle
Reibungs-
coefficient
Erhöhung der
Temperatur
Belastung
auf die Achse
k
Allgemeine
Zahl der Um-
drehungen
der Welle
Reibungs-
coefficient
Erhöhung der
Temperatur
Walrathöl 8 2600 0,0054 2600 25000 0,0028 25,0–53,7
Huile vierge 23 2000 0,0095 2600 20000 0,0042 25,0–55,0
Helles Rüböl 22 2600 2000 0,0075 52,5–72,5 2600 3000 0,0056 53,0–60,0
Ricinusöl 250 2600 12000 Vor d. Versuche Achse
mit Dampf erwärmt
Maschinenmineralöl von
Pastuchow
55 2600 9000 0,0057 31,0–75,0 2600 15000 0,0033 76,0–58,7 Ebenso
Erdölrückstände 55 2600 12000 0,0085 28,7–80,0
Mischung gleicher Theile
Erdölrückstände u. Rüböl
40 2600 12000 0,0066 28,7–78,0
Waggonöl, R 70 2600 12000 0,0061 16,2–61,2 2600 17000 0,0038 23,0–53,7
Oleonaphta 0, R 121 2600 12000
Ebenso
Cylinderöl, G 191 2600
Ebenso
Mineraltalg von Pastuchow 2400 3000 0,0075 42,5–58,7 Ebenso
Rindstalg 2600 3000 0,0050 75,0–74,0 Ebenso
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des Walrathöles, die beim Schmieren mittels eines Dochtes und beim reichlichen Schmieren durch Zugieſsen erhalten werden, so findet man, daſs im letzteren Falle ein 2 mal kleinerer Reibungscoefficient erhalten wird als beim Schmieren mittels eines Dochtes. Zu demselben Schlusse gelangte auch Hirn bei seinen schon erwähnten Untersuchungen über die Reibung. Hirn fand zwischen den Reibungscoefficienten des Walrathöles und des Olivenöles (beim reichlichen Schmieren) dasselbe Verhältniſs, welches auch aus meinen Versuchen folgt, daſs der Reibungscoefficient des Walrathöles 1½mal kleiner ist als der des Olivenöles. Ebenso folgt aus diesen Versuchen, daſs ein Gemenge gleicher Theile Mineralöl (Erdölrückstände) und Rüböl besser schmiert als das Mineralöl allein. Dichte Mineralöle, welche, wie z.B. das Cylinderöl von Glück, bei gewöhnlicher Temperatur in den Versuchen mit dem Apparate von Napoli und Deprez so schlecht schmieren, ergaben, als die Achse mittels Dampf auf 78° bis 83° erwärmt wurde, sehr gute Erfolge.

Die zum Vergleichen der Schmierfähigkeit des Mineraltalges und des gewöhnlichen Rindstalges angestellten Versuche ergaben für letzteres günstigere Ziffern. Mit den verschiedenen Sorten von Rindstalg, welche im Handel anzutreffen sind, erhält man übrigens verschiedene Ergebnisse.

Die Tabelle IV enthält die Reibungscoefficienten verschiedener dichten Oele, die bei ein und derselben Belastung und Geschwindigkeit bei zwei Versuchen erhalten worden sind; in dem einen wurde die Welle mittels Dampf erwärmt und in dem anderen erwärmte sie sich selbst durch Reibung. Im letzteren Falle war der Reibungscoefficient immer gröſser als im ersteren. In beiden Versuchen war aber, sowohl zu Anfang, als auch zu Ende des Versuches, die reibende Fläche der Achse vollkommen rein und gut polirt, so daſs nicht der geringste Unterschied bemerkt werden konnte. Es folgt hieraus, daſs man bei ein und derselben Temperatur für ein und dasselbe Oel zwei verschiedene Reibungscoefficienten erhält, je nachdem die Achse vorher durch Dampf bis auf eine gewisse Temperatur gebracht wird, oder sich selbst durch Reibung bis zu dieser Temperatur erwärmt. Diese Verschiedenheit läſst sich nicht anders erklären als dadurch, daſs beim Erwärmen der Achse durch Reibung die Oberfläche eine solche Veränderung erleidet, welche mit dem Auge nicht zu bemerken ist und deren Gröſse nicht ermittelt werden kann.

Nach den erwähnten Versuchen Trautwein's übt der Oberflächenzustand einen bedeutenden Einfluſs auf die Gröſse der Reibung aus, welche verschieden ist je nach der Richtung, in welcher sich die Achse dreht. Trautwein hat nämlich die Beobachtung gemacht, daſs, wenn die Richtung der Drehung der Achse verändert wird, eine gröſsere Reibung stattfindet als dann, wenn die Drehung schon einige Zeit lang gedauert hat. Diese Erscheinung erklärt er auf die Weise, daſs bei der |189| Drehung in einer Richtung die oberen Fasern des Metalles nach einer Seite hin glatt gestrichen werden; wenn dagegen die Richtung der Bewegung geändert wird, so werden die einen Fasern durch die anderen abgerieben. Jedenfalls ist der Einfluſs des Zustandes der Reibungsfläche auf die Gröſse der Reibung der letzteren sehr bedeutend und wir müssen zugeben, daſs wir keine Mittel haben, uns zu überzeugen, ob der Zustand der Oberflächen in zwei verschiedenen Fällen wirklich derselbe war, oder nicht. Dieser Umstand ist sehr wichtig, sobald wir das mathematische Verhältniſs zwischen dem inneren Reibungscoefficienten des Schmieröles, der Temperatur und dem Reibungscoefficienten der sich reibenden Oberflächen feststellen wollen. Alle jetzigen Methoden und Apparate, welche zu vergleichenden Bestimmungen des Werthes der Schmieröle benutzt werden, können noch nicht zur Lösung der theoretischen Fragen über die Reibung dienen und alle durch derartige Versuche ermittelte Reibungscoefficienten können nicht die Bedeutung von absoluten Gröſsen beanspruchen. Petersburg, im Januar 1885.

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Vgl. F. Fischer 1880 236 494. Tower und Browne 1885 255 136.

Red.

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