Titel: Künkler, zur Kenntniſs der Mineralschmieröle.
Autor: Künkler, Aug.
Fundstelle: 1889, Band 274 (S. 323–328)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj274/ar274049

Zur Kenntniſs der Mineralmaschinenöle; von Aug. Künkler.

(Schluſs der Abhandlung S. 276 d. Bd.)

In Anbetracht dieser Ausführungen erscheint die übliche Beurtheilung der Schmieröle nach specifischem Gewicht als unzutreffend, eine Scheidung in leichte, mittlere, schwerere Maschinenöle und Cylinderöle unmöglich bei mangelnder Kenntniſs der Abstammung. Und selbst an Hand dieser Kenntniſs gestattet auch die Bestimmung des Flammpunktes bei amerikanischen Oelen eine sichere Eintheilung in Gruppen nicht, noch weniger eine correcte qualitative Scheidung der Oele in den einzelnen Gruppen, wohingegen bei russischen Oelen eine Scheidung in Gruppen möglich, eine solche in den einzelnen Gruppen aber ebenfalls öicht möglich ist. Es zeigt z.B. das amerikanische Spindelöl von 0,908 spec. Gew. einen höheren Flammpunkt als solches von 0,911 spec. Gew., und der Flammpunkt des höheren Destillates von 0,920 spec. Gew. zeigt gegen das von 0,911 nur eine Differenz von 6°, während zwischen den Oelen von 0,908 und 0,911 spec. Gew. eine solche von 13° besteht, Es weisen ferner die beiden amerikanischen Cylinderöle bei einer Differenz von 0,013 im specifischen Gewichte gleiche Flammpunkte auf und dergleichen mehr.

Die vorliegenden Untersuchungen zeigen also, daſs Flammpunkt und Viscosität nicht in direkter Beziehung stehen, daſs Oele derselben Herkunft, von gleichem Flammpunkte und demselben Gebrauchszwecke dienend, verschiedene Viscosität zeigen und umgekehrt bei gleicher Viscosität verschiedene Flammpunkte.

Betrachten wir die übrigen Eigenschaften der Oele!

Es erstarren sämmtliche amerikanischen Oele nahe dem Nullpunkte, und zwar die Cylinderöle vor den Maschinenölen. Die russischen Oele sind sämmtlich, einige Cylinderöle ausgeschlossen, bei –10° noch flüssig; auch bei diesen erstarren die Cylinderöle vor den Maschinenölen.

Ferner scheiden die amerikanischen Oele, die hellen unter Trübwerden, in der Kälte Paraffin aus, während die russischen Oele ohne Ausscheidung, insbesondere die hellen Oele, zu einer klaren durchsichtigen Masse erstarren.

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Wie oben erwähnt, bediente man sich dieser Eigenschaft zur Unterscheidung dieser Oele.

Eigenthümlich ist ferner der Gehalt an bis 310° C. siedenden Bestandtheilen, indem die Cylinderöle als die höchst siedenden Destillate einen weit gröſseren Procentsatz, im Durchschnitte rund 23 Vol.-Proc. gegenüber den Maschinenölen mit rund 7 Vol.-Proc. aufweisen. Dieses gilt annähernd für Oele beiderlei Abstammung.

Die Farbe sämmtlicher Oele bietet geringe Verschiedenheiten. Die dunklen Oele zeigen grünliche Fluorescenz, sind in dünnen Lagen schwarzbraun und durchsichtig, eine homogene Masse bildend; den helleren Spindel- und Maschinenölen ist neben grünlicher auch blaue Fluorescenz eigen, von denen die erstere bei den amerikanischen und die letztere bei den russischen Oelen vorherrschend ist.

Die hellen Cylinderöle russischer Herkunft zeigen blauen Schimmer, diejenigen amerikanischer nicht. Theils sind die hellen Cylinderöle durchscheinend, theils klar durchsichtig. Dem Praktiker ist in vielen Fällen eine Unterscheidung der Oele nach der äuſseren Beschaffenheit möglich, namentlich deshalb, da die amerikanischen Oele weit besser raffinirt sind, wie sich durch Geruch, Geschmack, Reinheit der Farbe und Unveränderlichkeit erkennen läſst. Die russischen hellen Maschinenöle von 0,903 bis 0,909 spec. Gew. geben fast ausnahmslos nach längerem Stehen flockenartige, das Oel durchsetzende Ausscheidungen. Bei Zimmertemperatur noch klar und blank scheinende Oele zeigten, in einen Raum mit einer Temperatur nahe unter + 10° C. gebracht, bald Ausscheidungen. Ebenso ist das Aussehen vieler russischer Oele nicht blank und noch ein unangenehm süſslicher Geruch vorhanden.

Die vollkommene Raffination bietet groſse Schwierigkeiten, die nur durch lange Erfahrung in der Verarbeitung und Behandlung zu heben sind. Die Verunreinigungen werden durch bei der Laugung entstehende, im Oele klar lösliche Natronverbindungen verursacht.

Der Dampfentwickelungspunkt kann nur annähernde Bestimmung finden und soll nebst Flamm- und Brennpunkt je nach dem geringeren oder gröſseren Abstande dieser Punkte von einander den Grad der Neigung zur Verflüchtigung bezieh. die gröſsere oder geringere Beständigkeit des Oeles bei der Schmierung beurtheilen lassen. Dieser Abstand wächst mit steigendem Siedepunkte, während derselbe innerhalb der einzelnen Gruppen für bestimmte Gebrauchszwecke sich in engen Grenzen bewegt, einer einheitlichen Zahl sich nähernd. Für amerikanische Oele liegt der Dampfentwickelungspunkt, sowie Flamm- und Brennpunkt höher, woraus für diese Oele eine geringere Neigung zur Verflüchtigung bezieh. eine gröſsere Beständigkeit folgt.

Folgende Zahlen geben für je zwei Oele die Dampfentwickelungspunkte, die Abstände zwischen diesen und den Flammpunkten, sowie |325| die Abstände zwischen den Flammpunkten und den Brennpunkten der Reihenfolge nach in den weitesten Grenzen an:

Für russische Spindelöle 105/110°, 54/62°, 26/29°, für amerikanische 110/112°, 77/80°, 40/47°; in gleicher Reihenfolge für helle russische Maschinenöle 120/128°, 60/75°, 37/45° bezieh. amerikanische 125°, 81°, 39°; für russische Cylinderöle 110/142°, 76/108°, 27/58° bezieh. amerikanische 185/185°, 100/103°, 53/64°.

Der Abstand zwischen Flammpunkt und Brennpunkt zeigt weder für die Gruppen, noch für die einzelnen Oele innerhalb der Gruppen charakteristische Zahlen.

Schlieſslich sei noch bezüglich der Viscosität, des für die qualitative Unterscheidung wichtigsten Punktes, erwähnt, daſs der Vergleich der Zähflüssigkeit der Maschinenöle und Cylinderöle bei 50° bezieh. 100° stattfand, da die bei der Verwendung der Maschinenöle auftretende Temperatur derjenigen von 50° am nächsten steht und die Cylinderöle zufolge der Construction des Apparates bei 150° eine zu geringe Verschiedenheit in der Zähflüssigkeit zeigen.

Auf Grund der Viscositätsbestimmung lassen sich die einzelnen Gruppen dem Gebrauchszwecke nach scheiden und die Destillate in den einzelnen Gruppen genau ihrem Schmierwerthe nach bestimmen.

Wir sehen in einer Gruppe bei Oelen von gleichem specifischen Gewichte, gleichem Flammpunkte und gleichen sonstigen Eigenschaften Wesentliche Unterschiede in der Zähflüssigkeit; ebenso zeigen Oele von höherem specifischen Gewichte und Flammpunkte gleiche oder sogar geringere Zähflüssigkeit als solche von geringerem specifischen Gewichte und niedererem Flammpunkte. Trifft letzterer Umstand bei Oelen ein und derselben Gruppe zu, so dürfte dies in der Mehrzahl der Fälle darauf zurückzuführen sein, daſs einem höher siedenden Destillate ein geringer siedendes in kleinerem Procentsatze beigemischt ist, was eine im Vergleiche zu der Abnahme des specifischen Gewichtes und Flammpunktes gröſsere Abnahme der Viscosität zur Folge hat.

Mit Hilfe der Viscosität gelangen wir zur Sichtung des mannigfaltigen Materials, gewinnen wir unter gleichzeitiger Beachtung der übrigen Beschaffenheit eine nutzbare und genügende Kenntniſs der Qualität eines Schmieröles. Immer besitzt danach dasjenige Oel, welches bei bestimmter, dem Zwecke entsprechender Temperatur eine höhere Zähflüssigkeit hat, auch relativ gröſsere Schmierfähigkeit.

Inwieweit läſst sich nun aus der Viscosität der Oele auf ihre Herkunft schlieſsen?

Die in der Tabelle gegebenen Zahlen ermöglichen unter Berücksichtigung des specifischen Gewichtes die Beantwortung dieser Frage. Cylinderöle und dunkle Maschinenöle russischer Herkunft zeigen bei höchstem Flammpunkte und höchstem specifischen Gewichte auch höchste Zähflüssigkeit, diejenigen amerikanischer Herkunft bei höchster Zähflüssigkeit |326| und höchstem Flammpunkte niederes specifisches Gewicht. Die russischen hellen Maschinenöle überragen bei gleichem specifischen Gewichte und gleichem Flammpunkte ganz wesentlich die amerikanischen in der Viscosität.

Bei Vergleich des mir vorliegenden beschränkten Versuchsmaterials mit der groſsen Menge von Fabrikaten ergeben sich aus den von den Producenten verzeichneten Qualitätsangaben in keiner Weise Zahlen, die sich den angeführten Gesetzmäſsigkeiten nicht anschlieſsen, und sind mir auch nur wenige Ausnahmefälle bekannt geworden, die sich auf vereinzelt dastehende seltene Oele beziehen, z.B. ein russisches Cylinderöl von 0,910 spec. Gew. und russisches dunkles Maschinenöl von 0,932 spec. Gew., die ich unberücksichtigt lieſs.

Die Eigenschaften der deutschen Oele aus dem Elsaſs und von Oelheim (Hannover) seien angesichts dieser Ausführungen noch kurz erwähnt. Zur Ergänzung des geringfügigen und mangelhaften Versuchsmaterials beziehe ich mich auf die Resultate aus der Preisarbeit von C. Engler, Ueber die deutschen Erdöle, indem daselbst die Herstellung von überhaupt möglichen Producten berücksichtigt ist.

Beide Sorten Oele schlieſsen sich dem russischen insofern an, als dem steigenden specifischen Gewicht auch regelmäſsig steigender Flammpunkt und steigende Viscosität entspricht. Dagegen unterscheiden sich die Elsässer Oele ganz wesentlich durch geringere Zähflüssigkeit von den russischen Oelen für denselben Gebrauchszweck, ferner durch früheres Erstarren, und stehen in beiden Eigenschaften den amerikanischen näher. Die Zähflüssigkeit der letzteren steht indeſs noch gegen die der Elsässer Oele zurück bei gleichem specifischen Gewichte, obschon den amerikanischen Oelen ein höherer Flammpunkt eigen ist. So besitzen Elsässer und amerikanische Oele von 0,920 spec. Gew. eine Zähflüssigkeit von 6,69 bezieh. 4,23 bei 50° C. und das Elsässer Oel von 0,905 spec. Gew. eine dem amerikanischen Oele von 0,920 spec. Gew. fast gleiche Zähflüssigkeit, nämlich 3,59. Das Elsässer Grubenöl von 0,905 entspricht allerdings dem amerikanischen von 0,908, doch ist hier eine Unterscheidung durch den hohen Flammpunkt des amerikanischen Fabrikates und andere Eigenschaften nicht ausgeschlossen. Fast unmöglich dürfte die Unterscheidung Elsässer und Oelheimer Oele sein, deren Sorten von 0,906, 0,904, 0,905 spec. Gew. fast gleichen Flammpunkt und gleiche Viscosität zeigen, wenn nicht der Paraffingehalt und die Zähflüssigkeit bei niederer Temperatur, wie theilweise die Zahlen in der Tabelle zeigen, einen Anhalt bieten würden.

Die Oelheimer hellen Oele stehen in Zähflüssigkeit unter den russischen und nahe den amerikanischen Oelen, so daſs eine Unterscheidung möglich ist. Es besitzen die Oelheimer Oele von 0,904/6 bei 50° C. einen Viscositätsgrad von 2,65 bis 3,44, russische von 0,903 bis 0,909 spec. Gew. 5,86 bis 6,40, amerikanische von 0,908 bis 0,911 spec.

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Gew. 3,32 bis 3,13. Eine Ausnahme macht das Oelheimer Cylinderöl, welches in seinen Eigenschaften über den untersuchten russischen Oelen steht. Der Erstarrungspunkt der russischen Oele liegt tiefer. Die untersuchten beiden dunklen Oele aus Oelheim bieten wenig Anhalt zur Unterscheidung von russischen dunklen Oelen.

Hieraus ist schon zu ersehen, daſs bei der Frage nach der Herkunft eines Oeles die richtige Erkennung desselben als ein Oel deutscher Herkunft nicht ausgeschlossen ist.

Betreffs der Abnahme der Zähflüssigkeit von Oelen verschiedener Herkunft für den gleichen Gebrauchszweck ist bemerkenswerth, daſs innerhalb bestimmter Temperaturgrenzen die Viscosität der russischen Spindelöle, nämlich zwischen 20/50° und 50/100°, rascher sinkt als diejenige amerikanischer Oele; ebenso verhalten sich die hellen Maschinenöle. Dagegen nimmt umgekehrt die Viscosität amerikanischer Cylinderöle zwischen 70/100° und 100/150° rascher ab als diejenige russischer Cylinderöle.

Die Cylinderöle zeigen zwischen 70/100° eine verhältniſsmäſsig gröſsere Abnahme als zwischen 100/150°, die Spindelöle in gleicher Weise zwischen 20/50° eine gröſsere als zwischen 50/100°.

Die Ursache der ausnahmsweise höheren Zähflüssigkeit amerikanischer Cylinderöle stellte ich bis jetzt nicht fest, indeſs habe ich durch Versuche nachgewiesen, daſs dieselbe durch Paraffingehalt nicht bedingt sein kann. Paraffin kann nur bei gewöhnlicher Temperatur als Verdickungsmittel dienen, bei höherer Temperatur bezieh. in flüssigem Zustande ist demselben nur eine geringe Viscosität eigen, so daſs ein Zusatz von 10 Proc. Paraffin zu einem russischen Cylinderöle dessen ursprüngliche Zähflüssigkeit bei 60, 70 und 100° C. herunterdrückte von 7,13 auf 4,17, 5,67 auf 3,11 und 2,15 auf 1,76.

Wennschon diese Cylinderöle eine Aehnlichkeit dem sogen. natürlichen Vaselin zeigen, ist dessen Viscosität nach den Versuchen von C. Engler und J. Böhm (D. p. J. 1886 262 468) doch ganz wesentlich geringer.

Neben derjenigen der Mineralöle stellte ich die Zähflüssigkeit einiger der gebräuchlichsten Thier- und Pflanzenöle fest. Mit Ausnahme des Ricinusöles besitzen dieselben bei gleichem oder höherem specifischen Gewichte als dem der Mineralöle bei 50° C. sämmtlich eine geringere Zähflüssigkeit als diese, dagegen eine wesentlich geringere Neigung zur Verdampfung und namentlich innerhalb der höheren Temperaturgrenzen theilweise eine geringere Abnahme des Flüssigkeitsgrades. Auf diese beiden letzten Eigenschaften und besonders auf ihre gröſsere Adhäsion (Schlüpfrigkeit) dürfte der Vorzug dieser Oele vor den Mineralölen für gewisse Schmierzwecke zurückzuführen sein.

Was nun den Gebrauch des Apparates anlangt, so stellte ich fest, daſs zur Erzielung gleichmäſsiger Resultate bei höheren Temperaturen die Einhaltung gewisser Normen geboten ist.

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Zur Bestimmung bei 50° C. ist die Temperatur des Bades auf ungefähr 53° C. und die des zu prüfenden bezieh. einzugieſsenden Oeles auf etwa 51° C. zu erhöhen; bei 100° C. jeweils auf 1040 bezieh. 101 bis 102°, bei 150° C. auf etwa 154° bezieh. 152° C. und dementsprechend bei zwischenliegenden Temperaturen. Auſserdem empfiehlt sich gegen zu rasche Abkühlung das Umlegen eines Mantels aus Asbest und ebenso der Abschluſs des Bades gegen die kalte Luft durch Auflegen eines Asbestringes o. dgl.; für Bestimmungen von 50° und aufwärts erwärme man den leeren Apparat annähernd auf diese Temperatur durch Einstellen in den Trockenschrank oder vorsichtiges Umspülen mit der Flamme.

Die Handhabung vereinfachte ich dadurch, daſs ich den Verschluſsstift verlängerte und in enger Führung durch den Deckel gehen lieſs, so daſs das Auslaufen ohne Abnahme des Deckels veranlaſst werden kann. Zur bequemen und sicheren Einstellung des Niveaus ist der ringförmige Kopf des Dreifuſses so groſs gewählt, daſs mit Rücksicht auf die am Boden des Apparates befindlichen Füſschen ein hinreichendes Verschieben des Apparates auf dem Ringe ermöglicht ist. Die das innere Gefäſs tragenden drei seitlichen Stifte sind, anstatt wie bisher gelöthet, durch Gegenschraube an demselben befestigt, um das bei höheren Temperaturen mitunter erfolgende Ablösen der Stifte bezieh. des Lothes zu vermeiden.

Karlsruhe 1888, Chemisch-Technisches Laboratorium der Technischen Hochschule.

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