DE2438114A1

DE2438114A1 - Dochtbildungsmaterial fuer die wieder freigebbare aufnahme eines fluessigen schmiermittels

Info

Publication number: DE2438114A1
Application number: DE19742438114
Authority: DE
Inventors: James Arthur Whitt
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-10-18
Filing date: 1974-08-08
Publication date: 1975-05-22
Also published as: GB1461935A; ES426658A1; CA1060877A; IT1022865B; JPS5073904A; JPS5927791B2; FR2248315B1; FR2248315A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Dochtbildungsmaterialien zur Verwendung bei der Schmierung verschiedener Geräte und insbesondere ein teilchenförmiges Schaum-Dochtmaterial, eine Schmiermittel-Zusammensetzung, welche ein teilchenförmiges Schaum-Dochtmaterial enthält, ein Verfahren zur Herstellung der Schmiermittel-Zusammensetzung und ein Schmiersystem, welches diese Schmiermittel-Zusammensetzung benutzt.

In der Vergangenheit waren verschiedene Schmiermittelzusammensetzungen bekannt und handelsmäßig erhältlich, welche Dochtbildungsmaterialien enthielten und zur Schmierung verschiedener Geräte,

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beispielsweise von Elektromotoren, verwendbar wnren. Diese bekannten und handeismäßig erhältlichen Schmiermittel mit Dochtbildungsmaterial bestanden aus verschiedenen frserförmigen Mpteria-.lien, beispielsweise Zellulose- und Svnthesefasern, einschließlich Holzfasern, Baumwollfasern, Nvlonfasern, Ravonfasern und ähnlichen. Eine Form einer solchen Schmiermittel-Zuspmmensetzung, beispielsweise in Form eines mit Öl imprägnierten faseriörmigen Dochtbildungsmaterials. ist handelsmäßig erhältlich unter dem Warenzeichen "PERMAWICK" von der Permawick Companv in Detroit/ Michigan. In der US-Patentschrift 2 966 459 mit dem Titel "Material mit öl zurückhaltenden Eigenschpften" wird eine Schmiermittel-Zusammensetzung beschrieben, die aus Zellulose-Fasern und einem Schmieröl besteht. Die Zellulose-Fasern, welche den ölabsorbierenden Teil des Dochtbildungsmaterials bilden, sind aus Holzfasern und einem Gemisch von papierhaltigen Fasern aus Holz, Baumwolle und ähnlichen hergestellt. In der US-Patentschrift 3 214 37? wird ein mit Öl imprägniertes faserförmiges Dochtbildungsmaterial beschrieben, bei dem das Dochtbildungsmaterial ein Gemisch von Zellulose- und Synthesefasern ist, beispielsweise Nylonfasern oder Rayonfasern. Die Zellulosefasern sind gemäß der dortigen Beschreibung mindestens teilweise mit einem Überzug von Polyvinylalkohol versehen. In der US-Patentschrift 3 466 244 wird eine Schmiermittel-Zusammensetzung oder ein mit Schmieröl imprägniertes Dochtbildungsmaterial beschrieben, das aus kurzen Baumwollfasern (cotton linter) gebildet ist. Die vorstehend genannten drei Patentschriften bezeichnen die Permawick Company als Patentinhaber und die Patente beschreiben handelsmäßig erhältliche extrudierbare Schmiermaterialien, wobei das Dochtbildungsmaterial in jedem Falle eine ausgeprägt faserförmige Struktur besitzt. Obwohl die in diesen Patentschriften beschriebene Schmiermittelzusammensetzung mindestens einige Vorteile ergibt, besteht einer der Nachteile derselben darin, daß solche Schmiermittel-Zusammensetzungen nur eine Fähigkeit zur Freigabe eines kleineren Teils des flüssigen Schmiermittels besitzen.

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In den US-Patentschriften 2 960 371 und 2 979 779 wird eine ölimprägnierte Schmierstruktur gebildet, welche durch Verschäumen eines Epoxy-Materials oder einesPhenol-Materials gebildet ist, das dabei unmittelbar in ein Lagergehäuse zur Bildung einer einheitlichen zellenartigen Schaumstruktur in dem Lagergehäuse geschäumt wird. Nachdem der Schaum an Ort und Stelle in dem Lagergehäuse gebildet ist, wird der Schaum mit einem passenden Schmieröl imprägniert.

Die Verwendung von Fasern aus Glas, Asbest und ähnlichem als Füller für Schmiermittel-Zusammensetzungen ist ebenfalls bekannt. In der US-Patentschrift 2 303 068 wird die Verwendung von Asbestfasern als Füller zur Bildung einer viskosen Schmiermittel-Zusammensetzung beschrieben. In der US-Patentschrift 3 113 wird ein fließfähiges Silikonschmiermittel beschrieben, welches kurze Stücke von faserförmigem Glas enthält zur Bildung einer Schmiermittel-Zusammensetzung für die Verwendung bei hohen Temperaturen.

Viele Lagerstrukturen, bei denen die bekannten Schmiermittel des Dochtbildungstyps verwendet wurden, benutzten Zuführungsdochte aus Filz. Hierzu wird beispielsweise auf die US-Patentschrift 3 434 765 und auf die US-Patentschrift 3 184 272 verwiesen. In solchen Konstruktionen ist es erwünscht, daß das mit Schmiermittel imprägnierte Dochtbildungsmaterial das in ihm festgehaltene Schmieröl mit einer Geschwindigkeit und einer Menge freigibt, welche ausreichend ist, um einen stetigen Fluß von Schmiermittel durch den Filzdocht zu der zu schmierenden rotierenden Struktur aufrechtzuerhalten. Ein im Stand der Technik aufgetretenes bedeutungsvolles Problem besteht in dem nachteiligen Merkmal, daß viele der Schmiermittel-Zusammensetzungen oder extrudierbaren, mit Schmiermittel imprägnierten Dochtbildungsmaterialien zwar in der Lage sind, extrudiert oder auf andere

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Weise in die Lagerstruktur gestopft zu werden. Sie waren jedoch nur in der Lage, einen relativ kleinen oder geringfügigen Anteil der Gesamtmenge des in ihnen enthaltenen Schmieröls freizugeben. Die Lebensdauer des Schmiermittels und damit der Lagerstruktur selbst ist jedoch umso kürzer, je kleiner der freigebbare Anteil des Öls ist. Weiterhin war der nicht freigegebene Teil des Schmiermittels offensichtlich nicht imstande, die gewollte Schmierfunktion auszuführen.

Die vorliegende Erfindung hat verschiedene Aufgaben. Hierzu gehört die Schaffung eines Dochtbildungsmaterials, einer Schmiermittel-Zusammensetzung mit Dochtbildungsmaterial, ein Verfahren zur Herstellung desselben und ein Schmiersystem mit Verwendung der Schmiermittelzusammensetzung - zur Überwindung der nachteiligen oder unerwünschten Eigenschaften des zuvor erörterten Standes der Technik. Weiterhin soll ein Dochtbildungsmaterial geschaffen werden, das aus einem geschäumten polvmeren Material gebildet ist. Weiterhin soll ein Dochtbildungsmaterial geschaffen werden, das eine Masse von Schaumteilchen mit den physikalischen Eigenschaften enthält, daß die Teilchen allgemein diskrete, vielfach verzweigte nicht-fpserförmige und elastische oder federnde Teilchen sind. Weiterhin soll eine Schmiermittel-Zusammensetzung geschaffen werden, die solches Dochtbildungsmaterial enthält und eine verbesserte und gesteigerte Fähigkeit zur Freigabe des flüssigen Schmiermittels besitzt. Außerdem soll eine Schmiermittelzusammensetzung einschließlich des Dochtbildungsmaterials geschaffen werden, welche Eigenschaften bezüglich der Freigabe und Übertragung des flüssigen Schmiermittels besitzt, die den konventionellen

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Dochtbildungs- und Speichermaterialien aus Wolle vergleichbar sind. Weiterhin soll eine Schmiermittelzusammensetzung mit einem Dochtbildungsmaterial angegeben werden, das eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit zeigt und beständig ist gegen das "Auslaufen" des darin enthaltenen flüssigen Schmiermittels,

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wenn man es einer η?»ssen,feuchten oder dampfhaltigenUmgebung aussetzt. Weiterhin soll ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Bildung e^ner solchen Schmiermittelzusammensetzung und ein Schmiersvstem angegeben werden, das eine lange brauchbare Lebensdauer in trockenen und feuchten Umgebungen mit einem Mindestmaß an Anforderung für Nachfüllung von Öl zeigt. Weiterhin soll ein Schmiersystem für eine Lageranordnung einer Maschine erhalten werden, in dem die als Speicherdochteinrichtung verwendete Schmiermittel-Zusammensetzung die Fähigkeit besitzt, mindestens einen Hauptteil des darin enthaltenen flüssigen Schmiermittels an eine Zuführungsdochteinrichtung für die Lageranordnung abzugeben.

Weitere Aufgaben und vorteilhafte Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung sind noch in dem nachstehenden Teil der Beschreibung erläutert.

Im allgemeinen umfaßt ein Dochtbildungsmaterial gemäß der Erfindung eine Masse von diskreten nicht-faserartigen, unregelmässigen, federnden oder elastischen Schaumteilchen, welche eine Teilchengröße entsprechend einer Maschenweite zwischen etwa 3,9 mm (F Maschen pro Zoll) und etwa 0,074 mm (200 Maschen pro Zoll) besitzen. Insbesondere ist dss Dochtbildungsmaterial ein synthetisches, polymeres Material, beispielsweise ein Schaum aus Polyester oder Polväther oder Polyurethan, welcher fein zerkleinert oder auf andere Weise in den erwünschten Bereich von Teilchengrößen gebracht wurde.

Weiterhin umfaßt eine erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung im allgemeinen ein flüssiges Schmiermittel und eine teilchenförmige Masse aus nicht-faserförmigen, unregelmäßigen Schaumteilchen, um das flüssige Schmiermittel freigebbar aufzunehmen. Insbesondere werden die Schaumteilchen fein zerteilt oder in an derer Weise aus einem synthetischen polymeren Material gebildet,

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das im wesentlichen gegenüber dem flüssigen Schmiermittel inert und in ihm unlöslich ist, und das flüssige Schmiermitte] und die Schaumteilchen können in Bereichen von etwa 70 Gew.-% bis RO Gew.-% Schmiermittelflüssigkeit und etwa 20 bis 30 Gew.-% Schaumteilchen vermischt werden.

Ebenso umfaßt allgemein ein Verfahren gemäß der Erfindung zur Bildung einer Schmiermittelzusammensetzung die feine Zerteilung eines elastischen geschäumten Polvmers zur Erzeugung einer Masse von diskreten nicht-faserförmigen unregelmäßigen elastischen Teilchen desselben und die Vermischung der Masse von Teilchen mit einem fließfähigen Schmiermittel in einem Bereich von etwa 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% der Teilchen mit etwa 70 bis RO Gew.-% des flüssigen Schmiermittels. Insbesondere können die Teilchengrößen entsprechend einer lichten Maschenweite im Bereich von etwa 3,9 mm (f Maschen pro Zoll) und etwa 0,074 mm (200 Maschen pro Zoll) liegen und die auf diese Weise gebildete flüssige Zusammensetzung kann von Hand oder durch Verwendung handelsmäßig erhältlicher Extrudierausrüstungen in einen Lagerhohlraum gestopft werden.

Weiterhin umfaßt im allgemeinen ein Schmiersystem gemäß der Erfindung für eine Lageranordnung in einem Schmierhohlraum eine Dochteinrichtung zur Schmiermittelspeicherung und eine Dochteinrichtung zur Schmiermittelzuführung, die mit einer Berührungsfläche und zur Schmiermittelüberführung zwischen der Schmiermittelspeichereinrichtung und der Lageranordnung angeordnet ist. Dabei enthält die Schmiermittelspeicher-Dochteinrichtung eine teilchenförmige Masse von diskreten nicht-faserförmigen, vielfach verzweigten elastischen Schaumteilchen, die mit einem flüssigen Schmiermittel imprägniert sind und die Fähigkeit besitzen, mindestens einen Hauptanteil des flüssigen Schmiermittels an die Dochteinrichtung zur Schmiermittelzufuhr abzugeben.

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Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines Lagerhohlraumes

zur Veranschaulichung eines Schmiersvstems gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Schmiermittelzusammensetzung gemäß der Erfindung, die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sein kann.

Figur 2 ist eine Mikroskopaufnahme mit Vergrößerung

40-fach für Polvmerschaumteilchen gemäß der Erfindung mit einer Größe entsprechend einer lichten Maschenweite von etwa 0,83 bis etwa 0,42 mm (20 und 3P Maschen pro Zoll).

Figur 3 ist eine Mikroskopaufnahme mit Vergrößerung

40-fach für ein Polymerschaumteilchen ähnlich der Figur 2, das mit einem flüssigen Schmiermittel vermischt ist.

Figuren 4 bzw.4a sin/i Mikroskopaufnahmen mit Vergrößerung

20-fach und zeigen Polymerschaumteilchen mit Abmessungen entsprechend einer lichten Maschenweite von etwa 0,R3 mm bzw. 0,42 mm (20 bzw. 35 Maschen pro Zoll).

Figuren 5 bzw.Fa sind. Mikroskopauf nahmen mit Vergrößerung

20-fach von Teilchen mit Abmessungen entsprechend einer lichten Maschenweite von etwa 0.25 mm bzw. 0,15 mm (60 bzw. 100 Maschen pro Zoll).

Figur 6 ist eine schema tische Darstellung eines Dynamometer-Prüfgerätes des Reaktionstvps.

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Figur 7 ist eine schematische Darstellung eines Gerätes zur Prüfung der Freigabe von Öl.

Figur 8 ist eine Kurvendarstellung der Eigenschaften bezüglich der Ölfreigabe für die Schmiermittelzusammensetzung gemäß der Erfindung im Vergleich mit den gleichen Eigenschaften für einen mit Öl imprägnierten Wollfilz.

Figur 9 ist eine Kurvendarstellung des Verhaltens bezüglich der Ölfreigabe für einen mit Öl imprägnierten Filz im Vergleich mit der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung.

Figur IO ist eine Kurvendarstellung des Verhaltens bezüglich der Ölfreigabe für die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung im Vergleich mit einer handelsmäßig erhältlichen Schmiermittelzusammensetzung.

In den einzelnen Abbildungen bezeichnen entsprechende Bezugszeichen entsprechende Teile.

Die nachstehend angeführten Beispiele dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung und sind nicht als eine Beschränkung derselben auszulegen.

Es wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen im allgemeinen die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Bei 1 wird ein Dochtbildungsmaterial gemäß der Erfindung zur freigebbaren Aufnahme eines flüssigen Schmiermittels 3 gezeigt. Das Dochtbildungsmaterial ist eine Masse von diskreten nicht-faserartigen, vielfach verzweigten elastischen Schaumteilchen 5 (Figur 2 bis 4), welche noch nachstehend erörtert werden. Weiterhin ist eine Schmiermittelzusammensetzung 7 gemäß der Erfindung ein Gemisch einer teilchenförmigen Masse von Schaumteilchen 5

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und flüssigem Schmiermittel 3. Das Dochtbildungsmaterial 1 und die Schmiermittelzusammensetzung 7 sind besonders, jedoch nicht ausschließlich, anwendbar für die Schmierung von Lagereinrichtungen oder ähnlichen Teilen verschiedenster Geräte, beispielsweise von dynamoelektrischen Maschinen oder ähnlichen Einrichtungen. . ,

In einem Schmiermittelsystem gemäß der Erfindung,das allgemein bei 9 bezeichnet ist (Figur 1), ist eine Lagereinrichtung oder Anordnung, wie beispielsweise eine Hülse aus zinnhaltigem Babbet-Metall (Weißmetall) als Lager IO oder ähnliches in einem Strukturteil gelagert, beispielsweise in dem Endschild eines Gerätes, beispielsweise einer dynamoelektrischen Maschine (nicht gezeigt) oder ähnlichen Geräten, und ein rotierbares Teil, wie beispielsweise eine Welle 12, ist rotierbar in dem Endschild und drehbar in der Lagereinrichtung gehaltert. Das Endschild 11 bildet zusammen mit einer Endkappe 14 und einer Abdeckung 15 für den Ölsumpf eine Schmiermittelkammer oder einen Hohlraum 16 zur Aufnahme und Aufbewahrung der Dochteinrichtung für Schmiermittel speicherung, beispielsweise die Schmiermittel-Zusammensetzung 7. Zur Überführung des flüssigen Schmiermittels oder Öls 3 aus der Schmiermittelzusammensetzung 7 zum Lager 10 und zur Welle 12 ist eine Zuführungsdochteinrichtung, beispielsweise ein Wollfilzdocht 19 oder ein ähnlicher, bekannter Docht, in konventioneller Weise mit gegenseitiger Berührung und zur Schmiermittelüberführung zwischen der Schmiermittel-Zusammensetzung und den äußeren oder gelagerten Oberflächender drehbaren Welle 12 angeordnet. Er erstreckt sich dabei durch eine Öffnung oder ein Fenster 10 im Lager 10, und es ist noch ein Ölschleuderring 21 auf der Welle 12 in an sich bekannter Weise befestigt zur Zurückführung oder zum Abschleudern des Öls, welches von der Zuführungsdochteinrichtung zwischen das Lager und die Welle fließt, zur Rückführung zur Speicherung in der Schmiermittel-Zusammensetzung 7.

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Es gibt möglicherweise einige Anwendungen, bei denen die Schmiermittel-Zusammensetzung 7 in direkter Schmiermittel Übertragungsbeziehung oder im Eingriff mit der Welle 12 stehen kann. Die bevorzugte Anwendungsform besteht jedoch darin, die Schmiermittel-Zusammensetzung in Schmiermittelübertragungsbeziehung mit gegenseitiger Berührungsfläche mit einer Zuführungsdochteinrichtung 19 zu verwenden, wie dies vorstehend beschrieben ist. Weiterhin ist der Aufbau des Schmiersystems 9 lediglich zur Veranschaulichung gedacht und dieses System und die. Schmiermittel-Zusammensetzung 7 sollen nicht auf das bestimmte gezeigte Hülsenlager beschränkt sein. Es wird hierzu beispielsweise noch auf Lagerstrukturen verwiesen, wie sie in den vorgenannten US-Patentschriften 2 966 459, 3 434 765, 3 184 272 und 2 960 371 gezeigt werden. .

Es wird nachstehend insbesondere auf die Figuren 2 bis 4 im einzelnen Bezug genommen. Das Dochtbildungsmaterial 1 ist eine Masse von diskreten, vielfach verzweigten nicht-faserförmigen synthetischen polvmeren Schaumteilchen 5, welche gegenüber dem flüssigen Schmiermittel 3, das von dem Dochtbildungsmaterial getragen werden soll, im wesentlichen inert und in ihm praktisch unlöslich sind. Das teilchenförmige polymere Schaumdochtbildungsmaterial 1 wird dadurch gebildet, daß zunächst ein Polymerschaum erzeugt wird, welcher eine federnde zellenförmige Struktur besitzt, wie beispielsweise die an sich bekannten Polyurethanschäume. Das geschäumte elastische Polymer wird dann fein zerteilt oder in anderer Weise auf Teilchengrößen verringert, welche vorzugsweise kleiner sind als dies einer lichten Maschenweite von etwa 2,4 mm entspricht (R Maschen pro Zoll) und insbesondere auf eine solche Teilchengröße, daß ein Hauptteil beispielsweise eine Menge im Bereich von etwa 65 bis 85% der Teilchen 5 durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,83 mm (20 Maschen pro Zoll) gehen und nur etwa 2 bis 10% der

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Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0.175 mm (RO Mpsehen pro Zoll) gehen.

Die verwendeten polvmeren Schaumteilchen P werden durch ein Aufbrechen der Zellstruktur erzeugt. D.h. sowohl die Zellrippen als auch die Zellwände des geschäumten Polymers werden zerbrochen oder zerrissen, um die teilchenförmige Masse von diskreten und in höchstem Maße unregelmäßigen verzweigten oder vielfach verzweigten elastischen nicht-faserförmigen Schaumteilchen P zu erzeugen. Es ist zu beachten, daß die Schaumteilchen 5 nicht nur eine große Oberfläche besitzen, welche in starkem Maße gewinkelt und unregelmäßig ist, sondern auch im allgemeinen Teilchen mit vielfacher Verzweigung sind, welche in der Lage sind, ein großes Volumen von flüssigem Schmiermittel räumlich festzuhalten, beispielsweise eines Schmieröls, im Vergleich zum Volumen und Gewicht des Dochtbildungsmaterials selbst.

Es wird weiterhin Bezug genommen auf die Figuren 2 und 3. Die Struktur des polvmeren nicht-faserförmigen, teilchenförmigen Dochtbildungsmaterials 1 ist dort zur Verdeutlichung beträchtlich vergrößert dargestellt. Die in höchstem Maße unregelmässige, vielfach verzweigte, nicht-faserförmige, stark gewinkelte Natur der Schaumteilchen P ist aus den Mikroskopaufnahmen der Figuren 2 und 3 ersichtlich. Weiterhin ist zu beachten, daß die Schaumteilchen P allein und in Verbindung miteinander ein elastisches Dochtbildungsmaterial mit großem Volumen und niedriger Dichte ergeben, welches in der Lage ist, das Vielfache seines Gewichtes an flüssigem Schmiermittel 3 zu absorbieren, wie dies eus den Mikroskopaufnahmen der Figuren 4 und P ersichtlich ist.

Die Schmiermittelzusammensetzung 7 wird dadurch gebildet, daß eine Masse von teilchenförmigem, nicht-faserförmigem, polymeren!

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Material wie die diskreten, nicht-faserförmigen, vielfach verzweigten, elastischen Schaumteilchen F des Dochtbildungsmaterials 1 durch Mischen oder auf andere Weise mit einem geeigneten flüssigen Schmiermittel zusammengebracht werden, beispielsweise einem Schmieröl 3. Die feine Zerteilung des polymeren Schaums kann in einem getrennten Schritt vorgenommen werden. Das geschäumte Polymer kann jedoch auch in Flocken gebracht, zerschnitten oder auf andere Weise in kleinere Stücke oder Teilchen verkleinert werden, mit dem fließfähigen Schmiermittel vermischt und weiter auf die erwünschte Teilchengröße fein zerteilt werden in einem entsprechenden Zerkleinerungsgerät zur Zerteilung.

Als brauchbar im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurden polymere Materialien befunden, zu denen auch die weitbekannten elastischen Polyurethanschäume des Ester- und Äthertyps gehören. Diese Schäume sind an sich bekannt und sind handelsmäßig leicht von den verschiedensten Bezugsquellen unter der allgemeinen Bezeichnung"Polyurethan-Schaum erhältlich. Die Haupteigenschaft des polymeren Schaums, beispielsweise eines Polyurethan-Schaums, welcher das Dochtbildungsmeterial 1 bildet, ist; daß der Schaum als elastisch im Unterschied zu einem starren Schaum bezeichnet werden kann, wenn er noch in Blockform ist. Diese beiden Ausdrücke sind hier so verwendet, daß die Schaummaterialien, die bei Berührung nachgeben und beim Zusammendrücken mit der Hand im wesentlichen in ihre ursprüngliche Form zurückkehren,/von den relativ starren Schaummaterialien unterscheiden, welche beim Drücken mit der Hand eingedrückt werden und nicht in ihre ursprüngliche Gestalt nach dem Drücken zurückgehen. Die erwünschten elastischen oder schwammartigen Schaummaterialien behalten nach der Zerkleinerung oder Zerteilung ihre charakteristische Elastizität bei, während starre Schaummaterialien nach der Zerkleinerung ein sprödes nichtelastisches Verhalten beibehalten. Es wird angenommen, daß andere polymere Schäume, welche die erwünschten Eigenschaften der

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vorstehend erörterten Schaumteilchen 5 des Dochtbildungsmateriels besitzen, ebenfalls geeignet sind, beispielsweise Silikonschaum, der handelsmäßig von der Dow-Corning Corporation, Midland, Michigan, erhältlich ist oder der Polypropylenschsum, der handelsmäßig von Haveg Industries, Inc., Wilmington/Delaware erhältlich ist oder auch Polväthvlenschaum, der handelsmäßig von der Dow-Corning Compsnv, Midland/Michigan, erhältlich ist.

Das fließfähige Schmiermittel kann irgendein ausgewähltes Schmiermittel sein, dessen Wahl hauptsächlich von der Verwendung, den Betriebsbedingungen und den- atmosphärischen Bedingungen abhängig ist, unter denen das Schmiermittel benutzt werden soll. Beispielsweise kann für viele Anwendungen für einen Motor mit einer Leistung unterhalb .1 PS ein Schmiermittel gemäß der Beschreibung in der US-Patentschrift Nr. 3 466^244 verwendet werden, welches dort als "28O-Ö1" bezeichnet ist. Das ausgewählte Öl wird mit einem teilchenförmigen polymeren Material, beispielsweise einem Dochtbildungsmaterial 18 vermischt, das durch feine Zerteilung von Polyurethanschaum hergestellt . wurde. Das Dochtbildungsmaterial 18 wird im wesentlichen mit dem fließfähigen Schmiermittel getränkt, wobei das Dochtbildungsmaterial einen Anteil von etwa 20 Gew.-% und das Schmiermittel einen Anteil von etwa 80 Gew.-% der Schmiermittelzusammensetzung bildet. Die Schmiermittel-Zusammensetzung wird dann entweder von Hand oder durch handelsmäßig erhältlieheExtrudergeräte, wie an sich bekannt^ in einen Lagerhohlraum gestopft, wie er beispielsweise in dem zuvor beschriebenen Endschild vorhanden sein kann. Auf diese Weise wird das fließfähige Schmiermittel entweder direkt oder Über einen Filzdocht zur Schmierung einer Welle und einer Hüllagerhülse oder einer anderen Lagerstruktur zugeführt.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen im einzelnen die Schmiermittelzusammensetzung 7, und in den folgenden Beispielen

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und 2 wird das Verhalten der Schmiermittel-Zusammensetzung bezüglich der Ölfreigabe mit dem Verhalten eines konventionellen Wollfilz-Öldochtes bezüglich der Ölfreigabe verglichen, wie er für die Lagerstruktur benutzt wird. Selbstverständlich dienen die Beispiele lediglich zur Veranschaulichung und sollen keine Beschränkung beinhalten.

Beispiel 1

Ein Polvurethan-Schaum des Estertvps mit etwa 60 Poren pro 2,5 cm (pro SIoI!-Länge) wurde so lange fein zerteilt, bis im wesentlichen alle zerkleinerten Teilchen des Materials durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 3,9 mm (5 Maschen pro Zoll gemäß US Standsrd-Siebgrößen) hindurchgingen und ein Hauptteil der Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,83 mm (20 Maschen pro Zoll) hindurchging. Dieseerhaltene Masse des teilchenförmigen polymeren Polyurethan-Materials wurde dann gründlich vermischt mit einem Schmieröl des Typs 280, wobei die teilchenförmige Polyurethanmasse etwa 30 Gew.-% und das Schmieröl etwa 70 Gew.-% der Schmiermittel-Zusammensetzung oder des Gemisches bildete.

Das auf diese Weise hergestellte mit Schmiermittel imprägnierte Dochtbildungsmaterial wurde dann in das Endschild eines Motors der General Electric Company, Rahmengröße 39 des Tvps nach Figur 1 gestopft. Das Endschild war jedoch so abgewandelt, daß eine Zirkulation des Öls zu dem Lagerhohlraum verhindert wurde. Das zu prüfende Endschild wurde in einem Prüfgerät des Typs nach Figur 6 befestigt und eine Lagerlast von etwa 22 kg (45 Ib3)wurde an der Welle außerhalb der Lagerstruktur ausgeübt. Die Lagertemperatur wurde auf 70⁰C gehalten. Es wurde ein Zyklus Ein-Aus von 4,75 Minuten Einschaltung zu 0,25 Minuten Ausschaltung angewendet. Die Prüfergebnisse wurden in einer Kurve abgetragen

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und sind in Figur 8 in ausgezogenen Linien dargestellt. Die Ergebnisse gemäß Figur 8 wurden mit der Ölfreigabe-Geschwindigkeit des Wollfilzes verglichen, die in einer ähnlichen Prüfung unter Benutzung von Wollfilz-SpeicherdochtmaterisI ermittelt wurde und in Figur 8 in gestrichelten Linien wiedergegeben ist. Aus Figur 8 ist ersichtlich, daß während der ersten Stunden das ölimprägnierte Dochtmaterial der Erfindung Öl mit einer ausgezeichneten Geschwindigkeit freigab, d.h. mit einer Geschwindigkeit, die hoch genug ist, um eine richtige Lagerschmierung zu gewährleisten und andererseits nicht so hoch ist, um ein Überfließen des Öls im Innern des Motors zu bewirken oder. die Fähigkeit des Dochtbildungsmaterials zur Wiederaufnahme von Öl übermäßig zu beanspruchen. Nach 37 Stunden wurde gefunden, daß 53% des Öls aus der Schmiermittel-Zusammensetzung 7 unter Benutzung des neuartigen Dochtbildungsmaterials 1 freigegeben worden wer. Die mit Kreisen bezeichneten Punkte an der Kurve zeigen tatsächliche Meßwerte der Prüfung, nach denen die Kurve gezeichnet wurde.

Die vorgenannte Prüfeinrichtung ist ein Dynamometer-Prüfgerät und ist schematisch in Figur 6 dargestellt. In diesem Gerät wird ein Endschild eines Motors mit Rahmengröße 39 der General Electric des Typs nach Figur 1 in einem Pendellager 30 befestigt, welches auf einer Basis 31 getragen ist und mit einem nicht gezeigten Wandler zur Drehmomentmessung verbunden ist. Die von einem Motor 32 angetriebene Welle 12 ist benachbart zu einem Ende durch das Endschild 11 und das Lager 10 gehaltert und weiterhin durch ein rückwärtiges Stützlager 34, das zwischen das Pendellager 30 und den Antriebsmotor 32 eingefügt ist. Die Welle 12 erstreckt sich durch das zu prüfende Lager 10 und trägt an ihrem äußeren Ende ein Lager 35 zur Lastaufnahme und ein Gewicht 36. Der Zuführungsdocht 19 nach Figur 1 wird oberhalb der Welle so angebracht, daß das Gewicht 36 gemäß, der

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Darstellung in Figur 7 allgemein um etwa 180° gegenüber dem Zuführungsdocht versetzt angeordnet ist. Das Gewicht 36 kann jedoch in irgendeiner anderen Winkellage bezüglich des Zuführungsdochtes 19 angebracht werden in Abhängigkeit von den erwünschten bestimmten Prüfbedingungen.

Beispiel 2

Ein elastischer Polyurethan-Schaum des Äthertyps wurde wie in Beispiel 1 und in der vorstehenden Beschreibung erläutert, fein zerteilt, und die erhaltene Masse von teilchenförmigem Polyurethan-Material wurde dann gründlich vermischt mit einem Lagerschmieröl des Typs 280 zur Bildung einer Schmiermittel-Zusammensetzung, welche etwa 20 Gew.-% Polvurethanteilchen und etwa 80 Gew.-% Schmieröl enthielt. Dieses mit Schmieröl imprägnierte Dochtbildungsmaterial oder die Schmiermittel-Zusammensetzung wurde dann in einer Prüfeinrichtung geprüft, welche die Benutzung des Dochtbildungsmaterials bei der Schmierung eines Lagers im Endschild eines Motors des Rr*hmentvps 39 der General Electric Companv nachbildet. Eine schema tische Abbildung des verwendeten Prüfgerätes ist in Figur 7 gezeigt. DpS₁ Prüfgerät enthielt eine Stahlscheibe 40 mit einem Durchmesser von etwa 14 cm (5,5 Zoll) und einem Umfangsrand mit einer Breite von etwa 2,5 cm (I Zoll). Die Scheibe 40 war drehbar auf einem Rahmen 41 gehaltert. Auf dem Rahmen 41 wurde ein Paar von Ölabstreifern 42 befestigt, um das Öl zu entfernen, welches von dem Umfangsrand der Scheibe 40 aufgenommen war. Ein Filzwischer 45 wurde am Rahmen 41 befestigt und gegen den Umfangsrand der Scheibe 40 angeordnet, um jedes von den Abstreifern zurückgelassene Öl zu entfernen. Eine Prüfprobe des mit Schmieröl imprägnierten Dochtbildungsmaterials wurde in eine Prüfeinrichtung eingebracht, welche allgemein bei 44 bezeichnet ist. Die Prüfeinrichtung 44 enthielt einen Behälter oder ein Rohr 46 mit einem Volumen, welches angenähert dem Schmiermittelvorratsvolumen des Endschildes eines Motors mit

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Rflhmentvp 39 gemäß Figur 1 ist. Ein Filzzuführungsdocht 48 erstreckte sich durch die Endkappe des Behälters 46 zum Umfangsrand der Scheibe 40. Das entgegengesetzte Ende des Behälters wsr mit einer Endkappe verschlossen, welche perforiert ist, um einen Ausgleich des Luftdruckes im Innern des Rohrs 46 mit dem Druck der Umgebungsluft zu gestatten. Um das Äußere des Behälters 46 wurden Aluminiumheizwicklungen 49 gewickelt und ein nicht gezeigtes Thermoelement wurde angebracht, um die Temperatur der Probe zu steuern. Die Temperatur der Prüfprobe wurde auf 75°C gehalten und die Scheibe 40 wurde mit einer Drehzahl gedreht, welche im Zusammenhang mit der Fläche der Endoberfläche des Zuführungsdochtes eine Simulation einer Welle mit etwa 1,3 cm (1/2 Zoll) Durchmesser bei einer Drehzahl von 1750 Umdrehungen pro Minute in dem Lager des Endschildes eines Motors des Rahmentyps 39 darstellte. Der zeitliche Ölverlust wurde dadurch bestimmt, daß der Probenbehälter 46 periodisch gewogen wurde. Die Ergebnisse der Prüfung sind in Figur 9 gezeigt, wobei das Prüfergebnis mit ausgezogener Linie wiedergegeben ist und mit einem vollständig aus Filz bestehenden System verglichen ist, das in gestrichelten Linien gezeigt ist. Die Ergebnisse des vollständig aus Filz bestehenden Svstems wurden mit der Prüfeinrichtung nach Figur 7 erhalten, wobei ein mit Öl imprägnierter Wollfilz als Packungsmaterial für die Prüfung verwendet wurde.

Beispiel 3

Es wurde ein Polyurethan-Schaum des Polyestertyps verwendet, welcher von der United Foam Co. Breman, Indiana, bezogen wurde. Der Schaum wurde in Form von Flocken von etwa 1,3 cm (1/2 Zoll) geliefert. Die Ausgangszusammensetzung für die Herstellung des Schaums war etwa 60 Gew.-% Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 3.000 und 40% Toluol-di-

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isocyanat zusammen mit kleineren Anteilen von entsprechenden Katalysatoren, Mitteln zur Aufschäumung und Schaumstnbilisatoren, Der Schaum wurde fein zerteilt oder auf andere Weise verkleinert in einem Abbe-Granulstor (Abbe orbital granulator), dessen Schneidkflmmer aus zwei rotierenden Messern und zwei stationären Messern bestand. Der fein zerteilte Schaum wurde durch eine Anzahl von Sieben gesiebt und für zwei getrennte Zerkleinerungsgänge wurden Teilchengrößenverteilungen gemäß Tabelle I erhalten.

TABELLE I

Siebgröße CMaschen pro Zo

20

200

Öffnung_	0,157	Gew.-% jEurückgeha 1 ten	B
(Maschenweite Lmm])CZol]Ji	0,09	A	-
3,9	0,03	-	1,0
2,3	0,007	0,1	34,0
0,83	0,003	24,0	63,0
0,175	69,0	2,0
0,074	7,0

Jede Messung in Tabelle I ist ein Mittelwert von mindestens drei Bestimmungen. Zur Veranschaulichung ist anzuführen, daß eine Zurückhaltung von 69,0% bedeutet, daß 69% der Teilchen kleiner waren als etwa 0,75 mm (30/1000 Zoll) (sie gingen durch eine Siebgröße von 20 Maschen pro Zoll) (20 Maschen pro 2,5 cm), je doch größer waren als etwa 0.18 mm (7/1000 Zoll) (sie wurden zurückgehalten von einer Siebgröße von 80 Maschen pro Zoll) (80 Maschen auf 2,5 cm).

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Das für die Verwendung in der Schmiermittel-Zusammensetzung gewählte Öl war das vorstehend erwähnte Öl des Typs 280 und es wurden insbesondere folgende Öle verwendet: Sun 280 Öl, Mobilöl 280 und Sun 280-NW (spermloses Öl).

Die Schmiermittel-Zusammensetzung, welche in der nachstehend beschriebenen Weise geprüft wurde, wurde in folgender Weise hergestellt:

1. 200 Gewichtsteile der Polyurethan-Teilchen mit Abmessungen gemäß der Beschreibung in Tabelle I wurden in einen Hobart-Planeten-Mischer gebracht.

2. 800 Gewichtsteile des ausgewählten Öls des Typs 280 wurden in den Mischer eingebracht.

3. Das Gemisch von Öl und Polvurethan-Teilchen wurde 20 Minuten lang gemischt.

Das auf diese Weise gemäß Beispiel 3 hergestellte, mit Schmieröl imprägnierte polymere Dochtbildungsmaterial wird nachstehend als Schmiermittel-Zusammensetzung gemäß Beispiel 3 bezeichnet und wurde dann als Schmiermittel für ein Lager verwendet und außerdem im Hinblick auf eine Vielzahl von bedeutungsvollen Eigenschaften untersucht. Unter den untersuchten Eigenschaften waren die folgenden:

Ölfreigabe,

Extrudierfähigkeit und Ölzurückhaltung, Verdrängung von Öl durch Wasser.

Im Zusammenhang mit jeder der obigen Prüfungen wurden die Prüfergebnisse für die Schmiermittelzusammensetzung des Beispiels 3

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mit den Ergebnissen von ähnlichen Prüfungen verglichen, welche an handelsmäßig erhältlichen Schmiermittel-Zusammensetzungen oder einem mit Schmieröl imprägnierten Dochtbildungsmaterial vorgenommen wurden, beispielsweise dem Material "Permawick FHH", welches gemäß den vorstehend erörterten Patentschriften der Permawick Company erzeugt wurde. Das gleiche Schmieröl, Sunöl 280 NW, war bei jedem dieser Dochtbildungsmaterialien enthalten. Es wurde gefunden, daß das handelsmäßig erhältliche Dochtbildungsmaterial Permawick FHH ein zelluloseähnliches faserförmiges Dochtbildungsmaterial ist, welches 83 bis 86 Gew.-% Sun 280 Öl und 14 bis 17 Gew.-% faserförmiges Dochtbildungsfiltermaterial enthält.

Neben den zuvor erwähnten Eigenschaften wurde die Schmiermittelzusammensetzung nach Beispiel 3 auch nocft mit dem Permawick FHH-Material bezüglich anderer Eigenschaften verglichen, welche eine geringere Bedeutung besitzen als die oben aufgezählten Eigenschaften und es wurde in jedem Falle gefunden, daß das Material dem Vergleich mit dem Permawick FHH standhält.

Die Werte für die Eigenschaften bezüglich der Ölfreigabe für die Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 wurden erhalten unter Verwendung der Prüfeinrichtung für die Ölfreigabe^ wie sie in Figur 7 gezeigt wird. Der Prüfbehälter oder das Rohr 46 mit der Zusammensetzung wurde auf 75⁰C gehalten und wurde periodisch gewogen, um die Ölmenge zu bestimmen, welche auf die rotierende Scheibe 40 überführt worden war. Die Größe des erreichbaren Ölverlustes wurde dann als Funktion der Zeit (Figur 10) aufgetragen. Die Fähigkeit der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 zur Ölfreigabe, gemessen durch die Prüfeinrichtung für Ölfreigabe,ist weiterhin aus Figur 10 ersichtlich im Vergleich mit einer ähnlichen Fähigkeit des Materials Permawick FHH zur Ölfreigabe. Beide Proben wurden von Hand gestopft und das Prüf-

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rohr oder der Behälter 46 enthielten die gleiche Materialmenge. Es wurde beobachtet daß die Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 77% des verfügbaren Öls pumpte und andererseits dagegen das Material Permpwick FHH nur 23% des verfügbaren Öls pumpte.

Die Daten für die Ölfreigabe wurden außerdem ermittelt an Endschildern 11 gemäß Figur 1, bei denen dann der Lagerhohlraum 16 mit der Schmiermittel-Zusammensetzung des Beispiels 3 gestopft wurde. Zum Vergleich wurden ähnliche Endschilder 11 mit Schmiermaterial Permawick FHH gestopft. In beiden Fällen wurden die Lagerhohlräume gestopft unter Verwendung konventioneller Extruderausrüstungen für.Schmiermittel. Die gestopften Endschilder 11 wurden dann in dem Reaktionsdynamometer befestigt, welches schematisch in Figur 6 gezeigt ist, und es wurde eine Last auf die Welle 12 außerhalb des Lagers 10 des Endschildes angesetzt. Die Lagertemperatür wurde auf 70°C gehalten. Die Welle wurde mit einer Drehzahl von 1200 Umdrehungen pro Minute gedreht und durch Zyklen mit einer Einschaltdauer von 4,75 Minuten und einer Ausschaltdauer von 0.25 Minuten geführt. Alle Belastungen wurden unter einem Winkel von 180° bezogen auf das Fenster des Lagers 10 und den Filzzuführungsdocht 19 angesetzt. Die Lager 10 wurden anfänglich mit etwa 22 kg (45 Pfund) belastet und die Last wurde nur geändert, um mehr Öl aus dem Lager zu "locken". Die Richtung der Drehung (im Uhrzeigersinne "CW" oder im Gegenuhrzeiger?inn "CCW") wurde ebenfalls geändert, um mehr Öl aus den Lagern 10 zu locken. Bei der anfänglichen Stopfpackung enthielten die gestopften Endschilder 11 mit dem Material Permawick FHH 21,4 Gramm Schmiermittel (17,7 Gramm Öl) und andererseits enthielten die mit der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 gestopften Endschilder 20,7 Gramm Schmiermittel' (16,4 g öl). Die vergleichsweisen Daten für die ölfreigabe, welche hierbei erhalten wurden, sind in den Tabellen II und III zusammengefasst. Es ist festzustellen, dass das nach der vorliegenden Erfindung herge-

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stellte Schmiermittel etwa 50% des verfügbaren Öls freigab, während das Schmiermittel Permawick nur etwa 34% des verfügbaren Öls freigab.

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Tabelle II

Ölfreisetzung an maschinell gestopften Lagern, Rahmentyp 39, Permawick FHH mit Sun Öl 280-NW

	Zeit	Lager Nr. 1	im Uhrzeigersinn	45	Dreh	Zeit	Lager Nr. 2	Dreh	Zeit	Lager	Nr. "	3	(ke)	45	Dreh	So	tv ^ ti
	(Std.)			rich	(Std.)	gepumptes Last (kg)	rich	(Std.)	gepumtes	Last	(US-Pfund)		rich	CCW (^	ΓΌ l *■ ■ = 41^ η
	0,25	gepumptes Last (kg)		tung	0,25	Öl (g) (US-Pfund)	tung	0,20	öl (g)	22		tung	CYC	oj i ■ i. 00 · r,
	0,50	Öl (g) (US-Pfund)		CCW	0,50	1,008 22 45	CW	0,70	0,666			CCW
	1,00	0,526 22			0,75	2,286		1,70	1,120
cn * *	1,50	0,822			2,00	3,222		3,50	1,306
co	2,50	1,204			7,30	4,893		5,20	1,437
CD	3,50	1,462			18,75	5,071		6,10	.1,578			CW
	5,00	1,801			19,25	5,071		6,90	3,560
—*	6,00	2,066		CW	20,25	5,365	CW	22,20	4,. 383		31
N	7,00	2,224			22,25	5,420		24,40	5,103
O	8,00	3,093			23,25	5,420		27,90	5,150	15
CU t~>	23,50	3,419		CCW		5,420	CW	29,10	5·, 166		27
σ>	25,00	3,442		CW				30,80	5,565
	26,00	3,470						46,10	5,915	13
	27,50	3,727	24					51,70	6,336		¹^
	28,50	3,738						62,90	6,738
	33,00	3,768	30	CW				66,70	6,800	7
	49,00	3,768		CYC				69,80	6,964		6
	50,05	4,321 12						85,10	7,213
	52,50	5,299	öl =	CCW				109,1	7,385	3	gesamtes freigegebenes öl
	53,50	5,514 15						137,8	7,440
	5,525				7,440
	5,525		gesamtes freigegebenes öl =	30$
	gesamtes freigegebenes
	CW -

CCW - im Gegenuhrzeigersinn

CYC - Drehrichtung nach jedem Zyklus geändert (5 Minuten)

- 24 Tabelle III

ölfreisetzung an maschinell gestopften Lagern, Rahmentyp 39, Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 mit Sun Öl 280-NW

CXI CD CO CD Ni

CD O CD

	Lager	Nr. 1	(kg)	45	Dreh-	Lager Nr. 2	Dreh- .	CW	Lager Nr. 3 Dreh
Zeit	gepumptes	Last	(US-Pfund)	45	rich- Zeit	gepumptes Last (kg)	rieh- Zeit	CCW	gepumptes Last (kg) rich-
(Std.)	Öl (β)		22	45	tung (Std.)	Öl (g) (US-Pfund)	tung (Std.)		Öl (g) (US-Pfund) tung
0,2	0,382	22	30	CW 0,1	1,374 22 45	CCW 0,1	0,273 22 45 CCW
0,4	0,383	22	30	0,3	2,362	0,3	0,910
2,2	0,387	15	30	0,5	2,870	0,6	1,598
3,0	1,289	15	30	0,75	3,398	1,0	2,192
	1,795	15	45	1,00	3,772	1,5	2,703
5,8	2,024	15	45	1,25	4,057	2,0	3,118 j
6,4	2,124	22	45	1,50	4,318 '	2,6	3,408
6,9	3,345	22	45	CCW 1,75	4,547	7,6	3,946
7,9	4,779	22		2,00	4,724	18,0	4,221 CW
23,1	8,579	22		2,85	5,085	19,0	4,977
28,3	8,677			3,4	5,227	20,0	5,373
				4,1	5,461	21,5	5,642
				5,2	5,801	23,0	5,870
				6,0	5,948	25,7	5,991 ccw
				6,8	6,057	26,5	6,023 15 30
				22,2	6,772	32,0	6,742
				24,0	7,331	36,9	7,270
				26,0	7,729
				28,0	8,057
			30,0	8,090
			46,0	8,092
		50,0	8,542

gesamtes freigegebenes öl ■* 52$ gesamtes freigegebenes öl = 51$ gesamtes freigegebenes öl = 44%

Die Eigenschaften der Schmiermittelzusammensetzung nach Beispiel 3 bezüglich der Extrudierfähigkeit und der Öl Zurückhaltung wurden durch eine Bestimmung dahingehend abgeschätzt, ob nach der Extrudierung der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 ein Auslaufen oder Ablaufen von Öl auftrat. Für diese Prüfung wurde die Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 auf ein Sieb extrudiert, das Extrudat und das Sieb wurden auf eine Aluminiumschüssel gesetzt und die Ölmenge, welche bei 75°C und bei Zimmertemperatur auslief, wurde ermittelt. Das Extrudiergerät für die Prüfung bestand aus zwei Zylindern, von denen der längere eine Länge von etwa 18 cm (7 Zoll) mit einer Bohrung von etwa 9,5 mm (3/8 Zoll) besaß. Das Oberteil dieses Zylinders wurde unter einen anderen Zylinder gegen diesen anliegend gebracht, welcher eine Länge von etwa 7,5 cm (3 Zoll) und eine Bohrung von etwa 19 mm (3/4 Zoll) begaß. Die Extrudierprüfungen wurden auf diese Weise mit einer abgemessenen Strömung aus einem großen Durchmesser auf einen kleinen Durchmesser ausgeführt, um die Wirkung der handelsmäßig erhältlichen Extrudiergeräte für Schmiermittel und Dochtbildungsmaterial nachzubilden. Es wurde hierbei nur eine qualitative Information erhalten. Es konnte jedoch festgestellt werden, daß die Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 eine gute Integrität und einen gleichförmigen Grad der Durchnässung oder Ölverteilung besaß. Bei den Siebprüfungen, bei denen das Extrudat auf ein Sieb bei 75°C und bei Zimmertemperatur gebracht wurde, wurde in den Aluminiumbechern kein Öl festgestellt. In ähnlicher Weise verloren Endschilder, welche mit der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 unter Verwendung von handelsmäßig erhältlichen Extrudiergeräten gestopft wurden, ebenfalls kein loses Öl, wenn sie mit der Nabe nach unten zwei Wochen lang in einem Ofen bei 75°C gehalten wurden.

Die Werte für das Austreiben von Schmieröl aus der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 durch Wasser wurden durch

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Eintauchprüfungen und Auswaschprüfungen ermittelt. Eine einfache Eintauchprüfung wurde aufgestellt, um die Einwirkung von Wfsser auf die Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 zu bestimmen. Es wurde ein Vergleich vorgenommen mit dem Materini Permawick FHH. Beide Materialien benutzten als Schmieröl Sun-Ö'l 28O-NW. Bei den Wasserverdrängungsprüfungen wurden sowohl gestopfte Endschilder 12 für einen Motorrahmen Nr. 39 nach Figur 1 und auch lose und nicht gestopfte Schmiermittel-Dochtbildungsmpteriplien geprüft. Bei ,jeder Prüfung wurde die in dem Schmiermittel zurückgehaltene Ölmenge nach dem Eintauchen in destilliertes Wasser während einer gegebenen Zeitdauer bestimmt. Nach dem Eintauchen wurde das Schmiermittel auf 75°C so lange erhitzt, bis das gesamte Wasser entfernt war. Die Differenz zwischen dem ursprünglichen Gewicht und dem Endgewicht wurde als quantitatives Maß für das verdrängte Öl genommen.

In einer Form der Eintauchprüfung wurden etwa 20 Gramm eines losen unverdichteten mit Schmiermittel beschickten Dochtbildungsmaterials in ein Becherglas von 250 ml abgewogen. In Jedem Falle wurde ein poröser Stopfen aus Polyurethan etwa halb in das Becherglas eingeführt, um ein Schwimmen des Schmiermittel-Dochtmaterials zu verhindern. Nach Einführung des Stopfens wurde destilliertes Wasser bis zur 200 ml-Marke zugefügt. Die Bechergläser wurden dann ein bis fünf Stunden lang bei Zimmertemperatur und bei einer Temperatur von 50°C gehalten. Die vergleichenden Prüfergebnisse für die Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 und die Schmiermittel-Zusammensetzung Permawick FHH sind in Tabelle IV wiedergegeben.

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TABELLE IV

Vergleich der Schmiermittel-Zusammensetzung nsch Beispiel 3
mit PermPwick FHH mit Sun Öl 2PO-NW hinsichtlich
der Olverdrängung durch Wasser

	Probe	•	Permawick	Gewicht (g)	Zeit (Stunden)	Temp.	% Ölverlust
	Beispiel 3	It	20.33	1	50°C	0,89
	It	Il	21.36	3	50°C	1,04
cn	It	It	21,78	5	50°C	1,51
O co	•1	Il	21,35	1	20°C	0,99
00	Il	Il	21,66	3	20°C	1,35
—Λ	Il	21,10	5	2 0°C	1,38
O
CO O	20,69	1	50°C	8,0
ro	20,53	3	50⁰C	14,6
	21,58	5	50°C	21,0
	21,23	1	20°C	. 34,6
	20, 97	3	20°C	44.3
	21,52	5	20°C	42,5

Ebenso wurden Ölverdrängungsvergleiche an Endschildern 11 des Motorrahmentyps 39 vorgenommen, welche mit den Schmiermittel-Dochtmaterialien maschinell gestopft wurden. Die gestopften Endschilder wurden in Wasser bei 20°C eingetaucht und die Ergebnisse sind in Tabelle V wiedergegeben.

TABELLE V

Ölverdrängung an Endschildern, Rahmentvp 39

Öl-Start Nach 7 Std. Nach 40 Std. % Verlust

verbleibendes öl verbleibendes öl (40 Std.)

Permpwick 17,7g 8.9g 6,8g 61% FHH mit Sun
Öl 280-NW

Beispiel 3 16,4 g 14,5 g 14,1 g 15%

Das Verhalten des Schmiermaterials nach Beispiel 3 gegen Auswaschen durch Wasser wurde dadurch bestimmt, daß auf das obere Ende eines laufenden Lagers destilliertes Wasser getropft und das oben an dem Ölbehälterdeckel tiberfließende Öl und/oder Wasser gesammelt wurde. Zu diesem Zwecke wurden Lager 10 des Rahmentyps 39 gemäß Figur 1 maschinell mit einem mit Schmiermittel imprägnierten Dochtmaterial gestopft und auf einer Wellenverlängerung eines vertikalen Motors des Rahmentyps 39 befestigt und gegen einen auf der Wellenverlängerung (nicht gezeigt) aufgepreßten Druckring gebracht. Die Lager 10 wurden bei 1600 Umdrehungen pro Minute betrieben und auf einer Temperatur von 50 i 2°C gehalten mit einer radialen Belastung von etwa

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5 kg (10 Pfund) entgegengesetzt zum Zuführungsdocht. Das destillierte Wasser wurde in das Lager 10 mit einer Injektionsnadel entlang der Seite der Welle 12 auf den Außenbord-Ölschleuderer 21 injiziert, welcher so nahe wie möglich zum Lager geschoben wurde. Eine Injektionsspritzenpumpe des Typs SAGE mit einem In-

jektionsansatz B&D von 30 cm wurde benutzt, um die Zuflußgeschwindigkeit des Wassers zu steuern. Über die Prüfanordnung wurde ein Kunststoffzelt gebracht und offene Wasserschüsseln wurden eingebracht, um die Feuchtigkeit zu erhöhen. Die relative Feuchtigkeit wurde zwischen 60% und 76% gehalten. Das zu prüfende Lager und der Motor wurden um einige Grad gekippt, so daß überfließendes Öl oder Wasser auf eine Seite des Ölbehälterdekkels abfloß und dieses wurde von dort durch Trichter in einen

Meßzylinder eingeführt. Die Wasser zuflußmenge wurde auf 4,-5 cm

3 pro Stunde gehalten mit einem Gesamtzufluß von 18 cm Wasser.

Die Prüfung wurde vier Stunden lang durchgeführt. Die gesammelte überfließende Flüssigkeit ergab die folgende Auswertung:

Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 - 4,0 cm Öl,

3
8,5 cm Wasser.

Schmiermittel-Zusammensetzung Permawick

3 3 7,5 cm Öl, 6 cm Wasser.

Das an der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 erhaltene Öl war in stärkerem Maße eine Emulsion, von Öl-Wasser als das Öl von dem mit Permawick gestopften Lager. Bei wiederholten Prüfungen war der vorstehend angeführte Unterschied nicht immer so. ausgeprägt; die relativen Verhältnisse waren jedoch stets gleich. Eine Steigerung der Temperatur ergab eine scheinbare Verminderung der Differenz der Ölaustreibung. Eine weitere Untersuchung zeigte, daß die Geschwindigkeit des Austausches von Öl durch Wasser in einem Lager in starkem Maße dadurch beeinflußt wird, mit welcher Leichtigkeit ein Pfad oder Kanal für das Wasser durch

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die Packung gebildet wird. Nachdem*einmal ein solcher Weg hergestellt ist, geht das Wasser schnell hindurch, während andererseits der Öl austausch in'angrenzende^ Bereichen mit einer geringeren Geschwindigkeit stattfindet. Die Prüfungen in Glasrohren zeigten, dp β ein Weg für das W?sser in dem fein zerteilten Schaummsterial der Schmiermittel-Zusammensetzung nach Beispiel 3 schneller aufgebaut wird als in der Schmiermittel-Zusammensetzung Permawick mit faserförmigem Material, in welcher das Wasser eine Neigung zur Ausbreitung zeigt.

Schmiermittel-Zusammensetzungen unter Verwendung von Dochtbildungsmaterialien gemäß der Erfindung und der vorstehenden Beschreibung sind geeignet für einen breiten Bereich von Anwendungsmöglichkeiten in den verschiedensteh Geräten und sind besonders günstig für die Schmierung von Lagern von Motoren mit einer Leistung von einem Bruchteil einer Pferdestärke. Die Schmiermittel-Zusammensetzung kann allein oder in Verbindung mit einem Filzzuführungsdocht verwendet werden. Die Schmiermittel-Zusammensetzung ist in der Lage, einen Hauptteil ihres aufgenommenen Schmieröls oder fließfähigen Schmiermittels an das Lager abzugeben, mit dem sie in Verbindung steht. Weiterhin ist die Schmiermittel-Zusammensetzung in höchstem Maße geeignet für die Verwendung in automatisierten Herstellungsverfahren und ist insbesondere geeignet zur Verwendung mit Extrusionsmaschinen des Typs, welche handelsmäßig benutzt werden, um Schmiermittel-Zusammensetzungen während der Herstellung von Motoren mit einem Bruchteil einer Pferdestärke in die Lagerhohlräume solcher Motoren unmittelbar zu injizieren.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß ein neuartiges Dochtbildungsmaterial, eine Schmiermittel-Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung derselben und Schmiersysteme geschaffen wurden, welche alle vorstehend ausgeführten Aufgabenstel-

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lungen und Vorteile verwirklichen. Änderungen der Zusammensetzungen und der Anordnungen und weitere Einzelheiten und auch Abwandlungen in dem Verfahren zur Herstellung derselben können vom Fachmann ohne weiteres vorgenommen werden^ ohne hierdurch den allgemeinen Umfang der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Pa tenta nsprüche

1. Dochtbildungsmaterial für die wieder freigebbare Aufnahme eines flüssigen Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet , dass eine Masse diskrete,
nicht-faserförmige, vielfach verzweigte, elastische
Schaumteilchen (5) enthält.

2. Dochtbildungsmrterial nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß die Schaumteilchen (5) eine Teilchengröße allgemein entsprechend einer lichten
Maschenweite von etwa 3,9 mm bis 0,074 mm (zwischen etwa
5 Maschen und 200 Maschen pro Zoll) besitzen.

3. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die Schaumteilchen aus Polyurethan-Schaum bestehen.

4. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß der Polyurethan-Schaum ein Material des Äthertyps ist.

5. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet , daß der Polyurethan-Schaum ein Estertvp ist.

6. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß die Schaumteilchen (5) aus einem polymeren Schaum bestehen.

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7. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaumteilchen (P) eine Abmessung in einem Bereich entsprechend einer lichten Maschenweite von etwa 2,4 mm bis 0,175 mm (etwa B bis 80 Maschen pro Zoll) besitzen.

Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 1, d a du r c h gekennzeichnet , daß ein Hauptteil der Schaumteilchen (5) eine Abmessung entsprechend lichten Maschenweiten des Siebs von kleiner als etwa 0,83 mm (etwa 20 Maschen pro Zoll) und größer als etwa 0,175 mm (etwa 80 Maschen pro Zoll) besitzt.

9. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaumteilchen im wesentlichen gegenüber dem flüssigen Schmiermittel inert und in ihm unlöslich sind.

10. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß die zerrissenen Zellenrippen und Zellwände der zellenförmigen Struktur der Schaumteilchen die vielfach verzweigte Gestalt derselben definieren.

11. Dochtbildungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vielfach verzweigte Eigenschaft der Schaumteilchen durch zerbrochene Zellstrukturen derselben gebildet ist.

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12. Schmiermittel-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Gemisch eines flüssigen Schmiermittels und einer teilchenförmigen Masse von diskreten, nicht-faserförmigen, vielfach verzweigten, elastischen Schaumteilchen umfaßt.

13. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige

wn c?df*τ*

Schmiermittel durch die Schaumteilchen /£reigebbar aufgenommen ist.

14. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daßdie Schaumteilchen eine Kapazität zur Freigabe von bis zu 85% des in ihnen aufgenommenen flüssigen Schmiermittels besitzen.

15. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von zerbrochenen Zellen der Zellenstruktur der Schaumteilchen die vielfach verzweigte Form derselben bildet.

16. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige

wieder Schmiermittel durch die Schaumteilchen allgemein Tfreigebbar in mindestens einem Teil der zerbrochenen Zellen der Zellenstruktur derselben aufgenommen ist.

17. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Viel-

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or* —

zn hl von zerbrochenen Zellenrippen und Zellenwänden der Zellenstruktur der Schaumteilchen die vielfach verzweigte Form derselben bildet.

18. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet; daß das flüssige Schmiermittel durch die Schaumteilchen allgemein zwischen mindestens einigen der zerrissenen Zellenrippen und Zellenwände derselben wieder freigebbar aufgenommen ist.

19. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, da-, durch gekennzeichnet, daßdie Schpumteilchen im allgemeinen eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von etwa 3,9 mm bis'0,074 mm (etwa 5 und etwa 200 Maschen pro Zoll) besitzen.

20. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumteilchen eine Teilchengröße allgemein entsprechend lichten Maschenweiten zwischen 2,4 mm bis 0,175 mm (kleiner als etwa 8 und allgemein größer als etwa 80 Maschen pro Zoll) aufweisen.

21. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptteil der Schaumteilchen eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite zwischen etwa 0,83 mm und 0,175 mm (weniger als etwa allgemein 20 und mehr als etwa 80 Maschen pro Zoll) besitzt.

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22. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil etwa 65 bis etwa 85% der Schaumteilchen bildet.

23. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daßdie Schaumteilchen aus einem Polyurethan-Schaum bestehen.

24. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethan-Schaum ein Material des Äthertyps ist.

25. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethan-Schaum ein Material des Estertyps ist.

26. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daßdie Schaumteilchen aus einem polymeren Schaum bestehen.

27. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch ge kenn ze i c h η e t , daß die Schaumteilchen gegenüber dem flüssigen Schmiermittel im wesentlichen inert und in demselben unlöslich sind.

28. Schmiermittel-Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch

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etwa 20 bis 30 Gev.-% der Schaumteilchen und etwa 70 bis RO Gew.-% des flüssigen Schmiermittels enthält.

29. Verfahren zur Herstellung einer Schmiermittel-Zusammensetzung, gekennzeichnet durch die folgenden Verfρhrensschritte:

a.) ein geschäumtes, polymeres Material wird zu einer teilchenförmigen Masse von diskreten, nicht-faserförmigen, vielfach verzweigten, elastischen Schaumteilchen zerkleinert, und

b.) die teilchenförmige Masse wird mit einem flüssigen Schmiermittel vermischt.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Mischens weiterhin eine anteilige Abmessung der teilchenförmigen Masse und des flüssigen Schmiermittels im Verhältnis von etwa 20 bis 30 Gew.-% der Teilchen und 70 bis 80 Gew.-% des flüssigen Schmiermittels umfaßt.

31. Verfahren nach Anspruch 29, d a d ü r c h g e k e η η ζ e i c h-n e t , daß der Verfahrensschritt der Zerkleinerung eine feine Zerkleinerung des geschäumten Polymermaterials in Schaumteilchen umfaßt, welche eine Teilchengröße entsprechend einer lichten-Maschenweite zwischen etwa 3,9 mm und 0,074 mm (zwischen etwa 5 und 200 Maschen pro Zoll) besitzen.

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32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet , daß das geschäumte polymere Material ein Polyurethanpol^mer ist.

33. Verfahren nach Anspruch 29. dadurch gekennzeichnet . daß es den weiteren Verfahrensschritt einer feinen Zerteilung der Teilchen in dem Gemisch der teilchenförmigen Masse und des flüssigen Schmiermittels auf eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite zwischen etwa 3,9 mm und 0,074 mm (zwischen etwa 5 und 200 Maschen pro Zoll) enthält.

34. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte polymere Material aus den Ester-Polyurethanpolymeren und den Äther-Polyurethan-Polymeren ausgewählt ist.

35. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß der Zerkleinerungsschritt weiterhin eine feine Zerkleinerung des geschäumten Polymers in die Schaumteilchen enthält, wobei ein Hauptteil derselben eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite zwischen etwa 0,83 und 0,175 mm (kleiner als etwa 20 und allgemein größer als etwa 80 Maschen pro Zoll) besitzt.

36. Verfahren nach Anspruch 29; dadurch gekennzeichnet . daß der Zerkleinerungsschritt weiterhin ein Zerbrechen von mindestens den Zellen der Zellenstruktur des geschäumten Polymermaterials enthält, um die vielfach verzweigte Form der Schaumteilchen herzustellen.

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37. Verfahren nach Anspruch 36, d a d λι r c h g e k e η η zeichnet, daß der Verfahrensschritt des Mischens

wieder

weiterhin eine/freigebbare Aufnahme des flüssigen Schmiermittels mindestens in einem Teil der zerbrochenen Zellen der Schaumteilchen enthält.

3R. Verfphren nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet. dpß der Verfahrensschritt der Zerkleinerung weiterhin ein Zerreißen von mindestens den Zellenrippen und Zellenwänden der Zellenstruktur des SchPummaterials zur Herstellung der vielfach verzweigten Form der Schaumteilchen enthält.

39. Verfahren nach Anspruch 38. dadurch gekennzeichnet , daß der Verfahrensschritt des Mischens

wieder

weiterhin ein/freigebbares Aufnehmen des flüssigen Schmiermittels allgemein zwischen mindestens einigen der zerrissenen Zellenrippen und Zellenwände der Schaumteilchen einschließt. - ■ -

40. Schmiersystem für ein Gerät mit einer Lageranordnung in . einem Schmiermittel-Hohlraum desselben, mit einer Schmiermittel-Dochteinrichtung in dem Hohlraum und einer Schmiermittel-ZuführungsdochteinfichtungV* welche in dem Hohlraum mit gegenseitiger Berührungsfläche und zur Schmiermittel-Übertragung zwischen der Lageranordnung und der Speicherdochteinrichtung angeordnet ist, Sa durch g e k e η η ζ e i c h η e t _f daß die Speicherdbchteinrichtung eine Masse von mit flüssigem Schmiermittel imprägnier·

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ten, diskreten, nicht-faserförmigen, vielfach verzweigten, elastischen Schaumteilchen (5) enthält, welche die Fähigkeit zur Freigabe von mindestens etwa 53 bis 85% des flüssigen Schmiermittels (3) an die Zuführungsdochteinrichtung (19) besitzen.

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