DE605940C - Verfahren zur Herstellung einer Graphitschmiere - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
22. NOVEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 23 c GRUPPE

2Dr.-3ng. Erwin Kramer in Berlin

Verfahren zur Herstellung einer Graphitschmiere

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Oktober 1932 ab

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Graphitschmiere, in welcher die Graphitteilchen kolloidale Feinheit besitzen. Trotz der großen Feinheit der Graphitteilchen kann man gemäß der Erfindung auch noch erreichen, daß diese eine blattförmige Beschaffenheit zeigen, was für viele Zwecke der Technik von besonderem Vor-

to teil ist.

Man gelangt ferner mit Hilfe der Erfindung zu einem Schmiermittel, in welchem die einzelnen feinen Graphitteilchen gleichmäßig verteilt sind, ohne daß es hierzu besonderer chemischer Zusätze bedarf, welche die Güte des Schmiermittels beeinträchtigen können. Die Zermahlung von Graphit in Wasser mit Hilfe von Kugelmühlen ist bereits bekannt. Indessen mußte man dort sehr lange

ao Zeit, bis zu zehn Tagen oder sogar wochenlang, arbeiten, um nur einen Teil des Mahlgutes in kolloidale Feinheit überzuführen. Bei dem neuen Verfahren gelingt es dagegen, im zehnten Teil dieser Zeit praktisch die

as ganze in der Maschine befindliche Mahlgutmenge auf die gewünschte Feinheit zu bringen. Gemäß der Erfindung findet die Zerkleinerung des als Ausgangsmaterial benutzten pulverförmigen Graphites mit Hilfe kleiner Schlagwerkzeuge in großer Anzahl statt, deren Arbeitsfläche eine starke Krümmung besitzt, so daß zwischen der Arbeitsfläche und der Auflage theoretisch eine linien- oder· eine punktförmige Berührung stattfindet. Dadurch werden auch die kleinsten Graphitteilchen noch erfaßt und auf eine außerordentliche Feinheit zerteilt, die mathematisch bis ins Unendliche geht.

Zweckmäßig werden als Werkzeuge kleine fallende Kugeln benutzt, und die Zerkleinerung des .Graphits geschieht zwischen diesen und einer Aufschlagfläche, oder noch besser zwischen mehreren Kugeln.

Zweckmäßig verwendet man Kugeln möglichst glatter, polierter Oberfläche, am besten Metall- oder Stahlkugeln. Die Kugelgröße wird vorteilhaft auf 8 mm im Durchmesser und darunter bemessen. Im einzelnen ist dabei das spezifische Gewicht des Kugelmaterials zu berücksichtigen. Bei Benutzung eines beispielsweise auf einer Mühle bereits fein vorgemahlenen Graphitpulvers als Ausgangsmaterial erhielt man vorzügliche Resultate bei Verwendung von glatten Stahlkugeln, deren Durchmesser sich in einer Größenordnung von 3 bis 5 mm bewegt.

Wesentlich für die Durchführung des Verfahrens ist die Vermengung des' Graphitpulvers mit einer Flüssigkeit, z. B. öl. Die Flüssigkeit verhindert das Zusammenschla- 60' gen der Graphitteilchen, durch das die weitgehende Zerkleinerung behindert wird. Außerdem wird aber gleichzeitig eine Verteilung auch der feinsten Teilchen in der Flüssigkeit zuwege gebracht, so daß man in einem einzigen Arbeitsgang das Schmiermittel fertig-

zustellen in der Lage ist. Dieses kann je nach Bedarf für den praktischen Gebrauch durch Zusatz weiterer Flüssigkeitsmengen noch weiter verdünnt werden. Die Verteilung der Einzelteilchen ist wichtig, weil so kleine Teilchen das Bestreben haben, sich zusammenzuballen und dadurch die feine Aufteilung mehr oder weniger unwirksam zu machen.

Es ist von Belang, daß dem Graphit so viel ίο Flüssigkeit zugesetzt wird, daß die benutzten Kugeln nicht aneinander oder am Maschinengehäuse haften, da sonst ihre Schlagwirkung beeinträchtigt wird. Am besten gibt man so viel Flüssigkeit dazu, daß sich diese willig mit dem Graphit von den Kugeln ablöst. Zuviel Flüssigkeit beeinträchtigt aber das Verfahren.

Mit zunehmender Verfeinerung des Graphites wird die Gesamtoberfläche desselben erheblich vergrößert, und das Graphitflüssigkeitsgemisch wird infolgedessen konsistenter. Man müßte deshalb von vornherein mit einem Flüssigkeitsüberschuß arbeiten, um den obigen Bedingungen gerecht zu werden. Dadurch wird andererseits aber die Verteilung des Graphites über eine große Flüssigkeitsmenge herbeigeführt, so daß die Gelegenheit, daß letztere zwischen den Werkzeugen zerkleinert werden, geringer wird. Es ist deshalb besser, von vornherein nicht zu große Flüssigkeitsmengen zu nehmen, sondern von Zeit zu Zeit, entsprechend dem Fortschreiten der Zerkleinerung der Graphitteilchen, frische Flüssigkeit zuzusetzen. Bei einem Graphit, dessen Teilchen durch das ι ο ooo-Maschen-Sieb (pro Quadratzentimeter) hindurchgehen, als Ausgangsmaterial empfiehlt es sich, beispielsweise anfänglich auf ι kg Graphit 3 kg Schmieröl zuzusetzen und während der Zerkleinerung noch 2 bis 3 1 Öl nachzufüllen.

Will man eine konsistente Schmiere erzeugen, beispielsweise mit Hilfe von Vaseline, so wird die Apparatur etwas, etwa 50 bis 60 ° C, angewärmt.

Man kann aber auch das Verfahren mit öl beginnen und dann erst später die Vaseline zusetzen.

Die Abb. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung beispielsweise eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.

In einem Behälter 1 ist ein Becherwerk

angeordnet. Die Becher 3 schöpfen, die in einer Mulde 14 am Boden des Gehäuses befindlichen Kugeln und transportieren sie nach oben. Beim Umkehren der Becher fallen die Stahlkugeln auf eine Aufschlagplatte 4. Diese trägt zweckmäßig auf der einen Seite einen etwas erhöhten Rand 17, um eine gewisse An-Sammlung der Stahlkugeln herbeizuführen.

Hat diese stattgefunden, so treten die neu herabfallenden Stahlkugeln über den Rand τ 7 hinweg in einen Spalt 18 und rollen aus diesem in die Mulde 14 zurück, um dann wieder von unten nach oben transportiert zu werden.

Der mit Flüssigkeit aufgeschlämmte Graphit wird durch einen Stutzen 19 in den Behälter 8 eingefüllt. Dieser ist an seinem unteren Ende mit Hilfe des Rohres 20 an eine Rotationspumpe 7 angeschlossen. Das obere Ende des Behälters 8 steht durch das Rohr 21 über die Düse 9 mit dem Behälter 1 in Verbindung. Das Graphitölgemisch wird durch die Pumpe 7 in die Höhe gehoben und durch die Düse g in das Gehäuse 1 gespritzt oder gedrückt, und zwar so, daß es in die Bahn der herabfallenden Stahlkugeln gelangt. Eine Prallplatte 22 sorgt dafür, daß das ölgraphitgemisch nicht zu weit geschleudert· wird. Zwischen den fallenden Kugeln oder zwischen diesen und der Aufschlagplatte 4 erfolgt dann die Zerkleinerung des Graphites. Die Platte 4 ist mit kleinen Löchern S versehen, durch welche das öl mit dem Graphit nach unten abzufließen in der Lage .ist. Es gelangt dann in die Kammer 6 und von dort von neuem in die Pumpe 7. Ist das Schmiermittel fertiggestellt, so kann man es durch das Rohr 15 und einen daran befindlichen Hahn 16 nach unten ablassen.

Man ist bei dieser Anordnung in der Lage, einerseits durch die Regelung der Umlaufsgeschwindigkeit des Becherwerkes und andererseits durch Regelung der Drehgeschwindigkeit der Pumpe 7 den Kugelfall zu beschleunigen bzw. die Menge der jeweilig zugeführten Ölgraphitmischung zu beeinflussen und dadurch beide aufeinander abzustimmen. Die Zerkleinerung ist am günstigsten, wenn Kugel auf Kugel fällt.

Man kann die Apparatur dadurch vereinfachen, daß man die Pumpe 7 mit den zugehörigen Teilen fortläßt und den Raum 6 durch eine punktiert gezeichnete Öffnung 23 in direkte Verbindung mit der Mulde 14 bringt. Das öl fließt dann mit dem Graphit zusammen ebenfalls in die Mulde und wird von da aus mit den Stahlkugeln zusammen durch das Becherwerk angehoben und zum Herabstürzen gebracht. .

Schließlich kann man auch das öl über die Wand 17 mit den Kugeln zugleich übertreten lassen. In den letztgenannten Fällen kann eine Entleerung des Apparates durch einen Verschluß deckel 24 am Boden, der Mulde 14 erfolgen und das Füllen des Apparates durch eine verschließbare öffnung 25 in dem oberen Teile des Gehäuses 1.

Durch richtige Bemessung der Fallhöhe für die Stahlkugeln ist man in der Lage, den ünstigsten Wirkungsgrad zu erzielen. Versuche haben gezeigt, daß man mit einer

Fallhöhe von 40 bis 60 cm bei einer Stahlkugelgröße von 3 bis 5 mm sehr günstige Resultate erzielt.

Infolge der Zerkleinerung der Graphitteilchen durch schlagende Werkzeuge, die nahezu einen zentralen Stoß ausüben, gelingt es auch, blättrigen Graphit mit der neuen Einrichtung so zu zerkleinern, daß selbst die feinsten Teilchen nach ihrer Fertigstellung blattförmige Gestalt besitzen.

Als Flüssigkeit zur Ausübung des Verfahrens eignen sich in erster Linie flüssige Öle oder auch konsistente Fette in erwärmtem Zustande, jedoch können auch dünnflüssige Substanzen, z. B. Wasser, Benzol, Benzin, Tetrahydronaphthalin u. dgl., als Flüssigkeit dienen. Auch kann man auf dem angegebenen Wege andere Stoffe als Graphit zerkleinern.

Wie bereits betont, zeigen die Abbildungen nur ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung. Diese kann natürlich unter Wahrung der Erfindungsgrundsätze mannigfach abgeändert werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung einer Graphitschmiere aus Graphitpulver und einer Flüssigkeit durch Zerkleinerung des ersteren bis auf kolloidale Feinheit mittels fallender Kugeln, dadurch gekennzeichnet, daß als' Zerkleinerungswerkzeuge Kugeln von sehr kleinen Abmessungen, vorzugsweise mit einem Durchmesser von etwa 3 bis S mm, in großer Anzahl auf das eine Paste darstellende Mahlgut zur Einwirkung gebracht werden, -welche flüssig genug ist, um sich von den Kugeln abzulösen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zerkleinerungsvorganges weitere Flüssigkeitsmengen, darunter auch Stoffe festerer Konsistenz, z. B. Vaseline, zugesetzt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch dieAnordnung eines Becherwerks zur Hochförderung der Kugeln und gegebenenfalls auch der Graphitschmierung, wozu auch in getrennter Weise eine Pumpe benutzt werden kann, und einer mit emporstehenden Rändern versehenen, gegebenenfalls durchlochten Aufschlagplatte in einer geschlossenen Kammer, deren Boden als Rückleitungsorgan für die Mahlwerkzeuge ausgebildet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen