Verfahren zur Verbesserung der Gleiteigenschaften _ von Graphit- und
Kohlelagern Graphit- und Kohlelager zeichnen sich durch einen relativ kleinen Reibungskoeffizienten
beim Betrieb ohne Schmiermittel aus. Sie werden'daher vornehmlich da, verwendet,
wo eine Schmierung der Lager, wie z. B. im. chemischen Apparatebau, nicht möglich
ist. Vorbedingung für .den kleinen Reibungskoeffizienten ist wegen des großen Härteunterschiedes
zwischen Graphit und Kohle einerseits und dem Wellenwerkstoff andererseits eine
möglichst glatte Oberfläche der Welle. Gerade diese Bedingung ist aber im Anwendungsgebiet
der Graphit- und Kohlelager, besonders im chemischen Apparatebau, nicht :einzuhalten,
da korrodierende Agenzien den Wellenwerkstoff rauh machen. Auch in- nichtkorrodierender
Atmosphäre tritt bei beginnendem. unvermeidlichem Verschleiß ides Wellenwerkstoffs
ein größerer Reibungskoeffizient auf, der mit einer stärkeren Wärmeproduktion im
Lager verbunden ist, die wiederum eine gesteigerte Abnutzung des Wellenwerkstoffs
zur Folge hat.Process to improve the sliding properties of graphite and
Carbon bearings Graphite and carbon bearings are characterized by a relatively small coefficient of friction
when operating without lubricant. They are therefore mainly used
where a lubrication of the bearings, such. B. in. chemical apparatus engineering, not possible
is. A precondition for the small coefficient of friction is because of the large difference in hardness
between graphite and carbon on the one hand and the shaft material on the other hand
The smoothest possible surface of the shaft. However, it is precisely this condition that is in the field of application
the graphite and carbon bearings, especially in chemical apparatus engineering, not: to be adhered to,
as corrosive agents make the shaft material rough. Also non-corrosive
Atmosphere occurs at the beginning. unavoidable wear of the shaft material
a greater coefficient of friction, which is associated with greater heat production in the
Bearing is connected, which in turn increases wear of the shaft material
has the consequence.
Wie eingehende theoretische Untersuchungen und praktische Laufversuche
an Graphit- und Kohlelagern ergeben haben, läßt sich dieser Nachteil der Graphit-
und Kohlelager :dadurch vermeiden, daß. den genannten Lagerwerkstoffen durch Mitverpressen,
Tränken oder durch Einkondensierenlassen solche Stoffe hinzugefügt werden, die insbesondere
bei höheren Temperaturen mit dem Wellenwerkstoff
Verbindungen bilden,
die spröde sind oder bei niedrigeren Temperaturen schmelzen als der Wellenwerkstoff.
Beim Gleitvorgang nehmen gerade die für die Größe des Reibungskoeffizienten verantwortlichen
mikroskopischen Spitzen und Grate des Wellenwerkstoffs die höchsten Temperaturen
an.. Sie reagieren dann mit dem Zusatzwerkstoff, der aus metallischen oder nichtmetallischen
Elementen öder Verbindungen, wie z. B. aus Schwefel, Selen, Verbindungen des Schwefels
mit Arsen, Phosphor oder Verbindungen des Phosphors, aber auch aus metallischen,
metallorganischen oder organischen Verbindungen bestehen kann, die erst bei erhöhter
Temperatur die wirksame Komponente abgeben.Like in-depth theoretical investigations and practical running tests
have shown on graphite and carbon bearings, this disadvantage of graphite
and coal storage: avoid that. the named bearing materials by pressing them together,
Soaking or by condensing in such substances are added, in particular
at higher temperatures with the shaft material
Form connections,
that are brittle or melt at lower temperatures than the shaft material.
During the sliding process, those responsible for the size of the coefficient of friction take
microscopic peaks and burrs of the shaft material the highest temperatures
an .. They then react with the filler material, which is metallic or non-metallic
Elements or compounds, such as B. from sulfur, selenium, compounds of sulfur
with arsenic, phosphorus or compounds of phosphorus, but also from metallic,
organometallic or organic compounds may exist, which only when increased
Temperature release the effective component.
Erfindungsgemäß werden daher die Gleiteigenschaften von Kohle- oder
Graphitlagern dadurch verbessert, daß dem Gl:eitlagerwerkstoff durch Mitverpressen,
Tränken oder durch Eünkondensierenlass@en solche metallische oder nichtmetallische
Stoffe zugefügt werden, die insbesondere bei erhöhter Temperatur mit dem Wellenwerkstoff
(z. B. Stahl) spröde oder niedriger schmelzende Verbindungen bilden.According to the invention, therefore, the sliding properties of carbon or
Graphite bearings are improved by the fact that the sliding bearing material is
Soaking or allowing such metallic or non-metallic substances to be condensed
Substances are added that, in particular at elevated temperatures, with the shaft material
(e.g. steel) form brittle or low-melting compounds.
Beispiel i In einem mit Schamottesteinen ausgekleideten zylindrischen
Eisenbehälter, der evakuierbar ist, befinden sich auf Rosten die Graphit- oder Kohlelager.
Der Behälter wird :evakuiert und durch Gas-oder elektrische Widerstandsheizung auf
eine Temperatur von 450° C gebracht. Als Endvakuum genügt ein solches von 1o bis
2oTorr. Mittels einer Schleuse wird nun Stangenschwefel in den Behälter eingeschleust,
und zwar in solcher Menge, daß er quantitativ verdampft, wobei aderentstehende Gasdruck
7oo Torr beträgt. Zur Berechnung der anzuwendenden Schwefelmenge genügtdie Zustandsgleichung
für ideale Gase. Nach einer Wartezeit von i o Minuten wird unter gleichzeitiger
Abschaltung der Heizung der Behälter mit einem kalten Stickstoffstrom von etwa 76o
Torr intensiv gespült und die Graphit- oder Kohlelager auf Temperaturen unter 70°
C abgekühlt, wonach sie dem Behälter entnommen werden können.Example i In a cylindrical one lined with firebricks
Iron containers, which can be evacuated, are located on grates, the graphite or carbon bearings.
The container is: evacuated and heated by gas or electric resistance
brought a temperature of 450 ° C. A final vacuum of 10 to is sufficient
2o Torr. Rod sulfur is now fed into the container by means of a sluice,
and in such an amount that it evaporates quantitatively, with gas pressure being created
Is 7oo Torr. The equation of state is sufficient to calculate the amount of sulfur to be used
for ideal gases. After a waiting period of 10 minutes, simultaneous
Switching off the heating of the containers with a cold nitrogen flow of about 76o
Thoroughly rinsed Torr and the graphite or carbon bearings to temperatures below 70 °
C cooled, after which they can be removed from the container.
Das Einkondensierenlassen anderer Stoffe über die Gasphase geschieht
sinngemäß unter Anwendung entsprechender Temperaturen, aber praktisch der gleichen
Drücke, d. h. als Temperatur, bei der der Behälter mit dem einzukondensierenden
Stoff beschickt wird, wird eine solche gewählt, bei der der Dampfdruck des einzukondensierenden
Stoffes etwa 76o Torr beträgt.The condensation of other substances takes place via the gas phase
analogously using appropriate temperatures, but practically the same
Press, d. H. as the temperature at which the container with the to be condensed
Substance is charged, one is chosen in which the vapor pressure of the condensate
Substance is about 76o Torr.
Beispiel 2 Die Graphit- oder Kohlelager werden in einem Vakuumbehälter,
der auf einen Druck von io bis 2o Torr evakuiert wird, vom größten Teil der eingeschlossenen
Luft befreit. Danach wird eine io%ige Lösung von rhombischem Schwefel in Kohlendisulfid
in den Behälter geleitet, so daß die Kohle- oder Graphitlager von dieser Lösung
vollständig bedeckt sind. Nach 2o Minuten wird die Schwefel-Kohlendisulfid-Lösung
durch einen Luft-oder Stickstoffstrom verdrängt und darauf die Graphit- oder Kohlelager
an der Luft getrocknet.Example 2 The graphite or carbon bearings are placed in a vacuum container,
which is evacuated to a pressure of 10 to 20 torr, from most of the trapped
Air frees. A 10% solution of rhombic sulfur in carbon disulphide is then used
passed into the container, so that the carbon or graphite bearings of this solution
are completely covered. After 20 minutes the sulfur-carbon disulfide solution becomes
displaced by a stream of air or nitrogen and then the graphite or carbon bearings
air dried.