ÜBER DAS ERDÖL Im Zusammenhang mit seiner maschinentechnischen Verwendung. Von F. Romberg, Charlottenburg. (Schluß von S. 604 d. Bd.) ROMBERG: Ueber das Erdöl. Um einen Maßstab des Wertes von aus Erdölen gewonnenen Schmiermaterialien zu besitzen, ist es erforderlich, Zweck und Anforderungen zu kennen, welche technisch brauchbare Schmierstoffe für die heute wichtigsten Verwendungen erfüllen müssen. Der Zweck des Schmiermittels ist, die Gleitflächen von Maschinenteilen durch eine Schmierschicht dauernd, zu trennen und dadurch die Reibung fester Körper aufeinander, die einen Beharrungszustand nicht zuläßt, durch die innere, die Flüssigkeitsreibung des Schmiermittels, zu ersetzen, die weit geringer ist und unter normalen Verhältnissen den Dauerbetrieb ermöglicht. Zwei Eigenschaften sind es, die für die Flüssigkeitsreibung beim Schmieröl in Frage kommen: die Viskosität oder Zähflüssigkeit, welche dem Zusammenhaften der Flüssigkeitsteilchen gleichkommt und daher zur inneren Reibung sowohl, als auch zur Dick- oder Dünnflüssigkeit des Schmierstoffs in Beziehung steht, und zweitens die Schlüpfrigkeit, worunter man die Fähigkeit des Schmiermittels versteht, an den festen Körpern inniger zu haften, als seine Teilchen unter sich haften. Es ist klar, daß diese Eigenschaften zusammenhängen. Es darf unter gegebenen Betriebsverhältnissen die Viskosität des Oels nicht geringer sein als seine Schlüpfrigkeit dies zuläßt. Die Betriebsverhältnisse aber wechseln außerordentlich, und daher rührt die große Zahl verschiedenartiger Ansprüche an ein geeignetes Schmiermittel. Es ändert sich die Reibung je nach der Beschaffenheit der Gleitflächen, dem spezifischen Flächendruck, der Geschwindigkeit der Gleitflächen gegeneinander, der Temperatur derselben und natürlich auch mit jenen beiden Eigenschaften. Hiernach wird die große Menge von Schmierölen, die im Gebrauch sind, erklärlich. Nun ist notwendig weiter vom Schmieröl zu verlangen, daß es hinreichend wärmebeständig ist, daß seine mit zunehmender Temperatur abnehmende Viskosität nicht unter den jeweilig zulässigen Wert herabgeht, und daß es nicht etwa gar (in Zylindern) verbrennt. Es muß also der Flammpunkt und Zündpunkt des Oels, dem Zweck entsprechend, ausreichend hoch sein. Ferner ist erforderlich, daß auch der Säuregehalt unschädlich gering ist, und daß der Stockpunkt keine für die gegebene Verwendung unzulässige Höhe besitzt. Die im Vorstehenden verlangten Eigenschaften des Schmieröls sind jedoch bis heute mehr oder weniger theoretisch geblieben und praktisch von nicht zu überschätzender Bedeutung. Es ist praktisch nicht einwandfrei möglich, den Schmierwert eines Oeles allein auf Grund einer der gebräuchlichen Oelanalysen, welche Zahlenangaben über jene Eigenschaften enthalten, exakt zu beurteilen, weil der genaue Zusammenhang dieser Oeleigenschaften mit den verschiedenen Betriebsverhältnissen durch ausgiebige Versuche noch nicht ausreichend erforscht wurde und weil auch die zahlenmäßige Bestimmung der Eigenschaften, die ja die Grundlage sein muß, bei den heutigen Prüfverfahren noch nicht einwandfrei durchführbar ist. Die Unsicherheit zeigt sich schon in der Verschiedenheit der Instrumente, die zur Prüfung dienen, deren Angabe also auch stets erforderlich ist. Die Viskosität bestimmt man heute vielfach mit dem Viskosimeter von Engler. Dasselbe beruht auf der Voraussetzung, daß die Ausflußgeschwindigkeit der Viskosität proportional ist und somit als Maß derselben dienen kann. Man bestimmt also die Ausflußgeschwindigkeit eines Oels relativ zum Wasser, das mit dem Wert 1 zugrunde gelegt wird, und bezeichnet diese Verhältniszahl als Viskosität. Die Messung muß natürlich bei zwei oder mehreren Temperaturen erfolgen, wenn sie einen Anhalt für die Beurteilung bieten soll. Ueber die Verschiedenheit des Flammpunktes je nach der Benutzung eines offenen Tiegels verschiedener Größe oder des geschlossenen Apparates von Pensky-Martens wurde bereits gesprochen. Zahlreich sind auch die Versuche, den Wert eines Oels mittels besonderer Oelprüfmaschinen zu bestimmen, welche die innere Reibung messen sollen. Von den vielen Konstruktionen für diesen Zweck sei nur die Rotationsprüfmaschine von Martens erwähnt, ohne daß auf ihre Einzelheiten hier näher einzugehen wäre. Die Grundlage aller solcher Maschinen bildet der Vergleich des Reibungswiderstandes eines Oels mit demjenigen eines sogenannten Normalöles, als welches gewöhnlich frisch raffiniertes Rüböl benutzt wird. Aber auch diese Prüfungsmethode hat absolut Befriedigendes bisher noch nicht geleistet. Es haben z.B. Versuche ergeben, daß Oele mit den gleichen allgemeinen Handelsanalysen und Wertziffern auf Oelprüfungsmaschinen dennoch ein ganz unterschiedliches Verhalten bei der praktischen Verwendung zeigten. Der im Vorstehenden angedeuteten Unsicherheit und Unklarheit entsprechend wechseln bei den Schmierölen auch die maßgebenden Ansichten über das, was für bestimmte Zwecke erforderlich ist. So wird jetzt z.B. ein Zylinderöl von etwa 320°C Flammpunkt und 360° Zündpunkt mit bestem Erfolg in Dampfzylindern mit überhitztem Dampf von 450° verwendet, während man bisher immer glaubte, ohne einen höheren Flammpunkt, als der Dampftemperatur entspricht, nicht auskommen zu können. Aehnlich ist es auch bei Gasmaschinen. Die Beurteilung des Schmieröls als solchen wird natürlich auch durch zahlreiche besondere Umstände sehr erschwert, wie durch die Konstruktion und Ausführung der zu schmierenden Teile, die Art der Oelzuführung, die Art des Betriebes u.a.m. Demgemäß ändert sich der Verbrauch und die Wirkung eventl. ganz erheblich. Für den Verbrauch ist von großem Einfluß, ob das Oel für eine Umlauf- oder Kreislaufschmierung geeignet ist, d.h. ob es nach Benutzung gesammelt, gereinigt und von neuem verwendet werden kann. Derartig benutztes Oel setzt oft schon nach kurzer Betriebszeit eine gallertartige Masse ab und verliert damit seinen Schmierwert, was sich in der Steigerung der Lagertemperatur, Veränderung der Viskosität usw. kundgibt. Scheinbar beruht dieser Vorgang auf einer Oxydation des Oels durch den Sauerstoff der Luft oder durch irgendwelche anderen mit dem Oel in Berührung kommenden Agentien. Wesentlich ist die dauernde sorgfältige Reinigung des Oels, namentlich auch vom Wasser, das etwa im Betriebe hinzutritt. Wichtig für die Haltbarkeit des Oels scheint auch ein wesentlich geringerer Säuregehalt, als handelsüblich zulässig ist, zu sein. Um allmählich zu vollkommenerer Erkenntnis in bezug auf die Eignung der Schmieröle für verschiedene Zwecke zu gelangen, sind dauernde Betriebsbeobachtungen hinsichtlich Reibungstemperatur, Kraftverbrauch, Veränderung des Oels an der Luft usw. unerläßlich. Welchen Wert solche Erkenntnis für die Praxis hat, zeigt die Erfahrung, daß ungeeignete Oele häufig zu Betriebsstörungen führen, welche mit der Anwendung eines bessergeeigneten Schmiermittels sofort aufhören. Die Produktion der Schmieröle ist nach den wechselnden Ansprüchen naturgemäß sehr vielseitig; es gibt Hunderte von Schmierölen, die heute aus den verschiedensten Erdölen nach den mannigfaltigsten Spezialverfahren gewonnen werden und den verschiedenartigsten Zwecken dienen. Nicht jedes Rohöl ist zur Schmierölerzeugung geeignet. Aber wie vorsichtig man auch hierüber urteilen muß, zeigt die Tatsache, daß das in Wietze-Hannover gewonnene deutsche Erdöl lange Zeit für ziemlich ungeeignet und wertlos hinsichtlich Schmierölfabrikation galt, während es inzwischen dennoch gelungen ist, hochwertige Schmierstoffe daraus zu erzeugen. Es ist heute üblich, dunklere schwerere Oele mit hohen Entflammungspunkten für die Zylinderschmierung, dagegen hellere leichtere für Lager usw. zu verwenden. Aber auch diesbezüglich ist festzustellen, daß mit einheitlicher Schmierung aller Teile durch das gleiche Oel oft günstige Erfolge erzielt worden sind. Die handelsüblichen Bezeichnungen der Schmieröle sind äußerst zahlreich. Neben normalen zweckentsprechenden Benennungen kommen viele Phantasienamen vor, die einen nichtsachkundigen Abnehmer leicht irreführen können. Charakteristisch und darum sachgemäß ist folgende Einteilung: a) Spindelöle oder leichte Lagerschmieröle (spez. Gewicht 0,865 bis 0,900, Flammpunkt 165 bis 190°C P-M, Farbe hellgelb, Viskosität nach Engler bei 25°C 3,0 bis 9,3); b) leichte und schwere Maschinenöle (spez. Gewicht 0,89 bis 0,940, Flammpunkt 180 bis 220°, Farbe rotgelb, orangerot, braunrot bis rot, Viskosität bei 25° 8,0 bis 36,0, bei 50° 3,2 bis 8,0); c) helle und dunkle Zylinderöle (spez. Gewicht 0,884 bis 0,95, Flammpunkt 235 bis 340°, Farbe grünlichrot, bläulichrot bis grünschwarz, Viskosität bei 50° 12,0 bis 60,0, bei 100° 2,90 bis 7,0). In diese Hauptgruppen von Schmierölen fallen noch mancherlei Unterarten, deren Aufführung im einzelnen hier zu weit führen würde. VI. Preise des Erdöls und seiner Produkte. Es liegt in der Natur der Sache begründet, daß die Preise der Oele von altersher den erheblichsten Schwankungen unterworfen gewesen sind. Hierfür waren nicht nur stets Angebot und Nachfrage maßgebend, sondern auch zahlreiche andere Faktoren wie: Verwendungszweck, Art der Verarbeitung, Arbeiterlöhne, Transport, Zoll und Steuern usw. Wie die Preise geschwankt haben, kann man aus folgenden Zahlen ersehen. Schon im Anfang des 19. Jahrhunderts wurde das amerikanische Erdöl als Senecaöl (nach den Senecaindianern) zu 23 Frcs. pro 1 Liter für medizinische Zwecke verkauft. Nach der Erbohrung des Drakebrunnens im Jahre 1859 wurden etwa 1 bis 1½ Dollar für 1 Gallone gezahlt, entsprechend etwa 100 bis 150 M für 100 kg; der Preis fiel dann aber bald sehr erheblich. Das Bakuer Erdöl kostete im Jahre 1873, als die Preise wegen zielloser Ueberproduktion völlig daniederlagen, nur 5 Kopeken für 1 Pud = rd. 0,68 M für 100 kg; zeitweilig sank der Preis sogar auf 1 Kopeke für 1 Pud = rd. 0,14 M für 100 kg. Im März 1912 stellten sich die Preise für rohe Erdöle ab Grube durchschnittlich wie folgt: Vereinigte Staaten: Pennsylvania M 6,30 für 100 kg Ohio „ 4,10 „ 100 „ Illinois „ 3,40 „ 100 „ Kansas „ 2,50 „ 100 „ Texas „ 2,70 „ 100 „ Kalifornien schwer „ 1,70 „ 100 „ Rußland „ 4,50 „ 100 „ Rumänien „ 2,80 „ 100 „ Galizien „ 3,80 „ 100 „ Das Gasöl mit dem spez. Gewicht 0,83 bis 0,88 des deutschen Zolltarifs, welches bei uns für motorische Zwecke hauptsächlich aus Oesterreich eingeführt wird, kostete im Jahre 1908 M 2,50 für 100 kg unverzollt ab österreichischer Grenze. Sein Preis ist aber in den letzten sechs Monaten bis auf M 6,– für 100 kg gestiegen. Der Grund für diese Steigerung liegt in dem Rückgang der österreichischen Produktion und in dem durch den Mangel an Tankschiffen bewirkten Ausbleiben ausreichender Mengen amerikanischen Oels, Nach Behebung dieses Uebelstandes im Jahre 1913 dürfte sich der Preis der letzten Jahre annähernd wieder einstellen, der ohne Zoll loko Hamburg zwischen M 4,50 bis 6,– für 100 kg betrug. An dieser starken Preissteigerung erkennt man die Bedeutung des Transports. Im Durchschnitt war die Schiffsfracht in früheren Jahren etwa M 1,50 für 100 kg für amerikanisches Oel, zeitweilig sogar nur M 1,–. Daß für die Benzine und ähnlich auch für die Leuchtöle wesentlich höhere Preise aufzuwenden sind, beruht auf der bedeutend geringeren Produktion und auf den höheren Verarbeitungskosten. In Tab. 15 sind Preise und mehrere andere interessante Angaben über verschiedene aus dem Rohöl gewonnene Destillate übersichtlich zusammengestellt; diese Daten stammen aus dem Jahre 1911. Zu den vorstehend angeführten Kosten der Oele kommt nun im deutschen Zollinlande der Zoll hinzu, der für das Gasöl auf besonderen Zollerlaubnisschein, den jeder Motorbesitzer erhalten kann, M 3,60 für 100 kg, für alle übrigen leichten und schweren Destillate etwa M 7,50 für 100 kg beträgt. Dieser Zoll ist ohne Zweifel ein wesentliches Hindernis für die Steigerung der Oeleinfuhr und dementsprechend auch für die Entwicklung der Motorenindustrie, die dadurch stark zurückgehalten wird. Erwägt man außerdem, daß ausländische Motoren zollfrei in Deutschland eingeführt werden dürfen, so erscheint neben dieser ungehinderten Konkurrenz der Oelzoll als eine besonders drückende Fessel, deren Beseitigung oder Erleichterung für unsere aufstrebende Industrie ernstlich in Betracht gezogen werden sollte, ehe uns das Ausland etwa in der Motorentechnik überflügelt. Damit diese Industrie sich rasch und ohne erhebliche Rückschläge entwickeln kann, ist neben anderem eine möglichst konstante, von starken Schwankungen freibleibende Gestaltung der Oelpreise ganz unentbehrlich. Die staatliche Einnahme aus dem Zoll für das Gasöl, welches hier hauptsächlich in Betracht kommt, ist gegenüber dem Gewinn, hervorgehend aus dem Aufschwung der Industrie, meines Erachtens vollständig nebensächlich. Denn es betrug die deutsche Einfuhr an solchem Oel im Jahre 1910 30368 t, 1911 46530 t; im laufenden Jahre kommen also etwa 70000 t in Betracht, und dementsprechend würde bei Aufhebung des Zolls in diesem Jahre ein Ausfall von rund 250000 M eingetreten sein, welcher Betrag als relativ unbedeutend im Vergleich zu den Nachteilen des Zolls angesehen werden muß. Die letzteren entstehen nicht sowohl aus den direkten Kosten, als vielmehr auch aus der Beschränkung des spez. Gewichts auf die angegebenen Grenzen von 0,83 bis 0,88. Hierdurch wird es unmöglich, die weit größeren verfügbaren Mengen an Rückständen, Textabbildung Bd. 327, S. 616–617 Tabelle. 15. Flüssige Brennstoffe.; Nr.; Benennung; Bezugsfirma; Spez. Gewicht; Entfl.-punkt; Siedepunkt; Stockpunkt; Marktpreis unverzollt für 100 kg M.; Galizisches Gasöl; Gasöl-Verkaufsgesellschaft m. b. H., Berlin; Amerikanisches Gasöl; Motorbenzin; do.; Petroleumraffinerie vormals Aug. Korff, Bremen; Automobilbenzin „Veloxin“; „Heraklin“; Benzinraffinerie Rohn & Ramdsen, Hamburg; Deitsch-Amerikanische Petroleum-Gesellschaft, Berlin; Deutsche Vakuum-Oil-Comp., Hamburg; Dunkles; Oesterreichisches; Lampenpetroleum; Benyinwerk „Rhenania“; Berlin und andere; Beginn; Zoll; Marktpreis verzollt für 100 kg M; Herkunft; Oberer Heizwert WE; Unterer; Anwendungsgebeit; unverzollt Pf.; verzollt; Farbe; ab Grenye; Hamburg; Bremen; Berlin; Galizien; Texas aus Oklahamaöl hergestellt; Amerika; Rußland Rumänien Indien; do.; Niederländisch-Indien; Celle Wietz; Oesterreich; Dieselmotoren und Glühhauben; Automobile und Kleinmotoren; Petroleummotoren; dunkel; wasserklar; gelb; rot. die in Diesel-Motoren ebenfalls ohne weiteres verwendbar sind, zu dem ermäßigten Zollsatze einzuführen. Welche Bedeutung dies hat, erkennt man daraus, daß aus den 45 Millionen Tonnen, welche augenblicklich die jährliche Weltproduktion an Erdöl ausmachen, nur 10 v. H. = 4500000 t Gasöl, dagegen etwa 40 bis 50 v. H. = 20 Millionen Tonnen Residuen gewannen werden können. Daher stellen sich diese Rückstände billiger als Gasöl, wenn man vom Zoll absieht. Durch den gegenwärtigen Mehrzoll für erstere wird natürlich der Preisunterschied mehr als ausgeglichen. Da die Seeschiffahrt von den Zollschranken frei ist, so werden für die kommende Großmotorschiffahrt die Schweröle demnächst eine wichtige Rolle spielen. Jener erwächst noch der weitere bedeutende Vorteil, daß bei regelmäßigen Fahrten das Oel eventl. dauernd an überseeischen Plätzen, wo es unter Umständen weit billiger ist (2,50 bis 3, – M für 100 kg), gebunkert werden kann. Es bleibt noch zu bemerken, daß naturgemäß auch die Schmieröle große Preisunterschiede zeigen. Die für brauchbare Schmieröle heute aufzuwendenden Kosten betragen etwa M 35, – bis M 80, – für 100 kg.