Schmiermittel für Ventile

Die Grundfrage kann man so zusammenfassen: "Sind die verschiedenen Ventilöle alle gleichwertig?" Der Verkäufer eines Musikgeschäftes, der selbst kein Blechblasinstrument spielt, würde wahrscheinlich vorsichtig antworten: "Mehr oder weniger... ja". In der Tat gibt es wichtige und nachprüfbare Unterschiede zwischen den verschiedenen Schmiermitteln, und sie können nachhaltige Wirkungen auf die gute Funktion Ihres Instrumentes haben.

Es gibt drei Gruppen von Ventilölen: Typ 1 mit einer chemischen Formel, die auf einer modernen Abart des Kerosins beruht (der Geruch verrät dies); Typ 2 besteht aus hochviskosen Ölen und Typ 3 sind extraleichte Schmieröle ohne oder fast ohne Petrolgeruch. Übrigens ist der Begriff "Premium" keine technische Spezifikation.

Es gibt auf dem Markt deshalb so zahlreiche Marken von Ventilölen, weil zahlreiche Geschäftsleute eine kleine chemische Werkstatt mit einem Bündel Dollars ausstatten, um ein Produkt zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Zur Entwicklung eines effizienten Schmiermittels sollte man aber eine vollständige und wissenschaftliche Kenntnis der verschiedenen Materialien und der Dynamik der Flüssigkeiten haben. Das Unwissen um diese grundsätzlichen Regeln bewirkt die grosse Anzahl mittelmässiger Ventilöle, die auf dem Markt erhältlich sind. Beispielsweise weiss ein Fabrikant, der Silikonöle einsetzt, nichts von der Hysteresis (Verzögerung in der Entwicklung eines physikalischen Phänomens im Verhältnis zu einem anderen, von dem es abhängt) und den Problemen der Anhäufung, welche auftreten, wenn Silikon auf bewegten Metallteilen eingesetzt wird. Einer der grossen Hersteller von Basissilikonen, Dow Corning, empfiehlt ausdrücklich, für die Schmierung von Metall, das sich auf Metall bewegt, kein Silikon zu verwenden.

"Gewisse Öle verschmutzen meine Ventile"

Wer von uns hat nicht eines Tages zornig diesen Satz ausgesprochen? Nach Beendigung der Lektüre dieses Artikels wird der Leser genug wissen, damit dieses Missgeschick sich nicht wiederholt. Dies bringt uns auch zum Hauptthema: Geschwindigkeit und Dauerhaftigkeit der Schmiermittel. Die wichtigste Rolle des Ventilöles besteht darin, einen dünnen Schmierfilm zwischen Ventil und Ventilbüchse zu legen, um das Reiben von Metall auf Metall dieser empfindlichen Oberflächen zu vermeiden. Eine eher dünne Flüssigkeit (wie Kerosin bei Typ 1) scheint anfänglich sehr effizient, aber da es schnell verdunstet, kann rasch eine Verlangsamung oder gar Blockierung der Ventile auftreten. Wir haben vorgängig gesehen, dass zwei Elemente wichtig sind bei der Suche nach einem neuen Ventilöl: Geschwindigkeit und Dauerhaftigkeit. Darüber aus Spargründen oder einer gewissen Naivität hinwegzusehen führt unweigerlich dazu, dem Musiker unnötige Probleme zu verschaffen.

Geschwindigkeit

Die Haupteigenschaft eines Ventilöls besteht in seiner Eigenschaft, die Geschwindigkeit der Bewegung zu verbessern durch Reduktion der Reibung. Aber das Öl selbst bewirkt auch einen gewissen Widerstand. Man beziffert diesen Widerstand mit Begriffen der Viskosität, und die Masseinheit heisst Centi-Stokes (cSt.). Das "feine" Öl, das die Musiker suchen, ist in der Tat ein schwachviskoses Öl. Obwohl man die Viskosität eines Öls oberflächlich beurteilen kann, indem man einen Tropfen auf eine schräge Oberfläche gibt und den Abfluss beobachtet, ist die korrekte Messweise doch jene mit einem Kapillarviskometer. Die effektive Viskosität der verschiedenen Öle ist bis jetzt noch nie veröffentlicht worden, wir tun dies mit untenstehender Tabelle für eine bestimmte Anzahl Marken. Die Öle wurden in verschiedenen Musikgeschäften gekauft.

Valve Oil Vicosities

Wie man sieht, sind gewisse Öle so "fein", dass sie sich der Viskosität des Wassers annähern, während andere sehr zähflüssig sind. Das Wasser besitzt weitaus die geringste Viskosität, aber wenn schwache Viskosität das einzige Kriterium für Geschwindigkeit wäre, müsste man bloss auf die Ventile spucken, um ein perfektes Funktionieren zu garantieren. Die Finger eines erfahrenen Musikers spüren das geringste Zögern in der Ventilbewegung. Diese Sensibilität ermöglicht es, den idealen Viskositätsgrad für die optimale Geschwindigkeit in einem Bereich von 1.1 bis 5.0 cSt. festzulegen. Bei der Entwicklung von Pro Oil Hybrid (unsere experimentelle Standard-Referenz für Ventilöl) haben wir entdeckt, dass die optimale Viskosität für Ventile in gutem Zustand zwischen 2.5 à 4.0 cSt liegt. Abgenützte Ventile können zähflüssigere Öle vertragen (evt. dadurch sogar besser funktionieren). Es ist aber nicht nur die Viskosität, welche den ganzen Unterschied bewirkt; man kann nicht von Geschwindigkeit sprechen, wenn die Wirkung der Finger nicht ganz präzise ist oder die Ventile plötzlich im Konzert zu bremsen beginnen. Anders gefragt, wie kann man eine gewisse Dauer der Wirkung garantieren?

Wirkungsdauer

Die Wirkungsdauer wird bestimmt von der Fähigkeit des Öls, die ursprüngliche schnelle und exakte Funktion der Ventile während mehrere Stunden aufrecht zu erhalten trotz intensiver instrumentaler Praxis. Das Gleichgewicht in der Entwicklung eines Öls ist diesbezüglich sehr schwierig zu finden, wenn man nicht Geschwindigkeit opfern will. In der Tat ist dies das Schlussresultat einer Formel, welche eine komplexe Reihe von Eigenschaften und interaktiven Bedingungen vereinigt: Verdunstungsgrad, Festigkeit des Schmierfilms, Oberflächenspannung, Wasserlöslichkeit und Sauberkeit der Ventile. Die erste Eigenschaft ist der Verdunstungsgrad. Bei den meisten Schülerinstrumenten oder Instrumenten der Mittelklasse geben die Ventile Zeichen unvorhersehbarer Zögerung und Blockierung, wenn weniger als 40% der ursprünglichen Ölmenge noch vorhanden sind. Bei teureren Instrumenten, mit sauberen und fein angepassten Ventilen ist die Verlangsamung noch schneller, und die Ventile können plötzlich festlaufen. In untenstehender Tabelle zeigen wir die verschiedenen Verdunstungs-Grade und bestimmen den Prozentsatz des Öls, das auf der Oberfläche bleibt in einer gegebenen Zeit und Umgebungstemperatur. Die Angaben geben nicht die Anzahl der Tage an, sondern den überbleibenden Prozentsatz. Vergleichen wir den Verdunstungsgrad der Öle mit ihrer Viskosität und erinnern wir uns, dass die Dauerhaftigkeit rasche und klare Wirkung auf Dauer benötigt und nicht das Gegenteil (eine weiche und gebremste Bewegung, die lange vorhält!). Gewisse Hersteller fügen ihren Präparaten schwerere Öle bei, um den Verdunstungsgrad zu verringern, in der Hoffnung, dass die Ölwirkung länger anhält. Leider verdunstet das in der Mischung enthaltene feinere Öl trotzdem, sodass am Schluss nur noch schweres Öl in den Ventilen verbleibt. Unsere seit 1976 durchgeführten Experimente haben dies bewiesen

Die Langzeitwirkung hängt sehr stark vom Bewahren des Schmierfilms auf der Ventiloberfläche ab. Wenn sich das Ventil in seiner Büchse nach unten bewegt, reibt es auf dem Ölfilm. Diese Bewegung neigt dazu, den Schmierfilm zu zerreissen und zu einer Reibung von Metall auf Metall zu führen. Wenn die Ventile sehr genau angepasst sind (mit sehr wenig Spiel), ist das Zerreissen des Schmierfilmes unweigerlich häufiger und unangenehm. Dies ist ein rein mechanisches Phänomen, dem man nur mit Ölen begegnen kann, die einen hochfesten Schmierfilm aufweisen.

Es ist sehr schwierig, ein Öl mit beständigem Schmierfilm zu erhalten, das gleichzeitig im idealen Viskositätsbereich liegt (2.5 bis 4.0 cSt). Es ist auch nicht einfach, den Widerstand des Schmierfilms direkt zu messen. Diesbezüglich ist hier eine Demonstration überzeugender. Ein hochfester Schmierfilm gibt erst einmal einen sanften, glitschigen Eindruck, wenn man etwas Öl rasch zwischen zwei Fingern reibt. Wenn man ein Fläschchen dieser Art Öl stark schüttelt, bilden sich Blasen, die sich in ein bis drei Sekunden resorbieren. Tut man das gleiche mit einem Öl mit schwachem Schmierfilm, wird sich die Luft viel langsamer resorbieren. Der Schmierfilm kann auch aufgrund der Feuchtigkeit reissen. Das Wasser, das in den Ventilkörpern verbleibt, unterliegt der Scherwirkung des Ventils, das rasch in seiner Büchse hin und her gleitet. Diese Bewegung neigt dazu, das Restwasser mit dem Öl zu emulgieren. Diese Mikroemulsion entwickelt nicht nur hohe Viskosität, sondern es entfernt vor allem das Öl von den bewegten Oberflächen. Wenn der Schmierfilm dergestalt verletzt ist, reibt das Ventil direkt an seiner Büchse, was nicht nur die Bewegung verlangsamt, sondern auch die Abnutzung verstärkt. Deswegen sollte ein wirklich effizientes Öl neben den oben angeführten Eigenschaften auch Emulsionswiderstandsfähig sein.

Blockierte Ventile

Bekanntes Szenario: "Meine Ventile wurden immer langsamer, dann habe ich sie mit einem anderen Öl geschmiert, aber sie blieben stecken!" Zuerst wird man dazu neigen, die Schuld dem neuen Öl zu geben, es gibt aber tatsächlich zwei präzisere Erklärungen: Wenn man zwei Ölsorten mischt, verändert man zwangsläufig die Viskosität des bestehenden Schmierfilms. Ist das Ventilspiel geringer als 0,025 hundertstel mm, kann diese Änderung der Viskosität zum augenblicklichen Blockieren des Ventils führen. Anders gesagt sind zwei verschiedene Ölsorten, die kompatibel scheinen, dies nicht, sobald sie im Ventil vermischt und starken Scherkräften ausgesetzt werden. Ihre Kompatibilität ist nicht bekannt, deswegen empfehlen wir, das Ventil und seine Büchse gut zu reinigen, bevor man ein neues Öl ausprobiert. Es gibt aber noch einen anderen, weniger augenfälligen Grund. Jeder Ton des Instrumentes wird vom feuchten Atem des Musikers hervorgebracht, und der Ventilblock wirkt wie eine Falle, nicht nur für diesen Dunst, sondern auch für die Aerosole, die darin enthalten sind. Diese Aerosole enthalten Enzyme, Proteine und Salze. Solange das Ventilöl diese Mischung abweist, wird sie einfach durch die Ventilbüchse nach unten rinnen. Je dünner aber der Schmierfilm wird, je mehr er sich verschlechtert, desto mehr werden die Feuchtigkeit und die darin enthaltenen Aerosole am Metall haften. Wenn der Musiker nun Öl darauf bringt (oder auf Ventile, mit trockenem Speichel), wird das Öl sich auf dieser Schicht verteilen. Je öfter dieser Vorgang sich wiederholt, umso mehr Schichten akkumulieren sich, werden dicker und verlangsamen oder blockieren die Bewegung der Ventile. Es gibt kein Öl, das unbegrenzt lange diesen "Kuchen" aus Speichel schützen kann, aber man kann dieser Verschlechterung zuvorkommen, indem man die Mechanik regelmässig reinigt und richtig ölt.

Korrosion

Bei der Wahl eines Ventilöls wird das Problem der Korrosion meist verkannt. Es ist absolut unerlässlich, die Oberflächen des Ventils und seine Büchse grosszügig zu schmieren, damit das überschüssige Öl in die Nahtstellen der inneren Lötstellen eindringt. Dies wird sie schützen gegen die Zinkerosion (rötliche Verfärbung) und die Korrosion (blaugrüne Verfärbung), welche durch die Einwirkung der Feuchtigkeit auf das nackte Metall entstehen. Die Monel-Ventile werden in gleicher Weise gegen Flecken geschützt. Ein Öl mit wenig Oberflächenspannung und schwacher Viskosität wird sich rasch und gleichförmig verteilen, wobei gleichzeitig diese Oberflächen geschmiert werden, ohne dass man Überschuss befürchten müsste. Es ist sehr schwierig, das Ventil, die Büchse und die Lötstellen gleichzeitig mit einem hochviskosen Öl richtig zu schmieren.

Wie soll man sein nächstes Ventilöl wählen:

1. Ein Hochgeschwindigkeitsöl ist dünn. Hat man vergessen, welche Öle schwer sind, wird ein schneller Test gleich im Musikgeschäft dergestalt durchgeführt, dass ein oder zwei Tropfen verschiedener Marken auf eine glatte Oberfläche aufgetragen werden (beispielsweise einen sauberen Spiegel, ein Stück Glas oder Metall), diese dann neigt und die Abflussgeschwindigkeit der Öle beobachtet. Schwere Öle fliessen langsamer und können bei der Wahl ausgeschieden werden.

2. Das Öl sollte einen schwachen Verdunstungsfaktor haben und glitschig bleiben. Ein guter Verdunstungstest besteht darin, etwas Öl in die Handfläche zu giessen und zu spüren, wie lange es im Vergleich zu den anderen glitschig bleibt. Öle auf Kerosinbasis sind nicht wünschbar, da sie schnell verdunsten. Dank seines charakteristischen Geruchs ist der Kerosingehalt bei diesem Test leicht festzustellen.

3. Die Festigkeit des Schmierfilmes ist bestimmend. Man kann einige Fläschchen (gut geschlossen!) hochflüssigen Öls in die Hand nehmen, sie umdrehen und sie alle zusammen während 5 Sekunden schütteln. Das Fläschchen, dessen dadurch entstandener Schaum am schnellsten resorbiert wird, enthält das beste Öl. Jene, deren Schaum langsam resorbiert wird, kann man ausscheiden.

4. Die Wasserabstossung ist ebenfalls wichtig. Dies ist ein Test, der die Geschwindigkeit der Trennung von Öl und Wasser angibt, aber man muss dazu etwas Öl opfern, und der Verkäufer wird vielleicht nicht glücklich sein, wenn sie dies in seinem Laden tun... Man muss dazu eine gleiche Menge Öl und Wasser in eine kleines Gefäss geben (ein Reagenzglas oder sogar ein altes Fläschchen) und diese 10 Sek. lang heftig schütteln. Man beachtet dann die Zeit, die zur vollständigen Trennung der beiden Elemente benötigt wird.

Geschwindigkeit und Dauerhaftigkeit eines Öls sind zwei verschiedene Eigenschaften; die Erfahrung zeigt, dass das beste Öl nicht eine Eigenschaft zugunsten der anderen opfert. Ich möchte hier einen meiner alten Freunde, den Jazz-Trompeter Art Farmer zitieren: "Ich spiele oft sehr rasch und muss mich auf die Musik konzentrieren. Ich kann es mir nicht erlauben, an meine Ventile zu denken, während ich spiele".

Um ein Ventilöl aufgrund effizienter Technologie zu entwickeln, muss man die Schmierungstechnik studieren und erproben und die besten Rohstoffe verwenden. Bis heute hat niemand versucht, die Musiker und Instrumentenhändler zu informieren, dass es tatsächlich eine Wissenschaft gibt, welche die Ventilöle verbessern kann. Diese Wissenschaft wird von sehr wenigen Fabrikanten wirklich zu Rat gezogen. Hoffen wir, dass die Resultate unserer hier vorgestellten Forschungen diese noch herrschende "irrationale Mystik" der Ventilöle vertreiben wird und zukünftig die beste Wahl in Kenntnis der Sache getroffen werden kann.

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