DE1029512B - Schmiermittel fuer offene Getriebe - Google Patents

Description

• Schmiermittel für offene Getriebe Die bisherigen Schmiermittel für Hochbelastungen, z. B. schwere und verhältnismäßig große offene Getriebe, bestehen gewöhnlich aus einem viskosen Mineralschmiergrundstoff von Fettkonsistenz für sich oder sind mit Zusatzstoffen, wie Fettsäureseifen, Sulfonaten usw., compoundiert. Diese Schmiermittel sind in offenen Getrieben atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt und haben daher eine verhältnismäßig beschränkte Schmierdauer. Dies ist teilweise auf das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit aus der Atmosphäre, mehr noch auf Schmiermittelverluste durch Austropfen und Ausschleudern aus dem Getriebe zurückzuführen.
• Es ist bekannt, Copolymerisate des Äthylens Schmierölen zur Stockpunktverbesserung oder Schmierfetten, ferner alkyliertes Polystyrol seifenhaltigen Schmierfetten oder einem Öl zur Verbesserung des Viskositätsindex zuzusetzen.
• Bekannt ist auch der Zusatz von Copolymeren aus Styrol und Isobutylen zu Schmierfetten, die durch Verdicken eines Schmieröls mit Seife hergestellt sind und das Copolymere als weiteren Zusatz enthalten; ferner zu synthetischen Ölen, die durch den Zusatz des Copolymeren nicht gedickt werden, sondern flüssig bleiben und als hydraulische Flüssigkeiten verwendet werden.
• Schließlich ist es bekannt, durch Zusatz eines Copolymeren aus Styrol und Isobutylen die Viskosität und den Viskositätsindex dünnflüssiger Schmieröle zu erhöhen. Diese Viskositätserhöhung gestattet jedoch durchaus keinen Schluß darauf, daß der Zusatz der gleichen Mischpolymerisate zu äußerst zähen, asphalthaltigen Ölen deren Haftfähigkeit derart verbessert, daß sie bei der Verwendung zur Schmierung offener Getriebe bei höheren Temperaturen nicht mehr von diesen abtropfen.
• Es wurde gefunden, daß ein Schmiermittel auf der Basis eines hochviskosen asphalt- oder harzhaltigen Mineralöles mit einem Zusatz eines Copolymeren aus Isobutylen und Styrol zur Verwendung als Schmiermittel für offene Getriebe insofern sehr geeignet ist, als der Zusatz dieses Copolymerisates die Schmierdauer bedeutend erhöht.
• Die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmiermittel enthalten als Grundlage ein viskoses Mineralölprodukt einer Viskosität von etwa 800 bis 6000 SSU bei 98,9'C und als Zusatz 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gewichtsprozent, der Gesamtvermischung eines Copolymeren mit einer inneren Viskosität von etwa 0,6 bis 1,5, vorzugsweise 0,7 bis 1,2, eines Molekulargewichtes von 20000 bis 50000 mit einem Styrolanteil von 40 bis 60 Gewichtsprozent. Der Ausdruck ,,innere Viskosität« bedeutet den Viskositätskoeffizienten, welcher nach der Methode erhalten wird, die von Paul J. Flory in dem in J.A.C.S., Bd. 65, S. 372 bis 382, 1943, veröffentlichten Artikel »Molecular W eights and Instrinsic Viscosity of Polyisobutylenes« beschrieben ist. Der Koeffizient der inneren Viskosität ist ein Maß für die Dickungsfähigkeit von Öl durch das Copolymere, welche dem Molekulargewicht annähernd proportional ist.
• Das erfindungsgemäß als Getriebeschmiermittel verwendete Schmiermittel kann außer dem viskosen Mineralgrundstoff und dem Copolymeren aus Isobutylen und Styrol übliche Antioxydantien (Phenyl-cc-naphtylamin), Rostschutzmittel, Mittel zur Erhöhung der Haftfestigkeit oder filmbildende Stoffe, wie Graphit, enthalten. Sie können mit einem flüchtigen Lösungsmittel verschnitten werden, um die Viskosität so weit zu vermindern, daß sie leichter für offene Getriebe benutzt werden können.
• Auch Silicone können den Schmiermitteln einverleibt werden, um die Schmierdauer, namentlich in Gegenwart von Wasser, noch weiter zu erhöhen. Die Silicone sind im wesentlichen Dimethylsiliconpolymere einer Viskosität von etwa 300 bis 3000 SSU bei 98,9°C, die mit etwa 4;0 bis 20,0 Gewichtsprozent feinverteilter Kieselsäure gedickt sind. Auch Gemische verschiedener Siliconpolymerer obiger Formel können benutzt werden. Die Silicone werden den Schmiermitteln in einer Menge von etwa 0,05 bis 3,0, vorzugsweise etwa 0,08 bis 1,5 Gewichtsprozent, einverleibt. Sie leisten als Zusatzstoffe in viskosen Mineralschmiergrundlagen zur Verlängerung der Schmierdauer von Schmiermitteln für offene Getriebe gute Dienste. Sowohl die genannten Copolymeren als auch die Siliconverbindungen und andere Zusätze werden in den Grundstoff einfach eingemischt. Die Gesamtvermischung des Schmiermittels soll Fettkonsistenz und eine Viskosität von etwa 800 bis 6000 bei 98,9°C haben.
• Die Copolymeren können in bekannter Weise, z. B. durch Polymerisation bei niedriger Temperatur im Beisein eines Katalysators, hergestellt werden.
• Als viskosen Mineralgrundstoff wählt man solche von Fettkonsistenz, die aus äsphalt- und bzw. oder harzreichen Roherdölen stammen und deren Viskosität sich auf etwa 800 bis 6000, vorzugsweise etwa 1000 bis 3000 SSU bei 98,9°C beläuft. Bevorzugt werden asphaltreiche Mineralprodukte. Diese können aus Naturasphalt, z. B. Trinidad, Bermudez, Gilsonit, Grahamit, Cuban oder aus einem asphaltreichen Roherdöl z. B. südamerikanischer oder kalifornischer Herkunft bzw. Mid-Continent-Rohölen durch Abstreifen der leichteren Fraktionen gewonnen werden. Das Abstreifen erfolgt z. B. durch Dampfdestillation, Vakuumflashen inRöhrenöfen, Lösungsmitteltrennung.
• Als viskoser Mineralgrundstoff kann auch ein harzreicher Erdölrückstand oder eine aus diesem durch Lösungsmittelausfällung erhaltene harzhaltige Fraktion benutzt werden. Diese Rückstände oder Harzfällungen werden im Bedarfsfall mit einem schweren Destillat zu einem Mineralschmiergrundstoff für die Zwecke der Erfindung verschnitten. Die harzhaltigen Rückstände können beispielsweise durch Lösungsmittelraffination (z. B. Propanausfällung von Harz) eines harzreichen Pennsylvania-Rohöls entstehen. Rohöle, die Asphalt und Harz enthalten, sind gleichfalls im Sinne der Erfindung geeignet.
• Die viskosen Mineralschmiergrundstoffe der Erfindung von Fettkonsistenz sind vorzugsweise asphalt- und bzw. oder harzreiche Erdölrückstände, die durch Entfernung der leichten Anteile aus einem Rohöl durch Destillation, Lösungsmitteltrennung usw. herstellbar sind. DerGrundstoff kann für verschiedene Anwendungszwecke mit Teer, Pech, z. B. Holzteer, Kohlenteer, Pflanzenpech, vermischt werden.
• Der Grundstoff stellt den Hauptbestandteil des Schmiermittels gemäß der Erfindung dar, am besten in einer Menge von etwa 85,00 bis 99,9 Gewichtsprozent der Gesamtvermischung.
• Da die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmiermittel nicht flüssig und verhältnismäßig viskos sind, werden sie zweckmäßig, namentlich wenn sie hochviskos sind, mit einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Trichloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff, Benzin, verschnitten. Vorteilhaft bedient man sich unbrennbarer flüchtiger ; Lösungsmittel. Das Lösungsmittel verdampft nach verhältnismäßig kurzer Zeit und läßt das Schmiermittel auf dem offenen Getriebe als haftenden Film zurück. Wenn man flüchtige Lösungsmittel verwendet, brauchen die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmiermittel vor Einbringen in die offenen Getriebe nicht mehr erhitzt zu werden. Vorteilhaft setzt man so viel Lösungsmittel zu, daß eine halbflüssige Masse entsteht, im allgemeinen etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte lösungsmittellreie Schmiermittelvermischung.
• Bevorzugte, ein flüchtiges Lösungsmittel enthaltende, erfindungsgemäß zu verwendende Schmiermittel bestehen aus einem viskosen Mineralölgrundstoff, Trichloräthylen und einem Isobutylen-Styrolcopolymeren etwa folgender Zusammensetzung

  Schmiermittelvermischungr)

  Gewichtsprozent der

  Bestandteile gesamten lösungs-

  mittelfreien

  Vermischung

  Viskoser Mineralschmierölgrund-

  stoff2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98,0 bis 99,5

  Trichloräthylen (Lösungsmittel) 5,0 bis 30,0

  Isobutylen-Styrolcopolymeres3) 0,5 bis 2,0

  1) Im Bedarfsfall unter Einschluß geringer Mengen üblicher

  Getriebeschmierölzusätze.

  2) Aus einem asphaltbasischen Roherdöl der Viskosität von

  etwa 1000 bis 3000 SSU bei 98,9°C.

  3) Innere Viskosität von etwa 0,7 bis 1,2; Styrolgehalt etwa

  50 Gewichtsprozent.

  Beispiel 1 Die viskose Mineralschmierölgrundlage besteht aus einer Mischung von 58 Gewichtsteilen eines aus Laguniuas-Rohöl erhaltenen oxydierten Asphalts der Viskosität von 100 000 SSU bei 98,9°C mit etwa 42 Gewichtsteilen eines schweren Lagunillas-Erdöl-Destillates der Viskosität von etwa 70 bei 98,9°C. Diese Schmiermittelbasis, die eine Viskosität von etwa 1500 SSU bei 98,9°C aufweist, wird auf etwa 150°C erwärmt und mit einer geringen Menge eines Isobutylen-Styrolcopolymeren (innere Viskosität etwa 1,0, Molekulargewicht etwa 40000, Styrolkomponente etwa 50 Gewichtsprozent) versetzt, etwa 3 Stunden bei etwa 150°C gründlich durchgemischt, gekühlt und mit Trichloräthylen versetzt. Das erfindungsgemäß als Getriebeschmiermittel verwendete Schmiermittel hat folgende Zusammensetzung:

  Bestandteile Gewichtsprozent

  Viskose Mineralschmierölbasis . . 89,0

  Trichloräthylen .............. 10;0

  Isobutylen-Styrolcopolymeres .. 1,0

  100,0

  Beispiel 2 1 Gewichtsteil Copolymeres nach Beispiel 1 und 10 Gewichtsteile Trichloräthylen werden 4 Stunden bei Raumtemperatur bis zur völligen Lösung vermischt. 11 Gewichtsteile dieser Lösung werden mit 89 Gewichtsteilen des viskosen Mineralschmiergrundstoffes nach Beispiel 1 verschnitten, die Zusammensetzung dieses Produktes deckt sich mit der des Produktes nach Beispiel 1. Diese Verfahrensführung für die Bereitung des Schmiermittels wird bevorzugt, da Wärmezufuhr nicht nötig ist.
• Beispiel 3 Als viskose Mineralschrnierölbasis dient ein asphaltbasisches Roherdöl einer Viskosität von etwa 1500 SSU bei 98,9°C, mit welcher zwei erfindungsgemäß als Getriebeschmiermittel zu verwendende Schmiermittel folgender Zusammensetzung hergestellt wurden

  Mischung A

  Bestandteile Gewichtsprozent

  Viskose Mineralschmierölbasis.. 89,0

  Trichloräthylen .............. 10,0

  Isobutylen-Styrolcopolymeresl) 1,0

  100,0

  1) Copolymeres gemäß Beispiel 1.

  Die zweite Schmierölvermischung, B, zeigte folgende Zusammensetzung:

  Mischung B

  Bestandteile I Gewichtsprozent

  Viskose Mineralschmierölbasis. . 99,0

  Isobutylen-Styrolcopolymeresl) 1,0

  100,0

  1) Copolymeres gemäß Beispiel 1.

  Die viskose Mineralschmierölbasis dieses Beispiels sowie die Mischungen A und B wurden zur Feststellung der Schmierdauer in einer Prüfung für offene Getriebe untersucht. Zur Prüfung diente ein Zahnradgetriebe mit 400 U/min und einem Getriebezahndruck von etwa 34 kg.

  Ergebnisse der Prüfung für offene Getriebe

  Schmiermittel Schmierdauer

  Stunden

  Viskose Mineralschmierölbasis . . 4,5

  Mischung A .................. 6,0

  Mischung B .................. 11,0

  Die Prüfung führt zu der Feststellung, daß die Schmierdauer der viskosen Mineralschmierölbasis (Mischung B) durch Zusatz von 1 Gewichtsprozent des Copolymeren um etwa 250 °/o (11 Stunden gegenüber 4,5 Stunden) erhöht wurde. Der Zusatz eines flüchtigen Lösungsmittels zur Schmiermittelmischung, welche das Copolymere enthielt (Mischung A), führte zur Abnahme der Schmierdauer (Vermischung B gegenüber Vermischung A). Immerhin war die Schmierdauer der Mischung A um etwa 33 °/o länger als die der viskosen Mineralschmierölbasis allein. Eine Vermischung von der Zusammensetzung A kann als bevorzugt als Getriebeschmiermittel zu verwendendes Schmiermittel angesprochen werden, da es ohne weiteres für offene Getriebe benutzt werden kann und nach Verdampfen des flüchtigen Lösungsmittels (Trichloräthyleii) eine lange Schmierdauer aufweist (vgl. Mischung B).

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung von Schmiermitteln auf der Basis eines Mineralschmieröls von hohem Asphalt- und bzw. oder Harzgehalt und einer Viskosität von 800 bis 6000, vorzugsweise von 1000 bis 3000 SSU bei 98,9°C, mit einem Gehalt von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent an einem Copolymerisat aus Isobutylen und Styrol einer inneren Viskosität von 0,6 bis 1,5, vorzugsweise von 0,7 bis 1,2 eines Molekulargewichtes von etwa 20 000 bis 50 000, mit einem Styrolgehalt von 40 bis 60, vorzugsweise 50 Gewichtsprozent als Schmiermittel für offene Getriebe.
2. 2. Verwendung von Schmiermitteln nach Anspruch 1, die außerdem 5 bis 30, insbesondere 5 bis 15 Gewichtsprozent eines flüchtigen Lösungsmittels, wie Trichloräthylen oder Tetrachlorkohlenstoff, bezogen auf das gesamte lösungsmittelfreie Schmiermittel, enthalten.
3. 3. Verwendung von Schmiermitteln nach Anspruch 1, die außerdem 0,05 bis 3,0, vorzugsweise 0,08 bis 1,5 Gewichtsprozent Silicone, bezogen auf das gesamte lösungsmittelfreie Schmiermittel, enthalten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 889 694, 913 826, 856682; USA.-Patentschriften Nr. 2 504 779, 2 614 080, 2 661335; britische Patentschriften Nr. 653 950, 700 806; französische Patentschrift Nr. 1050 373. Entgegengehaltene ältere Rechte Deutsches Patent Nr. 938 978.