DE112007000335B4

DE112007000335B4 - Schmierfettzusammensetzung, lager, verwendung des lagers, verwendung der schmierfettzusammensetzung

Info

Publication number: DE112007000335B4
Application number: DE112007000335.9T
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Mikami; Takayuki Kawamura
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: US9394500B2; US20090005272A1; DE112007000335T5; WO2007094405A1

Abstract

Schmierfettzusammensetzung zur Verhinderung des Abblätterns einer von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Lagerteils, das ein Metallmaterial auf Eisenbasis enthält, oder einer neu erzeugten Oberfläche, die aus dem Metallmaterial auf Eisenbasis besteht, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, wegen Wasserstoffsprödigkeit, wobei die Schmierfettzusammensetzung ein Basisschmierfett, das aus einem Grundöl und einem Verdicker besteht, und ein dem Basisschmierfett zugesetztes Additiv umfasst, wobei das Additiv mindestens ein Additiv auf Aluminiumbasis, das aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist, enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierfettzusammensetzung, die wirksam verhindern kann, dass eine Rolloberfläche durch Wasserstoffsprödigkeit verursachtes Abblättern zeigt, sowie ein fettgeschmiertes Lager, in dem die Schmierfettzusammensetzung enthalten ist, jeweils gemäß den Ansprüchen.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des fettgeschmierten Lagers als Wälzlager in elektrischen Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 11, wie einer Lüfterkupplungsvorrichtung, einem Wechselstromgenerator, einer Leitscheibe, einer elektromagnetischen Kupplung für eine Klimaanlage, einem elektromotorischen Lüftermotor und dergleichen; als Wälzlager in Motoren gemäß Anspruch 13 von Industriemaschinen und elektrischen Einrichtungen; als Wälzlager in einem Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 12, das für eine Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums oder dergleichen zur Zufuhr von verschiedenen Arten von Fluida in das Brennstoffzellensystem unter Druck verwendet wird; und als Wälzlager in Robotern gemäß Anspruch 14, das in Betriebsteilen von Industrierobotern verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Schmierfettzusammensetzung gemäß Anspruch 15 für eine Einwegkupplung, bei der die Schmierfettzusammensetzung in einem Innenraum eingeschlossen ist.
Aufgrund des in letzter Zeit zunehmenden Bedarfs an der Entwicklung kleiner Fahrzeuge, leichtgewichtiger Fahrzeuge und an besserer Geräuschdämpfung wurden Versuche unternommen, kleinere und leichtgewichtigere elektrische Hilfsmaschinen von Fahrzeugen herzustellen und den Maschinenraum luftdicht zu gestalten. Andererseits besteht zunehmender Bedarf an hoher Leistung und hoher Effizienz für die Performance verschiedener Vorrichtungen des Fahrzeugs. Daher besteht derzeit die Tendenz zur Kompensation der durch die Miniaturisierung verursachten Verringerung der Leistung einer im Inneren des Motorraums angebrachten elektrischen Hilfsmaschine des Fahrzeugs durch die Rotation derselben mit hohen Geschwindigkeiten.
Als Beispiel für Wälzlager zur Verwendung in einer elektrischen Hilfsvorrichtung des Fahrzeugs werden im folgenden ein Wälzlager zur Verwendung in der Lüfterkupplungsvorrichtung, ein Wälzlager zur Verwendung im Wechselstromgenerator, ein Wälzlager zur Verwendung in der Leitscheibe angegeben.
In Bezug auf die Lüfterkupplungsvorrichtung ist in dieser eine viskose Flüssigkeit fest eingeschlossen. Ein Gehäuse, das auf dessen Umfangsoberfläche einen Luft zuführenden Lüfter aufweist, ist über ein Lager an einen direkt mit dem Motor verbundenen Rotor gekuppelt. Durch Verwendung des Scherwiderstands der viskosen Flüssigkeit, der entsprechend der Temperatur der Atmosphäre zunimmt und abnimmt, steuert die Lüfterkupplungsvorrichtung die Größe des Antriebsmoments, das vom Motor übertragen wird, und die Drehzahl des Lüfters, wodurch die der Temperatur des Motors entsprechende optimale Luft zugeführt wird. Daher sollte das Wälzlager zur Verwendung in der Lüfterkupplungsvorrichtung hohe Wärmebeständigkeit, Schmierfettdichteigenschaft und Haltbarkeit aufweisen, so dass das Wälzlager einer hohen Rotationsgeschwindigkeitsänderung im Bereich von 1000 Umin^–1 bis 10000 Umin^–1 in Abhängigkeit von der Temperaturschwankung des Motors widersteht und ferner einer sehr harten Umgebung, wobei es im Sommer mit einer hohen Geschwindigkeit von nicht weniger als 10000 Umin^–1 bei einer hohen Temperatur von nicht weniger als 150°C angetrieben wird, widersteht.
Der Wechselstromgenerator zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug nimmt die Drehung eines Motors auf und erzeugt Elektrizität, wodurch er elektrische Energie zur elektrischen Ladung des Kraftfahrzeugs liefert, und er hat die Funktion, die Batterie aufzuladen. Daher wird für das Wälzlager zur Verwendung in dem Wechselstromgenerator gefordert, dass es hohe Wärmebeständigkeit, Schmierfettdichteigenschaft und Haltbarkeit derart aufweist, dass das Wälzlager einer sehr harten Umgebung, wobei es mit einer hohen Geschwindigkeit von nicht weniger als 10000 Umin^–1 bei einer hohen Temperatur von nicht weniger als 150°C rotiert, widersteht.
Die Leitscheibe eines Kraftfahrzeugs wird als Riemenspannteil für den Antriebsriemen, der die Motorleistung zur elektrischen Hilfsmaschine desselben überträgt, verwendet. Die Leitscheibe hat die Funktion einer Riemenscheibe, um auf den Antriebsriemen eine Zugkraft auszuüben, wenn der Abstand zwischen Drehwellen fest ist. Die Leitscheibe hat die weitere Funktion einer Leerlaufrolle, die verwendet wird, um die Laufrichtung des Riemens zu ändern oder das Einwirken von Hindernissen zu verhindern, um dadurch das Volumen des Motorraums zu verringern.
Daher sollte das Wälzlager zur Verwendung in der Leitscheibe hohe Wärmebeständigkeit, Schmierfettdichteigenschaft und Haltbarkeit derart aufweisen, dass das Wälzlager einer sehr harten Umgebung, wobei es mit einer hohen Geschwindigkeit von nicht weniger als 10000 Umin^–1 bei einer hohen Temperatur von nicht weniger als 150°C rotiert, widersteht.
Als Schmierfettzusammensetzung, die für ein Wälzlager wie das Wälzlager zur Verwendung in der elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, das bei hoher Temperatur und Drehgeschwindigkeit verwendet wird, bevorzugt ist, ist eine Schmierfettzusammensetzung bekannt. Die Schmierfettzusammensetzung enthält 0,5 bis 10 Gew.-% eines Wachses auf Amidbasis mit der Eigenschaft, dass es die Oxidation des Grundöls verhindert, und mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 80°C. Das Grundöl weist eine kinematische Viskosität von 20 bis 150 mm²/s bei 40°C auf. Die Schmierfettzusammensetzung enthält den Verdicker auf Harnstoffbasis in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Schmierfettzusammensetzung (siehe Patentdokument 1).
In den letzten Jahren besteht die Tendenz, dass kleine Motoren in Industriemaschinen hergestellt werden und Lager mit hohem Oberflächendruck betrieben werden. Bei einem Servomotor erfolgen Beschleunigen und Abbremsen, die hierauf ausgeübt werden, in hohem Maße bei Betrieb – Anhalten. Infolgedessen ist der Grad des Gleitens des Lagers hoch. Bei hoher Temperatur wird die Operation Betrieb mit hoher Geschwindigkeit – Betrieb mit plötzlichem Abbremsen – Betrieb mit plötzlicher Beschleunigung – plötzliches Anhalten häufig wiederholt.
In einer Herstellungslinie eines Kraftfahrzeugs werden verschiedene Arten von Industrierobotern für Montage-, Schweiß-, Lackieroperationen verwendet. Zur Herabsetzung der Taktzeit zur Verbesserung der Produktivität besteht die Tendenz, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters erhöht wird. Der Betrieb des Roboters ist nicht aufeinanderfolgend, sondern intermittierend. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters bewirkt, dass das Wälzlager zur Verwendung in einem Rotationsteil eine Zunahme der Zahl der Schaltvorgänge Anhalten – Starten – Arbeitsvorgang – Anhaltevorgang pro Zeit aufweist. Jedesmal, wenn ein Schaltvorgang durchgeführt wird, werden Beschleunigung und Abbremsen, die auf das Wälzlager ausgeübt werden, hoch. Dadurch erzeugt das Wälzlager einen hohen Grad an Gleiten.
In den letzten Jahren tritt, da die Verwendungsbedingungen für das Wälzlager zur Verwendung in der elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, das Lager zur Verwendung in einem Motor einer Industriemaschine und das Lager zur Verwendung in einem Roboter wie oben beschrieben hart wurden, ein spezielles Abblätterphänomen auf, wobei die Rolloberfläche des Lagers in deren Textur weiß wird.
Im Gegensatz zu Abblättern, das im Inneren der Rolloberfläche aufgrund von Metallermüdung auftritt, tritt das spezielle Abblätterphänomen in der Rolloberfläche in einem vergleichsweise flachen Bereich derselben auf, wobei die Rolloberfläche in deren Textur weiß wird. Das heißt, das Abblätterphänomen ist ein durch Wasserstoffsprödigkeit verursachtes Zerstörungsphänomen.
Als Verfahren zur Verhinderung des speziellen Abblätterphänomens, das in einem frühen Stadium auftritt, wobei die Rolloberfläche in deren Textur weiß wird, sind ein Verfahren der Zugabe eines Passivierungsmittels zu einer Schmierfettzusammensetzung (siehe Patentdokument 2) und ein Verfahren der Zugabe von Bismutdithiocarbamat zu dieser bekannt (siehe Patentdokument 3).
In den vergangenen Jahren ist, da das Wälzlager zur Verwendung in der elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs in einer harten Umgebung verwendet wird, weder das Verfahren der Zugabe des Passivierungsmittels zu der Schmierfettzusammensetzung noch das Verfahren der Zugabe von Bismutdithiocarbamat zu dieser ausreichend fähig, das Problem des Abblätterphänomens zu lösen.
Ein Brennstoffzellensystem erhält öffentliche Aufmerksamkeit als neue Energiequelle für ein Kraftfahrzeug oder als Generator des Dispersionstyps. Eine Brennstoffzelle weist eine hohe Leistungsdichte auf und sie wird bei niedriger Temperatur betrieben. Ferner wird das Material, aus dem die Zelle aufgebaut ist, in geringem Grade abgebaut. Eine Brennstoffzelle des Typs eines festen hochmolekularen Elektrolyts, die leicht betrieben werden kann, ist als Energiequelle für Kraftfahrzeuge oder dergleichen wirksam.
Bei dem Brennstoffzellensystem ist es notwendig, Wasserstoff oder ein wasserstoffreiches modifiziertes Gas, die als Brennstoff dienen, und Luft, die als Oxidationsmittel dient, unter Druck zuzuführen. Hierzu werden verschiedene Arten von. Maschinen zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums, wie ein Supercharger, eine Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Laufradtyps, eine Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Scrollingtyps, eine Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Eisenblechtyps und eine Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Schneckentyps verwendet.
In der Brennstoffzelle des Typs eines festen hochmolekularen Elektrolyts erfolgt zur Energieerzeugung eine Reaktion von Wasserstoff, der als Brennstoff dient, und Luft, die als Oxidationsmittel dient, miteinander in einer chemischen Reaktion unter Erzeugung von Wasser. Ferner wird eine hochmolekulare Folie durch ein Befeuchtungsmittel befeuchtet, damit die hochmolekulare Folie als fester Elektrolyt fungiert. Daher wird die Brennstoffzelle des Typs eines festen hochmolekularen Elektrolyts konstant in einem wasserhaltigen Zustand gehalten. Daher ist Wasser in einem Gas, das unter Druck durch die Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums zugeführt wird, enthalten. Wenn das Wasser in das Lager der Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums eindringt, erfolgt aufgrund einer fehlerhaften Schmierung ein Metallkontakt. Daher tritt wie im Falle des Wälzlagers zur Verwendung in der elektrischen Hilfsmaschine des Kraftfahrzeugs der Fall auf, dass das durch Wasserstoffsprödigkeit verursachte Abblätterphänomen auftritt, wobei die Rolloberfläche des Lagers in deren Textur weiß wird.
Da die Verwendungsbedingung für das Wälzlager zur Verwendung in dem Brennstoffzellensystem ebenfalls hart wurde, können das Verfahren der Zugabe des Passivierungsmittels zu der Schmierfettzusammensetzung (siehe Patentdokument 2) und das Verfahren der Zugabe des Bismutdithiocarbamats zu dieser (siehe Patentdokument 3) das Problem des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterphänomens nicht lösen. Entsprechend dem Bedarf an einer Erhöhung der Elektrizitäterzeugungsmenge wird für die Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums gefordert, dass sie hohe Leistung aufweist und bei hoher Geschwindigkeit arbeitet. Daher rotiert das Wälzlager mit hoher Geschwindigkeit mit einer großen, darauf ausgeübten Belastung, was bewirkt, dass das Lagerteil eine hohe Temperatur von etwa 180°C aufweist. Daher sollte das Wälzlager hervorragende Wärmebeständigkeit aufweisen.
Die Lüfterkupplungsvorrichtung, der Wechselstromgenerator und dergleichen, die elektrische Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs sind, werden zur effizienten Verwendung des Drehmoments eines Motors über eine Einwegkupplung, die mit einer Motorausgangswelle nur verbunden ist, wenn der Motor in einem vorgegebenen Leistungszustand ist, verwendet.
Repräsentative elektrische Hilfsmaschinen für das Kraftfahrzeug, die über die Einwegkupplung arbeiten, umfassen die Lüfterkupplungsvorrichtung, die Luft in sehr günstiger Weise entsprechend der Temperatur des Motors zuführt, und den Wechselstromgenerator, der Elektrizität durch Aufnehmen der Drehung des Motors erzeugt, elektrische Energie für eine elektrische Belastung eines Fahrzeugs liefert und eine Batterie lädt. Diese elektrischen Hilfsmaschinen werden zur effizienten Nutzung des Drehmoments des Motors über die Einwegkupplung, die mit der Motorausgangswelle nur verbunden ist, wenn der Motor in einem vorgegebenen Leistungszustand ist, verwendet. Die Einwegkupplung, die an der elektrischen Hilfsmaschine für das Kraftfahrzeug angebracht ist, wird häufig mit der Motorausgangswelle verbunden und von dieser getrennt. Wenn die Einwegkupplung mit der Motorausgangswelle verbunden ist, weist sie eine hohe Drehgeschwindigkeit auf. Folglich wird eine hohe Last auf die Einwegkupplung ausgeübt und es wird eine große Menge an Wärme und Vibrationen erzeugt. Die Verwendungsbedingung für die Einwegkupplung ist hart geworden, da das Kraftfahrzeug hohe Performance und Leistung zeigen soll.
Wenn die Verwendungsbedingung für die Einwegkupplung hart ist, tritt gerne das durch Wasserstoffsprödigkeit verursachte Abblätterphänomen auf Rollkontaktoberflächen von Kugeln der Einwegkupplung, Rolloberflächen eines Außenrings für die Kupplung und Rolloberflächen eines Innenrings für die Kupplung, der mit einer Welle verbunden ist, an der die Einwegkupplung mit diesen Rollkontaktoberflächen angebracht ist, und wobei die Kontaktoberflächen in den Texturen derselben weiß werden, wenn sich eine Rollenkupplung im Freilauf befindet. Ferner besteht, wenn die Einwegkupplung geschlossen ist, die Möglichkeit, dass sich Kontaktbereiche zwischen diesen Rollkontaktoberflächen und Rolloberflächen gerne festfressen. Daher wird gewünscht, dass ein Schmierfett, das in einem Raum, in dem die Rollen montiert sind, enthalten ist, die Erzeugung des Abblätter- und Festfressphänomens verhindert.
Die elektrische Hilfsmaschine, an der die Einwegkupplung angebracht ist, ist häufig in einem unteren Bereich des Motorraums installiert. Daher dringt, während ein Kraftfahrzeug fährt, gerne Regenwasser in die Einwegkupplung ein. Wenn das Regenwasser in den Raum, in dem die Rollen der Einwegkupplung angebracht sind, eindringt, neigen die Rollkontaktoberflächen der Rollen der Einwegkupplung, die Rolloberflächen des Außenrings für die Kupplung und die Rolloberflächen des Innenrings für die Kupplung, der mit der Welle verbunden ist, an der die Einwegkupplung angebracht ist, zur Korrosion. Daher ist es erforderlich, dass das Schmierfett, das in dem Raum, in dem die Rollen angebracht sind, enthalten ist, höhere Rostschutzeigenschaften als die eines Schmierfetts, das in anderen Bereichen verwendet wird, aufweist.
Bei einer herkömmlichen Einwegkupplung zur Verwendung in dem Wechselstromgenerator ist eine unter Verwendung eines Schmierfetts, das ein Etheröl als dessen Grundöl enthält (siehe Patentdokument 4), eine unter Verwendung eines Schmierfetts, dessen Viskosität-Druck-Koeffizient nicht geringer als ein vorgegebener Wert ist (siehe Patentdokument 5), und eine unter Verwendung eines Schmierfetts, das ein synthetisches Öl, dessen kinematische Viskosität bei 40°C nicht mehr als 60 mm²/s beträgt, als dessen Grundöl enthält, (siehe Patentdokument 6) bekannt.
Jedoch zeigt in dem Patentdokument 4 die Einwegkupplung unter Verwendung des Schmierfetts, das das Etheröl als dessen Grundöl enthält, das Problem, dass die Einwegkupplung eine unzureichende Eigenschaft von niedrigem Reibungsverschleiß aufweist, wenn die Einwegkupplung im Freilaufzustand ist. In dem Patentdokument 5 ist die Verwendung des Schmierfetts, dessen Viskosität-Druck-Koeffizient nicht geringer als der vorgegebene Wert ist, zur sicheren Durchführung eines geschlossenen Zustands wirksam, sie zeigt jedoch das Problem, dass das Schmierfett nicht fähig ist, Verschleiß im Freilaufzustand ausreichend zu verhindern. Im Patentdokument 6 weist das Schmierfett, das das synthetische Öl, dessen kinematische Viskosität niedrig ist, als dessen Grundöl enthält, eine unzureichende Wärmebeständigkeit auf. Daher ist es schwierig, das Fett über einen langen Zeitraum zu verwenden.
Patentdokument 7 offenbart eine Schmierfettzusammensetzung zur Verringerung des Abblätterns von Wälzlagern, welche beispielsweise in elektrischen Teilen oder Motorzusatzgeräten von Automobilen Anwendung finden. Die Schmierfettzusammensetzung umfasst (a) ein Grundöl, (b) ein Verdickungsmittel ausgewählt aus einer Metallseife und einer Harnstoffverbindung, und (c) einen anorganischen Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße von nicht mehr als 2 μm, wobei als anorganischer Füllstoff u. a. Aluminiumoxid eingesetzt werden kann.
Patentdokument 8 offenbart eine Schmierfettzusammensetzung, welche beispielsweise in fettgeschmierten Lagern von Automobilen und Flugzeugen eingesetzt werden kann. Die Schmierfettzusammensetzung umfasst (a) etwa 30 bis etwa 60 Gew.-% eines Grundöls, (b) etwa 20 bis etwa 50 Gew.-% eines Polymers mit hohem Molekulargewicht, und (c) etwa 20 bis etwa 50 Gew.-% eines Wärmeleitmittels, wobei als Polymer vorzugsweise Polyethylen oder Polymethylpenten, und als Wärmeleitmittel vorzugsweise feinteiliges Zinkoxid oder Aluminiumpulver zur Anwendung gelangt.
Patentdokument 9 offenbart eine Schmierfettzusammensetzung zur Verringerung der Korrosion von fettgeschmierten Lagern. Die Schmierfettzusammensetzung umfasst (a) ein höhere Fettsäure, und (b) 0.5 bis 10 Gew.-% eines feinteiligen Pulvers ausgewählt aus feinteiligem Magnesiumpulver, feinteiligem Zinkpulver und feinteiligem Aluminiumpulver, wobei das feinteilige Pulver ein Teilchengröße von etwa 50 μm (300 Mesh) besitzt.

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2003-105366 A
Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung JP H03-210394 A
Patentdokument 3: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2005-042102 A
Patentdokument 4: offengelegte japanische Patentanmeldung JP H11-082688 A
Patentdokument 5: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2000-234638 A
Patentdokument 6: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2000-253620 A
Patentdokument 7: offengelegte deutsche Patentanmeldung DE 196 53 589 A1
Patentdokument 8: US-amerikanisches Patent US 4,239,632 A
Patentdokument 9: offengelegte japanische Patentanmeldung JP S50-134006 A
Die vorliegende Erfindung erfolgte zur Lösung der oben beschriebenen Probleme. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Schmierfettzusammensetzung, durch die das Auftreten von durch Wasserstoffsprödigkeit verursachtem Abblättern auf einer Rolloberfläche wirksam verhindert werden kann, eines fettgeschmierten Lagers, in dem die Schmierfettzusammensetzung enthalten bzw. eingeschlossen ist, und einer Einwegkupplung, in der die Schmierfettzusammensetzung enthalten bzw. eingeschlossen ist.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung dient zur Verhinderung des Abblätterns einer von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Gleitteils oder einer neu erzeugten Oberfläche, die aus Eisen oder dergleichen besteht, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, wegen Wasserstoffsprödigkeit. Die Schmierfettzusammensetzung besteht aus einem Basisschmierfett, das aus einem Grundöl und einem Verdicker besteht, und einem dem Basisschmierfett zugesetzten Additiv. Das Additiv enthält mindestens ein Additiv auf Aluminiumbasis, das aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist.
Der Mischungsanteil des Additivs auf Aluminiumbasis, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts, ist auf 0,05 bis 10 Gewichtsteile eingestellt.
Der Verdicker ist ein Verdicker auf Harnstoffbasis oder ein Verdicker auf Lithiumseifenbasis.
Das Basisöl ist mindestens ein Öl, das aus einem Alkyldiphenyletheröl, Poly-α-olefinöl und Esteröl ausgewählt ist.
Die kinematische Viskosität des Basisöls bei 40°C beträgt 30 bis 200 mm²/s.
Die oben beschriebene Schmierfettzusammensetzung ist in dem fettgeschmierten Lager der vorliegenden Erfindung enthalten. Als fettgeschmiertes Lager werden ein Wälzlager für eine elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, ein Wälzlager für ein Brennstoffzellensystem, ein Wälzlager für einen Motor, und ein Wälzlager für einen Roboter aufgelistet.
Die Einwegkupplung, die auf einem Ausgangselement anzubringen ist und in der die Schmierfettzusammensetzung erfindungsgemäß verwendet wird, weist einen Außenring für die Kupplung und eine Mehrzahl von Rollen, die auf der Innendurchmesseroberfläche des Außenrings angebracht sind, auf, wobei nur das Drehmoment einer Richtung des Außenrings für die Kupplung auf das Ausgangselement über die Rollen übertragen wird; und die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist in einem Innenraum der Kupplung, in dem eine Mehrzahl der Rollen angebracht sind, enthalten.
Bei der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Additiv auf Aluminiumbasis gemäß den Ansprüchen dem Basisschmierfett, das aus dem Grundöl und dem Verdicker besteht, zugesetzt. Daher ist es möglich, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns auf der Oberfläche eines Metalls, wie der Rolloberfläche des Lagers, wobei die Rolloberfläche in deren Textur weiß wird, zu verhindern.
Folglich ist es durch Einbringen der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in das Lager möglich, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns in dem Wälzlager für eine elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, dem Wälzlager für einen Motor, dem Wälzlager für ein Brennstoffzellensystem und dergleichen, wobei der Zyklus Starten – Betrieb mit plötzlicher Beschleunigung – Betrieb mit hoher Geschwindigkeit – Antrieb mit plötzlichem Abbremsen – plötzliches Anhalten häufig wiederholt wird, zu verhindern. Daher kann das Lager über einen langen Zeitraum verwendet werden. Es ist auch möglich, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns in dem Wälzlager für einen Roboter, wobei jedes Mal, wenn das Umschalten zwischen den Vorgängen Stoppen – Starten – Betrieb – Anhalten erfolgt, das Wälzlager häufigen hohen Beschleunigungen und Abbremsungen unterliegt, da die Zahl der Schaltvorgänge der Vorgänge Stoppen – Starten – Betrieb – Anhalten pro Zeit groß ist, zu verhindern. Daher kann das Wälzlager über einen langen Zeitraum verwendet werden.
Zusätzlich zur Verhinderung des Auftretens des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns kann die Einwegkupplung, in der die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten ist, die Wirkung der Hockdruckeigenschaft über einen langen Zeitraum beibehalten, da das Schmiermittel, das das Additiv auf Aluminiumbasis enthält, das von hervorragender Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit ist, für die Einwegkupplung verwendet wird. Daher ist es möglich, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterns auf Rollkontaktoberflächen von Rollen der Einwegkupplung, wobei die Rollkontaktoberflächen in der Textur derselben weiß werden, wirksam zu verhindern und ein Festfressen derselben zu verhindern. Dadurch ist es möglich, Verschleißbeständigkeit und Haltbarkeit der Einwegkupplung über einen langen Zeitraum beizubehalten.
Infolge der aufwändigen Untersuchung eines Verfahrens zur wirksamen Verhinderung des Auftretens des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterns auf der Rolloberfläche des fettgeschmierten Wälzlagers führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test durch und sie ermittelten, dass die Lebensdauer des Lagers durch die Verwendung des Wälzlagers, in das die Schmierfettzusammensetzung, die mindestens ein Additiv auf Aluminiumbasis gemäß den Ansprüchen enthält, eingebracht ist, verlängert werden kann.
Die Analyse der Rolloberfläche des Lagers ergab, dass durch die Zugabe eines Additivs auf Aluminiumbasis zu dem Basisschmierfett das Additiv auf Aluminiumbasis auf der von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Lagerteils, das das Metallmaterial auf Eisenbasis enthält, oder auf der neu erzeugten Oberfläche des Metalls, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, eine Reaktion durchführt, wobei ein Eisenoxid und Aluminium oder eine Aluminiumverbindung enthaltender Film auf der Rolloberfläche des Lagers gebildet wird.
Es wird angenommen, dass der das Eisenoxid und das Aluminium oder die Aluminiumverbindung enthaltende Film, der auf der Rolloberfläche des Lagers gebildet wird, die Erzeugung von Wasserstoff, die durch die Zersetzung der Schmierfettzusammensetzung verursacht wird, und das Eindringen des Wasserstoffs in den Lagerstahl verhindert, wodurch das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns verhindert wird und dadurch die Lebensdauer des Lagers verlängert wird. Die vorliegende Erfindung erfolgte auf der Basis der oben beschriebenen Erkenntnisse.
Das Additiv auf Aluminiumbasis, das in der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist mindestens eine Substanz, die aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist.
Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat, Aluminiumsulfat, oder Gemische dieser Substanzen werden verwendet, da diese Substanzen hervorragend im Hinblick auf die Reaktivität mit der von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche oder der neu erzeugten Oberfläche des Metallmaterials auf Eisenbasis, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, sind.
Der Mischungsanteil des Additivs auf Aluminiumbasis, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts, ist auf 0,05 bis 10 Gewichtsteile eingestellt. Das heißt, dass im vorliegenden Fall 0,05 bis 10 Gewichtsteile der Aluminiumverbindung zu 100 Gewichtsteilen des Basisschmierfetts gegeben werden.
Wenn der Mischungsanteil des Additivs auf Aluminiumbasis, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts, weniger als 0,05 Gewichtsteile beträgt, ist es unmöglich, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterns auf der Rolloberfläche wirksam zu verhindern. Wenn der Mischungsanteil des Additivs auf Aluminiumbasis mehr als 10 Gewichtsteile beträgt, ist es unmöglich, die Wirkung der Verhinderung des Abblätterns in einem höheren Ausmaß zu verbessern.
Als Grundöl, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann ein Mineralöl, wie Spindelöl, Kühlöl, Turbinenöl, Maschinenöl, Dynamoöl; ein synthetisches Kohlenwasserstofföl, wie ein stark raffiniertes Mineralöl, flüssiges Paraffin, Polybuten, durch das Fischer-Tropsch-Verfahren synthetisiertes GTL-Grundöl, Poly-α-olefinöl, Alkylnaphthalin, alicyclische Verbindungen; und ein synthetisches Nichtkohlenwasserstofföl, wie natürliche Fette und Öle, ein Polyolesteröl, Phosphatesteröl, Polymeresteröl, aromatisches Esteröl, Carbonatesteröl, Diesteröl, Polyglykolöl, Siliconöl, Polyphenyletheröl, Alkyldiphenyletheröl, Alkylbenzolöl, fluoriertes Öl, aufgelistet werden.
Von diesen Grundölen werden vorzugsweise ein Alkyldiphenyletheröl, Poly-α-olefinöl, Polyolesteröl und Mineralöl hervorragender Wärmebeständigkeit und Schmiereigenschaft derselben verwendet.
Als das oben beschriebene Poly-α-olefinöl werden Gemische von Oligomeren oder Polymeren, die aus einem α-Olefin oder isomerisierten α-Olefin bestehen, aufgelistet. Als Beispiele für das α-Olefin können 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1-Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, 1-Nonadecen, 1-Eicosen, 1-Docosen und 1-Tetracosen aufgelistet werden. Normalerweise werden Gemische von diesen Substanzen verwendet. Als Mineralöl kann ein beliebiges der normalen Schmiermittel, wie Paraffinmineralöl, Naphthenmineralöl und dergleichen, und die auf dem Gebiet von Schmierstoffen verwendeten verwendet werden.
Vorzugsweise weist das Grundöl, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, eine kinematische Viskosität von 30 bis 200 mm²/s bei 40°C auf. Es ist nicht günstig, wenn das Grundöl eine kinematische Viskosität von weniger als 30 mm²/s aufweist, da der Verdampfungsverlust desselben zunimmt und die Beständigkeit desselben gegenüber Wärme schlechter wird. Es ist nicht günstig, wenn die kinematische Viskosität des Grundöls 200 mm²/s übersteigt, da aufgrund einer Zunahme des Drehmoments die Temperatur an Rollkontaktoberflächen von Rollen der Einwegkupplung und die von Kugeln des Wälzlagers stark steigen.
Als Verdicker, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist die Verwendung von Seifen, Silicagel, Fluorverbindungen, Lithiumseifen, Lithiumkomplexseifen, Natriumseifen, Calciumseifen, Calciumkomplexseifen, Aluminiumseifen, Aluminiumkomplexseifen; und von Verbindungen auf Harnstoffbasis, wie einer Verbindung auf Diharnstoffbasis, einer Verbindung auf Polyharnstoffbasis und dergleichen, möglich. Diese Verdicker können einzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Von diesen Verdickern sind die Verbindungen auf Harnstoffbasis oder die Verbindungen auf Lithiumseifenbasis günstig. Die Verbindungen auf Harnstoffbasis sind bei Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit, Kosten und dergleichen besonders günstig.
Von den oben beschriebenen Verbindungen auf Harnstoffbasis sind die Verbindungen auf Diharnstoffbasis der im folgenden angegebenen Formel (1) noch besser. Chemische Formel 1
R₁ und R₃ in der Formel (1) bezeichnen Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen. R₁ und R₃ können zueinander identisch oder voneinander verschieden sein. R₂ bezeichnet einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen.
Die Verbindung auf Harnstoffbasis wird durch eine Reaktion zwischen einer Isocyanatverbindung und einer Aminverbindung erhalten. Um zu verhindern, dass ein reaktives freies Radikal verbleibt, ist es bevorzugt, die Isocyanatgruppe der Isocyanatverbindung und die Aminogruppe der Aminverbindung in einem etwa äquivalenten Gewicht zu verwenden.
Die durch die Formel (1) angegebene Verbindung auf Diharnstoffbasis wird durch Reaktion eines Diisocyanats und eines Monoamins erhalten. Als das Diisocyanat werden Phenylendiisocyanat, Diphenyldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 2,4-Trilendiisocyanat, 3,3-Dimethyl-4,4-biphenylendiisocyanat, Octadecandiisocyanat, Decandiisocyanat und Hexandiisocyanat aufgelistet. Als das Monoamin werden Octylamin, Dodecylamin, Hexadecylamin, Stearylamin, Oleylamin, Anilin, p-Toluidin und Cyclohexylamin aufgelistet.
Die Verbindung auf Polyharnstoffbasis wird durch eine Reaktion zwischen einem Diisocyanat und einem Monoamin sowie einem Diamin erhalten. Als das Diisocyanat und das Monoamin werden Substanzen, die ähnlich den zur Bildung der Verbindung auf Diharnstoffbasis verwendeten sind, aufgelistet. Als das Diamin werden Ethylendiamin, Propandiamin, Butandiamin, Hexandiamin, Octandiamin, Phenylendiamin, Tolylendiamin, Xyloldiamin und Diaminodiphenylmethan aufgelistet.
Als Beispiele für die Lithiumseife werden Lithiumlaurat (C₁₂), Lithiummyristat (C₁₄), Lithiumpalmitat (C₁₆), Lithiummargarat (C₁₇), Lithiumstearat (C₁₈), Lithiumarachidat (C₂₀), Lithiumbehenat (C₂₂), Lithiumlignocerat (C₂₄), Talgfettsäure-lithium, Lithiumricinolat und Lithiumricinelaidat aufgelistet. Als besonders bevorzugte Lithiumseife werden Lithiumstearat und Lithium-12-hydroxystearat aufgelistet.
Durch Zugabe des Verdickers, beispielsweise der Verbindung auf Harnstoffbasis, zu dem Grundöl ist es möglich, das Basisschmierfett, dem das Additiv auf Aluminiumbasis oder dergleichen zugesetzt ist, zu erhalten. Das Basisschmierfett, das die Verbindung auf Harnstoffbasis als dessen Verdicker enthält, wird durch die Reaktion zwischen der Isocyanatverbindung und der Aminverbindung in dem Grundöl hergestellt.
Als Mischungsanteil des Verdickers, bezogen auf das Basisschmierfett, werden günstigerweise 1 bis 40 Gewichtsteile des Verdickers und noch besser 3 bis 25 Gewichtsteile desselben zu 100 Gewichtsteilen des Basisschmierfetts gegeben. Wenn der Gehalt an dem Verdicker weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, ist die Verdickerwirkung gering und das Schmieren schwierig. Wenn der Gehalt an dem Verdicker mehr als 40 Gewichtsteile beträgt, ist das erhaltene Schmierfett so hart, dass es schwierig ist, die gewünschte Wirkung zu erhalten.
Vorzugsweise liegt die Walkpenetration des in die Einwegkupplung einzubringenden Schmierfetts im Bereich von 200 bis 400. Wenn die Walkpenetration desselben weniger als 200 beträgt, ist die Schmierleistung der Schmierfettzusammensetzung bei niedriger Temperatur niedrig. Wenn die Walkpenetration 400 übersteigt, neigt die Schmierfettzusammensetzung dazu, auszutreten, was nicht günstig ist.
Nach Bedarf können bekannte Additive für ein Schmierfett zusammen mit dem Additiv auf Aluminiumbasis enthalten sein. Als Additive, die dem Basisschmierfett zugesetzt werden können, können ein Antioxidationsmittel, wie eine organische Zinkverbindung, ein Amin, Phenol enthaltende Antioxidationsmittel; ein Metallinaktivierungsmittel, wie Benzotriazol; ein Viskositätsindexverbesserer, wie Polymethacrylat und Polystyrol; ein festes Schmiermittel, wie Molybdändisulfid und Graphit; ein Korrosionsinhibitor, wie ein Metallsulfonat und ein Ester mit einem mehrwertigen Alkohol; ein reibungsverringerndes Mittel, wie eine organische Molybdänverbindung; ein öliges Mittel, wie ein Ester und ein Alkohol; und ein Verschleißschutzmittel, wie eine Phosphorverbindung, verwendet werden. Diese Additive können dem Schmierfett einzeln oder in einer Kombination zugesetzt werden.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann das durch Wasserstoffsprödigkeit verursachte spezielle Abblättern verhindern. Daher ist es möglich, die Lebensdauer des fettgeschmierten Lagers zu verlängern. Daher kann die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung für ein Kugellager, Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager, Automatikgurtaufziehrollenlager, Nadelrollenlager, Druckzylinderrollenlager, Druckkegelrollenlager, Drucknadelrollenlager und Druck-Automatikgurtaufziehrollenlager verwendet werden.
Das fettgeschmierte Lager, in das die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eingebracht ist, wird unter Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Tiefrillenkugellagers. Als Beispiele werden ein Kugellager für eine elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs zur drehbaren Lagerung einer durch Motorleistung angetriebenen Rotationsachswelle auf einem stationären Element, ein fettgeschmiertes Lager für einen Motor zur Lagerung des Rotors eines Motors, ein Wälzlager für einen Roboter zur drehbaren Lagerung eines rotierenden Teils eines Industrieroboters, und ein Wälzlager für ein Brennstoffzellensystem angegeben.
In einem fettgeschmierten Lager 1 sind ein Innenring 2 mit einer Innenringrolloberfläche 2a auf dessen Umfangsoberfläche und ein Außenring 3 mit einer Außenringrolloberfläche 3a auf dessen Innenumfangsoberfläche konzentrisch angeordnet und eine Mehrzahl an Rollelementen 4 zwischen der Innenringrolloberfläche 2a und der Außenringrolloberfläche 3a angeordnet. Ein Dichtelement 6, das an einer die Rollelemente 4 haltenden Halterung 5 und an dem Außenring 3 befestigt ist, ist an den Öffnungen 8a und 8b, die sich an beiden axialen Enden des Innenrings 2 und des Außenrings 3 befinden, angebracht. Eine Schmierfettzusammensetzung 7 ist im wesentlichen auf den Umfang der Rollelemente 4 appliziert.
2 und 3 zeigen ein Beispiel für eine elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Wälzlager für die elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet wird. 2 ist eine Schnittdarstellung einer Lüfterkupplungsvorrichtung. Im Inneren eines Gehäuses 10 der Lüfterkupplungsvorrichtung, das einen Kühllüfter 9 trägt, befinden sich eine Ölkammer 11, in die eine viskose Flüssigkeit, wie ein Siliconöl, gefüllt ist, und eine Rührkammer 12, in die eine Antriebsscheibe 18 eingebaut ist. Eine Durchgangsöffnung 14 ist auf einer Trennplatte 13, die zwischen die beiden Kammern 11 und 12 eingefügt ist, ausgebildet. Das Ende einer Feder 15 zum Öffnen und Schließen der Durchgangsöffnung 14 ist an der Trennplatte 13 befestigt.
Ein Bimetall 16 ist auf der vorderen Oberfläche des Gehäuses 10 montiert. Ein Kolben 17 der Feder 15 ist an dem Bimetall 16 angebracht. Wenn die Temperatur von Luft, die einen Radiator durchlaufen hat, nicht mehr als eine eingestellte Temperatur, beispielsweise 60°C, beträgt, wird das Bimetall 16 flach. Infolgedessen drückt der Kolben 17 auf die Feder 15 und die Feder 15 schließt die Durchgangsöffnung 14. Wenn die Temperatur der Luft die eingestellte Temperatur übersteigt, krümmt sich das Bimetall 16 wie in 3 gezeigt nach außen. Infolgedessen drückt der Kolben 17 nicht auf die Feder 15. Daher verformt sich die Feder 15 elastisch und die Durchgangsöffnung 14 wird geöffnet.
Unter der Annahme, dass die Temperatur der Luft, die den Radiator durchlaufen hat, niedriger als die eingestellte Temperatur des Bimetalls 16 ist, wenn die Lüfterkupplungsvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau betrieben wird, fließt, wie in 2 gezeigt ist, die viskose Flüssigkeit im Inneren der Ölkammer 11 nicht in die Rührkammer 12, da die Durchgangsöffnung 14 mit der Feder 15 geschlossen ist. In diesem Fall wird die viskose Flüssigkeit im Inneren der Rührkammer 12 ausgehend von einem Zirkulationsloch 19, das auf der Trennplatte 13 ausgebildet ist, aufgrund der Rotation der Antriebsscheibe 18 in die Ölkammer 11 eingeführt.
Daher wird die Menge der viskosen Flüssigkeit im Inneren der Rührkammer 12 gering. Da der Scherwiderstand der viskosen Flüssigkeit, der aufgrund der Rotation der Antriebsscheibe 18 erzeugt wird, gering wird, wird auf das Gehäuse 10 ein verringertes Drehmoment übertragen. Daher dreht sich der Lüfter 9 mit niedriger Geschwindigkeit.
Wenn die Temperatur der Luft, die den Radiator durchlaufen hat, die eingestellte Temperatur des Bimetalls 16 übersteigt, wie in 3 gezeigt ist, krümmt sich das Bimetall 16 nach außen und der Kolben 17 drückt nicht auf die Feder 15. In diesem Fall verformt sich die Feder 15 elastisch in eine Richtung, bei der sich die Feder 15 von der Trennplatte 13 wegbewegt. Daher wird die Durchgangsöffnung 14 geöffnet. Dadurch fließt die viskose Flüssigkeit im Inneren der Ölkammer 11 aus der Durchgangsöffnung 14 in die Rührkammer 12.
Daher wird der Scherwiderstand der viskosen Flüssigkeit, der aufgrund der Rotation der Antriebsscheibe 18 erzeugt wird, groß. Daher wird ein erhöhtes Drehmoment auf das Gehäuse 10 übertragen und der durch das Wälzlager getragene bzw. gelagerte Lüfter 9 dreht sich mit hoher Geschwindigkeit.
Da sich, wie oben beschrieben, in der Lüfterkupplungsvorrichtung die Drehgeschwindigkeit des Lüfters 9 in Abhängigkeit von der Änderung der Temperatur ändert, erfolgt das Aufwärmen schnell und ein Überkühlen von Kühlwasser wird verhindert. Dadurch kann der Motor wirksam gekühlt werden. Wenn die Temperatur des Motors niedrig ist, wird der Lüfter 9 in einen Zustand versetzt, in dem der Lüfter 9 von der Antriebswelle 20 getrennt ist. Wenn andererseits die Temperatur des Motors hoch ist, wird der Lüfter 9 in einen Zustand versetzt, in dem der Lüfter 9 mit der Antriebswelle 20 verbunden ist. Auf diese Weise wird das Wälzlager 1 in einem breiten Bereich von einer niedrigen Temperatur bis zu einer hohen Temperatur und einem breiten Drehbereich verwendet.
4 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Wechselstromgenerators einer elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs. 4 ist eine Schnittdarstellung des Wechselstromgenerators. In dem Wechselstromgenerator wird über ein Paar fettgeschmierter Wälzlager 1 eine Rotationsachswelle 23, auf der ein Rotor 22 angebracht ist, durch ein Paar stationärer Rahmen 21a und 21b, die ein Gehäuse bilden, drehbar gelagert. Eine Rotorspule 24 ist auf dem Rotor 22 angebracht. Drei Statorspulen 26 sind mit einer Phase von 120 Grad auf einem Stator 25, der sich am Umfang des Rotors 22 befindet, angebracht.
Die Rotationsachswelle 23 des Rotors 22 wird durch das Drehmoment, das auf eine am Vorderende derselben angebrachte Riemenscheibe 27 über einen (in 4 nicht gezeigten) Riemen übertragen wird, angetrieben. Die Riemenscheibe 27 ist an der Rotationsachswelle 23 in einem auskragenden Zustand angebracht. Vibrationen werden erzeugt, wenn sich die Rotationsachswelle 23 mit hoher Geschwindigkeit dreht. Daher wird ein fettgeschmiertes Wälzlager 1, das die Riemenscheibe 27 lagert, einer sehr hohen Belastung unterworfen.
5 zeigt ein Beispiel für eine Leitscheibe, die als Riemenspannvorrichtung verwendet wird, die einen Riemen zum Antreiben der Hilfsteile des Kraftfahrzeugs spannt. 5 ist eine Schnittdarstellung, die den Aufbau der Leitscheibe zeigt.
Die Riemenscheibe weist einen Körper 28, der aus einer Stahlpressplatte besteht, und ein fettgeschmiertes Wälzlager 1, das ein einreihiges Tiefrillenkugellager ist, das am Innenumfang des Körpers 28 eingepasst ist, auf. Der Körper 28 ist ein ringförmiger Körper, der aus einem inneren zylindrischen Teil 28a, einem Flanschteil 28b, der sich vom einen Ende des inneren zylindrischen Teils 28a zum Umfang des Körpers 28 erstreckt, einen äußeren zylindrischen Teil 28c, der sich axial von dem Flanschteil 28b erstreckt, und einen Kragen 28d, der sich vom anderen Ende des inneren zylindrischen Teils 28a zum Innenumfang des Körpers 28 erstreckt, aufgebaut ist. Der Außenring 3 des fettgeschmierten Wälzlagers 1 ist am Innenumfang des inneren zylindrischen Teils 28a eingepasst. Die Umfangsoberfläche 28e, die in Kontakt mit einem durch den Motor angetriebenen Riemen steht, befindet sich auf dem Umfang des äußeren zylindrischen Teils 28c. Die Umfangsoberfläche 28e wird mit dem Riemen in Kontakt gebracht, damit die Riemenscheibe als Leerlaufrolle dienen kann.
Das fettgeschmierte Wälzlager 1 weist den Außenring 3, der am Innenumfang des inneren zylindrischen Teils 28a des Körpers 28 eingepasst ist, einen Innenring 2, der an einer nicht gezeigten festen Welle angepasst ist, eine Mehrzahl von Rollelementen 4, die sich zwischen der Rolloberfäche 2a des Innenrings 2 und der Rolloberfläche 3a des Außenrings 3 befinden, eine Halterung 5 zum umfassenden Halten der Rollelemente 4 in regelmäßigen Abständen und ein Paar von Dichtelementen 6, die das Schmierfett abdichten, auf. Der Innenring 2 und der Außenring 3 sind einstückig ausgebildet.
Durch Zugabe von mindestens einer anorganischen Aluminiumverbindung, die aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist, zu der Schmierfettzusammensetzung für die elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs führt die Aluminiumverbindung an der von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Lagerteils, das das Metallmaterial auf Eisenbasis enthält, oder an der neu erzeugten Oberfläche des Metalls, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, eine Reaktion durch, wobei ein Film, der Eisenoxid und Aluminium oder die Aluminiumverbindung enthält, auf der Rolloberfläche des Lagers gebildet wird.
Der auf der Rolloberfläche des Lagers erzeugte Film verhindert die durch die Zersetzung der Schmierfettzusammensetzung verursachte Erzeugung von Wasserstoff und er kann das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns verhindern.
6 zeigt ein Beispiel für einen Motor, der ein fettgeschmiertes Lager für einen Motor verwendet. 6 ist eine Schnittdarstellung des Aufbaus des Motors. Der Motor weist einen aus einem Magneten bestehenden Stator 102 für den Motor, der sich an der Innenumfangswand eines Mantels 101 befindet, einen Rotor 105, auf den eine an der Rotationsachswelle 103 befestigte Spule 104 gewickelt ist, einen an der Rotationsachswelle 103 befestigten Kommutator 106, einen Bürstenhalter 107, der sich an einem von dem Mantel 101 getragenen Endrahmen 109 befindet, und eine Bürste 108, die im Inneren des Bürstenhalters 107 eingepasst ist, auf. Die Rotationsachswelle 103 ist auf dem Mantel 101 durch ein fettgeschmiertes Lager 1 und eine Trägerkonstruktion für das Lager 1 drehbar gelagert.
Allgemein verwendete Motoren, wie ein Wechselstrommotor, ein Gleichstrommotor und dergleichen, werden immer kleiner. Daher besteht die Tendenz, dass das Lager unter einem hohen Oberflächendruck betrieben wird. Die im folgenden angegebenen Motoren unterliegen einer häufigen Wiederholung von Starten – plötzlicher Beschleunigungsvorgang – Betrieb mit hoher Geschwindigkeit – plötzlicher Abbremsvorgang – plötzliches Anhalten: Elektromotoren für Industriemaschinen, wie ein Servomotor für Industriemaschinen; und Motoren für elektrische Geräte, wie ein Startermotor für ein Fahrzeug, ein Motor für elektromechanische Lenkung, ein Lenkeinstellungsneigungsmotor, ein Gebläsemotor, ein Wischermotor, ein elektrischer Fensterhebermotor. Daher zeigen Wälzlager für Motoren Gleiten in einem hohen Ausmaß. Da die Verwendungsbedingungen der Motoren strenger wurden, tritt das spezielle Abblätterphänomen in einem frühen Stadium auf, wobei die Rolloberfläche des Lagers in deren Textur weiß wird. Daher wird für das Wälzlager für einen Motor gefordert, dass es eine Haltbarkeit aufweist, die es ermöglicht, dass das Wälzlager stabil über einen langen Zeitraum betrieben werden kann und Zuverlässigkeit aufweist.
Durch Zugabe von mindestens einer anorganischen Aluminiumverbindung, die aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist, zu der Schmierfettzusammensetzung, die in das Wälzlager für den Motor einzubringen ist, führt die Aluminiumverbindung an der von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Lagerteils, das das Metallmaterial auf Eisenbasis enthält, oder an der neu erzeugten Oberfläche des Metalls, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, eine Reaktion durch, wobei ein Film, der Eisenoxid und Aluminium oder die Aluminiumverbindung enthält, auf der Rolloberfläche des Lagers gebildet wird.
Der auf der Rolloberfläche des Lagers erzeugte Film verhindert die durch die Zersetzung der Schmierfettzusammensetzung verursachte Erzeugung von Wasserstoff und er verhindert das Eindringen von Wasserstoff, der aus Wasser, das in Luft im Inneren des Lagers enthalten ist, das durch durch den Motor fließenden elektrischen Strom elektrolysiert wird, erzeugt werden kann, wodurch das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns verhindert wird.
7 zeigt ein Beispiel für eine Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums, bei der das Wälzlager der vorliegenden Erfindung für ein Brennstoffzellensystem verwendet wird. 7 ist eine Schnittdarstellung einer Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Laufradtyps für ein Brennstoffzellenkraftfahrzeug. Pfeile, die mit einer gestrichelten Linie in 7 angegeben sind, geben die Richtung an, in der das Gas strömt.
Wie in 7 gezeigt ist, ist die Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Laufradtyps so aufgebaut, dass eine Rotationsachswelle 202, an der ein Laufrad 201 fixiert ist, auf einem Gehäuse 203 mittels einer Mehrzahl von Wälzlagern 1, die axial in bestimmten Abständen angeordnet sind, gelagert ist. Wenn sich die Rotationsachswelle 202 bei Aufnahme der Energie eines Motors oder dergleichen mit hoher Geschwindigkeit dreht, dreht sich auch das Laufrad 201 mit hoher Geschwindigkeit. Daher wird ein Gas, das von einer Gasansaugöffnung 204 angesaugt wird, durch die Zentrifugalkraft des Laufrads 201 unter Druck gesetzt und unter Druck von der Gasaustragöffnung 207 durch eine Druckwindung 206, die durch das Gehäuse 203 und eine Rückplatte 205 gebildet wird, geführt.
Um ein Austreten des Gases von der Druckwindung 206 in das fettgeschmierte Lager 1 zu verhindern, werden die Rückplatte 205 und die Rotationsachswelle 202 durch den zwischen diesen eingefügten Dichtring 209 abgedichtet. Jedoch erreicht in der Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Laufradtyps, wenn sich die Dichtleistung des Dichtrings 209 aufgrund einer Drehung der Rotationsachswelle 202 mit hoher Geschwindigkeit verschlechtert, das Gas das Lager 1 von einem rückwärtigen Raum 208, der sich rückwärtig zum Laufrad 201 befindet, durch den Spalt 210 zwischen der Rotationsachswelle 202 und dem Dichtring 209. Um das Auftreten dieses Phänomens zu verhindern, ist eine mechanische Dichtung 211 angebracht. Im Hinblick auf die Dichteigenschaft der mechanischen Dichtung 211 wird die Gleitkontaktoberfläche zwischen der mechanischen Dichtung 211 und der Rotationsachswelle 202 durch in dem Gas enthaltenen Dampf geschmiert. Daher tritt der Dampf, wenn er vorhanden ist, aus und er dringt in das Lager 1 ein. Infolge des Eindringens des Dampfs oder dergleichen in das Lager 1 besteht die Gefahr, dass das Lager 1 beeinträchtigt wird.
Daher ist in dem Wälzlager für das Brennstoffzellensystem, um das Eindringen des Dampfs von dem Laufrad 201 in das Lager 1 zu verhindern und das Austreten der Schmierfettzusammensetzung 7 (siehe 1), die im Inneren des Lagers eingeschlossen ist, zu verhindern, das Lager 1 mit dem Dichtelement 6 (siehe 1), das gegenüber Wasserstoffsprödigkeit beständig ist, ausgestattet.
Durch Zugabe von mindestens einer anorganischen Aluminiumverbindung, die aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist, zu der Schmierfettzusammensetzung für das Wälzlager des Brennstoffzellensystems führt die Aluminiumverbindung an der von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Lagerteils, das das Metallmaterial auf Eisenbasis enthält, oder an der neu erzeugten Oberfläche des Metalls, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, eine Reaktion durch, wobei ein Film, der Eisenoxid und Aluminium oder die Aluminiumverbindung enthält, auf der Rolloberfläche des Lagers gebildet wird.
Der auf der Rolloberfläche des Lagers erzeugte Film verhindert die durch die Zersetzung der Schmierfettzusammensetzung verursachte Erzeugung von Wasserstoff und er verhindert das Eindringen von Wasserstoff, der durch Elektrolyse aus Wasser, das konstant dem Inneren des Brennstoffzellensystems zugeführt wird, erzeugt werden kann, wodurch das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns verhindert wird.
Die Einwegkupplung, für die die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im folgenden unter Bezug auf 8 beschrieben. 8 ist eine Schnittdarstellung, die die Einwegkupplung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung zeigt. Diese Ausführungsform zeigt ein Beispiel für eine Rotationsübertragungsvorrichtung mit einer eingebauten Einwegkupplung, wobei dies eine Verwendungsform ist, die die Einwegkupplung und das Wälzlager in einer Kombination verwendet.
Die Rotationsübertragungsvorrichtung 301 mit einer eingebauten Einwegkupplung weist eine Riemenscheibe 303 (Außenrotationselement) und eine Hülse 302 (Innenrotationselement), die an ein Ausgangselement gekoppelt ist, das konzentrisch zur Riemenscheibe 303 befindlich ist, als Paar von Rotationselementen auf. Ein Paar von fettgeschmierten Lagern 1, 1 und eine Einwegkupplung 304 sind zwischen der inneren Oberfläche der Riemenscheibe 303 und der äußeren Oberfläche der Hülse 302 angebracht.
Die Riemenscheibe 303 ist vollständig zylindrisch ausgebildet und durch Wellen der Schnittkonfiguration der äußeren Oberfläche derselben in Breitenrichtung derselben kann ein Teil eines ringförmigen Riemens, der als Poly-V-Riemen bezeichnet wird, frei gespannt werden. Die Hülse 302 ist vollständig zylindrisch ausgebildet und fest an einer Rotationsachswelle einer Hilfsmaschine, wie einem Wechselstromgenerator, angepasst, so dass sich die Hülse 302 zusammen mit der Rotationsachswelle frei dreht. An beiden Enden eines zylindrischen Raums, der sich zwischen der Innenoberfläche der Riemenscheibe 303 und der Außenoberfläche der Hülse 302 befindet, sind die fettgeschmierten Lager 1, 1 in einer Position angebracht, wobei die Einwegkupplung 304 zwischen beiden Seiten derselben in axialer Richtung derselben eingefügt ist und wobei die Einwegkupplung 304 in einem dazwischenliegenden Teil des zylindrischen Raums in axialer Richtung installiert ist.
Die Einwegkupplung 304 überträgt eine Rotationskraft zwischen der Riemenscheibe 303 und der Hülse 302 nur dann frei, wenn sich die Riemenscheibe 303 in einer vorgegebenen Geschwindigkeit relativ zur Hülse 302 dreht. Die Einwegkupplung 304 ist aus einem Außenring 306 für die Kupplung, einem Innenring 305 für die Kupplung, einer Mehrzahl von Rollen 307, einer Halterung 308 für die Kupplung und einer Feder 317 aufgebaut (siehe 9). Der Außenring 306 für die Kupplung und der Innenring 305 für die Kupplung sind an der inneren Oberfläche des mittleren Bereichs der Riemenscheibe 303 und der äußeren Oberfläche des mittleren Bereichs der Hülse 302 jeweils durch Aufschrumpfen fest angepasst. Die innere Oberfläche des mittleren Bereichs des Außenrings 306 für die Kupplung ist nur als Zylinderoberfläche festgelegt. Die Außenoberfläche des Innenrings 305 für die Kupplung ist als Nockenoberfläche 309 ausgebildet. Das heißt, eine Vielzahl von Konkavitäten 310, die als Lampenbereich bezeichnet werden, wird in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Außenoberfläche des Innenrings 305 für die Kupplung gebildet, um die Außenoberfläche des Innenrings 305 für die Kupplung als Nockenoberfläche 309 zu bilden.
Zwischen der Innenoberfläche des mittleren Bereichs des Außenrings 306 und der Nockenoberfläche 309 befinden sich eine Mehrzahl der Rollen 307 und der Halterung 308 für die Kupplung zur Halterung der Rollen 307 entsprechend dem Rollen derselben und einem kleinen Grad der Versetzung derselben in Umfangsrichtung derselben. Die Halterung 308 für die Kupplung besteht vollständig aus einem Kunstharz. Ein Innenumfangsrand der Halterung 308 für die Kupplung steht in Eingriff mit einem Teil der Nockenoberfläche 309, um zu verhindern, dass sich die Halterung 308 nicht mit einer höheren Geschwindigkeit als der Innenring 305 für die Kupplung dreht. In dem in 8 gezeigten Beispiel ist eine Konvexität 311, die auf der Innenoberfläche eines Endes der Halterung 308 für die Kupplung ausgebildet ist, zwischen einer Oberfläche unterschiedlicher Höhe 312, die auf der Außenoberfläche der Hülse 302 ausgebildet ist, und einer Oberfläche des axialen Endes des Innenrings 305 für die Kupplung eingefügt, um die Halterung 308 für die Kupplung axial an Ort und Stelle zu halten.
Wie in 9(a) und 9(b) gezeigt ist, die Schnittdarstellungen in Umfangsrichtung der Einwegkupplung sind, ist zwischen einer Rolle 307 und einer Halterung 308 für die Kupplung eine Feder 317 zum Drücken der Rolle 307 in die gleiche Richtung (die Richtung, in der die Konkavität 310 flach wird) wie die Umfangsrichtung angebracht. Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist auf dem Umfang jeder Rolle 307 aufgebracht.
Wie in 9(a) gezeigt ist, bewegt sich, wenn sich der Außenring 306 für die Kupplung in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung (im Uhrzeigersinn) relativ zum Innenring 305 für die Kupplung dreht, aufgrund der Federwirkung der Feder 317 jede Rolle 307 zu einer Eingriffposition der Konkavität 310 des Innenrings 305 für die Kupplung. Aufgrund einer Keilwirkung zwischen der Nockenoberfläche 309 des Innenrings 305 für die Kupplung und der Innendurchmesseroberfläche des Außenrings 306 für die Kupplung wird der Innenring 305 für die Kupplung angetrieben. Wie in 9(b) gezeigt ist, dreht sich, wenn sich der Außenring 306 für die Kupplung in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung (gegen den Uhrzeigersinn) relativ zum Innenring 305 für die Kupplung dreht, der Innenring 305 für die Kupplung im Uhrzeigersinn relativ zum Außenring 306 für die Kupplung. Infolgedessen trennen sich die Rollen 307 von der Nockenoberfläche 309 des Innenrings 305 für die Kupplung und der Außenring 306 läuft im Leerlauf relativ zum Innenring 305 für die Kupplung.
Ein Paar der fettgeschmierten Lager 1, 1 ermöglicht, dass sich die Riemenscheibe 303 relativ zur Hülse 302 dreht, wobei die fettgeschmierten Lager 1, 1 einen auf die Riemenscheibe ausgeübten radialen Druck tragen. Als die fettgeschmierten Lager 1, 1 werden in 8 Tiefrillenkugellager verwendet. Das heißt, wie detailliert in 1, die eine Schnittdarstellung des Tiefrillenkugellagers ist, gezeigt ist, weist jedes der fettgeschmierten Lager 1, 1 einen Innenring 2, der eine Tiefrilleninnenringrolloberfläche 2a auf dessen Außenoberfläche aufweist und an beiden Enden einer Hülse 302 fest angepasst ist, einen Außenring 3, der eine Tiefrillenaußenringrolloberfläche 3a auf dessen Innenoberfläche aufweist und an beiden Enden einer Riemenscheibe 303 fest angepasst ist, und eine Mehrzahl von Rollelementen (Kugeln) 4, die gerollt werden können und sich zwischen der Innenringrolloberfläche 2a und der Außenringrolloberfläche 3a befinden können, wobei die Rollelemente 4 von einer Halterung 5 gehalten werden, auf. Die Öffnungen beider Enden eines Raums, in dem sich die Kugeln 4 befinden, der sich zwischen der Außenoberfläche des Innenrings 2 und der Innenoberfläche des Außenrings 3 befindet, sind mit einem Dichtelement 6 abgedichtet. Eine Schmierfettzusammensetzung 7 der vorliegenden Erfindung ist auf dem Umfang jeder Rolle 4 aufgebracht.
In der rotationsübertragenden Vorrichtung 301 mit der eingebauten Einwegkupplung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist die Hülse 302 fest am Ende der Rotationsachswelle einer elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, wie eines Wechselstromgenerators, angepasst und der ringförmige Riemen über die Außenoberfläche der Riemenscheibe 303 gespannt. Der ringförmige Riemen ist auf eine Antriebsriemenscheibe, die am Ende der Kurbelwelle eines Motors fixiert ist, gespannt und er wird durch die Rotation der Antriebsriemenscheibe angetrieben. In der Einwegkupplung 304, in der die Komponententeile auf diese Weise angeordnet sind, ist, wenn die Laufgeschwindigkeit des ringförmigen Riemens niedrig wird, die Rotation der Riemenscheibe 303 relativ zur Rotationsachswelle frei. Wenn andererseits die Laufgeschwindigkeit des ringförmigen Riemens konstant ist oder hoch wird, wird die Rotationskraft von der Riemenscheibe 303 frei zur Rotationsachswelle übertragen. Folglich ist es, auch wenn die Rotationswinkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle schwankt, möglich, zu verhindern, dass die Riemenscheibe 303 und der ringförmige Riemen aneinander reiben, ein als Judder bezeichnetes anomales Geräusch erzeugt wird, die Lebensdauer des ringförmigen Riemens durch Verschleiß verringert wird und die Stromerzeugungseffizienz des Wechselstromgenerators beeinträchtigt wird.
Unter der Annahme, dass der Elektromotor der elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs oder der Motor in Betrieb ist und der andere in einem angehaltenen Zustand ist, ist es durch Verwendung der Einwegkupplung möglich, die Rotationskraft von der Rotationsachswelle von dem Elektromotor oder dem Motor zu der Riemenscheibe 303 frei zu übertragen und die Rotation der Rotationsachswelle des anderen zu verhindern. Beispielsweise kann durch das Anbringen der Einwegkupplung am Ende des Elektromotors der elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs und am Ende der Antriebswelle der Kurbelwelle die Einwegkupplung als Vorrichtung zum Antreiben der Hilfsmaschine verwendet werden, wenn sich der Motor in einem Leerlaufanhaltezustand befindet.
Als die Einwegkupplung der vorliegenden erfindungsgemäßen Verwendung kann zusätzlich zu dem oben beschriebenen Typ der Verwendung des Lagers (oder einer anderen Rolle) und der Einwegkupplung in Kombination eine Form verwendet werden, wobei das Lager oder dergleichen nicht in Kombination mit der Einwegkupplung verwendet wird, wenn ein kleiner radialer Druck auf die Einwegkupplung ausgeübt wird.
Als Ergebnis der Untersuchung einer Einwegkupplung, in die ein ein Hochdruckmittel enthaltendes Schmierfett eingebracht ist, wurde ermittelt, dass eine Einwegkupplung, in die ein Schmierfett, das 0,05 bis 10 Gewichtsteile des Additivs auf Aluminiumbasis, die 100 Gewichtsteilen des Basisschmierfetts als Additiv zugesetzt wurden, enthält, eingebracht ist, einen geringeren Verschleißgrad und eine günstigere Langzeithaltbarkeit als eine Einwegkupplung, in die ein Schmierfetteingebracht ist, das ein anderes Additiv als das Additiv auf Aluminiumbasis enthält, aufweist, wenn die Einwegkupplungen eine Gleitbewegung mit einem hierbei ausgeübten hohen Druck machen.
Der Grund hierfür liegt darin, dass das Additiv auf Aluminiumbasis gegenüber von dem Additiv auf Aluminiumbasis verschiedenen Substanzen im Hinblick auf Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit derselben überlegen ist und weniger wärmezersetzbar ist. Daher wird angenommen, dass es durch das Additiv auf Aluminiumbasis möglich wird, dass das Schmierfett die Hochdruckeigenschaftswirkung über einen langen Zeitraum beibehält und dass der Film, der Eisenoxid und Aluminium oder Aluminiumoxid enthält, der auf der Rolloberfläche des Lagers erzeugt wird, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterns verhindert.
Beispiele 1-1 bis 1-8 und Beispiele 2-1 bis 2-8 (Beispiele 1-1 bis 1-6 und 2-1 bis 2-6 nicht erfindungsgemäß)
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MillionateMT (Handelsbezeichnung), hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., im folgenden als MDI bezeichnet) wurde in einer Hälfte eines Grundöls, das in den Tabellen 1 und 2 angegeben ist, mit einem Anteil, der in den Tabellen 1 und 2 angegeben ist, gelöst. Ein Monoamin wurde in der verbliebenen Hälfte des Grundöls mit einem zweifach größeren Äquivalentgewicht als dem des MDI gelöst. Der Mischungsanteil von jeweils MDI und Monoamin ist wie in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
Die Lösung, in der das Monoamin gelöst war, wurde zu der Lösung, in der das MDI gelöst war, gegeben, während die Lösung, in der das MDI gelöst war, gerührt wurde. Das Rühren wurde 30 min bei 100 bis 120°C zur Umsetzung fortgesetzt, wobei eine Verbindung auf Diharnstoffbasis in dem Grundöl gebildet wurde.
Das Additiv auf Aluminiumbasis und ein Antioxidationsmittel wurden in den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Mischungsanteilen zu dem Grundöl gegeben. Das Grundöl wurde 10 min bei 100 bis 120°C gerührt. Danach wurde das Grundöl gekühlt und mit einer Dreiwalzenmühle homogenisiert, wobei eine Schmierfettzusammensetzung erhalten wurde.
In den Tabellen 1 und 2 wurden als synthetisches Kohlenwasserstofföl und Alkyldiphenyletheröl, die beide als das Grundöl verwendet wurden, Shin-fluid 601 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., das eine kinematische Viskosität von 30 mm²/s bei 40°C aufweist, und MorescoHilubeLB100 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., das eine kinematische Viskosität von 97 mm²/s bei 40°C aufweist, jeweils verwendet. Als Antioxidationsmittel wurde ein gehindertes Phenol, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., in den Beispielen 1-1 bis 1-8 verwendet und ein alkyliertes Diphenylamin in den Beispielen 2-1 bis 2-8 verwendet.
Ein plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 1 wurde an Prüfstücklagern, in denen die erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen jeweils eingebracht waren, durchgeführt. Das Testverfahren und die Testbedingungen sind im folgenden angegeben. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
Plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 1
Die Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurde in ein Wälzlager, das die Rotationsachswelle eines Wechselstromgenerators, der ein Beispiel für eine elektrische Hilfsmaschine ist, durch einen Innenring lagerte, eingebracht. Die Rotationsachswelle trug eine Riemenscheibe, um die ein sich drehender Riemen gewickelt war. Auf diese Weise wurden Prüfstücklager erhalten. Der plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 1 wurde an dem erhaltenen Wälzlager durchgeführt. Die Bedingungen des plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Tests 1 bestanden darin, dass als Antriebsbedingung eine Last von 1960 N auf jedes Prüfstücklager, das an der Spitze der Rotationsachswelle angebracht war, ausgeübt wurde und die Drehgeschwindigkeit auf 0 bis 18000 Umin^–1 eingestellt war. Der Test wurde in einem Zustand durchgeführt, bei dem ein elektrischer Strom von 0,1 A durch die Prüfstücklager floss. Die Zeit (Lebensdauer h, die durch das Auftreten von Abblättern begrenzt ist), bis ein Generator stoppte, da spezielles Abblättern im Inneren des Prüfstücklagers auftrat und die Vibration eines Vibrationsdetektors einen vorgegebenen Wert überstieg, wurde ermittelt. Der Test wurde über nicht mehr als 500 Stunden durchgeführt.
Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-3 und 2-1 bis 2-3
In einem dem Verfahren von Beispiel 1-1 ähnlichen Verfahren wurde ein Basisschmierfett durch die Auswahl eines Verdickers und eines Grundöls mit den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Mischungsanteilen hergestellt und zusätzlich ein Additiv dem Basisschmierfett zugesetzt, wobei eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Vergleichsbeispiele erhalten wurde. Ein Test wurde an jeder Schmierfettzusammensetzung ähnlich dem von Beispiel 1-1 zur Bewertung der Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben. Tabelle 1
¹⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid 601, kinematische Viskosität bei 40°C: 30 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., MorescoHilubeLB100, kinematische Viskosität bei 40°C: 97 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁴⁾ Gehindertes Phenol
⁵⁾ Hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 45 μm
⁶⁾, ⁷⁾ Reagens, hergestellt von Wako Pure Industries, Ltd. Tabelle 1 Fortsetzung
¹⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid 601, kinematische Viskosität bei 40°C: 30 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., MorescoHilubeLB100, kinematische Viskosität bei 40°C: 97 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁴⁾ Gehindertes Phenol
⁵⁾ Hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 45 μm
⁶⁾, ⁷⁾ Reagens, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Tabelle 2

¹⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid 601, kinematische Viskosität bei 40°C: 30 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., MorescoHilubeLB100, kinematische Viskosität bei 40°C: 97 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁴⁾ Alkyliertes Diphenylamin
⁵⁾ Hergestellt von Koujundo Chemical Laboratory Co., Ltd., durch ein Zerstäubungsverfahren, mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 20 μm
⁶⁾, ⁷⁾ Reagens, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Tabelle 2 Fortsetzung
¹⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid601, kinematische Viskosität bei 40°C: 30 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., MorescoHilubeLB100, kinematische Viskosität bei 40°C: 97 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁴⁾ Alkyliertes Diphenylamin
⁵⁾ Hergestellt von Koujundo Chemical Laboratory Co., Ltd., durch ein Zerstäubungsverfahren, mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 20 μm
⁶⁾, ⁷⁾ Reagens, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Wie in den Tabellen 1 und 2 angegeben ist, zeigten sich bei dem plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 1 der einzelnen Beispiele hervorragende Ergebnisse von nicht weniger als 400 Stunden (Lebensdauer, die durch das Auftreten von Abblättern begrenzt ist). Es ist verständlich, dass, da die Additive auf Aluminiumbasis den Basisschmierfetten in jeweils angegebenen Anteilen zugesetzt wurden, das Auftretendes speziellen Abblätterns, wobei die Rolloberfläche in deren Textur weiß wird, wirksam verhindert werden konnte.
Beispiele 3-1 bis 3-5 (Beispiele 3-1 bis 3-3 nicht erfindungsgemäß)
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MillionateMT (Handelsbezeichnung), hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., im folgenden als MDI bezeichnet) wurde in einer Hälfte eines Grundöls, das in Tabelle 3 angegeben ist, in einem Anteil, der in Tabelle 3 angegeben ist, gelöst. Das Monoamin wurde in der verbliebenen Hälfte des Grundöls mit einem zweifach größeren Äquivalentgewicht als dem des MDI gelöst. Der Mischungsanteil und die Art von jeweils MDI und Monoamin sind wie in Tabelle 3 angegeben.
Die Lösung, in der das Monoamin gelöst war, wurde zu der Lösung, in der das MDI gelöst war, gegeben, während die Lösung, in der das MDI gelöst war, gerührt wurde. Das Rühren wurde 30 min bei 100 bis 120°C zur Umsetzung unter Bildung einer Verbindung auf Diharnstoffbasis in dem Grundöl fortgesetzt.
Additive wurden zu dem Grundöl in den in Tabelle 3 angegebenen Mischungsanteilen gegeben. Das Grundöl wurde 10 min bei 100 bis 120°C gerührt. Danach wurde das Grundöl gekühlt und mit einer Dreiwalzenmühle homogenisiert, um eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele zu erhalten.
In Tabelle 3 wurden als synthetisches Kohlenwasserstofföl, Esteröl und Mineralöl, die alle als das Grundöl verwendet wurden, Shin-fluid 801, hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., das eine kinematische Viskosität von 47 mm²/s bei 40°C aufweist, kaolube 268, hergestellt von Kao Corporation, und Ketjenlube 115, hergestellt von Akzo Nobel, bzw. Paraffinöl verwendet. Als das Antioxidationsmittel wurde ein alkyliertes Diphenylamin verwendet.
Ein plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 2 und ein Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 1 wurden an den erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Das Testverfahren und die Testbedingungen sind im folgenden angegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 2
1,8 g der Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurden in ein Wälzlager (6303) eingebracht. Zum Ausüben einer Belastung auf die einzelnen Wälzlager wurde jedes Wälzlager (Prüfstücklager) in einen Wechselstromgenerator, der ein Beispiel für eine elektrische Hilfsmaschine ist, eingebaut. Jedes Wälzlager lagerte bzw. halterte eine Rotationsachswelle durch einen Innenring. Die Rotationsachswelle trug eine Riemenscheibe, um die ein Drehriemen gewickelt war. Der plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test wurde an den Lagern durchgeführt. Die Bedingungen des plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Tests bestanden darin, dass als Antriebsbedingung eine Last von 1960 N auf das Prüfstücklager, das an der Spitze der Rotationsachswelle angebracht war, ausgeübt wurde und die Drehgeschwindigkeit auf 0 bis 18000 Umin^–1 eingestellt war. Der Test wurde in einem Zustand durchgeführt, bei dem ein elektrischer Strom von 0,1 A durch die Prüfstücklager floss. Die Zeit (Lebensdauer in h, die durch das Auftreten von Abblättern begrenzt ist) bis der Generator stoppte, da das spezielle Abblättern im Inneren des Prüfstücklagers auftrat und die Vibration des Vibrationsdetektors einen vorgegebenen Wert überstieg, wurde ermittelt. Der Test wurde über nicht mehr als 300 h durchgeführt.
Wälzlager, die eine Lebensdauer, die durch das Auftreten von Abblättern begrenzt ist, von nicht weniger als 300 h aufwiesen, wurden als hervorragend im Hinblick auf das Verhindern des Auftretens von Abblättern beurteilt.
Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 1
1,8 g der Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurden in ein Wälzlager (6204) eingebracht. Jedes Wälzlager wurde mit 10000 Umin^–1 unter Einstellen der Temperatur des Außendurchmesserbereichs des Außenrings desselben auf 180°C und Ausüben von radialen und axialen Lasten von 67 N auf dieses rotiert. Der Zeitraum, bis jedes Wälzlager festgefressen war, wurde ermittelt.
Beispiele 3-6 bis 3-7 (nicht erfindungsgemäß) und Vergleichsbeispiele 3-4 bis 3-5
Li-12-hydroxystearat wurde dem in Tabelle 3 angegebenen Grundöl zugeführt. Während das Grundöl gerührt wurde, wurde das Grundöl auf 200°C erhitzt, um das Li-12-hydroxystearat darin zu lösen. Der Mischungsanteil des Li-12-hydroxystearats in den einzelnen Beispielen ist wie in Tabelle 3 angegeben. Nach dem Abkühlen des Grundöls wurden Additive dem Grundöl in den in Tabelle 3 angegebenen Mischungsanteilen zugesetzt. Danach wurde das Grundöl durch die Dreiwalzenmühle homogenisiert, wobei eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele erhalten wurde. Ähnlich Beispiel 3-1 wurden der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 1 und der plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 2 an den erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit eines Lithiumseifenschmierfetts wurde der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest bei 150°C durchgeführt. Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
Vergleichsbeispiele 3-1 bis 3-3
In einem dem Verfahren des Beispiels 3-1 ähnlichen Verfahren wurde ein Basisschmierfett durch Auswahl eines Verdickers und eines Grundöls mit den in Tabelle 3 angegebenen Mischungsanteilen hergestellt und ferner ein Additiv dem Basisschmierfett zugesetzt, wobei eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Vergleichsbeispiele erhalten wurde. Ein Test wurde an den einzelnen erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen ähnlich Beispiel 3-1 zur Bewertung der Schmierfettzusammensetzung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
¹⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid 801, kinematische Viskosität bei 40°C: 47 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Kao Korporation, kaolube 268, kinematische Viskosität bei 40°C: 33 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Akzo Nobel, Ketjenlube 115, kinematische Viskosität bei 40°C: 112 mm²/s
⁴⁾ Paraffinmineralöl, kinematische Viskosität bei 40 CC: 30,7 mm2/s
⁵⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁶⁾ Alkyldiphenylamin
⁷⁾ Hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 45 μm
⁸⁾, ⁹⁾ Reagens, hergestellt von Wako Pure Industries, Ltd. Tabelle 3 Fortsetzung
¹⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid801, kinematische Viskosität bei 40°C: 47 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Kao Korporation, kaolube 268, kinematische Viskosität bei 40°C: 33 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Akzo Nobel, Ketjenlube 115, kinematische Viskosität bei 40°C: 112 mm²/s
⁴⁾ Paraffinmineralöl, kinematische Viskosität bei 40°C: 30,7 mm²/s
⁵⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁶⁾ Alkyldiphenylamin
⁷⁾ Hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 45 μm
⁸⁾, ⁹⁾ Reagens, hergestellt von Wako Pure Industries, Ltd.
Wie in Tabelle 3 angegeben ist, wurden in dem plötzlichen Beschleunigen/Abbremsen-Test 2 der einzelnen Beispiele hervorragende Ergebnisse von nicht weniger als 300 Stunden (Lebensdauer, die durch das Auftreten von Abblättern begrenzt ist) gezeigt. Es ist verständlich, dass, da die Additive auf Aluminiumbasis den Basisschmierfetten in jeweils vorgegebenen Anteilen zugesetzt wurden, das Auftreten des speziellen Abblätterns, wobei die Rolloberfläche des Lagers in deren Textur weiß wird, wirksam verhindert werden konnte.
Beispiele 4-1 bis 4-8 (Beispiele 4-1 und 4-4 bis 4-8 nicht erfindungsgemäß)
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MillionateMT, hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., im folgenden als MDI bezeichnet) wurde in einer Hälfte eines Grundöls, das in Tabelle 4 angegeben ist, in den in Tabelle 4 angegebenen Anteilen gelöst. Das Monoamin wurde in der verbliebenen Hälfte des Grundöls mit einem zweifach größeren Äquivalentgewicht als dem des MDI gelöst. Der Mischungsanteil und die Art von jeweils MDI und Monoamin sind wie in Tabelle 4 angegeben.
Die Lösung, in der das Monoamin gelöst war, wurde zu der Lösung, in der das MDI gelöst war, gegeben, während die Lösung, in der das MDI gelöst war, gerührt wurde. Das Rühren wurde 30 min bei 100 bis 120°C zur Umsetzung unter Bildung einer Verbindung auf Diharnstoffbasis in dem Grundöl fortgesetzt.
Ein Additiv auf Aluminiumbasis und ein Antioxidationsmittel wurden zu dem Grundöl in den in Tabelle 4 angegebenen Mischungsanteilen gegeben. Das Grundöl wurde 10 min bei 100 bis 120°C gerührt. Danach wurde das Grundöl gekühlt und mit einer Dreiwalzenmühle homogenisiert, um eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele zu erhalten.
In Tabelle 4 wurden als synthetisches Kohlenwasserstofföl, Alkyldiphenyletheröl und Polyolesteröl, die alle als das Grundöl verwendet werden, Shin-fluid 801, hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., das eine kinematische Viskosität von 47 mm²/s bei 40°C aufweist, MorescoHilubeLB100, hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., das eine kinematische Viskosität von 97 mm²/s bei 40°C aufweist, bzw. kaolube 268, hergestellt von Kao Corporation, das eine kinematische Viskosität von 33 mm²/s bei 40°C aufweist, verwendet. Als Mineralöl wurde ein Paraffinöl mit einer kinematischen Viskosität von 30,7 mm²/s (40°C) verwendet.
Als das Antioxidationsmittel wurde ein alkyliertes Diphenylamin verwendet.
Die Walkpenetration der einzelnen erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen wurde durch das in JIS K2220 spezifizierte Verfahren ermittelt. Der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 1 und der plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 2 wurden an diesen durchgeführt. Der Test wurde über nicht mehr als 500 h durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiele 4-9 bis 4-10 (nicht erfindungsgemäß) und Vergleichsbeispiel 4-5
Li-12-hydroxystearat wurde dem in Tabelle 4 angegebenen Grundöl zugeführt. Während das Grundöl gerührt wurde, wurde das Grundöl auf 200°C erhitzt, um das Li-12-hydroxystearat darin zu lösen. Der Mischungsanteil der einzelnen Komponenten ist wie in Tabelle 4 angegeben. Nach dem Abkühlen des Grundöls wurden das Additiv auf Aluminiumbasis und das Antioxidationsmittel dem Grundöl in den in Tabelle 4 angegebenen Mischungsanteilen zugesetzt. Danach wurde das Grundöl durch die Dreiwalzenmühle homogenisiert, wobei eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten wurde. Ähnlich Beispiel 4-1 wurden der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 1 und der plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test 2 an den erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit eines Lithiumseifenschmierfetts wurde der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest bei 150°C durchgeführt. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-4
In einem dem Verfahren des Beispiels 4-1 ähnlichen Verfahren wurde ein Basisschmierfett durch Auswahl eines Verdickers und eines Grundöls mit den in Tabelle 4 angegebenen Mischungsanteilen hergestellt und ferner ein Additiv dem Basisschmierfett zugesetzt, wobei eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Vergleichsbeispiele erhalten wurde. Ein Test wurde an den einzelnen Schmierfettzusammensetzungen ähnlich Beispiel 4-1 zur Bewertung der Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4
¹⁾ Hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., MorescoHilubeLB100, kinematische Viskosität bei 40°C: 97 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid 801, kinematische Viskosität bei 40°C: 47 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Kao Korporation, kaolube 268, kinematische Viskosität bei 40°C: 33 mm²/s
⁴⁾ Paraffinmineralöl, kinematische Viskosität bei 40°C: 30,7 mm²/s
⁵⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁶⁾ alkyliertes Diphenylamin
⁷⁾ Hergestellt von Koujundo Chemical Laboratory Co., Ltd., durch ein Zerstäubungsverfahren, mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 20 μm
⁸⁾, ⁹⁾ Wako Pure Industries, Ltd. Tabelle 4 Fortsetzung
¹⁾ Hergestellt von Matsumura Oil Research Corp., MorescoHilubeLB100, kinematische Viskosität bei 40°C: 97 mm²/s
²⁾ Hergestellt von Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Shin-fluid 801, kinematische Viskosität bei 40°C: 47 mm²/s
³⁾ Hergestellt von Kao Korporation, kaolube 268, kinematische Viskosität bei 40°C: 33 mm²/s
⁴⁾ Paraffinmineralöl, kinematische Viskosität bei 40°C: 30,7 mm²/s
⁵⁾ Hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
⁶⁾ alkyliertes Diphenylamin
⁷⁾ Hergestellt von Koujundo Chemical Laboratory Co., Ltd., durch ein Zerstäubungsverfahren, mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 20 μm
⁸⁾, ⁹⁾ Wako Pure Industries, Ltd.
Wie in den Tabellen 4 angegeben ist, konnte in den einzelnen Beispielen das Auftreten des speziellen Abblätterns, wobei die Rolloberfläche des Lagers in deren Textur weiß wird, wirksam verhindert werden und es wurden hervorragende Ergebnisse in dem Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest und dem plötzlichen Beschleunigen/Abbremsen-Test gezeigt. In dem plötzliches Beschleunigen/Abbremsen-Test wurden Ergebnisse von nicht weniger als 380 h in jedem Beispiel gezeigt.
Beispiele 5-1 bis 5-7 (Beispiele 5-2 bis 5-4 und 5-6 bis 5-7 nicht erfindungsgemäß)
In einem Reaktionsbehälter wurde nach der Zugabe eines Verdickers zu einem Grundöl eine Vereinheitlichungsbehandlung unter Verwendung der Dreiwalzenmühle durchgeführt, wobei das in Tabelle 5 angegebene Schmierfett auf Harnstoff/PAO-Öl-Basis (kinematische Viskosität des Grundöls bei 40°C: 46 mm²/s) erhalten wurde. Ein Additiv auf Aluminiumbasis und ein Antioxidationsmittel auf Aminbasis (Noclack AD-F, hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) wurden zu dem erhaltenen Basisschmierfett als Additive in den in Tabelle 5 angegebenen Anteilen gegeben, wobei das Schmierfett der einzelnen Beispiele hergestellt wurde. Ein Hochdruckeigenschaft-Beurteilungstest und der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 2 wurden an jedem erhaltenen Schmierfett durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
Hochdruckeigenschaft-Beurteilungstest
Eine Vorrichtung zur Bewertung der Hochdruckeigenschaft ist in 10 gezeigt. Die Beurteilungstestvorrichtung besteht aus einem ringförmigen Prüfstück 314 von ø 40 mm × 10 mm, das an einer Rotationsachswelle 313 befestigt ist, und einem ringförmigen Prüfstück 315, dessen Endoberfläche an der Endoberfläche 316 des Prüfstücks 314 reibt. Das Schmierfett für das Wälzlager wurde auf die Endoberfläche 316 appliziert und die Rotationsachswelle 313 wurde mit 2000 Umin^–1 gedreht. Ein axialer Druck von 490 N in der rechtsseitigen Richtung A in 10 und ein radialer Druck von 392 N wurden zur Beurteilung der Hochdruckeigenschaft desselben angelegt. Die Hochdruckeigenschaft wurde durch Messen der Vibrationen der Rotationsachswelle 313, die aufgrund einer Zunahme des Reibungsverschleißes von Gleitbereichen beider Prüfstücke erzeugt wurden, durch einen Vibrationsfühler beurteilt. Der Test wurde durchgeführt, bis der Vibrationswert der Rotationsachswelle zweimal so groß wie der Anfangswert desselben war. Der Zeitraum, bis der Vibrationswert derselben zweimal so groß wie der Anfangswert desselben wurde, wurde ermittelt.
Je länger der Zeitraum ist, bis der Vibrationswert derselben zweimal so groß wie der Anfangswert desselben wurde, um so größer ist die Hochdruckeigenschaftswirkung und es werden daher hervorragende Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit gezeigt. Die Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit der Schmierfette der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden durch Vergleichen der oben beschriebenen ermittelten Zeiträume miteinander beurteilt.
Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 2
1,8 g des Schmierfetts der einzelnen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden in die einzelnen Wälzlager eingebracht (Abmessungen des Wälzlagers: Innendurchmesser ø 20 mm × Außendurchmesser ø 47 mm × Breite 14 mm). Jedes Wälzlager wurde mit 10000 Umin^–1 durch Einstellen der Temperatur des Außendurchmesserbereichs des Außenrings desselben auf 150°C und Anlegen von radialen und axialen Lasten von 67 N auf dieses rotiert. Der Zeitraum, bis jedes Wälzlager festgefressen war, wurde ermittelt.
Vergleichsbeispiel 5-1 bis 5-3
Mit Ausnahme davon, dass das Additiv auf Aluminiumbasis nicht als Additiv verwendet wurde, wurden der Hochdruckeigenschaft-Beurteilungstest und der Hochtemperatur-und-Hochgeschwindigkeitstest 2 an Schmierfett, das durch die Verarbeitung der Komponenten in einer Beispiel 5-1 ähnlichen Weise erhalten wurde, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Tabelle 5
¹⁾ Kinematische Viskosität bei 40°C: 46 mm²/s
²⁾ Diphenylmethandiisocyanat: hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
³⁾ Hergestellt von Koujundo Chemical Laboratory Co., Ltd., durch ein Zerstäubungsverfahren, mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 20 μm
⁴⁾, ⁵⁾ Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
⁶⁾ Hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Noclack AD-F Tabelle 5 Fortsetzung
¹⁾ Kinematische Viskosität bei 40°C: 46 mm²/s
²⁾ Diphenylmethandiisocyanat: hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MillionateMT
³⁾ Hergestellt von Koujundo Chemical Laboratory Co., Ltd., durch ein Zerstäubungsverfahren, mittlerer Teilchendurchmesser: etwa 20 μm
⁴⁾, ⁵⁾ Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
⁶⁾ Hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Noclack AD-F
Jedes der Beispiele, in denen das Additiv auf Aluminiumbasis, wie in Tabelle 5 angegeben ist, als Schmierfett für die Einwegkupplung erfindungsgemäß verwendet wurde, wies eine höhere Veschleißbeständigkeit und Langzeithaltbarkeit als die Vergleichsbeispiele, in denen das Additiv auf Aluminiumbasis nicht verwendet wurden, auf.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns auf der Rolloberfläche, wobei die Rolloberfläche in deren Textur weiß wird, wirksam verhindern. Daher kann die Schmierfettzusammensetzung vorzugsweise als eine Schmierfettzusammensetzung verwendet werden, die in Wälzlager für elektrische Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, wie einer Lüfterkupplungsvorrichtung, einem Wechselstromgenerator, einer Leitscheibe, einer elektromagnetischen Kupplung für eine Klimaanlage, einem elektromotorischen Lüftermotor und dergleichen; Wälzlager für Motoren von Industriemaschinen und Elektrogeräten; Wälzlager für ein Brennstoffzellensystem, die für eine Maschine zur Zufuhr komprimierter Fluida oder dergleichen zur Zufuhr verschiedener Arten von Fluida in das Brennstoffzellensystem unter Druck verwendet werden; Wälzlager für Roboter, die in Arbeitsteilen von Industrierobotern verwendet werden; und eine Einwegkupplung eingebracht ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittdarstellung eines fettgeschmierten Lagers (Tiefrillenkugellager).
2 ist eine Schnittdarstellung einer Lüfterkupplungsvorrichtung.
3 ist eine Schnittdarstellung einer Lüfterkupplungsvorrichtung.
4 ist eine Schnittdarstellung eines Wechselstromgenerators.
5 ist eine Schnittdarstellung einer Leitscheibe.
6 ist eine Schnittdarstellung des Aufbaus eines Motors.
7 ist eine Schnittdarstellung einer Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums des Laufradtyps.
8 ist eine Schnittdarstellung einer Einwegkupplung.
9 ist eine Schnittdarstellung der Einwegkupplung in Umfangsrichtung derselben.
10 zeigt eine Vorrichtung zur Beurteilung der Hochdruckeigenschaft.
Bezugszeichenliste

1: fettgeschmiertes Lager
2: Innenring
3: Außenring
4: Rollelement
5: Halterung
6: Dichtelement
7: Schmierfettzusammensetzung
8a: Öffnung
8b: Öffnung
9: Kühllüfter
10: Gehäuse
11: Ölkammer
12: Rührkammer
13: Trennplatte
14: Durchgangsöffnung
15: Feder
16: Bimetall
17: Kolben
18: Antriebsscheibe
19: Zirkulationsloch
20: Antriebswelle
21a: Rahmen
21b: Rahmen
22: Rotor
23: Rotationsachswelle von Rotor
24: Rotorspule
25: Stator
26: Statorspule
27: Riemenscheibe
28: Riemenscheibenkörper
101: Mantel
102: Stator
103: Rotationsachswelle
104: Wicklung
105: Rotor
106: Kommutator
107: Bürstenhalter
108: Bürste
109: Endrahmen
201: Laufrad
202: Rotationsachswelle
203: Gehäuse
204: Gasansaugöffnung
205: Rückplatte
206: Druckwindung
207: Gasaustragöffnung
208: rückwärtiger Raum
209: Dichtring
210: Spalt
211: mechanische Dichtung
301: rotationsübertragende Vorrichtung mit eingebauter Einwegkupplung
302: Hülse
303: Riemenscheibe
304: Einwegkupplung
305: Innenring für Kupplung
306: Außenring für Kupplung
307: Rolle
308: Halterung für Kupplung
309: Nockenfläche
310: Konkavität
311: Konvexität
312: Oberfläche unterschiedlicher Höhe
313: Rotationsachswelle
314: ringförmiges Prüfstück
315: ringförmiges Prüfstück
316: Endfläche
317: Feder

Claims

Schmierfettzusammensetzung zur Verhinderung des Abblätterns einer von Reibungsverschleiß betroffenen Oberfläche eines Lagerteils, das ein Metallmaterial auf Eisenbasis enthält, oder einer neu erzeugten Oberfläche, die aus dem Metallmaterial auf Eisenbasis besteht, die aufgrund von Verschleiß freigelegt wurde, wegen Wasserstoffsprödigkeit, wobei die Schmierfettzusammensetzung ein Basisschmierfett, das aus einem Grundöl und einem Verdicker besteht, und ein dem Basisschmierfett zugesetztes Additiv umfasst, wobei das Additiv mindestens ein Additiv auf Aluminiumbasis, das aus Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ausgewählt ist, enthält.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Mischungsanteil des Additivs auf Aluminiumbasis, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts, auf 0,05 bis 10 Gewichtsteile eingestellt ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Additiv auf Aluminiumbasis Aluminiumcarbonat ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Additiv auf Aluminiumbasis Aluminiumnitrat ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Additiv auf Aluminiumbasis Aluminiumsulfat ist.
Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Additiv das Additiv auf Aluminiumbasis und ein Antioxidationsmittel enthält.
Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verdicker ein Verdicker auf Harnstoffbasis oder ein Verdicker auf Lithiumseifenbasis ist.
Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Grundöl mindestens ein Öl ist, das aus einem Alkyldiphenyletheröl, Poly-α-olefinöl und Esteröl ausgewählt ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die kinematische Viskosität des Grundöls bei 40°C 30 bis 200 mm²/s beträgt.
Lager, das eine Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 enthält.
Verwendung des Lagers nach Anspruch 10 als Wälzlager in einer elektrischen Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Wälzlager eine durch Motorleistung angetriebene Drehachse auf einem stationären Element drehbar lagert, wobei das Wälzlager einen Innenring und einen Außenring, eine zwischen dem Innenring und dem Außenring befindliche Mehrzahl von Rollelementen und Dichtelemente zum Abdichten der Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an Peripherien der Rollelemente umfasst, und wobei die Dichtelemente an an beiden axialen Enden des Innenrings und des Außenrings befindlichen Öffnungen angebracht sind.
Verwendung des Lagers nach Anspruch 10 als Wälzlager in einem Brennstoffzellensystem, wobei das Wälzlager ein Rotationsteil einer Maschine zur Zufuhr eines komprimierten Fluidums zur Zufuhr eines in dem Brennstoffzellensystem verwendeten Fluidums unter Druck drehbar lagert, wobei das Wälzlager einen Innenring und einen Außenring, eine zwischen dem Innenring und dem Außenring befindliche Mehrzahl von Rollelementen und Dichtelemente zum Abdichten der Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an Peripherien der Rollelemente umfasst, und wobei die Dichtelemente an an beiden axialen Enden des Innenrings und des Außenrings befindlichen Öffnungen angebracht sind.
Verwendung des Lagers nach Anspruch 10 als Wälzlager in einem Motor, wobei das Wälzlager den Rotor eines Motors lagert, wobei das Wälzlager einen Innenring und einen Außenring, eine zwischen dem Innenring und dem Außenring befindliche Mehrzahl von Rollelementen und Dichtelemente zum Abdichten der Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an Peripherien der Rollelemente umfasst, und wobei die Dichtelemente an an beiden axialen Enden des Innenrings und des Außenrings befindlichen Öffnungen angebracht sind.
Verwendung des Lagers nach Anspruch 10 als Wälzlager in einem Roboter, wobei das Wälzlager ein Rotationsteil eines Industrieroboters drehbar lagert, wobei das Wälzlager einen Innenring und einen Außenring, eine zwischen dem Innenring und dem Außenring befindliche Mehrzahl von Rollelementen und Dichtelemente zum Abdichten der Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an Peripherien der Rollelemente umfasst, und wobei die Dichtelemente an an beiden axialen Enden des Innenrings und des Außenrings befindlichen Öffnungen angebracht sind.
Verwendung der Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Einwegkupplung zur Anbringung an einem Außenelement, wobei die Einwegkupplung einen Außenring für die Kupplung und eine Mehrzahl von Rollen, die auf der Innendurchmesseroberfläche des Außenrings angebracht sind, umfasst und nur das Drehmoment einer Richtung des Außenrings für die Kupplung auf ein Ausgangselement über die Rollen übertragen wird, und wobei die Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 im Innenraum der Kupplung, in dem eine Mehrzahl der Rollen angebracht sind, enthalten ist.