DE2040271A1

DE2040271A1 - Verfahren zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsfluessigkeit

Info

Publication number: DE2040271A1
Application number: DE19702040271
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Chem Dr Baeumer; Wolfgang Dipl-Chem Dr Fischer
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1970-08-13
Filing date: 1970-08-13
Publication date: 1972-02-17

Description

Verfahren zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsflüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsflüssigkeit.
Bremsflüssigkeiten, z. B. im Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, bestehen in der Regel im wesentlichen aus hygroskopischen Flüssigkeiten, z. B. Athylenglykol oder Polyglykolen. Sie nehmen daher leicht Wasser, z. B. aus der Luft, auf. Ein Wassergehalt oberhalb einer bestimmten Grenzkonzentration ist aber gefährlich, da durch die'Bremswärme das Wasser verdampfen kann; dadurch bilden sich Wasserdampfblasen im Bremssystem, so daß eine volle Bremswirkung nicht mehr gewährleistet wird. Ferner können durch einen zu hohen Wassergehalt Korrosionsschäden im Bremssystem auftreten. In den üblichen Bremsflüssigkeiten beträgt diese Grenzkonzentration etwa 3 %, höchstens 5 % Wasser. Ist die Grenzkonzentration erreichte so ist es unbedingt erforderlich, die Bremsflüssigkeit auszuwechseln.
Viele Methoden zur Wasserbestimmung, wie Reaktionen mit Hydrid den, metallorSganischen Verbindungen oder Säurechloriden, sind für die üblichen Bremsflüssigkeiten nicht geeignet Gut geei -net ist dagegen die von Karl Fischer 1935 veröffentlichte Reaktion mit einer Lösung von Jod/Schwefeldioxid in Methanol/Pyridin ("Karl-Fischer-Losung") In einem dafür ausgerüsteten Laboratorium kann man nach diesem Verfahren Wasser sehr genau und - bei Serienbestimmungen - schnell bestimmen. Es sind jedoch dafür ausgebildete Fachleute erforderlich, die die Eigenarten der "Karl-Fischer-Lösung" kennen, die Titer einstellen und mit den für die Erkennung des Endpunktes benutzten relativ komplizierten Geräten (Dead-Stop-Methode) umgehen können.
Für den vorgesehenen Zweck wird aber vor allem ein Verfahren gesucht, das einfach genug ist, um auch ungeschulten Kräften, z. B. Kraftfahrzeugmechanikern, eine genügend genaue und schnelle Wasserbestimmung in der Praxis zu erlauben. Unter diesen Umständen wird die Reaktion nicht serienmäßig, sondern nur von Zeit zu Zeit durchgeführt; dabei steht weder ein Labor zur Verfügung noch die Möglichkeit, Geräte zu säubern oder zu trocknen. Dabei interessiert im allgemeinen nur, ob eine bestimmte Wasser-Grenzkonzentration erreicht und überschritten wird oder nicht, bzw. um wieviel der Wassergehalt noch von dieser Grenzkonzentration entfernt ist.
Es wurde nun gefunden, daß man die bekannte Karl-Fischer-Reaktion so vereinfachen kann, daß sie diesen Forderungen der Praxis genügt. Das kann dadurch geschehen, daß man eine abgemessene Menge Karl-Fischer-Lösung vorlegt und diese mit einer abgemessenen Menge der Bremsflüssigkeit versetzt. Die Mengen der beiden Flüssigkeiten müssen so bemessen sein, daß bei Oberschreit« der Grenzkonzentration eine Farbänderung der Karl-Fischer-Lösung eintritt, sonst aber nicht.
Es war nicht zu erwarten, daß eine so empfindliche Laboratoriumsmethode wie die Karl-Fischer-Bestinunung mit Erfolg in die Praxis einer Kraftfahrzeugwerkstatt übertragen werden konnte. Ferner konnte nicht erwartet werden, daß man ohne große Schwierigkeiten auch die gefärbten Bremsflüssigkeiten nach dieser Methode einwandfrei auf ihren Wassergehalt prüfen kann.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsflüssigkeit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine abgemessene Menge Karl-Fischer-Lösung mit einer abgemessenen Menge Bremsflüssigkeit versetzt und auf eine Farbänderung prüft. Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung eine Ausgestaltung dieses Yerfahrens, derart, daß man die Oberschreitung einer WasseT-GreBzkQnzentration in der Bremsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs bestimmt.
Zusammensetzung und Herstellung der Karl-Fischer-Lösung sind aus der Literatur bekannt. Beispielsweise kann an sie herstellen, indem man 254 g Jod in 5 1 Methanol löse, dann 790 g Pyridin zusetzt und nach gutem Mischen 192 g flüssiges Schwefeldioxid einleitet. Es ist auch möglich, das Methanol ganz oder teilweise durch andere Lösungsmittel, z. 1 Methylglykol (2-Methoxyäthanol) zu ersetzen; dadurch wird die Haltbarkeit der Lösung verbessert.
Eine solche Lösung besteht z. 3. aus 18!2 (Gewicht-) % Pyridin,,, 6,4 t Schwefeldioxid, 12t3 | Jod und 63,1 Methylglykol; 1 ml dieser Lösung zeigt eine Wassermenge von 5 mg an. Die zuletzt genannte Lösung wird in den nachstehenden Beispielen verwendet.
Es ist zweckmäßig, die Menge der vorzsulegenden Karl-Fischer-Lösung so zu bemessen, daß sie der zu bestimmenden Grenzkonzentration an Wasser entspricht. Z. B. kann man 6 ml Karl-Fischer-Lösung vorlegen, was einer Menge von 30 mg Wasser entspricht Weiterhin ist es vorteilbaft, die Karl-Fischer-Lösung in einem verschlossenen Gefäß, z. B. in einer worzugsweise durchsichtigen Flasche aus einem inerten Material wie Glas oder Polyäthylen bereitzuhalten, das erst unmittelbar vor der Bestimmung geöffnet wird. Auf diese Weise wird Sorge getragen, daß sich der Titer der Lösung nicht durch Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft verändert. Das Reagens ist in dieser Form genügend lange (etwa 1 Jahr) haltbatI bevor durch den unvermeidlichen Titerveriust die Genauigkeit der Bestimmung leidet.
Die zu untersuchende Probe der Bremsflüssigkeit kann dem Bremssystem grundsätzlich an einer beliebigen Stelle entnommen werden. Beispielsweise kann man die Probe aus dem Vorratsgefäß des Bremssystems entnehmen. Zweckmäßiger ist es jedoch, die Probe über eine der Entlüfterschrauben des Bremssystems zu entnehmen, da oft ein gewisses Konzentrationsgefälle des Wassergehalts innerhalb des Bremssystems besteht und eine Entnahme über eine der Entlüfterschrauben einen Wert für die Wasser-Konzentration ergibt, der den tatsächlichen Verhältnissen an der Bremse besser entspricht.
Die Bremsflüssigkeit kann grundsätzlich auf beliebige Weise entnommen werden. Zweckmäßig ist es jedoch, die Bremsflüssigkeit mit Hilfe einer kalibrierten Meßvorrichtung, z. B. eines Meßzylinders oder einer Injektionsspritze unter Verwendung eines Schlauches zu entnehmen. Spritze und Schlauch können grundsätzlich aus beliebigen, der Bremsflüssigkeit gegenüber inerten Materialien bestehen. Aus Kostengründen wird Kunststoffen (z. B. PVC, Polyäthylen) der Vorzug gegeben.
Nach einer Ausführungsform kann man z. B. ein etwa 5 - 20, vorzugsweise etwa 10 cm langes Schlauchstück mit seinem oberen Ende auf die Entlüfterschraube aufsetzen, während das untere Schlauchende in ein Auffanggefäß, z. B. eine Flasche von etwa 5 - 20, vorzugsweise etwa 10 ml Inhalt, eingeführt wird. Nach Offenen der Entlüfterschraube wird durch mehrmaliges Durchtreten des Bremspedals eine kleine Menge (ca. 2 - 10, vorzugsweise 6'- 8 ml) Bremsflüssigkeit durch den Schlauch in das Auffanggefäß gedrückt. Danach schließt man die Entlüfterschraube wieder, entnimmt mit Hilfe einer Injektionsspritze eine abgemessene Menge (etwa 1 oder 2 ml) der Bremsflüssigkeit aus dem Auffanggefäß, öffnet die Flasche, die die Karl-Fischer-Lösung enthält, gibt die Bremsflüssigkeit hinzu, verschließt die Flasche sofort wieder und schüttelt um.
Tritt dabei ein Farbumschlag von tiefbraun nach gelb (bzw.
bei gefärbten Bremsflüssigkeiten nach anderen Farbtönen, z. B.
bei blau gefärbter nach schmutzigoliv-grün) ein, so enthält die Bremsflüssigkeitsprobe mehr als diejenige Wassermenge, die durch das vorgegebene Volumen der Karl-Fischer-Lösung angezeigt wird. Bleibt dagegen die braune Farbe bestehen, so liegt der Wassergehalt unter dieser Grenze. Die Genauigkeit dieser Bestimmung beträgt etwa + 5 %, was für die Zwecke der Praxis ausreicht.
In einer anderen Ausführungsform kann man auch ohne Auffanggefäß arbeiten. Man verwendet dabei einen etwa 10 - 20, vorzugsweise etwa 15 cm, langen Schlauch, der an seinem oberen Ende etwa 2 - 5 Luftschlitze von etwa 1 - 3, vorzugsweise etwa 1,5 cm Länge besitzt. Dieses obere Ende des Schlauches wird über die Entlüfterschraube gezogen, während das untere Ende des Schlauches mit der Injektionsspritze verbunden ist.
Nach Öffnen der Entlüfterschraube und Betätigung des Bremspedals tritt Bremsflüssigkeit in den Schlauch. Man schließt nun die Entlüfterschraube, füllt die Injektionsspritze mit Bremsflüssigkeit und arbeitet weiter wie oben angegeben.
In einer weiteren Ausführungsform verwendet man nur ein kurzes, etwa 1 - 3, vorzugsweise etwa 2 cm, langes Schlauchstück, das keine Luftschlitze besitzt, an seinem unteren Ende mit der Injektionsspritze und an seinem oberen Ende mit det Entlüfterschraube verbunden ist. Man öffnet die Entlüfterschraube, d-rückt durch Betätigung des Bremspedals Bremsflüssigkeit durch das Schlauchstück in die Spritze, schließt die Entlüfterschraube, trennt die Spritze vom Schlauch und stellt den Inhalt der Spritze durch Verschieben des Stempels auf die gewünschte Menge ein. Anschließend versetzt man die Karl-Fischer-Lösung mit der in der Spritze befindlichen Bremsflüssigkeit.
Das Gefäß, das die Karl-Fischer-Lösung enthält, kann mit einem Durchstichstopfen verschlossen sein, der unmittelbar vor der Bestimmung mit der Injektionsspritze durchstoßen wird Der Stopfen muß aus einem Material bestehen, das gegen die Karl-Fischer-Lösung inert ist, z. B. aus Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen oder Polybutadien; mindestens muß er an der die Karl-Fischer-Lösung berührenden Fläche mit einem derartigen Material überzogen sein.
Weiterhin kann man das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestalten, daß man bei nichterfolgtem Farbumschlag durch allmähliche Zugabe von Wasser bis zum endgültigen Farbumschlag den genauen Wassergehalt der Bremsflüssigkeit bestimmt.
Das Wasser wird dabei zweckmäßig in Form einer verdünnten Lösung, z. B. einer Lösung in Isopropanol, tropfenweise zugesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsflüssigkeit, die gekennzeichnet ist durch eine gewünschtenfalls mit einem Schlauch verbundene Injektionsspritze und eine sich in einem verschlossenen Gefäß befindende abgemessene Menge Karl-Fischer-Lösung.
Diese Vorrichtung wird zweckmäßig nur für eine einzige Bestimmung benutzt, d. h., die benötigten Geräte sind nur für einen einmaligen Gebrauch bestimmt.
Bei spiel 1 a) Man säubert die Entlüfterschraube eines Kraftfahrzeugs mit einem Lappen und trocknet sie. Ein 10 cm langes Schlauchstück aus Weich-PVC wird mit seinem oberen Ende auf die Entlüfterschraube aufgesetzt. Das untere Schlauchende wird in ein Auffanggefäß (offene, leere, trockene 10 ml-Polyäthylenflasche) bis zum Boden eingeführt. Man öffnet die Entlüfterschraube, neigt die Polyäthylenflasche etwas nach unten und läßt durch eine zweite Person das Bremspedal 2 - 3mal ganz durchtreten. Dabei gelangen etwa 6 - 8 ml Bremsflüssigkeit in die Flasche. Nach dem Schließen der Entlüfterschraube entnimmt man mit Hilfe einer Polyäthylen-Injektionsspritze mit aufgesetzter Metallkanüle 1 ml Bremsflüssigkeit aus der Flasche und gibt diese in ein verschlossenes Gefäß (1O-ml-Giasflasche mit Durchstichstopfen, der mit Polytetrafluoräthylen überzogen ist), in dem sich 6 ml Karl-Fischer-Lösung der oben angegebenen Zusammensetzung befinden, indem man den Durchstichstopfen dieses Gefäßes mit der Kanüle der Injektionsspritze durchstößt. Anschließend zieht man die Spritze mit der Kanüle aus dem Stopfen heraus, schüttelt die Flasche um und prüft, ob ein Farbumschlag eingetreten ist. Ist das der Fall, so enthält die Bremsflüssigkeit mehr als 3 % Wasser und muß erneuert werden. Bleibt dagegen die braune Farbe bestehen, so liegt der Wassergehalt der'Bremsflüssigkeit unter 3 %; diese kann weiterverwendet werden.
b) Falls die braune Farbe bestehen bleibt, kann man aus einer Pipette oder Bürette tropfenweise eine Lösung von 1 ml Wasser in 99 ml Isopropanol hinzugeben. Aus der Zahl der Tropfen, die man bis zum Farbumschlag nach schmutzig-olivgrün zugeben muß, berechnet man den Wassergehalt der ursprünglichen Probe.
Beispiel 2 Man arbeitet wie in Beispiel 1 angegeben, verwendet jedoch einen Schlauch, der an seinem oberen Ende drei Luftschlitze von 1,5 cm Länge besitzt, aber kein Auffanggefäß. Das untere Ende des Schlauchs ist direkt mit der Injektionsspritze verbunden.
Nach Öffnen der Entlüfterschraube läßt man durch Betätigung des Bremspedals Bremsflüssigkeit in den Schlauch fließen, schließt die Entlüfterschraube wieder und füllt nun die mit dem unteren Ende des Schlauches verbundene Injektionsspritze, deren Metallkanüle noch nicht aufgesetzt ist, mit Bremsflüssigkeit. Man trennt die Spritze vom Schlauch, setzt die Metallkanüle auf und arbeitet weiter wie in Beispiel 1 angegeben.
Beispiel 3 Man arbeitet wie in Beispiel 2 angegeben, verwendet jedoch anstelle des Schlauches nur ein etwa 2 cm langes Schlauchstück, das an seinem unteren Ende mit der Injektionsspritze, deren Metallkanüle noch nicht aufgesetzt ist, verbunden ist. Nach öffnen der Entlüfterschraube wird durch Betätigung des Bremspedals Bremsflüssigkeit durch den Schlauch direkt in die Spritze gedrückt.

Claims

Pat entansprüche

tl Verfahren zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man eine abgemessene Menge Karl-Fischer-Lösung mit einer abgemessenen Menge Bremsflüssigkeit versetzt und auf eine Farbänderung prüft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Überschreitung einer Wasser-Grenzkonzentration in der Bremsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs bestimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bremsflüssigkeit mit Hilfe einer kalibrierten Injektionsspritze und eines Schlauches~über eine Entlüfterschraube des Bremssystems entnimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen etwa 5 - 20, vorzugsweise etwa 10 cm langen Schlauch, dessen unteres Ende in ein Auffanggefäß mündet, mit seinem oberen Ende auf die Entlüfterschraube aufsetzt, diese öffnet, durch Betätigung des Bremspedals Bremsflüssigkeit durch den Schlauch in das Auffanggefäß drückt, die Entlüfterschraube schließt, mit Hilfe der Injektionsspritze eine abgemessene Menge Bremsflüssigkeit aus dem Auffanggefäß entnimmt und die Karl-Fischer-Lösung damit versetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen etwa 10 - 20, vorzugsweise etwa 15 cm langen Schlauch mit seinem oberen Ende, das etwa 2 - 5 Luftschlitze von etwa 1 - 3, vorzugsweise etwa 1,5 cm Länge besitzt, über die Entlüfterschraube zieht, diese öffnet, durch Betätigung des Bremspedals Bremsflüssigkeit in den Schlauch drückt, die Entlüfterschraube schließt, die mit dem unteren Ende des Schlauchs verbundene Injektionsspritze mit Bremsflüssigkeit füllt, die Spritze vom Schlauch trennt und die Karl-Fischer-Lösung mit der in der Spritze befindlichen Bremsflüssigkeit versetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen etwa 1 - 3, vorzugsweise etwa 2 cm langen, keine Luftschlitze besitzenden, an seinem unteren Ende mit der Injektionsspritze verbundenen Schlauch mit seinem oberen Ende über die Entlüfterschraube zieht, diese öffnet, durch Betätigung des Bremspedals Bremsflüssigkeit durch den Schlauch in die Spritze drückt, die Entlüfterschraube schließt, die Spritze vom Schlauch trennt, den Inhalt der Spritze durch Verschieben des Stempels auf die gewünschte Menge einstellt und die Karl-Fischer-Lösung mit der in der Spritze befindlichen Bremsflüssigkeit versetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Karl-Fischer-Lösung sich in einem verschlossenen Gefäß befindet, das unmittelbar vor der Bestimmung geöffnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß mit einem Durchstichstopfen verschlossen ist, der unmittelbar vor der Bestimmung mit der Injektionsspritze durchstoßen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei nicht erfolgtem Farbumschlag durch allmähliche Zugabe von Wasser bis zum endgültigen Farbumschlag den genauen Wassergehalt der Bremsflüssigkeit bestimmt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser in Form einer verdünnten Lösung zugibt.
11. Vorrichtung zur Schnellbestimmung von Wasser in einer Bremsflüssigkeit, gekennzeichnet durch eine gewünschtenfalls mit einem Schlauch verbundene Injektionsspritze und eine sich in einem verschlossenen Gefäß befindende abgemessene Menge Karl-Fischer-Lösung.