DE1093031B - Hochdruckschmiermittel auf Mineraloelbasis - Google Patents

Description

• Hochdruckschmiermittel auf Mineralölbasis Es ist bekannt, daß die Hochdruckeigenschaften eines Schmiermittels auf Mineralölbasis durch Zusatz bestimmter Stoffe günstig beeinflußt werden. Unter Verminderung des Abriebes und der Reibung verhindern sie ein Festfressen der Lagerteile auch bei sehr hoher Belastung des Ölfilms.
• Zur Herstellung derartiger Hochdruckschmiermittel ist eine große Zahl von organischen Verbindungen geeignet, die in einem Schmierstoff gelöst oder suspendiert vorliegen können. Ihre Wirksamkeit ist meist auf bestimmte funktionelle Gruppen oder Bauelemente im Molekül zurückzuführen: Am bekanntesten sind Verbindungstypen, die Schwefel, Halogen oder Phosphor allein oder auch in Kombination miteinander enthalten.
• Zu den schwefelhaltigen Zusätzen gehören beispielsweise Verbindungsklassen, wie Sulfide, Polysulfide, Thioäther, Xanthogenate, Derivate von Thiophosphorsäuren, Sulfonsäurederivate, geschwefelte fette Öle oder Einwirkungsprodukte von Schwefel auf ungesättigte K.W.-Stoffe. Halogene finden z. B. Anwendung in Form von halogenierten Paraffinen, Aromaten, Athern und Alkoholen. Phosphorhaltige Hochdruckzusätze sind unter anderem Phosphorsäureester, Phosphorigsäureester bzw. ihre entsprechenden Thioverbindungen, Phosphine, Phosphatide oder Einwirkungsprodukte von Phosphorhalogeniden bzw. -sulfiden auf geeignete organische Verbindungen (Olefine, Phenole, Terpene, Stickstoffverbindungen).
• Neben diesen Stoffen haben sich auch einige Substanzen in der Praxis bewährt (Graphit, Molybdänsulfid), die entweder als Trockenschmiermittel oder in suspendierter bzw. kolloidaler Form Anwendung finden. Sie haben aber die bisher gebräuchlichen hydrodynamischen Schmierstoffe nicht verdrängen können und gelangen nur dort zum Einsatz, wo spezielle Schmierprobleme vorliegen.
• Es sind auch Hochdruckschmiermittel bekannt, die Lösungen von Molybdänblau in Monothiophosphorsäureestern enthalten. Hier liegt das Molybdänblaukolloid gelöst und nicht in Form einer Verbindung mit dem Thiophosphorsäureester vor; derartige Hochdruckschmiermittel sind wasserempfindlich.
• Demgegenüber wurde nun gefunden, daß salzähnliche Molybdänverbindungen der Thiophosphorsäureester, die in Mineralöl löslich sind, in ganz besonderem Maße die Druckfestigkeit von Schmiermitteln erhöhen. Auch sind diese Zusätze gegenüber Wasser unempfindlich.
• In bekannter Weise werden diese Substanzen durch Reaktion von Molybdän-V-halogeniden mit Thiophosphorsäurediestern erhalten. Sie werden in Lösungen von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmiermittel, verwandt.
• Die Prüfung auf Hochdruckeigenschaften fand im Zahnradverspannungsprüfstand von G. Niemann (sogenannter FZG-Test) statt. Bei diesem Test wird der Einfluß des Schmierstoffes auf die Tragfähigkeit und ferner auf den Verschleiß von Zahnrädern im Kurzversuch zahlenmäßig ermittelt. Dies geschieht in der Weise, daß innerhalb eines Systems von zwei parallelen Wellen, die über zwei Zahnradpaare miteinander im Eingriff stehen, eine Verspannung eingebracht werden kann. Der Test ist so eingerichtet, daß innerhalb von zwölf Laststufen eine Verspannung bis zu einem Drehmoment von 54,5 mkg (gemessen an einem Zahnrad) einstellbar ist. Bei der Auswertung des Testes wird der Abrieb (mg) der Zahnräder in Abhängigkeit von der übertragenen Arbeit (PSh) in den einzelnen Laststufen in einem Diagramm aufgetragen. Den Tangens des Neigungswinkels dieser so erhaltenen Kurve bezeichnet man als spezifischen Verschleiß. Ein übermäßiger Abrieb der Zahnräder kann während des Prüflaufes in einer Laststufe einen starken Anstieg der Verschleißkurve bedingen. Diese Erscheinung gilt als Umsprung in die Verschleißhochlage und beendet den Test. Die im folgenden beschriebenen Prüfläufe wurden als Normaltest A (A = Zahnform mit höchstem Gleitanteil) bei einer Motorendrehzahl von 1450 U/min (Umfangsgeschwindigkeit des Ritzels: 8,3 m/sec) und einer Anfangssumpftemperatur von 90'C ausgeführt. Als Grundöl wurde ein Raffinat von 20'E/50'C verwandt.
• Die zur Erreichung eines geringen spezifischen Verschleisses und zur Verhinderung eines frühzeitigen Umsprunges in die Verschleißhochlage erforderlichen Zusatzmengen sind bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Molybdänthiophosphaten geringer als bei den bisher benutzten Zusätzen. Außerdem treten kaum Flankenschäden an den Zahnrädern auf. Meist werden alle zwölf Laststufen mit äußerst geringem Verschleiß durchlaufen, wobei sich bis zur letzten Laststufe oft nur Poliereffekte an den Zahnflanken bemerkbar machen. Beispiel 1 Bei Verwendung von Molybdän-O,O-di-4-Chlorphenylthiolthionophosphat [(4 - Cl - C,H40)2PS2]5M0 in einer Konzentration von 1,5 Gewichtsprozent ergibt die Prüfung auf dem FZG-Prüfstand folgendes Bild. Die Verschleißkurve fällt leicht ab, und zwar in der Weise, daß von der fünften bis zwölften Laststufe eine Gewichtszunahme von 9 mg beobachtet werden kann. Es treten überhaupt keine Flankenschäden ein. In der elften und zwölften Laststufe sind die Flanken der Zahnräder als poliert anzusprechen. Ein Umsprung in die Verschleißhochlage kann nicht beobachtet werden. Beispiel 2 Bei Prüfung des Zusatzes Molybdän-O,O-dibutylthiolthionophosphat [(n-C,H90)ZPS@5Mo in einer Konzentration von 0,5 Gewichtsprozent auf dem FZG-Prüfstand kann folgendes Ergebnis erzielt werden. Der Zusatz läuft ohne Umsprung in die Verschleißhochlage alle zwölf Laststufen durch. Dabei kann ein spezifischer Verschleiß von 0,076 mg/PSh von der fünften bis zwölften Laststufe festgestellt werden. Feinste Kratzer werden erst in der zehnten Laststufe bemerkt. Beispiel 3 Eine Mineralöllösung von 1,4 Gewichtsprozent Molybdän-O,O-di-4-Methylphenylthiolthionophosphat [(4-CH3-C6H40)2PS2)5M0 zeigt im FZG-Test folgendes Resultat. Die Verschleißkurve ist abfallend, d. h., es tritt eine Gewichtszunahme ein; sie beträgt in der siebenten bis zwölften Laststufe 10 mg. Ohne Umsprung in die Verschleißhochlage werden alle zwölf Laststufen durchlaufen, wobei keine Flanken-Schäden an den Zahnrädern auftreten. Nur in der neunten bis zwölften Laststufe ist ein Poliereffekt an den Flanken zu beobachten.
• Beispiel 4 Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Hochdruckzusätze gegenüber schon bekannten organischen Molybdänverbindungen ergibt sich aus folgendem Versuch: Bei Verwendung einer Mineralöllösung mit einem Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent Molybdän-Hexylbrenzcatechinat (C,2 02 H18) 5 M02 tritt in der neunten Laststufe ein Umsprung in die Verschleißhochlage ein. In der zweiten bis achten Laststufe wird ein spezifischer Verschleiß von 0,072 mg/PSh festgestellt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochdruckschmiermittel auf Mineralölbasis, gekennzeichnet durch einen Gehalt an öllöslichen Umsetzungsprodukten von Molybdän-(V)-halogeniden mit Thiophosphorsäureestern der allgemeinen Formel: [(R X)2 P (S) S] 5 Mo wobei R eine Aryl-, Alkyl- oder Aralkylgruppe darstellt, die auch substituiert sein kann, X = Sauerstoff oder Schwefel.
2. 2. Hochdruckschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an organischen Molybdänverbindungen etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent beträgt, bezogen auf das Schmiermittel. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 954 448; britische Patentschrift Nr. 773 820.