DD275257A1 - Bettbahnoele - Google Patents

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DD275257A1
DD275257A1 DD31934688A DD31934688A DD275257A1 DD 275257 A1 DD275257 A1 DD 275257A1 DD 31934688 A DD31934688 A DD 31934688A DD 31934688 A DD31934688 A DD 31934688A DD 275257 A1 DD275257 A1 DD 275257A1
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DD
German Democratic Republic
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zinc
chain length
stick
slip
necessary
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DD31934688A
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English (en)
Inventor
Hans-Ulrich Reichardt
Guenter Schuelert
Ulrich Bernhard
Ruediger Sachse
Peter Berthold
Horst Giessner
Alfred Hollmann
Eberhard Pippel
Ralf Oehler
Dietrich Moehring
Original Assignee
Zeitz Hydrierwerk
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Abstract

Die Erfindung betrifft universell anwendbare Bettbahnoele zur Verhinderung von stick-slip auch in Anwesenheit von Zink bzw. zinkhaltigen Materialien. Erfindungsgemaess enthalten die Schmieroele fuer Bettbahnen neben einer definierten Mineraloelkomponente in Schmieroelqualitaet 0,3 bis 1,0 Ma.-% eines Estergemisches aus ungesaettigten Fettsaeuren und Fettalkoholen, 0,3 bis 1,0 Ma.-% einer oeligen Bleioktoatloesung, 3,5 bis 5,0 Ma.-% eines S-, P- und N-haltigen Umsetzungsproduktes und 1,5 bis 2,5 Ma.-% eines oeligen Zinkalkyldithiophosphates. Die Bettbahnoele verhindern die durch den Kontakt mit Zink bzw. zinkhaltigen Werkstoffen hervorgerufene Korrosion bzw. Rueckstandsbildung und gewaehrleisten eine ausreichende stick-slip-Freiheit.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft universell anwendbare Bettbahnöle zur Verhinderung von stick-slip auch in Anwesenheit von Zink bzw. zinkhaltigen Materialien für die Schmierung aller Gleitbahntypen wie Hydrauliken, Getrieben und Lagern.
> Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Es ist bekannt, daß stick-slip-Schwingungen an Gleitpaarungen entstehen, wenn diese nicht durch einen zusammenhängenden Schmierfilm voneinander getrennt sind, einen elastischen Freiheitsgrad aufweisen und der Reibungskoeffizient der Ruhe größer ist als der Reibungskoeffizient der Bewegung. Das Auftreten von stick-slip-Schwingungen ist unerwünscht, da durch sie Funktionsstörungen an bewegten Maschinenteilen auftreten, die Positioniergenauigkeit von Maschinen und die Oberflächengüte von Werkstücken negativ beeinträchtigt wird sowie eine zusätzliche Beanspruchung der Antriebselemente entsteht. Da konstruktiven Maßnahmen zur Verhinderung von stick-slip-Schwingungen enge Grenzen gesetzt sind, muß der Schmierstoff zur Verhinderung von stick-slip einen Beitrag zur kontinuierlichen Bewegung gewährleisten. Es ist bekannt, durch Zugabe spezieller Additives dem Schmieröl Eigenschaften zu verleihen, die stick-slip weitestgehend - jsschalten. So werden zur Verhinderung von stick-slip im wesentlichen Metallsalze von bestimmten Fettsäuren, wie Aluminiumstearat, Bleinaphthenat u.a. verwendet. Zur Erzielung günstiger Lasttrageoigenschaften sind Sulfide, chlorierte Paraffine, organische Phosphorverbindungen, wie beispielsweiseTrikresylphosphat und Metalldialkyldithiophosphate bekannt. Die bekannten Gleitbahnöle genügen zwar einer Vielzahl von Anwendungsfällen, indem sie das stick-slip-Verhalten graduell verbessern, jedoch nicht in dem Umfang wirken, daß sie stick-slip verhindern.
Nach DD-PS 216252 wurden bereits zur Verhinderung von stick-slip geeignete Schmieröle für den Einsatz in Gleitbahnen, Hydrauliken und Lagern vorgeschlagen, die aus paraffinischen Mineralöikomponenten, Bleioktoat, Zinkalkyldithiophosphat, Zinkdiaryldithiophosphat, höhermolekularen Fettsäuren der Kettenlänge C,6 bis C)8 und einem Umsetzungsprodukt, gewonnen aus ungesättigten aliphatischen Alkoholen der Kettenlänge C)6 bis C22, elsmentarem Schwefel, Phosphorpentasulfid und primären und/oder sekundären Alkylaminen de: Kettenlänge C8 bis Ci8, bestehen.
Diese Gleitbahnöle weisen gute Reibwerte auf und verhindern stick-slip bei geringen Positioniergeschwindigkeiten, jedoch treten im Verlaufe des Einsatzes in diversen Werkzeugmaschinen in deren Zentralpumpenaggregaten an galvanisch verzinkten Entlastungseinrichtungen und an Schwimmern bzw. Sieben aus Messing irreversible Rückstandsbildungen auf. Bei Auftreten dieser ungünstigen Werkstoff konstellation sowie dem Einsatz qualitativ nicht ausreichender Zusätze kann es zu Verstopfungen der Düsenventile kommen, die letztendlich zu einem Festfressen der Metallteile führen können und somit das Verhindern der
stick-slip-Eigenschaften nicht mehr im ausreichenden Maße gewährleistet wird. Aus Ullmann's Encyklopädie der Technischen Chemie (Band 20,4. Auflage, Verlag Chemie Weinheim 1981, S. 556) ist bekannt, daß die Wirksamkeit der als Reibwertmindorer eingesetzten Substanzklassen in der Reihenfolge Fettalkohole-Fettsäureester-ungesättigte Fettsäure-gesättigte Fettsäuren sowie mit steigender Molmasse der Verbindungen zunimmt.
Da die Wirksamkeit der Fettsäuren bei Temperaturen oberhalb ihres Schmelzpunktes stark abnimmt und zusätzlich zu einer Reihe von im Werkzeugmaschinenbau eingesetzten Werkstoffen eine ungenügende Verträglichkeit vorliegt, z. B. gegenüber Zink und zinkhaltigen Materialien, hat es nicht an Versuchen gefehlt, auch an sich minderwirksame Substanzen wie aus der Esterklasse, einzusetzen. So ist z. B. aus DE-OS 941219 die schmierfähigkeitsverbessernde Wirkung von Ölsäureisopropylester in Kombi·,ation mit Trikresylphosphat bekannt. Nach DE-OS 2155828 wird ein Spezialöl für automatische Getriebe mit einem substituierten Asparaginsäureamid als Reibwertminderer legiert. Neben den zum Teil hohen Kosten der bekannten Verfügbarkeit und der oft unzureichenden Wirkung scheitern viele dieser zumeist hochmolekularen Zusätze auch an einer mangelnden Öllöslichkeit.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es Schmieröle zu schaffen, die den Ausfall der Aggregate insbesondere Zentralpumpenaggregate mit Geräten, die Zink und zinkhaltige Materialien enthalten infolge Korrosion bzw. Rückstandsbildung verhindern und beim Einsatz in Werkzeugmaschinen Funktionsstörungen in Folge von stick-slip vermeiden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, durch Verwendung einer geeigneten Schmierölrezeptur qualitativ hochwertige Gleitbahnöle zu schaffen, die die durch den Kontakt mit Zink bzw. zinkhaltigen Werkstoffen hervorgerufene Rückstandsbildung wirkungsvoll verhindern.
Erfindungsgemäß enthalten universell anwendbare Bettbahnöle zur Verhinderung von stick-slip, auch in Anwesenheit von Zink bzw. zinkhaltigen Materialien, eine Kombination, bestehend aus paraffinischen Mineralölkomponenten in Schmierölqualität, die nach bekannten Verfahrensschritten unabhängig von der technologischen Schaltung, wie Destillation, erforderlichenfalls Entasphaitierung, Entparaffinierung, Solventraffination, erforderlichenfalls Kontaktbleichung sowie Destillation, Hydroraffination, Entparaffinierung, erforderlichenfalls Solventraffination, erforderlichenfalls Kontaktbleichung aufgearbeitet werden, mit einer Viskosität von 60 bis 250mmVs bei 4O0C, einem Stockpunkt von maximal -100C und einem Flammpunkt größer 1850C,
0,3 bis 1,0 Ma.-% eines Gemisches, dessen Säurezahl unter 4mg KOH/g liegt, aus Estern vorwiegend ungesättigter
Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen und einwertigen, ungesättigten Fettalkoholen der gleichen Kettenlänge mit geringen Anteilen an Glycerin-Partialestern, gebildet aus den gleichen Fettsäuren,
0,3 bis 1,0 Ma.-% eines Blei-Il-Salzes einer Alkansäure mit einer Alkylkettenlänge von vorzugsweise C8
(z. B. Ethylhexansäure), deren Lösung in
Mineralöl, einem Hydroraffinat, gewonnen aus paraffinbasischen Erdölen, welches anschließend destilliert, entparaffiniert und gebleicht wurde und eine Viskosität von 16 bis 24 mm2/s bei 5O0C aufweist, einen Bleigehalt zwischen 14,3 bis 15,7 % aufweist bzw. eines Bleioktoates, gelöst in Parex-Paraffm mit einem Pb-Gehalt von 20 bis 25%,
3,5 bis 5,0 Ma.-% eines Umsetzungsproduktes, gewonnen aus ungesättigten aliphatischen Alkoholen der Kettenlänge
C1S bis C22 durch stufenweise Umsetzung mit elementarem Schwefel, Phosphorpentasulfid und primären und/oder sekundären Alkylaminen der Kettenlänge C8 bis C18 und
1,5 bis 2,5 Ma.-% einer etwa 50%igen öligen Lösung eines Zinksalzes einer Dialkyldithiophosphorsäure mit einer
Alkylkettenlänge von C6 bis C16, vorzugsweise C8.
Die nach der erfindungsgemäßen Lösung hergestellten Gleitbahnöle sind den nach DD-PS 216252 vorgeschlagenen Kombinationen in allen Eigenschaften gleichwertig. Sie erreichen im Vergleich zu den Produkten nach DD-PS 216252 gleichfalls stick-slip-Freiheit bis zu Flächenpressungen von 1,5MPa bei den in der Praxis eingesetzten Führungsbahnwerkstoffkombinationen, wie GGL/GGL, GGL/St und GGL/Plastwerkstoffe, bei denen die Reibungskoeffizienten der Ruhe und der Bewegung sehr niedrig liegen sowie ein günstiges Verhältnis zueinander aufweisen. Das im Vergleich zu DD-PS 216252 vergleichbare Ergebnis überrascht umso mehr, da auf den Einsatz eines Zinkdiaryldialkyldithiophosphates verzichtet wurde und außerdem eine It. Stand der Technik (s. Ullmann's Encykiopädie der Technischen Chemie) ungünstigere· Substanzklasse (Ester statt Fettsäuren) eingesetzt wurde.
Hinzu kommt noch, daß mit der erfindungsgemäßen Lösung ein verbessertes Werkstoffverhalten, insbesondere gegenüber Zink bzw. zinkhaltigen Materialien, erzielt wurde. Die guten Alterungs-, EP- und Korrosionsschutzeigenschaften erlauben auch den Einsatz bei der Lager- und Getriebeschmierung sowie als Hydraulikflüssigkeit, insbesondere bei hydrostatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Ein Gemisch von entparaffinierten und gebleichten Hydroraffinatdestillaten der Viskositätslage 68 mmVs bei 4O0C wird mit 0,5Ma.-% eines Gemisches aus Estern vorwiegend u. jesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen und einwertigen, ungesättigten Fettalkoholen der gleichen Kettenlänge sowie geringen Anteilen an Glyzerin-Partialestern, gebildet aus den gleichen Fettsäuren, welches eine Säurezahl von nur 2,3mg KOH/g aufweist (Rodaplast P80- VEB DHW Rodleben), versetzt und anschließend 7,0 Ma.-% der Additivkombination, bestehend aus 0,5 Ma.-% Bleioktoat mit einem Bleigehalt von 14,9 Ma.-% (Pb-Novosik -Chemische Fabrik Taucha), 4 Ma.-% eines Umsetzungsproduktes von ungesättigten und aliphatischen Alkoholen der Kettenlänge C,5 bis C22, elementarem Schwefel, Phosphorpentasulfid und primären und/oder sekundären Alkylaminen der Kettenlänge C8 bis C)e (EPA 710- Hydrierwerk Zeitz) und 2,0Ma.-% einer 50%igen öligen Lösung von Zinkdialkyldithiophosphat (Hypreß P-VEB Hydrierwerk Zeitz) zugegeben. Man erhält ein klares Öl, welches außer stick-slip-Freiheit bis zu Flächenpressungen von 1,5MPa eine gute Alterungsstabilität, eine gute Lasttragfähigkeit und eine gute Verträglichkeit gegenüber Zink bzw. zinkhaltigen Werkstoffmaterialien aufweist.
Beispiel 2
Ein Grundölgemisch der Viskositätslage von 220mm2/s bei 40°C, bestehend aus entparaffinierten und solventraffinierten Hydroraffinatdestillaten mit einem entparaffinierten und solventraffinierten Schweröl, wird mit 1,0Ma.-% eines Gemisches aus Estern vorwiegend ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen und einwertigen, ungesättigten Fettalkoholen der gleichen Kettenlänge sowie geringen Anteilen an Glyzerin-Partialestern, gebildet aus den gleichen Fettsäuren, welches eine Säurezahl von nur 2,7 mg KOH/g aufweist (Rodaplast P80- VEB DHW Rodleben), versetzt, und anschließen'! werden 7 Ma.-% der Additivkombination, bestehend aus 0,7Ma.-% Pb-Oktoat gelöst in Parexparaffin bei einem Pb-Gehalt von 23,4Ma.-%, 3,5Ma.-% EPA 710 und 2,5 Ma.-% Hypreß P zugegeben. Man erhält ein klares Öl, welches außer stick-slip-h eiheit bis zu Flächenpressungen von 1,5 MPa eine gute Alter jngsstabilität und Lasttragfähigkeit sowie eine gute Verträglichkeit gegenüber Zink bzw. zinkhaltigen Werkstoffen aufweist.
Das Reib- und stick-slip-Verhalten der Öle wurde gemäß TGL 42452 ermittelt und die erfindungsgemäßen Produkte erfüllen dabei sicher die Forderungen der TGL 21113. Für die Ermittlung des Verhaltens gegenüber den Risikowerkstoffen wurde ein modifizierter Zinkstreifentest herangezogen. Hierbei wird der Gewichtsverlust einesStreifensausHüttenzinkdOO x 10 χ 1mm) nach 24h bei 100°C bestimmt. Die Angabe kleiner 0,5mg/m2 ist unterhalb der Meßtoleranz und kann prüf- bzw. meßtechnisch nicht weiter untersetzt werden.
Tabelle:
Produkt nach Beispiel 1 Beispiel 2 DD-PS 216 252
Gewichtsverlust gemäß modifiziertem Zinkstreifentest kleiner 0,5 kleiner 0,5 5,65 (g/m2)

Claims (1)

  1. Bettbahnöle auf Mineralölbasis zur Verhinderung von stick-slip und mit verbessertem Werkstoffverhalten, insbesondere gegenüber Zink bzw. zinkhaltigen Materialien, bei niedrigen Reibwerten, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus paraffinischen Mineralölkomponenten in Schmierölqualität, die nach bekannten Verfahrensschritten unabhängig von der technologischen Schaltung, wie Destillation, erforderlichenfalls Entasphaltierung, Entparaffinierung, Solventraffination, erforderlichenfalls Kontaktbleicriung sowie Destillation, Hydroraffinaticn, Entparaffinierung, erforderlichenfalls Solventraffination, erforderlichenfalls Kontaktbleichung mit einer Viskosität von 60 bis 250mm2/s bei 400C, einem Stockpunkt von maximal -100C und einem Flammpunkt größer 1850C,
    0,3 bis 1,0 Ma.-% eines Gemisches, dessen Säurezahl unter 4mg KOH/g liegt, aus Estern
    vorwiegend ungesättigter Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen und einwertigen, ungesättigten Fettalkoholen der gleichen Kettenlänge mit geringen Anteilen an Glycerin-Partialestern. gebildet aus den gleichen Fettsäuren, 0,3 bis 1,0 Ma,-% eines Blei-Il-Salzes einer Alkansäure mit einer Alkylkettenlänge von
    vorzugsweise C8, deren Lösung in Mineralöl, einem Hydroraffinat, gewonnen aus paraffinbasischen Erdölen, welches anschließend destilliert, entparaffiniert und gebleicht wurde und eine Viskosität von 16 bis 24 mmVs bei 50 0C aufweist, einen Bleigehalt zwischen 14,3 bis 15,7 % aufweist bzw. eines Bleioktoates, gelöst in Parex-Paraffin mit einem Pb-Gehalt von 20 bis 25 %,
    3,5 bis 5,0 Ma.-% eines Umsetzungsproduktes, gewonnen aus ungesättigten aliphatischen Alkoholen der Kettenlänge C15 bis C22 durch stufenweise Umsetzung mit elementarem Schwefel, Phosphorpentasulfid und primären und/oder sekundären Alkylaminen der Kettenlänge Cg bis Ci8 und 1,5 bis 2,5 Ma.-% einer etwa 50%igen öligen Lösung eines Zinksalzes einer
    Dialkyldithiophosphorsäure mit einer Alkylkettenlänge von C6 bis C16, vorzugsweise C8,
    bestehen.
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