DD216252A1

DD216252A1 - Schmieroel zur verhinderung von stick-slip

Info

Publication number: DD216252A1
Application number: DD24970283A
Authority: DD
Inventors: Erich Will; Hans-Ulrich Reichardt; Horst Giessner; Hans-Juergen Schmidt; Herbert Schulze; Gudrun Kohn; Reinhard Lindner; Reiner Buechner; Johannes Neukirchner; Rolf Hofmann; Christian Velten; Helga Brendel; Eberhard Pippel
Original assignee: Petrolchemisches Kom Schwedt 1
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1984-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmieroel zur Verhinderung von stick-slip fuer den Einsatz in Gleitbahnen, Hydrauliken, Getrieben und Lagern. Das Schmieroel besteht aus paraffinischen Mineraloelkomponenten in Schmieroelviskositaet 0,5 bis 5 Ma.-% hoehermolekularer Fettsaeuren der Kettenlaenge C tief 16 bis C tief 18, 0,3 bis 2,5 Ma.-% Bleioktoat, 1 bis 6 Ma.-% EP-Zusatz, 0,5 bis 2,5 Ma.-% Zinkdialkyldithiophosphat und 0,3 bis 4 Ma.-% Zinkdialkylaryldithiophosphat. Es besitzt ein ausgezeichnetes Anti-stick-slip-Verhalten verbunden mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten sowie ein guenstiges Verhaeltnis zwischen dem Reibungskoeffizienten der Ruhe und der Bewegung bei den in der Praxis eingesetzten Fuehrungsbahnwerkstoffkombinationen und bei spezifischen Flaechenpressungen bis zu 1,5 MPa.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmieröl zur Verhinderung von stick-slip für den Einsatz in Gleitbahnen, Hydrauliken, Getrieben und Lagern·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß stick-slip-Schwingungen an Gleitpaarungen entstehen, wenn diese nicht durch einen zusam- menhängenden Schmierfilm voneinander getrennt sind, diese einen elastischen Freiheitsgrad aufweisen und der Reibungskoeffizient der Ruhe größer ist als der Reibungskoeffizient der Bewegung· Das Auftreten von. stick-slip-Schv/ingungen ist unerwünscht, da durch sie Fünktionsstörungen an bewegten Maschinenteilen auf treten, 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 stickslip-Schwingungen enge Grenzen gesetzt sind, muß der Schmierstoff zur Verhinderung von stick-slip eine kontinuierliche Bewegung gewährleisten· .

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Bs is;t bekannt, durch Zugabe Spezieller Additives dem Schmieröl Eigenschaften zu verleihen, die stick-slip weitestgehend ausschalten· So werden zur Verhinderung von stick-slip im wesentlichen Metallsalze von bestimmten Fettsäuren, wie Aluminiumstearat, Bleinaphthenat u. ä. verwendet. Zur Erzielung günstiger Lasttrageigenschaften sind Sulfide, chlorierte Paraffine, organische Phosphorverbindungen, wie Trikresylphosphat, Metalldialkyldithiophosphate u· ä· bekannt·

IQ' . · ? ' ' ' · ", · . " ' ' ' : ' -·'.· Aus DD-PS 63 835 ist ein Gleitbahnöl bekannt, daß aus einem paraffinischen Schmieröl mit Zusätzen von Brightstock zur Viskositätsregulierung 0,5 bis 5 Uässe-% eines Bleisalzes der Ölsäure oder Leinölsäure, 1 bis 5 Masse-% Zinkdialkyldithiophosphat, 1 bis10 Masse-% Polymethacrylat und 0,1 bis 3 Masse-% eines primären oder sekundären aliphatischen Amins der Kettenlänge G-jg bis G-g oder dessen Salz mit einer ungesättigten Fettsäure besteht und im stärkerem Umfang stick-slip verhindert» -.. : .-' ^:- '..Λ ·. '

Die bekannten technischen Lösungen haben den "Nachteil, daß sie das stick-slip-Verhalten zwar verbessern, jedoch nicht in dem Umfang wirken, daß sie stick-slip verhindern· Ursache dafür ist, daß der Reibungskoeffizient der Ruhe größer ist als der Reibungskoeffizient der Bewegung, Desweiteren setzt die Löslichkeit geeigneter stick-slip-Inhlbitoren in Mineralölen enge Grenzen der Anwendbarkeit. In der Regel muß mit Lösungsvermittlern gearbeitet werden· Dies führt zum vorzeitigen Absetzen der Inhibitoren und beeinflußt die Qualität der Fertigprodukte negativ.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein ^Schmieröl zur Verhinderung von stick-slip zu schaffen, daß beim Einsatz in Werkzeugmaschinen Funktionsstörungen infolge von stickslip verhindert, den Verschleiß herabsetzt und eine hohe

Positioniergenauigkeit und Oberflächengüte ermöglicht· Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schmieröl zur Verhinderung von stick-slip zu schaffen, daß ein ausgezeichnetes Anti-stick-slip-Verhalten verbunden mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten sowie ein günstiges Verhältnis zwischen dem Reibungskoeffizienten der Ruhe und der Bewegung bei den in der Praxis eingesetzten Führungsbahnwerkstoffkombinationen, wie GGl/GGL, GGL/St und GGL/Plastwerkstoff und bei mittleren spezifischen Flächenpressungen bis zu 1,5 MPa besitzt

Darüber hinaus soll es auch zur Lager- und Getriebeschmierung sowie als Hydraulikflüssigkeit einsetzbar sein· Andere geforderte Eigenschaften, wie Verschleißverhalten, Korrosionsschutz, Alterungsstabilität u· ä· sollen nicht negativ beeinflußt werden·

20 Merkmale der Erfindung

überraschend wurde gefunden, daß eine Kombination bestehend" aus paraffinischen Mineralölkomponenten in Schmierölviskosität, die nach bekannten Verfahrensschritten, wie Destillation, Entparaffinierung und/oder Hydroraffina'tion und/oder Solventraffination und erforderlichenfalls Bleichung oder Hydrofinishing aufgearbeitet werden und 0,5 bis 5 Ma»-% eines Gemisches höhermolekularer, ungesättigter Fettsäuren der Kettenlänge 0-r bis C-g, die aus natürlichen Fettsäure

gemischen durch fraktionierte Kristallisation und gegebenenfalls zusätzliche Destillation gewonnen werden,

0,3 bis "2,5 Ma. -% eines Blei sal ze s einer Alkansäure, deren Alkylkette eine Kettenlänge von

vorzugsweise Cg besitzt, , 1 bis 6 Ma«-% eines Umsetzungsproduktes, gewonnen aus

ungesättigten aliphatischen Alkoholen der Kettenlänge C-^ bis O^ durch stufenweise Umsetzung mit elementarem Schwefel, Phoaphorpentasulfid und primären und/oder sekundären Alkylaminen der Kettenlänge Cq

bis C₁₈,

0,5 his 2,5 Ma.7% eines Zinksalzes einer Dialkyldithio-

phosphorsäure mit einer Alkylkettenlänge von Cg bis C^g, vorzugsweise Cg und 0,3 bis 4 Ma.-% eines Zinksalzes einer Dialkylaryldithio«

phosphorsäure, deren Älkylarylreste vorzugsweise Nonylphenol sind,

ein Schmieröl ergibt, das stick-slip-Freiheit bis zu Plächenpressungen von 1,5 MPa mit Sicherheit bei den in der Praxis eingesetzten Führungsbahnwerkstoffkombinationen, wie GGL/GGL, GGL/St und GGL/Plastwerkstoffe verhindert und bei dem die Reibungskoeffizienten der Ruhe und der Bewegung extrem niedrig liegen sowie ein günstiges Verhältnis zueinander aufweisen.

Die guten Alterungs-, EP- und Korrosionsschutzeigenschaften erlauben auch den Einsatz bei der Lager- und Getriebeschmierung sowie als Hydraulikflüssigkeit· Die Zusätze können einzeln oder in Form von Stammlösungen beliebiger Konzentration bei Temperaturen bis zu 60 °(X in das Öl eingebracht werden« , ·

Dieses Ergebnis war überraschend, da Zinkdialkyldithiophosphat und Bleisalze von Alkansäuren bereits als Einzelkomponenten in'höheren Konzentrationen Anti-stick-slip-Eigenschaften aufweisen, ohne jedoch befriedigen zu kön» nen· Insbesondere bleiben auch negative Auswirkungen auf das Grundöl, wie Verschlechterung der Alterungsstabilität durch das Bleisalz bzw. Verschlechterung des Verhaltens gegenüber Luft durch das Zinksalz aus.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden

Beispiel 1

Bin Gemisch von entparaffinieren und gebleichten Hydroraffinatdestiilaten der Viskositätslage 68 mm /s bei 40 ⁰C wird mit 2 Ma»-% eines Gemisches höhermolekularer ungesättigter Fettsäuren der Kettenlänge C-jg bis Cj₈ aus natürlichen Fettsäuren (Rofacid TD 90 - VEB DHW Rodleben), 1 Ma.-% Bleioktoat (Pb-Hovosik - Chemische Fabrik Taucha), 4.Ma.-% eines Umsetzungsproduktes von ungesättigten ali- - phatischen Alkoholen der Kettenlänge Cj,- bis 0₂2* ³^* elementarem Schv/efel, Phosphorpentasulfid und primären und/ oder sekundären.Alkylaminen der Kettenlänge Cg bis C«.g (SPA 710 - VKB Hydrierwerk Zeitz), 2 Ma.-% einer 50 %igen öligen Lösung von Zinkdialkyldithiophosphat und 2,8 Ma,-% einer ebenfalls 50 %igen öligen Lösung von Zinkdialkylaryldithiophosphat versetzt.

Man erhält ein klares Öl, welches außer stick-slip-Freiheit bis zu Flächenpressungen von 1,5 MPa eine gute Alterungsstabilität, einen guten Korrosionsschutz und»eine

25 gute Lasttragefähigkeit aufweist.

Beispiel 2 . -

Dem im Beispiel 1 genannten Grundöl werden 2 Ma.-% Rofacid T 90, 1 Ma,-% Pb-Novosik, 4 Ea.-56 EPA 710, 1,2 Ma.-% Zinkdialkyldithiophosphat und 1'Ma.-^ Zinkdialkylaryldithiophosphat zugegeben.

Man erhält ein klares, von Ausfällungserscheinungen freies Öl mit gutem Verschleißschutz, guter Alterungsstabilität und gutem Korrosionsschutz.

Beispiel 3 * .'

Ein Gemisch der Viskositätslage 220 mm /s bestehend aus entparaffinierten und gebleichten Hydroraffinaten und einemVentparaffinierten und solventaraffiiiierten Schwer- öl wird mit 2 Ma.-% Rofacid TD 9O₉ 1 Ma.-% Pb- Novosik, ' 3 Ma.-% EPA 710, 1,5 Ma.-% Zinkdialkyldithiophosphat und 2 Ma.-% Zinkdialkylaryldithiophosphat versetzt. Das erhaltene. Öl weist Btick-slip-Freiheit bei flächenpressungen über 1,75 ^2Pa auf und besitzt ein gutes EP-Verhalten, eine gute Alterungsstabilität und einen guten Korrosionsschutz.

Das Reib- und stick-slip-Verhalten der Öle gemäß Ausführungsbeispiel 1 bis 3 wurde auf einem stick-slip-Prüfstand im Prüfbereich bis 1,75 MPa Flächenpressung geprüft ' und mit einem zum Stand der Technik gehörenden Gleitbahn-Öl nach DD-PS 63 835 verglichen. Auf dem stick-slip-Prüfstand gleitet eine Oberprobe aus GGL 25 geläppt, die zwisehen Spanndrähten in einer Probenhalterung befestigt ist, auf einer sich mit geringer Geschwindigkeit bewegenden Ünterprobe aus 100 Cr 6 gehörtet, die auf einen mittels Spindelführung bewegten Schlitten aufgeschraubt ist* Durch Auflegen von Gewichten wird die Oberprobe belastet und gegen die Unterprobe gedrückt« Die ,auftretenden Reibkräfte oder das Reibgleiten werden über die Spanndrähte gemessen

Die Ergebnisse der Prüfung sind in der Tabelle dargestellt.

Produkt nach DD-PS

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 53 835

frei von stick-slip p MPa größer 1,75 größer 1,75 größer 1,75 bis 0,7

Reibungsverhalten bei 0,5 MPa

1,0 IPa

, 1,5 MPa

1,75 0,11

0,11

0,12

0,11

0,13

0,12

0,13

0,12

0,10

0,11

0,12

0,14

auftreten von stick-slip

Luftabscheidevermögen nach TGL 32 432

min

15

Alterung nach TGL 17 745 Z-Schlamm Bed: 125 ⁰C, 72 h, 5 1 Luft/h -Kupferblech '.,·-'

0,1/0,12 0,09/0,14 0,11/0,13 0,32/0,34

Emulglerbarkeit nach OJGL 0-51591 nicht nicht nicht eraulgierend enulgierend emulgierend eraulgierend

Claims

Erfindungsansprüche ' ·

1· Schmieröl zur Verhinderung von stick-slip auf der ' ./ ' .

Basis paraffinischer Mineralölkomponenten in Schmierölviskosität und Bleisalzen von Alkansäuren sowie ZinkdialkylditMophosphat, gekennzeichnet dadurch» daß das GrundÖl

0,5 bis 5 Ma»~% eines Gemisches höhermolekularer, ungesättigter Fettsäuren der Kettenlänge C.^ "bis Ci₈, ^! die aus natürlichen Fettsäure gemischen durch fraktio« nierte Kristallisation und gegebenenfalls zusätzliche

Destillation¹ gewonnen werden,
. 0,3 Ms 2,5 Ma.-% eines Bleisalzes einer Älkansäure, deren Alkylkette eine Kettenlänge von vorzugsweise . Cq besitzt,

1 bis 6 Ma.-% eines Umsetzungsproduktes, gewonnen aus ungesättigten aliphatischen Alkoholen der Kettenlänge C-c bis O₂O mit elementarem Schwefel, Phosphorpenta-

sulfid und primären und/oder sekundären Alkylaminen der Kettenlänge C₈ bis C₁₈,

0,5 bis 2,5 Ma.-^ eines Zinksalzes einer Dialkyldithiophosi^horsäure mit Alkylketten im Bereich von C^ bis C-ig» 0,3 bis 4 Ma.-% eines Zinksalzes einer Dialkylaryldithiophosphorsäure, deren Alkylarylreste vorzugsweise Honylphenylreste sind, enthält.
2. Schmieröl nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Grundöl

2 Ma.-% der höhermolekularen, ungesättigten !Fettsäuren der Kettenlänge O^ bis Oj₈,

1 Ma.-%-31eiok'±oat, '

3 bis 4 Ma.-% des Umsetzungsproduktes aus ungesättigten aliphatischen Alkoholen mit Schwefel, Phosphorpentasulfid und Amiden,

1,2 bis 2 Ma.-% Zinkdialkyldithiophosphat in Form einer 50 %igen öligen Lösung und
1,0 bis 2,8 Ma*-% Zinkdinonylphenyldithiöphosphat enthält.