DE102015205137A1 - test oil - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schmierstoff enthaltend Polyalphaolefin, Ester, Phosphor und Schwefel; wobei das Polyalphaolefin und der Ester in einem Gewichtsverhältnis von 3:2 bis 9:1 vorliegen; wobei der Gewichtsanteil des Phosphors bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs 100 ppm bis 600 ppm beträgt; und wobei der Gewichtsanteil des Schwefels bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs 1000 ppm bis 10000 ppm beträgt. Der Schmierstoff enthält neben dem Polyalphaolefin, dem Ester, dem Phosphor, dem Schwefel und einem optional enthaltenen Schaumhemmer keine weiteren Stoffe enthält und kann als Prüfstandsöl verwendet werden.The invention relates to a lubricant containing polyalphaolefin, esters, phosphorus and sulfur; wherein the polyalphaolefin and the ester are present in a weight ratio of 3: 2 to 9: 1; wherein the weight fraction of phosphorus relative to the total weight of the lubricant is 100 ppm to 600 ppm; and wherein the weight fraction of sulfur based on the total weight of the lubricant is 1000 ppm to 10000 ppm. In addition to the polyalphaolefin, the ester, the phosphorus, the sulfur and an optional foam inhibitor, the lubricant does not contain any other substances and can be used as a test oil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmierstoff nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Testen eines Getriebes. The invention relates to a lubricant according to the preamble of claim 1 and a method for testing a transmission.

Getriebe für Windkraftanlagen werden vor Ihrer Auslieferung einem sogenannten Serientest unterzogen. Dabei werden die Getriebe Belastungen ausgesetzt, die bis zu 130% einer nominellen Belastung betragen. Gear units for wind turbines are subjected to a so-called series test before delivery. The gearboxes are exposed to loads of up to 130% of a nominal load.

Während des Serientests werden die Getriebe mit einem sogenannten Prüfstandöl befüllt. Das Prüfstandöl wird vor Auslieferung des Getriebes abgelassen und durch ein sogenanntes Betriebsöl ersetzt. Allerdings verbleiben nach dem Serientest etwa 5–15% des Prüfstandöls im Getriebe. Dieses Restöl vermischt sich mit dem Betriebsöl. Daher kann nur Prüfstandsöl verwendet werden, dass mit dem Betriebsöl verträglich ist. During the series test, the gearboxes are filled with a so-called test bench oil. The test bench oil is drained before delivery of the gearbox and replaced by a so-called operating oil. However, about 5-15% of the test bench oil remains in the gearbox after the series test. This residual oil mixes with the operating oil. Therefore, only test stand oil can be used that is compatible with the operating oil.

Verschiedene Kunden eines Getriebeherstellers stellen häufig unterschiedliche Anforderungen an das Betriebsöl. Dies hat zur Folge, dass der Getriebehersteller baugleiche Getriebe mit Betriebsölen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung ausliefern muss. Da aber die Betriebsöle und die Prüfstandsöle verträglich sein müssen, führt dies zu einer hohen Anzahl unterschiedlicher Prüfstandsöle. Alternativ kann das Getriebe vor der Befüllung mit dem Betriebsöl gespült werden, um den verbleibenden Rest des Prüfstandöls zu entfernen. Sowohl die Verwendung verträglicher Prüfstands- und Betriebsöle, als auch die Spülung verursachen aber hohe Kosten. Different customers of a transmission manufacturer often make different demands on the operating oil. As a result, the gearbox manufacturer has to deliver structurally identical gearboxes with operating oils of different chemical composition. However, since the operating oils and the test stand oils must be compatible, this leads to a high number of different test bench oils. Alternatively, the gear may be purged with the operating oil prior to filling to remove the remainder of the test stand oil. Both the use of compatible test bench and operating oils, as well as the flushing but cause high costs.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Öle bekannt, die Polyalphaolefin und Ester enthalten. Exemplarisch seien hier die Druckschriften EP 0730021 A1 , DE 10 2011 076 364 A1 und DE 11 2008 002 574 D5 genannt. Bei diesen Ölen handelt es sich allerdings um Betriebsöle. Diese kennzeichnen sich dadurch aus, dass sie zur Verbesserung der Schmiereigenschaften neben Polyalphaolefin und Ester zahlreiche weitere Stoffe, sogenannte Additive enthalten. Numerous oils containing polyalphaolefin and esters are known in the art. Exemplary here are the publications EP 0730021 A1 . DE 10 2011 076 364 A1 and DE 11 2008 002 574 D5 called. However, these oils are operating oils. These are characterized by the fact that they contain to improve the lubricating properties in addition to polyalphaolefin and esters numerous other substances, known as additives.

Ein reines Prüfstandöl ist bisher nicht bekannt. A pure test oil is not yet known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der dem aus dem Stand der Technik bekannten Lösung innewohnenden Nachteile einen Schmierstoff verfügbar zu machen. Insbesondere soll der Schmierstoff dazu beitragen, die bei Serientests – insbesondere von Windkraftgetrieben – anfallenden Kosten zu senken. The invention has the object of providing a lubricant available, bypassing the known from the prior art solution disadvantages. In particular, the lubricant should help to reduce the costs associated with series tests - in particular of wind power transmissions.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schmierstoff nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 5. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a lubricant according to claim 1 and a method according to claim 5. Preferred developments are specified in the subclaims.

Der Schmierstoff enthält Polyalphaolefin, Ester, Phosphor und Schwefel. Das Polyalphaolefin und der Ester liegen relativ zueinander in einem Gewichts- bzw. Masseverhältnis von 3:2 bis 9:1 vor. Der Quotient aus der Masse des in dem Schmierstoff enthaltene Polyalphaolefins und der Masse des in dem Schmierstoff enthaltenen Esters liegt also in einem geschlossenen Intervall von 1,5 bis 9. The lubricant contains polyalphaolefin, ester, phosphorus and sulfur. The polyalphaolefin and the ester are present in a weight ratio of 3: 2 to 9: 1 relative to each other. The quotient of the mass of the polyalphaolefin contained in the lubricant and the mass of the ester contained in the lubricant thus lies in a closed interval of 1.5 to 9.

Der Gewichts- bzw. Masseanteils des Phosphors bezogen auf das Gesamtgewicht bzw. die Gesamtmasse des Schmierstoffs beträgt 100ppm bis 600ppm, liegt also in einem geschlossenen Intervall von 100ppm bis 600ppm. The weight or mass fraction of the phosphor based on the total weight or the total mass of the lubricant is 100 ppm to 600 ppm, ie in a closed interval of 100 ppm to 600 ppm.

Der Gewichts- bzw. Masseanteil des Schwefels bezogen auf das Gesamtgewicht bzw. die Gesamtmasse des Schmierstoffes beträgt 1000ppm bis 10000ppm, liegt also in einem geschlossenen Intervall von 1000ppm bis 10000ppm. The weight or mass fraction of the sulfur based on the total weight or the total mass of the lubricant is 1000 ppm to 10000 ppm, that is, in a closed interval of 1000 ppm to 10000 ppm.

Erfindungsgemäß enthält der Schmierstoff neben dem Polyalphaolefin, dem Ester, dem Phosphor, dem Schwefel und einem optional enthaltenen Schaumhemmer, auch Schauminhibitor genannt, keine weiteren Stoffe. Der Schmierstoff besteht also entweder ausschließlich aus dem Polyalphaolefin, dem Ester, dem Phosphor und dem Schwefel oder ausschließlich aus dem Polyalphaolefin, dem Ester, dem Phosphor, dem Schwefel und dem Schaumhemmer. According to the invention contains the lubricant in addition to the polyalphaolefin, the ester, the phosphorus, the sulfur and an optional foam inhibitor, also called foam inhibitor, no further substances. The lubricant thus consists either exclusively of the polyalphaolefin, the ester, the phosphorus and the sulfur or exclusively of the polyalphaolefin, the ester, the phosphorus, the sulfur and the foam inhibitor.

Der erfindungsgemäße Schmierstoff zeichnet sich dadurch aus, dass er mit sämtlichen in der Praxis verwendeten Betriebsölen verträglich ist, insbesondere mit Betriebsölen, die aus Polyalphaolefin, Ester, Phosphor und Schwefel, gegebenenfalls einem Schaumhemmer und einem oder mehreren Additiven zusammengesetzt sind. Der erfindungsgemäße Schmierstoff kann somit unabhängig von dem später eingefüllten Betriebsöl als Prüfstandöl verwendet werden. Die Notwendigkeit, weitere Prüfstandsöle zu verwenden, entfällt. Dies vereinfacht die Serientests erheblich. The lubricant of the invention is characterized by being compatible with all operating oils used in the field, in particular with operating oils composed of polyalphaolefin, esters, phosphorus and sulfur, optionally a foam inhibitor and one or more additives. The lubricant according to the invention can thus be used independently of the later filled operating oil as a test stand oil. The need to use other test stand oils is eliminated. This considerably simplifies the series tests.

Da dem Prüfstandöl keine Additive zugesetzt werden, ist dessen Leistungsfähigkeit geringer als die Leistungsfähigkeit der bisher als Prüfstansöl verwendeten Betriebsöle. Der Erfindung kommt aber der Umstand zupass, dass die Getriebe, etwa nach IEC 61400-4 mit hohen Sicherheiten ausgelegt werden. Daher sind bei einem Serientest mit dem erfindungsgemäßen Schmierstoff keine Beeinträchtigungen des Getriebes zu befürchten. Since no additives are added to the test stand oil, its performance is lower than the performance of the operating oils previously used as Prüfstansöl. But the invention comes to the fact that the transmission, for example, after IEC 61400-4 be designed with high security. Therefore, in a series test with the lubricant according to the invention, no impairment of the transmission to be feared.

Der Gewichts- bzw. Masseanteil des Phosphors auf das Gesamtgewicht bzw. die Gesamtmasse des Schmierstoffes beträgt vorzugsweise 200 bis 450 ppm. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung beträgt der Gewicht- bzw. Masseanteil des Phosphors bezogen auf das Gesamtgewicht bzw. die Gesamtmasse des Schmierstoffes 300 ppm. The weight or mass fraction of the phosphorus on the total weight or the total mass of the lubricant is preferably 200 to 450 ppm. In a preferred embodiment of the invention, the weight or mass fraction of the phosphor based on the total weight or the total mass of the lubricant is 300 ppm.

Der Gewicht- bzw. Masseanteil des Schwefels bezogen auf das Gesamtgewicht bzw. die Gesamtmasse des Schmierstoffes beträgt vorzugsweise 2000 ppm bis 6500 ppm. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Gewicht- bzw. Massenanteil des Schwefels bezogen auf das Gesamtgewicht bzw. die Gesamtmasse des Schmierstoffes 3000 ppm. The weight or mass fraction of the sulfur based on the total weight or the total mass of the lubricant is preferably 2000 ppm to 6500 ppm. In a preferred embodiment, the weight or mass fraction of the sulfur based on the total weight or the total mass of the lubricant is 3000 ppm.

Das Polyalphaolefin und der Ester liegen vorzugsweise relativ zueinander in einem Gewichts- bzw. Masseverhältnis von 2:1 bis 17:2, 5:2 bis 8.1, 3:1 bis 15:2, 7:2 bis 7:1, 4:1 bis 13:2, 9:2 bis 6:1, oder 5:1 bis 11:2 vor. Preferably, the polyalphaolefin and the ester are in a weight ratio of 2: 1 to 17: 2, 5: 2 to 8.1, 3: 1 to 15: 2, 7: 2 to 7: 1, 4: 1, respectively to 13: 2, 9: 2 to 6: 1, or 5: 1 to 11: 2.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei dem Schaumhemmer um Silikon. In a further preferred development, the foam inhibitor is silicone.

Die Viskosität des Schmierstoffes liegt bei 40°C vorzugsweise in einem Bereich von 280 mm2 pro Sekunde bis 360 mm2 pro Sekunde. The viscosity of the lubricant at 40 ° C is preferably in a range of 280 mm 2 per second to 360 mm 2 per second.

Die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte können, soweit technisch möglich, in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Bevorzugt wird aber eine Ausführung in der Reihenfolge der Beschreibung. The process steps described below can, if technically possible, be carried out in any order. But preferred is an embodiment in the order of the description.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dazu, ein Getriebe etwa, im Rahmen eines Serientests, zu testen. Zunächst wird das Getriebe mit einem Prüfstandsöl befüllt. Hierbei handelt es sich um einen ersten Schmierstoff, der dem oben beschriebenen Schmierstoff entspricht. Das so befüllte Getriebe wird anschließend einem Test, etwa einem üblichen Serientest, unterzogen. Ein derartiger Test kann insbesondere mindestens einen Prüfstandlauf vorsehen. Dabei wird das Getriebe auf einem Prüfstand montiert, und verschiedenen Lastfällen ausgesetzt. Das Getriebe wird dabei mit mindestens einer Kombination von einem Eingangs- und einem Ausgangsdrehmoment sowie einer Eingangs- und einer Ausgangsdrehzahl betrieben. A method according to the invention serves to test a transmission, for example, as part of a series test. First, the gearbox is filled with a test stand oil. This is a first lubricant that corresponds to the lubricant described above. The so filled gearbox is then subjected to a test, such as a standard series test. Such a test may in particular provide at least one test run. The gearbox is mounted on a test bench, and exposed to various load cases. The transmission is operated with at least one combination of an input and an output torque and an input and an output speed.

Anschließend wird der erste Schmierstoff aus dem Getriebe mindestens teilweise entfernt. Eine Restmenge des ersten Schmierstoffes, etwa 5–15% der ursprünglichen Ölmenge kann dabei in dem Getriebe verbleiben. Subsequently, the first lubricant from the transmission is at least partially removed. A residual amount of the first lubricant, about 5-15% of the original amount of oil can remain in the transmission.

Der aus dem Getriebe entfernte erste Schmierstoff kann für den Test mindestens eines weiteren Getriebes wiederverwendet werden. Der entfernte Schmierstoff wird dazu in das weitere Getriebe eingefüllt. Verbleibt ein Schmierstoffrest in dem zuerst getesteten Getriebe, muss das weitere Getriebe entsprechend nachgefüllt werden. Die Menge des nachgefüllten ersten Schmierstoffs beträgt 5–15% der Gesamtfüllmenge der Getriebe. 85–95% der Gesamtfüllmenge können wiederverwendet werden. Durch die Ergänzung von frischem Prüfstandsöl ist es möglich, einer Alterung des wiederverwendeten ersten Schmierstoffs vorzubeugen und durchgehend eine ausreichende Schmierstoffqualität sicherzustellen. The removed from the transmission first lubricant can be reused for the test of at least one other transmission. The removed lubricant is filled into the further gearbox. Remains a residue of lubricant in the first tested gearbox, the other gearbox must be refilled accordingly. The amount of replenished first lubricant is 5-15% of the total charge of the gears. 85-95% of the total filling quantity can be reused. By adding fresh test oil it is possible to prevent aging of the reused first lubricant and to ensure a sufficient lubricant quality throughout.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird nach dem Entfernen des ersten Schmierstoffes aus dem Getriebe ein zweiter Schmierstoff in dasselbe Getriebe eingefüllt. Bei dem zweiten Schmierstoff handelt es sich vorzugsweise um ein Betriebsöl, so dass das Getriebe anschließend an einen Kunden ausgeliefert werden kann. In a preferred refinement, after removal of the first lubricant from the transmission, a second lubricant is introduced into the same transmission. The second lubricant is preferably an operating oil so that the transmission can subsequently be delivered to a customer.

Vorzugsweise unterscheiden sich die chemische Zusammensetzung des ersten Schmierstoffes und des zweiten Schmierstoffes. Insbesondere wird ein zweiter Schmierstoff bevorzugt, der mindestens einen Stoff, etwa ein Additiv enthält, der nicht in dem ersten Schmierstoff enthalten ist. Preferably, the chemical composition of the first lubricant and the second lubricant differ. In particular, a second lubricant is preferred which contains at least one substance, such as an additive, which is not contained in the first lubricant.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0730021 A1 [0005] EP 0730021 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • IEC 61400-4 [0014] IEC 61400-4 [0014]

Claims (9)

Schmierstoff enthaltend Polyalphaolefin, Ester, Phosphor und Schwefel; wobei das Polyalphaolefin und der Ester in einem Gewichtsverhältnis von 3:2 bis 9:1 vorliegen; wobei der Gewichtsanteil des Phosphors bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs 100 ppm bis 600 ppm beträgt; und wobei der Gewichtsanteil des Schwefels bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs 1000 ppm bis 10000 ppm beträgt; dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoff neben dem Polyalphaolefin, dem Ester, dem Phosphor, dem Schwefel und einem optional enthaltenen Schaumhemmer keine weiteren Stoffe enthält. Lubricant containing polyalphaolefin, ester, phosphorus and sulfur; wherein the polyalphaolefin and the ester are present in a weight ratio of 3: 2 to 9: 1; wherein the weight fraction of phosphorus relative to the total weight of the lubricant is 100 ppm to 600 ppm; and wherein the weight fraction of sulfur based on the total weight of the lubricant is 1000 ppm to 10000 ppm; characterized in that the lubricant in addition to the polyalphaolefin, the ester, the phosphorus, the sulfur and an optionally contained foam inhibitor contains no further substances. Schmierstoff nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Phosphors bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs 300 ppm beträgt. Lubricant according to claim 1; characterized in that the weight proportion of the phosphor based on the total weight of the lubricant is 300 ppm. Schmierstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Schwefels bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs 3000 ppm beträgt. Lubricant according to one of the preceding claims; characterized in that the weight fraction of sulfur based on the total weight of the lubricant is 3000 ppm. Schmierstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schaumhemmer um Silikon handelt. Lubricant according to one of the preceding claims; characterized in that the foam inhibitor is silicone. Verfahren zum Testen eines Getriebes mit folgenden Schritten: – Befüllen des Getriebes mit einem ersten Schmierstoff, wobei es sich bei dem ersten Schmierstoff um einen Schmierstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche handelt; – Testen des Getriebes; und – Entfernen mindestens eines Teils des ersten Schmierstoffs aus dem Getriebe.  Method for testing a gearbox with the following steps: - Filling the transmission with a first lubricant, wherein the first lubricant is a lubricant according to one of the preceding claims; - testing the gearbox; and - Remove at least a portion of the first lubricant from the transmission. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen des ersten Schmierstoffs ein zweiter Schmierstoff in das Getriebe eingefüllt wird. Method according to the preceding claim; characterized in that after the removal of the first lubricant, a second lubricant is introduced into the transmission. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Zusammensetzung des zweiten Schmierstoffs sich von dem ersten Schmierstoff unterscheidet. Method according to the preceding claim; characterized in that the chemical composition of the second lubricant is different from the first lubricant. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schmierstoff mindestens einen Stoff enthält, der nicht in dem ersten Schmierstoff enthalten ist. Method according to the preceding claim; characterized in that the second lubricant contains at least one substance which is not contained in the first lubricant. Verfahren nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schmierstoff mindestens einen Stoff enthält, der nicht in dem zweiten Schmierstoff enthalten ist. Method according to one of the preceding two claims; characterized in that the first lubricant contains at least one substance which is not contained in the second lubricant.
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