DE102019210207A1 - Process for the aging of lubricants and device for implementation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Alterung von Schmierstoffen, insbesondere von Schmierölen. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Es wird vorgeschlagen, dass der Schmierstoff in einem ersten Verfahrensschritt anwendungsnah, insbesondere in Versuchs- oder Serieneinsätzen vorgealtert und in einem weiteren Verfahrensschritt einer Laboralterung unterzogen wird. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Vorrichtung als Ölalterungsaggregat (1), in welchem das vorgealterte Schmieröl zur Laboralterung aufgenommen ist, ausgebildet ist.The invention relates to a method for aging lubricants, in particular lubricating oils. The invention also relates to a device for carrying out the method. It is proposed that the lubricant be pre-aged in a first method step close to the application, in particular in test or series use, and subjected to laboratory aging in a further method step. It is also proposed that the device be designed as an oil aging unit (1) in which the pre-aged lubricating oil for laboratory aging is received.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Alterung von Schmierstoffen, insbesondere von Schmierölen. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for aging lubricants, in particular lubricating oils. The invention also relates to an apparatus for carrying out the method.
Es ist bekannt, Schmierstoffe, insbesondere Schmieröle, z. B. Getriebeöle einem Prüfverfahren zu unterziehen, in welchem die Alterungsbeständigkeit überprüft wird. Diese Prüfung dient dem Zweck, die voraussichtliche Lebensdauer des Schmieröls festzustellen, um damit auch die Intervalle für einen Ölwechsel bestimmen zu können. Schmierstoffkennwerte zur Beschreibung des Alterungszustandes sind insbesondere die Viskosität, die Neutralisationszahl (NZ) und die Oxidation des Schmierstoffes. Für die Prüfung dieser Kennwerte gibt es genormte Verfahren, beispielsweise für die Bestimmung der Oxidation eines Schmierstoffes nach
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, weitere Potenziale bei der Alterung von Schmierstoffen auszuschöpfen.One aim of the invention is to exploit further potentials in the aging of lubricants.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of the
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einem Verfahren zu Alterung von Schmierstoffen, insbesondere Schmierölen als erster Verfahrensschritt vorgesehen, dass der Schmierstoff anwendungsnah, insbesondere in Versuchs- und Serieneinsätzen vorgealtert wird. In einem zweiten, anschließenden Verfahrensschritt wird der vorgealterte Schmierstoff einer Laboralterung unterzogen. Es handelt sich somit um eine Kombination einer Praxis- und einer Laboralterung. Beim ersten Verfahrensschritt wird der Schmierstoff einer realitätsnahen, typischen Beanspruchung unterzogen, insbesondere einer mechanischen, vorzugsweise einer Scherbeanspruchung durch diverse Zahneingriffe eines Praxisgetriebes und andererseits einer thermisch-oxidativen Beanspruchung, d. h., das Schmieröl unterliegt durch den Kontakt mit Luft der Oxidation, welche einen Hauptfaktor bei der Alterung von Schmierstoffen darstellt. Das somit in der Praxis vorgealterte Öl wird nach Beendigung des ersten Verfahrenschrittes dem Serien- oder Versuchgetriebe entnommen und im Labor einer künstlichen Alterung unterzogen, wobei primär eine thermisch-oxidative Beanspruchung, in Anlehnung an genormte Oxidationstestverfahren - ohne eine zusätzliche mechanische Beanspruchung - erfolgt. Durch die Laboralterung kann der gesamte Alterungsprozess beschleunigt und die Kosten herabgesetzt werden. Die Lebensdauer des Schmierstoffes und die Intervalle für Ölwechsel können somit in einem kürzeren Zeitraum ermittelt werden.According to a first aspect of the invention, in a method for aging lubricants, in particular lubricating oils, it is provided as a first method step that the lubricant is pre-aged in a practical manner, in particular in test and series use. In a second, subsequent process step, the pre-aged lubricant is subjected to laboratory aging. It is therefore a combination of a practice and a laboratory aging. In the first process step, the lubricant is subjected to realistic, typical stress, in particular mechanical, preferably shear stress due to various tooth engagements of a practice gear and, on the other hand, thermal-oxidative stress, i. That is, the lubricating oil is subject to oxidation due to contact with air, which is a major factor in the aging of lubricants. The oil, which has been pre-aged in practice, is removed from the series or test gearbox after completion of the first process step and subjected to artificial aging in the laboratory, with primarily thermal-oxidative stress based on standardized oxidation test procedures - without additional mechanical stress. Laboratory aging can accelerate the entire aging process and reduce costs. The service life of the lubricant and the intervals for oil changes can thus be determined in a shorter period of time.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Laboralterungsprozess vornehmlich darin, das vorgealterte Öl einem Oxidationsprozess auszusetzen, wobei bevorzugt Luft in das vorgealterte Schmieröl eingeleitet oder eingeblasen wird. Der Fortschritt des Alterungsprozesses kann laufend überprüft werden, in dem die charakteristischen Schmierstoffkennwerte gemessen werden, beispielsweise die Viskosität, die Neutralisationszahl und der Grad der Oxidation, was bevorzugt durch die oben erwähnte Infrarot-Spektroskopie erfolgt.According to a preferred embodiment, the laboratory aging process consists primarily in subjecting the pre-aged oil to an oxidation process, with air preferably being introduced or blown into the pre-aged lubricating oil. The progress of the aging process can be continuously checked by measuring the characteristic lubricant parameters, for example the viscosity, the neutralization number and the degree of oxidation, which is preferably done using the above-mentioned infrared spectroscopy.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist als Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Ölalterungsaggregat vorgesehen, in welches das vorgealterte Schmieröl zu Zwecken der Laboralterung eingefüllt wird. Es handelt sich somit um ein relativ einfaches, kostengünstiges Aggregat, mit welchem der Laboralterungsprozess durchgeführt werden kann.According to a further aspect of the invention, an oil aging unit is provided as the device for carrying out the method according to the invention, into which the pre-aged lubricating oil is filled for the purposes of laboratory aging. It is therefore a relatively simple, inexpensive unit with which the laboratory aging process can be carried out.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ölalterungsaggregat Heizelemente, Kühlelemente und eine Umwälzpumpe auf. Das vorgealterte Schmieröl kann somit auf die gewünschte Temperatur für den Oxidationsprozess eingestellt und laufend umgewälzt werden.According to a preferred embodiment, the oil aging unit has heating elements, cooling elements and a circulation pump. The pre-aged lubricating oil can thus be set to the desired temperature for the oxidation process and continuously circulated.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Ölalterungsaggregat eine Einrichtung zum Einleiten von Luft in das Schmieröl auf, was vorzugsweise durch Einblasen von Druckluft über perforierte Verteilerrohre erfolgt. Damit werden die erforderlichen Oxidationsbedingungen geschaffen, die eine beschleunigte Alterung des Schmieröls durch Oxidation ermöglichen.According to a further preferred embodiment, the oil aging unit has a device for introducing air into the lubricating oil, which is preferably done by blowing compressed air into the perforated distributor pipes. This creates the necessary oxidation conditions that enable accelerated aging of the lubricating oil through oxidation.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anschließend näher beschrieben und anhand einer Zeichnung für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weiter erläutert, wobei sich aus der Beschreibung und der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können.The method according to the invention will then be described in more detail using a drawing for a device for implementation of the method further explained, further features and / or advantages may result from the description and the drawing.
Die einzige Figur zeigt ein Ölalterungsaggregat, mit welchem der Prozess der Laboralterung durchführbar ist.The only figure shows an oil aging unit with which the process of laboratory aging can be carried out.
Das erfindungsgemäße Verfahren, ein Prüfverfahren, dient der beschleunigten Alterung von Schmierstoffen, insbesondere Schmierölen, besonders bevorzugt Getriebeölen, wie sie beispielsweise in Fahrzeuggetrieben eingesetzt werden. Aufgrund der Ergebnisse des Verfahrens sollen die Lebensdauer der getesteten Schmierstoffe bestimmt und die Intervalle für Ölwechsel festgelegt werden. Das erfindungsgemäße Prüfverfahren besteht aus einer Kombination von zwei unterschiedlichen Verfahren oder Verfahrensschritten, wobei der erste Verfahrensschritt einen Praxistest betrifft. Das zu prüfende Schmieröl oder Getriebeöl wird beispielsweise in ein Fahrzeuggetriebe, ein Schalt- oder Automatikgetriebe, eingefüllt und einem Feldversuch unterzogen. Dabei treten alle charakteristischen Beanspruchungen auf, also mechanische und chemische Beanspruchungen, insbesondere eine Scherung und eine Oxidation des Schmierstoffes. Nach Beendigung des Feldversuches ist das Öl vorgealtert, d. h. durch den Feldversuch im Getriebe sind Veränderungen im Schmierstoff aufgetreten:
- Beispielsweise hat sich die Viskosität verändert, der Schmierstoff ist oxidiert, es haben sich Ablagerungen gebildet, und zusätzlich kann eine Versäuerung des Schmieröls aufgetreten sein. Im zweiten, anschließenden Verfahrensschritt wird das im Praxistest vorgealterte Öl dem Getriebe entnommen, in ein
Ölalterungsaggregat 1 , dargestellt in der einzigen Figur, eingefüllt und einem Laboralterungsprozess unterworfen. Letzterer besteht im Wesentlichen in einer Oxidation des Schmieröls, d. h. einer thermisch-oxidativen Beanspruchung, welche an die oben erwähnte Norm angelehnt ist.
- For example, the viscosity has changed, the lubricant has oxidized, deposits have formed and, in addition, acidification of the lubricating oil may have occurred. In the second, subsequent process step, the oil that has been pre-aged in the practical test is taken from the gear unit and placed in an
oil aging unit 1 , shown in the single figure, filled in and subjected to a laboratory aging process. The latter essentially consists of an oxidation of the lubricating oil, ie a thermal-oxidative stress, which is based on the above-mentioned standard.
Das Ölalterungsaggregat
Nach Abschluss des Laboralterungsprozesses kann das gealterte Schmieröl wiederum in einem Versuchs- oder Seriengetriebe bei einem weiteren Feldversuch getestet oder beobachtet werden.After completion of the laboratory aging process, the aged lubricating oil can again be tested or observed in a test or series transmission in a further field test.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- ÖlalterungsaggregatOil aging unit
- 22
- Behältercontainer
- 33
- Kühlercooler
- 44th
- UmwälzpumpeCirculation pump
- 4a4a
- SaugleitungSuction line
- 4b4b
- DruckleitungPressure line
- 55
- HeizelementHeating element
- 66th
- TemperaturanzeigeTemperature display
- 77th
- Einrichtung zum Einleiten von LuftDevice for introducing air
- 7a7a
- ZuführleitungFeed line
- 7b7b
- VerteilerrohrDistribution pipe
- 88th
- Kühlwasserleitung Cooling water pipe
- BB.
- Blasebladder
- LL.
- Luftair
- WW.
- Wasserwater
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
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