DE1041624B

DE1041624B - Schmiermittel auf Mineraloelbasis

Info

Publication number: DE1041624B
Application number: DER16068A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1954-04-13
Filing date: 1955-02-24
Publication date: 1958-10-23
Also published as: FR1098408A; GB784876A; NL89742C; US2959552A; NL93256C

Description

Die Erfindung hat ein Schmiermittel für belastete, mechanisch bewegte Teile zum Gegenstand, das unter Erhaltung eines ölfilmes zwischen den metallischen Oberflächen noch sicher wirkt, wobei die Wirkung durch Beimengung in chemischer Weise wirksamer fettiger Produkte erhöht wird, welche stark an den Oberflächen anhaften. Diese Wirkung tritt auch dann ein, wenn die Temperatur einen höheren Wert annimmt als derjenige des Schmelzpunktes der Fettsäuren des Schmiermittels ist oder wenn beachtliche Drücke auftreten, die unter erschwerten Betriebsbedingungen bei Verwendung der herkömmlichen Schmiermittel zur trockenen Reibung der Teile führen würden. Dies ist insbesondere bei neuen mechanisch bewegten Teilen der Fall oder infolge von Unregelmäßigkeiten bei der Bearbeitung und der Zusammensetzung, bei welchen Teilen man an verschiedenen Stellen sehr unterschiedliche, mäßige oder sehr starke Drücke antreffen kann.

Es ist bekannt, in öle fettige Produkte mit erhöhten Molekulargewichten einzuarbeiten, bei denen auch die Zahl der Kohlenstoffatome möglichst hoch ist, und zwar so, daß damit der Schmelzpunkt der entsprechenden Seifen erhöht ist. Bei der Herstellung dieser Produkte ist man jedoch sehr eingeschränkt wegen der geringen Zahl natürlich vorkommender Substanzen, da die gängigsten derselben nur 18 Kohlenstoff atome enthalten, während die synthetische Herstellung sehr schwierig ist. Außerdem ist man natürlich schon auf den Gedanken gekommen, um den Bereich der Schmiermittelwirkung in der Funktion unter Druck zu vergrößern, Produkte für extremen Druck und fettige Produkte miteinander zu vermischen. In der Praxis ergibt sich dabei jedoch die vollständige oder teilweise Aufhebung der schmierenden Eigenschaften der Fettester.

Die Erfindung betrifft deshalb neuartige Schmiermittel mit einem Zusatz von Fettprodukten erhöhten Molekulargewichtes und einer großen Zahl von Kohlenstoffatomen, deren Schmierfähigkeit einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten ermöglicht und welche diese Schmierfähigkeit bei einer Temperatur beibehalten, die viel höher liegt als diejenige, welche man mit dem bisher bekannten Schmiermittel erreichen konnte.

Diese neuartigen Schmiermittel haben andererseits die bemerkenswerte Eigenschaft, auch unter starkem Druck ein Festfressen zu verhindern. Die Erfindung besteht in einem Schmiermittel auf Mineralölbasis, das einen Gehalt an einem Fettsäureester aufweist, der 4 Chloratome enthält, wovon drei am äußeren Ende der Kette in, entgegengesetzter Richtung zur Estergruppe angeordnet sind und 1 Chloratom in 2-Stellung in bezug auf die endständige chlorhaltige Gruppe gebunden ist.

Anmelder:

Regie Nationale des Usines Renault,
Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. C-H. Huß, Patentanwalt,
Garmisch-Paxtenkirchen, Rathausstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 13. April 1954

Das erfindungsgemäße Schmiermittel kann dabei einen Gehalt an dem chlorierten Ester in dem Bereich von 1 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtmittel, besitzen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des Methylesters der Tetrachlorlaurinsäure.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmiermittels hat einen Gehalt an dem chlorierten Fettsäureester in einer Menge zwischen 0,1 und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtmittel, und an einem Fettsäureester mit langer Kette mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen zwischen 0,2 und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Schmiermittels, wobei als bevorzugte Fettsäureester mit langer Kette der Methylester oder der Äthylester der Stearinsäure Anwendung finden soll.

Wie schon oben erwähnt, ist der Methylester der Tetrachlorlaurinsäure

Cl₃C-CH₂-CHCl-(CH₂)

2J8

-CO₂-CH₃

besonders als chlorierter Ester geeignet. Er bietet den großen technischen Vorteil, leicht mit sehr guter Ausbeute, ausgehend von der Undecylensäure, die selbst durch Kracken von Rizinusöl in industriellem Maßstab erhalten wird, hergestellt werden zu können. Die Umsetzung führt zu einer guten Ausbeute, wenn man auf die Undecylensäure Tetrachlorkohlenstoff in Gegenwart von Benzolperoxyd als Katalysator einwirken läßt.

«09 659/387

Claims

Die neuartigen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schmiermittels können durch laboratoriumsmäßige Messungen, die an der Apparatur von Herschell ausgeführt werden, gezeigt werden, in welcher man für durchschnittliche Berührungsdrücke von 15 kg/mm2 die Reibungskoeffizienten in einem Versuch mißt, welcher die Mitnahme von drei zusammengehörenden Kugeln von einer gleichen Vorrichtung durch eine sich in ihrer Ebene um ihre Achse drehende metallische Scheibe ermöglicht. Die Reibungskoeffizienten und ihre Veränderungen als Funktion der Temperatur sind in den Kurven der Fig. 1 bis 6 dargestellt. Jede Kurve stellt die Verschiedenheit des Reibungskoeffizienten als Funktion der Zeit in Minuten während eines Versuches dar, wobei die Versuche sich voneinander durch die Temperatur oder durch die Art des Produktes unterscheiden. Die Fig. 5 und 6 umfassen eine bekannte Mischung von 1 % Methylstearat in Mineralöl. Die Kurven der Fig. 1 bis 4 beziehen sich auf eine erfindungsgemäße Mischung, welche 1% Methylstearat und 0,2% Methylester der Tetralaurinsäure enthält. Die Fig. 7 zeigt die Verschiedenheit des Reibungskoeffizienten als Funktion der Temperatur für jede der beiden Mischungen. Die Aufteilung jeder Kurve in zwei Äste geschieht in dem Augenblick, wo die Reibung unstabil wird, die Mitnahme der Kugeln durch die Scheibe unregelmäßig wird und sich schwankende Ergebnisse einstellen. Es ist klar ersichtlich, daß mit den bekannten Fettestern jede Schmierfähigkeit bei etwa 75° C verschwindet; diese Schmierfähigkeit besteht bei den neuartigen Produkten noch bis zu 115° C, eine Tatsache, die besonders für die Praxis wertvoll ist, da sich die Arbeitstemperatur zahlreicher mechanisch bewegter Teile in dem Intervall von 75 bis 115° C bewegt. Die Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen unter starken Belastungen kann durch Messungen mit einer sogenannten Vierkugelmaschine von Boerlage durchgeführt werden, in welcher der Druck zwischen 250 lind 500 kg/mm2 in vergleichender Weise mit den Fettestern, deren Verwendung schon bekannt war, und mit den erfindungsgemäßen Produkten gezeigt wird. Die Kurven der Fig. 8 stellen die Verschiedenheit der Verzögerung des Festfressens in kg in der Maschine von Boerlage als Funktion der Belastung dar; die Kurve, die einer erfindungsgemäßen Mischung entspricht und 1 °/a Methylstearat und 1 °fa Methylester der Tetrachlorlaurinsäure enthält, ist in der Nachbarschaft der durchschnittlichen Kurve, die man mit den meisten der guten Öle des Handels erhalten wird, die einzig und allein darauf abzielen, einen Schutz gegen das Festfressen bei allen Drücken zu bieten, jedoch die Schmierfähigkeit vermissen lassen. Die Mischung, die für die Widerstandsfähigkeit gegen Festfressen erwähnt wird, enthält mehr halogenierte Produkte als die beispielsweise bei der Messung des Reibungskoeffizienten mit mäßiger Belastung im Vorangehenden erwähnte Mischung; bei dieser letzteren Messung verhalten sich die Produkte in identischer Weise. Die Fig. 9 bringt Kurven, die die Verzögerung des Festfressen, ausgedrückt in Sekunden in Abhängigkeit von der Belastung in kg für ein reines Mineralöl und für ein Mineralöl, das einzig und allein den chlorierten Ester mit einem Gehalt von 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte den Ester enthaltenden Mineralöles, enthält, darstellen. Das Fettprodukt, das nicht halogeniert ist, braucht nicht unbedingt Methylstearat zu sein, man kann auch sehr gut seine Zuflucht zu dem Äthylester oder jedem anderen oder zu Estern anderer Fettsäuren nehmen. Die Palmitinsäureester sind gleicherweise geeignet. Die neuartigen Schmiermittel werden in vorteilhafter Weise bei allen mechanisch bewegten Teilen verwendet, welche nicht Vorrichtungen zur Mitnahme durch Friktion, beispielsweise eine Vorrichtung der Synchronisation von Getriebeschaltungen, bei denen ein erhöhter Reibungskoeffizient erforderlich ist, aufweisen. Man kann dazu seine Zuflucht nehmen, um das Schmieren von Explosionsmotoren in dem Zeitraum des Einschleifens und um das dauernde Schmieren von Übertragungsorganen, Wechselgetrieben, konischen Kupplungen usw. sicher durchzuführen. Sie vermindern in beträchtlicher Weise die Verschleißgeschwindigkeit und lassen den Nutzeffekt durch Verminderung des Reibungskoeffizienten anwachsen. Da die Reibungswärme vermindert wird, ist die erreichte Temperatur für das Öl gemäßigt, und die thermische Veränderung bleibt schwach. Ein solches Schmiermittel hat eine viel größere Verwendungsdauer als die gängigen Öle, die den Vorteil der erfindungsgemäßen Zusätze vermissen lassen. Im Fall des Ausschleifen eines Motors kann man den Gehalt an halogenierten Produkten erniedrigen, um eine Korrosion, welche sich aus der Bildung einer kleinen Menge an Chlorwasserstoff bei erhöhten Temperaturen, welcher gewisse Teile des Motors angreifen könnte, ergibt, zu verhindern. Bei Übertragungsorganen wird man daran denken, den Gehalt an halogenierten Produkten anwachsen zu lassen. Jedoch ein Gehalt von 1 Vo reicht völlig aus. Man kann erfindungsgemäße Schmiermittel für »extremen Druck« mit sehr niedrigen Kosten, die sehr wirksam sind, um sich dem Festfressen zu widersetzen, herstellen, indem man zu Schmiermitteln, die schon vorhanden sind und auf einer Basis von Mineralölen oder inerten Kohlenwasserstoffen aufgebaut sind, die schon beschriebenen tetrachlorierten Produkte in einer Menge zwischen 1 und 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtmittel, zumischt. Solche Schmiermittel sind geeignet, beispielsweise den regelmäßigen Gang von hypoiden Getrieben sicherzustellen. P Λ T E N' T Λ S S P B C C H E:

1. Schmiermittel auf Mineralölbasis, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Fettsäureester, der 4 Chloratome enthält, wovon drei am äußeren Ende der Kette in entgegengesetzter Richtung zur Estergruppe angeordnet sind und 1 Chloratom in 2-Stellung in bezug auf die endständige chlorhaltige Gruppe gebunden ist.

2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an dem chlorierten Ester 1 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtmittel, beträgt.

3. Schmiermittel nach Anspruch 1- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der chlorierte Ester der Methylester der Tetrachlorlaurinsäure ist.

4. Schmiermittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an dem chlorierten Fettsäureester in einer Menge zwischen 0,1 und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtmittel, und an einem Fettsäureester mit langer Kette mit mehr

als 12 KohlenstofEatomen in einer Menge zwischen 0,2 und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtmittel.

5. Schmiermittel nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fettsäureester mit langer Kette der Methylester oder der Äthylester der Stearinsäure ist.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 952 925.

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