DE112004000110T5

DE112004000110T5 - Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Kraftfahrzeugkomponente und Wälzlager, in das die Schmierfettzusammensetzung gepackt ist

Info

Publication number: DE112004000110T5
Application number: DE112004000110T
Authority: DE
Inventors: Yasunobu Fujita; Shinya Nakatani; Katsuaki Denpou; Hisao Sumiya
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2005-12-29
Also published as: JPWO2004061058A1; WO2004061058A1; JP2005105238A; US20060073989A1

Abstract

Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierfettzusammensetzung ein Grundöl, das ein aromatisches Esteröl in einer Menge von 30% der Masse oder mehr auf der Basis der Gesamtmenge des Grundöls enthält, sowie eine Diharnstoffgruppe als Verdicker, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird, in einer Menge von 5 bis 35% der Masse auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung umfasst: R8-NHCONH-R9-NHCONH-R10 (wobei R9 eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und wobei R8 und R10, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine alizyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder einen kondensierten Ring wiedergeben).

Description

<Technisches Gebiet>
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierfettzusammensetzung, die insbesondere unter schweren Bedingungen wie einer hohen Temperatur, einer hohen Geschwindigkeit, einer hohen Last oder Vibrationen in elektrischen Kraftfahrzeugteilen oder Hilfsaufbauten von Motoren wie etwa Lichtmaschinen, Zwischenriemenscheiben und elektromagnetischen Kupplungen für Fahrzeugklimaanlagen und für Teile verwendet wird, die bei einer extrem niedrigen Temperatur von –40°C ein Fließvermögen aufweisen müssen, sowie ein Wälzlager, in das die Schmierfettzusammensetzung gepackt ist.

In Kraftfahrzeugen mit einem vorne untergebrachten Motor und einem Vorderradantrieb wird eine Miniaturisierung und Gewichtsreduktion angestrebt, wobei außerdem der Innenraum vergrößert werden soll, sodass eine Verkleinerung des Motorraums unvermeidlich ist und außerdem eine Miniaturisierung und Gewichtsreduktion der oben genannten elektrischen Teile und Hilfsaufbauten vorangetrieben wird, wobei die unterzubringenden Teile eine hohe Leistung aufweisen müssen und stets höhere Ausgaben vorsehen müssen. Eine Miniaturisierung ist jedoch zwangsläufig mit einer Verminderung der Ausgabe gekoppelt. Zum Beispiel wird bei Lichtmaschinen und elektromagnetischen Kupplungen für Fahrzeugklimaanlagen die Verminderung der Ausgabe durch eine Erhöhung der Geschwindigkeit kompensiert, sodass Zwischenriemenscheiben mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden. Um weiterhin die Geräuscheigenschaften zu verbessern, wird der Motorraum stärker verschlossen, was jedoch eine Erhöhung der Temperatur in dem Motorraum mit sich bringt, sodass die enthaltenen Teile hohen Temperaturen standhalten müssen.

Um die Reibverschweißungszeit bei einer hohen Temperatur zu verlängern, wurden verschiedene Vorschläge gemacht. Wie zum Beispiel in JP-B-7-45677 und in den japanischen Patenten Nr. 3,290,010 und 3,330,755 beschrieben, werden Schmierfette aus einem Trimellitesteröl-haltigen Grundöl und einer als Verdicker beigegebenen Harnstoffverbindung verwendet. Bei Wälzlagern für derartige Anwendungen ist eine Gegenmaßnahme gegen eine Flockenbildung erforderlich, die mit einer strukturellen Veränderung der Übertragungsoberfläche einhergeht. Zum Beispiel schlagen JP-A-2002-195277 und JP-A-2003-13973 ein Verfahren zum Zusetzen eines Metall-passiven Mittels wie etwa salpetriger Säure vor.

Kraftfahrzeuge werden in verschiedenen Ländern und Staaten der Welt genutzt, wobei die Umgebungsbedingungen sehr unterschiedlich sind, weshalb auch die Anforderungen sehr unterschiedlich sind. In einem kalten Gebiet zum Beispiel muss dafür gesorgt werden, dass keine unerwünschten Geräusche erzeugt werden, weil die Fließfähigkeit eines Schmiermittels beim Starten des Motors herabgesetzt wird. Und in einem Gebiet mit einem tropischen Regenwald oder in einem an der Meeresküste gelegenen Gebiet sind die Feuchtigkeit und der Salzgehalt der Luft hoch, sodass besonders auf Maßnahmen zur Verhinderung von Rostbildung geachtet werden muss.

Bisher wurden jedoch noch keine Schmierfette entwickelt, die alle die unterschiedlichen Anforderungen erfüllen können. Dies ist auch bei den oben genannten Schmierfetten der Fall. Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Schmierfettzusammensetzung und ein Wälzlager anzugeben, die auch bei einer extrem niedrigen Temperatur von –40°C keine unerwünschten Geräusche erzeugen, eine hervorragende Reibverschweißungszeit auch bei einer hohen Temperatur von 180°C im geschlossenen Raum aufweisen, eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einer Flocken- und Rostbildung verleihen und insbesondere für die oben genannten elektrischen Teile und Hilfsaufbauten von Motoren usw. geeignet sind.

Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, haben die vorliegenden Erfinder umfangreiche und intensive Untersuchungen betrieben. Diese Untersuchungen ergaben, dass unter Diharnstoffverbindungen solche mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe in Kombination mit einem Grundöl, das ein aromatisches Esteröl enthält, eine hervorragende Schmierleistung innerhalb eines breiten Temperaturbereichs zwischen einer extrem niedrigen Temperatur und einer hohen Temperatur aufweisen, keine unerwünschten Geräusche bei einer niedrigen Temperatur erzeugen und die Reibverschweißungszeit eines Lagers wesentlich verlängern können. Darauf basiert die vorliegende Erfindung.

Die Erfindung gibt insbesondere eine Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Kraftfahrzeugkomponente an, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Grundöl einschließlich eines aromatischen Esteröls mit einem Anteil von 30% oder mehr der Masse auf der Basis der Gesamtmenge des Grundöls sowie eine durch die folgende Formel wiedergegebene Diharnstoffverbindung als Verdicker mit einem Anteil von 5 bis 35% der Masse auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung umfasst. R8-NHCONH-R9-NHCONH-R10 (In der Formel gibt R9 eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen wieder; und R8 und R10, die identisch oder unterschiedlich sein können, geben jeweils eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine alizyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder einen kondensierten Ring an).

Weiterhin gibt die Erfindung die vorstehende Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Kraftfahrzeugkomponente an, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Kohlenschwarz oder CNT (Carbon Nano Tube) als leitendes Pulver zum Vorsehen einer Leitfähigkeit enthält. Weiterhin sind vorzugsweise zwei oder mehr Rostschutzmittel, die aus Carbonsäure oder Carboxylat bestehen, auf Ester basieren oder auf Amin basieren als Rostschutzmittel mit einem Anteil von 0,2 bis 10% der Masse insgesamt und von 0,1 bis 9,9% der Masse einzeln in Bezug auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung vorgesehen, wodurch ein ausreichender Rostschutz verliehen wird. Derartige Rostschutzmittel sind nicht schädlich für die Umwelt.

Weiterhin gibt die Erfindung ein Wälzlager an, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es mehrere Rollelemente mittels eines Käfigs frei rollend zwischen einem inneren Lauf und einem äußeren Lauf einschließt, wobei die vorstehend genannte Schmierfettzusammensetzung für den Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente in das Wälzlager gepackt ist.

1 ist eine Querschnittansicht eines Doppelreihen-Schrägkugellagers gemäß einer Ausführungsform des Wälzlagers der Erfindung; 2 ist ein Kurvendiagramm, das die Ergebnisse der Prüfung I der Zusammensetzung eines aromatischen Esteröls zeigt; 3 ist ein Kurvendiagramm, das die Ergebnisse der Prüfung I der Mischmenge eines Verdickers zeigt; 4 ist ein Kurvendiagramm, das sie Beziehung I zwischen einem Stockpunkt eines Grundöls und der Erzeugung von unerwünschten Geräuschen bei einer niedrigen Temperatur zeigt; 5 ist ein Kurvendiagramm, das die Ergebnisse der Prüfung II der Zusammensetzung eines aromatischen Esteröls zeigt; 6 ist ein Kurvendiagramm, das die Ergebnisse der Prüfung II der Mischmenge eines Verdickers zeigt; 7 ist ein Kurvendiagramm, das sie Beziehung II zwischen einem Stockpunkt eines Grundöls und der Erzeugung von unerwünschten Geräuschen bei einer niedrigen Temperatur zeigt; 8 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Zusatzmenge von Kohlenschwarz und der Wahrscheinlichkeit einer Flockenbildung zeigt; und 9 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Partikelgröße von Kohlenschwarz und dem Anderon-Wert zeigt.

Weiterhin steht in den Zeichnungen das Bezugszeichen 10 für ein Doppelreihen-Schrägkugellager; steht das Bezugszeichen 15 für einen äußeren Lauf; steht das Bezugszeichen 16 für einen inneren Lauf; steht das Bezugszeichen 17 für einen äußeren Laufweg; steht das Bezugszeichen 18 für einen inneren Laufweg; und steht das Bezugszeichen 19 für ein Rollelement (eine Kugel).

Im Folgenden werden die Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente (nachfolgend einfach als „Schmierfettzusammensetzung" bezeichnet) und das Wälzlager der Erfindung im Detail beschrieben.

(Schmierfettzusammensetzung)

[Grundöl]

In der Schmierfettzusammensetzung der Erfindung enthält das Grundöl ein aromatisches Esteröl. Unter den aromatischen Esterölen werden vorzugsweise Trimellitesteröle verwendet, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben werden.

In der Formel (I) geben R1, R2 und R3, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine gesättigte oder ungesättigte lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe an. Weiterhin werden vorzugsweise Gruppen mit zwischen 6 und 10 Kohlenstoffatomen verwendet.

Als aromatisches Esteröl werden vorzugsweise Pyromellitesteröle verwendet, die durch die folgenden Formeln (II) und (III) wiedergegeben werden.

In den Formeln (II) und (III) geben R4, R5, R6 und R7, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine gesättigte oder ungesättigte lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe wieder. Auch hier werden Kohlenwasserstoffgruppen mit zwischen 6 und 10 Kohlenstoffatomen bevorzugt.

Bisher sind Polyphenyletheröle, Siliconöle, Fluorkohlenwasserstofföle und ähnliches als Schmiermittel mit hervorragender Wärmebeständigkeit bekannt. Alle diese Schmiermittel sind jedoch sehr kostspielig, wobei die Siliconöle und die Fluorkohlenwasserstofföle zudem noch allgemein eine schlechtere Schmierfähigkeit aufweisen. Im Gegensatz dazu sind die weiter oben genannten aromatischen Esteröle relativ kostengünstig und bieten den Vorteil, dass sie eine hervorragende Wärmebeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Abriebfestigkeit und ähnliches aufweisen. Weil die Trimellitesteröle und Pyromellitesteröle, die durch die Formeln (I) bis (III) wiedergegeben werden und eine Kohlenwasserstoffgruppe mit zwischen 6 und 10 Kohlenstoffatomen umfassen, einen niedrigen Stockpunkt und einen hohen Viskositätsindex aufweisen, sind sie für Hilfsaufbauten von elektrischen Kraftfahrzeugkomponenten geeignet, die einen breiten Nutztemperaturbereich von einer extrem niedrigen Temperatur zu einer hohen Temperatur aufweisen. Insbesondere weisen die Trimellitesteröle einen niedrigen Stockpunkt auf, sodass sie zu bevorzugen sind.

Derartige Trimellitesteröle und Pyromellitesteröle, die eine Kohlenwasserstoffgruppe mit zwischen 6 und 10 Kohlenstoffatomen enthalten, sind auf dem Markt erhältlich; Beispiele für Trimellitesteröle sind „TRIMEX T-08" und „TRIMEX N-08", die von Kao Corporation hergestellt werden, „ADEKA PROVER T-45", „ADEKA PROVER T-90" und „ADEKA PROVER PT-50", die von Asahi Denka Co. Ltd. hergestellt werden, und „EMKARATE 8130" und „EMKARATE 9130", die von UNIQEMA hergestellt werden; Beispiele für Pyromellitesteröle sind „ADEKA PROVER LX-1891" und „ADEKA PROVER LX-1892", die von Asahi Denka Co. Ltd. hergestellt werden.

Der Anteil des vorstehend genannten aromatischen Esteröls liegt bei ungefähr 30% oder mehr der Masse auf der Basis der Gesamtmenge des Grundöls. Wenn der Anteil des aromatischen Esteröls kleiner als 30% der Masse ist, kann bei hohen Temperaturen eine Reibverschweißung auftreten und wird keine Abriebfestigkeit erzielt. Beispiele für ein Schmiermittel, das in Verbindung damit verwendet werden kann, sind Mineralöle, Fluorkohlenwasserstofföle, Siliconöle, synthetische Kohlenwasserstofföle, Etheröle, andere Esteröle neben aromatischen Esterölen sowie Glykolöle. Von diesen sind diejenigen zu bevorzugen, die einen niedrigen Stockpunkt sowie eine hervorragende Wärmebeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit usw. aufweisen, wobei synthetische Kohlenwasserstofföle, Etheröle und Esteröle geeignet sind. Beispiele für synthetische Kohlenwasserstofföle sind insbesondere Poly-α-Olefin-Öle; Beispiele für Ether-basierte Öle sind Alkyldiphenylether und Alkyltriphenylether; und Beispiele für Esteröle sind Diesteröle, Neopentylpolyolesteröle und komplexe Esteröle. Diese können einzeln oder in Kombinationen genutzt werden. Wenn man vor allem nicht nur das Fließvermögen bei einem tiefen Ton und die Erzeugung von unerwünschten Geräuschen bei einer extrem niedrigen Temperatur berücksichtigt, sondern auch Verbesserungen in der Schmierleistung und der Reibverschweißungszeit unter schweren Bedingungen mit hoher Temperatur, hoher Last und Vibration berücksichtigt, ist eine kombinierte Nutzung mit einem Polyolpolyesteröl wie etwa einem Pentaerythritolesteröl, einem Poly-α-Olefinöl oder einem Alkyldiphenyletheröl zu bevorzugen.

Weiterhin liegt die kinematische Viskosität bei 40°C des Grundöls vorzugsweise im Bereich von 30 bis 150 mm²/s, wobei bei Berücksichtigung des Fließvermögens bei niedrigerer Temperatur ein Bereich von 40 bis 130 mm²/s zu bevorzugen ist. Am besten ist ein Bereich von 40 bis 100 mm²/s.

[Verdicker]

Das vorstehend beschriebene Grundöl wird mit einer Diharnstoffverbindung, die durch die folgende Formel (IV) wiedergegeben wird und als Verdicker dient, gemischt. R8-NHCONH-R9-HNCOHN-R10 (IV)

In der Formel (IV) gibt R9 eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit zwischen 6 und 15 Kohlenstoffatomen wieder; geben R8 und R10, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe oder eine Kondensationsring-Kohlenwasserstoffgruppe wieder. Bei R8 und R10 kann die Kohlenwasserstoffgruppe auch eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe sein, wobei die Kondensationsring-Kohlenwasserstoffgruppe vorzugsweise zwischen 9 und 19 Kohlenstoffatome aufweist. Vorzugsweise enthalten R8 und R10 jeweils wenigstens eine alizyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe. Eine Diharnstoffverbindung mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe weist Eigenschaften wie etwa eine hervorragende Wärmebeständigkeit im Vergleich zu einer Diharnstoffverbindung mit einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe auf. Die Diharnstoffverbindung mit einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe weist im Vergleich zu der Diharnstoffverbindung mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe den Vorteil auf, dass wenn sie als Verdicker für ein Schmierfett verwendet wird, das Fließvermögen des Schmierfetts hervorragend ist. Weiterhin weist die Diharnstoffverbindung mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe oder einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe eine große Oberfläche pro Einheitsvolumen und eine große Verdickungswirkung im Vergleich zu einer Diharnstoffverbindung mit einer aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe auf, weil die Faserform derselben unterschiedlich ist. Aus diesem Grund kann bei gleicher Penetration eine Diharnstoffverbindung mit einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe oder einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe im Vergleich zu einer Diharnstoffverbindung mit einer aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit einer kleinen Menge vorgesehen werden, sodass der Anteil des Grundöls im Verhältnis zu der Diharnstoffverbindung erhöht werden kann, wodurch die Reibverschweißungszeit verlängert werden kann.

Die durch die oben genannte Formel (IV) wiedergegebene Diharnstoffverbindung wird erhalten, indem insgesamt zwei Mol eines Monoamins, das R8 oder R10 im Skelett enthält, mit einem Mol eines Diisocyanats, das R9 im Skelett enthält, in einem Grundöl in Reaktion gebracht werden.

Beispiele für ein geeignetes Diisocyanat, das R9 in dem Skelett enthält, sind Diphenylmethandiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Biphenylendiisocyanat, Dimethyldiphenylendiisocyanat und Alkylersatzverbindungen derselben.

Beispiele für ein geeignetes Monoamin, das eine Kohlenwasserstoffgruppe wie R8 oder R10 in dem Skelett enthält, sind Anilin, Cyklohexylamin, Oktylamin, Toluidin, Dodecylanilin, Octadecylamin, Hexylamin, Heptylamin, Nonylamin, Ethylhexylamin, Dezylamin, Undecylamin, Dodecylamain, Tetradecylamin, Pentadecylamin, Nonadecylamin, Eicodecylamin, Oleylamin, Linoelenoylamin, Linolenylamin, Methylcyclohexylamin, Ethylcyclohexylamin, Diemethylcyclohexylamin, Diethylcyclohexylamin, Butylcyclohexylamin, Propylcyclohexylamin, Amylcyclohexylamin, Cyclooctylamin, Benzylamin, Benzhydrylamin, Phenethylamin, Methylbenzylamin, Biphenylamin, Phenylisopropylamin und Phenylhexylamin.

Beispiele für ein Monoamin, das eine Kondensationsring-Kohlenwasserstoffgruppe wie R8 oder R10 enthält, sind Inden-basierte Aminverbindungen wie etwa Aminoinden, Amineindan und Amino-1-Methyleninden; Naphthalen-basierte Aminverbindungen wie Aminonaphthalen (Naphthylamin), Aminomethylnaphthalen, Aminoethylnaphthalen, Aminodimethylnaphthalen, Aminocadalen, Aminovinylnaphthalen, Aminophenylnaphthalen, Aminobenzylnaphthalen, Aminodinaphthylamin, Aminobinaphthyl, Amino-1,2-Dihydronaphthalen, Amino-1,4-Dihydronaphthalen, Aminotetrahydronaphthalen und Aminooctalin; kondensierte dizyklische Aminverbindungen wie etwa Aminopentalen, Aminoazulen und Aminoheptalen; Aminofluoren-basierte Aminverbindungen wie etwa Aminofluoren und Amino-9-Phenylfluoren; Anthracen-basierte Aminverbindungen wie etwa Aminoanthracen, Aminomethylanthracen und Amino-9,10-Dihydroanthracen; Phenantren-basierte Aminverbindungen wie etwa Aminophenanthrecen, Amino-1,7-Dimethylphenanthrecen und Aminoreten; kondensierte trizyklische Aminverbindungen wie etwa Aminobiphenylen, Amino-s-Indacen, Amino-as-Indacen, Aminoacenaphthylen, Aminoacenaphthen und Amiophenalen; kondensierte tetrazyklische Aminverbindungen wie etwa Aminonaphthacen, Aminochrysen, Aminopyren, Aminotriphenylen, Aminobenzanthracen, Aminoaceanthrylen, Aminoaceanthren, Aminoacephenanthrylen, Aminoacephenanthren, Aminofluoranthen und Aminopleiaden; kondensierte pentazyklische Aminverbindungen wie etwa Aminopentacen, Aminopentaphen, Aminopicen, Aminoperylen, Aminodibenzanthracen, Aminobenzopyren und Aminocholanthren; und kondensierte polyzylische (hexazyklische oder polyzyklische) Aminverbindungen wie etwa Aminocoronen, Aminopyranthren, Aminoviolanthren, Aminoisoviolanthren und Aminoovalen.

Die Diharnstoffverbindung, die durch die oben genannt Formel (IV) wiedergegeben wird, kann einzeln oder in einer Mischung verwendet werden, wobei sie mit einem Anteil von 5 bis 35% der Masse auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung zugemischt ist. Wenn die Mischmenge weniger als 5% der Masse beträgt, kann der Fettzustand schwer aufrechterhalten werden, und wenn die Mischmenge mehr als 35% der Masse beträgt, wird das Schmierfett übermäßig gehärtet, sodass keine ausreichende Schmierwirkung erhalten wird. Wenn man die Beständigkeit bei hoher Temperatur, hoher Geschwindigkeit, hoher Belastung und starker Vibration sowie die Erweichung des Schmierfetts bei hoher Temperatur und die hohe Scher- und Schmierwirkung berücksichtigt, wird vorzugsweise eine Mischmenge von 10 bis 30% der Masse gewählt.

Die Walkpenetration der Schmierfettzusammensetzung liegt vorzugsweise zwischen 220 und 340. Damit die Walkpenetration bei der Mischmenge der durch die vorstehende Formel wiedergegebenen Diharnstoffverbindung in diesen Bereich fällt, beträgt das molare Verhältnis der alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe oder der aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe 20% oder mehr in Mol der Gesamtsumme der aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe oder aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe und der aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe, wobei die Gesamtmenge mit 100 definiert ist.

[Leitendes Pulver]

Um eine mögliche Differenz zwischen dem inneren Lauf und dem äußere Lauf des Lagers zu beseitigen und eine Flockenbildung zu verhindern, wird vorzugsweise ein leitendes Pulver zugesetzt. Das leitende Pulver ist nicht auf einen bestimmten Typ beschränkt. Wenn jedoch berücksichtigt wird, dass die Leitfähigkeit auf einer hohen Temperatur gehalten werden kann und dass die Schmierfähigkeit des Schmierfetts nicht beeinträchtigt wird, können Kohlenstoff-basierte Pulver wie etwa Kohlenschwarz und CNT verwendet werden. Das Kohlenschwarz weist vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von nicht mehr als 5 μm und noch besser von nicht mehr als 2 μm auf. Am besten wird ein Kohlenschwarz mit einer mittleren Partikelgröße von 10 bis 300 nm verwendet. Ein derartiges Kohlenschwarz ist auf dem Markt erhältlich, wie zum Beispiel KETJEN BLACK EC und KETJEN BLACK EC600JD von Lion Akzo Co., Ltd. Als CNT können nicht nur Fullerene von C60 und C70, sondern auch solche mit einem Durchmesser von nicht mehr als 15 nm und einer Länge von nicht mehr als 5 μm verwendet werden. Vorzugsweise wird ein CNT mit einem Durchmesser von nicht mehr als 10 nm und einer Länge von nicht mehr als 2 μm verwendet. Ein derartiges CNT ist auf dem Markt erhältlich, zum Beispiel die Kohlenstoffnanofaser VGCF von Showa Denko K.K.

Die Zusatzmenge eines derartigen leitenden Pulvers in der Schmierfettzusammensetzung liegt vorzugsweise bei ungefähr 0,5 bis 5% der Masse auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung. Wenn die Zusatzmenge nicht mehr als 0,5% der Masse beträgt, wird kein Zusatzeffekt erhalten, und wenn sie mehr als 5% der Masse beträgt, wird das Fließvermögen des Schmierfetts beeinflusst. Wenn weiterhin die vorstehende mittlere Partikelgröße oder Länge größer als 2 μm ist, besteht die Möglichkeit, das die akustische Leistung des Lagers beeinflusst wird.

[Rostschutzmittel)

In dem Lager für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente gemäß der Erfindung sind hohe Rostschutzeigenschaften erforderlich, sodass vorzugsweise ein Rostschutzmittel zugesetzt wird. Es kann ein Rostschutzmittel aus Carbonsäure oder ein Carboxylat, ein Ester-basiertes Rostschutzmittel oder ein Amin-basiertes Rostschutzmittel verwendet werden, die alle umweltfreundlich sind. Um eine ausreichende Rostschutzwirkung vorzusehen, werden diese Rostschutzmittel in einer Mischung von zwei oder mehr verschiedenen Typen verwendet, wobei der Anteil derselben zwischen 0,2 und 10% der Masse insgesamt und von 0,1 bis 9,9% der Masse einzeln auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung beträgt. Wenn der Anteil des Grundöls erhöht wird, wird die Reibverschweißungszeit verlängert. Dementsprechend liegt die Menge des Rostschutzmittels vorzugsweise zwischen 0,2 und 6% der Masse insgesamt und zwischen 0,1 und 5,9% einzeln beträgt.

Obwohl es keine bestimmten Beschränkungen hinsichtlich des Rotschutzmittels aus einer Carbonsäure oder einem Carboxylat, des Ester-basierten Rostschutzmittels oder des Amin-basierten Rostschutzmittels gibt, werden im Folgenden bevorzugte Beispiele angegeben. Beispiele für die Carbonsäure oder das Carboxylat sind Monocarbonsäuren wie etwa Stearinsäure, Dicarbonsäuren wie etwa Alkyl- oder Alkenylsuccinsäure sowie Ableitungen derselben, und Metallsalze (zum Beispiel Calcium, Barium, Magnesium, Aluminium, Zink und Blei) von Naphthensäure, Abietinsäure, Lanolinfettsäure oder Alkenylsuccinsäure. Von diesen sind Alkenylsuccinsäuren und Zinknaphthenat geeignet. Beispiele für die Ester-basierten Rostschutzmittel sind Sorbitanmonooleat, Sorbitanrioleat, Pentaerythritolmonooleat und Carbonsäure-Teilester eines Polyhydridalkohols wie etwa Succin-Halbester. Von diesen sind Sorbitanmonooleat und Succhin-Halbester geeignet. Als Amin-basierte Rostschutzmittel sind Alkoxyphenylamine, Teilamine einer dibasischen Carbonsäure und ähnliches geeignet.

[Andere Additive]

Um die Leistung der Schmierfettzusammensetzung zu erhöhen, können bei Bedarf andere Additive zugesetzt werden. Beispiele für andere Additive sind Antioxidationsmittel wie etwa Aminbasen, Phenolbasen, Schwefelbasen, Zinkdithiophosphat und Zinkdithiocarbamat; EP-Mittel wie etwa Phosphorbasen, Zinkdithiophosphat und Organomolybdän; Fettigkeitsmittel wie etwa Fettsäuren und tierische und pflanzliche Öle; und Metalldeaktivatoren wie etwa Benzotriazole. Diese können einzeln oder in Kombinationen aus zwei oder mehr Typen zugesetzt werden. Die Zusatzmenge der Additive ist nicht eigens beschränkt und kann beliebig gewählt werden, um die Zwecke der Erfindung zu erreichen.

(Wälzlager)

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Wälzlager, in das die vorstehende Schmierfettzusammensetzung gepackt ist. Das Wälzlager ist nicht auf einen bestimmten Typ oder Aufbau beschränkt, wobei es sich zum Beispiel um das Doppelreihen-Schrägkugellager 10 von 1 handeln kann. Bei dem gezeigten Doppelreihen-Schrägkugellager 10 sind mehrere Rollelemente (Kugeln) 19, 19 vorgesehen, die frei zwischen Doppelreihen-Außenlaufwegen 17, 17 auf der Innenumfangsfläche eines äußeren Laufs 15 und Innenlaufwegen 18, 18 auf den entsprechenden Außenumfangsflächen von inneren Läufen 16, 16 erstrecken, um eine relative Drehung zwischen dem äußeren Lauf 15 und den inneren Läufen 16, 16 zu ermöglichen. Weiterhin ist eine Öffnung zwischen dem äußeren Lauf 15 und den inneren Läufen 16, 16 durch eine Dichtungseinheit 1 gedichtet. Diese Dichtungseinheit 1 umfasst eine metallische Ölscheibe 2 mit einem Dichtungsmaterial 3 aus einem elastischem Material, das einstückig damit ausgebildet ist. Die Ölscheibe 2 umfasst: ein erstes Glied mit einem annähernd L-förmigen Querschnitt und im wesentlichen einer Ringform, das mit einem Außendurchmesserseiten-Zylinderteil 5, der frei intern an der Innenendumfangsfläche des äußeren Laufs 15 angebracht und fixiert werden kann, und einem kreisrunden Innenringteil 6 versehen ist, der intern in der Durchmesserrichtung von der Innenendkante in der Achsenrichtung des Außendurchmesserseiten-Zylinderteils 5 geklappt ist; sowie ein zweites Glied mit einem L-förmigen Querschnitt und im wesentlichen einer Ringform, das mit einem Innendurchmesserseiten-Zylinderteil 8, das fei extern an der Außenendumfangsfläche des inneren Laufs 16 angebracht und fixiert werden kann, und einem kreisrunden Außenringteil 9 versehen ist, das extern in der Durchmesserrichtung von der Außenendkante in der Achsenrichtung des Innendurchmesserseiten-Zylinderteils 8 geklappt ist. Das Dichtungsmaterial 3 ist mit drei Dichtungslippen versehen: einer äußeren Dichtungslippe 3a, einer mittleren Dichtungslippe 3b und einer inneren Dichtungslippe 3c. Dabei wird eine obere Kante der äußeren Dichtungslippe 3a auf der äußersten Seite in einen Gleitkontakt mit der Innenfläche des kreisrunden Außenringteils 9 der Ölscheibe 2 entlang des gesamten Umfangs in Kontakt gebracht, wobei die oberen Kanten der mittleren Dichtungslippe 3b und der inneren Dichtungslippe 3c, d.h. der beiden anderen Dichtungslippen, in einen Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche des Innendurchmesserseiten-Zylinderteils 8 der Ölscheibe 2 entlang des gesamten Umfangs gebracht werden, um eine hohe Dichtungsleistung vorzusehen.

Die weiter oben beschriebene Schmierfettzusammensetzung wird in einen Raum gepackt, der durch den äußeren Lauf 15, die innern Läufe 16, 16, die Kugel 19 und die Dichtungseinheit 1 gebildet wird. Die Packungsmenge ist nicht beschränkt, wobei jedoch die Vorschmiermenge vorzugsweise zwischen 25 und 45% des Volumens des oben genannten Raums ausmacht.

Weil die Schmierfettzusammensetzung in das Wälzlager gepackt wird, kann das Wälzlager der Erfindung auch unter schweren Bedingungen mit einer hohen Temperatur, einer hohen Geschwindigkeit, einer hohen Last und Vibration betätigt werden. Außerdem werden auch bei einer extrem niedrigen Temperatur von –40°C keine unerwünschten Geräusche erzeugt, sodass das Wälzlager für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente geeignet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, wobei jedoch zu beachten ist, dass die Erfindung keineswegs auf diese Beispiele beschränkt ist.

[Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2]
(Vorbereitung des Testschmierfetts)
Es wurden Testschmierfette wurden mit einer in Tabelle 1 angegebenen Mischung vorbereitet. Dabei wurde eine Hälfte eines Grundöls in ein erstes Gefäß gegeben, in das dann Cyclohexylamin gegeben und aufgelöst wurde. Weiterhin wurde die andere Hälfte eines Grundöls in ein zweites Gefäß gegeben, in das dann Diphenylmethan-4,4-Diisocyanat gegeben und aufgelöst wurde. Dann wurde der Inhalt des ersten Gefäßes zu dem zweiten Gefäß hinzugefügt und unter Rühren bei einer Erwärmung auf ungefähr 70°C in Reaktion gebracht. Danach wurde die Temperatur auf 160°C erhöht, um die Reaktion zu stoppen. Nach dem Abkühlen wurden ein Rostschutzmittel und ein Antioxidationsmittel zugegeben, und die Mischung wurde durch eine Walzenmühle geführt und entlüftet, um ein Testschmierfett zu erhalten. Die Mischmenge des Rostschutzmittels betrug 2% der Masse insgesamt. Die Art und die Mischmenge des Antioxidationsmittels wurden gewöhnlich gewählt.
Unter Verwendung der auf diese Weise vorbereitete Testschmierfette wurden ein (1) Reibverschweißungstest I, (2) ein Niedertemperatur-Geräuschtest I, (3) ein Hochtemperatur-Penetrationsänderungstest und (4) ein Rostschutztest durchgeführt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 1 gezeigt.
(1) Reibverschweißungstest I
Es wurde 1 g des Testschmierfetts in ein mit einer Kontaktgummidichtung versehenes Doppelreihen-Schrägkugellager mit einem Innendurchmesser von 35 mm, einem Außendurchmesser von 52 mm und einer Breite von 20 mm (siehe 1) gepackt, um ein Testlager vorzubereiten. Dann wurde das Testlager einer kontinuierlichen Drehung mit einer Außenlauf-Drehgeschwindigkeit von 10.000 min^–1, einer Lagertemperatur von 170°C und einer Radiallast von 1.960 N unterworfen. Wenn sich die Außenlauftemperatur des Lagers um 15°C erhöht hat, wurde davon ausgegangen, dass eine Reibverschweißung aufgetreten ist, sodass der Test gestoppt wurde. Die Ergebnisse wurden als Relativwerte angegeben, wobei die Reibverschweißungszeit des Vergleichsbeispiels 3 mit 1 definiert wurde.
(2) Niedertemperatur-Geräuschtest I
Es wurden 3,5 g des Testschmierfetts in ein mit einer Kontaktgummidichtung versehenes Doppelreihen-Schrägkugellager mit einem Innendurchmesser von 25 mm, einem Außendurchmesser von 62 mm und einer Breite von 17 mm gepackt, um ein Testlager vorzubereiten. Dann wurde ein Betrieb zum Drehen des inneren Laufs mit einer Drehgeschwindigkeit von 1.800 min^–1 für eine Zeitdauer von 5 Sekunden und dann mit einer Drehgeschwindigkeit von 3.600 min^–1 für 5 Sekunden bei einer Temperatur von –30°C und einer Axiallast von 980 N insgesamt fünf Mal durchgeführt, um zu prüfen, ob unerwünschte Geräusche erzeugt werden oder nicht. Wenn unerwünschte Geräusche erzeugt wurden, wurde das Ergebnis als nicht zufriedenstellend definiert.
(3) Hochtemperatur-Penetrationsänderungstest
Das Testschmierfett wurde in der Form eines Films mit einer Dicke von 3 mm auf einer Eisenplatte aufgetragen und dann bei einer Atmosphäre von 170°C für eine Zeitdauer von 240 Stunden stehen gelassen. Danach wurde die Walkpenetration gemessen und mit der Walkpenetration vor dem Stehen verglichen. Wenn die Änderung der Walkpenetration ±100 überstieg, wurde das Ergebnis als nicht zufriedenstellend definiert.
(4) Rostschutztest
Es wurden 2,7 g des Testschmierfetts in ein Einzelreihen-Rillenkugellager mit einem Innendurchmesser von 17 mm, einem Außendurchmesser von 47 mm und einer Breite von 14 mm gepackt, wobei weiterhin 0,3 mL einer 0,1-prozentigen wässrigen Natriumchloridlösung in das Lager gegeben wurde und eine nicht-Kontaktdichtung angebracht wurde, um ein Testlager vorzubereiten. Das Testlager wurde gedreht, um das Testschmierfett und die wässrige Natriumchloridlösung über die gesamte Innenseite des Lagers zu verteilen, wobei es dann drei Tage lang in einer Umgebung von 60°C und 70% RH stehen gelassen wurde. Nach dem Stehen wurde das Testlager aufgebrochen, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Rostentwicklung zu prüfen. Wenn Rost entstanden war, wurde das Ergebnis als nicht zufriedenstellend definiert.

TE:: Trimellitester
PE:: Pyromellitester
PET:: Pentaerythritolester (30 mm²/s bei 40°C)
ADE:: Dialkyldiphenylether (100 mm²/s bei 40°C)
MO:: Mineralöl (97 mm²/s bei 40°C)

Wie in Tabelle 1 gezeigt, weisen die Testschmierfette der Beispiele, die ein Grundöl mit einem aromatisches Esteröl und eine Diharnstoffverbindung der allgemeinen Formel (IV) als Verdicker enthalten, gemäß der Erfindung eine geringere Änderung der Walkpenetration bei einer hohen Temperatur und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen auf. Durch das Packen der Testschmierfette der Beispiele kann die Reibverschweißungszeit des Lagers verbessert werden, kann die Erzeugung von unerwünschten Geräuschen bei einer niedrigen Temperatur unterdrückt werden und können außerdem die Rostschutzeigenschaften verbessert werden. Wenn jedoch wie in dem Beispiel 8 trotz der Verwendung eines Grundöls mit einem aromatischen Esteröl und einer Diharnstoffverbindung mit einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe als Verdicker die Viskosität des Grundöls hoch ist, werden unerwünschte Geräusche bei einer niedrigen Temperatur erzeugt. Wenn weiterhin wie in dem Vergleichsbeispiel 1 trotz der Verwendung eines Grundöls mit einem aromatischen Esteröl eine Diharnstoffverbindung mit einer aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe als Verdicker verwendet wird, wird die Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen verschlechtert, wobei weiterhin aufgrund der Verwendung von nur einem Succin-Halbesters als Rotschutzmittel die Rotschutzleistung vermindert wird.
(Prüfung I des Inhalts des aromatischen Esteröls)
Es wurden Testschmierfette in Übereinstimmung mit der Mischung des Testschmierfetts von Beispiel 7 vorbereitet, wobei jedoch ein Grundöl verwendet wurde, bei dem das Mischverhältnis des Trimellitesteröls zu dem Pentaerythritolesteröl geändert wurde. Dann wurde der vorstehende (1) Reibverschweißungstest I unter Verwendung dieser Testschmierfette durchgeführt.
Die Beziehung zwischen dem Inhalt des Trimellitesteröls und der Reibverschweißungszeit ist als Kurvendiagramm in 2 gezeigt. Die Reibverschweißungszeit wird dabei als ein relativer Wert in Bezug auf die einfache Verwendung des Pentaerythritolesteröls (100%) angegeben. Wenn wie in der Zeichnung gezeigt das Trimellitesteröl in einer Menge von 30% oder mehr enthalten ist, wird die Reibverschweißungszeit besonders gut.
(Prüfung I der Mischmenge des Verdickers)
Es wurden Testschmierfette in Übereinstimmung mit der Mischung des Testschmierfetts von Beispiel 5 vorbereitet, wobei jedoch die Mischmenge des Verdickers geändert wurde. Dann wurde der vorstehende Reibverschweißungstest I unter Verwendung dieser Testschmierfette durchgeführt.
Die Beziehung zwischen der Mischmenge des Verdickers und der Reibverschweißungszeit ist als Kurvendiagramm in 3 gezeigt. Die Reibverschweißungszeit wird dabei als relativer Wert in Bezug auf das Vergleichsbeispiel 3 angegeben. Wenn wie in der Zeichnung gezeigt, der Verdicker mit einer Menge von 5 bis 35% der Masse und insbesondere von 10 bis 30% der Masse beigemischt wird, wird die Reibverschweißungszeit gut.
(Beziehung I zwischen dem Stockpunkt des Grundöls und der Erzeugung von unterwünschten Geräuschen bei einer niedrigen Temperatur)
Es wurden Grundöle mit unterschiedlichen Stockpunkten unter Verwendung eines Pentaerythritolesters mit einem Stockpunkt von –55°C und einem Pyromellitesters mit einem Stockpunkt von –20°C vorbereitet, wobei dann eine Diharnstoffverbindung mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe zu jedem der Grundöle gemischt wurde, um Testschmierfette vorzubereiten. Dabei wurde die Mischmenge der Diharnstoffverbindung konstant gehalten, wobei die Walkpenetration auf Nr. 2 angepasst wurde. Dann wurde der vorstehende (2) Niedertemperatur-Geräuschentwicklungstest I unter Verwendung dieser Schmierfette durchgeführt.
Die Beziehung zwischen dem Stockpunkt des Grundöls und der Erzeugung von unerwünschten Geräuschen ist in 4 gezeigt. Es ist zu beachten, dass wenn der Stockpunkt des Basisöls nicht höher als –30°C ist, keine unerwünschten Geräusche erzeugt werden.
[Beispiele 9 bis 15 und Vergleichsbeispiele 3 bis 5]
(Vorbereitung des Testschmierfetts)
Die Testschmierfette wurden mit einer in Tabelle 2 gezeigten Mischung vorbereitet. Dabei wurde eine Hälfte eines Grundöls in ein erstes Gefäß gegeben, in das dann Cyclohexylamin gegeben und aufgelöst wurde. Weiterhin wurde die andere Hälfte des Grundöls in ein zweites Gefäß gegeben, in das dann Diphenylmethan-4,4-Diisocyanat gegeben und aufgelöst wurde. Dann wurde der Inhalt des ersten Gefäßes zu dem zweiten Gefäß hinzugefügt und unter Rühren bei einer Erwärmung auf ungefähr 70°C in Reaktion gebracht. Danach wurde die Temperatur auf 160°C erhöht, um die Reaktion zu stoppen. Nach dem Abkühlen wurden ein Rostschutzmittel, ein Antioxidationsmittel und Kohlenschwarz hinzugefügt, wobei die Mischung durch eine Walzenmühle geführt und entlüftet wurde, um ein Testschmierfett zu erhalten. Dabei wurde ein gewöhnlicher Type und eine gewöhnliche Mischmenge eines Antioxidationsmittels verwendet.
Unter Verwendung der derart vorbereiteten Testschmierfette wurden (1) der Reibverschweißungstest II, (2) der Niedertemperatur-Geräuschentwicklungstest I und (5) der Flockenbildungs-Beständigkeitstest durchgeführt. Weiterhin wurden (3) der Hochtemperatur-Penetrationsänderungstest und (4) der Rostschutztest genauso wie oben beschrieben durchgeführt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben.
(1) Reibverschweißungstest II
Es wurde 1 g des Testschmiermittels in ein Doppelreihen-Schrägkugellager mit einer Kontaktgummidichtung und einem Innendurchmesser von 35 mm, einem Außendurchmesser von 52 mm und einer Breite von 20 mm (siehe 1) gepackt, um ein Testlager vorzubereiten. Dann wurde das Testlager einer kontinuierlichen Drehung bei einer Außenlauf-Drehgeschwindigkeit von 13.000 min^–1, einer Lagertemperatur von 130°C und einer Radiallast von 1.560 N unterworfen. Wenn die Außenlauftemperatur des Lager um 15°C erhöht wurde, wurde davon ausgegangen, dass eine Reibverschweißung aufgetreten ist, sodass der Test gestoppt wurde. Wenn die Zeitdauer bis zur einer Reibverschweißung 1.000 oder mehr Stunden betrug, wurde das Ergebnis als zufriedenstellend betrachtet.
(2) Niedertemperatur-Geräuschentwicklungstest II
Es wurden 2,5 g des Testschmierfetts in ein Doppelreihen-Schrägkugellager mit einer Kontaktgummidichtung und einem Innendurchmesser von 25 mm, einem Außendurchmesser von 62 mm und einer Breite von 17 mm gepackt, um ein Testlager vorzubereiten. Dann wurde der innere Lauf 30 Sekunden lang mit 2.600 min^–1 bei –30°C und einer Axiallast von 9.800 N gedreht, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit von unerwünschten Geräuschen zu prüfen. Wenn unerwünschte Geräusche erzeugt wurden, wurde das Ergebnis als nicht zufriedenstellend definiert.
(5) Flockenbildungs-Beständigkeitstest
Es wurden 2,5 Gramm des Testschmierfetts in ein Doppelreihen-Schrägkugellager mit einer Kontaktgummidichtung und einem Innendurchmesser von 17 mm, einem Außendurchmesser von 47 mm und einer Breite von 14 mm gepackt, um ein Testlager vorzubereiten. Dieses Testlager wurde dann in eine Lichtmaschine eines Motors integriert, wobei der Motor in einer Atmosphäre mit Raumtemperatur und einer Riemenscheibenlast von 1.560 N wiederholt kontinuierlich für zwischen 1.000 und 6.000 min^–1 (Drehzahl des Lagers: 2.400 bis 13.300 min^–1) gedreht wurde. Dabei wurde der Vibrationswert gemessen, und wenn der Vibrationswert den Ausgangswert fünf Mal überschritt, wurde davon ausgegangen, dass eine Flockenbildung aufgetreten ist. Der Test wurde 10 Mal durchgeführt, wobei die Häufigkeit des Auftretens der Flockenbildung für eine Drehzeit von weniger als 500 Stunden bestimmt wurde.

TE:: Trimellitester
PA: O: Poly-α-Olefin (48 mm²/s bei 40°C)
ADE:: Dialkyldiphenylether (100 mm²/s bei 40°C)
MO:: Mineralöl (97 mm²/s bei 40°C)
CB:: Kohlenschwarz
CN:: CNT

Wie in 2 gezeigt, weisen die Testschmierfette der Beispiele, die ein Grundöl mit einem aromatischen Esteröl und eine durch die allgemeine Formel (IV) wiedergegebene Diharnstoffverbindung als Verdicker enthält, gemäß der Erfindung eine geringere Änderung der Walzpenetration bei einer hohen Temperatur und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen auf. Weiterhin kann durch das Packen der Testschmierfette der Beispiele die Reibverschleißzeit des Lagers verbessert werden, kann die Erzeugung von unerwünschten Geräuschen bei einer niedrigen Temperatur unterdrückt werden und können die Rostschutzeigenschaften verbessert werden. Durch das Zusetzen eines leitenden Pulvers wird die Flockenbildungs-Beständigkeit verbessert. Dagegen werden wie in dem Vergleichsbeispiel 3 in dem Testschmierfett mit einem übermäßigen Zusatz eines leitenden Pulvers die akustischen Eigenschaften beeinträchtigt und werden unerwünschten Geräusche bei einer niedrigen Temperatur erzeugt. Also auch wenn wie in dem Vergleichsbeispiel 4 ein Grundöl mit einem aromatischen Esteröl und eine Triharnstoffverbindung mit einer aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe als Verdicker verwendet wird, wird die Beständigkeit gegenüber hohen Temperatur vermindert. Und weil weiterhin ein einfaches Succin-Halbester als Rostschutzmittel verwendet wird, wird die Rostschutzleistung herabgesetzt. Weil weiterhin in den Vergleichsbeispielen 4 und 5 kein leitendes Pulver enthalten ist, wird auch die Beständigkeit gegenüber einer Flockenbildung vermindert.
(Prüfung II des Inhalts des aromatischen Esteröls)
Es wurden Testschmiermittel in Übereinstimmung mit der Mischung der Testschmiermittel des Beispiels 15 vorbereitet, wobei jedoch ein Grundöl verwendet wurde, in dem das Mischverhältnis des Trimellitesteröls zu dem Poly-α-Oleinöl geändert wurde. Dann wurde der vorstehende (1) Reibverschleißtest II unter Verwendung dieser Testschmiermittel durchgeführt.
Die Beziehung zwischen dem Inhalt des Trimellitesteröls und der Reibverschleißzeit ist als Kurvendiagramm in 5 gezeigt. Dabei wird die Reibverschleißzeit als relativer Wert in Bezug auf die einfache Verwendung eines Poly-α-Olefinöls (100%) angegeben. Wenn wie in der Zeichnung gezeigt das Trimellitesteröl mit einem Anteil von 30% der Masse oder mehr enthalten ist, wird die Reibverschleißzeit besonders gut.
(Prüfung II der Mischmenge des Verdickers)
Die Testschmiermittel wurden in Übereinstimmung mit der Mischung des Testschmiermittels von Beispiel 11 vorbereitet, wobei jedoch die Mischmenge des Verdickers geändert wurde. Dann wurde der vorstehende (1) Reibverschleißtest II unter Verwendung dieser Testschmiermittel durchgeführt.
Die Beziehung zwischen der Mischmenge des Verdickers und der Reibverschleißzeit ist als Kurvendiagramm in 6 gezeigt. Dabei wird die Reibverschleißzeit als relativer Wert in Bezug auf das Vergleichsbeispiel 5 angegeben. Wenn wie in der Zeichnung gezeigt der Verdicker mit einer Menge von 5 bis 35% der Masse und insbesondere 10 bis 30% der Masse zugemischt wird, wird die Reibverschleißzeit gut.
(Beziehung II zwischen Stockpunkt des Grundöls und der Erzeugung von unerwünschten Geräuschen bei einer niedrigen Temperatur)
Es wurden Grundöle mit verschiedenen Stockpunkten unter Verwendung eines Pentaerythritolesters mit einem Stockpunkt von –55°C und eines Pyromellitesters mit einem Stockpunkt von –20°C vorbereitet, wobei jedem dieser Grundöle eine Diharnstoffverbindung mit einer azyklischen Kohlenwasserstoffgruppe beigemischt wurde, um Testschmierfette vorzubereiten. Dabei wurde die Mischmenge der Diharnstoffverbindung konstant gehalten, wobei die Walkpenetration auf Nr. 2 angepasst wurde. Dann wurde der vorstehende (2) Niedertemperatur-Geräuschentwicklungstest II unter Verwendung der Testschmierfette durchgeführt.
Die Beziehung zwischen dem Stockpunkt des Grundöls und der Erzeugung von unerwünschten Geräuschen ist in 7 gezeigt. Es ist zu beachten, dass wenn der Stockpunkt des Grundöls nicht höher als –30°C ist, keine unerwünschten Geräusche erzeugt werden.
(Prüfung des Anteils an Kohlenschwarz)
Es wurden Testschmierfette in Übereinstimmung mit der Mischung des Testschmierfetts von Beispiel 9 vorbereitet, wobei jedoch die Zusatzmenge von Kohlenschwarz geändert wurde. Dann wurde der vorstehende (5) Flockenbildungs-Beständigkeitstest unter Verwendung dieser Testschmierfette durchgeführt, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Flockenbildung in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet wurde. [Wahrscheinlichkeit der Flockenbildung (%)] =[(Anzahl der Flockenbildungen)/(Anzahl der Tests) (= 10)] × 100
Die Beziehung zwischen der Zusatzmenge von Kohlenschwarz und der Wahrscheinlichkeit der Flockenbildung ist in 8 gezeigt. Es ist zu beachten, dass durch das Zusetzen von Kohlenschwarz in einer Menge von 0,5% oder mehr eine Flockenbildung unterdrückt wird.
(Prüfung der Partikelgröße von Kohlenschwarz)
Es wurden Testschmierfette in Übereinstimmung mit der Mischung des Testschmierfetts von Beispiel 9 vorbereitet, wobei jedoch Kohlenschwarz mit einer Partikelgröße zwischen 34 nm und 6 μm zugesetzt wurde (die Zusatzmenge wurde konstant bei 5% der Masse gehalten). Dann wurde jedes der Testschmierfette jeweils in ein Einfach-Rillenkugellager mit einem Innendurchmesser von 17 mm, einem Außendurchmesser von 47 mm und einer Breite von 14 mm gepackt, sodass das Testschmierfette 35% des Raumvolumens einnahm, um ein Testlager vorzubereiten. Das Testlager wurden dann in einer Atmosphäre bei Raumtemperatur einer Innenlauf-Drehgeschwindigkeit von 1.800 min^–1 und einer Axiallast von 49 N unterworfen, wobei ein Anderon-Wert (180 bis 10.000 Hz) für 120 Sekunden ab dem Drehbeginn gemessen wurde. Wenn der Anderon-Wert während dieser Zeitdauer nicht mehr als 2,5 betrug, wurde dies als zufriedenstellend für die praktische Nutzung bewertet.
Die Beziehung zwischen der Partikelgröße von Kohlenschwarz und dem Anderon-Wert ist in 9 gezeigt. Es ist zu beachten, dass durch die Verwendung von Kohlenschwarz mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 5 μm die Beständigkeit gegenüber einer Flockenbildung gefördert werden kann, wobei die akustischen Eigenschaften beibehalten werden.
<Industrielle Anwendbarkeit>
sGemäß der Erfindung wird eine Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente angegeben, die auch bei einer extrem niedrigen Temperatur von –40°C keine unerwünschten Geräusche erzeugt, eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einem Reibverschleiß auch bei hohen Temperaturen von nahe 180°C aufweist, eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einer Flockenbildung aufweist und eine gute Rostschutzleistung bietet. Gemäß der Erfindung wird ein Wälzlager angegeben, das für elektrische Teile wie insbesondere Hilfsaufbauten von Motoren und ähnliches geeignet ist.
Zusammenfassung
Es werden eine Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau für eine elektrische Fahrzeugkomponente angegeben, die ein Grundöl mit einem aromatischen Esteröl und in Verbindung damit eine spezifische Diharnstoffverbindung als Verdicker umfasst, sowie ein Wälzlager angegeben, in das die vorstehend genannte Schmierfettzusammensetzung gepackt ist.
Die Schmierfettzusammensetzung und das Wälzlager erzeugen auch bei einer extrem niedrigen Temperatur von –40°C keine unerwünschten Geräusche, weisen auch bei einer hohen Temperatur von nahe 180°C eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einem Reibverschleiß auf, weisen eine hervorragende Rostschutzeigenschaft auf und sind deshalb insbesondere für elektrische Teile und Hilfsaufbauten von Motoren usw. geeignet.

Claims

Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierfettzusammensetzung ein Grundöl, das ein aromatisches Esteröl in einer Menge von 30% der Masse oder mehr auf der Basis der Gesamtmenge des Grundöls enthält, sowie eine Diharnstoffgruppe als Verdicker, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird, in einer Menge von 5 bis 35% der Masse auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung umfasst: R8-NHCONH-R9-NHCONH-R10 (wobei R9 eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und wobei R8 und R10, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine alizyklische Kohlenwasserstoffgruppe oder einen kondensierten Ring wiedergeben).
Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aromatische Esteröl ein Trimellitesteröl oder ein Pyromellitesteröl ist.
Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trimellitesteröl und Pyromellitesteröl eine abzuleitende Kohlenwasserstoffgruppe eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ist.
Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierfettzusammensetzung Kohlenschwarz und/oder CNT als leitendes Pulver umfasst.
Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierfettzusammensetzung zwei oder mehr der folgenden Rostschutzmittel in einer Menge von 0,2 bis 10% der Masse insgesamt bzw. 0,1 bis 9,9% der Masse einzeln auf der Basis der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung umfasst: Rostschutzmittel aus Carbonsäure oder Carboxylat; Ester-basierte Rostschutzmittel; und Amin-basierte Rostschutzmittel.
Wälzlager, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wälzlager mehrere frei rollende Rollelemente durch einen Käfig zwischen einem Innenlauf und einem Außenlauf gehalten werden und die Schmierfettzusammensetzung für einen Hilfsaufbau einer elektrischen Fahrzeugkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in das Wälzlager gepackt wird.
Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager eine Gummidichtung des Kontakttyps umfasst.