DE112010000922T5

DE112010000922T5 - Schrnierfettzusanrensetzulg, fettgeschmiertes Lager, Gelenkkupplung für Kardanwelle, Schrnier6lzusanrensetzung und ölgetränktes Sinterlager

Info

Publication number: DE112010000922T5
Application number: DE112010000922T
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Mikami; Yosuke Taguchi; Takayuki Kawamura
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: DE112010000922T8; DE112010000922B4; US20110306429A1; US9796944B2; CN102333851B; US8946134B2; US20150105304A1; CN102333851A; WO2010098337A1

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schmierfettzusammensetzung oder eine Schmierölzusammensetzung, die das Auftreten eines durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterns auf einer Wälzoberfläche eines Wälzlagers wirksam verhindern kann, hervorragende Haltbarkeit im Betrieb bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl aufweist und über einen langen Zeitraum verwendet werden kann. Ein fettgeschmiertes Lager (1) weist einen Innenring (2), einen Außenring (3) und mehrere Wälzelemente (4) auf. Ein Dichtelement (6) zum dichten Einschließen einer Schmierfettzusammensetzung (7) ist an an beiden axialen Enden des Innenrings (2) und des Außenrings (3) befindlichen Öffnungen (8a) und (8b) angebracht. Die Schmierfettzusammensetzung (7) umfasst ein aus einem Grundöl und einem Verdicker bestehendes Basisschmierfett und ein dem Basisschmierfett zugesetztes Additiv. Das Additiv enthält mindestens eine Verbindung, die aus von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist. Die im Vorhergehenden beschriebenen Verbindungen umfassen Tannin, Gallussäure, Ellagsäure, Chlorogensäure, Kaffeinsäure, Curcumin, Quercetin und Chinasäure.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierfettzusammensetzung und eine Schmierölzusammensetzung, die zur Schmierung zu verwenden sind, und insbesondere eine Schmierfettzusammensetzung und eine Schmierölzusammensetzung, die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindungen als Additiv hierfür enthalten. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein fettgeschmiertes Lager und eine Gelenkkupplung für eine Kardanwelle. Die Schmierfettzusammensetzung wird für beide verwendet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Wälzlager, das für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, wie einen Wechselstromgenerator, einen Kompressor, eine elektromagnetische Kupplung für eine Klimaanlage, eine Zwischenumlenkrolle, einen elektromotorischen Lüftermotor und dgl. zu verwenden ist; ein Wälzlager, das für verschiedene Motoren zu verwenden ist; ein Wälzlager, das für eine Fixierwalze eines Kopiergeräts zu verwenden ist; ein Gleichlaufgelenk, das für eine Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs zu verwenden ist; und ein Kardangelenk, das für die Kardanwelle zu verwenden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein ölgetränktes Sinterlager, das durch Tränken eines Sinterformteil-Lagers mit der Schmierölzusammensetzung gebildet wurde.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Jahr um Jahr wird gefordert, dass elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen von Kraftfahrzeugen und Motoren von Industriemaschinen kompakt sind und hohe Performance und Leistung aufweisen. Daher werden die Verwendungsbedingungen immer strenger. Wälzlager werden hierfür eingesetzt. Eine Schmierfettzusammensetzung wird zum Schmieren eines Wälzlagers verwendet. Da Verwendungsbedingungen wie Rotationen mit hoher Drehzahl bei hohen Temperaturen für Wälzlager streng wurden, besteht die Gefahr, dass ein spezielles Abblätterphänomen auftritt, wobei die Wälzoberfläche des Wälzlagers in deren Textur weiß wird.
Im Gegensatz zu einem Abblättern, das aufgrund normaler Metallermüdung vom Inneren der Wälzoberfläche aus erfolgt, ist das spezielle Abblätterphänomen ein Zerstörungsphänomen, das von einem vergleichsweise flachen Teil der Wälzoberfläche aus erfolgt. Dies wird als Abblättern aufgrund von Wasserstoffsprödigkeit durch Wasserstoff, der aufgrund der Zersetzung der Schmierfettzusammensetzung erzeugt wird, betrachtet. Als Verfahren zur Verhinderung des Auftretens des speziellen Abblätterphänomens in einem frühen Stadium, wobei die Wälzoberfläche in deren Textur weiß wird, ist ein Verfahren der Zugabe eines Passivierungsmittels zu der Schmierfettzusammensetzung bekannt (siehe Patentdokument 1). Ein Verfahren der Zugabe von Sismutdithiocarbamat zu der Schmierfettzusammensetzung ist ebenfalls bekannt (siehe Patentdokument 2).
In den letzten Jahren besteht die Tendenz, Allzweckmotoren wie einen Wechselstrommotor, einen Gleichstrommotor und dgl. kleiner zu machen. Infolgedessen besteht die Tendenz, dass Lager, die Rotoren von Motoren abstützen, mit höherer Drehzahl und einem höheren Oberflächendruck betrieben werden. Die Schmierfettzusammensetzung wird in diese Motoren eingebracht, so dass diese eine Schmierung erhalten. Die Schmierfettzusammensetzung wird durch Zusammenkneten von einem Grundöl, einem Verdicker und nach Bedarf einem Additiv erhalten. Als Grundöl wird generell ein synthetisches Schmieröl, beispielsweise ein Mineralöl, Esteröl, Siliconöl und Etheröl, verwendet. Als Verdicker werden generell eine Metallseife, beispielsweise eine Lithiumseife, und Verbindungen auf Harnstoffbasis verwendet. Als Additiv werden ein Antioxidationsmittel, ein Rostschutzmittel, ein Metalldeaktivierungsmittel, ein den Viskositätsindex verbesserndes Mittel und dgl. verwendet.
Zur Verbesserung der Haltbarkeit bei hoher Temperatur der Schmieröl- und der Schmierfettzusammensetzung zur Verwendung in einem Lager und dgl. werden als Antioxidationsmittel organische Zinkverbindungen, beispielsweise ein Zinkalkyldithiophosphat, und Aminverbindungen, beispielsweise ein alkyliertes Diphenylamin, einzeln oder in Kombination verwendet.
Lager für Motoren zur Verwendung in Haushaltselektrogeräten und Industrieanlagen werden bei Rotation mit hoher Temperatur und hoher Drehzahl verwendet und es wird gefordert, dass sie hervorragende Ruhe und Haltbarkeit bei hohen Temperaturen und hohen Drehzahlen aufweisen. Als Schmierfettzusammensetzung, die hervorragende Haltbarkeit bei hoher Temperatur aufweist, anomalen Lärm unterdrückt, wenn es kalt ist, und hervorragende Abblätterbeständigkeit bei hoher Temperatur und unter hoher Last aufweist, ist eine Zusammensetzung bekannt, die aus einem aus einem synthetischen Kohlenwasserstofföl und einem Esteröl bestehenden Grundöl und einem dem Grundöl zugesetzten Verdicker auf Harnstoffbasis besteht (siehe Patentdokumente 3 und 4). Als Schmierzusammensetzung, die eine lange Lebensdauer bis vor dem Auftreten eines Festfressens unter der Bedingung einer Rotation mit hoher Temperatur und hoher Drehzahl aufweist, ist eine Zusammensetzung bekannt, die ein Esteröl als deren Grundöl und 3 bis 30 Gew.-% an einem im Wesentlichen eine aliphatische Diharnstoffverbindung enthaltenden Verdicker enthält (siehe Patentdokument 5).
Eine Kardanwelle für ein Auto mit Frontmotor/Hinterradantrieb und ein Allradauto kuppelt eine Schaltgetriebeseite und eine Differenzialgetriebeseite aneinander. Eine Gelenkkupplung ist an einer passenden Position zwischen der Schaltgetriebeseite und der Differenzialgetriebeseite angebracht. Als Schmierstoffe für die Gelenkkupplung wurden bisher ein Schmierfett für ein Radlager und ein Allzweckschmierfett mehr als andere Arten von Schmierstoffen verwendet.
Eine elektromagnetische Kupplung, ein Wechselstromgenerator, ein Schwungraddämpfer, die elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen sind, werden auf hohe Temperaturen erhitzt. Daher werden als Schmierfettzusammensetzungen, die in ein Wälzlager für die elektrischen Bauteile und Hilfsmaschinen eingebracht werden, generell ein Schmierfett auf Harnstoffbasis verwendet. Als Schmierfettzusammensetzung, die in ein Wälzlager für eine Lüfterkupplung, die auf eine ultrahohe Temperatur in der Nähe von 200°C erhitzt wird, einzubringen ist, wird ein Fluorschmierfett, das Fluorharzteilchen als dessen Verdicker und ein Perfluorpolyetheröl als dessen Grundöl verwendet, eingesetzt.
Eine Heizwalze eines Kopiergeräts erhitzt Toner, der aus einem thermoplastischen Harz und einem Farbmittel besteht, um den geschmolzenen Toner unter Druck auf der Papieroberfläche zu fixieren. Daher wird ein Wälzlager, das die Heizwalze, in die eine Heizvorrichtung eingeführt ist, abstützt, auf ultrahohe Temperaturen in der Nähe von 200°C erhitzt. Daher wird das Fluorschmierfett in das die Heizwalze abstützende Wälzlager eingebracht.
Ein Kugellager (siehe Patentdokument 6), in das eine Schmierfettzusammensetzung eingebracht ist, die ein Fluoröl und ein Öl, das eine niedrigere relative Dichte als das Fluoröl aufweist und sich mit dem Fluoröl nicht vermischt, als dessen Grundöl enthält, ist bekannt. Eine Schmierfettzusammensetzung (siehe Patentdokument 7), die einen aromatischen Ester, einen Polyphenylether, einen alkylierten Polyphenylether, ein Esteröl und ein Perfluorpolyalkyletheröl als deren Grundöl, ein Dicarbamid als deren Verdicker, PTFE und ein Polyimid als deren festen Schmierstoff und ein generell verwendetes Additiv verwendet, ist ebenfalls bekannt.
Generell wird als der Schmierstoff für ein Lager die Schmierölzusammensetzung oder die Schmierfettzusammensetzung mehr als andere Arten von Schmierstoffen verwendet. Als das Grundöl, das in der Schmierölzusammensetzung oder der Schmierfettzusammensetzung als Hauptkomponente hiervon enthalten ist, werden ein synthetisches Öl wie ein Mineralöl, Poly-α-olefin(im Folgenden als PAO bezeichnet)öl, ein Esteröl, ein Siliconöl und ein Fluoröl verwendet. In den letzten Jahren wird unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung gefordert, dass eine Schmierölzusammensetzung oder die Schmierfettzusammensetzung für ein Lager eine niedrige Reibung und Viskosität aufweist. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, besteht mit zunehmendem Bedarf an der Entwicklung eines Lagers, das kompakt ist und hohe Performance aufweist, zunehmender Bedarf darin, dass der in das Lager einzubringende Schmierstoff verbesserte Haltbarkeit bei hohen Temperaturen aufweist.
Als Technik, die die Möglichkeit einer Lösung des Bedarfs nahelegt, ist beispielsweise eine Fluidlagervorrichtung, die einen Schmierstoff verwendet, dem eine ionische Flüssigkeit als Leitfähigkeit verleihendes Mittel zugesetzt ist, bekannt (siehe Patentdokument 8). Eine Schmierfettzusammensetzung, die aus einem eine ionische Flüssigkeit enthaltenden Grundöl und einem Verdicker besteht, ist ebenfalls bekannt (siehe Patentdokument 9). Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Schmierstoff und der Schmierfettzusammensetzung wird die Eigenschaft der ionischen Flüssigkeit, dass sie ein bei Umgebungstemperatur geschmolzenes Salz ist und aufgrund der Kombination verschiedener organischer Ionen niedrige Viskosität aufweist, genutzt.
Viele Lager zur drehbaren Abstützung rotierender Teile, beispielsweise eine lichtempfindliche Trommel und verschiedene Walzenarten, werden für ein Kopiergerät und einen Drucker verwendet. Die lichtempfindliche Trommel bildet ein elektrostatisches Latentbild auf deren Oberfläche, an der elektrisch geladener Toner zum Haften gebracht wird, um ein Tonerbild auf Papier zu übertragen. Da eine hohe Rotationsgenauigkeit auf dem Gebiet einer elektrofotographischen Vorrichtung verlangt wird, wurde bisher ein Wälzlager verwendet. Ein Wälzlager weist jedoch eine große Zahl von Teilen auf. Daher wurde aus wirtschaftlichen Gründen die Anwendung von kostengünstigen Gleitlagern versucht. Ein Beispiel für ein derartiges Gleitlager ist ein ölgetränktes Sinterlager.
Ein Schmieröl wird durch Tränken in Poren eines Sinterformteil-Lagers eingebracht und dadurch gehalten und zur Gleitoberfläche des ölgetränkten Sinterlagers ausbluten gelassen, wenn es verwendet wird, so dass über einen langen Zeitraum stabile Reibungseigenschaften gezeigt werden können.
Das Sinterformteil-Lager wird durch Durchführen eines Formpressens von feinen Teilchen aus Eisen, Kupfer, Zink, Zinn, Graphit, Nickel oder durch Mischen von feinen Teilchen dieser Metalle miteinander unter Bildung einer Legierung und Durchführen von Formpressen der Legierung, Brennen und Nachbehandeln erhalten. Das Sinterformteil-Lager weist eine gleichförmige poröse Struktur auf.
Als das Schmieröl, das durch Tränken in das Sinterformteil-Lager eingebracht wird, ist ein synthetisches Schmieröl (siehe Patentdokument 10), beispielsweise ein Mineralöl, Diesteröl, PAO-Öl und Etheröl, bekannt.
Das aus den im Vorhergehenden beschriebenen Materialien bestehende ölgetränkte Sinterlager ist in Bezug auf dessen Herstellungskosten weniger kostenaufwändig als ein Wälzlager. Daher breitet sich der Anwendungsbereich des ölgetränkten Sinterlagers als ein Lager, das zur Verwendung in einer Hochtemperaturatmosphäre im Inneren eines Kopiergeräts, eines Druckers und dgl. anwendbar ist, aus, da Kopiergeräte, Drucker und dgl. in letzter Zeit kompakt wurden und hohe Performance, beispielsweise Schnelldruck, aufweisen.
Ein Wälzlager, in das ein Fluorschmierfett eingebracht ist, (siehe Patentdokument 11) und ein Gleitlager, das ein Polyphenylensulfidharz und ein Polyimidharz verwendet, (siehe Patentdokument 12) werden bisher in einer Hochtemperaturatmosphäre verwendet.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 3-210394
Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-42102
Patentdokument 3: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 9-208982
Patentdokument 4: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-270566
Patentdokument 5: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-107073
Patentdokument 6: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-21859
Patentdokument 7: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-514105
Patentdokument 8: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-183868
Patentdokument 9: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-249368
Patentdokument 10: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H05-209623
Patentdokument 11: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-327759
Patentdokument 12: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H09-118824

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
In den letzten Jahren wurden in elektrischen Bauteilen und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs und Motoren von Industriemaschinen Vorgänge hoher Geschwindigkeit – plötzlicher Abbremsvorgang – plötzlicher Beschleunigungsvorgang – plötzliches Anhalten – häufig bei hohen Temperaturen durchgeführt. Daher wurden die Verwendungsbedingungen für ein Wälzlager zunehmend streng. Deshalb sind das Verfahren der Zugabe eines Passivierungsmittels zu einer Schmierfettzusammensetzung (Patentdokument 1) und das Verfahren der Zugabe von Bismutdithiocarbamat zu einer Schmierfettzusammensetzung (Patentdokument 2) als Maßnahmen zur Verhinderung des Abblätterphänomens unzureichend.
Die Schmierstoff(Schmierfett)zusammensetzungen, die in den Patentdokumenten 3 bis 7 offenbart sind, oder diese Schmierstoff(Schmierfett)zusammensetzungen, denen herkömmliche Antioxidationsmittel in Kombination zugesetzt wurden, können nicht unbedingt die Haltbarkeit erfüllen, die bei einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl erforderlich ist, wenn die Schmierstoff(Schmierfett)zusammensetzungen in Lager eingebracht sind, die für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, Fixierwalzen eines Kopiergeräts, Haushaltselektrogeräte und Industrieeinrichtungen, die in den letzten Jahren entwickelt wurden, verwendet werden.
In den letzten Jahren wurden entsprechend der Forderung nach einer Verringerung der Größe und des Gewichts von Kraftfahrzeugen und nach Ruhe Versuche zur Verringerung von Größe und Gewicht von elektrischen Bauteilen und Hilfsmaschinen und zur Abdichtung des Motorraums unternommen. Es wurde gefordert, dass die Geräte hohe Leistung und Effizienz in Bezug auf deren Performance aufweisen. Die Schmierfettzusammensetzung, die in Wälzlager für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen einzubringen ist, muss ultrahohe Temperaturen aushalten. Als Schmierfettzusammensetzung, die in die Wälzlager für eine Lüfterkupplung und die Heizwalze eines Kopiergeräts, die auf eine ultrahohe Temperatur in der Nähe von 200°C erhitzt wird, einzubringen ist, wird ein Fluorschmierfett verwendet. Da das Fluorschmierfett kostenaufwändig ist, verhindert es eine Verringerung der Kosten der Schmierfettzusammensetzung und des fettgeschmierten Lagers.
In Patentdokument 8 wird beschrieben, dass, wenn der Schmierstoff eine ionische Flüssigkeit enthält, die ein Leitfähigkeit verleihendes Additiv ist, es möglich ist, das Lager stabil zu betreiben und einen niedrigen Drehmomentverlust ohne Ansammlung statischer Elektrizität zu erreichen, auch wenn das Lager einer Rotation mit hoher Drehzahl unterworfen wird. Jedoch ist es in Patentdokument 8 unklar, ob es möglich ist, die Wirkung einer Verringerung der Viskosität des Schmierstoffs und die Wirkung einer Verbesserung der Haltbarkeit bei hohen Temperaturen durch den Gehalt an der ionischen Flüssigkeit zu erhalten. Obwohl eine niedrige Viskosität der Schmierfettzusammensetzung durch Verwendung der ionischen Flüssigkeit erhalten wird, wird erwartet, dass die Korrosion des Lagerstahls ohne Weiteres fortschreitet. Der Schmierstoff ist für eine Verstärkung der Haltbarkeit bei hohen Temperaturen nicht ausreichend.
Es kann nicht gesagt werden, dass in einer strengen Umgebung, in der eine Gelenkkupplung für eine Kardanwelle unter den Bedingungen von Abdichtung, hoher Temperatur, hoher Drehzahl, hohem Drehmoment und großem Winkel verwendet wird, das Schmierfett für das Radlager und das Allzweckschmierfett unbedingt die erforderlichen Eigenschaften erfüllen. Daher wird die Entwicklung einer Gelenkkupplung für eine Kardanwelle, die hervorragende Eigenschaften auch in einer strengen Umgebung zeigen kann, gewünscht.
Wenn ein herkömmliches ölgetränktes Sinterlager, das in Patentdokument 10 beschrieben ist, in einer Atmosphäre mit hohen Temperaturen von 120 bis 130°C oder höher verwendet wird, besteht die Gefahr, dass das Schmieröl innerhalb eines kurzen Zeitraums einen oxidativen Abbau erfährt. Daher besteht die Gefahr, dass das Drehmoment der rotierenden Welle steigt und ein frühzeitiges Festfressen nach dem Beginn der Verwendung des Lagers erfolgt.
Um das ölgetränkte Sinterlager als Ersatz für das Wälzlager zu verwenden, ist es notwendig, zusätzlich zur Abstützung eines Radialdrucks einen Längsdruck durch die Endoberfläche des Lagers durch eine Druckscheibe abzustützen. In diesem Fall werden die erforderliche Schmierung, Stabilität bei extremem Druck und Wärme gegenüber Reibungswärme für das durch Tränken in das Lager eingebrachte Schmieröl gefordert. Jedoch ist ein ölgetränktes Sinterlager, das ein diese Eigenschaften erfüllendes Schmieröl verwendet, unbekannt. Das in Patentdokument 11 offenbarte Wälzlager und das in Patentdokument 11 offenbarte Gleitlager sind sehr kostenaufwändig.
Die vorliegende Erfindung erfolgte zur Lösung der im Vorhergehenden beschriebenen Probleme. Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Schmierfettzusammensetzung, die das Auftreten eines durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten Abblätterns auf einer Wälzoberfläche eines Wälzlagers und dgl. wirksam verhindern kann, hervorragende Haltbarkeit bei hohen Temperaturen und hohen Drehzahlen aufweist und über einen langen Zeitraum verwendet werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Schmierfettzusammensetzung, die niedrige Reibung und niedrige Viskosität aufweist und kostengünstig ist. Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Lagers, in das die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eingebracht ist, und einer Gelenkkupplung für eine Kardanwelle.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Schmierölzusammensetzung, die einem ölgetränkten Sinterlager unter strengen Bedingungen, unter denen das ölgetränkte Sinterlager gleichzeitig Längs- und Radialdrücken in einer Hochtemperaturatmosphäre ausgesetzt ist, stabile Reibungseigenschaften über einen langen Zeitraum verleihen kann.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines ölgetränkten Sinterlagers, das durch Tränken eines Sinterformteil-Lagers mit der Schmierölzusammensetzung gebildet wird.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst ein aus einem Grundöl und einem Verdicker bestehendes Basisschmierfett und ein dem Basisschmierfett zugesetztes Additiv. Das Additiv enthält mindestens eine Verbindung, die aus (1) von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist.
Die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung ist vorzugsweise Tannin. Ferner ist es bevorzugt, wenn die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen Gallussäure, Ellagsäure, Chlorogensäure, Kaffeinsäure, Curcumin und Quercetin oder ein Derivat von einer der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen sind. Ein Derivat von Gallussäure ist vorzugsweise Ethylgallat.
Jede der durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen weist vorzugsweise mehrere Hydroxylgruppen in einem Molekül derselben auf. Die durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen sind vorzugsweise Chinasäure oder ein Derivat derselben.
Ein bevorzugter Mischungsanteil von jeder der Verbindungen beträgt 0,05 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts.
Eine bevorzugte kinematische Viskosität des Grundöls beträgt 10 bis 100 mm²/s bei 40°C.
Das Grundöl ist vorzugsweise mindestens ein Öl, das aus einem Alkyldiphenyletheröl, Esteröl und Poly-α-olefinöl ausgewählt ist.
Der Verdicker ist vorzugsweise eine Verbindung auf Harnstoffbasis. Ferner ist der Verdicker vorzugsweise eine Metallseife.
Das Grundöl enthält vorzugsweise eine aus einer Kationkomponente und einer Anionkomponente bestehende ionische Flüssigkeit. Die Kationkomponente ist vorzugsweise ein Imidazoliumkation. Die Anionkomponente ist vorzugsweise ein Bis(trifluormethylsulfinyl)imidanion. Bei Verwendung des die ionische Flüssigkeit enthaltenden Grundöls besteht der Verdicker vorzugsweise aus Fluorharzteilchen.
Das Grundöl ist vorzugsweise ein Perfluorpolyetheröl. Der Verdicker besteht vorzugsweise aus Fluorharzteilchen. Die Fluorharzteilchen sind vorzugsweise Polytetrafluorethylen(im Folgenden als PTFE bezeichnet)-Harzteilchen.
Die Schmierfettzusammensetzung kann in das fettgeschmierte Lager der vorliegenden Erfindung eingebracht werden. Das fettgeschmierte Lager umfasst vorzugsweise einen Innenring, einen Außenring, mehrere, zwischen dem Innenring und dem Außenring befindliche Wälzelemente und ein Dichtelement, das an an beiden axialen Enden des Innenrings und des Außenrings befindlichen Öffnungen angebracht ist, zum dichten Einschließen der Schmierfettzusammensetzung an Umfangsbereichen der Wälzelemente. Das fettgeschmierte Lager ist vorzugsweise ein Rillenkugellager.
Das fettgeschmierte Lager ist vorzugsweise ein Wälzlager, das für Motoren von Industriemaschinen oder elektrischen Geräten verwendet wird und Rotoren der Motoren abstützt. Ferner ist das fettgeschmierte Lager vorzugsweise ein Wälzlager zur Verwendung in elektrischen Bauteilen und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren ist das fettgeschmierte Lager vorzugsweise ein Wälzlager zur Verwendung in einer Fixierwalze eines Kopiergeräts.
Eine Gelenkkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Kardanwelle überträgt ein von einem Getriebe übermitteltes Drehmoment zur Kardanwelle. Die Schmierfettzusammensetzung ist in das Innere der Gelenkkupplung eingebracht.
Die Schmierölzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist durch Tränken in ein Sinterformteil-Lager unter Bildung eines ölgetränkten Sinterlagers eingebracht und sie besteht aus einem Schmieröl und einem diesem zugesetzten Additiv. Das Additiv enthält mindestens eine Verbindung, die aus (1) von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist. Jede der durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen weist vorzugsweise mehrere Hydroxylgruppen in einem Molekül derselben auf.
Eine von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung ist vorzugsweise Tannin. Ferner sind die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen vorzugsweise Gallussäure, Chlorogensäure, Kaffeinsäure, Curcumin und Quercetin oder ein Derivat von einer der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen. Ein Derivat von Gallussäure ist vorzugsweise Ethylgallat.
Ein bevorzugter Mischungsanteil von jeder der Verbindungen beträgt 0,05 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierölzusammensetzung.
Das Schmieröl ist vorzugsweise mindestens ein Öl, das aus einem Esteröl und einem PAO-Öl ausgewählt ist.
Das ölgetränkte Sinterlager der vorliegenden Erfindung wird durch Tränken eines Sinterformteil-Lagers mit der Schmierölzusammensetzung hergestellt.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, umfasst die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung das aus dem Grundöl und dem Verdicker bestehende Basisschmierfett und das Additiv, das mindestens eine Verbindung enthält, die aus (1) den von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) den durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, das dem Basisschmierfett zugesetzt wird. Durch Einbringen der Schmierfettzusammensetzung in das Lager ist es möglich, das Auftreten des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns in Lagern, die für Kraftfahrzeuge und Industriemaschinen verwendet werden, zu verhindern und die Beständigkeit gegenüber einem oxidativen Abbau der Schmierfettzusammensetzung gegenüber herkömmlichen Schmierfettzusammensetzungen, die ein Antioxidationsmittel und dgl. enthalten, zu verbessern. Daher kann die Schmierfettzusammensetzung die Lebensdauer von Lagern, die bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl betrieben werden, verlängern.
Da die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in das fettgeschmierte Lager der vorliegenden Erfindung eingebracht ist, kann das Auftreten des speziellen Abblätterns auf der Wälzoberfläche, wobei die Wälzoberfläche in deren Textur weiß wird, verhindert werden. Ferner weist die Schmierfettzusammensetzung hervorragende Beständigkeit gegenüber einem oxidativen Abbau auf und sie kann dadurch die Lebensdauer eines Lagers, das bei hoher Temperatur und Drehzahl betrieben wird, verlängern. Daher kann das fettgeschmierte Lager vorzugsweise für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, eine Fixierwalze eines Kopiergeräts, Haushaltselektrogeräte, Industrieeinrichtungen und dgl., die bei Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl verwendet werden, verwendet werden.
Beispielsweise kann das fettgeschmierte Lager der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als Wälzlager für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise einen Wechselstromgenerator, einen Kompressor, eine elektromagnetische Kupplung für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, eine Zwischenumlenkrolle, einen elektromotorischen Lüftermotor; und als Lager für Motoren für Industriemaschinen, beispielsweise als Motor für ein Ventilationsgebläse, Gebläsemotor für eine Brennstoffbatterie, Reinigermotor, Lüftermotor, Servomotor, Schrittmotor und Motoren für elektrische Einrichtungen wie einen Anlassermotor eines Kraftfahrzeugs, Servolenkungsmotor, Lenkeinschlagstellmotor, Wischermotor und Fensterhebermotor verwendet werden. Somit kann das fettgeschmierte Lager vorzugsweise als Lager für Motoren verwendet werden, die bei Rotation bei hoher Temperatur und Rotation mit hoher Drehzahl verwendet werden.
Die Schmierfettzusammensetzung ist in die Gelenkkupplung für die Kardanwelle gemäß der vorliegenden Erfindung eingebracht. Daher wird in einer abgedichteten Umgebung, in der die Gelenkkupplung einer hohen Temperatur und einer Zentrifugalkraft bei hoher Geschwindigkeit unterworfen wird, mit geringer Wahrscheinlichkeit ein Festfressen beobachtet, eine hervorragende Haltbarkeit bei einem Betrieb mit hoher Temperatur und Drehzahl und eine lange Lebensdauer gezeigt.
Durch Verwendung von PFPE-Öl als Grundöl der Schmierfettzusammensetzung und von Fluorharzteilchen als Verdicker derselben kann das Lager eine lange Lebensdauer aufweisen, wenn das Lager bei hoher Temperatur und mit hoher Drehzahl betrieben wird. Dadurch, dass das Lager eine lange Lebensdauer aufweist, kann eine Kostenverringerung erreicht werden.
Durch Verwendung eines Grundöls, das eine aus einer Kationkomponente und einer Anionkomponente bestehende ionische Flüssigkeit enthält, für die Schmierfettzusammensetzung können eine niedrige Reibung und eine niedrige Viskosität erreicht werden. Durch Einbringen der Schmierfettzusammensetzung in das Lager weist das Lager ein niedriges Drehmoment und eine verbesserte Haltbarkeit bei hoher Temperatur auf. Ferner ist es durch Verwendung der PTFE-Harzteilchen als Verdicker möglich, das die ionische Flüssigkeit enthaltende Grundöl mit einer hervorragenden Verdickungseigenschaft auszustatten und die Haltbarkeit des Lagers bei hoher Temperatur zu verbessern.
Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, wird in der Schmierölzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als Additiv mindestens eine Verbindung, die aus (1) den von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) den durch die Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, dem Schmieröl zugesetzt. Daher ist es in einer Hochtemperaturatmosphäre für die Schmierölzusammensetzung nicht wahrscheinlich, dass sie im Laufe der Zeit einem oxidativen Abbau unterworfen wird.
Das ölgetränkte Sinterlager der vorliegenden Erfindung wird durch Tränken eines Lagerformteils mit der Schmierölzusammensetzung hergestellt. Daher kann auch unter strengen Bedingungen, unter denen ein ölgetränktes Sinterlager sowohl Längs- als auch Radialdrücken in einer Hochtemperaturatmosphäre unterworfen wird, das ölgetränkte Sinterlager über einen langen Zeitraum stabile Reibungseigenschaften beibehalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittdarstellung eines Rillenkugellagers, das ein Beispiel für ein fettgeschmiertes Lager gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist eine Schnittdarstellung, die ein fettgeschmiertes Lager für einen Motor zeigt.
3 ist eine Schnittdarstellung, die ein Beispiel für ein fettgeschmiertes Lager für einen Wechselstromgenerator zeigt.
4 ist eine partiell weggeschnittene Schnittdarstellung eines Gleichlaufgelenks für eine Kardanwelle, das ein Beispiel für eine Gelenkkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Kardanwelle ist.
5 zeigt ein Kardangelenk für eine Kardanwelle, das ein weiteres Beispiel für die Gelenkkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Kardanwelle ist.
6 ist eine Schnittdarstellung, die ein Beispiel für ein fettgeschmiertes Lager für eine Fixierwalze eines Kopiergeräts zeigt.
7 ist eine Schnittdarstellung, die eine Lagervorrichtung zeigt, für die ein ölgetränktes Sinterlager gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
8 zeigt Messergebnisse der Gewichtsabnahmerate, wenn eine Schmierölzusammensetzung bei hoher Temperatur stehen gelassen wird.
BESTE ART UND WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Schmierfettzusammensetzung, die mindestens eine Verbindung enthält, die aus (1) von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) durch die Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, wurde in ein Wälzlager eingebracht, um einen Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen und einen Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur durchzuführen. Als Ergebnis wurde ermittelt, dass die Lebensdauer des Lagers verlängert werden kann. Es ist denkbar, dass (A): aufgrund der Wirkung einer polaren Gruppe die im Vorhergehenden beschriebene Verbindung ohne Weiteres an der Metalloberfläche der Wälzoberfläche des Lagers haftet und eine Reaktion auf einer durch Reibung abgeriebenen Oberfläche oder einer aufgrund von Abrieb freigelegten neu gebildeten Metalloberfläche unter Bildung einer Oxidschicht auf der Wälzoberfläche des Lagers erfolgt, wodurch die Erzeugung von Wasserstoff, die durch die Zersetzung der Schmierfettzusammensetzung verursacht wird, unterdrückt wird, was das Auftreten von durch Wasserstoffsprödigkeit verursachtem speziellem Abblättern auf der Wälzoberfläche des Lagers verhindert, und (B): die im Vorhergehenden beschriebene Verbindung als Antioxidationsmittel für die Schmierfettzusammensetzung wirkt, wodurch ein oxidativer Abbau verhindert wird. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Erkenntnissen.
Die Polyphenolverbindung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist eine aromatische Hydroxyverbindung, die mehrere Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweist, die durch Ersetzen von Wasserstoffatomen eines aromatischen Kohlenwasserstoffrings durch die Hydroxylgruppen erhalten wird. Die Polyphenolverbindung ist in sehr vielen Pflanzen enthalten und kann durch Fotosynthese gebildet werden. Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Polyphenolverbindung stammt von Pflanzen.
Die durch die Zersetzung einer von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindung gebildete Verbindung umfasst aromatische oder aliphatische Hydroxyverbindungen, die durch Hydrolyse der Polyphenolverbindung erzeugt werden. Um eine Wirksamkeit und Wirkung zu erhalten, die denen der Polyphenolverbindung ähnlich sind, ist es bevorzugt, wenn die durch die Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindung gebildete Verbindung mehrere Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweist.
Als die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung oder die durch die Zersetzung derselben gebildete Verbindung werden Tannin, Gallussäure, Ellagsäure, Chlorogensäure, Kaffeinsäure, Chinasäure, Curcumin, Quercetin, Pyrogallol, Theaflavin, Anthocyanin, Rutin, Lignan und Catechin aufgelistet. Es ist auch möglich, die Polyphenolverbindungen zu verwenden, die von Sesamin, Isoflavon und Cumarin, die von Pflanzen stammen, erhalten werden. Die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen oder die durch die Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen können einzeln oder in einer Kombination von nicht weniger als zwei Arten derselben verwendet werden.
Von diesen Substanzen werden vorzugsweise Tannin, Gallussäure oder ein Derivat hiervon, Ellagsäure oder ein Derivat hiervon, Chlorogensäure oder ein Derivat hiervon, Kaffeinsäure oder ein Derivat hiervon, Chinasäure oder ein Derivat hiervon, Curcumin oder ein Derivat hiervon, Quercetin oder ein Derivat hiervon verwendet, da diese Verbindungen den oxidativen Abbau über einen langen Zeitraum unterdrücken können.
Unter Bedingungen, unter denen die Schmierfettzusammensetzung unter der Bedingung hoher Temperatur verwendet wird, werden vorzugsweise Chlorogensäure oder Derivate hiervon, Curcumin oder Derivate hiervon und Quercetin oder Derivate hiervon verwendet.
Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Tannin ist eine Polyphenolverbindung, die eine saure organische Substanz ist, die eine große Zahl von phenolischen Hydroxylgruppen in deren Molekül enthält und ein vergleichsweise großes Molekulargewicht aufweist. Tannin ist eine adstringierende Pflanzenkomponente, die in der Haut bzw. Rinde von Eiche, Galle (Gallapfel) und Persimone vorhanden ist. Tannin wird in hydrolysierbares Tannin und kondensiertes Tannin in Abhängigkeit von der chemischen Struktur eingeteilt.
Das hydrolysierbare Tannin wird durch eine Säure, eine Base oder ein Enzym in eine Polyphenolsäure und einen mehrwertigen Alkohol hydrolysiert. Die Polyphenolsäure, die erhalten wird, wird in Gallussäure und ein Dimer derselben (dehydratisiert und cyclisiert in einem freien Zustand unter Bildung von tetracyclischer Ellagsäure) eingeteilt. Als der mehrwertige Alkohol, der erhalten wird, sind Pyrogallol und dgl. bekannt. Das kondensierte Tannin wird durch Kondensation einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung von mehreren Catechinmolekülen gebildet. In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise das hydrolysierbare Tannin verwendet, das Zersetzungsprodukte wie Gallussäure, Ellagsäure und Pyrogallol ergibt.
Gallussäure und Ellagsäure, die in der vorliegenden Erfindung zu verwenden sind, sind Polyphenolsäuren (Polyphenolverbindungen), die durch Hydrolyse des hydrolysierbaren Tannins erhalten werden, wie im Vorhergehenden beschrieben ist. Gallussäure und Ellagsäure weisen die in den folgenden Formeln (1) bzw. (2) gezeigte Struktur auf. Chemische Formel 1
Chemische Formel 2
Als in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Derivate von Gallussäure werden Gallussäureester wie Methylgallat, Ethylgallat, Propylgallat, Buthylgallat, Pentylgallat, Hexylgallat, Heptylgallat und Octylgallat und Gallate wie Bismutgallat aufgelistet. Von diesen Derivaten wird vorzugsweise Ethylgallat verwendet, da Ethylgallat hervorragende Löslichkeit in Schmieröl aufweist. Es ist auch möglich, die Derivate von Ellagsäure zu verwenden.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Chlorogensäure ist eine Polyphenolverbindung, die in Kaffeebohnen und dgl. enthalten ist, und sie weist die in der folgenden Formel (3) gezeigte Struktur auf. Chemische Formel 3
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Kaffeinsäure ist ein Hydrolysat der Chlorogensäure. Die Kaffeinsäure ist eine aromatische Hydroxyverbindung, die drei Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweist, die durch Ersetzen von Wasserstoffatomen des aromatischen Kohlenwasserstoffrings durch Hydroxylgruppen erhalten wird und die in der folgenden Formel (4) gezeigte Struktur aufweist. Chemische Formel 4
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Chinasäure ist ein Hydrolysat der Chlorogensäure. Die Chinasäure ist eine aliphatische Hydroxyverbindung, die fünf Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweist, die durch Ersetzen von Wasserstoffatomen eines aliphatischen Kohlenwasserstoffrings durch Hydroxylgruppen erhalten wird und die in der folgenden Formel (5) gezeigte Struktur aufweist. Chemische Formel 5
Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Curcumin ist eine Polyphenolverbindung, die in Gelbwurz und dgl. enthalten ist und die in der folgenden Formel (6) gezeigte Struktur aufweist. Chemische Formel 6
Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Quercetin ist eine Polyphenolverbindung, die in Citrusgewächsen und dgl. enthalten ist und die in der folgenden Formel (7) gezeigte Struktur aufweist. Chemische Formel 7
In der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beträgt der Mischungsanteil von mindestens einer Verbindung, die aus den von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und den durch die Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, günstigerweise 0,05 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts. Wenn der Mischungsanteil der im Vorhergehenden beschriebenen Verbindung weniger als 0,05 Gewichtsteile beträgt, kann die Schmierfettzusammensetzung das Auftreten von durch Wasserstoffsprödigkeit verursachtem Abblättern auf der Wälzoberfläche eines Wälzlagers oder dgl. nicht wirksam verhindern und auch nicht einen oxidativen Abbau des Schmierfetts wirksam verhindern. Wenn der Mischungsanteil der Verbindung 10 Gewichtsteile übersteigt, ist es schwierig, die Wirkung eines Verhinderns des Auftretens von Abblättern und oxidativem Abbau eines Schmierstoffs in einem höheren Maße zu verbessern.
Der Bereich des Mischungsanteils der im Vorhergehenden beschriebenen Verbindung beträgt noch besser 0,1 bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts. Durch Einstellen des Mischungsanteils der Verbindung auf den im Vorhergehenden beschriebenen Bereich, ist es möglich, einen oxidativen Abbau des Schmierfetts auch unter Bedingungen, unter denen die Schmierfettzusammensetzung bei hohen Temperaturen verwendet wird, wirksam zu verhindern.
Als Grundöl, das für die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, können ein Mineralöl, wie Spindelöl, Kältemaschinenöl, Turbinenöl, Maschinenöl und Dynamoöl; ein synthetisches Kohlenwasserstofföl, wie hochraffiniertes Mineralöl, flüssiges Paraffin, Polybutenöl, durch das Fischer-Tropsch-Verfahren synthetisiertes GTL-Öl, PAO-Öl, ein Alkylnaphthalinöl und alicyclische Verbindungen; ein Esteröl, wie natürliche Fette und Öle, ein Polyolesteröl, Phosphatesteröl, Polymeresteröl, aromatisches Esteröl, Carbonatesteröl, Diesteröl, Polyglykolöl; und ein synthetisches Nichtkohlenwasserstofföl, wie ein Siliconöl, Polyphenyletheröl, Alkyldiphenyletheröl, Alkylbenzolöl, fluoriertes Öl, verwendet werden. Diese Grundöle können einzeln oder durch Mischen von nicht weniger als zwei Arten hiervon verwendet werden.
Als das PAO-Öl werden Gemische von Oligomeren oder Polymeren, die aus einem α-Olefin oder isomerisierten α-Olefin bestehen, aufgelistet. Als Beispiele für das α-Olefin können 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1-Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, 1-Nonadecen, 1-Eicosen, 1-Docosen und 1-Tetradocosen aufgelistet werden. Normalerweise werden Gemische dieser Substanzen verwendet.
Als Grundöl der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird von diesen Grundölen günstigerweise mindestens ein Öl verwendet, das aus einem Alkydiphenyletheröl, einem Esteröl und einem PAO-Öl ausgewählt ist, da diese Öle eine hervorragende Wärmebeständigkeit und Schmierung aufweisen. Bei Verwendung eines Alkyldiphenyletheröls und eines Esteröls wird noch besser ein PAO-Öl in Kombination verwendet.
Die kinematische Viskosität des Grundöls bei 40°C beträgt günstigerweise 10 bis 100 m²/s und noch besser 10 bis 70 mm²/s. Wenn die kinematische Viskosität desselben weniger als 10 mm²/s beträgt, wird das Grundöl in einem kurzen Zeitraum abgebaut und eine erzeugte Abbausubstanz beschleunigt den Abbau des gesamten Grundöls. Dadurch weisen das Lager und dgl. eine schlechtere Haltbarkeit und daher eine kurze Lebensdauer auf. Wenn die kinematische Viskosität desselben 100 mm²/s übersteigt, steigt die Temperatur des Lagers und dgl. aufgrund einer Zunahme des Drehmoments stark und sie steigt in einem höheren Maße bei einer Rotation hoher Drehzahl. In diesem Fall besteht, auch wenn dem Basisschmierfett eine Polyphenolverbindung zugesetzt wird, die Gefahr, dass der oxidative Abbau der Schmierfettzusammensetzung nicht ausreichend verhindert werden kann.
Als Verdicker, die für die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können Metallseifen, wie Benton, Silicagel, Fluorverbindungen, eine Lithiumseife, Lithiumkomplexseife, Calciumseife, Calciumkomplexseife, Aluminiumseife und Aluminiumkomplexseife; Verbindungen auf Harnstoffbasis, wie eine Diharnstoffverbindung, eine Polyharnstoffverbindung und dgl.; und Fluorharze, wie ein PTFE-Harz, Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer(im Folgenden als PFA bezeichnet)-Harz und ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer(im Folgenden als FEP bezeichnet)-Harz aufgelistet werden. Von diesen Verdickern ist eine Verbindung auf Harnstoffbasis bei Berücksichtigung von Wärmebeständigkeit und Kosten erwünscht.
Die Verbindung auf Harnstoffbasis wird durch eine Reaktion zwischen einer Isocyanatverbindung und einer Aminverbindung erhalten. Um zu verhindern, dass reaktive freie Radikale zurückbleiben, werden die Isocyanatverbindung und die Aminverbindung vorzugsweise derart verwendet, dass die Isocyanatgruppe und die Aminogruppe in etwa äquivalenter Menge vorliegen.
Die Diharnstoffverbindung wird durch eine Reaktion zwischen einem Diisocyanat und einem Monoamin erhalten. Als Diisocyanat werden Phenylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Diphenyldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Octadecandiisocyanat, Decandiisocyanat und Hexandiisocyanat aufgelistet. Als Monoamin werden Octylamin, Dodecylamin, Hexadecylamin, Stearylamin, Oleylamin, Anilin, p-Toluidin und Cyclohexylamin aufgelistet. Die Polyharnstoffverbindung wird durch eine Reaktion zwischen einem Diisocyanat und einem Monoamin sowie einem Diamin erhalten. Als Diisocyanat und Monoamin werden Substanzen verwendet, die ähnlich den zur Erzeugung der Diharnstoffverbindung verwendeten sind. Als Diamin werden Ethylendiamin, Propandiamin, Butandiamin, Hexandiamin, Octandiamin, Phenylendiamin, Tolylendiamin, Xyloldiamin und Diaminodiphenylmethan aufgelistet.
Durch Zugabe des Verdickers zu dem Grundöl wird das Basisschmierfett, dem die Polyphenolverbindung zuzusetzen ist, erhalten. Das Basisschmierfett, das die Verbindung auf Harnstoffbasis als deren Verdicker enthält, wird durch Umsetzung der Isocyanatverbindung und der Aminverbindung miteinander in dem Grundöl gebildet.
Der Mischungsanteil des Verdickers pro 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts beträgt 1 bis 40 Gewichtsteile und vorzugsweise 3 bis 25 Gewichtsteile. Wenn der Gehalt an dem Verdicker weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, ist die Verdickungswirkung gering und eine Schmierung schwierig. Wenn der Gehalt an dem Verdicker 40 Gewichtsteile übersteigt, ist das erhaltene Basisschmierfett so hart, dass es schwierig ist, die gewünschte Wirkung zu erhalten.
Als bevorzugte Form der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die Schmierfettzusammensetzung ein PFPE-Öl als deren Grundöl und Fluorharzteilchen als deren Verdicker. Diese Form ist besonders bevorzugt unter Bedingungen, unter denen die Schmierfettzusammensetzung bei hohen Temperaturen verwendet wird.
Als PFPE-Öl können Verbindungen verwendet werden, die durch Ersetzen der Wasserstoffatome eines aliphatischen Kohlenwasserstoffpolyethers durch Fluoratome erhalten werden. Als Beispiele für derartige PFPE-Öle sind PFPE-Öle, die durch die im Folgenden angegebenen chemischen Formeln 8 und 9 angegeben werden, die Seitenketten aufweisen, und lineare PFPE-Öle, die durch die im Folgenden angegebenen chemischen Formeln 10 bis 12 angegeben werden, bekannt. Diese PFPE-Öle können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die Bezugszeichen m und n sind ganze Zahlen.
Als Beispiele können Fomblin Y (Handelsbezeichnung, hergestellt von Solvay Solexis Inc.) als im Handel erhältliches Produkt der chemischen Formel 8, Krytox (Handelsbezeichnung, hergestellt von DuPont Kabushiki Kaisha) und BARRIERTA J Oil (Handelsbezeichnung, hergestellt von NOK KLUBER CORPORATION) als im Handel erhältliches Produkt der chemischen Formel 9, Fomblin Z (Handelsbezeichnung, hergestellt von Solvay Solexis Inc.) als im Handel erhältliches Produkt der chemischen Formel 10, Fomblin M (Handelsbezeichnung, hergestellt von Solvay Solexis Inc.) als im Handel erhältliches Produkt der chemischen Formel 11 und DEMNUM (Handelsbezeichnung, hergestellt von Daikin Industries Ltd.) als im Handel erhältliches Produkt der chemischen Formel 12 angegeben werden. Chemische Formel 8
Chemische Formel 9
Chemische Formel 10

CF₃O-(CF₂CF₂O)_m-(CF₂O)_n-CF₃ m/n < 1

Chemische Formel 11

CF₃O-(CF₂CF₂O)_m-(CF₂O)_n-CF₃ m/n > 1

Chemische Formel 12

F-(CF₂CF₂CF₂O)_n-CF₂CF₃

Bei diesen Formen können als die als Verdicker zu verwendenden Fluorharzteilchen Teilchen verwendet werden, die eine hohe Affinität für das PFPE-Öl, Stabilität bei hohen Temperaturen und chemische Beständigkeit aufweisen. Als das Fluorharz sind ein Perfluorharz wie ein PTFE-Harz, PFA-Harz und FEP-Harz bevorzugt. Die Teilchen eines PTFE-Harzes sind besonders bevorzugt, da sie hervorragende Stabilität bei hoher Temperatur und chemische Beständigkeit aufweisen.
Bei diesen Formen werden vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-% an PFPE-Öl und 50 bis 10 Gew.-% an dem Fluorharz dem Basisschmierfett zugesetzt. Durch Einstellen des Mischungsanteils des PFPE-Öls und des des Fluorharzes auf den jeweiligen, im Vorhergehenden beschriebenen Bereich kann das in das Lager einzubringende Schmierfett einen bevorzugten Walkpenetrationsgrad aufweisen, bei dem das Schmierfett ein geringes Ausbluten zeigt und über einen langen Zeitraum ein verringertes Drehmoment möglich macht.
Als weitere bevorzugte Formen der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann als Beispiel eine Schmierfettzusammensetzung angegeben werden, in der das Grundöl eine ionische Flüssigkeit enthält. Diese Form ist besonders günstig, damit die Schmierfettzusammensetzung eine niedrige Reibung und eine niedrige Viskosität verstärken kann.
Ionische Flüssigkeit bedeutet eine Substanz, die in der Umgebung von Raumtemperatur eine Flüssigkeit wird, obwohl die ionische Flüssigkeit eine aus einer Kationkomponente und einer Anionkomponente bestehende Verbindung mit Zonenbindung ist. Bei Verwendung der ionischen Flüssigkeit und eines anderen Öls in Kombination als das Grundöl wird, um die Wärmebeständigkeit beizubehalten, der Mischungsanteil der ionischen Flüssigkeit vorzugsweise auf nicht weniger als 50 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Grundöl, eingestellt.
Als Kationkomponente der ionischen Flüssigkeit, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, werden ein aliphatisches Aminkation (siehe die im Folgenden angegebene chemische Formel 13), ein alicyclisches Aminkation (siehe die im Folgenden angegebene chemische Formel 14), ein Imidazoliumkation (siehe die im Folgenden angegebene chemische Formel 15) und ein Pyridinkation (siehe die im Folgenden angegebene chemische Formel 16) aufgelistet. Von diesen Kationkomponenten der ionischen Flüssigkeit wird vorzugsweise ein Imidazoliumkation verwendet, da es hervorragende Wärmebeständigkeit, Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen und Umweltverträglichkeit aufweist. Das in den chemischen Formeln 13 bis 16 angegebene Bezugszeichen R gibt eine Alkylgruppe oder eine Alkoxygruppe an.
Als Anionkomponente (X^–) in den chemischen Formeln 13 bis 16 werden Halogenidionen, SCN^–, BF₄ ^–, ClO₄ ^–, PF₆ ^–, (CF₃SO₂)₂N^–, (CF₃CF₂SO₂)₂N^–, CF₃SO₃ ^–, CF₃COO^–, Ph₄B^–, (CF₃SO₂)₃C^–, und PF₃(C₂F₅)₃ ^– aufgelistet. Von diesen Anionkomponenten wird vorzugsweise (CF₃SO₂)₂N^– (Bis(trifluormethylsulfinyl)imidanion) wegen dessen hervorragender Wärmebeständigkeit, Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen und Umweltverträglichkeit verwendet. Chemische Formel 13
Chemische Formel 14
Chemische Formel 15
Chemische Formel 16
Bei diesen Formen wird die kinematische Viskosität des Grundöls vorzugsweise auf nicht mehr als 100 m²/s bei 40°C eingestellt. Wenn die kinematische Viskosität des Grundöls 100 m²/s übersteigt, ist es unmöglich, die Viskosität des Schmierfetts ausreichend zu verringern. Wenn nur die ionische Flüssigkeit als Grundöl verwendet wird, kann die kinematische Viskosität desselben durch Verwendung der ionischen Flüssigkeit allein oder von nicht weniger als zwei Arten in Kombination in dem im Vorhergehenden beschriebenen Bereich eingestellt werden.
Bei diesen Formen werden als Verdicker die im Vorhergehenden beschriebene Metallseife, Verbindung auf Harnstoffbasis und das im Vorhergehenden beschriebene Fluorharz aufgelistet. Von diesen Verdickern werden, um eine Änderung der chemischen Eigenschaften des Schmierfetts bei hohen Temperaturen zu unterdrücken, vorzugsweise die Fluorharzteilchen, die eine bevorzugte Wärmebeständigkeit aufweisen, verwendet. Von den Fluorharzen werden besonders bevorzugt PTFE-Harzteilchen verwendet, die ein hervorragendes Verdicken der ionischen Flüssigkeit, die das Grundöl ist, zeigen.
Bei diesen Formen ist der Verdicker in der gesamten Schmierfettzusammensetzung zu günstigerweise 3 bis 70 Gew.-% und noch besser 5 bis 60 Gew.-% enthalten. Wenn der Gehalt an dem Verdicker weniger als 3 Gew.-% beträgt, ist die Verdickungswirkung gering und eine Schmierung schwierig. Wenn der Gehalt an dem Verdicker 70 Gewichtsteile übersteigt, ist das erhaltene Schmierfett so hart, dass es schwierig ist, die gewünschte Wirkung zu erhalten.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann bekannte Additive für ein Schmierfett zusammen mit der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindung nach Bedarf enthalten. Als Additive können ein Antioxidationsmittel, wie eine organische Zinkverbindung, Verbindungen auf Aminbasis; ein Metalldeaktivierungsmittel, wie Benzotriazol; ein den Viskositätsindex verbesserndes Mittel, wie ein Polymethacrylat und Polystyrol; ein fester Schmierstoff, wie Molybdändisulfid und Graphit; ein Korrosionshemmer, wie ein Metallsulfonat und ein Polyalkoholester; ein die Reibung verringerndes Mittel, wie eine organische Molybdänverbindung; ein öliges Mittel, wie ein Ester und ein Alkohol; und ein Verschleiß verhinderndes Mittel, wie Phosphorverbindungen, aufgelistet werden. Diese Additive können dem Basisschmierfett einzeln oder durch Vermischen von nicht weniger als zwei Arten derselben miteinander zugesetzt werden.
Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verhindert die Erzeugung des durch Wasserstoffsprödigkeit verursachten speziellen Abblätterns und sie verbessert die Beständigkeit des Schmierfetts gegenüber oxidativem Abbau im Betrieb mit hoher Temperatur und Drehzahl. Daher kann die Schmierfettzusammensetzung die Lebensdauer des fettgeschmierten Lagers verbessern. Daher kann die Schmierfettzusammensetzung als ein Schmierfett verwendet werden, das in das Innere eines Kugellagers, eines Zylinderrollenlagers, eines Kegelrollenlagers, eines Pendelrollenlagers, eines Nadellagers, eines Axial-Zylinderrollenlagers, eines Axial-Kegelrollenlagers, eines Axial-Nadellagers und eines Axial-Pendelrollenlagers einzubringen ist.
Das Lager, in das die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eingebracht ist, wird im Folgenden unter Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Rillenkugellagers, das ein Beispiel für das fettgeschmierte Lager der vorliegenden Erfindung ist. Ein fettgeschmiertes Lager 1 umfasst einen Innenring 2 mit einer Innenring-Wälzoberfläche 2a auf deren Umfangsoberfläche, einen Außenring 3 mit einer Außenring-Wälzoberfläche 3a auf dessen innerer Umfangsoberfläche, wobei der Außenring 3 und der Innenring 2 zueinander konzentrisch sind, und mehrere Wälzelemente 4, die sich zwischen der Innenring-Wälzoberfläche 2a und der Außenring-Wälzoberfläche 3a befinden. Ein Käfig 5, der die mehreren Wälzelemente 4 hält, ist angebracht. Ein an dem Außenring 3 befestigtes Dichtelement 6 ist an den Öffnungen 8a und 8b, die sich an beiden axialen Enden des Innenrings 2 und des Außenrings 3 befinden, angebracht. Eine Schmierfettzusammensetzung 7 ist im Wesentlichen auf dem Umfang der einzelnen Wälzelemente 4 aufgebracht. Die Schmierfettzusammensetzung 7 enthält das Basisschmierfett, das aus dem Grundöl und dem Verdicker und dem Additiv, das mindestens eine Verbindung enthält, die aus den von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und den durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, das dem Basisschmierfett zugesetzt wurde, besteht.
Ein fettgeschmiertes Lager für einen Motor ist im Folgenden unter Bezug auf 2 als weitere Ausführungsform des fettgeschmierten Lagers der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist eine Schnittdarstellung eines Motors, für den das fettgeschmierte Lager der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Motor weist einen aus einem Magnet bestehenden Stator 10 für den Motor, der sich an einer inneren Umfangswand einer Verkleidung 9 befindet, einen Rotor 13, auf den eine an einer rotierenden Welle 11 befestigte Spule 12 gewickelt ist, einen an der rotierenden Welle 11 befestigten Kommutator 12, eine Bürstenhalterung 15, die sich an einem durch die Verkleidung 9 abgestützten Endrahmen 17 befindet, und eine im Inneren der Bürstenhalterung 15 eingepasste Bürste 16 auf. Die rotierende Welle 11 ist durch das fettgeschmierte Lager 1 und eine Trägerkonstruktion für das Lager 1 drehbar an der Verkleidung 9 abgestützt. Das fettgeschmierte Lager 1 ist das fettgeschmierte Lager gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein fettgeschmiertes Lager für einen Wechselstromgenerator, der eine elektrische Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs ist, ist im Folgenden unter Bezug auf 3 als eine weitere Ausführungsform des fettgeschmierten Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 ist eine Schnittdarstellung des Aufbaus des Wechselstromgenerators. In dem Wechselstromgenerator ist eine rotierende Welle 21, an der ein Rotor 20 angebracht ist, durch ein Paar fettgeschmierter Lager 1 drehbar an einem Rahmenpaar 18, 19, das ein Gehäuse bildet, das ein stationäres Element ist, abgestützt. Eine Rotorspule 22 ist an dem Rotor 20 angebracht. Eine Drei-Rollen-Statorspule 24 ist an einem Stator 23, der sich am Umfang des Rotors 20 befindet, mit einer Phase von 120° angebracht. Eine rotierende Welle 21 des Rotors 20 wird durch ein Drehmoment, das durch einen (nicht gezeigten) Riemen auf eine an der Vorderseite derselben angebrachten Riemenscheibe 25 übertragen wird, angetrieben. Die Riemenscheibe 25 ist an der rotierenden Welle 21 des Rotors 20 in einem einseitig eingespannten Zustand angebracht. Vibrationen werden erzeugt, wenn die rotierende Welle 21 mit hoher Drehzahl rotiert. Daher wird ein fettgeschmiertes Lager 1, das die Riemenscheibe 25 abstützt, einer sehr hohen Belastung unterzogen. Das fettgeschmierte Lager 1 ist das fettgeschmierte Lager gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Verwendung wird eine Schmierfettzusammensetzung, die das PFPE-Öl als deren Grundöl und die Fluorharzteilchen als deren Verdicker enthält, vorzugsweise in das fettgeschmierte Lager l eingebracht.
Ein Beispiel für eine Gelenkkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Kardanwelle wird im Folgenden unter Bezug auf eine Zeichnung beschrieben. 4 ist eine partiell ausgeschnittene Schnittdarstellung eines Gleichlaufgelenks des Typs mit doppelter Kompensation für die Kardanwelle. Wie in 4 gezeigt ist, besteht ein Gleichlaufgelenk 26 für eine Kardanwelle aus einem Innenring 27, einem Außenring 28, einem Käfig 29 und sechs Stahlkugeln 30. Der Innenring 27 und der Außenring 28 weisen jeweils eine zu einer Achse parallele Spur auf, die die Stahlkugeln aufnimmt. Der Käfig 29 hat die Funktion einer Kontrolle der Bewegung der Stahlkugeln 30. Um die Stahlkugeln 30 problemlos zu rollen, ist ein zylindrischer Bereich auf einer Innendurchmesseroberfläche des Käfigs 29, wie in 4 gezeigt ist, ausgebildet. Eine Manschette 32 deckt den Umfang des Außenrings 28 und den der Welle 31 ab. Eine Schmierfettzusammensetzung 33 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einen Raum eingebracht, der von dem Außenring 28, dem Innenring 27, den Stahlkugeln 30, dem Käfig 29, der Welle 31 und der Manschette 32 umgeben ist.
Ein weiteres Beispiel für eine Gelenkkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Kardanwelle wird im Folgenden mit Bezug auf eine Zeichnung beschrieben. 5 zeigt ein Kardangelenk für eine Kardanwelle. 5(a) ist eine Draufsicht. 5(b) ist eine Vorderansicht. Wie in 5 gezeigt ist, weist ein Kardangelenk 34 für eine Kardanwelle ein erstes Joch 35, das an eine Getriebeseite gekoppelt ist und sich dreht, ein zweites Joch 37, das ein Drehmoment des ersten Jochs 35 auf eine Kardanwelle 38 überträgt, und ein Kreuzgelenkelement 36, das kreuzweise an ein an gegabelten Enden 35a, 35a des ersten Jochs 35 ausgebildetes Durchgangsloch und ein an den gegabelten Enden 37a, 37a des zweiten Jochs 37 ausgebildetes Durchgangsloch gekoppelt ist und das Drehmoment des ersten Jochs 35 auf das zweite Joch 37 überträgt, auf. Das Kreuzgelenkelement 36 weist gekreuzte kurze Achsen 36a, 36b auf. Ein Endbereich der kurzen Achse 36a wird durch die Durchgangslöcher der Enden 37a, 37a des zweiten Jochs 37 eingeführt und mittels einer Nutmutter 37c durch eine Kappe 37b des zweiten Jochs 37 fest an die Enden 37a, 37a des zweiten Jochs 37 gekoppelt, wobei der Endbereich der kurzen Achse 36a durch ein nicht gezeigtes Nadellager drehbar abgestützt wird. In ähnlicher Weise wird ein Endbereich der kurzen Achse 36 durch die Durchgangslöcher der Enden 36a, 36a des ersten Jochs 35 eingeführt und mittels einer Nutmutter 35c durch eine Kappe 35b des ersten Jochs 35 fest an die Enden 35a, 35a des ersten Jochs 35 gekoppelt, wobei der Endbereich der kurzen Achse 36a durch ein nicht gezeigtes Nadellager drehbar abgestützt wird. Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist in das Nadellager eingebracht, das drehbar den Endbereich von jeder der kurzen Achsen 36a, 36b des Kreuzgelenkelements 36 abstützt.
Bei Verwendung der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung für die Gelenkkupplung für eine Kardanwelle ist es bevorzugt, ein Mineralöl, wie Turbinenöl, als Grundöl und eine Metallseife, wie eine Lithiumseife, als Verdicker zu verwenden, da es notwendig ist, dass Turbinenöl und Lithiumseife kostengünstig und hervorragend im Bezug auf das Ölfilmbildungsvermögen sind.
Als noch weiteres Beispiel für das fettgeschmierte Lager der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden ein für ein Fixierelement zu verwendendes fettgeschmiertes Lager unter Bezug auf 6 beschrieben. 6 zeigt eine Fixierwalze 39 einer Fixiervorrichtung, deren Wellenbereich 39a durch ein Wälzlager 41 abgestützt wird. Die Fixierwalze 38 ist hohl aus Aluminium hergestellt und sie wird durch eine Halogenheizvorrichtung 40, die sich in einem hohlen Bereich derselben befindet, auf etwa 200°C aufgeheizt. Der Wellenbereich 39a, der sich an beiden Enden der Fixierwalze 39 befindet, ist durch lose Passung auf der Innendurchmesseroberfläche eines Innenrings 42 angepasst. Ein Außenring 43 ist an einem Rahmen 48 der Fixiervorrichtung befestigt. Zwischen dem Innenring 42 und dem Außenring 43 sind mehrere Wälzelemente 44 und ein die mehreren Wälzelemente haltender Käfig 45 angebracht. Ein an dem Außenring 43 befestigtes Dichtelement 46 ist vorhanden. Eine Schmierfettzusammensetzung 47 gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen auf dem Umfang der Wälzelemente 44 aufgebracht. Bei dieser Verwendung wird vorzugsweise die Schmierfettzusammensetzung 47 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, die ein PFPE-Öl als deren Grundöl und Fluorharzteilchen als deren Verdicker enthält.
Die Schmierölzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten aufwändige Untersuchungen der Schmierölzusammensetzung, die zur Bildung eines ölgetränkten Sinterlagers verwendet wird, das durch Tränken eine Sinterformteil-Lagers mit der Schmierölzusammensetzung hergestellt wird, durch, um stabile Reibungseigenschaften der Schmierölzusammensetzung, die ein dem Schmieröl zugesetztes Additiv enthält, auch unter Bedingungen, unter denen das ölgetränkte Sinterlager sowohl Längs- als auch Radialdrücken in einer Atmosphäre hoher Temperatur unterwarfen wird, zu verstärken. Als Ergebnis ermittelten die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass es durch die Bildung einer Schmierölzusammensetzung, die mindestens eine Verbindung enthält, die aus (1) von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, möglich ist, die Haltbarkeit des ölgetränkten Sinterlagers, für das die Schmierölzusammensetzung verwendet wird, bei hoher Temperatur drastisch zu verbessern.
Die Schmierölzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Zugabe von mindestens einer Verbindung, die aus (1) von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) durch die Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, zu dem Schmieröl gebildet. Die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und die durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen, die in der Schmierölzusammensetzung enthalten sein können, sind ähnlich denen, die in der Schmierfettzusammensetzung enthalten sind.
Der Mischungsanteil von mindestens einer Verbindung, die aus den von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und den durch die Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, bezogen auf die gesamte Schmierölzusammensetzung, beträgt günstigerweise 0,05 bis 10 Gew.-% und noch besser 0,1 bis 5 Gew.-%. Wenn der Mischungsanteil der im Vorhergehenden beschriebenen Verbindung weniger als 0,05 Gewichtsteile beträgt, kann ein oxidativer Abbau der Schmierölzusammensetzung in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen nicht wirksam verhindert werden. Wenn der Mischungsanteil der Verbindung 10 Gewichtsteile übersteigt, ist es schwierig, die Wirkung einer Verhinderung eines oxidativen Abbaus des Schmierstoffs in einem höheren Maße zu verbessern.
Ein Schmieröl, das für die Schmierölzusammensetzung verwendet werden kann, ist ähnlich dem für die im Vorhergehenden beschriebene Schmierfettzusammensetzung zu verwendenden Grundöl. Von dem im Vorhergehenden beschriebenen Schmierölen wird vorzugsweise mindestens ein Öl verwendet, das aus einem Esteröl und einem PAO-Öl ausgewählt ist, da diese öle hervorragende Wärmebeständigkeit und Schmierung aufweisen. Besonders bevorzugt wird ein Esteröl verwendet.
Ähnlich dem Grundöl der Schmierfettzusammensetzung beträgt die kinematische Viskosität des Schmieröls bei 40°C günstigerweise 10 bis 100 mm²/s und noch besser 10 bis 70 mm²/s. Wenn die kinematische Viskosität desselben weniger als 10 mm²/s beträgt, wird das Schmieröl innerhalb eines kurzen Zeitraums abgebaut und eine erzeugte Abbausubstanz beschleunigt den Abbau des gesamten Schmieröls. Daher besteht die Gefahr, dass das Lager eine schlechtere Haltbarkeit und daher eine kurze Lebensdauer aufweist. Wenn die kinematische Viskosität desselben 100 mm²/s übersteigt, steigt die Temperatur des Lagers aufgrund einer Zunahme des Drehmoments stark und es steigt in höherem Maße bei einer Rotation hoher Drehzahl. In diesem Fall besteht, auch wenn die Schmierölzusammensetzung eine Polyphenolverbindung enthält, die Gefahr, dass ein oxidativer Abbau derselben nicht ausreichend verhindert werden kann.
Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Schmieröl kann verschiedene Additive, beispielsweise ein Antioxidationsmittel, ein den Viskositätsindex verbesserndes Mittel und ein die Öligkeit verbesserndes Mittel in einem Bereich, in dem die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht gehemmt wird, enthalten.
Das ölgetränkte Sinterlager gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezug auf eine Zeichnung beschrieben. 7 ist eine Schnittdarstellung, die eine Lagervorrichtung zeigt, für die das ölgetränkte Sinterlager gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In 7 ist eine Lagervorrichtung 53 aus einer Welle 52, einem ölgetränkten Sinterlager 51, dessen zylindrische Innenumfangsoberfläche 51a auf eine Umfangsoberfläche 52a der Welle 52 angepasst ist, und einer (nicht gezeigten) Längsdruckaufnahmevorrichtung, die eine Bewegung des ölgetränkten Sinterlagers 51 in einer Längs- bzw. Axialrichtung verhindert, aufgebaut. Das ölgetränkte Sinterlager 51 besteht aus einem gesinterten zylindrisch geformten Lager, das mit der Schmierölzusammensetzung getränkt ist, in der mindestens eine Verbindung, die aus (1) den von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und (2) den durch die Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen ausgewählt ist, dem Schmieröl zugesetzt wurde.
Das Material des Sinterformteil-Lagers, das in der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, ist nicht auf ein spezielles beschränkt, doch kann, ähnlich herkömmlichen Lagern, die durch Formen hergestellt wurden, ein Lager verwendet werden, das durch aufeinanderfolgendes Formen von notwendigen Metallmaterialien in einem Formpressverfahren, einem Sinterverfahren und einem Druckformungsverfahren gebildet wurde.
BEISPIELE
Obwohl die vorliegende Erfindung im Folgenden unter Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele weiter beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
In den einzelnen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden Polyphenolverbindungen, die von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt wurden, verwendet.
Beispiele 1-1 bis 1-10
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MILLIONATE MT (Handelsbezeichnung), im Folgenden als MDI bezeichnet, hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) wurde mit dem in Tabelle 1 angegebenen Anteil in einer Hälfte eines in Tabelle 1 angegebenen Grundöls gelöst. Ein Monoamin wurde in der anderen Hälfte des Grundöls mit der zweifachen Äquivalentmasse gegenüber der von MDI gelöst. Der Mischungsanteil und die Art der einzelnen Komponenten sind in Tabelle 1 angegeben. Die Lösung, in der das Monoamin gelöst war, wurde zu der Lösung, in der das MDI gelöst war, gegeben, während die Lösung, in der MDI gelöst war, gerührt wurde. Das Rühren wurde 30 min bei 100 bis 120°C für eine Reaktion zur Bildung einer Verbindung auf Diharnstoffbasis für jedes Beispiel in dem Grundöl fortgesetzt. Die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung und ein Antioxidationsmittel wurden dem gebildeten Schmierfett in den in Tabelle 1 angegebenen Mischungsanteilen zugesetzt. Das Basisschmierfett wurde 10 min bei 100 bis 120°C weiter gerührt. Danach wurde das Basisschmierfett gekühlt und unter Verwendung eines Dreiwalzenmahlwerks homogenisiert, wobei eine Schmierfettzusammensetzung für jedes Beispiel erhalten wurde. Ein Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen wurde an den einzelnen erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Das Testverfahren und die Testbedingungen sind im Folgenden angegeben. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.
Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen
Unter Simulieren eines Wechselstromgenerators, der ein Beispiel für eine elektrische Hilfsmaschine ist, wurde jede Schmierfettzusammensetzung in ein Wälzlager mit einem Innenring, der rotiert, das eine rotierende Welle abstützt, eingebracht, um einen Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen durchzuführen. Als Antriebsbedingung in dem Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen wurde ein Druck von 1960 N an eine Riemenscheibe angelegt, die am Ende der rotierenden Welle angebracht war, und die Rotationsgeschwindigkeit auf 0 bis 18000 Umin^–1 eingestellt. Der Test wurde in einem Zustand durchgeführt, in dem ein elektrischer Strom von 0,1 A durch das Testlager floss. Ein Generator stoppte, wenn die Vibration eines Vibrationsdetektors einen vorgegebenen Wert überstieg, da im Inneren des Lagers ein spezielles Abblättern erfolgte. Die Zeit (Lebensdauer bis vor das Auftreten eines Abblätterns, Stunden) bis der Generator stoppte, wurde gemessen. Der Test wurde nach dem Verstreichen von 500 h beendet.
Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-3
In einem Verfahren gemäß dem Verfahren von Beispiel 1-1 wurden die einzelnen Basisschmierfette durch Auswahl des Verdickers und des Grundöls in den in Tabelle 1 angegebenen Mischungsanteilen hergestellt. Ferner wurde das Additiv dem Basisschmierfett zugesetzt, um die Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Vergleichsbeispiele zu erhalten. Ein Test wurde an den einzelnen erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen ähnlich dem von Beispiel 1-1 durchgeführt, um die Eigenschaften der Schmierfettzusammensetzungen zu beurteilen. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.
Wie in Tabelle 1 angegeben ist, sind bei dem Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen der Beispiele 1-1 bis 1-10 nicht weniger als 400 h angegeben. Es ist denkbar, dass aufgrund der Wirkung der als Additiv der Schmierfettzusammensetzung verwendeten, von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindung die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1-1 bis 1-10 das Auftreten des speziellen Abblätterns auf der Wälzoberfläche, wobei die Wälzoberfläche in deren Textur weiß wird, verhindern konnten. Andererseits war bei dem Test mit plötzlichem Beschleunigen/Abbremsen des Vergleichsbeispiels 1-1, bei dem nur das Antioxidationsmittel (gehindertes Phenol) dem Basisschmierfett als Additiv der Schmierfettzusammensetzung zugesetzt wurde, die Lebensdauer bis vor dem Auftreten von Abblättern viel kürzer als die der Beispiele.
Beispiele 1-11 bis 1-17
MDI wurde mit dem in Tabelle 2 angegebenen Verhältnis in einer Hälfte des in Tabelle 2 angegebenen Grundöls gelöst. Das Monoamin wurde in der anderen Hälfte des Grundöls mit dem zweifachen Äquivalentgewicht gegenüber dem von MDI gelöst. Der Mischungsanteil und die Art der einzelnen Komponenten sind in Tabelle 2 angegeben. Die Lösung, in der das Monoamin gelöst war, wurde zu der Lösung, in der MDI gelöst war, gegeben, während die Lösung, in der MDI gelöst war, gerührt wurde. Das Rühren wurde 30 min bei 100 bis 120°C für eine Umsetzung unter Bildung der Verbindung auf Diharnstoffbasis für die einzelnen Beispiele in dem Grundöl fortgesetzt. Die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung wurde dem erhaltenen Basisschmierfett mit den in Tabelle 2 angegebenen Mischungsanteilen zugesetzt. Das Basisschmierfett wurde 10 min bei 100 bis 120°C weiter gerührt. Danach wurde das Basisschmierfett gekühlt und unter Verwendung eines Dreiwalzenmahlwerks homogenisiert, wobei die Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele erhalten wurde. Ein Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur 1 wurde an den einzelnen erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt. Das Testverfahren und die Testbedingungen sind im Folgenden angegeben. Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur 1
Das Wälzlager (Lagerabmessungen: Innendurchmesser: 20 mm, Außendurchmesser: 47 mm und Breite: 14 mm) wurde mit 10000 Umin^–1 unter Bedingungen, unter denen die Temperatur des Außendurchmesserbereichs des Außenrings desselben auf 150°C eingestellt war, der Radialdruck auf 67 N eingestellt war und der Axialdruck auf 67 N eingestellt war und 0,7 g der Schmierfettzusammensetzung in dieses eingebracht waren, rotiert. Der Zeitraum (Lebensdauer bei hoher Temperatur und Drehzahl (150°C, h)) bis vor dem Auftreten von Festfressen, wurde gemessen.
Vergleichsbeispiele 1-4 und 1-5
In einem Verfahren gemäß dem von Beispiel 1-11 wurde das Basisschmierfett der einzelnen Vergleichsbeispiele mit den in Tabelle 2 angegebenen Mischungsanteilen durch Auswahl des Verdickers und des Grundöls hergestellt. Ferner wurde das Additiv den einzelnen Basisschmierfetten zugesetzt, wobei die Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Vergleichsbeispiele erhalten wurde. Ein Test ähnlich dem von Beispiel 1-11 wurde an den einzelnen erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen durchgeführt, um die Haltbarkeit jeder Schmierfettzusammensetzung bei hoher Temperatur zu beurteilen. Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
Beispiel 1-18
Nach der Zugabe von Lithium-12-hydroxystearat zu dem Mineralöl mit dem in Tabelle 2 angegebenen Mischungsanteil wurde das Gemisch erhitzt, während das Gemisch gerührt wurde, um das Lithium-12-hydroxystearat in dem Mineralöl zu lösen. Nach dem Abkühlen des Gemischs wurde die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung mit dem in Tabelle 2 angegebenen Mischungsanteil zu dem Gemisch gegeben. Das Gemisch wurde 10 min bei 100 bis 120°C weiter gerührt. Danach wurde das Gemisch gekühlt und unter Verwendung des Dreiwalzenmahlwerks homogenisiert, wobei die Schmierfettzusammensetzung von Beispiel 1-18 erhalten wurde. Ein Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur 2 wurde an der erhaltenen Schmierfettzusammensetzung durchgeführt. Das Testverfahren und die Testbedingungen sind im Folgenden angegeben. Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur 2
Das Wälzlager (Lagerabmessungen: Innendurchmesser: 20 mm, Außendurchmesser: 47 mm und Breite: 14 mm) wurde mit 10000 Umin^–1 unter Bedingungen, unter denen die Temperatur des Außendurchmesserbereichs des Außenrings desselben auf 120°C eingestellt war, der Radialdruck auf 67 N eingestellt war und der Axialdruck auf 67 N eingestellt war und 0,7 g der Schmierfettzusammensetzung in dieses eingebracht waren, rotiert. Der Zeitraum (Lebensdauer bei hoher Temperatur und Drehzahl (120°C, h)) bis vor dem Auftreten von Festfressen, wurde gemessen.
Vergleichsbeispiel 1-6
Das in Tabelle 2 angegebene Additiv wurde zu dem in Beispiel 1-18 verwendeten Basisschmierfett gegeben, wobei die Schmierfettzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 1-6 erhalten wurde. Ein Test wurde an der erhaltenen Schmierfettzusammensetzung ähnlich dem von Beispiel 1-18 durchgeführt, um die Haltbarkeit bei hoher Temperatur derselben zu beurteilen. Die Tabelle 2 zeigt die Testergebnisse.
Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, waren die Beispiele 1-11 bis 1-17 in dem Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur hervorragend in Bezug auf die Haltbarkeit bei hoher Temperatur, da die Lebensdauern der Schmierfettzusammensetzungen alle nicht weniger als 1400 h betrugen. Es ist denkbar, dass die als die Additive der Schmierfettzusammensetzungen verwendeten, von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen einen oxidativen Abbau der Schmierfettzusammensetzungen verhindern konnten. Andererseits war in Vergleichsbeispiel 1–4, in dem das gleiche Grundöl wie das in den Beispielen 1-11 bis 1-17 verwendete und zwei Antioxidationsmittel verwendet wurden, die Lebensdauer der Schmierfettzusammensetzung viel kürzer als die der Beispiele 1-11 bis 1-17. Bei den Schmierfettzusammensetzungen, die das aus dem Mineralöl und der Lithiumseife bestehende Basisschmierfett enthielten, zeigte bei dem Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur die Schmierfettzusammensetzung von Beispiel 1-18, in der die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung dem Basisschmierfett zugesetzt wurde, nicht weniger als die 1,5-fache Haltbarkeit bei hoher Temperatur gegenüber der der Schmierfettzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1-6, in der ein anderes Antioxidationsmittel als die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung dem Basisschmierfett als Additiv zugesetzt wurde.
Beispiele 2-1 bis 2-3
Nach der Zugabe der Polyphenolverbindung zu einem im Handel erhältlichen Fluorschmierfett (NOXLUBE BF2420, hergestellt von NOK KLUBER CORPORATION (Grundöl: PFPE-Öl, Verdicker: PTFE-Harzteilchen)) mit den in Tabelle 3 angegebenen Mischungsanteilen wurde das Gemisch 10 min bei 100 bis 120°C gerührt. Danach wurde das Gemisch gekühlt und unter Verwendung des Dreiwalzenmahlwerks homogenisiert, wobei eine Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele erhalten wurde. Ein Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur wurde an der erhaltenen Schmierfettzusammensetzung jedes Beispiels durchgeführt. Das Testverfahren und die Testbedingungen sind im Folgenden angegeben. Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Die relativen Kosten für jedes fettgeschmierte Lager wurden aus der Lebensdauer bei hoher Temperatur und Drehzahl unter Verwendung des Falls des Vergleichsbeispiels 2-1 als Bezug berechnet.
Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur
Ein Wälzlager 6204ZZ (Lagerabmessungen: Innendurchmesser: 20 mm, Außendurchmesser: 47 mm und Breite: 14 mm), das mit Petrolether gut gereinigt war, wurde mit 10000 Umin^–1 unter Bedingungen, unter denen die Temperatur des Außendurchmesserbereichs des Außenrings desselben auf 200°C eingestellt war, der Radialdruck auf 67 N eingestellt war und der Axialdruck auf 67 N eingestellt war und 0,7 g der Schmierfettzusammensetzung in dieses eingebracht waren, rotiert. Der Zeitraum bis vor dem Auftreten von Festfressen wurde gemessen.
Vergleichsbeispiel 2-1
Ein Test ähnlich dem der Beispiele wurde an einem im Handel erhältlichen Schmierfett (NOXLUBE BF2420, hergestellt von NOK KLUBER CORPORATION) durchgeführt, um die Haltbarkeit desselben bei hoher Temperatur zu beurteilen. Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
Vergleichsbeispiel 2-2
BHT (Dibutylhydroxytoluol), das ein phenolisches Antioxidationsmittel ist, wurde einem im Handel erhältlichen Schmierfett (NOXLUBE BF2420, hergestellt von NOK KLUBER CORPORATION) mit dem in Tabelle 3 angegebenen Mischungsanteil zugesetzt. Ein Test ähnlich dem der Beispiele wurde an der erhaltenen Schmierfettzusammensetzung durchgeführt, um die Haltbarkeit derselben bei hoher Temperatur zu beurteilen. Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
Wie in Tabelle 3 angegeben ist, waren die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 2-1 bis 2-3 in dem Test der Haltbarkeit bei hoher Temperatur hervorragend in Bezug auf die Haltbarkeit bei hoher Temperatur, da die Lebensdauern von allen Schmierfettzusammensetzungen nicht weniger als 800 h betrugen. Es ist denkbar, dass zusätzlich zur Verwendung des speziellen Fluorschmierfetts die als Additiv für jede der Schmierfettzusammensetzungen verwendete Polyphenolverbindung den oxidativen Abbau derselben verhindern konnte. Andererseits waren die Lebensdauern der Schmierfettzusammensetzungen von Vergleichsbeispiel 2-1 und 2-2 viel kürzer als die der Beispiele.
Beispiele 3-1 bis 3-4
Die Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurde unter Verwendung der Grundöle, des Verdickers und der Polyphenolverbindung in den in Tabelle 4 angegebenen Mischungsverhältnissen erhalten. Als ionische Flüssigkeit, die das Grundöl war, wurde 1-Octyl-3-methylimidazolium-bis(trifluormethylsulfinyl)imid (in der folgenden chemischen Formel 17 angegeben, in Tabelle 4 als OME-TFSI beschrieben), hergestellt von Merck Ltd., das die aus dem 1-Octyl-3-methylimidazoliumkation bestehende Kationkomponente und die aus dem Bis(trifluormethylsulfinyl)imidanion bestehende Anionkomponente enthielt, verwendet. Die erhaltenen Proben einer Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurden dem im Folgenden angegebenen Test der Schmierfettlebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl unterworfen, um die Lebensdauer jedes Schmierfetts bei Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl zu ermitteln. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Chemische Formel 17
Test der Schmierfettlebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl
Die erhaltene Schmierfettprobe der einzelnen Beispiele wurde in ein Wälzlager 6204 (Innendurchmesser 20 mm × Außendurchmesser 47 mm × Breite 14 mm) zu 38% des gesamten Volumens desselben eingebracht. Danach wurde das Wälzlager bei 180°C und mit 10000 Umin^–1 unter den Bedingungen eines Radialdrucks von 67 N und eines Axialdrucks von 67 N rotiert. Der Zeitraum bis vor dem Auftreten von Festfressen wurde als die Lebensdauer des Schmierfetts bei einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl ermittelt.
Beispiel 3-5
Die Schmierfettzusammensetzung wurde unter Verwendung des Grundöls, des Verdickers und der Polyphenolverbindung mit dem in Tabelle 4 angegebenen Mischungsanteil erhalten. Als die ionische Flüssigkeit, die das Grundöl ist, wurde 1-Hexyl-3-methylimidazolium-bis(trifluormethylsulfinyl)imid (in der folgenden chemischen Formel 18 angegeben, in Tabelle 4 als HME-TFSI beschrieben), hergestellt von Merck Ltd., das die aus dem 1-Hexyl-3-methylimidazoliumkation bestehende Kationkomponente und die aus dem Bis(trifluormethylsulfinyl)imidanion bestehende Anionkomponente enthielt, verwendet. Die erhaltenen Proben einer Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurden dem im Folgenden angegebenen Test der Schmierfettlebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl unterworfen, um die Lebensdauer des Schmierfetts bei einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl zu ermitteln. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Chemische Formel 18
Vergleichsbeispiel 3-1
Mit der Ausnahme, dass kein Polyphenol verwendet wurde, wurde die Schmierfettzusammensetzung durch verarbeiten der Komponenten ähnlich den Beispielen 3-1 bis 3-4 erhalten. Die erhaltene Schmierfettzusammensetzungsprobe wurde dem im Vorhergehenden beschriebenen Test der Schmierfettlebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl unterzogen, um die Lebensdauer des Schmierfetts bei einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl zu ermitteln. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
Vergleichsbeispiel 3-2
Mit der Ausnahme, dass kein Polyphenol verwendet wurde, wurde die Schmierfettzusammensetzung durch Verarbeiten der Komponenten ähnlich Beispiel 3-5 erhalten. Die erhaltene Schmierfettzusammensetzungsprobe wurde dem im Vorhergehenden beschriebenen Test der Schmierfettlebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl unterzogen, um die Lebensdauer des Schmierfetts bei einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl zu ermitteln. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
Vergleichsbeispiele 3-3 bis 3-5
Die Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Beispiele wurde durch Verwendung des Grundöls, des Verdickers und des im Handel erhältlichen Antioxidationsmittels mit den in Tabelle 4 angegebenen Mischungsverhältnissen erhalten. Als ionische Flüssigkeit, die das Grundöl war, wurde 1-Octyl-3-methylimidazolium-bis(trifluormethylsulfinyl)imid (in der im Vorhergehenden beschriebenen chemischen Formel 17 angegeben, in Tabelle 4 als OME-TFSI beschrieben), hergestellt von Merck Ltd., das die aus dem 1-Octyl-3-methylimidazoliumkation bestehende Kationkomponente und die aus dem Bis(trifluormethylsulfinyl)imidanion bestehende Anionkomponente enthielt, verwendet. Die erhaltenen Proben einer Schmierfettzusammensetzung der einzelnen Vergleichsbeispiele wurden dem im Folgenden angegebenen Test der Schmierfettlebensdauer bei hoher Temperatur und hoher Drehzahl unterworfen, um die Lebensdauer jedes Schmierfetts bei einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl zu ermitteln. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
Wie in Tabelle 4 angegeben ist, sind die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 3-1 bis 3-5 als Schmierstoff für ein Lager und dgl., das einer Rotation mit hoher Temperatur und Drehzahl unterworfen wird, verwendbar.
Beispiele 4-1 bis 4-5, Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-2
Eine vorgegebene Menge der einzelnen, in Tabelle 5 angegebenen Additive wurde einem Esteröl (KAOLUBE 268, hergestellt von Kao Corporation, kinematische Viskosität bei 40°C: 30 mm²/s), das als das Schmieröl verwendet wurde, zugesetzt, wobei die Schmierölzusammensetzung der einzelnen Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten wurde. Die vorgegebene Menge der einzelnen unterschiedlichen Arten von Additiven wurde dem Schmieröl zugesetzt, wobei die einzelnen Schmierölzusammensetzungen erhalten wurden. Die Haltbarkeit der einzelnen erhaltenen Schmierölzusammensetzungen bei hoher Temperatur wurde durch Ermitteln der Gewichtsabnahmerate derselben, wenn die einzelnen Schmierölzusammensetzungen bei hoher Temperatur stehen gelassen wurden, beurteilt. Die Schmierölzusammensetzungsproben wurden in einem Bad konstanter Temperatur von 150°C an Luftatmosphäre stehen gelassen. Die Schmierölzusammensetzungen wurden dem Bad konstanter Temperatur entnommen, wenn die Heizzeitraum 500, 1000, 1500, 2000, 2500 und 3000 h erreicht hatte, um die Gewichtsabnahmeraten derselben zu ermitteln. 8 und Tabelle 5 zeigen die Ergebnisse.
Gewichtsabnahmerate = 100 × (Gewicht (g) der Schmierölzusammensetzung vor dem Stehenlassen im Bad konstanter Temperatur – Gewicht (g) der Schmierölzusammensetzung nach Stehenlassen im Bad konstanter Temperatur)/Gewicht (g) der Schmierölzusammensetzung vor dem Stehenlassen im Bad konstanter Temperatur
Wie in 8 und Tabelle 5 gezeigt ist, waren die Gewichtsabnahmeraten der Schmierölzusammensetzungen der Beispiele, die die von Pflanzen abgeleitete Polyphenolverbindung enthielten, besser als die der Vergleichsbeispiele in Bezug auf die Haltbarkeit derselben bei hoher Temperatur.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das fettgeschmierte Lager, in das die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eingebracht ist, kann vorzugsweise als Wälzlager für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, ein Kopiergerät, Haushaltselektrogeräte, Industrieeinrichtungen und dgl.; insbesondere als Wälzlager für elektrische Bauteile und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise einen Wechselstromgenerator, einen Kompressor, eine elektromagnetische Kupplung für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, eine Zwischenumlenkrolle, einen elektromotorischen Lüftermotor und als Lager für Motoren für Industriemaschinen wie einen Motor für ein Ventilationsgebläse, einen Gebläsemotor für eine Brennstoffbatterie, einen Reinigungsmotor, einen Lüftermotor, einen Servomotor, einen Schrittmotor und Motoren für elektrische Geräte, beispielsweise als Anlassermotor für ein Kraftfahrzeug, Servolenkungsmotor, Lenkeinschlagstellmotor, Wischermotor und Fensterhebermotor, verwendet werden. Die Gelenkverbindung, in die die Schmierfettzusammensetzung eingebracht ist, kann vorzugsweise für eine Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Das ölgetränkte Sinterlager gemäß der vorliegenden Erfindung, das mit der Schmierölzusammensetzung getränkt ist, kann vorzugsweise als Lager zur Abstützung von rotierenden Wellen von rotierenden Teilen eines Kopiergeräts, eines Druckers und dgl. verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: fettgeschmiertes Lager (Rillenkugellager)
2: Innenring
3: Außenring
4: Wälzelement
5: Käfig
6: Dichtelement
7: Schmierfettzusammensetzung
8a: Öffnungen an beiden Enden
8b: Öffnungen an beiden Enden
9: Verkleidung
10: Stator
11: rotierende Welle
12: Wicklung
13: Rotor
14: Kommutator
15: Bürstenhalterung
16: Bürste
17: Endrahmen
18: Rahmen
19: Rahmen
20: Rotor
21: rotierende Welle des Rotors
22: Rotorspule
23: Stator
24: Statorspule
25: Riemenscheibe
26: Gleichlaufgelenk für Kardanwelle
27: Innenring
28: Außenring
29: Käfig
30: Stahlkugel
31: Welle
32: Manschette
33: Schmierfettzusammensetzung
34: Kardangelenk für Kardanwelle
35: erstes Joch
36: Kreuzgelenkelement
37: zweites Joch
38: Kardanwelle
39: Fixierwalze
39a: Wellenbereich
40: Halogenheizvorrichtung
41: Wälzlager (Rillenkugellager)
42: Innenring
43: Außenring
44: Wälzelement
45: Käfig
46: Dichtelement
47: Schmierfettzusammensetzung
48: Rahmen
51: ölgetränktes Sinterlager (einschließlich Probe)
52: Welle
53: Lagervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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JP 2005-42102 [0019]
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JP 2002-327759 [0019]
JP 09-118824 [0019]

Claims

Schmierfettzusammensetzung, die ein aus einem Grundöl und einem Verdicker bestehendes Basisschmierfett und ein dem Basisschmierfett zugesetztes Additiv umfasst, wobei das Additiv mindestens eine Verbindung umfasst, die aus von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen Tannin sind.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen Gallussäure, Ellagsäure, Chlorogensäure, Kaffeinsäure, Curcumin und Quercetin oder ein Derivat von einer der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen sind.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei ein Derivat der Gallussäure Ethylgallat ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei jede der durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen mehrere Hydroxylgruppen in einem Molekül derselben aufweist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen Chinasäure oder ein Derivat derselben sind.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Mischungsanteil für jede der Verbindungen 0,05 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Basisschmierfetts beträgt.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die kinematische Viskosität des Grundöls 10 bis 100 mm²/s bei 40°C beträgt.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Grundöl mindestens ein Öl ist, das aus einem Alkyldiphenyletheröl, einem Esteröl und einem Poly-α-olefinöl ausgewählt ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Verdicker eine Verbindung auf Harnstoffbasis ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Verdicker eine Metallseife ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Grundöl eine aus einer Kationkomponente und einer Anionkomponente bestehende ionische Flüssigkeit enthält.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 12, wobei die Kationkomponente ein Imidazoliumkation ist und die Anionkomponente ein Bis(trifluormethylsulfinyl)imidanion ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 12, wobei der Verdicker Fluorharzteilchen sind.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Grundöl ein Perfluorpolyetheröl ist und der Verdicker Fluorharzteilchen sind.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Fluorharzteilchen Polytetrafluorethylen-Harzteilchen sind.
Fettgeschmiertes Lager, in das eine Schmierfettzusammensetzung eingebracht ist und wobei die Schmierfettzusammensetzung wie in Anspruch 1 definiert ist.
Fettgeschmiertes Lager nach Anspruch 17, umfassend einen Innenring, einen Außenring, mehrere, zwischen dem Innenring und dem Außenring befindliche Wälzelemente und ein Dichtelement, das an an beiden axialen Enden des Innenrings und des Außenrings befindlichen Öffnungen angebracht ist zum dichten Einschließen der Schmierfettzusammensetzung auf Umfangsbereichen der Wälzelemente.
Fettgeschmiertes Lager nach Anspruch 18, wobei es sich um ein Rillenkugellager handelt.
Fettgeschmiertes Lager nach Anspruch 17, wobei es sich um ein Wälzlager zur Verwendung in Motoren von Industriemaschinen oder Elektrogeräten handelt.
Fettgeschmiertes Lager nach Anspruch 17, wobei es sich um ein Wälzlager zur Verwendung in elektrischen Bauteilen und Hilfsmaschinen eines Kraftfahrzeugs handelt.
Fettgeschmiertes Lager nach Anspruch 17, wobei es sich um ein Wälzlager zur Verwendung in einer Fixierwalze eines Kopiergeräts handelt.
Gelenkkupplung für eine Kardanwelle zur Übertragung eines Drehmoments, das von einem Getriebe auf die Kardanwelle übertragen wird, wobei eine Schmierfettzusammensetzung nach der Definition in Anspruch 1 in das Innere der Gelenkkupplung eingebracht ist.
Schmierölzusammensetzung, die durch Tränken in ein Sinterformteil-Lager zur Gewinnung eines ölgetränkten Sinterlagers eingebracht ist, wobei die Schmierölzusammensetzung aus einem Schmieröl und einem diesem zugesetzten Additiv besteht; und wobei das Additiv mindestens eine Verbindung umfasst, die aus von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen und durch Zersetzung derselben gebildeten Verbindungen ausgewählt ist.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 24, wobei jede der durch Zersetzung der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen gebildeten Verbindungen mehrere Hydroxylgruppen in einem Molekül derselben aufweist.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 24, wobei die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen Tannin sind.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 24, wobei die von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen im Wesentlichen aus Verbindungen bestehen, die aus Gallussäure, Chlorogensäure, Kaffeinsäure, Curcumin und Quercetin und einem Derivat von einer der von Pflanzen abgeleiteten Polyphenolverbindungen ausgewählt sind.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 27, wobei ein Derivat der Gallussäure Ethylgallat ist.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 24, wobei der Mischungsanteil von jeder der Verbindungen 0,05 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierölzusammensetzung, beträgt.
Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 24, wobei das Schmieröl mindestens ein Öl ist, das aus einem Esteröl und einem Poly-α-olefinöl ausgewählt ist.
Ölgetränktes Sinterlager, das durch Tränken eines Sinterformteil-Lagers mit einer Schmierölzusammensetzung hergestellt wurde, wobei die Schmierölzusammensetzung wie in Anspruch 24 definiert ist.