DE112017001001T5 - Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk bereitgestellt, die die Abnutzung des Kugelsitzes in einem Gleitbereich verringern kann, und außerdem eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit einem Staubschutz aufweist. Die Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk umfasst ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und ein Additiv. Das Grundöl enthält ein Ethylen-α-olefin-Copolymer, und die kinetische Viskosität des Grundöls bei 40 °C beträgt 2.000 bis 6.000 mm2/s. Das Additiv enthält ein polares Wachs (z.B. Monoamidwachs oder Esterwachs).
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk.
- Allgemeiner Stand der Technik
- Kugelgelenke sind Komponenten, die als Gelenk dienen und zum Beispiel in Automobilen für die Steuervorrichtung zum Ändern der Richtung des Fahrzeugs, den Aufhängevorrichtungen zur Stützung der Fahrzeugkarosserie und anderen Gelenkkomponenten eingesetzt werden.
-
1 zeigt einen Querschnitt von einer repräsentativen Struktur eines Kugelgelenks. Das Kugelgelenk umfasst: einen Kugelzapfen 1, der einen Zapfenteil aufweist, der sich in die axiale Richtung erstreckt, und einen Kugelteil, der in der axialen Richtung durch einen dünneren Teil mit dem Zapfenteil verbunden ist; einen Kugelsitz 2, der den Kugelteil des Kugelzapfens drehbar und schwingbar hält; ein röhrenförmiges Gehäuse 3 mit einem geschlossenen Boden, das den Kugelsitz aufnimmt; und einen Staubschutz 4, der auf einer Abdeckungsnut sitzt, die um das Öffnungsende des Gehäuses angebracht ist. - Während der Kugelteil des Kugelgelenks gleitet, wird der Kugelsitz 2 allmählich abgenutzt. Aus diesem Grund wird eine Schmierfettzusammensetzung auf den Gleitbereich aufgetragen. Diese Schmierfettzusammensetzung muss eine Schmierfettzusammensetzung sein, mit der die Abnutzung des Kugelsitzes gering ist.
- Der Staubschutz 4 wird bereitgestellt, um das Eindringen von Staub, Schmutzwasser und dergleichen von außen zu verhindern, und die Schmierfettzusammensetzung wird darin eingeschlossen. Hier kann, je nach Art der eingeschlossenen Schmierfettzusammensetzung, der Staubschutz anschwellen oder schrumpfen oder brechen. Wenn der Staubschutz bricht, dringt fremde Materie, wie z.B. Staub und Schmutzwasser, von außen in den Gleitbereich ein. Aus diesem Grund muss die Schmierfettzusammensetzung eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit dem Staubschutz aufweisen.
- In den letzten Jahren wurde die Größe von Kugelgelenken verringert und der Flächendruck im Gleitbereich wurde erhöht. Daher sind die Anforderungen an die Schmierfähigkeit höher als die Anforderungen an die Schmierfähigkeit von herkömmlichen Schmierfettzusammensetzungen. Neben einer ausgezeichneten Schmierfähigkeit ist es auch notwendig, die anderen allgemeinen Eigenschaften, wie z.B. die Verträglichkeit mit dem Staubschutz, zu erfüllen.
- Als herkömmliche Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk beschreibt Patentliteratur 1 (
Japanische Patentanmeldung-Auslegeschrift Nr. Hei 6-240274 - Auch Patentliteratur 2 (
Japanische Patentschrift Nr. 4199109 - Bezugszeichenliste
- Patentliteratur
- Patentliteratur 1:
Japanische Patentanmeldung-Auslegeschrift Nr. Hei 6-240274 - Patentliteratur 2:
Japanische Patentschrift Nr. 4199109 - Kurzdarstellung der Erfindung
- Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schmierfettzusammensetzung bereitzustellen, die die Abnutzung eines Kugelsitzes in einem Gleitbereich verringern kann, und die außerdem eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit einem Staubschutz aufweist.
- Mittel zur Lösung des Problems
- Die betreffenden Erfinder haben seriöse Studien durchgeführt und herausgefunden, dass das vorstehend genannte Problem durch eine Schmierfettzusammensetzung mit einer ausgewählten Art und kinetischer Viskosität des Grundöls, und einer ausgewählten Art von Additiv gelöst werden kann. Als Resultat haben die betreffenden Erfinder die vorliegende Erfindung fertiggestellt.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend konkret zusammengefasst.
- (1) Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk, umfassend:
- ein Grundöl;
- ein Verdickungsmittel; und
- ein Additiv,
- wobei das Grundöl ein Ethylen-α-olefin-Copolymer enthält, und die kinetische Viskosität des Grundöls bei 40°C 2.000 bis 6.000 mm2/s beträgt, und
- das Additiv ein polares Wachs enthält.
- (2) Schmierfettzusammensetzung nach (1), wobei das polare Wachs mindestens eines ausgewählt aus einem Monoamidwachs und einem Esterwachs ist.
- (3) Schmierfettzusammensetzung nach (1) oder (2), wobei das polare Wachs mindestens eines ausgewählt aus Stearinsäureamid und hydriertem Rizinusöl ist.
- (4) Schmierfettzusammensetzung nach einem von (1) bis (3), wobei die kinetische Viskosität von dem Ethylen-α-olefin-Copolymer bei 40°C 2.000 bis 40.000 mm2/s beträgt.
- (5) Schmierfettzusammensetzung nach einem von (1) bis (4), wobei der Anteil des Ethylen-α-olefin-Copolymers 70 Masse-% oder mehr beträgt, basierend auf der Gesamtmenge des Grundöls.
- (6) Schmierfettzusammensetzung nach einem von (1) bis (5), wobei der Anteil des polaren Wachses 1 bis 20 Masse-% beträgt, basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung.
- (7) Schmierfettzusammensetzung nach einem von (1) bis (6), wobei das Additiv weiterhin mindestens ein festes Schmiermittel enthält, ausgewählt aus Polytetrafluorethylen und Melamincyanurat.
- Vorteile der Erfindung
- Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist herkömmlichen Schmierfettzusammensetzungen hinsichtlich der Schmierfähigkeit (Harzschmierfährigkeit) zwischen einem Kugelzapfen und einem Kugelsitz (z.B. ein Harzkugelsitz) überlegen. Zusätzlich zu der vorstehenden Schmierfähigkeit kann die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gleichzeitig auch andere Eigenschaften, wie z.B. die Verträglichkeit mit einem Staubschutz, die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedrigen Temperaturen und die Frequenzabhängigkeit erfüllen.
- Figurenliste
-
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1 ist ein Querschnitt, der eine repräsentative Struktur eines Kugelgelenks zeigt. - Beschreibung der Ausführungsform
- [Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk]
- Eine Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk der vorliegenden Erfindung enthält ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und ein Additiv. Jede Komponente wird nachstehend beschrieben.
- (Grundöl)
- In der vorliegenden Erfindung enthält das Grundöl mindestens ein Ethylen-α-olefin-Copolymer, um die Schmierfähigkeit für ein Kugelgelenk zu verbessern, indem die Abnutzung seines Kugelsitzes (Harz- oder Elastomerelement) aufgrund des Gleitens seines Kugelzapfens (Metallelement) und des Kugelsitzes (Harz- oder Elastomerelement) relativ zueinander reduziert wird. Indem ein Ethylen-α-olefin-Copolymer benutzt wird, wird die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur ausgezeichnet. Mit dem Ethylen-α-olefin-Copolymer kann außerdem die Frequenzabhängigkeit erfüllt werden. Das Ethylen-α-olefin-Copolymer wird als Grundöl einer Schmierfettzusammensetzung, das in ein Kugelgelenk für ein Automobil eingeschlossen wird, bevorzugt.
- Das Ethylen-α-olefin-Copolymer ist nicht besonders eingeschränkt, solange es ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit drei oder mehr Kohlenstoffatomen ist. Beispiele für das α-Olefin umfassen lineare und verzweigte α-Olefine, wie z.B. Octen, Deken und Dodecan. Eines dieser α-Olefine kann benutzt werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination miteinander benutzt werden.
- Die kinetische Viskosität des Ethylen-α-olefin-Copolymers bei 40 °C ist nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 2.000 bis 40.000 mm2/s, zum Beispiel und vorzugsweise 3.000 bis 35.000 mm2/s (z.B. 4.000 bis 30.000 mm2/s), insbesondere 5.000 bis 25.000 mm2/s (z.B. 6.000 bis 20.000 mm2/s), und besonders bevorzugt 7.000 bis 17.000 mm2/s (z.B. 9.850 bis 15.000 mm2/s). Da die kinetische Viskosität des Ethylen-α-olefin-Copolymers bei 40 °C innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann nicht nur die Schmierfähigkeit, sondern auch die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedrigen Temperaturen verbessert werden. Es ist zu beachten, dass die kinetische Viskosität bei 40 °C durch ein Verfahren, das mit JIS K 2283 übereinstimmt, gemessen wird.
- Das Grundöl kann aus dem Ethylen-α-olefin-Copolymer allein, oder aus einer Kombination des Ethylen-α-olefin-Copolymers und einem anderen Grundöl hergestellt werden. Der Anteil des Ethylen-α-olefin-Copolymers basierend auf der Gesamtmenge des Grundöls ist nicht besonders eingeschränkt, aber beträgt vorzugsweise 60 Gew.-% oder mehr (z.B. 65 bis 95 Gew.-%), und insbesondere 70 Gew.-% oder mehr (z.B. 70 bis 90 Gew.-%).
- Als Grundöl, das nicht ein Ethylen-α-olefin-Copolymer ist, können verschiedene synthetische Öle benutzt werden, wie z.B. synthetische Kohlenwasserstofföle (z.B. ein Poly-α-olefin, wie z.B. Poly(1-decen) und Polybuten), auf Ether basierende synthetische Öle (z.B. Alkyldiphenylether und Polypropylenglykol), auf Ester basierende synthetische Öle (z.B. Diester und Polyolester), Silikonöle und fluorierte Öle. Eines dieser Grundöle kann benutzt werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination miteinander benutzt werden. Von diesen Grundölen werden die synthetischen Kohlenwasserstofföle bevorzugt, und das Poly-α-olefin (PAO), wie z.B. Poly(1-decen) wird besonders bevorzugt.
- Die kinetische Viskosität des Grundöls, das nicht ein Ethylen-α-olefin-Copolymer ist, ist bei 40 °C nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 10 bis 200 mm2/s, zum Beispiel und vorzugsweise 15 bis 100 mm2/s und insbesondere 19 bis 50 mm2/s.
- In Bezug auf die Schmierfähigkeit muss eine bestimmte Dicke des Ölfilms gewährleistet sein, und die kinetische Viskosität des Grundöls als Ganzes ist wünschenswerterweise hoch. Darüber hinaus muss in Bezug auf die Schmierfähigkeit das Komplexmodul hoch sein, und die kinetische Viskosität des Grundöls als Ganzes ist wünschenswerterweise hoch. Daher muss die kinetische Viskosität des Grundöls bei 40 °C mindestens 2.000 mm2/s oder mehr betragen, und beträgt vorzugsweise 2.200 mm2/s oder mehr, besonders bevorzugt 2.400 mm2/s oder mehr, und ganz besonders bevorzugt 2.600 mm2/s oder mehr.
- Andererseits ist in Bezug auf die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur die kinetische Viskosität des Grundöls als Ganzes wünschenswerterweise gering. Daher muss die kinetische Viskosität des Grundöls bei 40 °C mindestens 6.000 mm2/s oder weniger betragen, und beträgt vorzugsweise 5.500 mm2/s oder weniger und insbesondere 5.400 mm2/s oder weniger.
- Der Anteil des Grundöls basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung ist nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, zum Beispiel und vorzugsweise 70 bis 98 Gew.-%, insbesondere 80 bis 95 Gew.-%, und besonders bevorzugt 89 bis 93 Gew.-%.
- (Verdickungsmittel)
- In der vorliegenden Erfindung ist jedes Verdickungsmittel nutzbar. Beispiele für das Verdickungsmittel sind unter anderem Seifenverdicker, Harnstoffverdicker (z.B. aliphatischer Diharnstoff, alicyclischer Diharnstoff und aromatischer Diharnstoff), anorganische Verdickungsmittel (z.B. organophiler Ton und Kieselsäure), organische Verdickungsmittel (z.B. Polytetrafluorethylen) und dergleichen. Eines dieser Verdickungsmittel kann benutzt werden, oder zwei oder mehrere davon können in Kombination miteinander benutzt werden. Von diesen Verdickungsmittel werden die Seifenverdicker und die aliphatischen Diharnstoffverdicker (z.B. ein Reaktionsprodukt aus 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und aliphatischem Amin (wie z.B. Octylamin und/oder Stearylamin)) bevorzugt, und die Seifenverdicker werden besonders bevorzugt.
- Die Seifenverdicker enthalten ein Alkalimetallsalz (wie z.B. Lithiumsalz oder Natriumsalz) oder ein Erdalkalimetallsalz (wie z.B. Calciumsalz) einer Fettsäure als Basis. Ein bevorzuger Seifenverdicker ist ein Lithiumseifenverdicker, der ein Lithiumsalz einer Fettsäure als Basis enthält.
- Beispiele für den Lithiumseifenverdicker umfassen eine Lithiumseife (z.B. ein Lithiumsalz einer höheren Fettsäure (z.B. Lithiumstearat oder Lithiumhydroxystearat)), eine Lithiumkomplexseife (z.B. ein Komplexsalz von einem Lithiumsalz einer höheren Fettsäure (z.B. Lithiumstearat oder Lithiumhydroxystearat) und ein Lithiumsalz einer Diprotonsäure) und dergleichen.
- Von diesen Lithiumseifenverdickern werden Lithiumstearat und Lithiumhydroxystearat bevorzugt, und Lithiumhydroxystearat wird besonders bevorzugt. Im Vergleich zu Lithiumstearat kann Lithiumhydroxystearat dieselbe Penetration in einer kleineren Menge erreichen. Dementsprechend kann Lithiumhydroxystearat den Rührwiderstand des Verdickungsmittels verringern, und somit für eine gute Leistung bei niedrigem Drehmoment sorgen.
- Der Anteil des Verdickungsmittels basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung ist nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 10 Gew.-% und weniger, zum Beispiel und vorzugsweise 1 bis 8 Gew.-%, und insbesondere 2 bis 5 Gew.-%.
- (Additiv)
- Polares Wachs
- In der vorliegenden Erfindung enthält das Additiv mindestens ein polares Wachs, um zusätzlich zu der Schmierfähigkeit die Verträglichkeit mit einem Staubschutz (z.B. Chlorpropenkautschuk-Staubschutz) zu erfüllen. Es muss beachtet werden, dass wenn kein Wachs in die Schmierfettzusammensetzung gemischt wird, oder ein unpolares Wachs in der Schmierfettzusammensetzung enthalten ist, der Weichmacher in dem Staubschutzmaterial in das Schmiermittel eluiert wird, wodurch der Staubschutz schrumpft und erhärtet. Dadurch wird es unmöglich die Verträglichkeit mit dem Staubschutz ausreichend zu erfüllen.
- Das polare Wachs ist nicht besonders eingeschränkt, aber Beispiele davon umfassen ein Monoamidwachs (ein Wachs, das eine einzelne Amidbindung aufweist), ein Esterwachs (ein Wachs, das mindestens eine Esterbindung aufweist), ein Ketonwachs, ein oxidiertes Polyethylenwachs und Kombinationen davon. Von diesen Wachsen wird/werden das Monoamidwachs und/oder das Esterwachs bevorzugt. Wenn die Kombination aus dem Monoamidwachs und dem Esterwachs benutzt wird, ist das Verhältnis (Massenverhältnis) zwischen dem Monoamidwachs und dem Esterwachs auswählbar in dem Bereich von 1:99 bis 99:1, zum Beispiel und vorzugsweise 10:90 bis 90:10, und insbesondere 20:80 bis 80:20.
- Beispiele des Monoamidwachses umfassen höhere Fettsäureamide, z.B. Stearinsäureamid, Ölsäureamid, Kombinationen davon und dergleichen. Beispiele des Esterwachses umfassen höhere Fettsäureester, z.B. Montansäureester, hydriertes Rizinusöl und dergleichen. Von den polaren Wachsen wird mindestens eines ausgewählt aus Stearinsäureamid und hydriertem Rizinusöl bevorzugt, und hydriertes Rizinusöl wird besonders bevorzugt.
- Der Anteil des polaren Wachses basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung (der Gesamtanteil wenn mehrere polare Wachse benutzt werden) ist nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, zum Beispiel und vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-%, und insbesondere 3 bis 10 Gew.-% (z.B. 5 bis 10 Gew.-%). Wenn der Anteil des polaren Wachses zu gering ist, ist die Menge des Wachses, das in das Staubschutzmaterial eindringt, nicht ausreichend. Das kann dazu führen, dass das Schrumpfen des Staubschutzes nicht unterdrückt wird. Wenn der Anteil des polaren Wachses zu hoch ist, wird das Schmierfett hart. Dies kann die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedrigen Temperaturen verschlechtern.
- Andere Additive
- Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu dem polaren Wachs weiterhin andere Additive enthalten. Die anderen Additive sind nicht besonders eingeschränkt, solange sie die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht blockieren, und Beispiele dafür sind unter anderem ein festes Schmiermittel, ein Antioxidans, ein Rosthemmer, ein Metallkorrosionsinhibitor, ein Schmierfähigkeitsmittel, ein Antiverschleißmittel, ein Extremdruckmittel und dergleichen. Eines dieser Additive kann benutzt werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination miteinander benutzt werden. Von diesen Additiven werden das feste Schmiermittel und das Antioxidans bevorzugt.
- (B1) Festes Schmiermittel
- Das feste Schmiermittel in die Schmierfettzusammensetzung zu mischen kann die Schmierfähigkeit weiter verbessern. Als festes Schmiermittel können verschiedene feste Schmiermittel, wie z.B. auf Fluor basierte, auf Schwefel basierte, und auf Kohlenstoff basierte feste Schmiermittel benutzt werden. Beispiele sind unter anderem Polytetrafluorethylen, Melamincyanurat, Molybdenumdisulfid, Graphit und dergleichen. Eines dieser festen Schmiermittel kann benutzt werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination miteinander benutzt werden. Von diesen festen Schmiermitteln wird mindestens eines ausgewählt aus Polytetrafluorethylen und Melamincyanurat bevorzugt, und eine Kombination aus Polytetrafluorethylen und Melamincyanurat wird besonders bevorzugt. In dieser Kombination ist das Verhältnis (Masseverhältnis) zwischen dem Polytetrafluorethylen und Melamincyanurat auswählbar in dem Bereich von 30:70 bis 70:30 (= Ersteres:Letzeres), zum Beispiel und vorzugsweise 40:60 bis 60:40 (z.B. 50:50 bis 60:40).
- Der Anteil des festen Schmiermittels basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung (der Gesamtanteil wenn mehrere feste Schmiermittel benutzt werden) ist nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, zum Beispiel und vorzugsweise 0,5 bis 8 Gew.-%, und insbesondere 1 bis 5 Gew.-%.
- (B2) Antioxidans
- Als Antioxidans können zum Beispiel Komponenten, die bekanntermaßen die oxidative Zersetzung von Schmiermittel unterdrücken, benutzt werden, wie z.B. ein auf Phenol basiertes Antioxidans und ein auf Amin basiertes Antioxidans. Eines von dem auf Phenol basierten Antioxidans und dem auf Amin basierten Antioxidans kann benutzt werden, aber sie werden vorzugsweise in Kombination miteinander benutzt. In dieser Kombination ist das Verhältnis (Masseverhältnis) zwischen dem auf Phenol basierten Antioxidans und dem auf Amin basierten Antioxidans auswählbar in dem Bereich von 30:70 bis 70:30 (= Ersteres:Letzeres), zum Beispiel und vorzugsweise 40:60 bis 60:40 (z.B. 50:50 bis 60:40).
- Als das auf Phenol basierte Antioxidans wird Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat bevorzugt. Als das auf Amin basierte Antioxidans wird Alkyldiphenylamin bevorzugt.
- Der Anteil des Antioxidans basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung (der Gesamtanteil wenn mehrere Antioxidantien benutzt werden) ist nicht besonders eingeschränkt, aber ist auswählbar in dem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, zum Beispiel und vorzugsweise 0,5 bis 8 Gew.-%, und insbesondere 1 bis 5 Gew.-%.
- (Penetration)
- Die Walkpenetration der Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beträgt 250 bis 350, zum Beispiel und vorzugsweise 280 bis 320 (z.B. 300 bis 320). Es ist zu beachten, dass die Walkpenetration ein Wert ist, der unmittelbar nach dem 60-maligen Hin- und Hermischen der Probe mit einem speziellen Mischer, wie in JIS K 2220 definiert, gemessen wird.
- [Kugelgelenk]
- Das Kugelgelenk weist eine Struktur auf, in der die vorstehende Schmierfettzusammensetzung eingeschlossen wird.
- Das Kugelgelenk umfasst zum Beispiel wie in
1 dargestellt: einen Kugelzapfen1 , der einen Zapfenteil aufweist, der sich in die axiale Richtung erstreckt, und einen Kugelteil, der in der axialen Richtung durch einen dünneren Teil (Verbindungsteil) mit dem Zapfenteil verbunden ist; einen Kugelsitz2 , der den Kugelteil des Kugelzapfens drehbar und schwingbar hält; ein röhrenförmiges Gehäuse3 mit einem geschlossenen Boden, das den Kugelsitz aufnimmt; und einen Staubschutz4 , der auf einer Abdeckungsnut sitzt, die um das Öffnungsende des Gehäuses angebracht ist. - Das Material des Kugelzapfens
1 ist ein Metall, und die Art des Metalls umfasst Stahl. Das Material des Kugelsitzes2 ist ein Harz oder ein Elastomer. Die Art des Harzes umfasst: Rohstoffharze, wie z.B. Polyethylen (PE); technische Kunststoffe, wie z.B. Polyacetal (POM), Polyamid (PA) und Polycarbonat (PBT); supertechnische Kunststoffe, wie z.B. Polyamid-imid (PAI), Polyether-etherketon (PEEK) und Polyphenylensulfid (PPS); und dergleichen. Die Art des Elastomers umfasst Polyesterelastomer, Polyurethanelastomer und dergleichen. - In dem vorstehenden Kugelgelenk gleiten der Kugelzapfen
1 und der Kugelsitz2 relativ zueinander. Da das Material des Kugelzapfens1 ein Metall ist, und das Material des Kugelsitzes2 ein Harz oder ein Elastomer ist, wird der Kugelsitz abgenutzt, wenn sie relativ zu einander gleiten. Die vorstehende Schmierfettzusammensetzung kann zum Beispiel zwischen dem Kugelzapfen und dem Kugelsitz eingeschlossen werden. Dieses Einschließen kann die Abnutzung des Kugelsitzes deutlich verringern. - Das Material des Staubschutzes
4 ist ein Kautschuk (wie z.B. Chloroprenkautschuk) oder ein Elastomer (wie z.B. Polyurethanelastomer). Wenn eine herkömmliche Schmierfettzusammensetzung in den Staubschutz eingeschlossen wird, wird der Staubschutz anschwellen oder schrumpfen oder brechen. Dies stellt insofern ein Problem dar, dass fremde Materie, wie z.B. Staub und Schmutzwasser, von außen in den Gleitbereich eindringt. Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann das Anschwellen oder Schrumpfen des Staubschutzes jedoch unterdrücken, und kann daher in den Staubschutz eingeschlossen werden, um das Schmierfett im Gleitbereich zu liefern, und um die Form des Staubschutzes zu erhalten. - Es ist zu beachten, dass die Struktur des Kugelgelenks nicht auf die Struktur, die in
1 dargestellt ist, beschränkt ist. Fachmänner können diverse Änderungen am Design vornehmen. Zum Beispiel kann der Kugelsitz auch aus zwei Teilen (einem Lagersitz und einem Dämpfersitz) bestehen. Die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist in Kugelgelenken mit verschiedenen Strukturen anwendbar. - Wie vorstehend beschrieben kann die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung die Abnutzung eines Kugelsitzes in einem Gleitbereich unterdrücken, und weist außerdem eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit einem Staubschutz auf, und wird daher vorzugsweise als eine Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk benutzt. Außerdem weist die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur auf. Darüber hinaus kann die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung die Frequenzabhängigkeit erfüllen. Daher ist die Schmierfettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als eine Schmierfettzusammensetzung zur Verwendung mit einem Kugelgelenk für ein Automobil benutzbar.
- [Beispiele]
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen detailliert beschrieben. Gleichwohl wird die vorliegende Erfindung durch diese Beispiele nicht eingeschränkt.
- <Testfett>
- Lithiumseifenfett
- (Beispiele 1 bis 4 und 6 bis 8, und Vergleichende Beispiele 1 und 2)
- In jedem der Grundöle, die in Tabelle 1 und Tabelle 2 beschrieben werden, wurde eine Lithiumseife gemischt, erhitzt und gelöst, und anschließend gekühlt, um ein Basisfett zu erhalten. Ein Wachs wurde in einer vorbestimmten Menge in das Grundöl gemischt, und die resultierende Mischung wurde zu dem Basisfett hinzugefügt und gut gemischt. Weiterhin wurden vorbestimmte Mengen von Antioxidantien zu dem Basisfett hinzugefügt und gut gemischt. Zuletzt wurde das Basisfett mit einer Drei-Walzen-Mühle geknetet, um eine Schmierfettzusammensetzung mit einer Walkpenetration von 300 (JIS K 2220) zu erzeugen.
- (Beispiel 9)
- In dem Grundöl, das in Tabelle 1 beschrieben wird, wurde die Lithiumseife gemischt, erhitzt und gelöst, und anschließend gekühlt, um ein Basisfett zu erhalten. Ein Wachs wurde in einer vorbestimmten Menge in das Grundöl gemischt, und die resultierende Mischung wurde zu dem Basisfett hinzugefügt und gut gemischt. Weiterhin wurden vorbestimmte Mengen von festen Schmiermitteln und die vorbestimmten Mengen der Antioxidantien zu dem Basisfett hinzugefügt und gut gemischt. Zuletzt wurde das Basisfett mit einer Drei-Walzen-Mühle geknetet, um eine Schmierfettzusammensetzung mit einer Walkpenetration von 300 (JIS K 2220) zu erzeugen.
- Harnstofffett
- (Beispiel 5)
- In dem Grundöl, das in Tabelle 1 beschrieben wird, wurden Diphenylmethandiisocyanat und Amine (Octylamin und Stearylamin) miteinander reagiert, erhitzt und gekühlt, um ein Basisfett zu erhalten. Ein Wachs wurde in einer vorbestimmten Menge in das Grundöl gemischt, und die resultierende Mischung wurde zu dem Basisfett hinzugefügt und gut gemischt. Weiterhin wurden die vorbestimmten Mengen der Antioxidantien zu dem Basisfett hinzugefügt und gut gemischt. Zuletzt wurde das Basisfett mit einer Drei-Walzen-Mühle geknetet, um eine Schmierfettzusammensetzung mit einer Walkpenetration von 300 (JIS K 2220) zu erzeugen.
- <Harzschmierfähigkeit>
- Jedes Testfett wurde auf eine Metallscheibe (AISI 52100 Stahl) aufgetragen, und ein Schieber (Polyacetal) wurde unter den folgenden Testbedingungen auf der Scheibe bewegt, um einen SRV-Test (der ASTM D7420-10 entspricht) durchzuführen. Die Harzschmierfähigkeit von jedem Testfett wurde auf Basis der folgenden Bestimmungskriterien bewertet.
- (Testbedingungen) Temperatur: 50 °C, Amplitude: 0,1 mm, Frequenz: 50 Hz, Dauer: 12 Std.
- Last: Zuerst 50 N für 30 Sekunden als Vorkonditionierungstest, und anschließend wird auf 1.500 N erhöht.
- (Bestimmungskriterien) Eine Abnutzungsmenge von 1,0 mg oder weniger wurde als bestanden bestimmt, und eine Abnutzungsmenge von mehr als 1,0 mg wurde als nicht bestanden bestimmt.
- 0,4 mg oder weniger: ⊚ (bestanden)
- Mehr als 0,4 mg und 0,1 mg oder weniger: ◯ (bestanden)
- Mehr als 1,0 mg: × (nicht bestanden)
- <Verträglichkeit mit Staubschutz (CR-Materialverträglichkeit)>
- Jedes Testfett wurde unter den folgenden Testbedingungen einem Boot-Material-Eintauchtest unterzogen. Die Volumenänderung von einem CR (Chloropren-Kautschuk) Material vor und nach dem Eintauchen wurde gemessen, und die Verträglichkeit mit dem Staubschutz wurde auf Basis der folgenden Bestimmungskriterien bewertet.
- (Testbedingungen) Prüfstück: CR-Kautschuk, Temperatur: 120 °C, Dauer: 168 Std. (Bestimmungskriterien) Jedes Testfett mit einer Volumenänderungsrate innerhalb von ± 15,0 % wurde als bestanden bestimmt, und jedes Testfett mit einer Volumenänderungsrate außerhalb von ± 15,0 % wurde als nicht bestanden bestimmt.
- Innerhalb von ± 10,0 %: ⊚ (bestanden)
- Außerhalb von ± 10,0 und innerhalb von ± 15,0 %: ◯ (bestanden)
- Außerhalb von ± 15,0 %: × (nicht bestanden)
- <Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur>
- Jedes Testfett wurde einer Wechseltorsionsprüfung bei niedriger Temperatur (JIS K 2220 18.) unter den folgenden Testbedingungen unterzogen, und die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur wurde auf Basis der folgenden Bestimmungskriterien bewertet.
- (Testbedingungen) Temperatur: -30 °C
- (Bestimmungskriterien) Ein Startdrehmoment von 500 mN·m oder weniger und ein Rotationsdrehmoment von 300 mN·m oder weniger wurden als bestanden bestimmt, während ein Startdrehmoment von mehr als 500 mN·m und ein Rotationsdrehmoment von mehr als 300 mN·m als nicht bestanden bestimmt wurden.
- Ein Startdrehmoment von 400 mN·m oder weniger und ein Rotationsdrehmoment von 240 mN·m oder weniger: ⊚ (bestanden)
- Ein Startdrehmoment von mehr als 400 mN·m und 500 mN·m oder weniger und ein Rotationsdrehmoment von 240 mN·m und 300 mN·m oder weniger: ◯ (bestanden)
- Ein Startdrehmoment von mehr als 500 mN·m und ein Rotationsdrehmoment von mehr als 300 mN·m: × (nicht bestanden) [Tabelle 1]
Bsp.1 Bsp.2 Bsp.3 Bsp.4 Bsp.5 Verdicker (Masse-% in Fett) Lithiumhydroxystearat 2 2 2 2 - Aliphatischer Diharnstoff - - - - 6 Grundöl (Masse-% des Grundöls basierend auf der Gesamtmenge des Grundöls (100 %)) Ethylen-α-olefincopolymer 380 mm2/s @ 40 °C - - - - - Ethylen-α-olefincopolymer 9.850 mm2/s @ 40 °C 70 75 90 75 75 Ethylen-α-olefincopolymer 45.000 mm2/s @ 40 °C - - - - - Poly-α-olefin 19 mm2/s @ 40 °C 30 25 10 - 25 Poly-α-olefin 1.240 mm2/s @ 40 °C - - - - - Polybuten 19,4 mm2/s @ 40 °C - - - 25 - Polybuten 160.000 mm2/s @ 40 °C - - - - - Grundöl kinetische Viskosität @ 40 °C mm2/s 2.200 2.600 5.400 3.000 2.600 Additiv (Masse-% in Fett) Stearinsäureamid - - - - - Hydriertes Rizinusöl 5 5 5 5 5 Polyethylenwachs - - - - - PTFE (Polytetrafluorethylen) - - - - - MCA (Melamincyanurat) - - - - - Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat 1 1 1 1 1 Alkyldiphenylamin 1 1 1 1 1 Harzschmierfähigk eit SRV-Testauswertung ◯ ◯ ⊚ ◯ ◯ Verträglichkeit mit Staubschutz (CR-Materialverträglichkeit) Bewertung des Boot-Material-Eintauchtests ⊚ ⊚ ⊚ ⊚ ⊚ Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur Bewertung der Wechseltorsionsprüfung bei nierdiger Temperatur ⊚ ⊚ ◯ ◯ ⊚ Bsp.6 Bsp.7 Bsp.8 Bsp.9 Verdicker (Masse-% in Fett) Lithiumhydroxystearat 2 2 2 2 Aliphatischer Diharnstoff - - - - Grundöl (Masse-% des Grundöls basierend auf der Gesamtmenge des Grundöls (100 %)) Ethylen-α-olefin-copolymer 380 mm2/s @ 40 °C - - - - Ethylen-α-olefin-copolymer 9.850 mm2/s @ 40 °C 75 75 75 75 Ethylen-α-olefin-copolymer 45.000 mm2/s @ 40 °C - - - - Poly-α-olefin 19 mm2/s @ 40 °C 25 25 25 25 Poly-α-olefin 1.240 mm2/s @ 40 °C - - - - Polybuten 19,4 mm2/s @ 40 °C - - - - Polybuten 160.000 mm2/s @ 40 °C - - - - Grundöl kinetische Viskosität @ 40 °C mm2/s 2.600 2.600 2.600 2.600 Additiv (Masse-% in Fett) Stearinsäureamid 5 - - - Hydriertes Rizinusöl - 1 10 5 Polyethylenwachs - - - - PTFE (Polytetrafluorethylen) - - - 2,5 MCA (Melamincyanurat) - - - 2,5 Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionat 1 1 1 1 Alkyldiphenylamin 1 1 1 1 Harzschmierfähigkeit SRV-Testauswertung ◯ ◯ ◯ ⊚ Verträglichkeit mit Staubschutz (CR-Materialverträglichkeit) Bewertung des Boot-Material-Eintauchtests ⊚ ◯ ⊚ ⊚ Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur Bewertung der Wechseltorsionsprüfung bei niedriger Temperatur ⊚ ⊚ ◯ ⊚ Vergl. Bsp.1 Vergl. Bsp.2 Verdicker (Masse-% in Fett) Lithium hydroxystearat 2 2 Aliphatischer Diharnstoff - - Grundöl (Masse-% des Grundöls basierend auf der Gesamtmenge des Grundöls (100 %)) Ethylen-α-olefin-copolymer 380 mm2/s @ 40 °C - - Ethylen-α-olefin-copolymer 9.850 mm2/s @ 40 °C 60 75 Ethylen-α-olefin-copolymer 45.000 mm2/s @ 40 °C - - Poly-α-olefin 19 mm2/s @ 40°C 40 25 Poly-α-olefin 1.240 mm2/s @ 40 °C - - Polybuten 19,4 mm2/s @ 40 °C - - Polybuten 160.000 mm2/s @ 40 °C - - Grundöl kinetische Viskosität @ 40 °C mm2/s 1.200 2.600 Additiv (Masse-% in Fett) Stearinsäureamid - - Hydriertes Rizinusöl 5 - Polyethylenwachs - 5 PTFE (Polytetrafluorethylen) - - MCA (Melamincyanurat) - - Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat 1 1 Alkyldiphenylamin 1 1 Harzschmierfähigkeit SRV-Testauswertung × ⊚ Verträglichkeit mit Staubschutz (CR-Materialverträglichkeit) Bewertung des Boot-Material-Eintauchtests ⊚ × Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur Bewertung der Wechseltorsionsprüfung bei nierdiger Temperatur ⊚ ⊚ - Wie durch Tabelle 1 und Tabelle 2 deutlich wird, ist die Schmierfettzusammensetzung der Beispiele der Schmierfettzusammensetzung der vergleichenden Beispiele bei der Harzschmierfähigkeit und Verträglichkeit mit dem Staubschutz überlegen. Außerdem erfüllt die Schmierfettzusammensetzung der Beispiele auch die Leistung bei niedrigem Drehmoment bei niedriger Temperatur.
- 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
-
- JP 6240274 [0007, 0009]
- JP 4199109 [0008, 0009]
Claims (7)
- Schmierfettzusammensetzung für ein Kugelgelenk, umfassend: ein Grundöl; ein Verdickungsmittel; und ein Additiv, wobei das Grundöl ein Ethylen-α-olefin-Copolymer enthält, und die kinetische Viskosität des Grundöls bei 40 °C 2.000 bis 6.000 mm2/s beträgt, und das Additiv ein polares Wachs enthält.
- Schmierfettzusammensetzung nach
Anspruch 1 , wobei das polare Wachs mindestens eines ausgewählt aus einem Monoamidwachs und einem Esterwachs ist. - Schmierfettzusammensetzung nach
Anspruch 1 oder2 , wobei das polare Wachs mindestens eines ausgewählt aus Stearinsäureamid und hydriertem Rizinusöl ist. - Schmierfettzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei die kinetische Viskosität von dem Ethylen-α-olefin-Copolymer bei 40 °C 2.000 bis 40.000 mm2/s beträgt. - Schmierfettzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , wobei der Anteil des Ethylen-α-olefin-Copolymers 70 Masse-% oder mehr beträgt, basierend auf der Gesamtmenge des Grundöls. - Schmierfettzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei der Anteil des polaren Wachses 1 bis 20 Masse-% beträgt, basierend auf der Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung. - Schmierfettzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , wobei das Additiv weiterhin mindestens ein festes Schmiermittel enthält, ausgewählt aus Polytetrafluorethylen und Melamincyanurat.
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