DE1902813A1 - Verbesserte Schmierfette zur Verwendung bei sehr hoher Belastung - Google Patents

Description

Oase 236/Comra₀ ?06_o03'1 SHAM PROGETTI S„p₀Ao, Mailand. Italien

Verbesserte Schmierfette zur Verwendung bei sehr hoher Belastung«

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Schmierfette, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie bei höchsten Belastungen wirksam sind. Die Erfindung betrifft insbesondere Lithiumfette oder Calciumfette mit Zusätzen.

Die Schmierfette, die fälschlicherweise auch Mineralfette genannt werden, sind Schmiermittel, die hauptsächlich aus Mineral·» oder synthetischen Ölen und Eindickern verschiedenster Arten bestehenο

Die üblichen Eindicker sind noch entweder aus Seifen verschiedener Metalle aus den Gruppen I, II und III des Periodischen Systems der Elemente oder aus Mischungen dieser Seifen aufgebaut»

Als modernere Eindicker müssen die verschiedenen Typen organo-

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philer Tone (Bentone, Silikagel) (Aerosil), einige Pigmente wie Phthalocyanine und schließlich verschiedene Typen von Polymerisaten oder organische Komplexe verschiedener Struktur angesehen werden« Natürlich bestehen die modernen Schmierfette nicht nur aus Schmiermittelflüssigkeiten und Eindiekungsmitteln, sondern sie werden oft mit Zusätzen versehen, wobei jeder dieser Zusätze eine ganz bestimmte Funktion hate So sind Fette bekannt, die Zusätze zur Verbesserung des Adhäsionsvermögens * der Antirosteigenschaften, der Antioxydanseigenschaften, der Widerstandsfähigkeit gegenüber der Waschwirkung mit Wasser usw. enthaltene

Eines der in den Fetten häufiger verwendeten. Agentien ist das EοPo-Agens. Die E.P.-Agentien sind Zusätze, die die Widerstandsfähigkeit der Fette gegenüber Belastungen verbessern, den Verschleiß der in relativer Bewegung befindlichen Teile einschränken und sowohl das Fressen als auch das Verschweißen verhindern oder ferner den Wirksamkeitsbereich der Fette bei höheren Belastungen und Temperaturen erweitern»

In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird gezeigt, daß E.P.-Pette besondere Fett-Typen sind, die geeignet sind, höhere Belastungen zu gestatten.

Gewöhnlich sind die üblicheren EoP.-Agentien, auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen, die Bleisalze von Fettsäuren mit einem hohen Molekulargewicht, Z₀ B₀ Bleioleate, ■ ' »stearate, -naphthenate.

Es gibt viele andere Arten von EoPo-Agentien; im allgemeinen sind die E.F.-Zusätse für Fette ähnlich den E.P.-Zusätzen für öle, insbesondere in den wiederverwendeten ölen oft auch ' Schwefel, Chlor und sulfochlorierte Verbindungen, ^i;f>

Oft wirken sich einige E.P.-Agentien, die zu Fetten zugesetzt werden, selbst wenn sie die Widerstandsfähigkeit gegenüber Be-

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lastungen wirksam erhöhen , negativ auf andere Eigensehäf ten * wie z, Bo auf die SöhutzqUaXität» insbesondere auf die Einwirkung der Temperatur während des Betriebs_faus öde* unter des Einfluß von Feuchtigkeit kann Zerßetzung des E,P,,«Agene βϊ-fοIgen unter Bildung von Substanzen _t die Korrosion bewirken können»

Weitere Fälle, in denen es praktisch unmöglich ist, E_eP<~Agen=* tien zu verwenden, sind solche, bei denen das Agens seiftet die Fettstruktur negativ beeinflußt, insbesondere tritt eine Abnahme der Konsistenz ein, die während der mechanischen Be~ arbeitung des Fettes deutlich hervortritt und oft bis zu einer vollständigen Verflüssigung führte Dies ist der Fall bei einigen Bleinaphthenaten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein E₀P₀-Agens, das in wirtschaftlicher Hinsicht verhältnismäßig vorteilhaft ist und bessere Ergebnisse auch als Antiverschleißmittel liefert % ohne die Nachteile sowohl bezüglich der möglichen !Corrosionswirkung als auch der möglichen Erweichungswirkung auf die es enthaltenden Fette zu haben«

Die Wirksamkeit bestimmter Substanzen ist bekannt, die eine derartige strukturelle Charakteristik haben, daß die interatomaren Bindungen zwischen den in benachbarten Ebenen liegenden Gittern viel schwächer sind als die interatomaren Bindungen innerhalb der gleichen Ebene und aus diesem Grunde sind die Gleitkräfte parallel zu den Gitterebenen viel weniger wirksam als diejenigen senkrecht dazuο

Substanzen dieser Art sind Graphit, Molybdändisulfid und andere Substanzenideroii Gitter ein sogenanntes "Schichtengitter" ist, wozu auch die Cadmiumhalögenide geborene

Diese Substanzen sind die sogenannten Feststoff-Schmiermittel, von denen die. beiden ersteren die bekanntesten sind, da auch

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beide in mehr oder weniger dünnen Suspensionen in Form einer ölphase auf dem Harkt sind. Dagegen werden Cadniumhalogenide aufgrund ihrer besonderen ITatur (Waeserlöslicnkeit und ein geringes Vermögen, in Lösung gehalten zu werden) in ölprodukten nicht verwendet. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Oadmiumsalsen in Erdölprodukten, wie z. B₀ Schmierfetten, die wegen ihrer besonderen Eigenschaft, kleine Mengen Wasser zu enthalten, die Herstellung von sehr homogenen Dispersionen der in Betracht gesogenen Produkt© ©rlaubt«

Es wurde nun gefunden, daß die Cadmiumsalze, insbesondere Cadlaiumchlorid, wenn sie Schmierfetten zugegeben werden, die Eigenschaft haben, die Widerstandsfälligkeit der E„P_o-Fette und insbesondere der lithium- und Oalciumfette gegenüber Belastung zu erhöhen.

Diese Verbesserung kann leicht mit Hilfe einer Laboratoriums-= vorrichtung, wie ζ ο B₀ dem"Präzisions~Shel!^-Kugel~Apparat" (Federal Test Method Stdo n/791a Method 6503) und dem "Timken-Apparat" (Federal Test Method Std» n.791a Method 6505) geprüft werden·

Aus dor Betrachtung dex» mit dem erstgenannten Apparat erhaltenen Kurve beim Test eines auf übliche Weise hergestellten Lithiumfetts (Fig» Ί) im Vergleich zu den Kurven dej? beiden als E₅P₀ klassifizierten Lithiumfette (Figo 2 und 3) ist leicht zu ersehen, daß das Fett der Fig₀ 2 eine höhere Freßlast? hauptsächlich jedoch eine höhere Verschweißungsbelastung auf·= weist als das Fett der Fig. 1 (55 kg anstelle von $0 und 260 kg anstelle von 150). Aus der graphischen Darstellung in der Fig. 3 im Vergleich mit Fig. 1 ist zu ersehen, daß eine Erhöhung der Verschweißungsbelastung eintritt. Neben den Er» höhungen der Verschweißungsbelastungen in den Kurven der Fig_Q 2 und 3 im Vergleich zu derjenigen des.» Fig_o 1 kann man insbesondere in dem Falle in Bezug auf die Fig_o 3 eine deutliche Verbesserung hei. dor· Einschränkung des

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nach dem Fressen feststellen.

Bei Zugabe von Cadmiumsalzen und insbesondere von Gadmiumchlorid als Zusätze zu Fetten der Fig. 1 tritt auch bei einer verhältnismäßig niedrigen Konzentration der'Zusätze ein Effekt auf,, der ähnlich demjenigen ist, der mit bekannten E₀P₀-Agentien erhalten wird» Schon mit 1 % Cadmiumchlorid (Figo 4·) (alle in der vorliegenden Beschreibung genannten anorganischen Salze sind als wasserfreie Salze berechnet) in Vergleich zu dem Basisfett der Fig. 1 tritt eine Erhöhung der Verschweißungs« belastung auf 185 kg und ein leichtes Ansteigen der Freßlast auf. Bei Erhöhung der Konzentration auf bis zu 4 % tritt hauptsächlich eine Erhöhung der Freßlast auf bis zu 70 kg (Fig. 5 und 6) ein ο Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß in allen drei zuletzt genannten Fällen, die sich auf Fette mit 1, 2 und 4· % Cadmiumchlorid beziehen, eine überraschende Verbesserung bei der Einschränkung des Verschleißes nach dem Fressen auftritt * Die E₀P„-Wirkung in Fetten„ die mit Cadmiumsalzen aus» geübt wird, kann besser mit dem Timken-Apparat gezeigt werden_o

Es ist sehr wichtig, daß, obwohl das normale Lithiumfett der Figo i eine Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, von 5*44- kg (12 lbs.) aufweist, die beiden Fette der Fig_o 5 und 6 sich sofort auf 2?,2 bis 29,5 kg (60 bis 65 lbs.) verändern» was einen zufriedenstellenden Vergleich sowohl hinsichtlich der Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, als auch-hinsichtlich des? Werts des spezifischen Drucks mit % einem im Handel erhältlicliea bekannten Fett mit E_aP_o-Qualitäten (Fig. 2) ergibt»
Dieser Vergleich ist in der folgenden tabelle I angegeben»

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Tabelle I

Untersuchte Produkte Maximale Belastung, Angewendeter

bei der kein Fressen spezifischer eintritt Brück

Lithiumfett (Fig. 1) 5,44 kg (12 lbs.)

Ε,Ρ.«Fett (im Handel erhältliches, Pb enthaltendes Produkt)

Lithiumfett + 1 % (Figo 4)

Lithiumfett + 2 % GdCl₂ (Fig. 5)

Lithiumfett + 4 % CdCl₂ (Fig. 6)

24,9 kg (55 lbs.)

20,4 kg (45 lbs.)

27,2 kg (60 lbs.)

29,5 kg (65 lbs.)

352 kg/cnr (5000 psi)

1137 kg/cnT (16180 psi)

1130 kg/cm² (16070 psi)

1760 kg/cm² (25OOO psi)

1548 kg/cm² (22020 psi)

Als Beispiele sind hier "Belastungen Versehleiß"-Diagraiame angegeben, die mit einem ⁿShell-4-Kugel=Apparat" nach der Federal Test Method S„O?.B. 791a, Method 6503 unter Verwendung vieler Zusammensetzungen durchgeführt wurden.

Nachfolgend sind die Ergebnisse von Tests angegeben, die mit erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzungen und mit her-= kömmliehen Fetten durchgeführt wurden, und zwar in der Weise, daß der Vergleich dieser letzteren Fette mit den erfindungsgemäßen Fetten leicht möglich ist«,

Beispiel 1

In der graphischen Darstellung 1 sind die E.P.-Eigenschaften eines herkömmlichen Lithiumfettes dargestellt _o

Dieses Diagramm zeigt eine stetige Linie im unteren Teil, welche die elastische Deformation der Kugeln bei einer stati-

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echen Belastung (Hertz-Linie) darstellt. Der obere Teil zeigt eine scharf abgeknickte Linie, die den Verschleiß der Kugeln bei dynamiecher Belastung (I5OO UpM) bei 1-minütigen Ablesungen bei verschiedenen Belastungen darstellt.

In dem Diagramm sind auf einer log-log-Skala auf der Abszisse die angewendeten Belastungen in kg und auf der Ordinate die durchschnittlichen KratzerdurchmeßSßr in mm aufgetragen. Es tritt eine Maximalbelastmig von 5° kg auf _r bei der kein Fressen eintritt; der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen auftritt, beträgt 18 990 kg/cm und die Verschweißungsbelaatung beträgt I50 kg_P

Die für die graphische Darstellung 1 in Beispiel 1 angegebenen έ allgemeinen Erläuterungen und Definitionen können auch für die graphischen Davetelluogen cUy? folgenden Beispiele vor~ Y/endet werden»

Beispiel 2

In der graphischen Darstellung 2 sind die E.P. -Eigenschaften eines herkömmlichen, Blei enthaltenden Fettes (als Typ A be~ zeichnet) dargestellt Es tritt eine Maximalbelastuag von 55 kg auf, bei dor kein Fressen eintritt; der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung _t bei der kein Fressen ein« tritt, beträgt 20 030 kg/cm . Die Verachweißungsbelastung beträgt 260 kg.

Beispiel_j3

In der graphischen Darstellung 3 sind die E_eP_c-Eigenschaften eines herkÖEmlichen, Blei enthaltenden E„P„~Fettes (als Typ B bezeichnet) dargestellt«. 3?s tritt eine Maximalbelastung von 50 kg auf, bei der keic Fressen eintrittc Der spezifische Druck bei einer MaxiraaJ.bclasttnig, bei der kein Fressen ein« tritt, beträgt" 20 060 kg/cm «, Die Verschweißungsbelastimg trägt 200 kgc

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Beispiel Λ .

In der graphischen Darstellung 4 sind die Ε,,Ρ.-Eigenschiaiten eines 1 % Gadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellt. Es tritt eine Maximalbelastung von 55 kg auf» bei der kein Pressen eintritt. Der spezifische Drck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt₄ beträgt 22 070 kg/cm Die Verschweißungsbelastung beträgt 190 kg.

Beispiel 5

In der graphischen Darstellung 5 sind die E₀P.-Eigenschaften eines 2 % Cadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellt. Die Maxiaialbelastung, bei der kein Pressen eintritt? beträgt 70 kg. Der spezifische Drck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Pressen eintritt, beträgt 20 630 kg/cm . Die Verschweißungßbelastung beträgt 190 kg*

Beispiel 6 , :

In der graphischen Darstellung 6 sind die E₀P₀-Eigenschaften eines 4- % Cadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellte Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, / beträgt 70 lege Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 20 6JO kg/cm _o Die Verschweißungsbelastung beträgt 250 kg.

Beispiel 7

In der graphischen Darstellung 7 sind die E_eP.-=Eigenschaften eines 8 % Cadmiumchlorid enthaltenden Lithiumfettes dargestellti Die Maximalbelastung, bei der ke;Ln Fressen eintritt ν beträgt": 90 kg ο Der, spezifische Druck bei einer Maximalbelastting, bei der kein Pressen eintritt» beträgt 23 110 kg/cm . Die Ver-, schweißungsbelastung beträgt 260 kg„

, Beispiel 8: - · -. -■ .· . -r_--.'_.■_ r .· .^: In der. graphischen Darstellung 8 ist, die Verbesserung der EpP»-Eigenschaften eines in. Beispiel,2 angegebenen E,,P₀-Lithium^ fettes.des 3?;7ps A'«dargestellt, wenn diesem Fett^4· % Oadaium-

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Chlorid zugesetzt werden. Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 90 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 21 640 kg/cm . Die Verschweißungsbelastung beträgt 280 kg.

Beispiel 9

In der graphischen Darstellung 9 sind die E.P.-Eigenschaften eines Lithiumfettes dargestellt, dem 4 % Cadmiumchlorid und 1,27 % Natriumhyposulfit (berechnet als wasserfreies Salz) zugegeben wurden ο Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 80 kg. Der spezifische Druck bei einer Maxi·= malbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 25 580 kg/cm ο Die Verschweißungsbelastung beträgt 4-50 kg.

Beispiel 10

In der graphischen Darstellung 10 sind die E_OP.-Eigenschaften eines Lithiumfettes dargestellt, dem 4 % Cadmiumchlorid und 1*05 % Natriumtetraborat (berechnet als wasserfreies Salz) zu« gesetzt wurden_e Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 90 kg_o Der spezifische Druck bei einer Maximal=» belastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 23 110 kg/cm Die Verschweißungsbelastung beträgt 440 kg.

Beispiel 11

In der graphischen Darstellung 11 sind die E_eP_o~Eigenschaften eines Calciumfettes an sich dargestellt. Die Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 45 kg. Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung,bei der kein Fressen eintritt, beträgt 17 090 kg/cm . Die Verschweißungsbelastung beträgt 160 kg.

Beispiel 12

In der graphischen Darstellung 12 sind die E.P.-Eigenschaften eines Galciumfe-ätes dargestellt, dem 5 % Cadmiumchlorid züge=· setarirwurden» Die Maximalbelastung,bei der kein Fressen eintritt, beträgt 95 kg ο Der spezifische Druck bei einer Maximalbelastung, bei der kein Fressen eintritt, beträgt 20 570 kg/cm . Die Verschwöißungsbelastung beträgt 180 kg.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Schmierfette für hohe Belastungen« dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zusatz an Cadmiumsalzen enthalten·

   2ο Schmierfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cadmiumsalz Cadmiumchlorid ist und in einer Hange in des Bereich von 0,5 his zu 10 Gew.% vorliegt ο

   3ο Schmierfette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Lithiumsalze als Eindicker enthalten»

   4ο Schmierfette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS sie auch Bleisalze enthalten.

   5ο Schmierfette nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch ge~ kennzeichnet, daß sie auch Natriumhyposulfit und/oder Borax enthalten.

   6 ο Schmierfette nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ge» kennzeichnet, daß sie Galciumsalae als Eindicker enthalten·

   7ο Mit Zusätzen versehene Schmierfette wie sie in der Beschreibung und in den Beispielen angegeben sind.

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