DE2260701C2 - Hydraulikflüssigkeiten - Google Patents

Hydraulikflüssigkeiten

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Description

Die Erfindung betrifft hydraulische Flüssigkeiten auf der Basis von Glykolen und Glykoläthern, die einen Gehalt an N-AIkylpyrrolidonen aufweisen.
Hydraulische Flüssigkeiten, insbesondere Bremsflüssigkeiten, bestehen in der Regel aus hochsiedenden Glykolen und Glykoläthern mit Zusätzen verschiedeiier Stoffe, die erforderlich sind, um die umfangreichen Spezifikationen (z.B. SAE-Spezifikalion J 1703c) zu erfüllen. Zusätze dieser Art sind beispielsweise Korrosionsinhibitoren, wie kurzkettige, aliphatische Amine, Morpholin, Benztriazol oder Borsäureverbindungen. Diese Stoffe, insbesondere die Borsäureester, haben eine gewisse Schmierwirkung, die jedoch bei höherer Beanspruchung nicht ausreichend ist.
Obgleich diese Flüssigkeiten für die Verwendung in üblichen Bremssystemen völlig ausreichend sind, bestand die Aufgabe, Flüssigkeiten zu entwickeln, die auch für spezielle Anwendungen höheren Anforderungen an die Schmierwirkung genügen.
Diese spezielle Anwendung finden Bremsflüssigkeiten in Bremssystemen, in denen mit Hilfe einer Pumpe der wesentliche Teil der Bremskraft erzeugt wird.
Herkömmlichen Bremssystemen sind nämlich Grenzen gesetzt. Bei diesen Konstruktionen wird entweder die Fußkraft des Fahrers direkt zur Betätigung der Bremsen verwendet odei es werden, um die vom Fahrer aufzubringende Betätigungskraft (Pedalkraft) klein zu halten, sogenannte Bremskraftverstärker eingesetzt. Sie unterstützen die Fußkraft des Fahrers durch Unterdruck, der durch den Motor erzeugt wird und der auf eine Membran einwirkt. Der Unterdruckverstärker benötigt jedoch viel Platz, und er arbeitet nur, wenn Unterdruck vom Motor her vorhanden ist. Ferner kann er verschmutzen, besonders wenn Auspuffgase wieder in das Ansaugsystem zurückgeführt werden, um eine vollständigere Verbrennung zu gewährleisten.
Es besteht daher für größere Wagen die Tendenz, Pumpen zu verwenden, die die zur Betätigung der Bremsen benötigte Arbeit aufbringen. Hierbei muß das hydraulische Mittel auch die Pumpe schmieren. Eine handelsübliche Bremsflüssigkeit auf Glykol- und/oder Glykolätherbssis hat aber in der Regel kein ausreichendes Schmiervennögen, um die schnellaufenden Hochdruckpumpen vor Verschleiß zu schützen. Kraftfahrzeughydraulische Systeme, die seit vielen Jahren erfolgreich nach diesem Prinzip arbeiten, benutzen als Hydraulikflüssigkeit deshalb auch entweder eine Spezialflüssigkeit auf Glykolätherbasis oder auf Mineralölbasis. Diese Mineralöle sind außerdem als ATF-Öle bekannt und werden in automatischen Getrieben (ATF = Automatic Transmission Fluid) und in Lenkradhilfen eingesetzt, wo ebenfalls eine Hochdruckpumpe (meistens eine Flügelzellenpumpe) die zur Kraftersparnis beim Lenken notwendige Arbeit aufbringt. Zwar schmieren Mineralöle die schnell bewegten Teile einer Pumpe besser als die bisher bekannten Bremsflüssigkeiten, sie haben aber den Nachteil, daß sie die oben angegebenen Bremsflüssigkeitsformen nicht erfüllen. Sie können daher nicht in Bremssysteroen ohne Pumpen verwendet werden.
Es war daher das Ziel der Erfindung, eine hydraulische Flüssigkeit vorzuschlagen, die gute Schmiereigenschaften aufweist und gleichermaßen den Spezifikationen einer Standardflüssigkeit für hydraulische Systeme, insbesondere für Bremssysteme, genügt.
Es wurde nun gefunden, daß hydraulische Flüssigkeiten, insbesondere Bremsflüssigkeiten, auf der Basis von Alkylenoxidderivaten, d. h. Glykolen und Glykoläthern, diesen Forderungen genügen, wenn sie einen Zusatz von N-Alkylpyrrolidonen enthalten.
Unter hydraulischen Flüssigkeiten, insbesondere Bremsflüssigkeiten, auf Basis von Glykolen und Glykoläthera werden handelsübliche Flüssigkeiten verstanden, die beispielsweise 0 bis 30 Teile Diäthylenglykol, 0 bis 80 Teile Methyldiglykol oder Äthyl diglykoi und mindestens 20Tcik von Umsetziingsprodukten aus Äthylenoxid und Propylenoxid mit Alkoholen enthalten, wobei die Summen dieser und ähnlicher Komponenten 100 Teile beträgt. Ferner enthalten diese Flüssigkeiten noch weitere Zusätze, wie Inhibitoren, Alterungsschutzmittel, Antischaummittel, wasserverbrauchende Substanzen und/oder spezielle Schmiereigenschaftsverbesserer.
Die in den erfindungsgemäßen hydraulischen Flüssigkeiten enthaltenen N-Alkylpyrrolidone sind vor allem Pyrrolidone, die niedermolekulare Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen am Stickstoffatom tragen. Besonders zu nennen sind N-Äthyl- und vorzugsweise N-Methylpyrrolidon.
Man setzt die N-Alkylpyrrolidone den hydraulischen Flüssigkeiten bevorzugt in Mengen von 20 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die handelsfähige hydraulische Flüssigkeit, zu. Dabei ersetzt das N-Alkylpyrrolidon teilweise die Glykolätherkomponenten.
Demgemäß besteht eine erfindungsgemäße hydraulische Flüssigkeit beispielsweise aus
0 bis 40% Methyl- oder Äthyldiglykol,
0 bis 40% Diglykol,
0 bis 30% Umsetzungsprodukt aus 5 Mol
Äthylenoxid mit 1 Mol Propylenglykol,
0 bis 30% Umsetzungsprodukt aus großem
Überschuß Äthylenoxid/Propylenoxid mit Nonaglykol (beide Schmiermittel zusammen mindestens 20%),
0,1 bis 0,5% Dibutylamin,
0 bis 0,2% Benztriazol,
20 bis 50% N-Methyl- oder N-Äthylpyrrolidon.
Tabelle (Angaben in Gewichtsteilen)
Nr. Me-
thyl-
pyno-
lidon		 Äthyl·
pyrro
lidon		 Me-
thyl-
di-
glykol		 Äthyl-
di-
glykol		 Di-
glykol		 5 Äthy
len
oxid
auf
Pro-
pylen-
glykol		 650 Mol
Äthylen
oxid/
Propylen-
oxid
(1:1)
auf
Nona-
glykol		 Di-
butyl-
amin		 Benz-
Ui-
azol		 Vis
kosi
tät
bei
-400C
incSt		 Vis
kosi
tät
bei
+990C
in cSt		 Geprüft
nach Spe
zifikation
SAEJ 1703 c		 Geprüft
nash Spe
zifikation
MVSS 116
1
2
3
4
5
6
7		 35
36
40
50
50		 20
30		 16
36
25
7		 23
22,5		 26
30
26
25		 20
20
10		 22
21
22
20
18
20
33		 0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3		 0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2		 1600
1410
1420
1320
1470
1470
1700		 6,5
6,1
6,0
5,7
4,9
5,6
10,1		 entspricht
entspricht
entspricht
entspricht
entspricht
entspricht
entspricht		 entspricht
entspricht
entspricht
entspricht
entspricht
Mit der in Tabelle 1 genannten Flüssigkeit Nr. 1 vorgeschriebenen Drücke und Mengen erfüllt. Der
wurden Verschleißversuche an handelsüblichen Gene- Verschleiß wird in diesem Test nur qualitativ ange-
ral-Motors- und an Ford-Lenkhilfepumpen gemäß der geben; der besseren Vergleichbarkeit wegen haben wir
Spezifikation SAE J 71 und J 72 (SAE-Handbuchl972) 25 noch die Gewichtsabnahme der verschleißfreudigsten
durchgeführt. Dieser Test schreibt nur eine Ja-Nein- Teile bestimmt. Aussage vor, ob die Pumpe und die Flüssigkeit die
GM-Pumpe
Verschleiß
des Ringes
in mg
40 und 14
(zwei Versuche)
Tabelle
Aussehen des Ringes
zweimal sehr gut
FORD-Pumpe Verschleiß
in mg Ring I Roller
171
Aussehen
der Teile
alle
sehr gut
Ein handelsübliches ATF-Öl auf Mineralölbasis und eine Spezialzentralhydraulik-Flüssigkeit auf GIykolätherbasis zeigen bei Versuchen unter den gleichen Bedingungen wesentlich höhere Verschleißwerte.
Obgleich sich die N-Alkylpyrrolidone enthaltenden
hydraulischen Flüssigkeiten vor allem für Bremssysteme eignen, können sie mit gleichem Vorteil für andere hydraulische Systeme verwendet werden, da in der Regel eine gute Schmierwirkung der Hydraulikflüssigkeiten erforderlich oder erwünscht ist.

Claims (5)

"* Patentansprüche:
1. Hydraulische Flüssigkeiten auf der Basis von Alkylenoxidderivaten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an N-Alkylpyrrolidon.
2. Hydraulische Flüssigkeiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die hydraulische Flüssigkeit, an N-Alkylpyrrolidon enthalten.
3. Hydraulische Flüssigkeiten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie N-Methyl- und/ oder N-Äthylpyrrolidon enthalten.
4. Hydraulische Flüssigkeiten gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 60 Gewichtsprozent an N-Methylpyrrolidon oder 20 bis 40 Gewichtsprozent an N-Ätbylpyrrolidon, beides bezogen auf die hydraulische Flüssigkeit, enthalten.
5. Verwendung von hydraulischen Flüssigkeiten gemäß Ansprüchen 1 bis 4 als Bremsflüssigkeiten für Kraftfahrzeuge.
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