DE2314271A1 - Feuerbestaendige hydraulikfluessigkeit und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Feuerbestaendige hydraulikfluessigkeit und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine feuerbeständige bzw. hitzebeständige
Hydraulikflüssigkeit und ein Verfahren zu ihrer Herstellung und bezieht sich insbesondere auf eine Wasser-in-öl-Emulsion,
die als feuerbeständige Hydraulikflüssigkeit und Druckflüssigkeit Verwendung finden kann.
Wasser-in-Öl-Emulsionen sind bisher als feuerbeständige Hydraulik flüssigkeiten verwendet worden, wobei allerdings der Anwendungsbereich
wegen der hohen Verschleißraten jeweils begrenzt war. Um dieses Problem zu lösen, hat man Antiverschleißwirkstoffe
einer der Emulsionsphasen zugefügt, und zwar üblicherweise der ölphase.
Die hierbei erzielten Ergebnisse waren niemals voll erfolgreich. Gewisse AntiVerschleißzusätze, wie beispielsweise Molybdändisulfid,
die bei normalen hydraulischen Flüssigkeiten Verwendung fanden, wurden der ölphase von Wasser-in-Öl-Emulsionen zugefügt,
jedoch ergaben solche Emulsionen immer noch hohe Abriebwerte bei der hydraulischen Einrichtung.
-2 -
309841/0842
Die vorliegende Erfindung schlägt zu diesem Zweck eine Wasserund-ölemulsion
vor·, die ein festes kristallines Gleitmittel bzw. Schmiermittel enthält, das in jeder bzw. beiden Phasen
dispergiert ist. Die festen kristallinen Schmiermittel werden vorzugsweise ausgewählt aus Molybdändisulfid, Graphit oder
Wolframdisulfid. Zweckmäßigerweise wird als Emulsion eine
Wasser-in-Öl-Emulsion verwendet.
öldispersionen aus festen Gleitmitteln sind bereits bekannt,
da beispielsweise Molybdändisulfid bereits hydraulischen
Flüssigkeiten als ein Antiverschleißmittel zugefügt wurde. Jedoch wurde die Kombination der Öl-undWasser-Dispersionen
mit festen Gleitmitteln bzw. der festen Gleitmittel zur Herstellung der Emulsion nach der Erfindung vorher nie in Erwägung
gezogen.
Es wird vorgezogen, daß die Dispersionen des festen Gleitmittels in Wasser oder öl getrennt vorbereitet werden. Dann werden die
beiden Dispersionen gemischt und homogenisiert, um die erfindungsgemäße Emulsion zu bilden. Die einzelnen öl-oder Wasserdispersionen
von Molybdändisulfid sind im Handel erhältlich, während Dispersionen der anderen festen Gleitmittel leicht vorbereitet
werden können. Die Konzentration der festen Gleitmittel in
jeder Phase liegt im allgemeinen zwischen 0,1 % bis 10 $ und
vorzugsweise zwischen 0,2 # bis 1,0 ^, und zwar in Gewichtsprozenten
ausgedrückt. Es können Molybdändisulfid und Wolframdisulfid
entweder mit niedriger Reinheit oder hoher Reinheit
- 3 - ■ 309841/0842
zur Anwendung i:ommen, und zwar so, wie es gerade auf dem Markt
erhältlich ist.
Zur EinsieLlung und Regelung der Viskosität der Emulsion wird
das Mineralöl t das als ölphase verwendet wird, einfach auf der
Basis seiner Viskosität ausgewählt. Die Viskosität des Mineralöls wird deshalb auch die Viskosität der Emulsion bestimmen.
Im übrigen wird die Viskosität der Emulsion entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck der Emulsion variiert werden müssen.
Wenn die Emulsionen nach der Erfindung bei hydraulischen Systemen verwendet werden, sollten die benutzten Filter aus
Sintermetall oder Kunststoff oder einem anderen nicht Wasser absorbierenden Material bestehen, weil Pqpjer, Wolle oder' Filzelemente
durch Wasserabsorption beeinflußt und verändert werden können, indem diese Materialien beispielsweise schwellen und
an Porösität verlieren. Auf ähnliche Weise können die bei der hydraulischen Einrichtung verwendeten Dichtungen die gleichen
sein wie solche, die bei Mineralölen zur Anwendung kommen, wenn man davon absieht, daß Korkverbindungen oder Korkmischungen
wegen ihrer Neigung zur Wasserabsorption vermieden werden sollten.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen Zusammenstellungen, die nach der Erfindung als hydraulische Flüssigkeiten Verwendung
finden können. Dabei sind einige der technischen Abkürzungen nach dem angelsächsischen Maßsystem angegeben.
-A-309841/0842
Mineralöl mit einer Viskosität von
70 S.S.U. bei 100° F 51,1 #
Molybond Kolloid 20 oder D.A.G. 725 oder Z.S.
Paul ML751
(nahezu 20 Gewichtsprozente MoS0
dispergiert in Mineralöl) 0,7 #
Lubrizol 260 (Emulgiermittel) 4,0 $>
Wasser 44,0 $ D.A.G. 738
(40 Gewichtsprozente kolloidales
MoSp, dispergiert in Wasser) 0,2 %
Das emulgierende Mittel wird der Mineralölphase zugefügt, worauf beide Phasen gemischt und zur Bildung der Emulsion homogenisiert
werden.
Die Eigenschaften der Emulsion nach dem Beispiel 1 sind folgende:
Viskosität S.S.U.
Viskosität S.S.U.
100° F
HO0 F
Spezifisches Gewicht 0,910 - 0,920
Gehalt an Molybdändisulfid 0,2 ^ (Gewicht)
Feuerbeständigkeit U.S. Bureau of Mines'
Schedule - 5 -
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Emulsionsstabilität Rostschutz
Schutz gegen Abrieb
ausgezeichnet
ausgezeichnet in Flüssigkeit .und Dampfphasen geht aus den unten aufgeführten Tests hervor.
ausgezeichnet in Flüssigkeit .und Dampfphasen geht aus den unten aufgeführten Tests hervor.
51,1 *
Wasser-in-öl-Emulsion ohne MoS2 in der Wasserphase:
Mineralöl mit einer Viskosität von 70 S.S.U. bei 100° F
Molybond Kolloid 20 oder D.A.G. oder ML751
(20 Gewichtsprozente von MoS2 dispergiert
in Mineralöl) 0.7
in Mineralöl) 0.7
Lubrizol 260 (Emulgiermittel) 4,0
Wasser 44,2
Die nachfolgende:. Tabelle vergleicht den statischen Reibungskoeffizienten
der Zusammensetzungen nach den Beispielen 1 und 2 mit Mineralöl, das bei den Emulsionen verwendet wurde, und
mit der Basisemulsion ohne die Zusätze.
Tabelle | 1 | Mineralöl | Basis | |
Oberflächenbe- | Beispiel 1 | Beispiel 2 | emulsion | |
Iastung | ||||
psi | 0.185 | 0.240 | ||
2000 | 0.180 | 0.240 | 0.180 | 0.200 |
4000 - | 0.175 | 0.175 | 0.180 | 0.160 |
6000' | 0.170 | 0.170 | 0.180 | 0.160 |
8000 | 0.160 | 0.160 | ||
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- 6 - .. 23U271
Die Zusammensetzung nach Beispiel 1 hat einen niedrigeren
statischen Reibungskoeffizienten als Mineralöl bei allen untersuchten Belastungen.
Es folgen Jetzt die.Ergebnisse eines Versuchs mit einer
Commercial Shearing Pumpe. Dabei wird von folgenden Werten ausgegangen:
Getestete Flüssigkeit : | • • |
Zusammensetzung nach Beispiel 1 | Pumpenleistung Öltemperatur | I (ο? ) |
Pumpenart | • • |
Commercial Shearing 15H (1") | bei 1000 psi | 140 |
Arbeitsdruck | • • |
1000 psi | (Imp.^al/mih^ | 141 |
Drehzahl | 1430 | 5.25 | 140 | |
Tabelle 2 - Pumpen-Dauertest | 5.20 | 140 | ||
Betriebszeit | 5.05 | 142 | ||
4.80 | 141 | |||
(Stund en) | 4.95 | 140 . | ||
9.0 | 4.10. | 140 | ||
16.0 | 4.75 | 140 | ||
19.25 | 5.00 | 140 | ||
24.25 | 4.80 | .140 | ||
44.50 | 4.80 | 140 | ||
52.50 | 4.65 | 140 | ||
62.45 | 4.50 | 140 | ||
85.5 | 4.50 | 140 | ||
127.0 | 4.50 | 140 | ||
186.0 | 4.35 | 140 | ||
233.0 | 4.30 | |||
281.0 | 4.35 | |||
400 | ||||
477 | ||||
653 | ||||
758 | ||||
?61 |
— 7 —
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'ξ
Bei diesem Versuch wurden folgende Beobachtungen gemacht.
Bei 961 Stunden betrug die Pumpenleistung 4,35 gpm oder
83 $> der Anfangsieistung. Es gab anfänglich einen schnellen
Abfall der Pumpenleistung während der ersten 250 Stunden.
Der Abfall von 250 bis 961 Stunden betrug nur 0,15 gpm, woraus
man sieht, daß sich die Pumpe eingelaufen hatte.
Dieser Langzeittest macht deutlich, wie geeignet die Zusammensetzung
nach Figur 1 für eine Getriebe- oder Zahnradpumpe ist.
Es folgt jetzt eine vergleichende Leistungstabelle, bei der die Zusammensetzung nach Beispiel 1 mit einem herkömmlichen
Mineralöl ( Molybond AI 200) bei einer neuen Pumpe und einer Pumpe verglichen wird, die bereits während 1010 Stunden in
Betrieb war.
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Druck | j | 800 psi | Pumpenausgang bzw. -leistung | Zusammensetzung nach Beispiel 1 | h. Inspektion; tag |
101O-Stunden-Pumpe (bei 140° F) (Imp.gal/min) |
Inspektions tag |
AI-200 | Neue Pumpe (bei 1200F) (Imp.gal/min |
1000 psi | Neue Pumpe (bei 140δ F) (Imp.gal/min) |
6.4 | 5- Auf gez. Ergebnis |
6.6 | 101O-Stunden-Pumpe (bei 1200F) (Imp.gal/min) |
Inspektionstag | |||
1200 psi | ^ufgezeich Ergebnis |
6.2 | 4.9 | 6.3 | Inspektionstag | 6.8 | |||
1400 psi | 6.25 | 5.9 | 4.4 | 6.0 | 6.9 | 6.6 | |||
1600 psi | 6.10 | 5.6 | 3.8 | 5.6 | 6.7 | 6.4 | |||
5.70 | - | 3.2 | 6.5 | 6.1 | |||||
5.50 | Still stand |
6.2 | |||||||
Still stand |
|||||||||
Entsprechend den durchgeführten Versuchen konnten folgende Beobachtungen
gemacht werden:
1. Die Leistung der Testpumpe (1010 Stunden bei 1000 psi) am Inspektionstag war besser als die der neuen Pumpe. Die Erklärung
für diese Verbesserung der Testpumpenleistung ist daran zu sehen, daß diese Pumpe bei 1010 Stunden aus dem Betrieb genommen, einer
Inspektion unterzogen und durch den technischen Vertreter der Herstellerfirma wieder zusammengebaut wurde. Ein anfänglich
fehlerhafter Aufbau erklärt, weshalb diese Pumpe nicht die vom Hersteller veranschlagte Kapazität bzw. Leistung zu Beginn des
Tests erreichen konnte. Die veranschlagte Kapazität einer neuen Pumpe bei 1000 psi bei Mineralöl ist 6,4 Imp.gal. pro Minute.
Die Anfangsleistung betrug 5,25 (Tabelle 2), während jedoch die Leistung nach dem erneuten Zusammenbau 6,6 betrug. Dies war
ein besseres Ergebnis als es die neue Pumpe erreicht hat, die am Inspektionstag zu Vergleichzwecken herangezogen wurde und die
6,2 Imp.gal. pro Minute abgab.
2. Eine visuelle Inspektion der Laufrollen der Pumpe, die über 1010 Stunden getestet wurde, hat kein Anzeichen eines Ermüdungsbruches
gegeben.
3. Der Abrieb an den Zahnradnaben (Rollenlaufbahn) betrug 0,0003"
und 0,0004". Die Grenze für einen Ausfall des betreffenden Teils liegt bei 0,002".
4. Das Abriebmuster an der Kupplungsscheibe oder Druckplatte
war normal. - 10 -
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- ίο - 23U271
5. Das Abriebmuster an den Getriebezähnen war fächerförmig,
wobei keine Berührung auf der Zahnfläche an einer Seite und eine große Berührungsfläche, die etwa 50 % der gesamten Zahnfläche
betrug, auf der anderen Seite vorlag.
Als Kommentar hierzu ist allgemein folgendes zu bemerken. Der anfänglich fehlerhafte Zusammenbau beeinflußt nicht die
Gültigkeit und Aussagekraft des über 1010 Stunden dauernden Abriebtests.
Als Schlußfolgerung ergibt sich also, daß dieser Test ,von
1010 Stunden zeigt, daß die Zusammensetzung nach dem Beispiel 1
diese Getriebepumpe so erfolgreich geschmiert hat, daß die Pumpenleistung sich noch auf dem Niveau einer neuen Pumpe
befindet. Es kann eine Standzeit von vielen tausend Stunden mehr erwartet werden. Die Leistung ist gleich der Leistung einer
Pumpe, die mit Mineralöl arbeitet.
Mineralöl mit einer Viskosität
von 150 S.S.U. bei 1000F 5.1,50 %
Molybond Kolloid 20, oder D.A.G.
725 oder Paul M1751
(20 Gewichtsprozente MoS2 in öl dispergiert) 0,60 $
(20 Gewichtsprozente MoS2 in öl dispergiert) 0,60 $
Lubrizol 5162 (Emulgiermittel) 4,75 f
Wasser .42,40 ?b D.A.G. 738
(40 Gewichtsprozente MoS^ in Wasser) 0.75 ^
-Ή- 3098A 1/0842
Einige Eigenschaften der Emulsion nach Beispiel 3 sind folgende:
*
Viskosität S.S.U. 100°F
HO0F
MoS2-Gehalt
780
330
0,2 io (Gewicht) O,67# (Gewicht)
ölphase
Wasserphase
Spezifisches Gewicht: 0,930 - 0,940
Spezifisches Gewicht: 0,930 - 0,940
Die Feuerbeständigkeit, die Eraulsionsstabilität sowie die Rostschutzwirkung sind ähnlich wie beim Beispiel 1.
Die Leistung der Emulsion nach Beispiel 3 im Vergleich zu einem öl entsprechend dem öltyp Extra Duty Anti-Wear Oil war
folgende unter der Voraussetzung, daß der Test mit einer Pumpe vom Typ Vickers 104-C Vane Pump durchgeführt wird, und zwar
bei 1900 psi, 1430 Umdrehungen pro Minute über einen Zeitraum von 82,5 Stunden:
A) Abrieb
Gewichtsverlust
j°
Teil | Extra Duty Anti-Wear Oil | Beispiel 3 |
Laufbuchse 1 | 0.001 # | 0.014 # ' |
Laufbuchse 2 | 0.006 $ | 0.018 io |
Ring | 0.004 # | 0.300 i» |
Flügelräder | 0.004 $ | 0.100 # |
B) | Pumpe'nle i stung (Imp. gal/min) | |
Stunden | Extra Duty Anti-Wear Oil | Beispiel 3 |
24 82.5 |
5·6 309841/0842 4.7 - 12 - |
6.4 6.1 |
23U271
Hieraus läßt sich der Schluß ziehen, daß die Pumpenkapazität
beim Beispiel 3 besser als bei der Anwendung von Extra Duty Anti-Wear Oil ist, obwohl sogar das Maß des Abriebs größer ist,
309841 /0842
Claims (6)
1. Feuer- und hitzebeständige Hydraulik- bzw. Druckflüssigkeit, bestehend aus einer Wasser-undÖl-Emulsion, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulsion ein festes kristallines Gleit- bzw. Schmiermittel enthält, das in jeder Emulsionsphase dispergiert ist.
2. Feuer- und hitzebeständige Hydraulik- bzw. Druckflüssigkeit, bestehend aus einer Wasser-in-öl-Emulsion, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulsion ein festes kristallines Gleit- oder Schmiermittel
enthält, das in jeder Emulsionsphase dispergiert ist.
3. Flüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das feste Schmiermittel aus Molybdänsulfid, Graphit oder Wolframdisulfid besteht.
4. Flüssigkeit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Schmiermittel in jeder
Phase zu einem Anteil enthalten ist, der innerhalb der Größenordnung von 0,1Ji bis 10 $>
Gewicht liegt.
9841/0842
23Η271
5. Hydraulikflüssigkeit, gekennzeichnet durch eine Emulsion aus 40 Volumenprozent Wasser, das in einer kontinuierlichen
ölphase dispergiert ist, wobei 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent Molybdändisulfid in jeder Phase der Emulsion enthalten ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer feuer- und hitzebeständigen
Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion aus einem festen kristallinen Schmiermittel jeweils in Wasser
und in einem Mineralöl gebildet wird, und daß dann aus diesen beiden Dispersionen eine Wasser-in-öl-Emulsion hergestellt wird.
309841/0842
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPA838672 | 1972-03-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2314271A1 true DE2314271A1 (de) | 1973-10-11 |
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ID=3764957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732314271 Pending DE2314271A1 (de) | 1972-03-23 | 1973-03-22 | Feuerbestaendige hydraulikfluessigkeit und verfahren zu ihrer herstellung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU467249B2 (de) |
DE (1) | DE2314271A1 (de) |
GB (1) | GB1370277A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2314341A (en) * | 1996-05-21 | 1997-12-24 | John Richard Drewe | Multiphase mixture for use in fluid dynamics |
-
1972
- 1972-03-23 AU AU53133/73A patent/AU467249B2/en not_active Expired
-
1973
- 1973-03-22 DE DE19732314271 patent/DE2314271A1/de active Pending
- 1973-03-23 GB GB1411773A patent/GB1370277A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1370277A (en) | 1974-10-16 |
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