DE2946964A1

DE2946964A1 - Fluessige zubereitungen fuer automatische getriebe

Info

Publication number: DE2946964A1
Application number: DE19792946964
Authority: DE
Inventors: Rosemary O'halloran
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1980-06-04
Also published as: GB2044291A; US4253977A; GB2044291B; BE880181A; FR2442265A1; CA1143721A

Description

DR. BERG DIPL ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR SANDMAlR

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 η q / O Q O i

Anwalts-Akte: 30 506 2 j Wqw 1Q7Q

Flüssige Zubereitungen für automatische Getriebe

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» (OM) 9« 12 72 Telegramme: Binkkonten: Hypo-Bink München 4410122 850

⁹¹¹²⁷³ BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swifl Code HYPO DE MM

⁹¹¹²⁷⁴ TELEX Btyei; Vereinsb«nk München 453100 (BLZ 70020270) ⁹¹³⁾¹⁰ 05245MBEROd Postscheck München 65J4J-8O8 (BLZ 70010080)

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Schmierölzubereitungen, die besonders brauchbar als Betriebsflüssigkeiten in Systemen sind, in denen die Kraftübertragung mittels Flüssigkeitskupplung oder Hydraulik erfolgt, so insbesondere in automatischen Getrieben für Fahrzeuge mit Kraftantrieb, z.B. für Automobile. Flüssigkeiten in automatischen Getrieben müssen eine Reihe von Funktionen erfüllen, wozu das Schmieren von Getrieben und Lagern, die Wärmeübertragung und das Bereitstellen der Flüssigkeit für die hydraulische Kontrolle und die Übertragung der hydraulischen Kraft gehören. Auf Grund der zahlreichen Anforderungen, die an eine Flüssigkeit dieser Art gestellt werden, ist es notwendig, diese Flüssigkeit mit verschiedenen Arten von Zusätzen zu versetzen, die ihr die gewünschten Eigenschaften verleihen. Zu solchen Zusätzen gehören Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Oxidations- und Korrosionshemmer, Dispergiermittel, Mittel zum Absenken des Gießpunkts, Antischaummittel, De-Emulgierungsmittel, Antiverschleißmittel, Dichtungsquellmittel und Reibungsmodifikatoren. Alle diese Zusätze müssen selbstverständlich in zufriedenstellender Weise untereinander verträglich sein, so daß die Gegenwart eines Zusatzes nicht mit der gewünschten Funktion eines anderen Zusatzes interferiert; die Zusammenstellung einer brauchbaren Flüssigkeit für automatische Getriebe ist also nicht einfach.

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Die Erfindung betrifft Verbesserungen des Reibungsverhaltens einer Kraftübertragungsflüssigkeit, die in Systemen brauchbar ist, die auf der Reibungskupplung von zwei oder mehr ansonsten nicht verbundenen Oberflächen, die in einer Flüssigkeit eingetaucht sind oder Kontakt mit derselben haben, beruhen, wie z.B. in einem automatischen Getriebe. Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Reibungsmodifikators einer bestimmten Art in Kombination mit einer kleineren Menge eines Detergentiensalzes mit Basenüberschuß, vorzugsweise eines Metallkohlenwasserstoffsulfonats , eines Metallalkylphenats, oder eines Metallsalzes eines sulfurierten Alkylphenols, jeweils mit Basenüberschuß, die in unerwarteter Weise die Wirkung des Reibungsmodifikators fördern.

In einem automatischen Getriebe gibt es eine Turbinen-Antriebseinheit, einen Drehmomentwandler und eine oder mehrere Reibungsbremsen oder -kupplungen, die automatisch mit Hilfe einer komplizierten hydraulischen Kontrolleinheit ein- und ausgerückt werden. Ein beispielhafter Kupplungsaufbau besteht aus ebenen Stahlplatten, die mit Stahlplatten in Kontakt kommen, die auf beiden Seiten mit einem Friktionsmaterial belegt sind, so z.B. mit gepreßtem und mit einem Harz imprägnierten Papier. Da der Kupplungsaufbau in Kontakt mit der Transmissionsflüssigkeit steht, haben die Reibungseigenschaften derselben großen Einfluß auf die Leistung des automatischen Getriebes. Es ist außerordentlich wünschenswert,

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daß das Getriebe reibungslos schaltet, und daß der "Kraftschluß" beim Schalten von einem zu einem anderen Transmissionsverhältnis innerhalb eines bestimmten festgelegten Zeitraums eintritt. Ein guter Reibungsmodifikator hat die Funktion, sicherzustellen, daß die gewünschte Leistung erzielt und aufrechterhalten wird.

Eine verwandte Anwendung von Betriebsflüssigkeiten in Systemen mit Reibungskupplung findet sich in Traktoren und anderen modernen landwirtschaftlichen Maschinen, bei denen ölgekühlte Bremsen und Antriebskupplungen verwendet werden, die zusammen mit dem Getriebe in einem gemeinsamen Ölbad arbeiten. Auch hier sind die Reibungseigenschaften der Flüssigkeit wichtig, damit die Anforderungen in Bezug auf wirksames geräuschloses Bremsen sowie die Kapazität der Antriebskupplung erfüllt werden können.

Die Verwendung von Metallsalzen von Kohlenwasserstoffsulfosäuren und alkylierten Phenolen in Betriebsfüllsigkeiten wie z.B. Schmiermitteln für Naßkupplungssysteme, Naßbremssysteme und automatische Getriebe ist bekannt und beschrieben.

In der US-PS 3 i»10 801 wird eine für ein Naßkupplungssystem geeignete hydraulische Flüssigkeit beschrieben, die ein Kohlenwasserstoff Schmieröl enthält, in dem das Reaktionsprodukt eines Metallkohlenwasserstoffsulfonats mit Basenüberschuß und einer Fettsäure enthalten ist.

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In der US-PS 3 »»51 9 30 wird ein Schmiermittel für Traktorengetriebe beschriben, das ein Schmieröl enthält, in dem ein Metallsalz einer Kohlenwasserstoffsulfosäure, ein Zinksalz einer Dialkyldithiophosphorsäure, sowie chloriertes Paraffinwachs enthalten sind.

In der US-PS 3 259 583 wird eine Kraftübertragungsflüssigkeit dargestellt, die im wesentlichen aus einem größeren Anteil eines mineralischen Schmieröls, etwa 5 bis 15 Gew.% Erdalkalimetallpetroleumsulfonat mit Basenüberschuß, sowie kleineren Mengen Zinkoleat und N,N'-Bis-(dialkylarainophenyl)-äther besteht.

Die US-PS 3 920 562 beschreibt die Verwendung einer detergierenden Menge eines Metallsalzes einer Kohlenwasserstoffsulfosäure in einer als Betriebsflüssigkeit und Schmieröl dienenden Zubereitung, die außerdem ein Alkenylsuccinimid als Dispergierungsmittel, ein Metalldihydrocarbyldithiophosphat als Antioxidationsmittel und eine die Reibung modifizierende Menge eines Hydroxyfettsäureesters eines zwei- oder mehrwertigen Alkohols enthält.

Die US-PS 3 899 H32 legt ein Schmieröl als Betriebsflüssigkeit dar, die sowohl als hydraulische Flüssigkeit als auch als Differential- und Getriebeschmiermittel brauchbar ist, und die ein neutrales Metallsalz einer Kohlenwasserstoffsulfosäure sowie ein Metallsalz einer Kohlenwasserstoffsulfo-

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sflure mit Basenüberschuß zusammen mit einem Metallealz einer Dihydrocarbyldithiophosphorsäure, Tricresylphosphat und einem sulfurierten Gemisch aus Olefinen und Fettsäureestern enthalt.

In der US-PS »» 010 106 wird eine Betriebsflüssigkeit beschrie ben* die besonders brauchbar für automatische Getriebe ist, und die ein Schmieröl enthält,in dem ein Alkenylsuccinimid als Dispergierungsmittel, ein Metalldihydrocarbyldithiophosphat als Antioxidationsmittel, ein sulfuriertes Erdalkali metall-Alkylphenat mit Basenüberschuß als Detergens/Dispergierungsmittel , ein chloriertes Olefin als Korrosionshemmer und ein Reibungsmodifikator enthalten sind, wobei der letztere eine bestimmte Art von Fettsäureester, Fettsäureamid oder Fettsaurealkanolamin ist. Ein Metallsalz einer Kohlenwasseretoffsulfosäure kann zusammen mit dem sulfurierten Metallalkylphenat vorhanden sein.

In der GB-PS 1 »»52 513 wird ein Schmiermittel zur Verwendung in einem Naßbremssystem beschrieben, das ein Schmieröl, ein Detergens oder ein Dispergiermittel, eine Fettsäure und ein Fettsäureamid enthält. Das Detergens kann ein Metallorganosulfonat oder ein Metallalkylphenat sein.

Die US-PS 3 981 813 betrifft eine hydraulische Flüssigkeit zur Verwendung in Systemen, die einer Verunreinigung durch Meerwasser, z.B. in Schiffen und dgl., ausgesetzt sind.

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Die Flüssigkeit enthält ein Kohlenwasserstofföl mit vier Zusatzkomponenten, von denen eine ein Metallkohlenwasserstoff sulfonat ist, das als Rost- und Korrosionshemmer sowie als Meerwasseremulgator dient. Die anderen Komponenten sind eine Alkyl- oder Alkenylsuccinsäure oder ein Anhydrid derselben mit etwa 50 bis 90 Kohlenstoffatomen, eine Alkyl- oder Alkenylsuccinsäure oder ein Anhydrid derselben mit etwa 12 bis 3U Kohlenstoffatomen, sowie ein äthoxylierter Fettsäurealkohol oder ein äthoxyliertes Alkylphenol.

Die US-PS 3 382 172 beschreibt eine verzweigte Alkenylsuccinsäure als Antiverschleißzusatz zu Schmiermitteln, die brauchbar ist zusammen mit Phenatdetergentien, die neutral sein oder einen Calciumüberschuß haben können.

Erfindungsgemäß wird das Reibungsverhalten einer Schmierölzubereitung, die einen Reibungsmodifikator enthält, in dem eine Alkyl- oder Alkenyl- C₁₊- bis C^-Dicarbonsäure mit insgesamt etwa 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Octadecylsuccinsäure, oder das Feaktionsprodukt eines langkettigen Dicarbonsäureanhydrids mit einem Aldehyd/Trishydroxymethylaminomethanaddukt enthalten ist, wesentlich verbessert, wenn man diesen Reibungsmodifikator zusammen mit einem Alkalimetall- oder Erdalkalimetall-Detergentiensalz mit Basenüberschuß verwendet, so z.B. mit einem Erdalkalimetallsalz einer Kohlenwasserstoffsulfosäure mit Basenüberschuß, einem Alkali-

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metall- oder Erdalkalimetallalkylphenat mit Basenüberschuß, oder einem Metallsalz eines sulfurierten Alkylphenols mit Basenüberschuß. Einer der Vorteile, die man durch Verwendung der Kombination von Reibungsmodifikator und Detergentiensalz mit Basenüberschuß erzielt, besteht in einer deutlichen Verbesserung des statischen Reibungsverhaltens über längere Zeiträume, d.h., der Reibungsmodifikator ist über längere Zeit brauchbar.

Abbildung 1 zeigt typische Kupplungskurven zu Beginn und am Ende eines Reibungstests, bei dem jeweils eine "schlechte" oder eine "gute" Transmissionsflüssigkeit in Bezug auf die Reibung der Kupplungsplatten geprüft wird.

Abbildung 2 zeigt Drehmomentkurven für Tests mit erfindungsgemäßen Flüssigkeitszubereitungen im Vergleich zu Testkurven, die man mit nicht erfindungsgemäßen Zubereitungen erhielt.

Das in den erfindungsgemäßen Zubereitungen verwendete Detergentiensalz mit Basenüberschuß ist in verhältnismäßig kleinen Mengen vorhanden, d.h., das Salz mit Basenüberschuß ist etwa in Mengen von 0,01 bis 1,5 Gew.%, vorzugsweise 0,01 bis 0,25 Gew.%, am besten etwa 0,02 bis 0,15 Gew.%, bezogen auf die gesamte Zubereitung, vorhanden.

Die Menge des Reibungsmodifikators der oben erwähnten Arten liegt zwischen etwa 0,02 bis 1,0 Gew.% oder vorzugsweise etwa

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0,1 bis 0,5 Gew.%, bezogen auf die gesamte Zubereitung. Das Gewichtsverhältnis von Reibungsmodifikator zu Sulfonat oder Phenat liegt zwischen etwa 0,1:1 und etwa 10:1, vorzugsweise 0,25:1 und etwa 8:1, am besten etwa 0,5:1 und 6:1.

Erdalkalimetallsalze von Kohlenwasserstoffsulfosäuren mit hohem Molekulargewicht, die man durch Sulfonierung natürlicher oder synthetischer Kohlenwasserstoffe erhält, sind gut bekannt. Die verwendeten natürlichen Kohlenwasserstoffe sind im allgemeinen Erdölfraktionen, am häufigsten Schmieröldestillatfraktionen, oder die sogenannten Weißöldestillate oder andere Fraktionen, wie Petrolatum. Diese werden durch Behandlung mit geeigneten Sulfonierungsmitteln, einschließlich Schwefeltrioxid, konzentrierter Schwefelsäure und rauchender Schwefelsäure, zu Sulfosäuren umgewandelt. Synthetische Kohlenwasserstoffsulfosäuren werden im allgemeinen durch SuI-fonieren von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen hergestellt, so z.B. von Benzol, Toluol, Xylol oder Naphthalin, die mit Kohlenwasserstoffwachsen, Olefinen, Olefinpolymeren oder ähnlichen Spendern von Alkylgruppen alkyliert wurden. Gewöhnlich wird Benzol oder Toluol mit einem Propylen- oder Butylenpolymer alkyliert, so z.B. mit Butylentrimer oder Propylentetramer, oder ähnlichen Niedrigolefinpolymeren, und das Alkylat wird sulfoniert. Die Herstellung von Kohlenwasserstoff sulfosäuren und ihrer Metallsalze ist so gut bekannt, daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt.

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Ebenso erscheint eine detaillierte Beschreibung der Herstellung von Sulfonat mit Basenüberschuß überflüssig, da diese Herstellungsverfahren ebenfalls gut bekannt sind und die Sulfonate mit Basenüberschuß leicht im Handel erhaltlich sind. Vereinfacht ausgedrückt, werden die Sulfosäuren mit einem Oberschuß an Metallbase umgesetzt, und das überschuüssige Metall wird dann gewöhnlich mit einem sauren Gas, am häufigsten mit Kohlendioxid, neutralisiert. Ebenfalls gut bekannt ist die Herstellung von Metallsalzen von alkylierten Phenolen und sulfurierten Alkylphenolen mit Basenüberschuß, wobei mehr Metall als die zur Herstellung neutraler Salze notwendige Menge verwendet und die überschüssige Base dann mit einem sauren Gas neutralisiert wird. Ein Verfahren zur Herstellung eines sulfurierten Metallalkylphenats ist die Umsetzung von elementarem Schwefel mit dem Metallalkylphenat bei erhöhter Temperatur. Das Metallsalz kann vor oder nach dem Sulfurieren oder gleichzeitig mit Basenüberschuß versehen werden. Vergl. Beispiel der US-PS 3 966 621.

Die Sulfosäuren, deren Metallsalze mit Basenüberschuß in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, haben im allgemeinen Molekulargewichte in einem Bereich von etwa UOO bis 1200, häufiger von etwa UOO bis 800. Die Alkylphenole, deren Metallsalze mit Basenüberschuß in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, haben im allgemeinen Alkylgruppen mit insgesamt etwa U bis 2U Kohlenstoffatomen, ge-

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wohnlich etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, so z.B. Diisobutylphenol, Nonylphenol, Dinonylphenol oder Dodecylphenol. Die Metallsulfonate oder Metallphenate mit Basenüberschuß werden im allgemeinen in Form von ölkonzentraten hergestellt, die eine Gesamtbasenzahl (TBN) zwischen etwa 100 und 500, vorzugsweise etwa 200 und UOO (ASTM D-664) haben und etwa 30 bis 75 Gew.% Wirkstoff enthalten.

Andere Metalldetergentiensalze mit Basenüberschuß, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind auch Komplexe mit Basenüberschuß, die durch Umsetzung von phosphosulfurierten polymeren Kohlenwasserstoffen mit Erdalkalimetallbasen in Gegenwart eines Alkylphenols oder Alkylphenolsulfids und anschließende Behandlung des Produkts mit Kohlendioxid hergestellt werden (vgl. US-PSen 3 182 019 und 3 127 348). Auch können verwandte Dispersionen mit Basenüberschuß verwendet werden, in denen das kolloidal dispergierte Metallsalz anstelle oder zusätzlich zum Carbonat ein Sulfat oder Phosphat ist. Einige Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen sind in US-PS 3 644 106 beschrieben.

Eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Art von Reibungsmodifikator ist eine Alkyl- oder Alkenyl- C^- bis C₁_-Dicarbonsäure mit insgesamt etwa 6 bis 30 Kohlenstoffatomen in geradkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppen, vorzugsweise etwa 10 bis 28 Kohlenstoffatomen in solchen Gruppen,

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z.B. Octadecylsuccinsäure, Hexadecenylsuccinsäure, TetradecyladipinsMure oder Dodecylsuccinsäure.

Reibungsmodifikatoren der Art, die das Halbesterreaktionsprodukt eines Aldehyd/Trishydroxymethylaminomethanaddukts und einer langkettigen C^,- bis C₃₀- kohlenwasserstoffsubstituierten C^- bis C₁₀-I.'⁴ carbonsäure oder eines Anhydrids derselben enthalten, werden in der US-PS *4 017 406 beschrieben und beansprucht. Ein Beispiel für diese Art von Material ist der Halb-Säureester des l-Aza-3,7-dioxabicyclo-(3.3.0)-oct.-5-yl-methyloctadecenylsuccinat, den man durch Umsetzung von Octadecenylsuccinatanhydrid mit l-Aza-S^-dioxabicyclo-(3.3.0)-oct.-5-yl-methylakohol erhält.

Das folgende Beispiel, das eine bevorzugte Ausführungsform enthält, soll die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

Es wurde ein Zusatzgemisch aus etwa H3,42 Vol.% eines aschefreien Dispergiermittels der Art, die ein Kondensationsprodukt aus Tetraäthylenpentamin und einem Polyisobutenylsuccinsäureanhydrid enthält, ferner 2,55 Vol.% phosphosulfuriertem a-Pinen, 2,9U Vol.% eines Zinkdialkyldithiophosphats, 38,31 Vol.% eines Mittels zur Verbesserung des Viskositätsindex, 3,H5 Vol.% Dialkyldiphenylamin, 6,39 Vol.% Dihexylphthalat und 2,9H Vol.% handelsüblicher n-Octadecylsuccinsäure (OSA) hergestellt.

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Das aschefreie Dispergiermittel war handelsübliches Oronite 1210, das ein etwa 50 Gew.%iges Wirkstoffkonzentrat in mineralischem Schmieröl war. Das phosphosulfurierte ct-Pinen enthielt 5,5 Gew.* Phosphor und 12 Gew.% Schwefel. Das Zinkdialkyldithiophosphat war ein etwa 80%iges Konzentrat von Dithiophosphorsäurezinksalzen in öl, die man durch Behandlung gemischter C- und C.,-Alkanole mit P₂^₅ erhalten hatte. Das handelsübliche Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex (Lubrizol 3702) war ein ölkonzentrat von etwa 35 Gew.% Polystyrol/Polymethacrylat-Mischpolymer. Das Dialkyldiphenylamin war ein als Vanlube SL bekannter handelsüblicher Zusatz und wurde als p,p -Dinonyldiphenylamin identifiziert.

Zur Herstellung einer Zubereitung, die als Flüssigkeit für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe dienen konnte, wurden 7,83 Volumenanteile des beschriebenen Konzentrats mit 92,17 Volumenanteilen eines mit Lösungsmittel extrahierten, paraffinischen neutralen Öls, Viskosität 100 SUS bei 38 ⁰C, gemischt. Verschiedene Erdalkalimetallsalze organischer Stoffe mit Basenüberschuß wurden zu Portionen dieses ölgemisches gegeben, um Proben erfindungsgemäßer Getriebeflüssigkeiten herzustellen. Diese verschiedenen Zubereitungen, sowie andere verwandte Zubereitungen, wurden einem Reibungstest der L-2-Art unterzogen, wozu ein General Motors Turbo Hydromatic Kupplungssatz THM-UOO mit Kupplungsplatten aus SD-715 Zellulosezubereitung verwendet wurde. Es herrschten

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die folgenden Testbedingungen:

Kinetische Energie 39 kJ

2 Angewandte Kraft 657 N/cm

Gegenkraft 4,2 N/cm²

Cyclus-Dauer 51 s (45 an,

6 aus )

Typische Schaltzeit 0,8 s

3600 U/min; 5000 Cyclen pro Test (etwa 69 h), Flüssigkeitsvolumen 15,2 1, Flüssigkeitstemperatur 93 ⁰C.

In dem L-2-Reibungstest wird die gleiche Maschine verwendet wie in dem General Motors HEFCAD-Test (General Motors Engineering Standards GM 6137-M; Dexron II Specifications), jedoch unter den oben aufgeführten Bedingungen. In dem Test können zwar Messungen des dynamischen und des statischen Drehmoments ausgeführt werden, die Messungen des statischen Drehmoments haben jedoch die höhere Signifikanz.

In Tabelle I sind, bezogen auf den Wirkstoff, Gew.% des Reibungsmodifikators (FM) und Gew.% des Detergentiensalzes mit Basenüberschuß (ODS) in der Rezeptur der verschiedenen getesteten ölzubereitungen zusammen mit den in Abbildung 2 aufgeführten Durchlaufbezeichnungen zusammengestellt.

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TaDeIIe I

Rezepturen für Getriebeflüssigkeiten

Gew.% Gew.% Detergentiensalz Gew.-Verhältnis

Durch- Reibungs- mit lauf modifikator Basenüberschuß FM/ODS

A	0,23%	OSA	keiner	Mg-Sulfonat	-	Ii	1
B	keiner		0,128%	Mg-SuIfonat	-	3,	1
C	0,23%	OSA	0,056%	Ca-SuIfonat		1,	0
D	0,23%	OSA	0,056%	Mg-Phenat	o,	8
E	0,23%	OSA	0,076%	Ca-Phenat		8
F	0,23%	OSA	0,138%	Mg-Sulfonat
G	0,10%	OSA	0,128%	Mg-SuIfonat
H	0,23% Oxazol	OSA ine	0,056%

Der in Tabelle I als Mg-Sulfonat bezeichnete Stoff war ein als Witco M-UOO bekanntes handelsübliches Material, das als Kohlenwasserstoffölkonzentrat (etwa HO Gew.% Wirkstoff) mit einer Gesamtbasenzahl von etwa MOO identifiziert wurde, und das etwa 25 Gew.% Magnesiumkohlenwasserstoffsulfonat mit Mole kulargewicht etwa 950 enthielt; die Komponente, die den Basenüberschuß erzeugt, war Magnesiumcarbonat.

Das als Ca-Sulfonat bezeichnete Material war ebenfalls ein handelsüblicher Zusatz, bekannt als Witco C-300, und wurde als Kohlenwasserstoffölkonzentrat (etwa 40 Gew.% Wirkstoff) mit Gesamtbasenzahl etwa 300 identifiziert, das etwa 28 Gew.%

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JO

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Calciumkohlenwasserstoffsulfonat enthielt; der Kohlenwasserstoff anteil wurde hauptsächlich von mit C-^-Propylenpolymer alkyliertem Benzol gestellt. Der Basenüberschuß wurde durch Calciumcarbonat erzeugt.

Der in Tabelle I als Ca-Phenat bezeichnete Zusatz war ein Konzentrat eines Calciumsalzes von sulfuriertem Dodecylphenol mit Basenüberschuß; der Basenüberschuß wurde durch Calciumcarbonat erzeugt. Das Konzentrat enthielt 31 Gew.% mineralisches Schmieröl, der Rest waren Wirkstoffe. Das Konzentrat hatte eine Gesamtbasenzahl von etwa 2 50, und die Analyse ergab 9,2S Gew.% Calcium und 3 Gew.% Schwefel.

Das in Tabelle I aufgeführte Mg-Phenat war ein Zusatzkonzentrat mit Gesamtbasenzahl etwa 250, und enthielt etwa 40 Gew.% Magnesiumsalz von gemischten Monononyl- und Dinonylphenolsulfiden, sowie Magnesiumcarbonat als Komponente, die den Basenüberschuß erzeugt. Die Analyse des Konzentrats ergab 5,4 Gew.% Magnesium und 3,5 Gew.% Schwefel.

In Abbildung 1 werden typische Kupplungskurven am Anfang und am Ende eines Reibungstests dargestellt, und zwar für eine im Hinblick auf die Reibung der Kupplungsplatten "schlechte" oder nicht zufriedenstellende Getri±>eflüssigkeit, bzw. eine "gute" oder zufriedenstellende Getriebeflüssigkeit. Die durchgezogene Kurve bedeutet in jedem Fall den Zeitverlauf des Drehmoments bei eingerückter Kupplung,

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nachdem der Test eine Stunde gelaufen war; die gestrichelte Kurve erhielt man am Ende des 70-stüdigen Tests. Die Kupplung wird für etwa 0,8 s eingerückt. Aus den Kurven der Abbildung 1 ist ersichtlich, daß eine gute oder zufriedenstellende Getriebeflüssigkeit zu Beginn des Tests eine glatte Kurve ergibt, wobei die rechte Seite der Kurve ( die die statische Reibung nach dem Einkuppeln anzeigt ) bei einem niedrigeren Drehmomentwert liegt, als die linke Seite der Kurve ( die die dynamische Reibung vor dem Einkuppeln anzeigt ), und daß diese Charakteristik auch noch am Ende des 70-stündigen Tests vorhanden ist (gestrichelte Linie). In einem Test mit einer "schlechten" oder nicht zufriedenstellenden Getriebeflüssigkeit ist die anfängliche Reibungskurve der einer zufriedenstellenden" Getriebeflüssigkeit ähnlich, bei fortschreitender Testdauer entwickelt die Reibungskurve jedoch einen Anstieg im statischen Teil (rechte Seite) der Kurve, was schlechtere Leistung anzeigt.

Bei der Durchführung der L-2-Reibungstests mit jeder der Zubereitungen, deren Rezeptur in Tabelle I aufgeführt ist, wurden die statischen und dynamischen Drehmomentwerte alle U Std. aufgezeichnet, und die numerische Differenz von statischem minus dynamischem Drehmoment wurde wie in Abbildung 2 gegen die Testzeit aufgetragen. Eine zufriedenstellende Getriebeflüssigkeit zeigt während des ganzen Tests gleichmäßig negative Werte, wenn die dynamische von der statischen

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Reibung subtrahiert wird.

In Abbildung 2 stehen die Durchgänge A und B für Zubereitungen, bei denen in jedem Fall nur eine der erfindungsgemäß benötigten zwei Komponenten vorhanden war, d.h. A enthält den Reibungsmodifikator und kein Detergentiensalz mit Basenüberschuß, B enthielt das Salz mit Basenüberschuß, aber nicht den Reibungsmodifikator.

Zubereitung B, die nur das Magnesiumsulfat mit Basenüberschuß enthält, ergibt eine Kurve, die mit einem Gipfel beginnt und während des ganzen Tests klar größer als Null ist. Flüssigkeit A, die nur den Octadecenylsuccinsäure-Reibungsmodifikator enthält, in der also kein Detergentiensalz mit Basenüberschuß vorhanden ist, ergibt eine Kurve, die mit dem erwünschten negativen Wert beginnt, die im Testverlauf jedoch auf einen positiven Wert steigt, was nicht erwünscht ist.

Die Zubereitungen C, D, E, F und G sind repräsentative erfindungsgemäße Zubereitungen, die Kombinationen aus Octadecenylsuccinsäure-Reibungsmodifikator und verschiedenen Detergentiensalzen mit Basenüberschuß enthalten. Zubereitung G unterscheidet sich von Zubereitung C, indem weniger Reibungsmodifikator und mehr Salz mit Basenüberschuß verwendet werden. Die Testkurven dieser Getriebeflüssigkeiten weisen

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alle diese Zubereitungen als zufriedenstellend aus, da in jedem Durchgang der Wert für statische minus dynamische Reibung klar unter Null begann und während des ganzen Tests negativ blieb, und somit das erwünschte weiche Schalten angezeigt wird.

In Zubereitung H, ebenfalls eine beispielhafte erfindungsgemäße Zubereitung, wird ein anderer als die oben erwähnten Reibungsmodifikatoren verwendet, nämlich das Reaktionsprodukt von Octadecenylsuccinsäureanhydrid mit l-Aza-3,7-dioxabicyclo-(3.3.0)-oct.-5-yl-methylalkohol. Der Einfachheit halber wird dieser Reibungsmodifikator in Tabelle I als OSA Oxazoline bezeichnet. Die Kurve für diese Zubereitung in Abbildung 2 zeigt, daß auch dieser Reibungsmodifikator gut mit einem Sulfonatsalz mit Basenüberschuß zusammenwirkt .

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Flüssigkeit für automatische Getriebe, die einen größeren Anteil Schmieröl, z.B. mineralisches Schmieröl, sowie den oben beschriebenen Reibungsmodifikator und das Metalldetergens mit Basenüberschuß enthält. Im allgemeinen macht das öl 80 Gew.%, gewöhnlich 90 Gew.% oder mehr der Zubereitung aus, Es können auch übliche Zusätze, wie sie normalerweise in Flüssigkeiten für automatische Getriebe verwendet werden, vorhanden sein, so z.B. aschefreie Dispergiermittel, Anti-

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Claims

Patentansprüche

1. Flüssige Zubereitung für automatische Getriebe, die als Betriebs- und Schmierflüssigkeit für eine mechanisch/ hydraulische automatische Getriebeeinheit mit Naßkupplung brauchbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schmierölzubereitung enthält, in der etwa 0,02 bis 1 Gew.% eines Reibungsmodifikators enthalten ist, der aus Alkyl- oder Alkenyl, C_u~ bis C. .-.-Dicarbonsäuren mit insgesamt etwa 6 bis 30 Kohlenstoffatomen in geradkettigen Alkyl- oder Alkenylgruppen oder dem Halbester-Reaktionsprodukt eines Aldehyd/Trishydroxymethylaminomethanaddukts mit einer C_1Q- bis C₃₀- kohlenwasserstoff substituierten C₄- bis C. ₀-Dicarbonsäure mit langer gerader Kette oder deren Anhydrid gewählt wird; und in der ferner etwa 0,01 bis 1,5 Gew.% eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetalldetergens mit Basenüberschuß enthalten sind, das aus Sulfonaten und Phenaten mit Basenüberschuß gewählt wird, wobei das Verhältnis von Reibungsmodifikator zu Salz mit Basenüberschuß in einem Bereich von etwa 1:10 bis 10:1 liegt.

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r (019) 9113 72 Telegramme: Bankkonten Hypo-Buik München 4410122850

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2. Zubereitung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet , daß der Reibungsmodifikator Alkylsuccinsäure oder deren Anhydrid ist.

3. Zubereitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Alkylsuccinsäure oder deren Anhydrid Octadecylsuccinsäure oder deren Anhydrid ist.

U. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Reibungsmodifikator der Halb-Säureester von l-Aza-3,7-dioxabicyclo-(3.3.O)-OCt.-5-yl-methyloctadecenylsuccinat ist.

5. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet! daß das Salz mit Basenüberschuß ein Erdalkalimetallkohlenwasserstoffsulf onat mit Basenüberschuß ist.

6. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet« daß das Salz mit Basenüberschuß ein Erdalkalimetallalkylphenat mit Basenüberschuß ist.

7. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet« daß das Salz mit Basenüberschuß ein Erdalkalimetallalkylphenatsulfid

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mit Basenüberschuß ist.

8. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalldetergens mit Basenüberschuß in einer Menge von etwa 0,01 bis 0,25 Gew.% vorhanden ist.

9. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungsmodif ikator in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,5 Gew.% vorhanden ist.

10. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Reibungsmodifikator zu Metalldetergens mit Basenüberschuß in einem Bereich von etwa 0,25:1 bis etwa 8:1 liegt.

11. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Reibungsmodifikator Octadecenylsuccinsäure oder deren Anhydrid ist, das Metalldetergens mit Basenüberschuß als Metall Calcium oder Magnesium enthält, und das Verhältnis Reibungsmodifikator zu Metalldetergens mit Basenüberschuß etwa 0,5:1 bis etwa 6:1 beträgt.

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12. Verfahren zum Betrieb eines automatischen Fahrzeuggetriebes, bei dem Reibungskupplung in Kontakt mit einer Schmierflüssigkeit verwendet wird, dadurch gekennzeichnet , daß dieses Getriebe mit der Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 betrieben wird, und diese als Schmierflüssigkeit dient.

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