DE3143589A1 - Verfahren und mittel zur anzeige des wassergehalts in bremsfluessigkeit - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Verfahren und Mittel: zur Anzeige des Wassergehaltes in Bremsflüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein MitteI zur Anzeige des Wassergehaltes in Bremsflüssigkeiten.
• Die Flüssigkeiten für hydraulische Kraftübertragungen in Kraftfahrzeugen, z.B. in den hydraulischen Bremseinrichtungen, bestehen im allgemeinen aus Mineralölen oder aus synthetischen Produkten auf der Basis von Polyglykolen und Polyglykoläthern. Da Polyglykole und Polyglykoläther hygroskopische Eigenschaften besitzen, neigen die Bremsflüssigkeiten, die aus diesen Produkten bestehen oder diese enthalten dazu, Wasser aufzunehmen.
• Der Siedepunkt der wasserfreien Produkte liegt im allgemeinen im Temperaturbereich von 2800C. Wegen der Hygroskopizität der Grundsubstanzen dieser synthetischen Bremsflüssigkeiten nehmen diese mit zunehmender Betriebszeit Wasser auf,und zwar solange,bis der Sättigungsgrad erreicht ist. Mit steigendem Wassergehalt sinkt dann aber der Siedepunkt der Bremsflüssigkeiten erheblich ab, so daß er bei einem Wasser gehalt von ca. 5% nur noch etwa 1500C beträgt.
• Es ist seit langem bekannt, daß durch diese Tendenz der Bremsflüssigkeiten zur Wasseraufnahme aus der Atmosphäre die Funktionsfähigkeit, insbesondere die Betriebssicherheit, der damit ausgestatteten Kraftfahrzeugbremsanlagen stark eingeschränkt wird, da bekanntlich Kraftfahrzeugbremsen bei intensiver oder häufiger Betätigung, z.B. bei Vollbremsung oder Bremsen auf längeren Gefällstrecken, wie Paßstraßen im Gebirge, sehr hohe Temperaturen erreichen können. Dabei kann es zu einer Verdampfung des Wassers in der Bremsflüssigkeit im Bereich des Radbremszylinders kommen. Die entstehenden Dampfblasen sind zur Übertragung der Bremskraft ungeeignet, weil sie sich im Gegensatz zur Bremsflüssigkeit leicht zusammendrücken lassen. Das Bremspedal läßt sich dann als Folge davon leicht bis zum Anschlag durchtreten, ohne daß eine nennenswerte Bremswirkung erfolgt. Um einem solchen Versagen der Bremse vorzubeugen; ist es deshalb empfehlenswert oder notwendig, mindestens einmal jährlich die Bremsflüssigkeiten synthetischer Basis auszutauschen.
• Aus dem SAE-Papier Nr. 680007 vom 8. Januar 1968 ist es auch bekannt, daß mit zunehmender Luftfeuchtigkeit der Wassergehalt der Bremsflüssigkeiten zunimmt. So liegt bei 25% relativer Luftfeuchtigkeit der Wassergehalt der Bremsflüssigkeit bei etwa 2 %, was einem Siedepunkt von ungefähr 1700C entspricht. Bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit steigt der Wassergehalt auf 6 % bis 7 % an und der Siedepunkt fällt auf etwa 1250C ab. Steigt die relative Luftfeuchtigkeit auf 75% an, wird die Sättigung von etwa 17 % Wasser in der Bremsflüssigkeit erreicht, der Siedepunkt liegt dann nur noch knapp über dem des Wassers, bei ca. 108"C. Es ist aber zu erwarten, daß im Hochgebirge-niedriger Druck- die Siedetemperatur auch unter 1000C abfallen kann.
• Wenn auch die Bremsflüssigkeit in den Kraftfahrzeugen überwiegend nicht der Umgebungsluft direkt ausgesetzt ist, so ist sie in den Zylindern etc. für die Feuchtigkeit infolge Diffusion durch Gummiteile doch allmählich zugänglich.
• Auah sind die Bremsflüssigkeiten im Vorratsbehälter bei vielen Konstruktionen durch die kleine Bohrung für den Druckausgleich mit der Umgebungsluft direkt verbunden. Die Wasseraufnahme bedarf zwar einer gewissen Zeit, doch haben Untersuchungen gezeigt, daß bereits nach etwa 100 Tagen die Bremsflüssigkeiten mit Wasser in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit gesättigt sind. Je nach Zusammensetzung der Flüssigkeit und bei geringerer relativer Luftfeuchtigkeit kann hierbei der Siedepunkt noch bei 1800C liegen. Bei längerer höherer Luftfeuchtigkeit kann er aber auch auf knapp über 1000C abgefallen sein, ein Temperaturwert der sehr leicht in der Bremsanlage beim Bremsen erreicht oder überschritten werden kann.
• Es ist daher wünschenswert, eine einfache Möglichkeit zu schaffen, den Wassergehalt dieser Bremsflüssigkeiten überprüfen zu können. So ist es bereits bekannt, den Wassergehalt von Bremsflüssigkeiten durch Bestimmung ihrer elektrischen Leitfähigkeit oder deren Kehrwert, d.h. des spezifischen Widerstandes, zu ermitteln, ein Meßverfahren, das insbesondere für die ständige überwachung geeignet ist. Eine dafür vorgesehene Meßvorrichtung ist in der DE-OS 29 29 784 beschrieben. Die spezifische Leitfähigkeit der Bremsflüssigkeit ist sehr gering, sie liegt im Bereich von 0,5 WS . cm bei 0% und steigt auf etwa 8ßS zum bei 2%igem Wassergehalt an.
• Um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen und damit die Meßgenauigkeit der Bestimmungsmethode zu verbessern, hat man, wie der DE-OS 31 34 954.4 zu entnehmen ist, der Bremsflüssigkeit auch schon einen geringen Zusatz organischer Säuren und deren Salze oder Äthanolamine zugefügt, wenn auch derartige Zusätze zu Korrosionserscheinungen in den Leitungen und Zylindern führen können.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Methode bereitzustellen, mit der die Bremsflüssigkeiten kontrolliert und der kritische Wassergehalt der Flüssigkeiten leicht bestimmt werden kann.
• Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß man einen Farbindikator mit der Bremsflüssigkeit in Berührung bringt, der auf das Vorhandensein von Wasser anspricht und dessen Farbumschlag einen Wassergehalt der Bremsflüssigkeit anzeigt. Der Indikator kann hierbei sowohl in Form einer Lösung in einer Flüssigkeit als auch als Papierstreifen verwendet werden. Erfindungsgemäß besteht der Indikator aus einer Mischung von a) Diphenylcarbazon und b) 1,10-Phenanthrolin oder dessen Additionssalze mit einer anorganischen oder organischen Säure. Im Falle der Verwendung einer Indikatorflüssigkeit zur Bestimmung des Wassergehalts der Bremsflüssigkeit wird der Indikator in Form einer Lösung in einem flüssigen Kohlenwasserstoff angewendet. Diese rot-violett gefärbte Indikatorlösung wird in einem Behälter, z.B. einem durchsichtigen Glasfläschchen oder Reagenzglas, mit z.B.
• der gleichen Menge der zu untersuchenden Bremsflüssigkeit in Berührung gebracht, indem die Bremsflüssigkeit mit der Indikatorflüssigkeit überschichtet wird. An der Berührungsfläche zwischen der unteren Phase der Bremsflüssigkeit und der oberen Phase der Farbindikatorflüssigkeit tritt dann bei einer Konzentration von 2 % oder mehr Wasser in der Bremsflüssigkeit im Berührungsbereich eine Entfärbung der rot-violetten Indikatorlösung ein.
• Die beiden Flüssigkeiten sollen nach dem Überschichten der Bremsflüssigkeit mit der Indikatorflüssigkeit nicht geschüttelt werden, da sonst der Farbindikator die gesamte Bremsflüssigkeit färben kann und dann die Entfärbung durch den Wassergehalt nicht deutlich sichtbar wird. Die Entfärbung der Indikatorflüssigkeit an der Phasenberührungsfläche tritt relativ schnell ein, so daß maximal nach 1 Minute festgestellt werden kann, ob in der Bremsflüssigkeit soviel Wasser enthalten ist, daß sie ausgetauscht werden muß.
• Zur Herstellung der Farbindikatorflüssigkeit empfiehlt es sich, zunächst eine konzentrierte Indikatorlösung aus den beiden Komponenten und Aceton herzustellen. Hierbei soll die Konzentration des Diphenylcarbazons in dieser Lösung etwa 0,1 - 4,5 Gew.-% und die des Phenanthrolins bzw. des Phenanthrolinsalzes 0r1 - 1 Gew.-% betragen. Diese konzentrierte 3 Indikatorlösung wird dann in einer Menge von 0,2 - 0,6 cm 3 mit 20 cm einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit, insbesondere Isooctan, n-Hexan oder n-Heptan vermischt. Die so bereitete Farbindikatorflüssigkeit soll 0,003 - 0,045 Gew.-% Diphenylcarbazon und 0,003 - 0,01 Gew.-% Phenanthrolin- bzw. dessen Salz enthalten und wird dann, wie beschrieben, mit der Bremsflüssigkeit in Berührung gebracht, indem man die Indikatorflüssigkeit vorsichtig auf die Bremsflüssigkeit fließen läßt und diese überschichtet.
• Im Falle der Anwendung des Farbindikators in Form eines Papierteststreifens wird ein aufsaugfähiges Papier, z.B.
• Filterpapier, mit der konzentrierten Indikatorlösung imprägniert, worauf man das Aceton verdunsten läßt. Nach dem Trocknen wird das hell-rosa gefärbte Indikatorpapier in Streifen geschnitten. Beim Eintauchen in die Bremsflüssigkeit nimmt das Indikatorpapier in der wasserfreien Bremsflüssigkeit eine dunkelrote Färbung an. Enthält dagegen die Bremsflüssigkeit 2 % Wasser oder mehr, so bleibt das Indikatorpapier hellrosa bzw. hellt sich die Färbung des Indikatorpapiers nach kurzer Zeit wieder auf und wird hellrosa. Wenn auch die Verwendung des Indikatorpapierstreifens einfacher ist, so ist allerdings die Verfärbung beim Indikatorpapier nicht so deutlich wie bei Anwendung der Flüssigkeit, bei der die rötlich-violette Indikatorlösung im Bereich der Berührung mit der Bremsflüssigkeit im Falle der Anwesenheit von Wasser sich schnell hellrosa verfärbt bzw. farblos wird. Diese Verfärbung ist deutlicher und schneller zu erkennen als im Falle der Anwendung des Indikators auf dem Papierstreifen.
• Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung noch näher erläutern: Beispiel 1 Verwendung des Farbindikators in einer Flüssigkeit Zunächst wird'eine konzentrierte Farbindikatorlösung hergestellt durch Auflösen von 10 g Diphenylcarbazon und 10 g 1,10-Phenanthroliniumchlorid in 1 1 Aceton. Von dieser konzentrierten Lösung werden 0<6 cm mit 20 cm Isooctan gemischt. Die erhaltene Mischung wird zu etwa der gleichen 3 Menge, d.h. zu 20 cm3, Bremsflüssigkeit gegeben, indem man die rot-violett gefärbte Indikatorflüssigkeit vorsichtig auf die Bremsflüssigkeit überschichtet. Bei Anwesenheit von Wasser tritt bei dieser an der Berührungsfläche zur Bremsflüssigkeit eine Entfärbung ein. Die Bremsflüssigkeit enthält dann mehr als 2 % Wasser. Sie muß in der Bremseinrichtung erneuert werden.
• Beispiel 2 Verwendung des Farbindikators auf einem Papierstreifen Die gemäß Beispiel 1 hergestelltekonzentrierte Farbindikatorlösung in Aceton wird zur Imprägnierung von Filterpapier ver- wendet, indem man das Indikatorblatt in die Indikatorlösung eintaucht, dann wieder herauszieht und trocknen läßt, worauf das imprägnierte, hellrosa gefärbte Indikatorpapier in ca. 0,5 -1 cm breite Streifen geschnitten wird. Diese werden dann unmittelbar zum Eintauchen in die zu untersuchende Bremsflüssigkeit verwendet. Bei Abwesenheit von Wasser tritt bei Benetzung mit der Bremsflüssigkeit eine rote Verfärbung ein.
• Bei einem Wassergehalt von ca. 2 % oder mehr bleibt die hellrosa Färbung bestehen bzw. hellt sich nach kurzer Zeit der Indikatorstreifen wieder zur hellrosa Färbung auf oder wird sogar praktisch farblos.

Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Bestimmung von Wasser in Bremslüssigkeiten auf Basis von Polyglykolen oder Polyglykoläthern, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bremsflüssigkeit mit einem Indikator enthaltend Diphenylcarbazon und 1,10-Phenanthrolin oder dessen Additionssalz in Berührung gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man die Bremsflüssigkeit mit einer Indikatorlösung aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff enthaltend 0,003 - 0,045 Gew.-% Diphenylcarbazon und 0,003 - 0,01 Gew.-% Phenanthrolin oder dessen Additionsalz so überschichtet, daß die beiden Flüssigkeitsphasen sich nicht vermischen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man einen Indikatorpapierstreifen, der mit den beiden Komponenten des Indikators imprägniert ist in die Bremsflüssigkeit eintaucht.
4. 4. Indikatorflüssigkeit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch g e k % n n z k n h n , daß sie aus einer Lösung von 0,003 - 0,045 Gew.- Diphenylcarbazon und 0,003 - 0,01 Gew.-% 1,10-Phenanthrolin oder dessen Additionssalz in einem flüssigen Kohlenwasserstoff besteht.
5. 5. Indikatorpapierstreifen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß er aus einem saugfähigen Papierstreifen besteht, der mit einer Mischung von Diphenylcarbazon und Phenanthrolin oder dessen Additionssalz imprägniert ist.