DE3829610C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Phenolestern der Phosphorsäure als Schmiermittel für Gleitkästen von Fahrzeugen, insbesondere Lokomotiven.

In zahlreichen Fahrzeugen, insbesondere Lokomotiven, ist als Teil der Federung zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell ein sogenannter Gleitkasten eingebaut.

Dieser enthält zentral angeordnet eine Druckpfanne und eine auf derselben aufliegende Drucklinse mit Nuten, durch die Schmiermittel zwischen Druckpfanne und Drucklinse gelangen kann. Über der Drucklinse ist der Fahrzeugkasten, beispielsweise Lokomotivkasten, auf einer Gleitplatte angeordnet.

Der Gleitkasten ist mit einem als Schmiermittel dienenden dickflüssigen Mineralöl befüllt. Um zu verhindern, daß Öl aus dem Kasten nach außen oder Wasser, z. B. Regenwasser, von außen in den Kasten gelangt, befindet sich im allgemeinen auf dem Kasten, über die Seitenwände übergreifend, ein Abdeckblech.

Der Kasten ist nach außen jedoch nicht völlig abgeschlossen, sondern zur Belüftung zwischen Abdeckblech und Kastenrand offen.

Im Fahrbetrieb gelangt trotz des Abdeckblechs durch die Belüftungsöffnung Wasser in den Kasten und sinkt aufgrund des höheren spezifischen Gewichts auf den Boden desselben. Hierdurch hebt sich die Oberfläche des eingefüllten Öls, so daß schließlich Öl nach außen gelangt. Hierbei geht nicht nur Öl verloren, sondern das Drehgestell verschmutzt sehr stark, und die Umwelt wird ebenfalls mit Öl kontaminiert.

Ölverbrauch, Wartung und erhöhte Stillstandzeiten verursachen Kosten.

Ferner wird durch den Wasserzutritt Korrosion ausgelöst.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Lösung dieses Problems zu finden, wobei ein Schmiermittel entwickelt werden mußte, das einen geringen Dampfdruck besitzt, keinen oder geringen chemischen Veränderungen unterliegt, ein spezifisches Gewicht <1 besitzt, gute Schmierwirkung und gutes Wasserabscheidevermögen aufweist sowie einen Stockpunkt <-15°C hat.

Die Lösung dieser Aufgabe ist der Anmelderin durch die Verwendung von Phenolestern der Phosphorsäure in Gleitkästen von Fahrzeugen gelungen.

Üblicherweise wird beim Befüllen der Gleitkästen zunächst mit dem Schmiermittel befüllt und anschließend die Linse eingesetzt. Die Linse ist freibeweglich auf der Druckpfanne angeordnet.

In der Figur ist ein Lokomotivengleitkasten dargestellt.

Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen Schmiermittel Mono- oder Diester der Phosphorsäure sein, wobei man ein Neutralisationsmittel zur Korrosionsverhinderung hinzufügen kann, wie beispielsweise Amine. Bevorzugt sind jedoch Triester der Phosphorsäure (tertiäre Ester).

Die Phenolgruppen können unsubstituiert sein oder wenigstens einen, aber auch zwei oder mehrere Substituenten tragen, wobei unsubstituierte und substituierte Phenolgruppen nebeneinander vorliegen können mit gleichen oder ungleichen Substituenten, oder alle Phenolgruppen tragen die gleichen Substituenten, wobei letzterer Estertyp bevorzugt ist. Als Substituenten kommen bevorzugt Alkylgruppen in Frage von 1-9 C-Atomen. Es können jedoch auch Alkylgruppen mit einer noch höheren C-Zahl bis 20 sein. Die Alkylgruppen können geradkettig, verzweigt oder cyclisch, aber auch ungesättigt sein. Bevorzugt sind gesättigte geradkettige und/oder verzweigte Alkylgruppen.

Weitere Substituenten an der Phenolgruppe können Arylgruppen sein, insbesondere Phenylringe, die auch wenigstens eine, aber auch zwei oder mehrere Alkylgruppen tragen können mit einer C-Zahl von 1-4, bevorzugt sind Methylgruppen.

Um eine bestimmte Viskosität und einen bestimmten Stockpunkt zu erhalten, kann man erfindungsgemäß in Abhängigkeit von den Phenolestergruppen einen Aufdicker zum Phenolester zusetzen.

Bevorzugte Aufdicker sind Polymere aus der Gruppe Isopren-Copolymer, wie z. B. Styrol-Isopren-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Polymethacrylat, Polyacrylat und Olefincopolymer. Der Polymerisationsgrad entspricht Molekulargewichten zwischen 50 000 und 150 000.

Diese Gruppe ist jedoch nicht als limitierend anzusehen, solange der Aufdicker scherstabil ist und sich im Phosphorsäurephenolester löst.

Nach der Viskositätsklasse kann das Öl eine ISO VG von 45-320 haben, bevorzugt ist eine ISO VG von 100-150, d. h. 100 mm²/s bis 150 mm²/s.

Der Stockpunkt des Schmiermittels soll -15°C sein.

Es können ferner Korrosionsschutzmittel, wie sie dem Stand der Technik entsprechen, aber auch Neuentwicklungen zugesetzt werden, ferner Kupferdesaktivatoren, z. B. Triazol und Derivate wie z. B. Benztriazole und Oxidationsinhibitoren z. B. auf Amin- oder Phenolbasis.

Es können dem erfindungsgemäßen Phenolester grundsätzlich auch noch weitere Komponenten zugesetzt werden, die selbst Schmierwirkung haben, wie z. B. Molykote.

An Hand der Figur, welche die Federung zwischen einem Lokomotivkasten und dem Drehgestell darstellt, soll die Erfindung näher beschrieben werden.

(1) kennzeichnet das Schmiermittel, (2) den Gleitkasten, (3) die Drucklinse, (4) die Druckpfanne, (5) die zur Belüftung dienende Öffnung, (6) stellt das Abdeckblech dar. Auf Gleitplatte (7), Gleitfläche (8) und Gummischeibenfeder (9) ruht der Brückenträger (11). Auf meist vier solcher Brückenträger ruht der Fahrzeugkasten, beispielsweise der Lokomotivkasten in Falle der Figur. (10) sind Stoßdämpfer und (12) Federn. In der Drucklinse (3) befinden sich Nute als feine Kanäle, die das Schmiermittel zwischen Drucklinse und Druckpfanne eindringen lassen. Da im Fahrbetrieb zwischen freibeweglicher Linse und Pfanne Reibung auftritt, ist eine gute Schmierung der Flächen erforderlich.

Die ausgezeichnete Schmierwirkung des erfindungsgemäßen Schmiermittels soll durch folgende Versuche näher erläutert werden.

In 3 Lokomotiven wurden die jeweils 4 Gleitkästen mit einem Triester der Phosphorsäure und isopropyliertem Phenol befüllt (ca. 4 Liter pro Kasten).

Es wurden Schmiermittel mit Viskositäten von VG 100, 105 und 150 eingesetzt.

Lok A (VG 100) hatte eine Laufleistung von 95 800 km.
Lok B (VG 105) hatte eine Laufleistung von 79 000 km.
Lok C (VG 150) hatte eine Laufleistung von 35 000 km.

Anschließend wurden die Loks einer sorgfältigen Untersuchung unterzogen.

Lok A

Der Ölstand war gegenüber dem Einfüllstand unverändert. Der gesamte Bereich gemäß Figur war einwandfrei sauber. Die Drucklinse konnte leicht von der Druckpfanne abgehoben werden. Es konnten keine Riefen und Scharten beobachtet werden, so daß eine einwandfreie Schmierung vorlag. Auf dem Schmiermittel befanden sich kleine Wassertropfen.

Lok B

Die Ergebnisse entsprachen den bei Lok A gefundenen.

Lok C

Das Schmiermittel war mit einem Styrol-Isopren-Copolymer aufgedickt.

Die Ergebnisse entsprachen den bei Lok A und Lok B gefundenen.

Die Ergebnisse zeigen, daß weder Schmiermittel verdampft noch aus den Gleitkästen geschwappt war. Ferner konnte durch die erfindungsgemäßen Schmiermittel eine ausgezeichnete Schmierung erreicht werden. Auch das Wasserabscheidevermögen kann als sehr gut bezeichnet werden.

Je eine Lok wurde analog mit einem Schmiermittel betrieben, das aus einem Triester der Phosphorsäure mit trimethyliertem Phenol und mit tert.-butyliertem Phenol bestand. Die Viskosität VG bei 40°C war jeweils 150 mm²/s.

Es wurden ebenfalls Ergebnisse erzielt, die denen der Loks A, B und C entsprachen.

Bei den gebrauchten Schmierölen wurden folgende Eigenschaften untersucht und mit denen von Frischöl verglichen (die Zahlen der Tabelle entsprechen Beispiel Lok B):

Tabelle

Die Ergebnisse zeigen, daß die VG nur geringfügig verändert war. Gleiches gilt für die Neutralisationszahl. Es hatte demgemäß nur geringfügig Hydrolyse stattgefunden.

Auch die Verschleißzahlen sind ausgezeichnet. (Das Kupfer im Schmiermittel stammt aus der Bronzedrucklinse.)

Die Schmiermittel sind demgemäß trotz langer Laufzeiten ohne weiteres wiederverwendbar.

Die erfindungsgemäße Lösung der oben genannten Aufgabenstellung ist demgemäß der Anmelderin in hervorragender Weise gelungen.

Claims (9)

1. Verwendung von Phenolestern der Phosphorsäure, gegebenenfalls unter Zusatz von Aufdickern, Oxidationsinhibitoren, Kupfer-Desaktivatoren und/oder Korrosionsschutzadditiven, als Schmiermittel in Gleitkästen von Fahrzeugen.

2. Verwendung von Phenolestern nach Anspruch 1, in denen zumindest ein Phenolring wenigstens einen Alkyl- und/oder Arylsubstituenten enthält.

3. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1 und 2, in denen die Alkylgruppe(n) 1-9 C-Atome enthält (enthalten).

4. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1 und 2, in denen der Arylsubstituent wenigstens eine C₁-C₄-Alkylgruppe enthält.

5. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1-4, die tertiäre Ester der Phosphorsäure sind.

6. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufdicker aus wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe: Isopren-Copolymer, vorzugsweise Styrol-Isopren-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Polymethacrylat, Polyacrylat, Olefincopolymer besteht.

7. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Oxidationsinhibitoren auf Phenol- und/oder Aminbasis enthalten sind.

8. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Kupfer-Desaktivatoren vom Typ Benzotriazol oder Tolyltriazol enthalten sind.

9. Verwendung von Phenolestern nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrosionsschutzadditive Alkylarylsulfonate enthalten sind.