DE680406C - Schmiermittel - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Schmiermitteln, die unter Bedin-.
gungen verwendet werden sollen, bei denen der Schmiermittelfilm dazu neigt, zu zerreißen,
was insbesondere vor sich geht, wenn der Druck zwischen den Lagerflächen sehr
groß ist.
Wenn man das Schmiermittel zum Schmieren von Flächen unter den vorstehenden Bedingungen
benötigt, so fällt die Filmzerreißfestigkeit bzw. -kraft mehr ins Gewicht als der Reibungskoeffizient. Wenn z. B. bei den
in Hypoidzahnrädern auftretenden Höchstdrucken der Ölfilm zerrissen wird, so kommen
die Metallflächen in Berührung miteinander, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades,
zu übermäßigem Verschleiß und Versagen der Vorrichtung führt.
Es sind bereits Schmiermittel vorgeschlagen worden, die eine hohe Filmzerreißfestigkeit
besitzen, z. B. in der Größenordnung von 700 kg/cm2; solche Schmiermittel sind im
Handel allgemein als Höchstdruckschmiermittel bekannt. Andererseits haben gewöhnliehe
Schmieröle eine Filmzerreißfestigkeit von ungefähr 210 bis 280 kg/cm2.
Diese Höchstdruckschmiermittel bestanden ursprünglich aus Schmieröl, das Schwefel enthielt,
und zwar entweder in Form von Schwefelblumen oder in kolloidaler Dispersion. Der Schwefel neigte jedoch dazu, auszufallen
und sich abzuscheiden, so daß später vorgeschlagen wurde, diese Höchstdruckschmiermittel
durch Behandeln eines fetten Öles, z. B. eines tierischen Öles, mit Thionylchlorid
oder ähnlichen Stoffen, wie Schwefelmonochlorid, Schwefeldichlorid u. dgl., herzustellen
und dann das Reaktionsprodukt einem Mineralöl zuzusetzen.
Die Theorie der Wirkung von Höchstdruckschmiermitteln geht dahin, daß der
Schwefel, mit den metallischen Oberflächen reagiert und einen sehr dünnen Überzug von
Eisensulfid bildet und daß dieser Sulfidfilm dazu hinreicht, zu verhindern, daß die metallischen
Oberflächen bei der Berührung miteinander den Schmiermittelfilm zerreißen. Wenn diese Theorie tatsächlich zutrifft, dann
liegt es auf der Hand, daß der in dem Öl enthaltene Schwefel in einer Form vorliegen
muß, in der er dazu fähig ist, mit den Metalloberflächen zu reagieren, die geschmiert
werden sollen. Andererseits darf die Schwefelverbindung nicht so reaktionsfähig sein, daß
sie zu Korrosion der Oberflächen führt.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß nach diesen früheren Verfahren keine verbindlichen
Bedingungen festgelegt werden konnten, die gewährleisten würden, stets ein
gleichmäßiges Produkt zu erzielen; es war daher bei der Herstellung eines Höchstdruckschmiermittels
stets erforderlich, die Methode des Äusprobierens mit Versuchen und
Fehlversuchen anzuwenden, um zu einer befriedigenden Zusammensetzung zu gelangen.
Es liegt daher auf der Hand, daß es zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wünschenswert ist, soweit als möglich fest bestimmte
Verbindungen von hoher Reinheit zu verwenden, um gleichmäßige Ergebnisse zu erhalten, ohne auf das mühsame und wahrscheinlich
ungenaue Ausprobierverfahren zurückgreifen zu müssen. Zu anderen Zwecken,
nä-mlich zur Erhöhung der Oxydationsbeständigkeit, sind bereits Thioäther in geringen
Mengen als Zusatz zu Schmierölen empfohlen worden; dabei ist als Beispiel ein aromatischer
Thioäther erwähnt, im übrigen aber keine Auswahl besonderer Thioäther, insbesondere
keine Auswahl von Thioäthern mit besonderen Substituenten getroffen worden.
Gemäß der Erfindung wird nun zur Erhöhung der Filmzerreißfestigkeit als in geringen
Mengen in Schmieröl oder -fett zu dispergierender Zusatz ein aliphatischer,
aromatischer oder gemischt aliphatisch-aromatischer Thioäther ausgewählt, der eine
Carboxyl- oder Estergruppe enthält. Es hat sich herausgestellt, daß die gewünschten Wirkungen
bei Verwendung eines solchen Thioäthers in Mengen bis zu ungefähr zwei Gewichtsprozenten
des Öles erzielt werden, können. Bei einem Schmiermittel gemäß der Erfindung
enthält vorzugsweise mindestens eine der Gruppen der zuzusetzenden aliphatischen
oder aromatischen Thioäther eine Oxygruppe. Zweckmäßig werden solche Thioäther
verwendet, die zwei aromatische Radikale besitzen, von denen mit Vorteil jeder sowohl mit einer Oxygruppe als auch mit einer
Carboxyl- (oder Ester-) Gruppe substituiert ist. Vorzugsweise befinden sich die Oxy-.gruppen
in den aromatischen Thioäthern in Parastellung zum Schwefelatom.
Versuche haben ergeben, daß gute Wirkungen erzielt werden bei Benutzung eines
Thioäthers, der nach folgender Vorschrift . hergestellt ist:
Eine Mischung von 50 g Thionylchlorid und 30 g Methylsalicylat wird in eine 300 ccm-Flasche
mit flachem Boden gebracht; dieser Mischung wird dann 20 g Kupferstaub langsam
zugefügt. Bei der nun stattfindenden Umsetzung wird Wärme frei, und es entstehen
Dämpfe von Schwefeldioxyd und Chlorwasserstoff; man läßt die Reaktionsmischung über Nacht stehen und erhitzt sie dann eine
oder zwei Stunden in einem Wasserbad. Ein Auszug aus der Mischung wird mit heißem
Chloroform hergestellt, und der Chloroformauszug wird filtriert, um Schwefel, ausgefallenes Kupfer und andere Verunreinigun-
gen zu entfernen; man engt schließlich den Chloroformauszug ein. Der auskristallisierte
Thioäther wird durch Umkristallisieren gereinigt. Der so erzielte Stoff ist: Bis-(3-Carbmethoxy-4-oxyphenyl)
-thioäther:
COOCHo
COOCH,
Setzt man 0,5 % dieser reinen Verbindung
einem reinen Mineralöl zu, so ergibt sich die Filmzerreißfestigkeit mit
einem stark erhöhten Wert von 1050 kg/cm2, eine beträchtliche Zunahme über den mit
dem reinen Mineralöl erzielten Wert, der sich in dem Almenprüfgerät als eine Filmzerreißfestigkeit
zwischen 210 bis 280 kg/cm2 ergab. Die bisher hergestellten Höchstdruckschmiermittel
erfordern im allgemeinen mindestens S % einer Schwefelbase (die durch
eine Reaktion von Schwefelchlorid mit dem fetten öl hergestellt wird), um eine vergleichbare
Zunahme in der Filmzerreißfestigkeit des Öles zu erzielen.
Andere Verbindungen, die Verwendung finden können, sind diejenigen, die gleich der
oben beschriebenen Weise aus Äthylbenzoat und Äthylphthalat herstellbar sind und die
bei Verwendung mit einem Mineralöl in Men- ioo gen von 1 °/0 Schmiermittel mit einer Filmzerreißfestigkeit von 980 bzw. 840 kg/cm2,
ergaben. Der in ähnlicher Weise wie oben beschrieben hergestellte Thioäther aus Äthylcrotonat
ergibt bei Zusatz zu einem Mineralöl im Verhältnis von 1 Gewichtsprozent ein
Schmiermittel mit einer Filmzerreißfestigkeit von 770 kg/cm2. Es ist ersichtlich, daß
die Thioäther durch jedes beliebige Verfahren, soweit geeignet, hergestellt werden können.
Sie können z. B. hergestellt werden, indem man statt Thionylchlorid Schwefelmonochlorid
oder Schwefeldichlorid mit den aliphatischen oder aromatischen Verbindungen reagieren
läßt.
Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung besonderer Mengenverhältnisse
der Thioäther beschränkt ist, da die Filmzerreißfestigkeit des Schmiermittels in
bestimmten Grenzen nach Maßgabe der Menge des zugesetzten Thioäthers nach
Wunsch eingestellt werden kann, um das
Schmiermittel für irgendeinen besonderen Verwendungszweck oder irgendeine bestimmte
Vorrichtung geeignet zu machen.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Schmiermittel aus Schmierölen oder -fetten, die geringe Mengen eines Thioäthers dispergiert enthalten, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Thioäther, der eine Carboxyl- oder Estergruppe enthält.
- 2. Schmiermittel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem aliphatischen, aromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Thioäther, der mindestens eine Oxygruppe im Molekül enthält.
- 3. Schmiermittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an solchen Oxygruppen enthaltenden aromatischen Thioäthern, in denen die Oxygruppe in Parastellung zum Schwefelatom steht.
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