EP2350240A1 - Hydraulikflüssigkeit und getriebeöl auf pflanzenölbasis - Google Patents

Hydraulikflüssigkeit und getriebeöl auf pflanzenölbasis

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EP2350240A1
EP2350240A1 EP09752722A EP09752722A EP2350240A1 EP 2350240 A1 EP2350240 A1 EP 2350240A1 EP 09752722 A EP09752722 A EP 09752722A EP 09752722 A EP09752722 A EP 09752722A EP 2350240 A1 EP2350240 A1 EP 2350240A1
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EP
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hydraulic fluid
vegetable oil
oil
hydraulic
less
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English (en)
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Otto Heinrich Botz
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Botz Otto Heinrich
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Natoil AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C10N2040/08—Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids

Definitions

  • Hydraulic fluid and gear oil based on vegetable oil Hydraulic fluid and gear oil based on vegetable oil
  • the invention relates to the use of a vegetable oil having a specific composition as hydraulic fluid and gear oil.
  • a hydraulic fluid is generally understood to mean a fluid that is needed to transfer energy in hydraulic systems. Hydraulic fluids must meet a variety of requirements. So they should show a good lubricity and low compressibility, in addition to a high aging resistance, the influence of temperature on the viscosity should be minimized.
  • Hydraulic fluids are known as hydraulic oils based on mineral oil. These usually have a viscosity index of about 100. Additives are added to the mineral oil to ensure corrosion protection and increase its aging resistance. In addition, viscosity index improvers are often added to them. These are understood to mean long-chain hydrocarbon compounds which have little viscosity-increasing effect in more or less cold oils, but which dissolve in the oil at higher operating temperatures due to entanglement and thus increase their volume. The oil thickens thereby and the viscosity index increases in the desired way. However, such viscosity index improvers have the disadvantage that the long-chain hydrocarbon compounds are split under load into smaller fragments, whereby their original thickening effect changes in some cases drastically. This effect is known in the art as so-called permanent shear loss.
  • z. B. are composed of phosphate esters or anhydrous chlorinated hydrocarbons. Mixtures of both components are also used as hydraulic fluids.
  • the viscosity index is around 150.
  • the viscosity index Of importance for the efficiency of a hydraulic fluid is, among other things, the viscosity index. A higher viscosity index causes the hydraulic fluid to be thinner at low temperatures and thus easier to pump but at the same time remain thicker at the very high operating temperatures in a pump. Losses due to internal leakage are therefore lower.
  • the present invention the object of providing a hydraulic fluid which has a constant viscosity index of greater than or equal to 200 even after a long or long service life and in which the vegetable oils known problem of unfavorable aging and hydrolysis little does not occur at all.
  • This object is achieved by the use of vegetable oil having a natural viscosity index (VI) of greater than or equal to 200, a proportion of monounsaturated fatty acid of at least 80%, a proportion of diunsaturated fatty acids of a maximum of 1-10% and a proportion of has three unsaturated fatty acids of less than 1%, preferably less than 0.5% and particularly preferably less than or equal to 0.1%, as hydraulic fluid and / or gear oil.
  • V natural viscosity index
  • the composition of the hydraulic fluid or the gear oil is once again particularly optimized in such a way that the proportion of trisubstituted or even higher unsaturated fatty acids is less than 1%, preferably less than 0.5% and particularly preferably less than or equal to 0, 1% is kept very low.
  • the hydraulic fluid or the gear oil according to the invention exhibits a significantly lower viscosity increase under pressure than the known mineral or synthetic hydraulic fluids. This effect can already be detected in conventional hydraulic systems.
  • the usual hydraulic systems are those systems which operate at pressures of about 100 to 300 bar.
  • a part of the vegetable oil is used in the form of an unsaturated ester of this vegetable oil. This proves to be useful if the viscosity is changed due to the application requirements. that should. When using the pure vegetable oil, this has a viscosity of 40 Pas (pascal-second) at 40 ° C. Experiments have shown that by replacing about 10% of the vegetable oil with the corresponding unsaturated ester, the viscosity can be reduced to 32 Pas at 40 ° C. Thus, the unsaturated ester serves to quench the vegetable oil-based hydraulic fluid and thus expands the spectrum of applications in a simple manner.
  • At least one additive selected from antioxidants, corrosion inhibitors, copper deactivators, anti-wear agents and / or antifoams may also be present in the vegetable oil.
  • the at least one additive serves to the already existing positive properties of the vegetable oil, even according to one of the erf ⁇ ndungsgefflessen embodiments, the z. B. may be given by the addition of a portion of an unsaturated ester, nor to reinforce and / or to minimize undesirable properties at least.
  • the amount of added additive depends on the application and can be from a few ppm (parts per million) up to 2%, possibly even up to 5%.
  • antioxidants which, as antioxidants, cause aging protection.
  • antioxidants in the context of the present invention it is possible to use both primary scavengers in the form of radical scavengers and secondary anti-aging agents as peroxide decomposers and passivators or metal ion deactivators.
  • Suitable additives are preferably surface-active additives which may be both ashless and ashless.
  • anti-wear additives should be mentioned, which are also referred to as EP / A W (extreme pressure / antiwear) additives.
  • EP / A W extreme pressure / antiwear additives.
  • elemental sulfur used to be used in the past surface-active substances which contain zinc, phosphorus and / or sulfur in the polar group are today preferred.
  • a well-known representative here is zinc dithiophosphate (ZnDTP). Incidentally, ZnDTP simultaneously acts as an aging and corrosion inhibitor.
  • antifoams can also be added.
  • silicone oils are preferred as antifoams according to the current state of the art.
  • FIG.l energy consumption of the inventive hydraulic fluid compared to a known product when used as a hydraulic fluid in an injection molding machine during a work cycle
  • FIG. 2 Determined cycle times of the hydraulic fluid according to the invention in comparison to a known product when used as hydraulic fluid in an injection molding machine during a work cycle.
  • a sunflower seed oil As a basis for a hydraulic fluid, a sunflower seed oil is used whose oleic acid content, i. The content of monounsaturated fatty acids, specially optimized and is at 90.92%. In addition, the sunflower seed oil still has diunsaturated fatty acids.
  • the content of the triunsaturated fatty acid was controlled.
  • the properties as a hydraulic fluid, but also as a gear oil depend very particularly on this feature.
  • Even very small proportions of triunsaturated fatty acid already have an unfavorable effect on the overall behavior of the hydraulic fluid or the transmission oil.
  • the content of triunsaturated fatty acid was reduced to a level less than 0.1%.
  • the hydraulic fluid according to the invention is rapidly and completely biodegradable.
  • the hydraulic fluid specified under I. was used in the central hydraulics (hydraulic pump) of a 2K SPM Arburg 520 C injection molding machine.
  • a hydraulic oil of the SAE class HLP 46 was used.
  • HLP 46 contains additives to increase aging resistance, corrosion protection and EP properties.
  • the measurement duration was 81 cycles, with 44 seconds per single cycle.
  • the material used was 2K plastic ABS black Norodur.
  • the watt rating of the hydraulic pump is 37,000.
  • the hydraulic fluid specified under I. was used in the central hydraulic system (hydraulic pump) of an SPM Arburg 420 C injection molding machine.
  • a hydraulic oil of the SAE class HLP 46 was used again, which also contains the already mentioned under II. Additives for increasing the aging resistance, corrosion protection and EP properties.
  • the cycle time was chosen here.
  • the measurement duration was 59 cycles, with 62.10 sec per single cycle for SAE Class HLP 46 hydraulic oil, versus 58.32 sec for the hydraulic fluid of the invention. This corresponds to a cycle time reduction of 6.08% for the hydraulic fluid according to the invention. fluid.
  • a thermoplastic elastomer was processed.
  • the watt rating of the hydraulic pump is 30,000.
  • Fig. 2 illustrates the differences clearly.
  • the erfmdungssiee hydraulic fluid as defined in more detail under I. Used without any additive additive and tested in the Reichertwaage.
  • the wear surface is only 12.61 mm 2 compared to about 50 mm 2 for mineral oils.
  • the test is carried out in a hydraulic actuator for an actuator for the control of passage and three-way valves in district heating systems. Especially in district heating control valves are needed to cope with high differential pressures.
  • the drive is intended, for example, to ensure that high differential pressures are handled with through valves, in particular with large nominal widths.
  • the temperature profile is about 3O 0 C to 50 ° C.
  • the erf ⁇ ndungsgemässe hydraulic fluid is used without additives. It is due to the larger compression modulus and the better pressure-viscosity behavior compared to the known lubricants especially for this use. It results in a higher accuracy of the control mechanism and a lower thickening of the medium under high pressure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Pflanzenöl mit einem natürlichen Viskositätsindex (VI) von grösser oder gleich 200, das einen Anteil einfach ungesättigter Fettsäure von zumindest 80%, einen Anteil zweifach ungesättigter Fettsäuren von maximal 1 - 10 % und einen Anteil an dreifach ungesättigter Fettsäure von kleiner 1%, vorzugsweise kleiner 0,5 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 % aufweist, als Druckflüssigkeit in Hydraulikanlagen und/oder als Getriebeöl. Ein Teil des Pflanzenöls kann in Form eines ungesättigten Esters des Pflanzenöls eingesetzt werden. Es kann auch zumindest ein Additiv in einem Anteil von maximal 2 - 5 Gew.-% enthalten sein, das ausgewählt ist aus Antioxidantien, Kupfer-Deaktivatoren, Korrosionsschutzmitteln, Verschleissschutzmitteln und/oder Antischaummitteln. Die Scherstabilität des erindungsgemäss verwendeten Pflanzenöls, gemessen über 20 Stunden, beträgt 0,7 % oder darunter.

Description

Hydraulikflüssigkeit und Getriebeöl auf Pflanzenölbasis
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Pflanzenöls mit einer spezifischen Zusammensetzung als Hydraulikflüssigkeit und Getriebeöl.
Unter einer Hydraulikflüssigkeit versteht man allgemein ein Fluid, das zur Übertragung von Energie in Hydrauliksystemen benötigt wird. Hydraulikflüssigkeiten müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. So sollten sie ein gutes Schmierverhalten zeigen und eine geringe Kompressibilität, neben einer hohen Alterungsbeständigkeit sollte der Einfluss der Temperatur auf die Viskosität möglichst gering sein.
Bekannt sind Hydraulikflüssigkeiten als Hydrauliköle auf Mineralölbasis. Diese weisen in der Regel einen Viskositätsindex von ca. 100 auf. Additive werden dem Mineralöl zugesetzt, um einen Korrosionsschutz zu gewährleisten und seine Alterungsbeständigkeit zu erhöhen. Zusätzlich werden ihnen häufig Viskositätsindex- Verbesserer zugesetzt. Darunter sind langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen zu verstehen, die in mehr oder weniger kalten Ölen nur wenig viskositätserhöhend wirken, sich aber bei höheren Betriebstemperaturen durch ein Entknäulen in dem Öl lösen und damit ihr Volumen vergrössern. Das Öl dickt dadurch ein und der Viskositätsindex erhöht sich in der gewünschten Weise. Solche Viskositätsindex- Verbesserer haben allerdings den Nachteil, dass die langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen unter Belastung in kleinere Bruchstücke gespalten werden, wodurch sich ihre ursprüngliche verdickende Wirkung teilweise drastisch ändert. Dieser Effekt ist in der Fachwelt als soge- nannter permanenter Scherverlust bekannt.
Ausserdem sind synthetische Hydraulikflüssigkeiten bekannt, die z. B. aufgebaut sind aus Phosphatestern oder wasserfreien chlorierten Kohlenwasserstoffen. Auch Mischungen aus beiden Komponenten werden als Hydraulikflüssigkeiten einge- setzt. Dir Viskositätsindex liegt etwa bei 150.
Demgegenüber sind inzwischen auch biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten auf Pflanzenölbasis bekanntgeworden. Hier ist insbesondere Rapsöl als eine bekannte Hydraulikflüssigkeit zu nennen. Der Viskositätsindex solcher Hydrau- likflüssigkeiten auf der Basis von Pflanzenölen liegt in der Regel bei 200 und darüber. Bei Rapsöl hat sich aber gezeigt, dass es sich aufgrund seiner ungünstigen Alterungs- und Hydrolyseeigenschaften nur schlecht als Hydraulikflüssigkeit eignet.
Von Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit einer Hydraulikflüssigkeit ist unter anderem der Viskositätsindex. Ein höherer Viskositätsindex führt dazu, dass die Hydraulikflüssigkeit bei geringen Temperaturen dünner ist und folglich leichter gepumpt werden kann, aber gleichzeitig bei den sehr hohen Arbeitstemperaturen in einer Pumpe dicker bleibt. Verluste durch innere Leckagen sind daher geringer.
Um diesen Viskositätsindex künstlich zu erhöhen, hat z. B. die Evonik RohMax Additives GmbH spezielle Polymer-Additive entwickelt, die der Hydraulikflüssigkeit zugesetzt werden, und unter der Bezeichnung „Dynavis" in den Markt eingeführt. Eigene Versuche haben allerdings gezeigt, dass diese Polymere nach län- geren Standzeiten abgeschert werden. Dies hat zur Folge, dass der Viskositätsindex sich während des Betriebs wieder verringert und somit auch die gewünschte Einsparung deutlich reduziert wird. Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikflüssigkeit bereitzustellen, die einen auch nach längerer bis langer Standzeit unverändert hohen Viskositätsindex von grösser oder gleich 200 aufweist und bei welcher das den Pflanzenölen bekannte Problem der ungünstigen Alterungs- und Hydrolyseerscheinungen wenig bis gar nicht auftritt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung von Pflanzenöl mit einem natürlichen Viskositätsindex (VI) von grösser oder gleich 200, das einen Anteil ein- fach ungesättigter Fettsäure von zumindest 80%, einen Anteil zweifach ungesättigter Fettsäuren von maximal 1 - 10 % und einen Anteil an dreifach ungesättigten Fettsäuren von kleiner 1%, vorzugsweise kleiner 0,5 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 % aufweist, als Hydraulikflüssigkeit und/oder Getriebeöl. Unter dem Begriff „natürlicher Viskositätsindex" wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Viskositätsindex verstanden, der sich ohne Zusatz von irgendeinem Viskositätsindex- Verbesserer ergibt.
Bei dieser erfindungsgemässen Verwendung ist die Zusammensetzung der Hy- draulikflüssigkeit oder des Getriebeöls noch einmal besonders dahingehend optimiert, dass der Anteil an dreifach oder gegebenenfalls noch höher ungesättigten Fettsäuren mit kleiner 1%, vorzugsweise kleiner 0,5 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 % äusserst gering gehalten wird. Dadurch wird eine erstaunliche, bis dahin nicht bekannte Stabilität der erfindungsgemässen Hydraulik- flüssigkeit oder des Getriebeöls auch bei sehr langen Standzeiten erreicht.
Der Vorteil eines auch bei langen Standzeiten gleichbleibend hohen Viskositätsindex wurde schon eingangs dargestellt. Die Hydraulikflüssigkeit oder das Getriebeöl ist bei geringen Temperaturen dünner und kann somit leichter gepumpt wer- den, während es bei den sehr hohen Arbeitstemperaturen in einer Pumpe dicker bleibt. Dabei ist noch zu erwähnen, dass die Energiebilanz nicht linear mit steigendem Viskositätsindex zunimmt. Der Effekt zeigt sich stärker bei zunehmen- dem Viskositätsindex, d.h. z. B. der Unterschied im Intervall zwischen 150 und 200 ist größer als der zwischen 100 und 150.
Ein weiterer Vorteil, der sich bei der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit oder dem Getriebeöl gegenüber den bisher bekannten mineralischen oder synthetischen Hydraulikflüssigkeiten gezeigt hat, ist ein deutlich verbesserter Kompressionsmodul. In Versuchen wurde festgestellt, dass ein Kolben im Hydraulikzylinder bei Einsatz der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit eine um ca. 10% geringere Wegstrecke zurücklegen muss, um den gleichen Druck aufzubauen. Dies führt einerseits zu kürzeren Zykluszeiten und andererseits ergibt sich ein geringerer Energiebedarf, was heute in der Industrie aufgrund der hohen Energiekosten und der im Markt immer knapper werdenden Gewinnspannen- Kalkulationen einen sehr bedeutenden Stellenwert hat.
Gegenüber den bekannten mineralischen oder synthetischen Hydraulikflüssigkeiten ist auch die Schmierfähigkeit der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit oder des Getriebeöls verbessert. Dadurch wir die Reibung verringert und somit der Energieverbrauch günstig beeinflusst. Auch der Pumpenverschleiss ist geringer.
Als letztes ist noch das Druck- Viskositätsverhalten zu nennen. Die erfindungsge- mässe Hydraulikflüssigkeit bzw. das Getriebeöl zeigt eine deutlich geringere Viskositätszunahme unter Druck als die bekannten mineralischen oder synthetischen Hydraulikflüssigkeiten. Dieser Effekt ist bereits in üblichen Hydrauliksystemen feststellbar. Als übliche Hydrauliksysteme werden dabei solche Systeme bezeichnet, die etwa bei Drücken von 100 bis 300 bar arbeiten.
Noch deutlicher wird dieser Effekt aber in bezug auf die Verwendung als Getriebeöl, da hier die Drücke deutlich grösser sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Teil des Pflanzenöls in Form eines ungesättigten Esters dieses Pflanzenöls eingesetzt wird. Das erweist sich dann als sinnvoll, wenn die Viskosität aufgrund der Anwendungserfordernisse verändert wer- den soll. Bei der Verwendung des reinen Pflanzenöls weist dieses eine Viskosität von 40 Pas (Pascal-Sekunde) bei 40°C auf. Versuche haben gezeigt, dass durch den Ersatz von etwa 10 % des Pflanzenöls durch den entsprechenden ungesättigten Ester die Viskosität auf 32 Pas bei 400C verringert werden kann. Der ungesät- tigte Ester dient also quasi zum Verdünnen der auf Pflanzenöl basierenden Hydraulikflüssigkeit und erweitert somit auf einfache Weise das Spektrum der Anwendungen.
In dem Pflanzenöl kann wahlweise auch zumindest ein Additiv enthalten sein, das ausgewählt ist aus Antioxidantien, Korrosionsschutzmitteln, Kupfer- Deaktivatoren, Verschleissschutzmitteln und/oder Antischaummitteln.
Das zumindest eine Additiv dient dabei dazu, die an sich schon vorhandenen positiven Eigenschaften des Pflanzenöls, auch gemäss einer der erfϊndungsgemässen Ausgestaltungen, die z. B. durch den Zusatz eines Anteils eines ungesättigten Esters gegeben sein kann, noch zu verstärken und/oder unerwünschte Eigenschaften zumindest zu minimieren.
Die Menge an zugesetztem Additiv richtet sich nach dem Einsatzzweck und kann von wenigen ppm (parts per million) bis hin zu 2 %, eventuell sogar bis zu 5 % betragen.
Als ein Additiv können Antioxidantien eingesetzt werden, die als Oxidationsinhi- bitoren einen Alterungsschutz bewirken. Als Antioxidantien im Sinne der vorliegenden Erfindung können sowohl primäre Alterungsschutzstoffe in Form von Radikalfängernals auch sekundäre Alterungsschutzstoffe als Peroxidzersetzer und Passivatoren bzw. Metallionen-Desaktivatoren eingesetzt werden.
Als ein weiteres Additiv sind Korrosionsschutzmittel zu nennen, die auch Rostschutzadditive umfassen. Als solche Additive eignen sich bevorzugt grenzflä- chenaktive Additive, welche sowohl aschefrei als auch aschegebend sein können. Ausserdem sind Verschleissschutzadditive zu nennen, die auch als EP/A W- Additive (extreme pressure/antiwear) bezeichnen werden. Hier sind besonders solche auf der Basis von Schwefel und Phosphor zu nennen. Während früher gern elementarer Schwefel eingesetzt wurde, bevorzugt man heute eher grenzflächen- aktive Stoffe, die in der polaren Gruppe Zink, Phosphor und/oder Schwefel enthalten. Ein bekannter Vertreter ist hier Zinkdithiophosphat (ZnDTP). ZnDTP wirkt dabei im übrigen gleichzeitig als Alterungs- und Korrosionsschutzmittel.
Neben Kupfer-Deaktivatoren als weiterem Additiv können auch Antischaummit- tel zugesetzt werden. Dabei sind nach heutigem Stand der Technik Silikonöle als Antischaummittel bevorzugt.
In verschiedenen grossangelegten Teststudien hat sich bei der erfindungsgemäs- sen Verwendung des oder der Pflanzenöle jeweils in einer der erfindungsgemäs- sen Ausgestaltungen eine hervorragende Scherstabilität, gemessen über 20 Stunden, von 0,7 % oder darunter ergeben. In einigen Versuchen ergab sich eine Scherstabilität von -0,7 %.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Fig. näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig.l: Energieverbrauch der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit im Vergleich zu einem bekannten Produkt bei Verwendung als Hydraulikflüssigkeit in einer Spritzgiessmaschine während eines Arbeitszyklus, und Fig.2: Ermittelte Taktzeiten der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit im Vergleich zu einem bekannten Produkt bei Verwendung als Hydraulikflüssigkeit in einer Spritzgiessmaschine während eines Arbeitszyklus.
I. Ausgangsprodukt für die Anwendung als Hydraulikflflssigkeit;
Als Grundlage für eine Hydraulikflüssigkeit wird ein Sonnenblumenkernöl ver- wendet, dessen Ölsäuregehalt, d.h. der Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren, speziell optimiert ist und bei 90,92 % liegt. Ausserdem weist das Sonnenblumenkernöl noch zweifach ungesättigte Fettsäuren auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde insbesondere der Gehalt an dreifach ungesättigter Fettsäure kontrolliert. Neuere Untersuchungen haben überraschend erge- ben, dass die Eigenschaften als Hydraulikflüssigkeit, aber auch als Getriebeöl ganz besonders von diesem Merkmal abhängen. Bereits sehr kleine Mengenanteile an dreifach ungesättigter Fettsäure wirken sich bereits ungünstig auf das Gesamtverhalten der Hydraulikflüssigkeit bzw. des Getriebeöls aus. Hier wurde der Gehalt an dreifach ungesättigter Fettsäure auf einen Anteil reduziert, der geringer als 0,1% ist.
Die erfindungsgemässe Hydraulikflüssigkeit ist schnell und vollständig biologisch abbaubar.
II. Anwendung als Hvdraulikflüssigkeit in einer Spritzgiessmaschine: Kriterium: Energieverbrauch
Die unter I. näher spezifizierte Hydraulikflüssigkeit wurde in der zentralen Hy- draulik (Hydraulikpumpe) einer 2K SPM Arburg 520 C - Spritzgiessmaschine eingesetzt. Als Vergleich wurde ein Hydrauliköl der SAE-Klasse HLP 46 verwendet. HLP 46 enthält Additive zur Erhöhung der Alterungsbeständigkeit, des Korrosionsschutzes und der EP-Eigenschaften. Die Messdauer betrug 81 Zyklen, mit 44 Sek. pro Einzelzyklus. Als Material wurde jeweils 2K Kunststoff ABS Schwarz Norodur verarbeitet. Der Watt-Nennwert der Hydraulikpumpe beträgt 37.000.
Als Kriterium für die Leistungsfähigkeit der beiden verwendeten Hydraulikflüssigkeiten wurde hier der Energieverbrauch gewählt.
Allein durch die Verwendung der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit wurde gegenüber der HLP 46 eine Energieersparnis von 5484 Watt erreicht, was etwa einem Anteil von 25 % entspricht.
Während der durchschnittliche Energieverbrauch bei Verwendung von HLP 46 insgesamt 22.239 Watt betrug, wurde demgegenüber bei der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit ein Verbrauch von 16.755 Watt gemessen. Die unterschiedliche Energiebilanz während eines Arbeitszyklus ist in Fig. 1 näher dargestellt.
III. Anwendung als Hydraulikflttssigkeit in einer Spritzgiessmaschine: Kriterium: Taktzeit
Die unter I. näher spezifizierte Hydraulikflüssigkeit wurde in der zentralen Hydraulik (Hydraulikpumpe) einer SPM Arburg 420 C - Spritzgiessmaschine eingesetzt. Als Vergleich wurde wieder ein Hydrauliköl der SAE-Klasse HLP 46 verwendet, das ebenfalls die schon unter II. genannten Additive zur Erhöhung der Alterungsbeständigkeit, des Korrosionsschutzes und der EP-Eigenschaften enthält.
Als Kriterium für die Leistungsfähigkeit der beiden verwendeten Hydraulikflüssigkeiten wurde hier die Taktzeit gewählt. Die Messdauer betrug 59 Zyklen, mit 62,10 Sek. pro Einzelzyklus für das Hydrauliköl der SAE-Klasse HLP 46, gegenüber 58,32 Sek. für die erfϊndungsgemässe Hydraulikflüssigkeit. Das entspricht einer Taktzeitverkürzung von 6,08 % für die erfindungsgemässe Hydraulikflüs- sigkeit. Als Material wurde dabei jeweils ein thermoplastisches Elastomer verarbeitet. Der Watt-Nennwert der Hydraulikpumpe beträgt 30.000. Fig. 2 stellt die Unterschiede anschaulich dar.
Daneben wurde durch die Verwendung der erflndungsgemässen Hydraulikflüssigkeit gegenüber der HLP 46 eine Energieersparnis von etwa 6,33 % erreicht. Ausserdem konnte ein deutlich reduzierter CO2-Ausstoss festgestellt werden.
IV Messen der Verschleisswerte der erflndungsgemässen Hydraulikflüssig- keit in der Reichertwaage
Die erfmdungsgemässe Hydraulikflüssigkeit, wie unter I. näher definiert, wird ohne jeglichen Additivzusatz verwendet und in der Reichertwaage getestet. Die Verschleissfläche liegt bei nur 12,61 mm2 im Vergleich zu ca. 50 mm2 bei Mineralölen.
V. Druckstabilitätstest der erfindungsgemässen Hvdraulikflüssigkeit gegen- über Mineralölen
In dem durchgeführten Druckstabilitätstest ergab sich für die erfϊndungsgemässe Hydraulikflüssigkeit ein (dimensionsloser) Wert von etwa 10, während sich für das getestete Mineralöl ein Wert von etwa 7 ergab.
Aus den Ergebnissen der Untersuchungen, wie unter IV. und V. angegeben, folgt, dass die erfindungsgemässe Hydraulikflüssigkeit als solche, d.h. ohne jeglichen Zusatz von sonst üblichen Additiven, bereits alle Anforderungen erfüllt, welche die anerkannte DIN 51 525 in bezug auf das Schmierverhalten fordert. Es bedarf grundsätzlich nicht der weiteren, ansonsten üblichen Zusätze. Diese können die bereits erzielten, äusserst positiven Ergebnisse, insbesondere im Hinblick auf die Langzeitstabilität, aber noch einmal verbessern. Als ein Additiv, das wahlweise zugesetzt werden kann, ist ein Alterungsschutzmittel in Form von Antioxidantien zu nennen.
VI. Anwendunesbeispiel für hydraulische Anwendungen mit geringem Tem- peraturprofil
Durchgeführt wird der Test in einem hydraulischer Stellmotor für einen Stellan- trieb zur Steuerung von Durchgangs-und Dreiwegeventilen bei Fernheizungen. Insbesondere bei Fernheizungen werden Regelventile benötigt, die hohe Differenzdrücke bewältigen. Der Antrieb soll z.B. bewirken, dass hohe Differenzdrücke bei Durchgangsventilen, insbesondere bei grossen Nennweiten, bewältigt werden. Das Temperaturprofil liegt bei ca. 3O0C bis 50°C. Die erfϊndungsgemässe Hydraulikflüssigkeit wird ohne Additive eingesetzt. Sie eignet sich aufgrund des grosseren Kompressionsmoduls und des besseren Druck- Viskositätsverhaltens gegenüber den bekannten Schmiermitteln besonders für diesen Einsatz. Es ergibt sich eine höhere Genauigkeit des Regelmechanismus und eine geringere Eindickung des Mediums unter hohem Druck.
VII. Anwendungsbeispiel in einem Hochdruck-Prüfstand
Zur Prüfung von Einspritzdüsen werden sogenannte Hochdruckprüfstände benötigt, um die Funktion der Düsen vorab zu kontrollieren. Moderne Einspritzdüsen arbeiten mit Drücken bis zu 6.000 bar. Die hydraulische Vorrichtung zur Prüfung der Düsen ist in der Regel mit einer Hydraulikflüssigkeit ausgestattet. Mineralöl- basierte Hydrauliköle würden bei diesen neuen Prüfständen Probleme bereiten, da sie unter hohem Druck sehr zähflüssig und in Grenzbereichen fest werden können. Der Einsatz eines Mediums auf der Basis der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit bietet eine ideale Lösung dieses Problems, da die erfϊndungsgemässe Hy- draulikflüssigkeit zum einen ausreichend alterungsstabil ist und zum anderen eine normale Schmierung aufgrund des flüssigeren Mediums gewährleistet. Eine Übersicht über die im Versuch ermittelten Viskositäten der erfindungsgemässen Hydraulikflüssigkeit im Vergleich zu dem Hydrauliköl der SAE-Klasse HLP 46 zeigt Tabelle 1.
Tabelle 1:
Substanz: HLP46 Erfϊndungs gemäss
Temp. Druck Eta-Mess Eta-Mess
[ 0C ] [ bar ] [ mPas ] [ mPas ]
50 0 29.3 30.0
50 500 65.2 51.7
50 1000 135.8 84.2
50 1500 273.2 132.8
50 2000 539.7 205.1
50 2500 1058.7 312.4
50 3000 2077.3 471.6
50 3500 4099.6 708.0
50 4000 8175.0 1059.9
50 4500 16536.2 1585.3
50 5000 34052.1 2373.3
50 5500 71628.3 3560.9
50 6000 154417.8 5361.4
50 6500 fest 8109.8
50 7000 fest 12336.2

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von Pflanzenöl mit einem natürlichen Viskositätsindex (VI) von grösser oder gleich 200, das einen Anteil einfach ungesättigter Fettsäure von zumindest 80%, einen Anteil zweifach ungesättigter Fettsäuren von ma- ximal 1 - 10 % und einen Anteil an dreifach ungesättigter Fettsäure von kleiner 1%, vorzugsweise kleiner 0,5 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 % aufweist, als Druckflüssigkeit in Hydraulikanlagen und/oder als Getriebeöl.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Pflanzenöls in Form eines ungesättigten Esters des Pflanzenöls eingesetzt wird.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumin- dest ein Additiv enthalten ist, das ausgewählt ist aus Antioxidantien, Kupfer-
Deaktivatoren, Korrosionsschutzmitteln, Verschleissschutzmitteln und/oder Antischaummitteln.
4. Verwendung nach Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in einem Anteil von maximal 2 - 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, enthalten ist.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherstabilität, gemessen über 20 Stunden, 0,7 % oder darunter be- trägt.
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