DE2413518B2 - Schwingungsdaempferoel - Google Patents

Description

alle an sie gestellten Forderungen erfüllten, und es ergab sich als Aufgabe dieser Erfindung, eine Dämpfungsflüssigkeit auf Mineralölbasis mit verbesserten, die heutigen an ein Schwingungsdämpferöl zu stellenden Anforderungen gewährleistenden Eigenschaften zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe führte zu einem Schwingungsdämpferöl, insbesondere für Achsdämpfer an Kraftfahrzeugen auf Mineralölbasis mit verbessertem Kälteverhalten und stark erniedrigtem Verdampfungsverlust, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungsdämoferöl aus einem einer paraffinbasischen Erdölfraktion entstammenden, entparaffinierten, extrahierten und hydrofinierten Grundöl und einer üblichen Additivkomposition besteht.

Ersetzt man das bisher üblicherweise in Schwingungsdämpferfiüssigkeiten verwendete und naphthenbasischen Rohölen entstammende Grundöl oder eine Mischung solcher Grundöle durch Grundöl oder eine Mischung derselben, das aus einem paraffinbasischen Rohöl gewonnen wurde, so ergibt sich in überraschender Weise ein vor allem bezüglich des Verdampfungsverlustes erheblich verbessertes Schwingungsdämpferöl. Zusätzlich führt diese Maßnahme, d. h. der Ersatz eines naphthenbasischen Rohölen entstammenden Grundöls durch aus paraffinbasischen Rohölen gewonnenes Grundöl, zu wirtschaftlichen Vorteilen, da die naphthenbasischen öle einer zunehmenden Verknappung unterliegen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird aus einem paraffinbasischen Rohöl unter TBP-Bedingungen (TBP = true boiling point) ein Siedeschnitt von 310 bis 400°C, vorzugsweise 320 bis 365° C, gewonnen. Als Grundmaterial eignen sich beispielsweise Arabian light-Rohöl oder andere paraffinbasische Provenienzen. Dieser Siedeschnitt weist eine Dichte von etwa 0,878 gr./ml bei 15°C, einen Flammpunkt (PM) von etwa 150° C, einen Stockpunkt von etwa +3° C und eine Viskosität bei 100° F von etwa 10 cSt auf. Dieser Schnitt wird der Entparaffinierung, beispielsweise mit Dichlormethan als Lösungsmittel und mit bei 70"C gesättigter Harnstofflösung, unterworfen. Es führt nicht aus dem Bereich der Erfindung heraus, wenn auch andere gebräuchliche Entparaffinierungsverfahren, wie beispielsweise mit Benzol/Methyi-Äthylketon, Propan, 1,2-Dichloräthan/Methylenchlorid oder Benzol/SOa, zur Anwendung gelangen. Die Analyse des Filtratöls ergibt die in der Tabelle I aufgeführten Resultate:

Tabelle I	(D	(2)
	0,900 bis 0,910	0,907
^15, gr./ml	Z 135 bis 160	150
Flammpunkt (PM) °<	-40 bis -55	-47
Stockpunkt
Viskosität, cSt	20 bis 25	22,7
20° C	10 bis 14	11,4
100° F	6 bis 10	7,7
50° C	0,1 bis 0,3	0,1
Conradsontest, %	1,5 bis 3,0	2,5
Schwefel, Gewichts
prozent	(1) Möglicher Analysenwertbereich.
	(2) Durchschnittlicher Analysenwertbereich.

In einer dritten Verfahrensstufe wird das entparaffinierte und bereits tiefstockende und niedrigviskose Grundöl einer üblichen Aromaten-Extraktion, wie beispielsweise Furfurol- oder SO.-Extraktion, ausgesetzt. Das erhaltene Solvat kann nach einem einfacher. Hydrofinishing wahlweise noch einer H₂SO₄/Bleicherde-Bebandlung zugeführt werden. In Abhängigkeit unter anderem von der jeweils verwendeten Anlage kann die vorstehend genannte Verfahrensabfolge auch

ίο dergestalt geführt werden, daß der Siedeschnitt zuerst extrahiert, sodann entparaffiniert und abschließend einer hydrierenden Behandlung unterworfen wird. Es ist ebenfalls möglich den Schnitt zuerst hydrierend zu behandeln und nachfolgend zu entparaffinieren und zu extrahieren.

Das so erhaltene Solvat, mit den in der Tabelle II zusammengefaßten, durchschnittlichen Analysenwerten,

Tabelle II

d_u, gr./ml 0,865 bis 0,900

Flammpunkt, Marc, °C > 140

Stockpunkt, °C < -40

Viskosität, cSt

20°C 21 bis 25

-40°C < 3000

dient als Grundöl für die erfindungsgemäße Schwingungsdämpferflüssigkeit.

Falls erforderlich oder gewünscht, kann das vorstehend beschriebene Grundöl paraffinbasischer Herkunft mit einem geringen Anteil eines naphthenbasi-

scher Provenienz entstammenden Öls, wie beispielsweise einem Spindelöl, bevorzugt einem Cabimas Spindelöl-SeSektivraffinat, verschnitten werden. Das Verschneiden kann zur genaueren Einstellung einer jeweils gewünschten Viskosität des erfindungsgemäßen Grundöls erfolgen. Derartige Spindelöle erhält man, wenn ein Spindelöl-Destillat, von etwa 15cSt/20°C, selektiv mit SO₂ raffiniert und anschließend mit Schwefelsäure-Monohydrat, Lauge und Bleicherde behandelt wird. Es werden so Spindelöle mit einer Dichte von 0,840 bis 0,880, vorzugsweise etwa 0,860 gr./ml bei 15° C, einem Flammpunkt (Marcus) von 135 bis 160, vorzugsweise etwa 150° C, einem Stockpunkt von —45 bis —55, vorzugsweise etwa — 50° C, und einer Viskosität von 5,5 bis 7,0, vorzugsweise etwa 6,3 cSt/50°C, erhalten.

Zum Grundöl oder dem Verschnitt werden Additive, wie Zinkdialkyldithiophosphat als E.P.-Zusatz, Polymethacrylate als Stockpunktverbesserer, Phenyl- «-naphthylamin als Oxidationsinhibitor, Bariumdinonylnaphthylsulfonat als Neutralisator und Rostschutz, Zink-diamyldithiocarbamat als filmbildender Hochtemperaturzusatz, Silicon als Antischaummittel und Dialkylmaleinsäure, Dialkylphosphat und/oder Phenol als Metalldeaktivatoren, eingesetzt. Andere übliche, hier aber nicht aufgeführte, Additive mit verschiedensten Funktionen können verwendet werden. In den Bereich der Erfindung gehört auch die Gewichtszusammensetzung der Schwingungsdämpferflüssigkeit, da es sich gezeigt hat, daß nur in bestimmten Gewichtsbereichen der einzelnen Komponenten die hervorragenden Eigenschaften der neuen Schwingungsdämpferflüssigkeit wirksam werden. Eine Dämpferflüssigkeit mit wesentlich erniedrigtem Verdamp-

fungsverlust wird erhalten, wenn 80 bis 99 Gewichtsprozent Grandöl, paraffinbasisch, vorzugsweise 90 bis Gewichtsprozent, und 20 bis 1 Gewichtsprozent Additivkomposition, vorzugsweise 10 bis 1 Gewichtsprozent, vermischt werden. Wird das paraffinbasische Destillat, das entparaffiniert, extrahiert, einfachhydrofiniert und wahlweise mit H₂SO₄/Bleicherde behandelt wurde, mit einem naphthenbasischen Spindelöl, das selektiv mit SO₈ raffiniert, mit HjSO₄, Lauge und Bleicherde behandelt wurde, verschnitten, wird es bevorzugt, 70 bis 85 Gewichtsprozent Grundöl, paraffinbasisch, 25 bis 14 Gewichtsprozent Spindelöl, naphthenbasisch, und 5 bis 1 Gewichtsprozent Additivkomposition zu vermischen.

Die Additivkomposition setzt sich wie folgt zusammen, in Gewichtsprozent

E.P.-Zusatz 2,0 bis 0,5

Stockpunkterniedriger 2,0 bis 0,4

Oxidationsinhibitor 0,8 bis 0,1

Neutralisator und Rostschutz... 0,6 bis 0,1 Filmbildender Hochtemperaturzusatz 0,1 bis 0,01

Metalldeaktivatoren 0,1 bis 0,01

Antischaummittel 0,01 bis 0,002

Beispiele

a) Es wurde ein Schwingungsdämpferöl (A), bestehend aus 83,4 Gewichtsprozent Spindelöl-Selektivraffinat I mit 6,3cSt/5O°C und 155° C Flammpunkt, 13,7 Gewichtsprozent Spindelöl-Selektivraffinat II mit 14,8cSt/50°C und 175° C Flammpunkt, beide Raffinate naphthenbasischer Herkunft, sowie 3 Gewichtsprozent der vorstehend angegebenen Additivkomposition nach üblichen Techniken hergestellt und auf seine Eignung untersucht.

b) Es wurde nach der Erfindung aus Arabian light-Rohöl bei 320 bis 385° C ein Siedeschnitt gewonnen, der der Entparaffinierung unterworfen wurde. Die Entparaffinierungsbedingungen lauteten:

Siedeschnitt 100 Volumprozent

Gesättigte Harnstofflösung bei 7O⁰C 155 Volumprozent

Dichlormethan 400 Volumprozent

Waschmittel 550 Volumprozent

Addukt-Temperatur .. 30⁰C
Addukt-Zeit 30 min.

Anschließend wurde mit 2 · 50 Volumprozent Furfurol bei 25° C extrahiert und abschließend eine milde hydrierende Behandlung durchgeführt. 80 Gewichtsprozent des auf diesem Wege erhaltenen Grundöls mit 22 cSt/20°C,einem Flammpunkt (COC) von 135°C und einem Stockpunkt von -45⁰C wurden mit 17 Gewichtsprozent Spindelöl-Selektivraffinat I, siehe a), verschnitten und anschließend 3 Gewichtsprozent der Additivkomposition zugegeben. Es wurde ein Schwingungsdämpferöl (C) erhalten,
c) Schließlich erfolgte die Herstellung und Testung eines aus 98 Gewichtsprozent Grundöl, siehe b), und 2 Gewichtsprozent der Additivkomposition bestehenden Dämpferöls (D).

In der Figur ist das Siedeverhalten nach ASTM D 86 für die Mischungen A, C und D aufgetragen. Die das nach der Erfindung hergestellte Grundöl enthaltenden Schwingungsdämpferöle (C und D) zeigen einen deutlich abweichenden, besseren Verlauf als das öl nach A. Bei der Untersuchung des Verdampfungsverlustes nach DIN 51 581 (4 Stunden bei 15O⁰C) für die einzelnen Mischungen ergab sich bei 4 Stunden und 15O⁰C ein solcher für A von etwa 28%, für C von 6% und für D von unter 5 %. Der Unterschied in den Verdampfungsverlusten für ein bekanntes Dämpf eröl (A) und ein nach der Erfindung hergestelltes (D) wird noch deutlicher, wenn man die Messung nach einer Stunde bei 15O⁰C vornimmt:

A 4,5%,

D 1 °/
umax ■*■ /ο·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Der Arbeitsraum eines Schwingungsdämpfers ist relativ klein und mißt etwa 200 bis 500 cm3. An die in

1. Schwingungsdämpferöl, insbesondere für diesen Raum eingefüllte Dämpfungsflüssigkeit, nor-Achsdämpfer an Kraftfahrzeugen, auf Mineralöl- malerweise ein Mineralöl, werden hohe Anforderungen basis mit verbessertem Kälteverhalten und stark 5 gestellt, und es ist während der Betriebszeit außercrnicurigtcrn Yerdarapfungsverhistj dadurch ordentlich harten Belastungen ausgesetzt. Beim Eingekennzeichnet, daß es aus federn wird die Masse der Dämpfungsflüssigkeit durch

1) einem einer bei 310 bis 400° C siedenden ^{den Kol}£^e„^{n n}f^ch unten gedrückt und dabei wird die paraffinbasischen Erdölfraktion entstammen- ^Me"Se Dämpfungsflüssigkeit, die dem eindringenden den, entparaffinierten, extrahierten und hydro- ¹⁰ Kolbenstangen-Volumen entspricht, durch Ventile am finierten Grundöl mit einer Viskosität von 21 Boden gedruckt, wobei das Druckvent. am Boden der bis 25cSt/20°C, einem Stockpunkt von Dämpfungsflüssigkeit nur geringen Widerstand ent- < -40°C und einem Flammpunkt o. T. gegensetzt und die Dämpfungsflüssigkeit in den Re- > 140° C serveraum zwischen dem inneren und äußeren Rohr

2) einer üblichen Additivkomposition und ge- ¹S gepreßt wird Beim Ausfedern wenn der Kolben hochgebenenfalls gezogen wird, lauft der umgekehrte Vorgang ab, d. h.,

3) einem Spindelöl-SelekÜvraffinat mit einer die Dämpfungsflüssigkeit wird in den Arbeitsraum zuViskosität von 5,5 bis 7,0, vorzugsweise etwa ruckgesaugt. Nur setzt das Saugventil am Ventilboden 6,3 cSt/50° C, einer Dichte von 0,840 bis 0,880, ^{m dieser}. „^Zugstu, f.^dem Dampf ungsflüssigkeitsstrom vorzugsweise etwa 0,860 gr./ml bei 15° C, ^2O einen größeren Widerstandentgegen. Dadurch wird einem Flammpunkt (Marcus) von 135 bis 160, ^die Dampfungskraft beim Ausfedern stärker als bera vorzugsweise etwa 150°C und einem Stock- tintedern. *,„.,.
punkt von -45 bis -55, vorzugsweise etwa _Λ, Bei diesem standigen Durchpressen durch die feinen -50°C, das aus einer naphthenbasischen Erd- ^Ven,^tlle ™^{rd die} _L Dampf ungsflüssigkeit außer einer ölfraktion hergestellt worden ist, besteht. *^{5 s} _n ^ta,^rkeT1 thermischen auch einer hohen mechanischen

Belastung ausgesetzt, und es würden alle nicht scher-

2. Schwingungsdämpferöl nach Anspruch 1, da- stabilen Additive zerrieben werden. Das heißt, daß durch gekennzeichnet, daß es aus 80 bis 99 Ge- etwaig vo:handenen Makromolekülen nur eine kurze wichtsprozent Grundöl, vorzugsweise 90 bis 99 Ge- Lebensdauer beschieden wäre. Bei einer zweijährigen wichtsprozent, und 20 bis 1 Gewichtsprozent, vor- 30 Garantiezeit und etwa 40 000 Fahrkilometern des zugsweise 10 bis 1 Gewichtsprozent Additivkom- Kraftfahrzeuges wird die Dämpfungsflüssigkeit etwa position, besteht. 70millionenmal durch die engen Ventile gepreßt, und

3. Schwingungsdämpferöl nach Anspruch 1 häufig werden die üblicherweise als Stoßdämpfer be- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 70 bis zeichneten Schwingungsdämpfer an den Kraftfahr-85 Gewichtsprozent Grundöl, 25 bis 14 Gewichts- 35 zeugen nicht ausgewechselt. Aus dem Vorstehenden prozent Spindelöl-Selektivraffinat und 5 bis 1 Ge- ergibt sich, daß eine solche Dämpfungsflüssigkeit wichtsprozent Additivkomposition besteht. einerseits dünnflüssig sein muß, eine Viskosität von

etwa 2,5 cSt bei 100° C aufweisend, und andererseits ein extrem niedriger Verdampfungsverlust nach N ο a k

40 von maximal 2% bei 100°C verlangt wird. Der Verdampfungsverlust ist von erheblicher Bedeutung, weil sich die Dämpfungsflüssigkeit je nach Belastung infolge

Die vorliegende Erfindung betrifft den Einsatz eines Laufleistung, Fahrverhalten und Straßenzustand auf

paraffinbasischen Erdölfraktionen entstammenden und über 100° C erwärmen kann.

mittels Entparaffinierung und Extraktion hergestellten 45 Hierbei darf sie nicht verdampfen und kein Gas-

Grundöis für Schwingungsdämpfer an Kraftfahr- polster bilden, um sich nicht als Gas in der Flüssigkeit

zeugen mit verbessertem Kälteverhalten und stark er- zu lösen, was die Kompressibilität vermindern würde,

niedrigtem Verdampfungsverlust. Die Art und Zahl der im Labor, auf dem Prüfstand

Schwingungsdämpfer haben die Aufgabe, Schwin- und in Fahrzeugversuchen durchzuführenden Teste

gungsenergie in Wärme umzuwandeln und damit 50 zur Ermittlung geeigneter Dämpfungsflüssigkeiten ist

Schwingungen zum Abklingen zu bringen. Als Achs- nachstehend aufgeführt:

dämpfer an Kraftfahrzeugen haben sie auf das j_m Labor

Schwingungsverhalten von Achsen und Fahrzeug- Viskosität, Verdampfungsverlust, Quellverhalten,

hauptteil einen wesentlichen Einfluß. Fahrsicherheit Korrosionsteste, VKA/DV-Wert.
(dynamische Radlastschwankungen) und Fahrbequem- 55

lichkeit (Beschleunigung der Hauptmasse) werden von Auf dem Prüfstand

den Schwingungsdämpfern entscheidend mitbestimmt. Freßversuch: Kolbengeschwindigkeit, Tempe-Maa unterscheidet Reibungs- und hydraulische Dämp- ratur, Hub, Seitenkraft, Prüfdauer fer, wobei die ersteren in modernen Kraftfahrzeugen (20 Minuten);
nicht mehr verwendet werden. Bei den heute ge- 60 _f.„
bräuchlichen hydraulischen Dämpfern unterscheidet Dauerlauf: Grundhub, Überlagerungshub, Beman Hebel- und Teleskopdämpfer, und die letzteren η 2 Awl' ^PrufdaUer
sind die gebräuchlichsten. Im Gegensatz zu den Hebel- *· ''
dämpfern sind die Teleskopdämpfer langhubig und Fahrzeugversuche
haben größere Kühlflächen. Sie werden als Zwei- und 65 in der Praxis.
Einrohrdämpfer gebaut. Die normalerweise verwendeten Zweirohrteleskopdämpfer sind mit einer Dämp- Es hat sich nun gezeigt, daß die bisher verwendeten fungäflüssigkeit gefüllt. Dämpfungsflüssigkeiten auf der Basis Mineralöl nicht