WO1991019913A1 - Dämpfungsmedium - Google Patents

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WO1991019913A1
WO1991019913A1 PCT/DE1991/000467 DE9100467W WO9119913A1 WO 1991019913 A1 WO1991019913 A1 WO 1991019913A1 DE 9100467 W DE9100467 W DE 9100467W WO 9119913 A1 WO9119913 A1 WO 9119913A1
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damping medium
natural
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biodegradable
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Lothar Ginzel
Willi Ressel
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Dorma Gmbh + Co. Kg
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    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/08—Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids

Definitions

  • the invention relates to a damping medium as it is mainly used in door closers or vibration dampers for vehicles.
  • a damping medium in a closed housing, which on the one hand influences the closing speed of the door and on the other hand reduces the vibrations caused by the unevenness of the road and thus keeps the body above it almost in a rest position.
  • the damping device mainly consists of a piston-cylinder unit with overcurrent and bypass channels.
  • a damping medium inside the cylinder which today mainly consists of an oil. Oil has very special requirements today. For example, There is no corrosion on the surrounding materials and the oil must maintain its viscosity in a very wide temperature range from approx. -40 ° C to + 60 ° C.
  • Oil located in the vibration damper is not biodegraded and can, for example, contaminate or contaminate the drinking water.
  • a door closer is described which is filled with a chemical substance.
  • Japanese Patent 1-51488 A describes glycols which are used as a damping medium. Furthermore, in the book by Dieter Klarmann, 'Lubricants and related products' from 1982, pages 50 to 52 describe synthetic lubricants.
  • the object of the invention is to find a damping medium which is based on native oils which are non-toxic and biodegradable, but with a certain viscosity and sufficient
  • the object is achieved in that naturally biodegradable oils are used as the damping medium.
  • the ester oils resulting from the modification of the natural oils can also be used successfully. These ester oils result from the fact that, for example, a natural fatty acid with a mono- or polyhydric alcohol under pressure, heat and / or addition of catalysts undergoes the chemical esterification reaction.
  • All organic substances that are formed from the main elements carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen are basically biodegradable. This degradation of organic substances usually takes place through decomposition with microorganisms. These microorganisms are usually Bacteria, yeasts, fungi and unicellular organisms of all kinds. However, the degradability of all substances is generally highly dependent on external factors. These factors are, in particular, the period of degradation, the prerequisite for the life of microorganisms and the climatic conditions.
  • the natural oil used has an appropriate oxidation behavior, i.e. it must either be a non-drying or: slightly drying natural oil. This is important so that aas oil does not start to resinify after a certain period of use. Take e.g. Rapeseed oil, which is naturally semi-drying, must be treated by a certain refining or treatment with a catalyst and pressure and heating so that it does not dry out. This treatment may also have to be carried out with other natural oils. Another crucial point is the freezing point. Since the damping media must also be used at sub-zero temperatures, it is important that the
  • Freezing point of the natural oil is, if possible, well below 0oC. Because of these two basic requirements, the range of natural oils in question has already been narrowed enormously. Nevertheless, there are natural oils that meet these two requirements. In particular, these are sunflower oil, almond oil, rapeseed oil, grape seed oil, wheat germ oil, avocado oil, peach seed oil, claw oil and very particularly castor oil. However, in order to achieve good damping behavior of the damping medium, it is also possible to mix these aforementioned natural oils.
  • the physical behavior of the oils can be changed by adding a certain percentage of polyhydric alcohols, glycols or glycol ethers become.
  • Polyprooylene glycol, polyethylene glycol with a low molecular weight, propanediol, butanediol, polyethylene glycol dimethyl ether, butyl diglycol and butyl glycol are particularly suitable here.
  • Phosphates and basic nitrogen compounds have been found to be particularly suitable.
  • the viscosity of the damping medium can also be adjusted by mixing the various substances, natural oils with one another or with the abovementioned alcohols, glycols or glycol ethers. Should that be the case with natural oils

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungsmedium, welches vorzugsweise in hydraulischen Türschließern bzw. hydraulischen Schwingungsdämpfern eingesetzt wird. Bei dem Dämpfungsmedium handelt es sich um ein biologisch abbaubares und damit nicht umweltbelastendes Medium.

Description

Dämpfungsmedium
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Dämpfungsmedium wie es haupt- sächlich in Türschließern bzw. Schwingungsdämpfern für Fahrzeuge verwendet wird. In beiden Fällen ist in einem geschlossenen Gehäuse ein Dämpfungsmedium vorhanden, wel- ches zum einem die Schließgeschwindigkeit der Tür beein- flußt und zum anderen die durch die Unebenheit der Straße hervorgerufenen Schwingungen abbaut und somit die darüber befindliche Karosserie nahezu in einer Ruhestellung hält. Dabei setzt sich die Dämpfungseinrichtung vorwiegend aus einer Kolben-Zylindereinheit mit Überstrom- und Bypass- Kanälen zusammen. Innerhalb des Zylinders befindet sich ein Dämpfungsmedium, welches heute vorwiegend aus einem Öl besteht. An das Öl werden heute ganz besondere Anforderun- gen gestellt. Es darf z.B. keine Korrosion an den umgeben- den Materialien auftreten und es muß das öl in einem sehr großen Temperaturbereich von ca. -40°C bis +60°C seine Viskosität beibehalter,. Um αen Forderungen gerecht zu werden, werden heute Mine- ralöle eingesetzt bzw. synthetische öle. Di.ese öle sind in der Handhabung und für den Betrieb eines Türschließers bzw. Schwingungsdämpfers ohne größere Probleme zu handha- ben. Jedoch stellen diese öle eine Gefahr für die Umwelt dar, und zwar in dem Augenblick, wo der Türschließer bzw. der Schwingungsdämpfer nicht mehr gebraucht wird und ent- sorgt werden muß. Das innerhalb des Türschließers bzw.
Schwingungsdämpfers befindliche öl wird nicht biologisch abgebaut und es kann dadurch z.B. eine Verseuchung oder Verunreinigung des Trinkwassers hervorgerufen werden. In der Fachzeitschrift 'Die Bauwi rtscnaft' Heft 34, aus dem Jahre 1958 auf der Seite 758 ist ein Türschließer beschrieben, der mit einer chemischen Substanz gefüllt ist.
Die japanische Patentschrift 1-51488 A beschreibt Glykole, welche als Dämpfungsmedium verwendet werden. Ferner werden in dem Buch von Dieter Klarmann, 'Schmierstoffe und verwandte Produkte' aus dem Jahre 1982 auf den Seiten 50 bis 52 synthetische Schmierstoffe beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dämpfungsmedium zu finden, welches auf der Basis nativer Öle aufgebaut ist, die nicht toxisch und biologisch abbaubar sind, wobei jedoch eine bestimmte Viskosität und ein ausreichendes
Schmierverhai ten vorhanden sein müssen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Dämpfungsmedium natürlich biologisch abbaubare öle verwendet werden. Diese Öle können auch mit mehrwertigen Alkoholen (=Glykolen) und/oder Glykoläthern sowie Polyglykolen und Polyglykoläthern vermischt werden, um die physikalischen Daten des Dämpfungsmeαi ums zu beeinflussen. Diese Beeinflussungen liegen insbesondere in aer Veränderung des Erstarrungspunktes, der Viskosität, aer Dichte, des Siedepunktes und der Schmierwirkung. Die durch die Modifizierung der natürlichen öle entstehenden Esteröle können ebenso mit Erfolg eingesetzt werden. Diese Esteröle entstehen dadurch, daß z.B. eine natürliche Fettsäure mit einem ein- oder mehrwertigen Alkohol unter Druck, Hitze und/oder Zusatz von Katalysatoren die chemische Veresterungsreaktion eingeht. Dabei sind alle organischen Substanzen, die aus den Hauptelementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff gebildet werden, grundsätzlich biologisch abbaubar. Dieser Abbau von organischen Substanzen erfolgt m der Regel durch Zersetzung mit Mikroorganismen. Diese Mikroorganismen sind in aer Regel Bakterien, Hefen, Pilze und Einzeller aller Art. Jedoch ist die Abbaubarkeit aller Stoffe in der Regel in einem hohen Maße von äußeren Faktoren abhängi g . Di ese Faktoren sind insbesondere Zeitdauer des Abbaus, Voraussetzung für das Leben von Mikroorganismen und klimatische Voraussetzungen.
Von besonderer Wichtigkeit ist, daß das verwendete natürliche öl ein entsprechendes Oxidationsverhal ten hat, d.h. es muß entweder ein nicht trocknendes bzw: schwach trocknendes natürliches Öl sein. Dieses ist deshalb wichtig, damit aas öl nicht nach einer gewissen Gebrauchszeit anfängt zu verharzen. Nimmt man z.B. Rapsöl, welches von Natur aus halbtrocknend ist, so muß es durch eine bestimmte Raffination oder Behandlung mit einem Katalysator und Druck und Erhitzung so behandelt werden, daß es ein nicht trocknendes Verhalten bekommt. Diese Behandlung muß evtl. auch mit anderen natürlichen Ölnen durchgeführt werden. Ein weiterer entscheidender Gesichtspunkt ist der Erstarrungspunkt. Da die Dämpfungsmedien auch bei Minustemperaturen eingesetzt werden müssen, ist es wichtig, daß der
Erstarrungspunkt des natürlichen öles nach Möglichkeit weit unter 0ºC liegt. Aufgrund dieser beiden Grundvoraussetzungen ist das Spektrum der in Frage kommenden natürlichen öle bereits ganz enorm eingeengt worden. Trotzdem gibt es aber natürliche öle, die diese beiden Voraussetzungen erfüllen. Insbesondere sind dieses Sonnenblumenöl, Mandelöl, Rapsöl, Traubenkernöl, Weizenkeimöl, Avocadoöl, Pfi rsichkernöl, Klauenöl und ganz besonders Rizinusöl. Um jedoch ein gutes Dämpfungsverhalten des Dämpfungsmediums zu erreichen, ist es auch möglich, diese vorgenannten natürlichen öle zu mischen.
Ferner kann das physikal iscne Verhalten der öle dadurch geändert werden, daß ihnen in einem gewissen Prozentsatz mehrwertige Alkohole, Glykole oder Glykoläther zugesetzt werden. Hier eignen sich besonders Polyprooylenglykol, Polyäthylenglykol mit einer niederen Molekularmasse, Propandiol, Butandiol, Polyethyl engl ykoldimethylether, Butyldiglykol und Butylglykol. Da jedoch einige der vorgenannten Substanzen oder auch Gemische aus mehreren Substanzen ein gewisses aggressives Korrosionsverhalten gegenüber den sie umgebenden Materialien- haben, ist es in der Regel notwendig, einen Inhibitor hinzuzufügen, der das Korrosionsverhalten vermindert. Als besonders geeignet haben sich hier Phosphate und basische StickstoffVerbindungen nerausgestellt. Durch das Mischen der verschiedenen Substanzen, natürliche öle untereinander oder mit den vorgenannten Alkoholen, Glykolen oder Glykoläthern, kann auch die Viskosität des Dämpfungsmediums eingestellt werden. Sollte bei den natürlichen Ölen das
Schmierverhalten nicht ausreichend sein, so können auch hier noch natürliche Wachse zugesetzt werden.
Als ein besonders gutes Dämpfungsmedium nat sich ein Gemisch von Butyldiglykol mit einem Prozentsatz bis zu 60 % Rizinusöl erwiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Dämpfungsmedium für hydraulische Kolben-ZylinderEinheiten, insbesondere Türschließer und Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge, wobei der Kolben als Dämpfungskolben arbeitet und gemäß den Bewegungen des Türflügels oder der Radaufbaumasse ein Dämpfungsmedium aus einem Druckraum durch einen drosselnden Kanal in einen einen geringeren Druck aufweisenden Speicherraum fördert, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein natürliches, biologisch abbaubares öl ist.
2. Dämpfungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein nicht trocknendes bzw. schwach trocknendes natürliches Öl ist.
3. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein Sonnenblumenöl, Mandelöl, Rizinusöl, Traubenkernöl, Weizenkeimöl, Avocadoöl, Pfirsichkernöl, Klauenöl oder Rapsöl ist.
4. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein Gemisch aus verschiedenen natürlichen, biologisch abbaubaren Ölen ist.
5. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein Öl oder
Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren Öl(en) und einem oder mehreren Glykolen ist.
6. Dämpfungsmedium nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren öl(en) und einem oder mehreren Polyglykolen ist.
7. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren öl(en) und einem oder mehreren mehrwertigen Alkoholen ist.
8. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedi um ein Öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren ölen und einem oder mehreren
Polyethylenglykolen mit niederer Molekularmasse ist.
9. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren Öl(en) und einem oder menreren Propandiolen ist.
10.. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren Öl(en) und einem Butandiol ist.
11. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren Öl(en) und einem Polyethylenglykoldimethyläther ist.
12. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein öl oder Esteröl aus einem oder mehreren natürlich, biologisch abbaubaren öl(en) und einem Butyldiglykol ist.
13. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Inhibitoren zugesetzt werden.
14. Dämpfungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß natürliche Wachse zugesetzt werden.
15. Dämpfungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Phosphate zugesetzt werden.
16. Daämpfungsmedi um nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß basische Stickstoffverbi ndungen zugesetzt werden.
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