Cuerpo con estructura de superficie que mejora el comportamiento de rozamiento.

Cuerpo, compuesto por un material elastomérico o que presenta una capa elastomérica exterior,

en el que en unazona del cuerpo en la superficie del cuerpo elastomérico o en la capa elastomérica exterior del cuerpo estámoldeada una estructura de superficie que mejora el comportamiento de rozamiento, caracterizado por que laestructura de superficie (1, 8) presenta una pluralidad de elevaciones (11, 81) que tienen forma prismática, depirámide truncada, cilíndrica, de cono truncado o de champiñón, que están distanciadas entre sí mediante canales(12, 82) y sus superficies frontales generan un plano común, en el que la extensión de superficie máxima de lassuperficies frontales de las elevaciones (11, 81) se encuentra respectivamente en el intervalo de 100 nm a 300 μm.

Cuerpo con estructura de superficie que mejora el comportamiento de rozamiento La invención se refiere a un cuerpo, compuesto por un material elastomérico o que presenta una capa elastomérica exterior, en el que en la superficie del cuerpo elastomérico o en la capa elastomérica exterior del cuerpo está moldeada una estructura de superficie que mejora el comportamiento de rozamiento.

En numerosas aplicaciones técnicas, el comportamiento de rozamiento de la superficie de un cuerpo móvil desempeña un papel decisivo. En medios líquidos, por ejemplo en aceite, puede reducirse claramente la fuerza de rozamiento en comparación con la superficie seca, de manera que puede patinar por ejemplo un engranaje por rueda de fricción.

Por otro lado puede producirse en superficies secas el denominado efecto de adhesión y deslizamiento, en el que el desarrollo temporal de la fuerza de rozamiento cambia constantemente mucho, de modo que se producen oscilaciones que se muestran como chirrido o traqueteo. Son ejemplos vehículos sobre carriles que chirrían y limpiaparabrisas que traquetean.

El objetivo de la presente invención es indicar un cuerpo con una estructura de superficie con comportamiento de rozamiento mejorado.

Según la invención se soluciona este objetivo con un cuerpo compuesto por un material elastomérico o que presenta una capa elastomérica exterior, en el que en una zona del cuerpo en la superficie del cuerpo elastomérico o en la capa elastomérica exterior del cuerpo está moldeada una estructura de superficie que mejora el comportamiento de rozamiento, y en el que se prevé que la estructura de superficie presente una pluralidad de elevaciones que tienen forma prismática, de pirámide truncada, cilíndrica, de cono truncado o de champiñón, que están distanciadas entre sí mediante canales y sus superficies frontales generan un plano común, en el que la extensión de superficie máxima de las superficies frontales de las elevaciones se encuentra respectivamente en el intervalo de 100 nm a 300 !m.

El cuerpo con la estructura de superficie propuesta se caracteriza por que se expulsa de la superficie de las elevaciones un líquido mediante la superficie presionada con una fuerza de presión de un cuerpo que se alisa con el cuerpo elastomérico y se descarga a través de los canales. El efecto se respalda debido a que las elevaciones se deforman y se apartan con carga. Con la ayuda de la estructura de superficie según la invención se proporcionan, por tanto, zonas en la superficie del cuerpo elastomérico que permanecen esencialmente libres de líquido también con contacto con una superficie empapada de líquido y por tanto proporcionan también en estas condiciones aún una fuerza de rozamiento suficiente.

Posteriormente se elimina el efecto de adhesión y deslizamiento que aparece particularmente en el emparejamiento de superficies secas. El efecto de adhesión y deslizamiento designa el deslizamiento con sacudidas de cuerpos sólidos que se mueven uno contra otro. A este respecto aparece una secuencia rápida de movimiento de adherencia, tensión, separación y desviación de las superficies que se encuentran en contacto. Las oscilaciones generadas a este respecto pueden emitirse como ruido. Son ejemplos el chirrido de tren o tranvía en conducción en curva o en frenado y limpiaparabrisas que traquetean sobre parabrisas secos. La reducción del efecto de adhesión y deslizamiento en la superficie del cuerpo según la invención puede explicarse debido a que las elevaciones configuradas en la superficie pueden moverse esencialmente de manera independiente entre sí y el deslizamiento con sacudidas aparece tan sólo en las pocas elevaciones que no pueden apartarse.

La zona en la que está moldeada la estructura de superficie en el cuerpo puede comprender según esto toda la superficie del cuerpo o puede comprender sólo una parte de la superficie del cuerpo en la que se mejorará el comportamiento de rozamiento del cuerpo.

Los elastómeros pertenecen a los polímeros como los termoplásticos y duroplásticos. Los elastómeros son polímeros de forma rígida, pero elásticamente deformables, cuyo punto de transición vítrea se encuentra por debajo de la temperatura ambiente y sus macromoléculas de cadena larga son de gran malla y están reticuladas de manera estadísticamente distribuida. A través del grado de reticulación así como el grado de polimerización que es una medida de la longitud de las macromoléculas, pueden ajustarse propiedades del material tales como resistencia y viscosidad. Los elastómeros pueden deformarse con carga de tracción y/o carga por compresión, sin embargo vuelven después de nuevo a su forma original, no deformada. Los elastómeros son elásticos como el caucho. Un representante conocido de los elastómeros es el caucho. En una forma de realización preferente, el material previsto para el cuerpo satisface la definición indicada en la norma DIN 7724 para un elastómero.

Tal como ha resultado, puede optimizarse el comportamiento de rozamiento mediante la elección de la dimensión máxima o bien en cuanto a una fuerza de rozamiento máxima en superficies cubiertas de líquido o bien en cuanto a la reducción del efecto de adherencia y deslizamiento sobre superficies secas.

Puede preverse además que las superficies frontales de las elevaciones de la estructura de superficie estén configuradas de manera uniforme y tengan particularmente la forma de un cuadrado, de un triángulo isósceles, de hexágono regular u otro polígono regular.

En un perfeccionamiento ventajoso puede preverse que las elevaciones estén dispuestas en planos jerárquicos, estando dispuestas respectivamente las elevaciones más pequeñas sobre las elevaciones más grandes. De esta manera es posible proporcionar un comportamiento de rozamiento distinto para distintas presiones de apriete. Las elevaciones dispuestas en el plano superior, es decir en el plano exterior pueden nivelarse con presión de apriete creciente, de modo que las elevaciones de tamaño más grande dispuestas en el plano que se encuentra por debajo del mismo se activan y tanto más cuando están previstos otros planos. De esta manera pueden combinarse entre sí también varias propiedades. Por ejemplo puede optimizarse el plano superior con respecto a la reducción del efecto de adherencia y deslizamiento y puede optimizarse otro plano en cuanto a una fuerza de rozamiento máxima.

Además puede preverse que las elevaciones presenten una sección longitudinal rectangular, en forma de trapecio o en forma de champiñón. La sección longitudinal se encuentra perpendicular en el plano generado por las superficies frontales. Mediante la elección de la sección longitudinal de las elevaciones puede influirse en y optimizarse el comportamiento de deformación de las elevaciones. Las designaciones “rectangular”, “en forma de trapecio” y “en forma de champiñón” representan clases de secciones longitudinales y no excluyen que se prevea también otra sección longitudinal que no puede clarificarse en una de estas clases. El experto no ha de detenerse por tanto en excluir secciones longitudinales que muestran en el ensayo un buen comportamiento, cuando éstas no pueden clasificarse en las clases mencionadas anteriormente. En una sección longitudinal en forma de trapecio que se estrecha hacia la superficie frontal de la elevación, puede encontrarse por ejemplo la anchura del lado frontal superior en el intervalo de micrómetros, de modo que puede interpretarse macroscópicamente como sección transversal triangular.

Puede preverse que la altura de las elevaciones sea del 1% al 1000% de la dimensión máxima de la superficie frontal de la respectiva elevación. La altura de las elevaciones está medida desde el punto más profundo de los canales hasta la superficie frontal de la elevación.

Además puede preverse que la altura de las elevaciones sea del 1% al 100% de la dimensión máxima de la superficie frontal de la respectiva elevación. Se prefiere este intervalo para la formación de estructuras de superficie que aumentan la fuerza de rozamiento en superficies cubiertas de líquido. Con ello se evita que las elevaciones se ladeen con carga.

Además puede preverse que la proporción de superficie de las superficies frontales de las elevaciones en la superficie total de las superficies frontales de las elevaciones y los canales se encuentre en el intervalo del 5% al 99%.

En otra configuración ventajosa puede preverse que la proporción de superficie de las superficies frontales de las elevaciones en la superficie total se encuentre en el intervalo del 20% al 99%. Con la elección de la proporción de superficie de las elevaciones con respecto a la superficie... [Seguir leyendo]

1. Cuerpo, compuesto por un material elastomérico o que presenta una capa elastomérica exterior, en el que en una zona del cuerpo en la superficie del cuerpo elastomérico o en la capa elastomérica exterior del cuerpo está moldeada una estructura de superficie que mejora el comportamiento de rozamiento, caracterizado por que la estructura de superficie (1, 8) presenta una pluralidad de elevaciones (11, 81) que tienen forma prismática, de pirámide truncada, cilíndrica, de cono truncado o de champiñón, que están distanciadas entre sí mediante canales (12, 82) y sus superficies frontales generan un plano común, en el que la extensión de superficie máxima de las superficies frontales de las elevaciones (11, 81) se encuentra respectivamente en el intervalo de 100 nm a 300 !m.

2. Cuerpo según la reivindicación 1, caracterizado por que las superficies frontales de las elevaciones (11, 81) de la estructura de superficie (1, 8) están configuradas de manera uniforme y particularmente tienen la forma de un cuadrado, de un triángulo isósceles, hexágono regular u otro polígono.

3. Cuerpo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que las elevaciones (11, 11’) están dispuestas en planos jerárquicos, en el que respectivamente elevaciones más pequeñas están dispuestas sobre elevaciones más grandes.

4. Cuerpo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las elevaciones (11) presentan una sección longitudinal rectangular, en forma de trapecio o en forma de champiñón.

5. Cuerpo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la altura de las elevaciones (11, 11’, 81) es del 1% al 100% de la dimensión máxima de la superficie frontal de la respectiva elevación.

6. Cuerpo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la proporción de superficie de las superficies frontales de las elevaciones (11, 11’, 81) en la superficie total de las superficies frontales de las elevaciones (11, 11’, 81) y los canales (12) se encuentra en el intervalo del 5% al 99%, preferentemente en el intervalo del 20% al 99%.

7. Cuerpo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los canales (12) tienen una sección transversal angular, por ejemplo tienen una sección transversal hexagonal, rectangular, triangular, en forma de trapecio o poligonal.

8. Cuerpo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los canales (12) tienen una sección transversal sin ángulos, por ejemplo tienen una sección transversal circular o elíptica.

9. Cuerpo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo es una película, particularmente una película laminada o de transferencia.

10. Cuerpo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo es una hoja de limpiaparabrisas.

11. Cuerpo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el cuerpo es una obturación elástica.

12. Elemento de seguridad con al menos una primera zona que puede percibirse hápticamente, caracterizado por que el elemento de seguridad presenta un cuerpo según una de las reivindicaciones 1 a 9, y por que la al menos una primera zona que puede percibirse hápticamente está formada por la superficie de la estructura de superficie de este cuerpo.

13. Elemento de seguridad según la reivindicación 12, caracterizado por que el elemento de seguridad presenta una segunda zona que puede percibirse hápticamente, cuyas propiedades hápticas se diferencian de las propiedades hápticas de la al menos una primera zona que puede percibirse hápticamente.