Material para cojinetes de fricción apto para calibrado.

Material para cojinetes de fricción, que comprende un material (1) de substrato metálico con una superficie y una capa (3) de fricción que cubre la superficie del material (1) del substrato,

siendo el espesor de la capa (3) de fricción de 100 μm a 320 6mu;m, caracterizado por que el material para cojinetes de fricción se realiza sin intercalación de tela metálica o bien de metal expandido y por que el material (1) del substrato metálico presenta un límite de fluencia menor que 100 N/mm2.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/053739.

Solicitante: SAINT-GOBAIN PERFORMANCE PLASTICS PAMPUS GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM NORDKANAL 37 47877 WILLICH ALEMANIA.

Inventor/es: JÄGER,HANS-JÜRGEN, HELDMANN,JÖRG, PAVSEK,VOJKO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16C17/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16C ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA TRANSMITIR MOVIMIENTO EN UNA FUNDA FLEXIBLE; ELEMENTOS DE LOS MECANISMOS DEL CIGÜEÑAL; PIVOTES; UNIONES PIVOTANTES; PIEZAS ROTATIVAS DE INGENIERIA DISTINTAS A LAS PIEZAS DE TRANSMISION MECANICA, ACOPLAMIENTOS, EMBRAGUES O FRENOS; COJINETES.F16C 17/00 Cojinetes de contacto deslizante para movimiento rotativo exclusivamente (F16C 32/06 tiene prioridad; cojinetes ajustables F16C 23/00, F16C 25/00). › únicamente para cargas radiales.
  • F16C27/02 F16C […] › F16C 27/00 Cojinetes o soportes de cojinetes elásticos o extensibles, para movimiento rotativo exclusivamente (cojinetes amortiguadores de golpes para relojes de pared o bolsillo G04B 31/02). › Cojinetes de contacto deslizante.
  • F16C33/20 F16C […] › F16C 33/00 Elementos de los cojinetes; Procedimientos especiales de fabricación de los cojinetes o de sus elementos (trabajo de los metales u operaciones análogas, véanse las clases apropiadas). › Superficie de deslizamiento constituida principalmente de goma natural o sintética (F16C 33/22 - F16C 33/28 tiene prioridad).

PDF original: ES-2466317_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Material para cojinetes de fricción apto para calibrado La invención se refiere a un material para cojinetes de fricción apto para calibrado, que comprende un material de substrato metálico y una capa de fricción, que recubre la superficie del material de substrato, siendo el espesor de la capa de fricción de 100 μm a 320 μm. La invención se refiere también a un casquillo de cojinete de fricción así como a aplicaciones ventajosas del material para cojinetes de fricción.

Materiales para cojinetes de fricción del tipo mencionado al principio, que se componen habitualmente de un sistema de capas consistente en material de substrato metálico y una capa de fricción la mayoría de las veces en forma de un plástico, se emplean en las aplicaciones más diversas, en las que se hayan de acoplar piezas mutuamente móviles deslizantes de modo giratorio, pivotante o desplazable. Entre otras aplicaciones, son apropiados para fabricar casquillos de cojinetes de fricción. Estos, a su vez, hallan aplicación universal en bisagras y cojinetes del tipo más diverso, en especial, en la industria del automóvil. Sean mencionados aquí, puramente a título de ejemplo, bisagras para puertas, sistemas de ajuste de asientos, pedales, bisagras para maleteros, ajustes de columnas de dirección o amortiguadores hidráulicos.

El material para cojinetes de fricción, que se emplea siempre aquí, el cual se presenta según el caso de aplicación como superficie de apoyo deslizante o de casquillo de cojinete de fricción, está libre de mantenimiento, es decir, no se necesita un engrase del cojinete.

Un material para cojinetes de fricción designado como cojinete autolubricante del tipo mencionado al principio se conoce por el documento EP 0 998 637 B1. Este material para cojinetes de fricción comprende un material de substrato metálico así como una capa de fricción dispuesta encima. El material para cojinetes de fricción se diseña para elevadas cargas a compresión en el entorno de 200 MPa. Para evitar con semejantes cargas a compresión una fluencia de la capa de fricción, que contiene preferiblemente un polímero de flúor, en especial, politetrafluoretileno (PTFE) , se prevé en dicho material para cojinetes de fricción que la superficie del material del substrato se estructure por estampado, con lo cual la capa de fricción laminada sobre el material del substrato se ancla sólidamente sobre este.

Este material para cojinetes de fricción presenta preferiblemente un plaqueado de bronce como capa intercalada, en la que se graba la estructuración. El propio material del substrato puede consistir en diversos materiales metálicos, en especial, acero o aluminio.

Como ya se mencionó, este material de fricción conocido en el estado actual de la técnica se caracteriza por una capacidad muy elevada para soportar cargas a compresión, donde la tendencia a la fluencia del material deslizante se contrarresta durante el funcionamiento por una estructuración fuertemente estampada de la superficie del substrato o bien por la resistencia mecánica del substrato. Estas propiedades lo cualifican para emplearlo, por ejemplo, en goznes de puertas de vehículos automóviles o en los amortiguadores hidráulicos delanteros especialmente solicitados de un vehículo automóvil.

Resulta desventajoso en este material para cojinetes de de fricción que requiere una precisión de acabado muy alta en las cajas de cojinete a revestir con el material para cojinetes de fricción, para garantizar un asiento exactamente ajustado del material para cojinetes de fricción en la caja del cojinete.

Partiendo de dicho estado actual de la técnica, se le plantea, por ello, a la invención el problema de proporcionar un material para cojinetes de fricción del tipo mencionado al principio, que sea fácil de fabricar y que permita elevadas tolerancias de fabricación en las cajas de los cojinetes.

El problema se resuelve según la invención con un material para cojinetes de fricción según el preámbulo de la reivindicación 1, de modo que el material para cojinetes de fricción se realice sin intercalaciones de tela metálica o bien de metal expandido y de modo que el material de substrato metálico presente un límite de fluencia menor de 110 N/mm2.

La ventaja del material para cojinetes de fricción según la invención consiste en que el material metálico del substrato se puede deformar comparativamente de modo ligeramente plástico. Esto posibilita un calibrado especialmente sencillo del material para cojinetes de fricción. Así, pues, resulta posible, por ejemplo, fabricar un casquillo de cojinete de fricción a partir del material para cojinetes de fricción según la invención, que se pueda montar luego en una caja de cojinete, cuya forma se haya prefijado de acuerdo con el correspondiente caso de utilización. A continuación, se puede mandrilar plásticamente el material para cojinetes de fricción en la caja del cojinete mediante una herramienta apropiada, la mayoría de las veces un mandril de calibrado, ajustándose el deseado diámetro interior. Por la buena deformabilidad plástica, pueden utilizarse además cajas de cojinete de tolerancias más bastas, lo que disminuye en correspondencia la producción de piezas defectuosas en la fabricación de la caja de cojinete y, por consiguiente, se rebajan los costes totales del cojinete de fricción. Puesto que el material para cojinetes de fricción según la invención puede pasarse, a pesar de la excelente capacidad de calibrado, sin intercalaciones de tela metálica o bien de metales expandidos, es excelentemente apropiado para la económica producción en masa.

Según una primera configuración ventajosa de la invención, el material metálico del substrato se compone de una aleación de aluminio, preferiblemente de AA3005. En el caso de la aleación últimamente mencionada, se trata de una aleación de aluminio deformable plásticamente de un modo especialmente fácil con un límite de fluencia de unos 55 N/mm2, cuyo empleo aumenta decisivamente aún más la capacidad de calibrado del material para cojinetes de fricción según la invención. Tal como han demostrado investigaciones de la solicitante, se puede conseguir con el empleo de una aleación AA3005 de aluminio una deformabilidad total de la capa de fricción de un 5 % aproximadamente. Si se conforma el material para cojinetes de fricción seguidamente para formar un casquillo de cojinete cilíndrico, resulta con ello una deformabilidad de un 10 % en conjunto referida al diámetro del casquillo. Gracias a ello, se pueden compensar eficazmente tolerancias de fabricación en el curso del calibrado.

En el caso del montaje del material para cojinetes de fricción en cajas de cojinetes de aluminio existe una ventaja adicional en que, a consecuencia de la igualdad de los materiales o bien de la similitud de los mismos (con aleaciones de aluminio diferentes) , se minimiza o bien se excluye el riesgo de una corrosión por contacto entre el material del substrato y el material de la caja del cojinete. Finalmente, en el caso de aluminio se trata de un material de substrato especialmente buen conductor térmico de manera que el calor de fricción generado durante el funcionamiento puede disiparse rápidamente, lo que aumenta la vida del cojinete de fricción.

Debido a la elevada deformabilidad del material del substrato, el material para cojinetes de fricción según la invención es apropiado, en especial, para aplicaciones con reducida carga de compresión, por ejemplo, en el entorno de 10 a 20 MPa. En este caso, se puede mencionar el empleo de cojinetes de fricción para horquillas telescópicas/ de bicicletas o motocicletas, así como la utilización en amortiguadores poco solicitados (amortiguadores traseros de un vehículo automóvil) , en sistemas de dirección o en diferentes componentes del motor, por ejemplo, tensores de correas dentadas. Por la elevada capacidad de calibrado, se garantiza en estas aplicaciones una geometría del cojinete realizada siempre con mucha precisión por medio del material para cojinetes de fricción según la invención.

El material del substrato puede ejecutarse de diferentes espesores. Se prefiere un espesor de 0, 5 mm a 2, 5 mm.

Para conseguir una mejor adherencia de la capa de fricción sobre el material del substrato, se ha previsto, según una configuración ventajosa más de la invención, que se estructure la superficie del material del substrato. Puesto que con la estructuración se persigue únicamente una ampliación de la superficie, pero no una eliminación de la tendencia a la fluencia del material para cojinetes de fricción, es suficiente que la profundidad de la estructuración perpendicularmente a la superficie del material del substrato sea de 30 μm a 70 μm,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Material para cojinetes de fricción, que comprende un material (1) de substrato metálico con una superficie y una capa (3) de fricción que cubre la superficie del material (1) del substrato, siendo el espesor de la capa (3) de fricción de 100 μm a 320 μm, caracterizado por que el material para cojinetes de fricción se realiza sin intercalación de tela metálica o bien de metal expandido y por que el material (1) del substrato metálico presenta un límite de fluencia menor que 100 N/mm2.

2. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 1, caracterizado por que el material (1) del substrato se compone de una aleación de aluminio, preferiblemente AA3005.

3. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 1, caracterizado por que el espesor del material

(1) del substrato es de 0, 5 mm a 2, 5 mm.

4. Material para cojinetes de fricción según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la superficie del material (1) del substrato está estructurada.

5. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 4, caracterizado por que la profundidad de la estructuración perpendicularmente a la superficie del material (1) del substrato es de 30 μm a 70 μm, preferiblemente de unos 35 μm.

6. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por que la superficie del material (1) del substrato presenta una estructura de panales con dorsales (1a) en forma de nervios y valles (1b) .

7. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 6, caracterizado por que la anchura de los panales, medida como distancia entre los nervios (1b) paralelos de un panal es de 100 μm a 1000 μm, preferiblemente de unos 400 μm.

8. Material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por que la estructuración se ha practicado en el material (1) del substrato por calandrado.

9. Material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el espesor de la capa (3) de fricción es de 220 μm a 280 μm, especialmente de unos 250 μm.

10. Material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la capa (3) de fricción consiste en un compuesto de polímero.

11. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 10, caracterizado por que el compuesto de polímero contiene fluoropolímero, en especial, politetrafluoretileno (PTFE) .

12. Material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la capa

(3) de fricción contiene materiales de relleno que aumentan la resistencia al desgaste.

13. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 12, caracterizado por que la proporción total de materiales de relleno es del 10 al 30%, preferiblemente de aproximadamente el 20%.

14. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 12 o 13, caracterizado por que como materiales de relleno se emplean grafito y/o un poliéster aromático.

15. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 13, caracterizado por que la proporción de material de relleno del poliéster aromático en el compuesto de polímero es de 0 a 30%, preferiblemente de 10 a 25%, especialmente de alrededor del 15%.

16. Material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que la capa

(3) de fricción está unida con el material (1) del substrato por medio de una capa (2) de cola.

17. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 16, caracterizado por que la capa (2) de cola contiene un fluorpolímero, en especial, un copolímero etileno-tetrafluoretileno (EFTE) .

18. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 16 o 17 y la reivindicación 4, caracterizado por que la capa (2) de cola rellena completamente los valles (1b) de la estructuración superficial del material (1) del substrato y recubre completamente las dorsales (1a) en forma de nervios de la estructuración superficial.

19. Material para cojinetes de fricción según la reivindicación 18, caracterizado por que las dorsales (1a) en forma de nervios de la estructuración superficial están recubiertas con un espesor de capa de la cola de 5 μm a 20 μm, preferiblemente de 10 μm a 15 μm.

20. Casquillo de cojinete de fricción con un material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 19.

21. Casquillo de cojinete de fricción según la reivindicación 20, caracterizado por que el casquillo de cojinete de fricción está ranurado longitudinalmente, siendo la anchura de la ranura longitudinal menor que el espesor del material para cojinetes de fricción del casquillo de cojinete de fricción.

22. Aplicación de un material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 19 en un cojinete 5 de fricción.

23. Aplicación de un material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 19 para revestir recipientes destinados a conservar y/o preparar alimentos.

24. Aplicación de un material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 19 para revestir interiormente moldes de panadería.

25. Aplicación de un material para cojinetes de fricción según una de las reivindicaciones 1 a 19 para revestir interiormente hornos de panadería.


 

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