Composición, procedimiento y sistema para equilibrar un sistema rotatorio.

Una composición (240) para equilibrar un sistema rotatorio (200),

que comprende:

- una cantidad de una sustancia de equilibrio tixotrópica;

caracterizada por

- una cantidad de partículas hidrófobas distribuida en dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica; y

- tamaños de dichas partículas hidrófobas que varían desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 100 μm.

Composición, procedimiento y sistema para equilibrar un sistema rotatorio Campo de la invención Los modos de realización de la invención descritos en el presente documento se refieren, en general, a una composición de equilibrio mejorada, más en particular, a una sustancia de equilibrio tixotrópica mejorada, para equilibrar un sistema rotatorio, tal como un sistema de propulsión mecánica de un vehículo, aeronave o embarcación, o un sistema de tracción mecánica de una máquina de procesamiento de artículos, y reducir la vibración en el sistema rotatorio, y un procedimiento y sistema correspondientes.

Antecedentes de la invención La vibración afecta negativamente a la seguridad y a la comodidad. Con respecto a la seguridad, la vibración tiene una influencia directa sobre la estabilidad y puede provocar fatiga y daño del material. Una fuente principal de vibración es cualquier sistema rotatorio de un vehículo, aeronave, embarcación o maquinaria de procesamiento de artículos, por ejemplo. Los ejemplos de un sistema rotatorio comprenden un sistema de propulsión mecánica que comprende un motor o sistema de motor, un sistema de transmisión de potencia y una rueda, que comprende un neumático, llanta y válvula, de un vehículo, tal como un coche, un sistema de propulsión mecánica que comprende un sistema de motor y un sistema de rotor de una aeronave, tal como un helicóptero, un sistema de propulsión mecánica que comprende un motor o sistema de motor, un sistema de transmisión de potencia y un propulsor de una embarcación, tal como un buque de carga, y un sistema de tracción mecánica que comprende un sistema de motor y sistema de tambor de una máquina de procesamiento de artículos, tal como una lavadora. Las vibraciones pueden comprender vibraciones dependientes de la velocidad de rotación que se originan, en general, desde el motor o sistema de motor, y vibraciones dependientes de la velocidad que se originan, en general, desde el sistema de transmisión de potencia. Las vibraciones pueden dañar los cojinetes con elementos rodantes, por ejemplo cojinetes de bolas o cojinetes de rodillos, usados, por ejemplo, como cojinetes o juntas del motor.

Debido al desgaste del sistema rotatorio, la vibración generalmente incrementa con el tiempo. Con más detalle, debido al desgaste de un elemento de rotación, su centro de gravedad (CG) se mueve con el tiempo lo que provoca un desequilibrio que provoca vibración.

La solicitud de patente EP 0 281 252 y la correspondiente patente de los EE. UU. 4.867.792 divulgan una composición de equilibrio de neumático tixotrópica que tiene un valor del límite de elasticidad de entre 30 Pa y 260 Pa que puede equilibrar los neumáticos porque puede fluir bajo la influencia de las vibraciones inducidas cuando un punto pesado en el neumático golpea la superficie de la carretera. La composición de equilibrio se distribuye en un montaje de rueda que consiste en un neumático montado en una llanta y que tiene un punto pesado.

La solicitud de patente EP 0 557 365 y la correspondiente solicitud de patente PCT WO 1992/08775 divulgan una composición de equilibrio en gel de neumático que tiene un módulo de almacenamiento de entre 3000 y 15000 Pa, preferentemente su módulo de almacenamiento es de aproximadamente 9000 Pa, puede equilibrar neumáticos porque puede fluir bajo las vibraciones provocadas por el desequilibrio en un montaje de rueda. Preferentemente, la composición comprende una mezcla de: 1) aceites parafínicos, aceites de polibuteno, ésteres de polioles o éteres de polioles; 2) sílice de combustión hidrófoba o hidrófila; 3) poli (metacrilatos de alquilo) , copolímeros de bloque de estireno-etileno-propileno o derivados de poli (ácidos hidroxicarboxílicos) ; y opcionalmente inhibidores de corrosión y antioxidantes.

La patente de los EE. UU. 5.431.726 divulga una composición de equilibrio en gel de neumático que tiene un módulo de almacenamiento de entre 3000 y 15000 Pa y que puede equilibrar neumáticos porque puede fluir bajo las vibraciones provocadas por un desequilibrio en un montaje de rueda.

La solicitud de patente EP 1 063 106 divulga composiciones de equilibrio de neumático que tienen una mejora en las propiedades de equilibrio que comprenden un gel viscoplástico y cuerpos sólidos que tienen un promedio de la dimensión más pequeña en el intervalo de 0, 5-5 mm; preferentemente 1-4 mm, más preferentemente alrededor de 3 mm. Cuando se aplica en una capa hacia el interior de un neumático de vehículo de motor, las composiciones actúan permitiendo que los cuerpos sólidos se muevan a través del gel y se concentren en áreas para contrarrestar los desequilibrios. Preferentemente, los cuerpos sólidos tienen una proporción promedio α entre su dimensión más pequeña y su dimensión más grande de α â 2, más preferentemente de α â 1, 5, en especial de alrededor de 1. Preferentemente, el gel viscoplástico tiene un módulo de almacenamiento (Gâ?) de entre 1000 Pa y 25000 Pa a 22 º C, un módulo de pérdida (G") más pequeño que el módulo de almacenamiento, y un límite de elasticidad crítico por encima de 3 Pa a 22 º C. Los cuerpos pueden estar conformados como elipsoides alargados o achatados, cilindros, paralelepípedos rectangulares, o esferas, o mezclas de dichos cuerpos; pueden tener una gravedad específica aparente en el intervalo de 500-3000 kg/m3, preferentemente de 600-2000 kg/m3, en particular de 700-1000 kg/m3, en especial de 800-900 kg/m3; pueden estar fabricados de poliolefinas, poliestireno, poli (cloruro de vinilo) , poliamida, caucho o vidrio. La proporción en peso entre los cuerpos sólidos y el gel es de 10:1 a 1:10, preferentemente de 5:1 a 1:5, en particular de 2:1 a 3:1, tal como de 1:1 a 1:2. La invención hace referencia además a un kit de equilibrio de neumático y a un procedimiento para equilibrar montajes de ruedas de automóviles.

La solicitud de patente DE 198 57 646 divulga un procedimiento para equilibrar neumáticos introduciendo una sustancia de equilibrio dentro del neumático, que comprende situar una sustancia con propiedades definidas, conformación, geometría y peso dentro del neumático; y mover al punto de desequilibrio rotando el neumático. El procedimiento también se puede usar para equilibrar otros objetos rotatorios.

La solicitud de patente DE 198 53 691 divulga un procedimiento para introducir una sustancia de equilibrio de neumático como una perla de gel circunferencial interna. Se definen las características de la sustancia, conformación, peso, geometría y sus localizaciones de depósito. La superficie interna del neumático presenta una conformación y geometría definidas. Se pueden emplear una o más tiras sinfín. La sección transversal de la tira puede ser circular, semicircular, aplanada, triangular, cuadrangular o poligonal. La una o más tiras están distribuidas sobre toda la circunferencia, o sólo parte de la misma, o pueden tener lugar ambos tipos de distribución. Las porciones de la tira se aplican opuestas a la válvula, cuando se montan sobre la llanta. Se aplican en o lejos del plano ecuatorial, simétricamente, o bien asimétricamente. La sustancia se inyecta a través de la válvula en una cantidad establecida. Se usa un gel con una viscosidad, tixotropía, estabilidad a largo plazo y compatibilidad definidas con la superficie interna del neumático. El neumático tiene una o más ranuras circunferenciales, opcionalmente entre perlas, para aceptar la sustancia.

La solicitud de patente PCT WO 2009/037314 divulga un procedimiento de procesamiento de un neumático de vehículo y una sustancia de equilibrio tixotrópica que comprende proporcionar una primera cantidad de la sustancia de equilibrio a una primera área de equilibrio circunferencial en un lado interno del neumático de vehículo que comprende distribuir la primera cantidad de la sustancia de equilibrio en la primera área de equilibrio de forma sustancialmente uniforme; y un aparato y sistema correspondientes. En un modo de realización, una capa de barniz que comprende nanopartículas está provista sobre la primera área de equilibrio circunferencial para incrementar la movilidad de la sustancia de equilibrio tixotrópica sobre el área de equilibrio.

Por tanto, para equilibrar un sistema rotatorio, tal como una rueda de vehículo, un elemento rotacional, tal como un neumático de vehículo, que comprende una cámara y un área de equilibrio circunferencial, tal como un revestimiento interno, puede estar parcialmente lleno con una cantidad de una sustancia de equilibrio tixotrópica.

Además, el área de equilibrio circunferencial puede estar provista de una nanoestructura. La nanoestructura se puede formar durante la producción del neumático de vehículo, lo que requiere un equipo... [Seguir leyendo]

1. Una composición (240) para equilibrar un sistema rotatorio (200) , que comprende: -una cantidad de una sustancia de equilibrio tixotrópica; caracterizada por -una cantidad de partículas hidrófobas distribuida en dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica; y -tamaños de dichas partículas hidrófobas que varían desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 100 Îm.

2. La composición (240) de la reivindicación 1, en la que:

- dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica varía desde aproximadamente un 90 % en peso a aproximadamente un 99 % en peso, o varía desde aproximadamente un 95 % en peso a aproximadamente un 98 % en peso, o es de aproximadamente un 97 % en peso; y -dicha cantidad de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente un 10 % en peso a aproximadamente un 1 % en peso, o varía desde aproximadamente un 5 % en peso a aproximadamente un 2 % en peso, o es de aproximadamente un 3 % en peso.

3. La composición (240) de la reivindicación 1 o 2, en la que: -los tamaños de dichas partículas hidrófobas varían desde aproximadamente 10 nm a aproximadamente 50 Îm, o varían desde aproximadamente 100 nm a aproximadamente 20 Îm, o varían desde aproximadamente 1 Îm a aproximadamente 10 Îm, o varían desde aproximadamente 3 Îm a aproximadamente 5 Îm, o son aproximadamente 4 Îm; o -un área de superficie específica de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente 1 m2/g a aproximadamente 50 m2/g, o varía desde aproximadamente 2 m2/g a aproximadamente 20 m2/g, o varía desde aproximadamente 5 m2/g a aproximadamente 10 m2/g; o -ambas.

4. La composición (240) de la reivindicación 1, 2 o 3, en la que:

-las superficies de dichas partículas hidrófobas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o una silicona; o -una combinación de los mismos.

5. La composición (240) de la reivindicación 1, 2, 3 o 4, en la que:

- los núcleos de dichas partículas hidrófobas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, copolímero de perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o una silicona, o un metal, por ejemplo hierro, o carbono; o -una combinación de los mismos.

6. La composición (240) de la reivindicación 1, 2, 3, 4 o 5, en la que:

- una densidad de dichas partículas hidrófobas es mayor que una densidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica;

- la densidad de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente 1000 kg/m3 a aproximadamente 5000 kg/m3, o varía desde aproximadamente 2000 kg/m3 a aproximadamente 4000 kg/m3, o es de aproximadamente 3000 kg/m3; o -ambas.

7. Una composición (240) para equilibrar un sistema rotatorio (200) , que comprende:

- una cantidad de una sustancia de equilibrio tixotrópica; 45 caracterizada por

- una cantidad de nanopartículas distribuida en dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica; y -tamaños de dichas nanopartículas que varían desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 1000 Îm.

8. La composición (240) de la reivindicación 7, en la que:

- dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica varía desde aproximadamente un 90 % en peso a aproximadamente un 99 % en peso, o varía desde aproximadamente un 95 % en peso a aproximadamente un 98 % en peso, o es aproximadamente de un 97 % en peso, y dicha cantidad de dichas nanopartículas varía desde aproximadamente un 10 % en peso a aproximadamente un 1 % en peso, o varía desde aproximadamente un 5 % en peso a aproximadamente un 2 % en peso, o es de aproximadamente un 3 % en peso;

- los tamaños de dichas nanopartículas varían desde aproximadamente 2 nm a aproximadamente 500 nm, o varían desde aproximadamente 5 nm a aproximadamente 200 nm, o varían desde aproximadamente 10 nm a aproximadamente 100 nm, o varían desde aproximadamente 20 nm a aproximadamente 50 nm, o son aproximadamente 40 nm;

- un área de superficie específica de dichas nanopartículas varía desde aproximadamente 1 m2/g a aproximadamente 50 m2/g, o varía desde aproximadamente 2 m2/g a aproximadamente 20 m2/g, o varía desde aproximadamente 5 m2/g a aproximadamente 10 m2/g;

- dichas nanopartículas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, copolímero de perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o una silicona, o un metal, por ejemplo aluminio, cobre, oro, hierro, plata, titanio y cinc, u óxido de metal, por ejemplo óxido de aluminio, óxido de cobre, óxido de hierro, óxido de plata y óxido de titanio, semiconductor, por ejemplo seleniuro de cadmio, telururo de cadmio y silicio, o carbono, por ejemplo negro de carbono, nanotubos de carbono, grafito y fullereno;

- una densidad de dichas nanopartículas es mayor que una densidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica;

- la densidad de dichas nanopartículas varía desde aproximadamente 1000 kg/m3 a aproximadamente 5000 kg/m3, o varía desde aproximadamente 2000 kg/m3 a aproximadamente 4000 kg/m3, o es de aproximadamente 3000 kg/m3; o -una combinación de los mismos.

9. Un procedimiento de reducción de la vibración en un sistema rotatorio (200) , caracterizado por:

- distribuir una cantidad de partículas hidrófobas en una cantidad de una sustancia de equilibrio tixotrópica para 30 formar una cantidad de una composición (240) ;

- tamaños de dichas partículas hidrófobas que varían desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 100 Îm; y -proporcionar un elemento rotacional (110) que comprende una cámara (120) que tiene un fulcro en un eje rotacional (150) de dicho elemento rotacional (110) , que comprende un área de equilibrio circunferencial (130) y que está parcialmente lleno con al menos una porción de dicha cantidad de dicha composición (240) .

10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además:

- rotar dicho elemento rotacional (110) sobre dicho eje rotacional (150) , de modo que se licúa y se distribuye dicha composición (240) a lo largo de dicha área de equilibrio circunferencial (130) , y se reduce un desequilibrio de dicho elemento rotacional (110) .

11. El procedimiento de la reivindicación 9 o 10, en el que:

- dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica varía desde aproximadamente un 90 % en peso a aproximadamente un 99 % en peso, o varía desde aproximadamente un 95 % en peso a aproximadamente un 98 % en peso, o es aproximadamente de un 97 % en peso, y dicha cantidad de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente un 10 % en peso a aproximadamente un 1 % en peso, o varía desde aproximadamente 45 un 5 % en peso a aproximadamente un 2 % en peso, o es de aproximadamente un 3 % en peso;

- los tamaños de dichas partículas hidrófobas varían desde aproximadamente 10 nm a aproximadamente 50 Îm, o varían desde aproximadamente 100 nm a aproximadamente 20 Îm, o varían desde aproximadamente 1 Îm a aproximadamente 10 Îm, o varían desde aproximadamente 3 Îm a aproximadamente 5 Îm, o son aproximadamente 4 Îm;

- un área de superficie específica de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente 1 m2/g a aproximadamente 50 m2/g, o varía desde aproximadamente 2 m2/g a aproximadamente 20 m2/g, o varía desde aproximadamente 5 m2/g a aproximadamente 10 m2/g;

- las superficies de dichas partículas hidrófobas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o una silicona;

- los núcleos de dichas partículas hidrófobas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, copolímero de perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o una silicona, o un metal, por ejemplo hierro, o carbono;

- una densidad de dichas partículas hidrófobas es mayor que una densidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica;

- la densidad de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente 1000 kg/m3 a aproximadamente 5000 kg/m3, o varía desde aproximadamente 2000 kg/m3 a aproximadamente 4000 kg/m3, o es de aproximadamente 3000 kg/m3; o -una combinación de los mismos.

12. El procedimiento de la reivindicación 9, 10 o 11, en el que:

- dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en un vehículo, por ejemplo un coche, y, opcionalmente, dicho 20 sistema rotatorio (200) es una rueda, un sistema de motor o un sistema de transmisión de dicho vehículo;

- dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en una aeronave, por ejemplo un helicóptero, y, opcionalmente, dicho sistema rotatorio (200) es un sistema de motor o palas de dicha aeronave;

- dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en una embarcación, por ejemplo un buque de carga, y, opcionalmente, dicho sistema rotatorio (200) es un sistema de motor o un sistema de transmisión de dicha aeronave; o -dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en una máquina de procesamiento de artículos, por ejemplo una lavadora, y, opcionalmente, dicho sistema rotatorio (200) es un sistema de motor o tambor que recibe artículos de dicha máquina de procesamiento de artículos.

13. Un sistema rotatorio (200) para reducir la vibración en dicho sistema rotatorio (200) , caracterizado por:

-un sistema rotatorio (200) para reducir la vibración en dicho sistema rotatorio (200) , caracterizado por un elemento rotacional (110) que comprende una cámara (120 que tiene un fulcro en un eje rotacional (150) de dicho elemento rotacional (110) , que comprende un área de equilibrio circunferencial (130) y que está parcialmente lleno con una cantidad de una composición (240) que comprende una cantidad de una sustancia de equilibrio tixotrópica y una cantidad de partículas hidrófobas distribuida en dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica; y -tamaños de dichas partículas hidrófobas que varían desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 100 Îm.

14. El sistema rotatorio (200) de la reivindicación 13, en el que:

- dicha cantidad de dicha sustancia de equilibrio tixotrópica varía desde aproximadamente un 90 % en peso a aproximadamente un 99 % en peso, o varía desde aproximadamente un 95 % en peso a aproximadamente un 98 % en peso, o es aproximadamente de un 97 % en peso, y dicha cantidad de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente un 10 % en peso a aproximadamente un 1 % en peso, o varía desde aproximadamente un 5 % en peso a aproximadamente un 2 % en peso, o es de aproximadamente un 3 % en peso; o -los tamaños de dichas partículas hidrófobas varían desde aproximadamente 10 nm a aproximadamente 50 Îm, 45 o varían desde aproximadamente 100 nm a aproximadamente 20 Îm, o varían desde aproximadamente 1 Îm a aproximadamente 10 Îm, o varían desde aproximadamente 3 Îm a aproximadamente 5 Îm, o son aproximadamente 4 Îm;

- un área de superficie específica de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente 1 m2/g a aproximadamente 50 m2/g, o varía desde aproximadamente 2 m2/g a aproximadamente 20 m2/g, o varía desde 50 aproximadamente 5 m2/g a aproximadamente 10 m2/g;

- las superficies de dichas partículas hidrófobas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal

como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de

tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o

una silicona;

-los núcleos de dichas partículas hidrófobas comprenden un fluorocarbono, por ejemplo un fluoropolímero, tal

como politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP) , en particular copolímero de

tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, copolímero de perfluoroalcoxi (PFA) o copolímero de

etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) , o una silicona, o un metal, por ejemplo hierro, o carbono;

- una densidad de dichas partículas hidrófobas es mayor que una densidad de dicha sustancia de equilibrio

tixotrópica;

- la densidad de dichas partículas hidrófobas varía desde aproximadamente 1000 kg/m3 a aproximadamente 5000 kg/m3 , o varía desde aproximadamente 2000 kg/m3 a aproximadamente 4000 kg/m3 , o es de aproximadamente 3000 kg/m3; o

- una combinación de los mismos.

15. El sistema rotatorio (200) de la reivindicación 13 o 14, en el que:

- dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en un vehículo, por ejemplo un coche, y, opcionalmente, dicho

sistema rotatorio (200) es una rueda, un sistema de motor o un sistema de transmisión de dicho vehículo;

- dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en una aeronave, por ejemplo un helicóptero, y, opcionalmente,

dicho sistema rotatorio (200) es un sistema de motor o palas de dicha aeronave;

-dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en una embarcación, por ejemplo un buque de carga, y,

opcionalmente, dicho sistema rotatorio (200) es un sistema de motor o un sistema de transmisión de dicha

aeronave; o

- dicho sistema rotatorio (200) está comprendido en una máquina de procesamiento de artículos, por ejemplo una

lavadora, y, opcionalmente, dicho sistema rotatorio (200) es un sistema de motor o tambor que recibe artículos de

dicha máquina de procesamiento de artículos.