ES2705209T3 - Fuente de energía renovable que incluye una estructura de conversión de energía y un componente de cojinete - Google Patents
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Abstract
Una estructura de generación de potencia (100) para generar potencia a partir de una fuente de energía renovable, que comprende: una base (103); una estructura reconversión de energía (101, 102) conectada a la base; y una junta de articulación (115) entre la base y la estructura de conversión de energía, comprendiendo la junta de articulación un miembro de cojinete (210, 216; 310, 316; 410) caracterizada por que el miembro de cojinete tiene un cuerpo (211; 311; 411) que incluye un material compuesto que tiene un material rígido (212; 312; 412) y un material de reducción de fricción (213; 313; 413) que recubre el material rígido, en donde el material de reducción de fricción es una capa de compuesto de PTFE, en donde el material rígido comprende un material seleccionado del grupo formado por aluminio y acero inoxidable, y un material intermedio (502) dispuesto entre el material rígido y el material de reducción de fricción.
Description
DESCRIPCIÓN
Fuente de energía renovable que incluye una estructura de conversión de energía y un componente de cojinete Antecedentes
Campo de la invención
La presente invención se refiere a fuentes de energía renovable, y en particular a una estructura de generación de potencia para generar potencia a partir una fuente de energía renovable que comprende una junta de articulación que tiene un cojinete.
Descripción de la técnica relacionada
Las fuentes de energía renovables se han hecho más importantes como medios para reducir, y sustituir potencialmente fuentes de energía no renovables. De una de las fuentes de energía renovables disponibles, que incluye por ejemplo, fuentes eólicas, solares y geotérmicas, diversos mecanismos están actualmente siendo empleados para capturar la energía disponible de forma natural y convertirla en energía eléctrica para usar en nuestras vidas a diario. En particular, las fuentes de energía renovables están siendo convertidas en energía eléctrica mediante estructuras de generación de potencia que están hechas a medida para las fuentes de energía renovable. Por ejemplo, actualmente, la energía eólica está siendo aprovechada por las estructuras de generación de potencia en forma de turbinas de viento que tienen hélices enormes, que generan electricidad a medida que el viento gira las hélices. La energía solar está siendo capturada por granjas de paneles solares que convierten los rayos de energía radiante procedentes del sol en energía eléctrica.
Ciertas regiones del globo pueden ser más adecuadas que otras regiones para aprovechar las fuentes de energía renovable, y de este modo, ciertos ambientes en la tierra son más adecuados para el desarrollo de las estructuras de generación de potencia particulares que otros ambientes. Por ejemplo, un desierto en el ecuador de la tierra recibe una cantidad mayor de luz del sol directa que una región en el polo norte, haciendo de este modo la región desértica más adecuada para el aprovechamiento de energía solar. Además, en cierta medida, el éxito de ciertas estructuras reconversión de energía partes móviles, y algunos de los distintos ambientes en donde las fuentes de energía renovables están siendo desplegadas pueden ser extremos y/o corrosivos (por ejemplo, desiertos, costas oceánicas, etc.).
Son conocidos los componentes de cojinete compuestos que tienen un material de cojinete metálico y un material de reducción de fricción de recubrimiento y han sido utilizados en muchas aplicaciones, que incluyen de forma más notable, la industria del automóvil. Véase, por ejemplo el documento EP 0394518 A1. Además, los dispositivos de obturación que tienen construcciones similares, que incluyen por ejemplo, anillos de obturación, obturaciones de labio, obturaciones energizadas, y similares han sido utilizados en la industria del automóvil. El documento WO 2009 /108273 A2 y DE 102007052338 A1 se refieren a estructuras que tienen una base, una estructura de conversión de energía, y una junta con un cojinete. El documento WO 2004/105457 A2, US 4930 910 A, US 2004/071374 A1, y GB 1236102 se refieren a cojinetes.
Todavía, como las industrias que rodean las fuentes de energía renovable continúan madurando, son demandadas mejoras en los componentes responsables de asegurar la generación de potencia.
Compendio
De acuerdo con un aspecto, la estructura de generación de potencia para generar potencia a partir de una fuente de energía renovable incluye una base, una estructura de conversión de energía conectada la base, y una junta de articulación entre la base y la estructura de conversión de energía. La junta de articulación incluye un miembro de cojinete que tiene un cuerpo que incluye un material compuesto que tiene un material rígido y un material de reducción de fricción que recubre material rígido. El material de reducción de fricción incluye una capa de compuesto de PTFE. El material rígido comprende un material seleccionado del grupo formado por aluminio y acero inoxidable. Un material intermedio está dispuesto entre el material rígido y el material de reducción de fricción.
La estructura de conversión de energía puede ser un panel solar conectado a la base en la junta de articulación configurada para permitir el movimiento del panel solar con relación a la base.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se puede entender mejor, y sus numerosas características y ventajas serán evidentes para los expertos en la técnica haciendo referencia los dibujos adjuntos.
La figura 1 incluye una ilustración de una estructura de generación de potencia.
La figura 2A incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación.
La figura 2B incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta la articulación.
La figura 2C incluye una ilustración vista en perspectiva de un miembro de cojinete.
La figura 3A incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación.
La figura 3B incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación.
La figura 3C incluye una ilustración vista en perspectiva de un miembro de cojinete.
La figura 4A incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación.
La figura 4B incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación.
La figura 4C incluye una ilustración vista en perspectiva de un miembro de cojinete.
La figura 5 incluye una ilustración en sección transversal de una estructura general de un miembro de cojinete de acuerdo con una realización.
La figura 6 incluye una imagen en sección transversal de una parte de un miembro de cojinete el de acuerdo con una realización.
La figura 7 incluye una imagen de miembros de cojinete formados de acuerdo con las realizaciones que tienen defectos no observables después de ser expuestos a un ensayo de rociado de sal.
La figura 8 incluye una imagen de miembros de cojinete formados de acuerdo con realizaciones que no tienen defectos observables después de ser expuestos a un ensayo de rociado de sal.
La figuran 9 incluye una imagen de miembros de cojinete formados de acuerdo con realizaciones que no tienen defectos observables después de ser expuestos a un ensayo de rociado de sal.
La figura 10 incluye una imagen de un miembro de cojinete convencional que tiene defectos observables después de ser expuesto a un ensayo de rociado de sal.
La figura 11 incluye una imagen de un miembro de cojinete convencional que tiene defectos observables después de ser expuesto a un ensayo de rociado de sal.
La figura 12 incluye un diagrama de una configuración de ensayo.
La figura 13 incluye un gráfico de par de fricción en función del número de ciclos para un miembro de cojinete formado de acuerdo con una realización.
La figura 14 incluye un gráfico de desgaste en función del número de ciclos para un miembro de cojinete formado de acuerdo con una realización.
El uso de los mismos símbolos de referencia en diferentes dibujos indica elementos similares o idénticos.
Descripción detallada
Las figuras 1 a 4(A-C) no presentan las realizaciones de la invención sino de la técnica antecedente, útil para el entendimiento de la invención.
Lo que sigue describe estructuras de generación de potencia configuradas para utilizar fuentes de energía renovables, y particularmente juntas de articulación dentro de estructuras de generación de potencia que tienen miembros de cojinete para utilizar con estructuras de conversión de energía diseñadas para aprovechar fuentes de energía renovables en diversos ambientes. Los miembros de cojinete pueden facilitar el movimiento de los componentes clave en ambientes severos, que incluyen ambientes que pueden causar excesiva corrosión y/o fallo mecánico en los miembros de cojinete.
La figura 1 incluye una ilustración de una estructura de generación de potencia. En particular, la estructura 100 puede ser particularmente adecuada para utilizar potencia solar, y convertir la energía solar en energía eléctrica. Como se ha ilustrado, la estructura 100 puede incluir una base 103, que incluye una cimentación 107, que puede estar directamente unida al terreno para asegurar la estructura 100 en su ubicación. Como se ilustra además, la base 103 puede incluir un pedestal 108 directamente conectado a la cimentación 107 y que se extiende hacia arriba desde la cimentación 107 para soportar y conectar otros componentes de la estructura 100. Como se ilustra además, la base 103 puede incluir un terminal de potencia 109 unido a la cimentación 107, que puede suministrar energía los motores que mueven las partes de la estructura 100.
La estructura 100 puede incluir además una junta de articulación 115 unida a la base 103, y en particular, directamente unida pedestal 108, y configurada para mover un miembro alargado 118 conectado a la junta la articulación 115.
La junta de articulación 115 es una referencia a una junta entre dos componentes, en donde uno de los componentes está diseñado para moverse con relación al otro componente. Los tipos de movimiento pueden incluir una traslación simple (a lo largo de un eje), traslación compuesta (a lo largo de dos o más ejes), rotación simple (alrededor de un eje) rotación compuesta (alrededor de dos más ejes), y una combinación de las mismas. La junta de articulación 115 puede incluir un mecanismo de accionamiento 116 que puede incluir un motor, que ayuda al movimiento del miembro alargado 118. En particular, el mecanismo de accionamiento 116 puede estar programado de manera que cambie la posición del miembro alargado 118, y de este modo la posición de los paneles 101 unidos al miembro alargado 118, de manera que los paneles 101 pueden seguir la posición del sol en el cielo para una recogida y/o dirección eficientes de los rayos radiantes de energía procedentes del sol. En casos particulares, el mecanismo de accionamiento 116 está programado con coordenadas de azimut y declinación particulares que él traza a través de una duración de tiempo de acuerdo con un día particular.
La junta de articulación 115 puede incluir un alojamiento 117 conectado al mecanismo de accionamiento 116 y configurado para soportar el miembro alargado 118. Como se apreciará, el alojamiento 117 puede incluir componentes que facilitan el movimiento del miembro alargado, que incluyen por ejemplo miembros de cojinete, adecuados para facilitar el deslizamiento del miembro alargado 118 alrededor de las partes del alojamiento 117. Como se apreciará, el movimiento del miembro alargado 118 puede facilitar el movimiento de partes de la estructura 100, y en particular, los paneles 101 que están unidos al miembro alargado 118 mediante estructuras de cojinete 102. Como se ha ilustrado, la estructura 100 puede incluir una disposición de paneles 101 unidos a una única base 103. Los paneles 101 pueden ser estructuras de conversión de energía, tales como paneles solares, configurados para convertir energía radiante del sol en potencia eléctrica. Alternativamente, los panales 101 del artículo pueden ser reflectores, tales como espejos, diseñados para redirigir la energía radiante del sol a las estructuras de conversión de energía próximas, tales como paneles solares.
Aunque no se ilustra, la estructura 100 puede incluir otras juntas de articulación, tales como entre la cimentación 107 y el pedestal 108 para la rotación del pedestal con relación a la cimentación 107. Cualquier junta de articulación puede utilizar un miembro de cojinete como se describe en la presente memoria. Además, se apreciará que otras que estructuras de conversión de energía pueden utilizar una junta articulación 115, y particularmente un miembro de cojinete dentro de la junta de articulación 115. Por ejemplo, otra estructura de conversión de energía adecuada puede incluir un molino de viento, que puede incluir una pluralidad hélices (o palas) que se extienden desde una estructura central, en donde se debe permitir que los molinos giren para la generación de potencia eléctrica, y de este modo, pueden utilizar un miembro de cojinete en una junta de articulación dentro de la estructura.
Las figuras 2A-2C incluyen ilustraciones de una parte de una junta de articulación y/o un miembro de cojinete para utilizar con una estructura de generación de potencia diseñada para utilizar una fuente de energía renovable. La figura 2A incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación. En particular, la figura 2A incluye una ilustración de una parte de un alojamiento inferior 201, una parte de un alojamiento superior 203, y una parte de un miembro alargado 205 dispuesto que entre el alojamiento inferior 201 y el alojamiento superior 203. La junta de articulación puede incluir un miembro de cojinete 210 conectado a un alojamiento superior 203 y configurado para entrar en contacto con el miembro alargado 205. Además, la figura 2A incluye un miembro de cojinete 216 conectado con un alojamiento inferior 201 y configurado para acoplar una parte del miembro alargado 205. Los miembros de cojinete de 310 y 316 pueden proporcionar una superficie adecuada para el movimiento (por ejemplo, rotación) del miembro alargado con relación al alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 316.
El miembro de cojinete 210 puede tener un cuerpo 211 hecho de un material compuesto que incluye un material rígido 212 y un material de reducción de fricción 213 que recubre una superficie principal del material rígido 212. El un material de reducción de fricción 213 puede estar unido directamente a una superficie del material rígido 212 para formar el compuesto del cuerpo 211.
En ciertos diseños, el miembro de cojinete 210 puede estar contenido dentro de un rebaje 225 formado en una superficie interior 226 dentro del alojamiento superior 203 para asegurar adecuadamente el miembro de cojinete 210 con relación al alojamiento superior 203. En casos particulares, el cuerpo 211 del miembro de cojinete, y particularmente el material rígido 212, pueden estar en contacto directo con la superficie interior 226. Se apreciará, que el miembro de cojinete 216 puede estar contenido dentro de un rebaje similar dentro del alojamiento inferior 201. Durante el funcionamiento de la junta de articulación, el miembro alargado 205 puede ser girado alrededor del eje longitudinal 207 de manera que partes de la estructura 100, tales como los paneles 101, pueden ser articuladas con el miembro alargado 205. Sin embargo, el alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201 pueden no necesariamente ser articulados, y por consiguiente, los miembros de cojinete 210 y 216, proporcionan una interfaz de baja fricción, de deslizamiento entre el alojamiento superior 203 y el miembro alargado 205 y el alojamiento inferior 201 y el miembro alargado 205, respectivamente.
La figura 2B incluye una ilustración en sección transversal de una parte de una junta de articulación. En particular, la figura 2B incluye una ilustración en sección trasversal de la parte de la junta de articulación de la figura 2Adentro del plano AA. Como se ilustra, el alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201 pueden incluir superficies
arqueadas complementarias con la superficie arqueada del miembro alargado 205, de manera que las superficies exteriores del miembro alargado 205 son complementarias con una abertura con forma circular 251 formada por la unión del alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201. Como se ilustra en la figura 2B, dentro de la abertura con forma de círculo 251, el alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201 pueden rodear la mayor parte de la periferia del miembro alargado 205. El miembro de cojinete 210 puede estar dispuesto entre el alojamiento superior 203 y el miembro alargado 205, mientras que el miembro de cojinete 216 puede estar dispuesto entre el alojamiento 201 y el miembro alargado 205.
De manera particular, en miembro de cojinete 210 puede no extenderse a lo largo de toda la superficie interior 226 del alojamiento superior 203, de manera que son formadas las regiones de separación 261 y 263, en donde el miembro de cojinete 210 no está recubriendo la superficie interior 226 del alojamiento superior 203 y la superficie interior 226 está separada del miembro alargado 205 sin la intervención del miembro de cojinete 210. Una región similar está formada entre el alojamiento inferior 201 y el miembro alargado 205, en los casos en los que el miembro de cojinete 216 no recubre toda la superficie interior del alojamiento inferior 201.
Aunque no se ilustra, el alojamiento superior 203 puede estar conectado también, tal como directamente conectado al alojamiento inferior 201. El alojamiento superior 203 puede estar sujeto al alojamiento inferior 201. Como tal, el alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201 pueden emparedar el miembro alargado 205, y de este modo el miembro de sujeción 210 y 216 facilita la rotación del miembro alargado 205 alrededor del eje longitudinal 207 mientras está dispuesto entre el alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201.
La figura 2C incluye una ilustración en perspectiva de un miembro de cojinete. En particular, el miembro de cojinete 210 puede tener un cuerpo 211 que es un compuesto que incluye el material rígido 212 y el material de reducción de fricción 213. Aspectos particulares de la construcción del cuerpo 211 que incluyen materiales del material rígido 212, el material de reducción de fricción 213, y otros componentes materiales se proporcionarán con más detalle en la presente memoria. En particular, el cuerpo 211 puede tener una forma curvada que se extiende circunferencialmente alrededor de un eje central (por ejemplo el eje longitudinal 207) para facilitar el acoplamiento del cuerpo 211 con el miembro alargado 205. Como se apreciará, el material de reducción de fricción 213 puede estar dispuesto en la superficie interior del cuerpo 211, de manera que esté configurado para acoplar el miembro alargado 205 y proporcionar una superficie del deslizamiento adecuada para la rotación del miembro alargado 205 con relación al material de reducción de fricción 213.
El miembro de cojinete 210 puede tener una forma arqueada vista sección trasversal al eje longitudinal 207. El miembro de cojinete 210 puede tener un único cojinete, que tenga una forma cilíndrica o parcialmente cilíndrica. Por ejemplo, como se ilustra, el miembro de cojinete 210 puede tener una forma semicircular vista en sección transversal al eje longitudinal 207. Por consiguiente, en ciertos casos, el miembro de cojinete 210 puede tener un cuerpo 211 que se extienda a través de una parte de una circunferencia de un círculo. Por ejemplo, el cuerpo 211 se puede extender a través de un ángulo central en base a un punto en el eje longitudinal 207 de 180° o menor.
Como se ilustra además en la figura 2C, el cuerpo 211 puede tener un diámetro exterior 271 medido que en una dirección perpendicular al eje longitudinal 207 entre las superficies exteriores del cuerpo 211. El miembro de cojinete 210 tiene un cuerpo 211 que tiene un diámetro exterior 271 de al menos 500 mm. El diámetro exterior 271 puede ser de al menos aproximadamente 100 mm, tal como al menos aproximadamente 200 mm, al menos aproximadamente 300 mm, al menos aproximadamente 400 mm, o incluso al menos aproximadamente 500 mm. En casos particulares, el cuerpo 211 puede tener un diámetro exterior 271 que esté dentro del rango comprendido entre aproximadamente 50 mm y 1000 mm. Tal como entre aproximadamente 50 mm y 750 mm, entre aproximadamente 50 mm y 500 mm entre aproximadamente 100 mm y 500 mm, o incluso entre aproximadamente 200 mm y 500 mm. El uso de un miembro de cojinete 210 que tiene un cuerpo 211 con un diámetro exterior 271 como se ha hecho notar en la presente memoria puede proporcionar un miembro de cojinete 210 que tenga características mecánicas adecuadas (por ejemplo rigidez) adecuadas para utilizar en las aplicaciones demandantes, tales como aquellos artículos que utilizan fuentes de energía renovable.
Además, el cuerpo 211 puede tener un espesor medio 221 medido en una dirección perpendicular al eje longitudinal 207 a través del material rígido 212 y el material de reducción de fricción 213. El miembro de cojinete 210 puede tener un espesor medio 221 de al menos aproximadamente 30 mm. El espesor medio puede ser al menos aproximadamente 40 mm, al menos aproximadamente 50 mm, al menos aproximadamente 75 mm, o incluso al menos aproximadamente 80 mm. El espesor medio 221 puede estar dentro del rango comprendido entre aproximadamente 35 mm y 500 mm, tal como entre aproximadamente 35 mm y 300 mm, o incluso entre aproximadamente 35 mm y 200 mm. El uso de un miembro de cojinete 210 que tiene un cuerpo 211 con un espesor medio 221 como se ha mencionado la presente memoria puede proporcionar un miembro de cojinete 210 que tenga características mecánicas adecuadas (por ejemplo, rigidez) adecuadas para el uso en aplicaciones demandantes, tales como los artículos que utilizan fuentes de energía renovable.
Como se ilustra además en la figura 2C, el material rígido 212 puede tener un espesor medio 222 medido perpendicular al eje longitudinal 207 a través del espesor del material rígido 212. En ciertos casos, se apreciará que el material rígido 212 puede estar formado por un metal o por una aleación de metal, y particularmente, aluminio o acero inoxidable. Como se entenderá, el acero inoxidable es un material de acero que tiene al menos un 10,5% de
cromo. Cuando se utiliza material rígido 212 que consta esencialmente de acero inoxidable, el espesor medio 222 puede ser de al menos 35 mm. Todavía, en diseños que utilizan un material rígido 212 que consta esencialmente de acero inoxidable, el espesor medio 222 puede ser de al menos aproximadamente 40 mm, tal como al menos 45 mm, al menos aproximadamente 50 mm, o incluso al menos aproximadamente 60 mm. En casos particulares, el material rígido 212 puede constar esencialmente de acero inoxidable, y el espesor medio 222 puede estar dentro del rango comprendido entre 35 mm y 200 mm, tal como entre aproximadamente 35 mm y 150 mm, o incluso entre aproximadamente 35 mm y 100 mm.
En otros casos, el material rígido 212 puede estar formado de manera que conste esencialmente de aluminio. Entonces, el material rígido 212 puede tener un espesor medio 222 de al menos aproximadamente 70 mm. Todavía, cuando se utiliza un material rígido 212 que consta esencialmente aluminio, el espesor medio 222 puede ser al menos aproximadamente 75 mm, tal como al menos aproximadamente 80 mm, al menos aproximadamente 90 mm o incluso al menos aproximadamente 100 mm. El miembro de cojinete puede estar formado de manera que el material rígido 212 conste esencialmente de aluminio, y el espesor medio 222 de material rígido 212 puede estar dentro del rango comprendido entre aproximadamente 70 mm y aproximadamente 200 mm, tal como entre aproximadamente 70 mm y 175 mm o incluso entre aproximadamente 75 mm y aproximadamente 150 mm.
Como se ilustra además en la figura 2C, el miembro de cojinete 210 puede estar formado de manera que el material de reducción de fricción 213 tenga un espesor particular. Por ejemplo, el material de reducción de fricción 213 puede tener un espesor medio 223 medido en una dirección perpendicular al eje longitudinal 207 que puede ser al menos aproximadamente 0,1 mm, tal como al menos aproximadamente 0,2 mm, al menos aproximadamente 0,3 mm o incluso al menos aproximadamente 1 mm. El miembro de cojinete puede estar formado de manera que el material de reducción de fricción 213 tenga de un espesor medio 223 dentro del rango comprendido entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 25 mm, tal como entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 15 mm, entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 10 mm, o incluso entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 5 mm.
Las figuras 3A-C incluyen ilustraciones de una junta de articulación y/o un miembro de cojinete. El particular, la figura 3A incluye una ilustración en sección trasversal de una junta de articulación que incorpora un miembro de cojinete. Como se ilustra, la junta de articulación puede incluir una parte de un alojamiento inferior 201, una parte de un alojamiento superior 203, y un miembro alargado 205 que se extiende entre el alojamiento inferior 201 y el alojamiento superior 203. Además, la junta de articulación puede incluir un miembro de cojinete 310 dispuesto entre una parte del alojamiento superior 203 y el miembro alargando 205. El miembro de cojinete 310 puede tener un cuerpo 311 formado de un material compuesto que incluye un material rígido 312 y un material que reducción de fricción 313 configurado para acoplar el miembro alargado 205 y facilitar la articulación, y particularmente la rotación, del miembro alargado 205 alrededor del eje longitudinal 207 con relación al alojamiento superior 203.
Como se ilustra además, la junta de articulación puede incluir un miembro de cojinete 316 dispuesto entre el alojamiento inferior 201 y el miembro alargado 205. El miembro de cojinete 316 puede incluir las mismas características que el miembro de cojinete 210.
Con respecto al miembro de cojinete 310, el cuerpo 311 del miembro de cojinete 310 puede estar formado de manera que incluye una primera lengüeta 315 que se extiende desde un extremo del cuerpo 311 y está configurada para acoplar una superficie lateral exterior 307 del alojamiento superior 203. Adicionalmente, el cuerpo 311 del miembro de cojinete 310 puede incluir una segunda lengüeta 314 que se extiende desde un extremo del cuerpo 311 opuesto a la lengüeta 315 y configurada para acoplarse y conectarse directamente a una superficie lateral exterior 306 del alojamiento superior 203. En particular, el miembro de cojinete 310, y sus lengüetas 314 y 315 están configurados para acoplarse con las superficies laterales exteriores 306 y 307 del alojamiento superior 203, bloqueando con ello la posición del miembro de cojinete 310 con relación al alojamiento superior 203. Como se apreciará, el miembro de cojinete 310 incluye además una superficie interior del material rígido 312 que está configurada para acoplarse y entrar en contacto directamente con una superficie interior 305 del alojamiento 203. Como se ilustra además, el miembro de cojinete 310 puede estar formado de manera que el material de reducción de fricción 313 recubre las superficies exteriores de las lengüetas 314 y 313, de manera que el material de reducción de fricción 313 se extiende radicalmente a lo largo de las superficies periféricas exteriores de las lengüetas 314 y 315.
La figura 3B incluye una ilustración en sección trasversal de una parte que la junta de articulación dentro de plano AA como se ilustra en la figura 3A. Cómo se ilustra, el alojamiento superior 203 y el alojamiento inferior 201 pueden tener formas arqueadas configuradas para extenderse alrededor de una mayoría de las superficies externas del miembro alargado 205. Como se ilustra además, el miembro de cojinete 310 está configurado para acoplar el alojamiento superior 203 y está además configurado para acoplar una parte el de la superficie arqueada del miembro alargado 205, de manera que el miembro alargado 205 puede girar libremente con relación al alojamiento superior 203. De manera similar, el miembro de cojinete 316 está dispuesto entre el alojamiento inferior 201 y el miembro alargado 205, de manera que el miembro alargado 205 puede girar con relación al alojamiento inferior 201.
Como se ilustra además, la lengüeta 315 del miembro de cojinete 310 se puede extender radialmente en un extremo
del cuerpo 311, de manera que recubre una parte de la superficie lateral exterior 307 del alojamiento superior 203 y bloquea la posición del miembro de cojinete 310 con relación al alojamiento superior 203. Como se ilustra además en la figura 3B, el material que reducción de fricción 313 se extiende a lo largo de toda la superficie externa del cuerpo 311 incluyendo la lengüeta 315. El miembro de cojinete 316 puede tener las mismas características que se han descrito anteriormente, con respecto al miembro de cojinete 310.
La figura 3C incluye una ilustración vista en perspectiva del miembro de cojinete 310. Como se ilustra, el miembro de cojinete 310 puede tener un cuerpo 311 que es un material compuesto que incluye un material rígido 312 y un material de reducción de fricción 313 que recubre una superficie del material rígido 312. El miembro de cojinete 310 puede tener una forma generalmente arqueada vista en sección trasversal al eje longitudinal 207, de manera que tiene la forma de un cojinete con lengüeta. En casos particulares, el miembro de cojinete 310 puede tener una forma semicircular vista en sección trasversal al eje longitudinal 207.
Además, como se ilustra además en la figura 3C, el material de reducción de fricción 313 se puede extender a lo largo de una superficie interior 351 del material rígido 312 así como de las superficies laterales internas 352 y 353 de las lengüetas 314 y 315, respectivamente. Cuando el miembro de cojinete 310 está dispuesto dentro de la junta de articulación como se muestra en las figuras 3A y 3B, el miembro alargado 205 puede estar dispuesto dentro de la cavidad 355 del miembro de cojinete 310 y articularse (por ejemplo girar) dentro de la cavidad 355.
Las figuras 4A-4C incluyen ilustraciones de una junta de articulación y/o de un miembro de cojinete. En particular, la figura 4A incluye una ilustración en sección trasversal de una parte de una junta de articulación. De manera particular, la junta de articulación puede incluir aquellos componentes descritos anteriormente, de manera particular, incluir un alojamiento 403, un miembro alargado 205 que se extiende a través de una abertura en el alojamiento 403, y un miembro de cojinete 410 dispuesto entre el alojamiento 403 y el miembro alargado 205. En particular, el diseño de la junta de articulación ilustrado en la figura 4A utiliza un único miembro de cojinete (opuesto a los dos miembros de cojinete) para estar dispuesto entre el alojamiento 403 y el miembro alargado 205, en donde el miembro de cojinete está configurado para acoplar el miembro alargado 205 y facilitar la articulación (por ejemplo, la rotación alrededor del eje longitudinal 207) del miembro alargado 205 con relación al alojamiento 403. Más concretamente, el material rígido 412 está configurado para apoyar una superficie del alojamiento 403, mientras que el material de reducción de fricción 413 está configurado para apoyar una superficie del miembro alargado 205 de manera que es capaz de la rotación alrededor del eje longitudinal 207 con relación al alojamiento 403.
El miembro de cojinete 410 puede tener un cuerpo 411 formado por un material compuesto que incluye un material rígido 412 y un material de reducción de fricción 413 que recubre una superficie del material rígido 412. Como se ilustra además, el miembro de cojinete 410 puede tener un cuerpo 411, que incluye una lengüeta 415 que se extiende radialmente desde un extremo del cuerpo 411. La lengüeta 415 puede estar formada de manera que al menos una parte de la lengüeta 415 esté configurada para acoplarse con una superficie lateral exterior 406 del alojamiento 403.
La figura 4B incluye una ilustración en sección trasversal de una parte de la junta de articulación de la figura 4A dentro del plano Aa . Como se ilustra, la junta de articulación incluye un alojamiento 403 que incluye una abertura 420 configurada para acoplar el miembro alargado 205 dentro de la misma. Adicionalmente, la abertura 420 está configurada para acoplar el miembro de cojinete 410 en la misma. Como se ilustra, el miembro de cojinete 410 puede estar formado de manera que la lengüeta 415 se extiende radialmente desde el eje longitudinal y se extiende a lo largo de una parte de la superficie lateral exterior 406 del alojamiento 403. Tal configuración facilita el bloqueo de la posición del miembro de cojinete 410 con relación al alojamiento 403.
La figura 4C incluye una ilustración en perspectiva del miembro de cojinete 410. En particular, el miembro de cojinete 410 puede tener forma del cojinete con forma de copa. De manera particular, el cojinete con forma de copa tiene una forma generalmente cilíndrica que se extiende casi completamente alrededor del eje longitudinal 207. El cojinete con forma de copa puede incluir una hendidura 417 que se extiende axialmente a lo largo del eje longitudinal 207 del cuerpo 411, de manera que el cuerpo 411 no forma un círculo completo (menos de 360°) visto en sección transversal al eje longitudinal 207. Como se ilustra además en la figura 4C, el cojinete 410 puede tener una lengüeta 415 que se extiende axialmente desde un extremo del cuerpo 411. Como se ilustra, las superficies internas 422 del miembro de cojinete 410 pueden incluir el material de reducción de fricción 413 para facilitar la rotación del miembro alargado 205 en las mismas. Además, el miembro de cojinete 410 puede estar formado de manera que el material de reducción de fricción 413 recubre una superficie exterior de la lengüeta 415, de manera que el material de reducción de fricción 313 se extiende radialmente a lo largo de las superficies periféricas exteriores de la lengüeta 415.
Los miembros de cojinete anteriores pueden estar formados de manera que el cuerpo esté hecho de un material compuesto que incluye un material rígido y un material de reducción de fricción como se ha descrito en la presente memoria. Los miembros de cojinete pueden tener características particulares, que incluyen pero no se limitan a, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, propiedades de adherencia-deslizamiento que los hacen particularmente adecuados para utilizar en estructuras de generación de potencia.
Aunque lo anterior ha descrito ciertas características clave de los miembros de cojinete útiles para el entendimiento
de la invención, lo que sigue proporciona detalles adicionales de aspectos particulares que pueden ser incorporados a los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria. En una realización, un miembro de cojinete incluye un material rígido, un material de reducción de fricción, y un material intermedio dispuesto entre los mismos, en donde el material intermedio puede ser aplicado directamente al material rígido, y el material de reducción de fricción puede ser aplicado al material intermedio. En una realización, la excelente adherencia del material de reducción de fricción al material rígido está asegurada durante un largo periodo de tiempo y cuya producción se hace sin utilizar procesos problemáticos desde el punto de vista ecológico para un pretratamiento superficial.
En una realización, el miembro de cojinete puede incluir un material intermedio que comprende al menos un polímero termoplástico funcionalizado con la incorporación de grupos funcionales de la fórmula
-COOH y/o -COOR, en donde los radicales R son radicales inorgánicos cíclicos o lineales que tienen entre 1 y 20 átomos de carbono. Si el radical orgánico R contiene, por ejemplo sólo un átomo de carbono, el grupo funcional
Preferiblemente tiene la siguiente fórmula:
Los grupos funcionales pueden ser incorporados en el polímero termoplástico (A) mediante la adición de al menos un agente modificador (B). Los agentes modificadores adecuados pueden incluir ácido maleico, ácido itacónico, ácido citracónico, derivados de los mismos y una combinación de los mismos. En particular, los agentes modificadores pueden incluir un anhídrido de ácido maleico, anhídrido de ácido itacónico, anhídrido de ácido citracónico, derivados de los mismos, y una combinación de los mismos. Aquí, la relación del polímero (A) respecto al agente modificador (B) puede ser desde 99,9 % mol de (A); 0,1 % mol de (B) a 80 % mol de (A); 20 % mol de (B). El caudal de volumen fundido (MVR a 50 °C > que el punto de fusión y bajo una carga de 7 kg) puede ser del orden de entre 0,1 a 1000 mm3/seg. El MVR es un índice del flujo fundido del polímero y puede ser de este modo utilizado como una estimación general del peso molecular. Idealmente, el MVR es del orden de 5 a 500 mm3/seg, particularmente preferiblemente del orden de 10 a 200 mm3/seg.
En una realización, el miembro de cojinete puede estar caracterizado por la adherencia del material de reducción de fricción con el material de cojinete producida por el material intermedio que incluye un polímero termoplástico funcionalizado que tiene grupos funcionales del tipo descrito anteriormente. Debido a la excelente adherencia a incluso una superficie no tratada del material rígido, en particular el acero inoxidable laminado en frío, laminado en frío y posteriormente acero inoxidable galvanizado con cinc electrolíticamente, aluminio, los procesos de tratamiento químico húmedo ecológicamente problemáticos y de desechos intensivos, el particular el cromado puede ser dispensados. Los procesos físicos para el tratamiento superficial (por ejemplo, tratamiento de plasma mediante descarga de corona) como están descritos por ejemplo que en el documento EP 0 848 031 B1 en los que un polímero termoplástico funcionalizado esta de manera similar escrito como un constituyente de un laminado ya no son necesarios, como han mostrado los estudios realizados por el solicitante. Los procesos de producción del miembro de cojinete pueden por tanto ser realizados con unos costes significativamente más bajos en comparación con la técnica anterior.
En una realización, al menos un polímero termoplástico funcionalizado del material intermedio puede ser un fluoropolímero termoplástico funcionalizado, que incluye por ejemplo un copolímero de etileno-tetrafluoretileno (ETFE), perfluoroalcoxietileno (PFA) o tetreafluoretileno-perfluoro(metil vinil éter) copolímero (MFA), y una combinación de los mismos. En casos particulares, el al menos un polímero termoplástico funcionalizado del material intermedio puede constar esencialmente de copolímero de etileno-tetrafluoretileno (ETFE) siendo particularmente preferido.
El material intermedio puede incluir no sólo el al menos un polímero termoplástico funcionalizado sino también un copolímero de perfluoro(alquil vinil éter) de la fórmula: CF2 = CF-O-R1, en donde R1 es un radical perfluoroetil, perfluoro-n-propil, un perfluoro-n-butil, tetrafluoroetileno o una combinación de los mismos.
El espesor del material intermedio puede corresponder esencialmente a la rugosidad del material rígido, definida como la distancia Rmax entre la altura de pico de perfil máxima y la profundidad de valle de perfil máxima del perfil de
rugosidad de la superficie del material rígido. De esta manera, se puede asegurar que una capa adhesiva suficientemente gruesa es aplicada al material rígido de manera que se asegura una unión adhesiva del área completa entre el material de reducción de fricción y el material rígido. La capa adhesiva no debería estar fabricada demasiado gruesa. En este caso, sería un riesgo que, en la unión de las capas, partes de la capa adhesiva podrían ser presionadas fuera de la unión adhesiva o la ruptura cohesiva se podría producir dentro de las partes de la capa adhesiva que sobresalen fuera del perfil de rugosidad de la superficie de material rígido cuando el miembro de cojinete es sometido a esfuerzo de cizalla.
En otra realización, el material intermedio puede comprender dos capas de polímero termoplástico funcionalizado que tengan grupos funcionales de la fórmula
-COOH y/o -COOR. Un material metálico intermedio puede estar embebido entre las dos capas. La calibrabilidad mejorada del material se puede conseguir de esta manera. El material intermedio metálico aquí puede estar configurado como un metal expandido. El material intermedio metálico puede comprender acero inoxidable, aluminio, o bronce. En un caso particular, el material intermedio metálico puede ser un material tejido, que comprenda longitudes de un material metálico. Por ejemplo, en ciertos diseños, el material intermedio metálico incluye un material de malla de metal.
Para mejorar las propiedades mecánicas y físicas generales del miembro de cojinete, el material intermedio puede contener material de relleno para incrementar y/o mejorar la conductividad térmica y/o las propiedades de desgaste del miembro de cojinete. Materiales de relleno particularmente adecuados pueden incluir fibras, materiales inorgánicos, materiales termoplásticos, o materiales minerales o mezclas de los mismos. Ejemplos de fibras adecuadas pueden incluir fibras de vidrio, fibras de carbono, aramidas y una combinación de los mismos. Ejemplos de materiales inorgánicos pueden incluir materiales cerámicos, carbono, vidrio, grafito, óxido de aluminio, sulfuro de molibdeno, bronce, carburo de silicio y una combinación de los mismos. Los materiales inorgánicos pueden tener forma de tejidos tricotados, polvos, esferas o fibras. Ejemplos de materiales termoplásticos pueden incluir poliimida (PI),poliamidimida (PAI), sulfuro de polifenileno (PPS), polipropileno sulfona (PPSO2), polímeros de cristal líquido, poliéter éter cetonas, (PEEK), poliésteres aromáticos (Ekonol), y una combinación de los mismos. Ejemplos de materiales minerales adecuados pueden incluir wollastonita, sulfato de bario, y una combinación de los mismos. La proporción del material de relleno en el material intermedio puede ser de 1-40 % en volumen, y más particularmente, 5-30 % en volumen del volumen total del material intermedio. El espesor del material intermedio puede estar comprendido entre 0,01 y 0,1 mm, en particular entre 0,01 y 0,5 mm.
En una realización, el material rígido utilizado en el miembro de cojinete puede tener una superficie de naturaleza variable. El material rígido puede tener una superficie lisa, una superficie rugosa, y/o una superficie estructurada (por ejemplo cómo se consigue mediante cepillado, chorro de arena, grabado de una estructura). La superficie del material rígido utilizada para la unión del material de reducción de fricción también puede tener una superficie mejorada superficialmente, tal como una superficie recubierta electrolíticamente de cinc.
El material rígido puede constar de acero inoxidable, en particular de acero inoxidable laminado en frío o acero inoxidable bañado en cinc mate, aluminio, o una combinación de los mismos. En una realización particular, el acero laminado en frío puede ser material número 1.0338 o 1.0347. En otra realización particular, el acero inoxidable en puede ser un material N° 1.4512 o 1.4720. En casos particulares, el material rígido puede estar formado esencialmente de acero inoxidable. En otros diseños, el miembro de cojinete puede estar formado de tal manera que el material rígido conste esencialmente de aluminio.
El material de reducción de fricción aplicado al material intermedio puede comprender un fluoropolímero. Por ejemplo, en ciertos casos, el material de reducción de fricción puede incluir un material polímero tal como politetrafluoroetileno, etilenopropileno fluorinado, polivinilidenfluoruro, policlorotrifluoroetileno, etileno clorotrifluoroetileno, perfluoro-alcoxipolímero, poliacetal, polibutilentereftalato, poliimida, polieterimida, polieteretercetone, polietileno, polisulfona, poliamida, polifenilenoxido, polifenilensulfuro, poliuretano, poliéster, poliéter éter cetona (PEEK), y una combinación de los mismos. En una realización particular, el material de reducción de fricción puede incluir una capa de compuesto PTFE. En la presente memoria, el material de reducción de fricción puede estar configurado como una película plástica perforada para aumentar la conductividad. En ciertos casos, el material de reducción de fricción consta esencialmente de PTFE.
En una realización, el miembro de cojinete tiene excelentes propiedades deslizantes y una larga vida cuando el espesor de material de reducción de fricción está comprendido entre 0,01-1,5 mm, en particular entre 0,1-0,35 mm. El material de reducción de fricción aplicado al material intermedio también puede a su vez contener un material de relleno que puede mejorar la conductividad térmica y/o las propiedades del desgaste. El material de relleno puede incluir fibras de vidrio, fibras de carbono, silicio, grafito, PEEK, disulfuro de molibdeno, poliéster aromático, partículas de carbón, bronce, fluoropolímero, materiales de relleno termoplásticos, carburo de silicio, óxido de aluminio,
poliamidimida (PAI), PPS, polifenileno sulfona (PPSO2), polímeros de cristal líquido (LCP), poliésteres aromáticos (Econol), y partículas minerales tales como wollastonita y sulfato de vario, o cualquier combinación de las mimas. Los materiales de relleno pueden tener forma de bolitas, fibras, polvo, malla, o cualquier combinación de los mismos. La proporción de material de relleno en el material que reducción de fricción puede ser de 1-40 % en volumen, en particular 5-30% el volumen.
En una realización un proceso para producir un miembro de cojinete puede incluir unir el material intermedio y el material que reducción de fricción sobre su área al cojinete bajo presión y con introducción de calor. En tal caso, el miembro de cojinete puede tener un cuerpo que sea una construcción laminada, en donde el material rígido es una capa y el material que reducción de fricción es una capa unida directamente a la superficie de un material intermedio interviniente. En la formación de una construcción laminada, el material rígido, el material intermedio, y el material de reducción de fricción pueden ser enrollados en un rollo como un material continuo y unidos entre sí bajo presión y a elevada temperatura en un aparato de rodillo de laminación. Para conseguir una adherencia más mejorada del material intermedio con el material rígido junto con propiedades de corrosión mejoradas del material rígido, una realización del proceso proporciona que la superficie del material rígido sea rugosa y/o que sea mejorada (por ejemplo mediante recubrimiento electrolítico de cinc) antes de la aplicación del material intermedio. Además, la superficie del material rígido puede ser aumentada mediante formación de estructuras mecánicas, por ejemplo mediante cepillado, chorro de arena, grabado de una estructura.
La estructura de un miembro de cojinete a modo de ejemplo se muestra la figura 5. Aquí, el material rígido está designado mediante 501 mientras que 502 designa el material intermedio, y 503 designa el material de reducción de fricción aplicado al mismo.
En una realización, el material intermedio 502 comprende al menos un polímero termoplástico funcionalizado que tiene grupos funcionales de la fórmula
i i i
-C =0 , -C -0 -R , -COH,
i i
-COOH y/o -COOR, en donde los radicales R son radicales orgánicos cíclicos o lineales que tienen entre 1 y 20 átomos de carbono. Los grupos funcionales pueden ser incorporados en el polímero termoplástico (A) añadiendo al menos un agente modificador (B). Agentes modificadores adecuados son, por ejemplo ácido maleico y derivados del mismo, en particular el anhídrido del mismo, ácido itacónico y derivados del mismo, en particular el anhídrido del mismo, y/o ácido citracónico y derivados del mínimo, en particular el anhídrido del mismo. En la presente memoria, la relación del polímero (A) respecto al agente modificador (B) puede ser desde 99,9 % mol de (A): 0,1 % mol de (B), a 80 % mol de (A): 20 % mol de (B).
El material de reducción de fricción 503 aplicado al material intermedio 502 puede ser una cinta de compuesto PTFE, en particular como una cinta de compuesto de PTFE de superficie pretratada, preferiblemente grabada químicamente. La capa de compuesto 503 de PTFE utilizada puede contener diversos materiales de relleno para mejorar las propiedades mecánicas, por ejemplo, fibras, materiales inorgánicos, materiales termoplásticos, o materiales minerales, o mezclas de los mismos.
La figura 6 incluye una imagen en sección transversal de una parte de un miembro de cojinete de acuerdo con una realización. Como se ilustra, el miembro de cojinete 600 es una estructura en capas que incluyen aquellas capas mencionadas de acuerdo con la figura 5. Además, el miembro de cojinete 600 incorpora un material intermedio de malla de metal tejido 602 hecho de acero inoxidable, que puede estar dispuesto en contacto directo con el material de reducción de fricción 503. Además, para mejorar las propiedades mecánicas y físicas generales del miembro de cojinete, el material de reducción de fricción 503 incluye una combinación de fibras de grafito (carbono) y fibras de vidrio.
Como se ilustra además, el miembro de cojinete puede estar formado de manera que la capa de reducción de fricción 503 y el material rígido 501 pueden tener un espesor medio que sea aproximadamente el mismo. Esto es, el material de reducción de fricción puede tener un espesor que no sea diferente mayor que aproximadamente el 25% del espesor medio del material rígido 501 en base a la fórmula [(Tf-Tr)/Tf]x100%, en donde Tr es el espesor medio del material rígido y Tf es el espesor medio del material de reducción de fricción. En otros casos, la diferencia de espesores medios entre el material de reducción de fricción 503 y el material rígido 501 puede ser menor, tal como del orden de no mayor de aproximadamente 15%, no mayor de aproximadamente 10%, no mayor de 8%, incluso no mayor de aproximadamente 5%.
Además, a diferencia de otros diseños convencionales, la capa de reducción de fricción de las realizaciones de la presente memoria puede estar esencialmente libre de partículas porosas incluyendo un material de metal. En algunas realizaciones, la capa de reducción de fricción puede estar esencialmente libre de partículas porosas grandes, tales como ZnS.
En ciertos miembros de cojinete opcionales de las realizaciones de la presente memoria, el cuerpo puede estar formado para incluir un revestimiento resistente a la corrosión. El revestimiento resistente a la corrosión puede
recubrir, y en casos particulares, estar directamente unido a, una superficie externa del material rígido 501. Por ejemplo, la superficie principal 507 opuesta a la superficie principal del material rígido 501 que tiene una capa intermedia de recubrimiento 502 y una capa de reducción de fricción 503 puede incluir un revestimiento resistente a la corrosión. Adicionalmente, las superficies del borde 508 pueden estar total o parcialmente cubiertas con un revestimiento resistente a la corrosión. En realizaciones particulares, el revestimiento resistente a la corrosión puede recubrir toda una superficie del borde del cuerpo de cojinete, y por consiguiente, puede recubrir todas las capas de componente (por ejemplo, el material rígido 501, la capa intermedia 502, la capa de reducción de fricción 503) que forman el cuerpo de cojinete.
El revestimiento resistente a la corrosión puede tener un espesor de entre aproximadamente 1 micra y aproximadamente 50 micras, tal como entre aproximadamente 5 micras y aproximadamente 20 micras, tal como entre aproximadamente 7 micras y 15 micras.
El revestimiento resistente a la corrosión puede estar hecho de una serie de películas o capas individuales que se combinan para formar el revestimiento resistente a la corrosión. Por ejemplo, el revestimiento resistente a la corrosión puede incluir una capa favorecedora de adherencia y una capa epoxi. La capa favorecedora de adherencia puede incluir un fosfato de cinc, hierro, manganeso, estaño, o cualquier combinación de los mismos. Adicionalmente, la capa favorecedora de adherencia puede incluir una capa nano-cerámica. La capa favorecedora de adherencia puede incluir silanos funcionales, capas con base de silano de nanoescala, silanos hidrolizados, favorecedores de adherencia de organosilano, imprimaciones de silano con base de solvente/agua, poliolefinas clorinadas, superficies pasivas, revestimientos de cinc comercialmente disponible (mecánico/galvánico) o revestimientos de cinc-níquel, o cualquier combinación de los mismos.
La capa epoxi del revestimiento resistente a la corrosión puede ser un epoxi endurecido térmicamente, un epoxi endurecido con ultravioleta, un epoxi endurecido con infrarrojos, una epoxi endurecido con rayo de electrones, un epoxi endurecido con radiación, o un epoxi endurecido al aire. Además, la resina epoxi puede incluir poliglicidileter, diglicidileter, bisfenol A, bisfenol B, oxirano, oxaciclopropano, etilenóxido, 1,2-epoxipropano, 2-metilloxirano, 9,10-epoxi-9,10-dihidroantraceno, o cualquier combinación de los mismos. La resina epoxi puede incluir epoxis modificados de resina sintética basadas en resinas fenólicas, resinas de urea, resinas de melanina, benzoguanamina con formaldehído, o cualquier combinación de los mismos. A modo de ejemplo, los epoxis pueden incluir mono epoxoide
bis expoxido
tris epóxido lineal
epóxido ramificado
o cualquier complicación de los mismos, en donde CxHyXzAu es una cadena de carbono lineal o ramificada saturada o no saturada con opcionalmente átomos de halógeno Xz que sustituyen a átomos de hidrógeno, y opcionalmente en donde los átomos de nitrógeno, fósforo, boro, etc., están presentes y B es uno de carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo, boro, sulfuro, etc.
La resina epoxi puede incluir además un agente de endurecimiento. El agente de endurecimiento puede incluir aminas, anhídridos ácidos, endurecedores de fenol novolac, tales como fenol novolac poli[N-(4-hidroxifenil)maleimida] (PHPMI), resola fenol formaldehídos, compuestos de amina grasos, endurecedores basados en cromo, poliamidas, o cualquier combinación de los mismos. Generalmente, los anhídridos ácidos pueden conformar a la fórmula R-C=O-O-C=O-R', en donde R puede ser CxHyXzAu como se ha descrito anteriormente. Las aminas pueden incluir aminas alifáticas tales como monoetilamina, dietilenotriamina, trietilenotetraamina, y similares, aminas acrílicas, aminas aromáticas, tales como aminas cíclicas alifáticas, aminas ciclo alifáticas, poliamidas, diciandiamidas, derivados de imidazola, y similares, y cualquier combinación de los mismos. Generalmente, las aminas pueden ser aminas primarias, aminas secundarias, o aminas terciarias que conforman la fórmula R1R2R3N en donde R puede ser CxHyXzAu como se ha descrito anteriormente.
En una realización, la capa de epoxi puede incluir materiales de relleno para mejorar la conductividad, tales como materiales de relleno de carbono, fibras de carbono, partículas de carbono, grafito, materiales de relleno metálicos tales como bronce, aluminio, y otros metales y sus aleaciones, materiales de relleno de óxido de metal, materiales de relleno de carbono revestidos de metal, materiales de relleno de polímeros revestidos de metal, o cualquier combinación de los mismos. Los materiales de relleno conductores pueden permitir que la corriente pase a través del revestimiento epoxi y pueden aumentar la conductibilidad del cojinete revestido en comparación con un cojinete revestido sin materiales de relleno conductores.
En otra realización, una capa de epoxi puede aumentar la resistencia a la corrosión del cojinete. Por ejemplo, la capa de epoxi puede evitar que los elementos corrosivos, tales como agua, sales y similares, entren en contacto con el sustrato que soporta la carga, con lo que se inhibe la corrosión química del sustrato que soporta la carga. Adicionalmente, la capa de epoxi puede inhibir la corrosión galvánica de o bien el alojamiento o bien el sustrato que soporta la carga evitando de contacto que entre metales no similares. Por ejemplo, la colocación de un cojinete de aluminio sin la capa epoxi dentro de un alojamiento de acero puede hacer que el acero se oxide. Sin embargo, una capa epoxi, tal como la capa epoxi, puede evitar que el sustrato de aluminio entre en contacto con el alojamiento de acero y se inhiba la corrosión debido a una reacción galvánica.
Los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden demostrar funcionamientos y características mejorados respecto a los miembros de cojinete convencionales. Los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden demostrar resistencia a la corrosión mejorada y a la acción ambiental exterior. En efecto, después de la exposición a un rociado de sal al menos aproximadamente durante 150 horas, que fue realizado de acuerdo con el ensayo de corrosión estándar ISO 9227:2006, los miembros de cojinete de las realizaciones estaban esencialmente libres de defectos fácilmente observables. En efecto, en la capa de reducción de fricción de los miembros de cojinete, y particularmente, la superficie interna en contacto con la superficie deslizante, demostraron esencialmente no tener corrosión, oxidación, rotura, ni fisuración fácilmente observables. En una realización más particular, el material de reducción de fricción de los miembros de cojinete que las realizaciones estaba esencialmente libre de defectos observables después del ensayo de rociado de sal durante al menos 160 horas, al menos 170 horas, al menos 180 horas, o más tiempo.
De acuerdo con otra realización, los miembros de cojinete pueden tener una velocidad de desgaste en ambientes exteriores particular, que es una medida de las características de desgaste de los miembros de cojinete después de una exposición prolongada para un ambiente corrosivo (es decir, baño de rociado de sal de acuerdo con la norma ISO 9227:2006) y un funcionamiento durante una cantidad mínima particular de ciclos. La velocidad de desgaste en ambientes exteriores es una medida de la pérdida del material de la superficie de contacto para una duración prolongada con el fin de ensayar las capacidades deslizantes después de la exposición a un ambiente corrosivo. Los procedimientos de ensayo para la velocidad de desgaste en ambientes exteriores se detallan en los Ejemplos. De manera particular, la velocidad de desgaste en ambientes exteriores de los miembros de cojinete no puede ser mayor de aproximadamente 0,99 micras/hr para al menos aproximadamente 15.000 ciclos de movimiento de
articulación. En otros casos, la resistencia al desgaste en ambientes exteriores puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 0,95 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,9 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,85 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,8 micras/hr, a no mayor de aproximadamente 0,75 micras/hr, o incluso no mayor de aproximadamente 0,7 micras/hr durante al menos aproximadamente 15.000 ciclos de movimiento de articulación.
De acuerdo con otra realización, los miembros de cojinete pueden tener una resistencia al desgaste en ambientes exteriores no mayor de aproximadamente 0,99 micras/hr durante al menos aproximadamente 15.000 ciclos de movimiento de articulación. En otros casos, la resistencia al desgaste en ambientes exteriores puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 0,95 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,9 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,85 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,8 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,75 micras/hr, o incluso no mayor de aproximadamente 0,7 micras/hr durante al menos 15.000 ciclos de movimiento de articulación. Todavía, en ciertas realizaciones, la resistencia al desgaste en ambientes exteriores puede ser de al menos aproximadamente 0,05 micras/hr, al menos aproximadamente 0,08 micras/hr, al menos aproximadamente 0,1 micras/hr, o incluso al menos aproximadamente 0,15 micras/hr durante al menos aproximadamente 15.000 ciclos de movimiento de articulación. Se apreciará que los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una resistencia al desgaste en ambientes exteriores dentro de un rango entre cualquiera de los valores mínimo y máximo anteriormente establecidos.
De acuerdo con otra realización, la velocidad de resistencia al desgaste en ambientes exteriores de los miembros de cojinete no puede ser mayor de aproximadamente 0,99 micras/hr durante al menos aproximadamente 20.000 ciclos de movimiento de articulación. En otros casos, la velocidad de resistencia al desgaste en ambientes exteriores puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 0,95 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,9 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,85 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,8 micras/hr, no mayor de aproximadamente 0,75 micras/hr, o incluso no mayor de aproximadamente 0,7 micras/hr durante al menos aproximadamente 20.000 ciclos de movimiento de articulación. Todavía, en ciertas realizaciones, la velocidad de resistencia al desgaste en ambientes exteriores puede ser de al menos aproximadamente 0,05 micras/hr, al menos aproximadamente 0,08 micras/hr, al menos aproximadamente 0,1 micras/hr, o incluso al menos aproximadamente 0,15 micras/hr durante al menos 20.000 ciclos de movimiento de articulación. Se apreciará que los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una velocidad de resistencia al desgaste en ambientes exteriores dentro de un rango entre cualquiera de los valores mínimo y máximo mencionados anteriormente.
De acuerdo con una realización, los miembros de cojinete pueden tener características de desgaste particulares, tales como después de una duración prolongada de uso, la capa de reducción de fricción demuestra muy poco desgaste. Por ejemplo, la capa de reducción de fricción puede tener un cambio de espesor medio no mayor del 5% después de realizar un ensayo de oscilación como se menciona más adelante en los Ejemplos. El cambio en el espesor medio se puede calcular mediante la expresión At = [(tb-ta/tb]x100%, en donde tb es el espesor medio de la capa de reducción de fricción partes del ensayo y ta es el espesor medio de la capa de reducción de fricción después del ensayo. De acuerdo con una realización, el cambio en el espesor medio no es mayor de aproximadamente el 4%, tal como no mayor que aproximadamente el 3%, no mayor de aproximadamente el 2%, no mayor de aproximadamente el 1%, o incluso no mayor de aproximadamente el 0,8%.
Además, en casos particulares, la cantidad total de desgaste de la capa de reducción de fricción de los cuerpos de cojinete durante el ensayo de desgaste en ambientes exteriores puede ser limitada en comparación con otros cojinetes convencionales. Por ejemplo, la cantidad total de desgaste puede ser menor que aproximadamente 6000 micras durante al menos 15.000 ciclos o incluso al menos 20.000 ciclos. En otros casos, la cantidad total de desgaste puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 5900 micras, no mayor de aproximadamente 5800 micras, no mayor de aproximadamente 5500 micras, no mayor de aproximadamente 5000 micras, no mayor de aproximadamente 4500 micras, no mayor de aproximadamente 4000 micras, no mayor de aproximadamente 3500 micras, no mayor de aproximadamente 3000 micras, no mayor de aproximadamente 2500 micras, o incluso no mayor de aproximadamente 2000 micras durante al menos 15.000 ciclos, tal como al menos 20.000 ciclos.
Los miembros de cojinete que las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una calidad de deslizamiento mejorada en duraciones prolongadas. Por ejemplo, el miembro de cojinete puede tener una fuerza de fricción media de no mayor de aproximadamente 300 N durante al menos 15.000 ciclos en un ensayo de oscilación. El ensayo de oscilación gira continuamente el miembro de cojinete con relación a la un eje bajo unas condiciones controladas, mientras se monitoriza el par del sistema para simular aproximadamente 30 años de uso en aproximadamente 11 días de ensayo. Los detalles de los parámetros del ensayo se proporcionan en los Ejemplos. En casos particulares, los miembros de cojinete demostraron una fuerza de fricción media de no mayor de aproximadamente 290 N, tal como no mayor de aproximadamente 280 N, no mayor de aproximadamente 270 N, no mayor de aproximadamente 260 N, o incluso no mayor de aproximadamente 250 N durante al menos 15.000 ciclos en el ensayo de oscilación. Todavía, los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una fuerza de fricción media de al menos aproximadamente 100 N, tal como al menos aproximadamente 150 N, o incluso al menos aproximadamente 200 N durante al menos 15.000 ciclos en el ensayo de oscilación. Se apreciará que los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una fuerza de fricción media dentro de un rango entre cualquiera de los valores mínimo y máximo
observados anteriormente.
Para ciertos miembros de cojinete, la fuerza de fricción media durante el ensayo de oscilación puede no ser mayor de aproximadamente 300 N durante al menos 20.000 ciclos. En otros casos, en la fuerza de fricción media puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 290 N, no mayor de aproximadamente 280 N, no mayor de aproximadamente 270 N, no mayor de aproximadamente 260 N, o incluso no mayor de aproximadamente 250 N para al menos 20.000 ciclos de movimiento de oscilación. Todavía, los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una fuerza de fricción media de al menos aproximadamente 100 N, tal como al menos aproximadamente 150 N, o incluso al menos aproximadamente 200 N para al menos 20.000 ciclos en el ensayo de oscilación. Se apreciará que los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una fuerza de fricción media dentro de un rango comprendido entre cualquiera de los valores mínimo y máximo mencionados anteriormente.
Además, los artículos de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener características de deslizamiento mejoradas medidas mediante el coeficiente de fricción medio bajo condiciones de ensayo de oscilación durante un número mínimo particular de ciclos de duración. Por ejemplo, ciertos artículos de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria demostraron un coeficiente de fricción medio de no mayor de aproximadamente 0,1, tal como no mayor de aproximadamente 0,09, no mayor que aproximadamente 0,08, no mayor de aproximadamente 0,07, o incluso no mayor de aproximadamente 0,06 para al menos 15.000 ciclos en un ensayo de oscilación. Todavía, los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener un coeficiente de fricción medio de al menos aproximadamente 0,01, tal como al menos aproximadamente 0,02, o incluso al menos aproximadamente 0,03 para al menos 15.000 ciclos en el ensayo de oscilación. Se apreciará que los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener un coeficiente de fricción medio dentro de un rango comprendido entre cualquiera de los valores máximo y mínimo anteriormente mencionados.
Los artículos de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener características de deslizamiento mejoradas medidas mediante el coeficiente de fricción medio bajo condiciones de ensayo de oscilación para un mínimo número particular de ciclos y duración. Por ejemplo, ciertos artículos de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria demostraron un coeficiente de fricción medio de no mayor de aproximadamente 0,1, tal como no mayor de aproximadamente 0,09, no mayor de aproximadamente 0,08, no mayor de aproximadamente 0,07, o incluso no mayor de aproximadamente 0,06 para al menos 20.000 ciclos en el ensayo de oscilación. Todavía, los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener un coeficiente de fricción medio de al menos aproximadamente 0,01, tal como al menos aproximadamente 0,02, o incluso al menos aproximadamente 0,03 para al menos 20.000 ciclos en el ensayo de oscilación. Se apreciará que en los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener un coeficiente de fricción medio dentro de un rango comprendido entre cualquiera de los valores mínimo y máximo anteriormente mencionados.
En casos particulares, los miembros de cojinete pueden tener un coeficiente de fricción medio dentro de un rango comprendido entre aproximadamente 0,04 y aproximadamente 0,059, tal como dentro de un rango comprendido entre aproximadamente 0,040 y aproximadamente 0,058, o incluso dentro de un rango comprendido entre aproximadamente 0,04 y aproximadamente 0,057 para al menos 15.000 ciclos, o incluso al menos 20.000 ciclos. Ejemplo
Tres conjuntos de miembros de cojinete con forma de casquillos anulares sencillos están formados de acuerdo con las realizaciones. La Muestra 1 está formada teniendo un sustrato de acero, una capa intermedia de material con base de fluoropolímero, y una capa de reducción de fricción de PTFE. La Muestra 2 está formada por un sustrato de acero para el material rígido, una capa intermedia de material con base de fluoropolímero, y una capa de reducción de fricción de PTFE. La Muestra 3 tiene un sustrato de acero para el material rígido, una capa intermedia de material con base de fluoropolímero, y una capa de reducción de fricción de PTFE. De manera particular, la muestra 3 incluye una capa de resistencia a la corrosión que recubre el material rígido.
Las muestras de casquillos convencionales (CS1) son obtenidas a partir de DuPont Corporation y están disponibles como casquillos Derlin®.
Adicionalmente, las muestras de casquillo convencionales (CS2) son cojinetes Permaglide® disponibles de Kolbenschmidt Corporation y están formatos por un respaldo de acero que tiene una capa protectora de superficie de estaño de aproximadamente 0,002 mm de espesor. Los cojinetes tienen una capa deslizante de PTFE y ZnS de aproximadamente 25 micras de espesor, y una capa superior de compuesto con base de PTFE de aproximadamente 0,03 mm de espesor.
Todas las muestras son sometidas a un ensayo de rociado de sal de acuerdo con el ensayo de corrosión estándar ISO 9227:2006, a un ensayo de resistencia a la corrosión y de resistencia a ambientes corrosivos. Cada una de las muestras anteriormente mencionadas (muestra 1-3, SC1, y SC2) fueron colocadas en una cabina de rociado de sal durante 192 horas y expuestas a una solución de sal de concentración de sal de 50 /- 5 g/l, a 35°C /- 2°C. Las
figuras 7-9 proporcionan imágenes del miembro de cojinete de las muestras 1, las muestras 2 y las muestras 3, respectivamente después de la finalización del ensayo de rociado de sal. Las figuras 10-11 incluyen imágenes de miembros de cojinete de las muestras CS1 y SC2 después de la exposición al ensayo de rociado que sal. Como se ilustra claramente, las muestras 1-3 de las realizaciones mostraron capas de reducción de fricción 503 que no tenían signos visibles de corrosión, oxidación, fisuración, ni otros defectos físicamente observables. Por el contrario, las muestras CS1 y CS2 mostraron claramente signos de corrosión significativa. CS1 de la figura 10 tiene una capa de reducción de fricción 503 que está fisurada y corroída en la región 1001. De manera similar, en una gran extensión, la muestra CS2 de la figura 11 demuestra oxidación y fisuración en toda la anchura de la capa de reducción de fricción en la región 1101.
Después de completar el ensayo de rociado de sal, la muestra 1, la muestra 2, la muestra SC1, y la muestra SC2 son sometidas a un ensayo de velocidad de desgaste en ambientes exteriores. El ensayo de velocidad del desgaste en ambientes exteriores se configura como se ilustra la figura 12. Las condiciones de ensayo se mencionan en la Tabla 1 más adelante. El ensayo implicó la rotación del árbol (30 mm de longitud y 11,6 mm de diámetro), que tenía una rugosidad superficial media (Ra) de 2,29 micras y una rugosidad superficial (Rmax) de 20,76 medida mediante un tester Hommel a lo largo de una dirección axial, dentro del miembro de cojinete para simular aproximadamente 30 años de desgaste.
Tabla 1
Los resultados del ensayo se proporcionan más adelante en la Tabla 2. De manera particular, la velocidad de desgaste medida, el desgaste total, y el coeficiente de fricción (COF) fueron reportados. Como se ilustra, la velocidad de desgaste y la cantidad total de desgaste para las muestras 1 y 2 son mejores que la velocidad de desgaste y el desgaste total para las muestras SC1 y SC2, lo que demuestra la capacidad de deslizamiento limitada debido a la corrosión para las muestras 1 y 2. El coeficiente de fricción para las muestras 1 y 2 fue también inferior al coeficiente de fricción para las muestras SC1 y SC2 demostrando en todos los casos que el ambiente corrosivo tenía un mayor efecto sobre las muestras SC1 y SC2 que sobre las muestras 1 y 2. De este modo, las muestras 1 y 2 demuestran un tiempo de vida mejorado, eficiencia de funcionamiento mejorada, y resistencia al desgaste mejorada después de la exposición a un ambiente corrosivo en comparación con las muestras convencionales.
Tabla 2
Ejemplo 2
La Muestra 1 tal que fue sometida a un ensayo de oscilación para determinar la eficiencia de funcionamiento y las características del desgaste durante un tiempo simulado de 30 años. El ensayo restablecido y los parámetros de ensayo son los mismos que para el ensayo de resistencia al desgaste en ambientes exteriores como se ha mencionado en el Ejemplo 1, sin embargo, la muestra 1 no está sometida a un ambiente corrosivo.
La figura 13 incluye un gráfico de par de fricción en función del número de ciclos para todo el ensayo de oscilación para la muestra 1. Como se ilustra, la muestra 1 demostró sustancialmente no cambiar el par medio durante todo el ensayo. La muestra 1 está calculada para tener una fuerza de fricción media de 249 N y un coeficiente de fricción medio de 0,057.
La figura 14 incluye un gráfico de señal de desgaste (micras) en función del número de ciclos para la muestra 1 durante el ensayo de oscilación. La profundidad de desgaste fue calculada mediante un micrómetro, en donde el espesor de pared medio de la capa de reducción de fricción antes del ensayo era de 1,568 mm y después del ensayo de 20.000 ciclos el espesor de pared medio de la capa de reducción de fricción era de 1,558 mm, para un cambio de 0,01 mm. La velocidad de desgaste de la muestra 1 durante el ensayo fue del 0,6% del espesor de pared original de la capa de reducción de fricción. Claramente, la muestra 1 demuestra capacidades del deslizamiento eficientes y un muy bajo desgaste.
Las realizaciones descritas en la presente memoria están dirigidas a estructuras de generación de potencia que tienen juntas de articulación que pueden utilizar un miembro de cojinete dentro de la junta de articulación. Los miembros de cojinete pueden tener un cuerpo hecho de un compuesto que incluye un material rígido, un material de reducción de fricción, y un material intermedio dispuesto que entre el material rígido y el material de reducción de fricción. Los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden utilizar una o más combinaciones de características, incluyendo materiales rígidos particulares, espesores del material rígido, materiales intermedios particulares, espesores del material intermedio, materiales de reducción de fricción particulares, espesores del material rígido, dimensiones del miembro de cojinete, y ciertas propiedades mecánicas (por ejemplo, rigidez), y la capacidad de ser inertes químicamente que son deseadas en la industria. En particular, los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden tener una combinación particular de características mecánicas tales como resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, propiedades de rendimiento adherencia-deslizamiento, que son una mejora respecto a los miembros de cojinete convencionales. Generalmente, las estructuras de generación de potencia del estado de la técnica pueden tener incorporados ciertos miembros de cojinete compuestos en forma de cojinetes sencillos o similares. Sin embargo, los miembros de cojinete de las realizaciones descritas en la presente memoria han reemplazado muchos miembros de cojinete de la técnica anterior en estructuras de generación de potencia, particularmente en la industria de generación de potencia solar. En efecto, los miembros de cojinete de las realizaciones de la presente memoria han sustituido muchos viejos cojinetes, de tal manera que los miembros de cojinete de la presente memoria ahora representan una parte significativa del mercado en ciertas industrias de recursos de energía renovable.
Lo anterior describe una combinación de características, que pueden ser combinadas de diversas maneras para describir y definir la estructura de generación de potencia y los cojinetes de las realizaciones. La descripción no está destinada a constituir una jerarquía de características, sino que diferentes características pueden ser combinadas de una o más formas para definir la invención.
En lo que precede, la referencia a realizaciones específicas y las conexiones de ciertos componentes son ilustrativas. Se apreciará que la referencia a componentes como están siendo acoplados o conectados está destinada a describir o bien la conexión directa entre dichos componentes o bien la conexión indirecta a través de uno o más componentes intervinientes. Como tal, la materia objeto descrita anteriormente ha de ser considerada ilustrativa y no limitativa. De este modo, las siguientes reivindicaciones no están restringidas ni limitadas por la descripción detallada anterior.
Claims (15)
1. Una estructura de generación de potencia (100) para generar potencia a partir de una fuente de energía renovable, que comprende:
una base (103);
una estructura reconversión de energía (101, 102) conectada a la base; y
una junta de articulación (115) entre la base y la estructura de conversión de energía, comprendiendo la junta de articulación un miembro de cojinete (210, 216; 310, 316; 410) caracterizada por que el miembro de cojinete tiene un cuerpo (211; 311; 411) que incluye un material compuesto que tiene un material rígido (212; 312; 412) y un material de reducción de fricción (213; 313; 413) que recubre el material rígido, en donde el material de reducción de fricción es una capa de compuesto de PTFE, en donde el material rígido comprende un material seleccionado del grupo formado por aluminio y acero inoxidable, y un material intermedio (502) dispuesto entre el material rígido y el material de reducción de fricción.
2. La estructura de la reivindicación 1, en la que el material rígido consta esencialmente de acero inoxidable o de aluminio.
3. La estructura de una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en la que el material rígido incluye un material seleccionado a partir del grupo formado por acero inoxidable en laminado en frío y acero inoxidable bañado en cinc mate.
4. La estructura de una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, en la que el material compuesto es una construcción laminada, en la que el material rígido es una capa y el material de reducción de fricción es una capa unida directamente a la superficie del material rígido.
5. La estructura de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el material de reducción de fricción comprende un fluoropolímero, en la que el material de reducción de fricción está esencialmente formado por PTFE.
6. La estructura de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el material de reducción de fricción comprende un material seleccionado del grupo de materiales compuesto por grafito, vidrio, y una combinación de los mismos.
7. La estructura de la reivindicación 1, en la que el material intermedio comprende al menos un polímero termoplástico funcionalizado que tiene grupos funcionales de la fórmula
-COOH y/o -COOR, en la que los radicales R son radicales orgánicos cíclicos o lineales que tienen entre 1 y 20 átomos de carbono, en la que los grupos funcionales están incorporados en el polímero termoplástico mediante la adición de al menos un agente modificador.
8. La estructura de la reivindicación 7, en la que el agente modificador incluye ácido maleico, ácido itacónico, ácido citracónico, derivados de los mismos, o combinaciones de los mismos.
9. La estructura de la reivindicación 7, en la que al menos un polímero termoplástico funcionalizado del material intermedio es un fluoropolímero termoplástico funcionalizado, en donde el fluoropolímero termoplástico incluye un copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE), perfluoroalcoxietileno (PFA), o un copolímero tetrafluoroetileno-perfluoro(metil vinil éter) (MFA).
10. La estructura de la reivindicación 7, en la que el material intermedio comprende dos capas de polímero termoplástico funcionalizado que tiene grupos funcionales de la fórmula
-COOH y/o -COOR, en la que un material intermedio metálico (602) está embebido entre las dos capas.
11. La estructura de la reivindicación 7, en la que el material intermedio contiene un material de relleno seleccionado del grupo formado por fibras, materiales inorgánicos, materiales termoplásticos, materiales minerales, y una combinación de los mismos.
12. La estructura de la reivindicación 11, en la que las fibras incluyen un material seleccionado del grupo formado por fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, y una combinación de los mismos.
13. La estructura de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el material de reducción de fricción contiene materiales de relleno, en la que los materiales de relleno incluyen materiales seleccionados del grupo formado por fibras, materiales inorgánicos, materiales termoplásticos, materiales minerales, y una combinación de los mismos.
14. La estructura de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende un revestimiento resistente a la corrosión que recubre una superficie del material rígido, en la que el revestimiento resistente a la corrosión opcionalmente recubre una superficie principal del material rígido opuesta a la superficie cubierta por el material de reducción de fricción.
15. La estructura de la reivindicación 14, en la que el revestimiento resistente a la corrosión incluye una capa de resina epoxi, en la que la capa de resina epoxi opcionalmente incluye un material de relleno.
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