BR0303027B1 - sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veìculo. - Google Patents
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Description
SISTEMA DE ASSISTÊNCIA DE ELEVAÇÃO DE PORTINHOLA TRASEIRA
DE VEÍCULO
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção aplica-se a painéis de fechamento pivotáveis em veículos, em particular, a painéis de fechamento que giram em torno de sua borda inferior e requerem um esforço significativo da parte do operador para abertura e fechamento, tais como portinholas traseiras de veículo.
DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA
Embora seja prática comum não se proverem portinholas traseiras de veículo com assistência de elevação, houve numerosos dispositivos sugeridos no estado da técnica, que são configurados para fazerem isso. Com a sofisticação continuada de sistemas de veículo e a adição de itens de conforto e conveniência, as portinholas traseiras estão se tornando crescentemente mais pesadas, e os dispositivos de assistência de elevação tornar-se-ão uma exigência. A forma mais comum de assistência de portinhola traseira destacada no estado da técnica usa uma mola de torção acondicionada com a portinhola traseira, que armazena energia em resposta ao ângulo de abertura.
A Patente U.S. N0 5.358.301 emitida para Konchan et al. mostra uma mola de contrabalanço de barra de torque portada no painel da portinhola traseira, que é comprimida em termos de torção quando o painel é pivotado para longe da posição de remoção do painel. A barra de torque é reta e orientada coaxialmente com os suportes de pivô da portinhola traseira. A energia armazenada na barra de torque ajuda o operador a elevar a portinhola traseira até a posição de remoção. 0 painel da portinhola traseira pode ser removido do veículo na posição de remoção conforme dois aspectos no suporte de pivô forem alinhados. Infelizmente, o sistema descrito em Konchan acrescenta um peso significativo à massa total da portinhola traseira e, portanto, torna o conjunto difícil de manipular quando removido.
A Patente U.S. N0 5.988.724, emitida para Wolda, mostra um mecanismo similar ao de Konchan et al. , mas que utiliza uma barra de torque em formato de ferradura, que pode ser rapidamente instalada como uma opção. Além da capacidade de se ter a barra de torque independente dos suportes de pivô e, portanto, capaz de uso opcional, o dispositivo descrito em Wolda é similar àquele de Konchan et al. , e oferece a mesma penalidade de peso em relação a um painel não assistido.
Há uma outra grande classe de sistemas de assistência de elevação, que são configurados para serem montados em uma estrutura de carroceria e atuarem sobre o painel de fechamento pivotável com uma força direta. Esses tipos de dispositivo são utilizados extensivamente em painéis de fechamento que se pivotam em sua borda superior, tais como portinholas dobradiças de utilitários e similares. Esses dispositivos também seriam adequados para uso em uma portinhola traseira, mas requereriam um grande volume de acondicionamento, devido a sua exigência de atuação sobre o painel de fechamento a uma distância do eixo de suporte de pivô de articulação. Adicionalmente, devido ao fato deles serem montados na estrutura da carroceria, eles prejudicariam a remoção da portinhola traseira do veículo. Diferentemente das portinholas dobradiças de veículo, uma remoção simples de portinholas traseiras é uma exigência da maioria dos sistemas de portinhola traseira.
A Patente U.S. N0 4.291.501, emitida para Steniberg et al., mostra um dispositivo para contrabalançar uma parte de carroceria que pode oscilar ou um painel de fechamento em um veículo motor, usando-se uma barra de torção com uma manivela integrada. A barra de torção é acondicionada externamente do painel de fechamento e não é coaxial com o eixo de suporte de pivô, portando criando uma exigência de grande volume de acondicionamento.
Além de barras de torção, uma ampla faixa de dispositivos de armazenamento de energia é utilizada para a geração de forças diretas sobre painéis de fechamento de uma maneira similar a de Steniberg et al. Esses dispositivos incluem, mas não estão limitados a molas de extensão, molas de compressão, molas de sincronismo e molas a gás.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Assim sendo, seria vantajoso prover um sistema de assistência de elevação simples para uma portinhola traseira de veículo que seja facilmente desencaixado e não aumente substancialmente o peso da portinhola traseira, de modo que uma remoção da portinhola traseira do veículo seja desimpedida. Adicionalmente, seria vantajoso dispor o sistema de assistência de elevação para imprimir um torque e orientá-lo coaxialmente com o eixo de pivô de portinhola traseira, de modo que o volume de acondicionamento fosse minimizado e o processo de remoção relativamente simples de uma portinhola traseira do estado da técnica convencional fosse mantido.
A presente invenção provê um sistema de assistência de elevação para uma portinhola traseira de veículo, que utiliza um dispositivo de armazenamento de energia acondicionado na estrutura do veículo. 0 dispositivo de armazenamento de energia é configurado de modo a imprimir um torque sobre um eixo de atuação, através de um cotovelo. O eixo de atuação é posicionado em alinhamento coaxial com o eixo de suporte de pivô de portinhola traseira e é configurado com um aspecto de acionamento de fenda que o acopla à portinhola traseira em cooperação com um conjunto de suporte de pivô do estado da técnica convencional. O aspecto de acionamento de fenda desacopla-se automaticamente, sem uma intervenção do operador, quando a portinhola traseira é removida da maneira convencional, como conhecido no estado da técnica. O aspecto de acionamento de fenda, o cotovelo e o eixo de atuação são dispostos de modo a imprimirem um torque de assistência de elevação crescente sobre a portinhola traseira, em resposta à abertura de forma pivotante da portinhola traseira. Na montagem preferida da presente invenção, o arranjo de acionamento de fenda é configurado para se desencaixar do torque de assistência de elevação em uma posição intermediária da portinhola traseira, que coincide com a posição de remoção ditada por um conjunto de suporte de pivô do estado da técnica convencional. Desta maneira, a posição de parada de assistência de elevação e de remoção de portinhola traseira ocorrem na mesma posição, o que simplifica significativamente o processo de remoção e reinstalação. Adicionalmente, o dispositivo de armazenamento de energia pode ser configurado para incorporar um amortecimento viscoso na direção de compressão, de modo que a velocidade de abertura da portinhola traseira possa ser limitada.
Assim sendo, em um aspecto principal da invenção, um sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo compreende uma portinhola traseira de veículo adaptada para se abrir e fechar por uma rotação em torno de um eixo de pivô de portinhola traseira em relação à carroceria de um veículo, um dispositivo de armazenamento de energia localizado na carroceria de um veículo e adaptado para ser ancorado de forma pivotante à carroceria de um veículo em uma extremidade, um braço de cotovelo afixado de forma pivotante ao dispositivo de armazenamento de energia e afixado de forma rígida a um eixo de atuação que é alinhado coaxialmente com o eixo de pivô de portinhola traseira, um conjunto de suporte de pivô que compreende um arranjo de apoio de pivô para facilitar uma junta rotativa robusta em torno do eixo de pivô de portinhola traseira, e compreendendo um meio de acoplamento entre a portinhola traseira e o eixo de atuação, de modo que um movimento rotativo relativo da portinhola traseira e da carroceria de um veículo resulte em um movimento linear do dispositivo de armazenamento de energia e em um armazenamento de energia máximo na posição completamente aberta da portinhola traseira.
Em outros aspectos da invenção:
a) o dispositivo de armazenamento de energia é uma mola de gás.
b) a mola de gás incorpora um amortecimento viscoso na direção de compressão, para limitar a velocidade de abertura da portinhola traseira.
c) o dispositivo de armazenamento de energia é uma mola em espiral, um elastômero ou um material resiliente similar.
d) o meio de acoplamento entre a portinhola traseira e o eixo de atuação compreende um arranjo de acionamento de fenda que pode ser simplesmente desacoplado para permitir a remoção da portinhola traseira.
e) o arranjo de acionamento de fenda é configurado para desencaixar o torque de assistência de fechamento em uma posição intermediária da portinhola traseira, a qual é configurada para coincidir com a posição de remoção de um sistema de suporte de pivô de portinhola traseira.
Outros aspectos da invenção se tornarão evidentes a partir da descrição a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma caçamba de carga de caminhonete típica, com um painel de fechamento de portinhola traseira pivotável, mostrado em sua posição completamente fechada.
A figura IA é uma vista em perspectiva de uma caçamba de carga de caminhonete típica, com um painel de fechamento de portinhola traseira pivotável, mostrado em sua posição completamente aberta.
A figura 2 é uma vista em perspectiva explodida parcial de componentes de um mecanismo da presente invenção.
A figura 3 é uma vista em corte parcial de uma montagem da presente invenção, que mostra o painel de fechamento de portinhola traseira pivotável em sua posição completamente fechada.
A figura 4 é uma vista em corte parcial de uma montagem da presente invenção, que mostra o painel de fechamento de portinhola traseira pivotável em sua posição completamente aberta.
A figura 5 é uma vista em corte parcial de uma montagem da presente invenção, que mostra o painel de fechamento de portinhola traseira pivotável em sua posição aberta intermediária.
A figura 6 é uma vista em corte longitudinal parcial de um mecanismo da presente invenção.
A figura 7 é uma vista em perspectiva parcial de um conjunto de suporte de pivô não assistido.
A figura 8 é uma vista em corte parcial de uma montagem da presente invenção, que mostra o painel de fechamento de portinhola traseira pivotável em sua posição completamente fechada e o arranjo de acionamento de fenda em um estado desencaixado.
A figura 9 é uma vista em corte parcial de uma montagem da presente invenção, que mostra o painel de fechamento de portinhola traseira pivotável em uma posição aberta intermediária e o arranjo de acionamento de fenda em um estado encaixado.
A figura 10 é uma vista em corte parcial de uma montagem da presente invenção, que mostra o painel de fechamento de portinhola traseira pivotável em sua posição completamente aberta e o arranjo de acionamento de fenda em um estado encaixado.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA MONTAGEM PREFERIDA A figura 1 ilustra uma caçamba de carga de caminhonete típica (1) , com um painel de fechamento de portinhola traseira pivotável (2) instalado em sua posição completamente fechada. A portinhola traseira (2) é configurada para girar em torno de um par de suportes de pivô de carroceria (20) (40) , que definem um eixo de suporte de pivô (3) localizado em grande proximidade com a borda inferior (4) da portinhola traseira (2). A figura IA ilustra a portinhola traseira (2) girada em torno do eixo de suporte de pivô (3) para sua posição completamente aberta. Conforme a portinhola traseira gira de sua posição completamente fechada para sua posição completamente aberta, seu centro de massa (5) se move para trás a partir do eixo de suporte de pivô (3) e significativamente aumenta a força de fechamento requerida. A figura 3 ilustra a portinhola traseira (2) em sua posição completamente fechada com seu centro de massa (5) deslocado ligeiramente para frente do eixo de suporte de pivô (3) . Este deslocamento, com dimensão Dl, cria uma assistência de fechamento ligeira, como ilustrado. A figura 4 ilustra a portinhola traseira (2) em sua posição completamente aberta, com seu centro de massa (5) deslocado por uma grande quantidade para trás do eixo de suporte de pivô (3). Este deslocamento, com dimensão D2, cria um grande torque de abertura que o operador deve vencer, para fechar a portinhola traseira.
Em uma montagem preferida da presente invenção, ilustrada na figura 2 e na figura 6, um dispositivo de armazenamento de energia de mola de gás (10) está localizado no lado de carroceria de caçamba de carga de caminhonete (7), cora uma extremidade ancorada (11) afixada de forma pivotante à carroceria, e uma extremidade móvel (12) afixada de forma pivotante a um braço de cotovelo (13). 0 braço de cotovelo (13) é afixado de forma rígida a um eixo de atuação (14), que é guiado de forma rotativa em uma estrutura de luva (22) de uma placa de reforço de suporte de pivô (21). A placa de reforço de suporte de pivô (21) e o suporte de pivô de carroceria (20) são configurados para serem montados de forma rígida ao lado de carroceria de caçamba de caminhonete (7) , de modo que eles intercalem o metal de chapa de lado de carroceria entre eles. Desta forma, uma junta extremamente rígida é obtida com a estrutura de luva (22) e o eixo de atuação (14) estando localizados e mantidos em alinhamento com o eixo de suporte de pivô (3) . Um aspecto de acionamento de fenda macho (15) é afixado coaxialmente ao eixo de atuação (14) , através de um parafuso (16). O parafuso (16) também retém o eixo de atuação (14) e todo o conjunto pivotável no suporte de pivô de carroceria rígido (2 0), enquanto permite um movimento de rotação. 0 suporte de pivô de carroceria (2 0) também contém um aspecto de superfície externa de apoio (23) .
Um suporte de pivô de portinhola traseira (3 0) é afixado de forma rígida à portinhola traseira (2) e é configurado com um aspecto de superfície interna de apoio (31) . Um aspecto de acionamento de fenda fêmea (32) é montado de forma rígida no suporte de pivô de portinhola traseira (30) em alinhamento coaxial com o aspecto de superfície interna de apoio (31). Quando a portinhola traseira (2) é montada na caçamba de carga da caminhonete (1) para uma operação normal, o aspecto de superfície interna de apoio (31) do suporte de pivô de portinhola traseira (30) tem uma interface com o aspecto de superfície externa de apoio (23) do suporte de pivô de carroceria (20), criando uma junta rotativa robusta. Adicionalmente, o aspecto de acionamento de fenda macho (15) se intertrava com o aspecto de acionamento de fenda fêmea (32) do suporte de pivô de portinhola traseira (30), de modo que um movimento rotativo da portinhola traseira (2) seja diretamente transferido para o eixo de atuação (14), através dos aspectos de acionamento de fenda de intertravamento. Desta forma, a mola de gás (10) é atuada de uma maneira linear, através do braço de cotovelo (13) , em resposta ao movimento rotativo da portinhola traseira (2) .
O braço de cotovelo (13) e a mola de gás (10) são orientados ou configurados de modo que o armazenamento de energia máximo seja obtido na posição completamente aberta da portinhola traseira (2), como mostrado na Figura 4. Conforme a portinhola traseira (2) é fechada, a energia armazenada na mola de gás (10) provê uma assistência de elevação significativa ao operador. Conforme a portinhola traseira se fecha, a dimensão de deslocamento (D) entre o eixo de suporte de pivô (3) e o centro de massa (5) diminui, desse modo requerendo menos esforço do operador para se concluir o fechamento. Ao mesmo tempo, conforme a portinhola traseira se fecha, a energia armazenada na mola de gás (10) diminui e com o sincronismo correto cai de uma maneira proporcional à dimensão de deslocamento (D) . Se apropriadamente configurado, o sistema de mola de gás (10) e braço de cotovelo (13) pode manter o esforço requerido do operador baixo e quase constante através da faixa de elevação. Adicionalmente, a mola de gás (10) pode ser configurada para incorporar um amortecimento viscoso na direção de compressão, de modo que a velocidade de abertura da portinhola traseira (2) possa ser limitada.
Na montagem preferida, o arranjo de acionamento de fenda é configurado para se desencaixar em uma posição intermediária da portinhola traseira (2), como ilustrado na figura 5 e na figura 8. Nesta configuração, a portinhola traseira (2) não tem nenhuma força de assistência de elevação imprimida até o movimento de fechamento final. Foi descoberto que este é um compromisso aceitável já que o esforço requerido do operador é relativamente baixo a partir desta posição intermediária, devido à dimensão de deslocamento (D) ser proporcionalmente pequena, devido à natureza não linear da trigonometria que dita a dimensão. Em outras palavras, conforme o centro de massa da portinhola dobradiça se aproxima de uma linha vertical através do eixo de pivô, menos esforço é requerido para se mover a portinhola traseira sob a força da gravidade.
Na montagem preferida, o sistema também é configurado para permitir que a portinhola traseira (2) seja completamente removida da caçamba de carga da caminhonete (1) . Esta remoção é facilitada pelo arranjo de suporte de pivô no lado da portinhola traseira que não é configurado para assistência de elevação, como ilustrado na Figura 7. Este lado da portinhola traseira (2) é configurado com um suporte de pivô de portinhola traseira passivo (40), o qual é conhecido no estado da técnica e inclui um aspecto de superfície interna de apoio em formato de ferradura (41) , adaptado para ter uma interface com um aspecto de superfície externa de apoio (43) de um suporte de pivô de carroceria (42) . 0 aspecto de superfície externa de apoio (43) é substancialmente arredondado, mas inclui duas áreas planas (44) orientadas de modo a permitirem que o aspecto de superfície interna de apoio em formato de ferradura (41) seja desassentado, quando essas partes estiverem apropriadamente alinhadas, mas intertravadas de modo a se prover uma junta rotativa robusta em todas as outras posições. Na montagem preferida, a orientação do aspecto de superfície interna de apoio em formato de ferradura (41) e das duas áreas planas (44) é tal que ela coincida com a posição intermediária da portinhola traseira ilustrada na figura 6 e na figura 9. Nesta configuração, a posição de parada de assistência de elevação e de remoção de portinhola traseira ocorre na mesma posição, o que simplifica, significativamente, o processo de remoção e reinstalação da portinhola traseira. Este processo de remoção - reinstalação é o mesmo que no caso de uma portinhola traseira sem assistência de elevação, outra além daquela dos aspectos de acionamento de fenda desta montagem da invenção, dever ser alinhada.
A figura 9 e a figura 10 ilustram o arranjo de acionamento de fenda em uma condição acoplada, com o aspecto de acionamento de fenda macho (15) intertravando com o aspecto de acionamento de fenda fêmea (32), de modo a transferir um movimento rotativo e o torque de assistência de elevação. A figura 8 ilustra o arranjo de acionamento de fenda em uma condição desacoplada, com o aspecto de acionamento de fenda macho (15) livre para se mover dentro do aspecto de acionamento de fenda fêmea (32). Esta condição desacoplada é disposta para ocorrer a partir da posição intermediária da portinhola traseira até a posição completamente fechada da portinhola traseira.
Claims (7)
1. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, tendo uma portinhola traseira de veículo (2) adaptada para se abrir e fechar por uma rotação em torno do eixo de pivô de portinhola traseira (3) em relação a uma carroceria de um veículo (1) , dito sistema sendo caracterizado pelo fato de compreender: a) um dispositivo de armazenamento de energia (10) localizado na carroceria de um veículo (1) e adaptado para ser ancorado de forma pivotante à carroceria de um veículo (1) em uma extremidade (11) ; b) um braço de cotovelo (13) afixado de forma pivotante ao dispositivo de armazenamento de energia (10) e afixado de forma rígida a um eixo de atuação (14) , que é alinhado coaxialmente com o eixo de pivô de portinhola traseira (3); e c) um conjunto de suporte de pivô (20) que compreende um arranjo de apoio de pivô (22, 23) para facilitar uma junta rotativa robusta em torno do eixo de pivô de portinhola traseira (3), e compreendendo um meio de acoplamento (16, 31, 32) entre a portinhola traseira (2) e o eixo de atuação (14).
2. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de armazenamento de energia ser uma mola de gás (10).
3. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a mola de gás (10) incorporar um amortecimento viscoso na direção de compressão, para limitar a velocidade de abertura da portinhola traseira (2) .
4. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o dispositivo de armazenamento de energia ser uma mola em espiral, um elastômero ou um material resiliente similar.
5. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o meio de acoplamento entre a portinhola traseira (2) e o eixo de atuação (14) compreender um arranjo de acionamento de fenda (15, 32) que pode ser simplesmente desacoplado para se permitir a remoção da portinhola traseira (2).
6. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o arranjo de acionamento de fenda (15, 32) ser configurado para desencaixar o torque de assistência de fechamento em uma posição intermediária da portinhola traseira (2) , a qual é configurada para coincidir com a posição de remoção de um sistema de suporte de pivô de portinhola traseira (40).
7. Sistema de assistência de elevação de portinhola traseira de veículo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o arranjo de acionamento de fenda (15, 32) ser configurado para desencaixar o torque de assistência de fechamento em uma posição de remoção de um sistema de suporte de pivô de portinhola traseira (40).
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