BR102013020406A2

BR102013020406A2 - sistema de alinhamento para alinhar componentes entre si

Info

Publication number: BR102013020406A2
Application number: BR102013020406-4A
Authority: BR
Inventors: Steven E. Morris
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2018-11-21
Also published as: US20140041199A1; US9463538B2; CN103591102A; CN103591102B

Abstract

sistema de alinhamento para alinhar componentes entre si. um sistema de alinhamento para alinhar componentes inclui um primeiro componente, um segundo componente, abas alongadas eretas ligadas a pelo menos um dos componentes, cada aba alongado possuindo uma parede de aba e aberturas de aba alongadas deformáveis formadas em pelo menos um dos componentes, cada abertura de aba deformável compreendendo paredes de ab&tura deformáveis opostas. as aberturas são distribuídas geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica das abas alongadas de tal modo que cada aba alongada é receptível em uma respectiva abertura e cada aba tem uma largura maior do que a largura em seção transversal da sua abertura respectiva medida em uma mesma direção. cada abertura está configurada para se deformar elasticamente, mediante disposição de cada aba alongada na sua abertura de aba respectiva em uma interface entre a parede de aba e a parede de abertura.

Description

(54) Título: SISTEMA DE ALINHAMENTO PARA ALINHAR COMPONENTES ENTRE Sl (51) Int. Cl.: B62D 65/00; B25B 11/00.

(30) Prioridade Unionista: 13/08/2012 US 61/682597; 17/06/2013 US 13/919262.

(71) Depositante(es): GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC.

(72) Inventor(es): STEVEN E. MORRIS.

(57) Resumo: SISTEMA DE ALINHAMENTO PARA ALINHAR COMPONENTES ENTRE Sl. Um sistema de alinhamento para alinhar componentes inclui um primeiro componente, um segundo componente, abas alongadas eretas ligadas a pelo menos um dos componentes, cada aba alongado possuindo uma parede de aba e aberturas de aba alongadas deformáveis formadas em pelo menos um dos componentes, cada abertura de aba deformável compreendendo paredes de ab&tura deformáveis opostas. As aberturas são distribuídas geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica das abas alongadas de tal modo que cada aba alongada é receptível em uma respectiva abertura e cada aba tem uma largura maior do que a largura em seção transversal da sua abertura respectiva medida em uma mesma direção. Cada abertura está configurada para se deformar elasticamente, mediante disposição de cada aba alongada na sua abertura de aba respectiva em uma interface entre a parede de aba e a parede de abertura.

“SISTEMA DE ALINHAMENTO PARA ALINHAR COMPONENTES ENTRE SI”

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um sistema de alinhamento e ao método do mesmo e mais particularmente a elementos de localização para alinhamento e fixação de componentes durante uma operação de acoplamento.

ANTECEDENTES

Atualmente, componentes que devem ser acoplado em conjunto em um processo de fabricação ficam mutuamente localizadas em relação uns aos outros por elementos de alinhamento machos de duas vias e/ou quatro vias, tipicamente saliências eretas, as quais são recebidas em correspondentes elementos de alinhamento fêmeas, tipicamente aberturas sob a forma de furos ou fendas. Existe uma folga entre os elementos de alinhamento machos e seus respectivos elementos de alinhamento fêmeas que é predeterminada para corresponder ao tamanho antecipado e a tolerâncias de variação de posição dos elementos de alinhamento do machos e fêmeas, como resultado de variâncias de fabricação (ou processamento). Como resultado, podem ocorrer variações de posicionamento significativas entre os primeiro e segundo componentes acoplados, o que contribui para a presença de lacunas variáveis e indesejavelmente grandes e de resto um mau ajuste entre eles. Consequentemente, é desejável proporcionar um sistema de alinhamento e um método aperfeiçoados para alinhar com precisão os componentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma forma de realização exemplificativa da invenção, um sistema de alinhamento para alinhar componentes entre si outros é descrito. O sistema inclui um primeiro componente e um segundo componente. O sistema inclui também uma pluralidade de abas alongadas eretas, ligadas a pelo menos um dos primeiro e segundo componentes, cada aba alongada possuindo uma parede de aba. O sistema inclui ainda uma pluralidade de aberturas de aba alongadas deformáveis formadas em pelo menos um dos primeiro e segundo componentes, cada abertura de aba deformável compreendendo paredes de abertura deformáveis opostas; em que as aberturas da pluralidade de aberturas são distribuídas geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de abas alongadas de tal modo que cada aba alongado é receptível em uma respectiva abertura e cada aba tem uma largura maior do que uma largura da seção transversal da sua abertura respectiva medida em uma mesmo direção, e, em que cada abertura é configurada para se deformar elasticamente, mediante disposição de cada aba em cada respectiva abertura em uma interface entre a parede de aba de cada aba e a parede de abertura de cada abertura respectiva.

Em uma outra forma de realização exemplificativa da invenção, um método para alinhar com precisão componentes de um veículo automotivo, durante uma operação de acoplamento está descrito. O método inclui fornecer um primeiro componente de veículo. O método também inclui fornecer um segundo componente do veículo, em que cada um dos primeiro e segundo componentes do veículo é provido com uma pluralidade de abas alongadas eretas e uma pluralidade de aberturas alongadas deformáveis formadas nas mesmas, em que as aberturas da pluralidade de aberturas alongadas são distribuídos geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de abas alongadas de tal modo que cada aba alongada é engatável acopladamente em uma respectiva abertura alongada e cada aba tem uma largura maior do que uma largura em seção transversal da sua abertura respectiva medida em uma mesma direção. O método também inclui o acoplar o primeiro componente do veículo com o segundo componente do veículo, pressionando os componentes em conjunto, em que durante o pressionamento, o primeiro componente do veículo está alinhado com o segundo componente do veículo por cada aba alongada sendo recebida na sua respectiva abertura alongada deformável. O método inclui ainda deformar elasticamente paredes deformáveis opostas de cada uma das aberturas deformáveis mediante disposição de cada aba em cada respectiva abertura em uma interface entre uma parede de aba de cada aba e uma parede de abertura de cada respectiva abertura, em que a deformação elástica das aberturas deformáveis ocorre sobre a pluralidade de aberturas deformáveis de tal modo que, por acoplamento, uma localização precisa do primeiro componente do veículo em relação ao segundo componente do veículo é realizada.

As características e vantagens acima e outras características e vantagens da invenção são prontamente evidentes a partir da seguinte descrição detalhada da invenção, quando tomada em associação com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outras características, vantagens e detalhes aparecem, a título de exemplo apenas, na seguinte descrição detalhada das formas de realização, a descrição detalhada referindo-se aos desenhos nos quais:

A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma forma de realização de um sistema de alinhamento e conjunto de componentes incorporando o mesmo, tal como aqui divulgado.

A Fig. 2 é uma vista em perspectiva parcialmente desmontada do sistema e conjunto da Fig. 1.

A Fig. 3 é uma vista em perspectiva parcialmente desmontada do sistema e conjunto da Fig. 1, compreendendo ainda um terceiro componente.

A Fig. 4 é uma vista em perspectiva do sistema e conjunto da Fig. 3 numa condição montada, em que os componentes foram alinhadas de acordo com o método aqui descrito.

A Fig. 5. é uma vista em corte transversal de uma aba e abertura da Fig. 4.

A Fig. 6 é um fluxograma de um método para alinhar com precisão componentes de um veículo automotivo, durante uma operação de acoplamento, tal como aqui divulgado.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

A descrição seguinte é de natureza meramente exemplificativa e não se destina a limitar a presente invenção, a sua aplicação ou usos. Deve ser entendido que ao longo dos desenhos, números de referência correspondentes indicam partes e elementos similares ou correspondentes.

De acordo com uma forma de realização exemplificativa do invento, um conjunto de porta de tricamada fina utilizando elementos deformáveis por rateio elástico para alinhamento de precisão é divulgado. Esta forma de realização dispõe um componente interno entre dois componentes externos acopláveis para reter o componente interno e também utiliza elementos deformáveis por rateio elástico para alinhamento de precisão compreendendo vigas fixas-fixas deformáveis e abas de interface para localizar com precisão componentes acopláveis do veículo. Esta abordagem pode ser utilizada para reduzir ou eliminar a necessidade de fixações secundárias (por exemplo, fixação térmica) para reter o componente interno em posição em relação a um dos componentes externos durante sua montagem.

A forma de realização usa abas alongadas (por exemplo, retangulares) que se acoplam com aberturas alongadas deformáveis para localizar componentes uns em relação aos outros. A largura de cada aba alongada é maior do que a largura da abertura alongada de acoplamento. À medida que os componentes são montados paredes deformáveis opostas das aberturas alongadas se deformam elasticamente. As paredes deformáveis compreendem porções de viga fixas do respectivo componente. Isto cria uma condição de interferência que elimina a variação associada com as folgas inerentes em esquemas de localização de duas vias/quatro vias. Além disso, a interface sobre-tensionada vai flexionar as seções de viga fixas-fixas sobre cada lado das aberturas de acoplamento para uma posição que reteia o erro de posição individual de cada abertura. Isto irá resultar em desalinhamento lado a lado igual para cada variação de posição das abas de alongadas Xl/^N, onde N é o número de tensões. A deformação das seções de viga fixa-fixa serve para alinhar e enrijecer a interface.

Referindo-se às figuras e, mais particularmente às Figs. 1, 2 e 5, um sistema de alinhamento 10 para alinhar componentes entre si é descrito. O sistema inclui um primeiro componente 20 e um segundo componente 40. O sistema 10 inclui também uma pluralidade de abas alongadas eretas 22 ligadas a pelo menos um dentre o primeiro componente 20 e o segundo componente 40, cada aba alongada possuindo uma parede de aba 24. O sistema inclui ainda uma pluralidade de aberturas de aba alongadas deformáveis 42 formadas em pelo menos um dentre o primeiro componente 20 e o segundo componente 40, cada abertura de aba deformável 42 compreendendo paredes de abertura deformáveis opostas 44; em que as aberturas da pluralidade de aberturas 42 são distribuídas geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de abas alongadas 22 de tal modo que cada aba 22 é alongado é receptível em uma respectiva abertura 42, e em que quando cada aba alongada 22 é recebida na sua abertura de aba respectiva 42, uma deformação elástica ocorre na interface entre a parede de aba 24 e a parede de abertura 44, em que a deformação elástica é responsiva a cada parede de aba tendo uma largura maior do que uma largura em seção transversal da respectiva abertura 42, e em que a deformação elástica é elasticamente rateada sobre a pluralidade de paredes de abertura deformáveis 44 de tal modo que o primeiro componente 20 está precisamente localizado em relação ao segundo componente 40. A deformação elástica das paredes de abertura 44 rateia elasticamente erros de predeterminada exigida para cada viga. As larguras de viga W_c podem ser as mesmas ou diferentes, dependendo das características de conformidade exigidas predeterminados para cada viga. A largura de viga predeterminada W_a é selecionada para obter uma característica de conformidade predeterminada da viga fixa deformável 46.

Em uma forma de realização, da pluralidade de abas alongadas 22 cada uma tem um eixo de parede de aba 26 e uma primeira porção da pluralidade de abas alongadas 22 têm eixos de parede de aba 26, que não são paralelos aos eixos de parede de aba 26 de uma segunda porção da pluralidade de abas alongadas 22. Em uma outra forma de realização, a primeira porção de abas alongadas 22 tem eixos de parede de aba 26 que são substancialmente ortogonais aos eixos de parede de aba da segunda porção de abas alongadas.

Em uma forma de realização, da pluralidade de abas alongadas 22 cada uma tem uma borda de aba chanffada 28 próxima de uma extremidade superior 30 da aba. Em uma outra forma de realização, cada uma da pluralidade de aberturas de aba alongadas 42 tem uma borda de abertura chanfrada 56 próxima de um orifício de entrada 58 da abertura de aba 42.

Referindo agora às Figs. 1-5, em uma forma de realização, o sistema de alinhamento 10 inclui ainda um conjunto 60 do primeiro componente 20 e do segundo componente 40, em que cada aba alongada 22 é disposta na aba correspondente abertura de aba alongada 42 e deforma as suas paredes de abertura deformáveis 44. Nesta forma de realização (Fig. 1), cada aba alongada 22 tem uma extremidade superior 30 que se projeta acima de uma borda superior 62 da respectiva abertura 42. Em uma outra forma de realização, o sistema de alinhamento 10 também pode incluir um terceiro componente 80, tal como um mecanismo de abrir e fechar porta, que está ligado ao conjunto que tem uma superfície 82 disposta próxima das extremidades superiores 30 das abas alongadas 22, a superfície 82 tendo uma pluralidade de cavidades em recesso 84 dispostas na mesma, que são configuradas para receber as extremidades superiores 30 das abas alongadas 22. Qualquer um dos ou todos os componentes pode(m) compreender uma superfície ou superfícies tendo um acabamento classe A. O sistema de alinhamento 10 proporciona assim um sistema para o desejado alinhamento do primeiro componente 20, do segundo componente 40, e do terceiro componente 80, enquanto proporciona também uma montagem compacta e eficiente em termos de espaço destes componentes. Na forma de realização das Figs. 1-5, por exemplo, o conjunto tem uma espessura máxima que é menor do que a espessura máxima das peças componentes individuais 20, 40, 80. Ou seja, os componentes são encaixados um dentro do outro para proporcionar uma montagem compacta, enquanto ao mesmo tempo prevê-se um alinhamento preciso dos elementos uns com relação aos outros.

Em uma forma de realização, o sistema 10 pode ser utilizado para montar um conjunto 60, que compreende um conjunto de veículo a motor, e mais particularmente um conjunto de porta para um veículo a motor.

Qualquer material elasticamente deformável adequado pode ser usado para o primeiro componente 20 e as abas alongadas 22, ou o segundo componente 40 e as vigas fixas 46 ou o terceiro componente 80, por exemplo, particularmente aqueles materiais que são elasticamente deformáveis quando conformados nos elementos aqui descritos. Isto inclui vários metais, polímeros, cerâmicas, materiais inorgânicos ou vidros, ou compósitos de qualquer um dos materiais acima referidos, ou quaisquer outras combinações deles. Muitos materiais compósitos são considerados, incluindo vários polímeros carregados, incluindo polímeros carregados com vidro, cerâmica, metais e materiais inorgânicos, particularmente os polímeros carregados com vidro, metal, cerâmica, inorgânicos ou fibras de carbono. Qualquer morfologia de carga adequada pode ser empregada, incluindo todos os formatos e tamanhos de particulados ou fibras. Mais particularmente, qualquer tipo adequado de fibra pode ser usado, incluindo fibras contínuas e descontínuas, panos tecidos e não tecidos, feltros ou estopas, ou uma combinação destes. Qualquer material apropriado pode ser usado, incluindo vários tipos e ligas de aço, ferro fundido, alumínio, magnésio ou titânio, ou compósitos dos mesmos, ou qualquer outra combinação destes. Os polímeros podem incluir ou polímeros termoplásticos ou polímeros termofixos ou compósitos dos mesmos, ou quaisquer outras combinações, que incluem uma ampla variedade de copolímeros e mesclas de polímeros. Em uma forma de realização, um material plástico preferido é um que tem propriedades elásticas, de modo a deformar-se elasticamente sem fratura, como, por exemplo, um material que compreende um polímero de acrilonitrilabutadieno-estireno (ABS), e mais particularmente uma mistura de polímero de policarbonato e ABS (PC/ABS). O material pode estar em qualquer forma e ser formado ou fabricadas por qualquer processo adequado, incluindo metal estampado ou conformado, compósitos ou outras chapas, peças forjadas, peças extrudadas, peças prensadas, peças fundidas, ou peças moldadas e similares, para incluir os elementos deformáveis aqui descritos. As abas alongadas 22 podem ser formadas de qualquer maneira adequada. Elas podem ser formadas inteiriçamente ou fabricadas com o primeiro componente 20, ou elas podem ser formadas em conjunto separadamente e ligadas ao primeiro componente, ou elas podem ser tanto formadas inteiramente em separado e ligadas ao primeiro componente. Quando formadas separadamente, elas podem ser formadas a partir de materiais diferentes daqueles do primeiro componente 20 para proporcionar uma característica de resposta elástica predeterminada, por exemplo. O material, ou materiais, pode(m) ser selecionado(s) para fornecer uma característica de resposta elástica predeterminada de qualquer um ou todos dentre ou o primeiro componente 20, ou o segundo componente 40 ou o terceiro componente 80, particularmente as vigas fixas deformáveis 46. A característica de resposta elástica predeterminada pode incluir, por exemplo, um módulo elástico predeterminado.

Fazendo referência às Figs. 2-4, o primeiro componente 20 ou o terceiro componente 80 podem também incluir tubos elásticos 90 e aberturas correspondentes 92, como parte do sistema de alinhamento 10 e conjunto 60 aqui descritos. Estes tubos elásticos 90 e as aberturas correspondentes 92 e seu uso em um sistema de alinhamento estão descritos no pedido de patente copendente US 13/187.675 (corespondendo ao BR 102012016994-0) de titularidade comum.

Referindo-se à Fig. 6, em uma forma de realização, um método 200 para alinhar com precisão componentes de um veículo a motor, durante uma operação de acoplamento está descrito. O método inclui fornecer um primeiro componente 210 do veículo. O método também inclui fornecer um segundo componente 220 do veículo, em que qualquer um dentre o primeiro e o segundo componentes de veículos é provido com uma pluralidade de abas alongadas eretas e uma pluralidade de aberturas alongadas deformáveis nelas formadas, em que as aberturas da pluralidade de aberturas alongadas são distribuídas geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de abas alongadas de tal modo que cada aba alongada é engatável acoplavelmente em uma respectiva abertura alongada. O método também inclui acoplar 230 o primeiro componente do veículo com o segundo componente do veículo,@ pressionando os componentes em conjunto, em que durante a prensagem, o primeiro componente do veículo está alinhada com o segundo componente do veículo por cada aba alongado sendo recebido na sua respectiva abertura alongada deformável. O método inclui ainda a deformar elasticamente deformáveis 240 opostas paredes de cada uma das aberturas deformáveis. Ainda mais, o método inclui ratear elasticamente 250 a deformação elástica ao longo da pluralidade de aberturas deformáveis tais que, após o acasalamento, a localização exata do veículo do primeiro componente para o segundo componente do veículo é realizado.

Embora a invenção tenha sido descrita com referência a formas de realização exemplificativas, deverá ser entendido por aqueles peritos na arte que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos destes sem se afastarem do âmbito da invenção.

Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma determinada situação ou material em particular aos ensinamentos do invento sem afastamento do âmbito essencial do mesmo. Portanto, pretende-se que a invenção não se limita às concretizações particulares divulgadas, mas que o invento inclui todas as formas de realização que caem dentro do âmbito do pedido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de alinhamento para alinhar componentes entre si, caracterizado pelo fato de que compreende:

um primeiro componente;

um segundo componente;

uma pluralidade de abas alongadas eretas ligadas a pelo menos um dentre o primeiro e o segundo componentes, cada aba alongado possuindo uma parede de aba e, uma pluralidade de aberturas de aba alongadas deformáveis formada em pelo menos um dentre o primeiro e o segundo componentes, cada abertura de aba deformável compreendendo paredes de abertura deformáveis opostas;

em que as aberturas da pluralidade de aberturas são distribuídas geometricamente em relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de abas alongadas de tal modo que cada aba alongado é receptível em uma respectiva abertura e cada aba tem uma largura maior do que a largura em seção transversal da sua respectiva abertura medido numa mesma direção e, em que cada abertura é configurada para se deformar elasticamente, mediante disposição de cada aba em cada respectiva abertura em uma interface entre a parede de aba de cada aba e a parede de abertura de cada abertura respectiva.
2. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma das paredes de abertura deformáveis compreende uma viga fixa deformável.
3. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a viga fixa deformável é definida por uma abertura de viga alongada formada próxima da parede de abertura deformável.
4. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a abertura de viga alongada tem um comprimento que é maior do que um comprimento da abertura de aba.
5. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a viga fixa deformável é definida por uma superfície livre do respectivo componente sobre o qual ela é formada.
6. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de abas alongadas tem um eixo de parede de aba e uma primeira porção da pluralidade de abas alongadas possui eixos de parede de aba que são não paralelos aos eixos de parede de aba de uma segunda porção da pluralidade de abas alongadas.
7. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto do primeiro componente e do segundo componente, em que cada aba alongada é disposta na abertura de aba alongada correspondente e deforma as suas paredes de abertura deformáveis.
8. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada aba alongada tem uma extremidade superior que se projeta acima de uma borda superior da respectiva abertura.
9. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um terceiro componente que é ligado ao conjunto tendo uma superfície disposta próxima das extremidades superiores das abas alongadas, a superfície tendo uma pluralidade de cavidades em recesso nela dispostas, que são configuradas para receber as extremidades superiores das abas alongadas.
10. Sistema de alinhamento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o conjunto compreende um conjunto de veículo a motor.

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