BR102013023470A2 - Sistema de alinhamento de parede convexa elástica para alinhar componentes entre si e método para alinhar componentes de um veículo a motor durante uma operação de acoplamento - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE ALINHAMENTO DE PAREDE CONVEXA ELÁSTICA PARA ALINHAR COMPONENTES ENTRE SI E METODO PARA ALiNHAR COMPONENTES DE UM VEÍCULO A MOTOR DURANTE UMA OPERAÇÃO DE ACOPLAMENTO Um sistema de alinhamento de parede convexa elástica e de retenção inclui um primeiro componente, um segundo componente, uma pluralidade de paredes convexas elásticas dispostas sobre pelo menos um dentre o primeiro componente e o segundo componente cada uma tendo uma superficie de parede convexa e uma superficie de parede não convexa e um eixo longitudinal e um par de elementos de retenção espaçados, que se opõem um ao outro em tomo do eixo, cada elemento de retenção estendendo-se para fora a partir da superficie da parede convexa, e uma pluralidade de aberturas formadas em pelo menos um dentre o primeiro componente e o segundo componentes, cada abertura tendo uma parede de abertura, as aberturas da pluralidade de aberturas sendo configuradas e dispostas de tal modo que cada parede convexa elástica seja receptível em uma respectiva abertura, em que cada parede convexa elástica é configurada para se deformar elasticamente, em uma interface entre a parede convexa e a parede de abertura na inserção para estabelecer uma posição elasticamente rateada do primeiro componente em relação ao segundo componente.

Description

“SISTEMA DE ALINHAMENTO DE PAREDE CONVEXA ELÁSTICA PARA ALINHAR COMPONENTES ENTRE SI E MÉTODO PARA ALINHAR COMPONENTES DE UM VEÍCULO A MOTOR DURANTE UMA OPERAÇÃO DE ACOPLAMENTO” CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se com elementos de localização e um sistema para alinhamento e retenção de componentes tendo uma dimensão ou área de contato relativamente pequenas, durante uma operação de acoplamento.

ANTECEDENTES

Atualmente, componentes que devem ser acoplados juntamente em um processo de fabricação ficam mutuamente localizados uns em relação 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. O problema da variação de posição também existe no acoplamento e retenção de peças que têm uma dimensão ou área de contato em que as peças estão acopladas, relativamente pequenas. No acoplamento de tais componentes, muitas vezes não há espaço suficiente para proporcionar saliências eretas e correspondentes elementos de alinhamento fêmeas, tais como aberturas na forma de furos ou fendas, no componente acoplável. Em tais situações, a localização em posição e a retenção são frequentemente combinadas por ligação usando adesivos, incluindo fita adesiva de dupla face, em que os componentes são visualmente e manualmente alinhados entre si e pressionados em contato adesivo. A montagem de tais componentes frequentemente resulta em lacunas e espaçamentos não uniformes indesejáveis entre os componentes, incluindo a presença de variações de conjunto para conjunto indesejavelmente grandes.

Além de tais variações de posição, os componentes precisam ser retidos na posição desejada, uma vez que ela tenha sido estabelecida. A fixação térmica dos componentes adjacentes é um método que tem sido utilizado. No entanto, ele nem sempre é um método desejável, particularmente quando os componentes adjacentes e/ou os elementos de alinhamento usados são pequenos. A fixação térmica é também indesejável quando o volume de espaço disponível ou a quantidade de material dos elementos são pequenos, de tal modo que os componentes não se prestam prontamente à fixação térmica ou o uso de outros dispositivos ou métodos de retenção.

Portanto, um sistema e um método de alinhamento e retenção aperfeiçoados para componentes que tenham uma dimensão ou uma área de contato em que as peças são acopladas, relativamente pequenas são muito desejáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma forma de realização exemplificativa, um sistema de alinhamento de parede convexa elástica para alinhar componentes entre si é descrito. O sistema inclui um primeiro componente e um segundo componente. O sistema também inclui uma pluralidade de paredes convexas elásticas dispostas sobre pelo menos um dentre o primeiro componente e o segundo componente, cada uma das paredes convexas tendo uma superfície de parede convexa e uma superfície de parede não convexa e um eixo longitudinal. O sistema inclui ainda um par de elementos de retenção espaçados, que se opõem um ao outro em tomo do eixo longitudinal, cada elemento de retenção estendendo-se para fora a partir da superfície de parede convexa. O sistema inclui ainda uma pluralidade de aberturas formadas em, pelo menos um dentre o primeiro componente e o segundo componente, cada abertura tendo uma parede de abertura, a pluralidade de aberturas configurada e disposta de tal modo que cada parede convexa elástica seja receptível em uma respectiva abertura, em que cada parede convexa elástica é configurada para se deformar elasticamente, em uma interface entre a parede convexa e a parede de abertura quando a parede convexa elástica é inserida na respectiva abertura para estabelecer uma posição elasticamente rateada do primeiro componente em relação ao segundo componente, em que cada parede convexa elástica tem uma largura maior do que uma seção transversal da sua respectiva abertura.

Em uma outra forma de realização exemplificativa, um método para alinhar componentes de um veículo a motor, durante uma operação de acoplamento é descrito. O método inclui prever um primeiro componente de veículo, o primeiro componente de veículo compreendendo uma pluralidade de paredes convexas elásticas, cada uma das paredes convexas tendo uma superfície de parede convexa, uma superfície de parede não convexa, um eixo longitudinal e um par de elementos de retenção espaçados, que se opõem um ao outro em tomo do eixo longitudinal, cada elemento de retenção estendendo-se para fora a partir da superfície da parede convexa. O método também inclui prever um segundo componente de veículo que tem uma pluralidade de aberturas nele formadas, cada abertura tendo uma parede de abertura, a pluralidade de aberturas sendo configurada e disposta em relação à pluralidade de paredes convexas elásticas de tal modo que cada parede convexa elástica é receptível em uma respectiva abertura. O método inclui ainda acoplar o primeiro componente de veículo com o segundo componente de veículo, em que durante o acoplamento, o primeiro componente de veículo é alinhado com o segundo componente de veículo por cada parede convexa elástica sendo recebida em uma abertura correspondente. O método também inclui a deformar elasticamente uma interface entre cada parede convexa elástica e sua respectiva abertura no segundo componente de veículo enquanto deforma elasticamente os elementos de retenção de modo que os elementos de retenção são configurados para passar através da abertura correspondente. O método inclui ainda realizar a deformação elástica sobre a pluralidade de paredes convexas elásticas de tal modo que com o acoplamento, o primeiro componente de veículo estabelece uma posição elasticamente rateada em relação ao segundo componente de veículo, e reter o primeiro componente de veículo contra o segundo componente de veículo, pelo engate dos elementos de retenção contra as paredes de abertura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outras características, vantagens e detalhes vão aparecer, a título de exemplo apenas, na seguinte descrição detalhada das formas de realização, a descrição detalhada sendo com referência aos desenhos nos quais: A Fig. 1 é uma vista em planta esquemática de uma forma de realização de um sistema e conjunto de alinhamento e de retenção, tal como aqui descrito. A Fig. 2 é uma vista em corte transversal da Fig. 1 tomada ao longo da seção 2-2 que ilustra uma forma de realização de uma parede convexa elástica tal como aqui descrito. A Fig. 3 é uma vista em corte transversal de uma outra forma de realização de uma parede convexa elástica tal como aqui descrito.

As Figs. 4A a 4H são vistas esquemáticas em planta de várias formas de realização de paredes elásticas convexo, como aqui descrito. A Fig. 5 é um fluxograma de um método de alinhar um conjunto de componentes, como aqui descrito. A Fig. 6 é uma vista em perspectiva de uma parede convexa tendo asas espaçadas, estendendo-se axialmente, como aqui descrito. A Fig. 7 é uma vista de topo de uma forma de realização de uma parede convexa elástica e das asas antes da inserção dentro de uma abertura. A Fig. 8 é uma vista de topo da forma de realização da Fig. 7, durante a inserção dentro de uma abertura e de deformação das asas; A Fig. 9 é uma vista de topo da forma de realização da Fig. 7, depois da inserção dentro de uma abertura e extensão das asas, em que as asas retiveram deformação elástica, para solicitar as asas e o tubo convexo elástico contra a periferia da abertura. A Fig. 10 é uma vista frontal da parede convexa e das asas da Fig. 9. A Fig. 11 é uma vista em perspectiva superior de uma forma de realização de um sistema e conjunto de alinhamento e retenção, tal como aqui descrito.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO A descrição a seguir é de natureza meramente exemplificativa e não se destina a limitar a presente invenção, sua aplicação ou usos. Referindo-se às Figuras, incluindo Figs. 1-11, a presente invenção compreende um sistema de alinhamento e retenção de parede elástica convexa 100 e um método para o acoplamento desejado de dois componentes 106, 114, tais como componentes de veículos a motor, por exemplo, em que, quando o acoplamento dos componentes é completado existe uma falta de flutuação (ou jogo) entre os elementos de alinhamento machos e fêmeas, de modo a proporcionar um alinhamento e retenção desejados com tensão de posição enrijecida, ainda que a retenção e o acoplamento alinhados se procedam de modo substancialmente suave e sem esforço a cada vez.

As formas de realização aqui apresentadas compreendem emblemas de veículos que podem ser usados, por exemplo, para identificar uma marca ou categoria de veículo, ou um modelo de veículo, ou um elemento ou característica de modelo (por exemplo, híbrido, AWD e similares). No entanto, a presente invenção reivindicada não deve ser tão limitada, o sistema de alinhamento e retenção 100 pode ser usado com quaisquer componentes adequados para proporcionar rateio elástico para a localização desejada e o alinhamento e retenção de todos os tipos de componentes a acoplar e aplicações do componente, incluindo muitos produtos industriais de consumo (por exemplo, produtos eletrônicos de consumo, vários utensílios e similares), aplicações em transporte, energia e aeroespaciais, e, particularmente, incluindo muitos outros tipos de componentes e aplicações veiculares tais como vários outros componentes e aplicações veiculares para interior, exterior e sob capô, por exemplo. O sistema de alinhamento e retenção 100 de parede convexa elástica é particularmente útil para o desejado alinhamento e retenção de acoplamento de dois componentes 106, 114, onde um ou ambos os componentes têm espaçamento fino ou elementos estreitos, tais como trilhos, molduras, canais, nervuras ou braços que definem letras, logotipos, símbolos ou peças de acabamento, especialmente aqueles em que o tamanho dos componentes não irá acomodar a implementação de outros sistemas de alinhamento e retenção, que incluem elementos de alinhamento maiores, tais como abas ou tubos de rateio elástico completos, e/ou elementos de retenção, tais como juntas termicamente fixadas e fixadores rosqueados, por exemplo. Deve ser entendido que ao longo de todos os desenhos, números de referência correspondentes indicam partes e elementos idênticos ou correspondentes. O sistema de alinhamento 100 pode ser empregado com qualquer número apropriado de componentes, e não está limitado à aplicação com apenas dois componentes. Embora as formas de realização aqui sejam descritas usando dois componentes, mais de dois componentes podem ser alinhadas usando o sistema de alinhamento 100 aqui descrito, incluindo um terceiro, quarto, etc. componentes, em qualquer número.

Como aqui usados, os termos "elástico" ou "elasticamente deformável" e semelhantes referem-se a componentes ou porções de componentes, incluindo características de componentes, compreendendo materiais tendo uma característica de deformação geralmente elástica, em que o material é configurado para sofrer uma mudança resilientemente reversível na sua forma, tamanho ou ambos, em resposta à aplicação de uma força. A força que causa a deformação resilientemente reversível ou elástica do material pode incluir uma força de tração, compressão, cisalhamento, flexão ou torção, ou várias combinações destas forças. Os materiais elasticamente deformáveis podem apresentar uma deformação elástica linear, por exemplo, aquela descrita de acordo com a lei de Hooke, ou deformação elástica não linear, por exemplo. O sistema de alinhamento e retenção 100 de parede convexa elástica de acordo com a presente invenção consiste no princípio de rateio elástico. Uma pluralidade de elementos de alinhamento (machos) 102 de parede convexa elástica geometricamente separados está disposta sobre um primeiro componente 106, enquanto que uma pluralidade de elementos de alinhamento de abertura (fêmeas) 110 correspondentes um a um é prevista sobre um segundo componente 114, em que os elementos de alinhamento 102 de parede convexa elástica têm uma largura que excede uma seção transversal dos elementos de alinhamento de abertura 110. No entanto, cada um dos primeiro e segundo componentes 106, 114 pode ter alguns dos elementos de alinhamento 102 de paredes convexa elástica e alguns dos elementos de alinhamento de abertura 110, contanto que eles correspondam um a um e permitam engate mútuo um com o outro. Durante o acoplamento do primeiro componente 106 com o segundo componente 114, cada elemento de alinhamento 102 de parede convexa elástica engata respectivamente seu correspondente elemento de alinhamento abertura 110. Como os elementos de alinhamento 102 de parede convexa elástica são recebidos nos elementos de abertura de alinhamento 110, variações de fabricação, em termos de posição e tamanho dos elementos de alinhamento de parede convexa elástica e de abertura, são acomodadas por deformação elástica para estabelecer uma posição elasticamente rateada na interface entre os elementos de alinhamento de parede convexa elástica e de abertura. Este rateio elástico entre a pluralidade de elementos de alinhamento de parede convexa elástica e de abertura 102, 110 proporciona um alinhamento desejado entre os primeiro e segundo componentes 106, 114 quando eles são acoplados uns em relação aos outros, e ainda o acoplamento se procede suavemente e facilmente. Os elementos de alinhamento (machos) 102 de parede convexa elástica também incluem pelo menos um, e, desejavelmente, uma pluralidade de elementos de retenção 90. O rateio elástico proporciona deformação elástica da(s) interface(s) entre componentes acoplados, em que a deformação rateada proporciona um alinhamento desejado, a variância de posição de fabricação sendo reduzida ou minimizada para XOTZ„, definido por X.min = ????, em que X é a variância de posição de fabricação dos elementos de localização dos componentes acoplados e N é o número de elementos inseridos. Para obter o rateio elástico, um componente elasticamente deformável é configurado para ter pelo menos um elemento e sua(s) superfície(s) de contato que é sobretensionado e proporciona um encaixe por interferência com um elemento acoplável de um outro componente e sua(s) superfície(s) de contato. A condição de sobretensionamento e encaixe por interferência deforma de modo resilientemente (elasticamente) reversível pelo menos um do pelo menos um elemento ou o elemento acoplável, ou ambos os elementos. A natureza resilientemente reversível destes elementos dos componentes permite a inserção e a retirada repetíveis dos componentes o que facilita a sua montagem e desmontagem. A variância de posição dos componentes pode resultar em forças variáveis sendo aplicadas sobre regiões das superfícies de contato que estão sobretensionadas e engatadas durante a inserção do componente em uma condição de interferência.· Deve ser apreciado que um único componente inserido pode ser rateado elasticamente em relação a um comprimento do perímetro do componente. Os princípios do rateio elástico são descritos em detalhe nos Pedidos de Patentes copendentes US n° de série 13/187.675 depositado em 21 de Julho de 2011 (correspondendo ao BR102012016994-0), e 13/567.580 depositado em 06 de agosto de 2012 (correspondendo ao BR102013019935-4) cujas descrições são aqui incorporadas por referência na sua totalidade. As formas de realização acima descritas fornecem a capacidade de converter um componente existente que não é compatível com os princípios de rateio elástico acima descritos em um conjunto que realmente facilita o rateio elástico e os benefícios associados com o mesmo. Assim, a folga necessária para os elementos de alinhamento machos e fêmeas da técnica anterior, é evitada pela presente invenção.

De acordo com uma forma de realização, os elementos de alinhamento da parede convexa elástica 102 são elasticamente deformáveis por compressão elástica da superfície da parede convexa 103 (fig. 2) da parede convexa elástica 102, cuja deformação é de modo desejável resilientemente reversível. Em uma forma de realização exemplificativa, os elementos de alinhamento de parede convexa elástica 102 são conectados com um primeiro componente 106 em uma relação ereta perpendicular a uma primeira superfície predeterminada 104 do primeiro componente 106. Em uma forma de realização, os elementos de alinhamento de parede convexa são formados integralmente no primeiro componente 106. Além disso, em ainda outra forma de realização os respectivos membros de alinhamento de abertura são elasticamente deformáveis por expansão elástica da parede de abertura dos elementos de alinhamento de abertura 110, cuja deformação é resilientemente reversível. Em uma forma de realização exemplificativa, os elementos de alinhamento de abertura 110 são dispostos em um segundo componente 114, tipicamente como uma fenda ou um furo em superfícies predeterminadas do segundo componente 114, em que a largura dos elementos de alinhamento 102 de paredes convexa elástica excede a largura de seção transversal dos elementos de alinhamento 110 de abertura (isto é, existe uma condição de interferência), pelo que ocorre deformação elástica à medida que cada elemento de alinhamento 102 de convexa parede elástica é recebido no seu respectivo elemento de alinhamento 110 de abertura. O processo de acoplamento com o alinhamento desejado, é realizado tanto suavemente quanto facilmente. Isto é realçado por um afilamento (diâmetro menor com altura crescente), dos elementos de alinhamento 102 de parede convexa elástica, como por exemplo um chanfro ou afilamento, de modo a facilitar sua entrada inicial nos elementos de alinhamento de abertura, e por chanframento da parede de abertura 116 dos elementos de alinhamento de abertura, de modo a pronunciar localmente a deformação elástica, na interface da parede de abertura com o elemento de alinhamento 102 de parede convexa elástica. Uma vez introduzidos e alinhados, os elementos de retenção 90 (Figs. 4A-4G) engatam de maneira deformável a interface (por exemplo, superfície) da peça de acoplamento, tal como a superfície próxima da periferia dos elementos de alinhamento de abertura, para reter os elementos de alinhamento de parede convexa elástica dentro dos respectivos elementos de alinhamento de abertura.

Em operação, assim que o primeiro e o segundo componentes são acoplados em conjunto, o contato inicial entre eles se dá na pluralidade de membros de alinhamento de parede convexa elástica geometricamente espaçados passando para dentro de seus elementos de alinhamento de abertura correspondendo um para um. Devido à maior dimensão da largura dos elementos de alinhamento de parede convexa elástica em relação à seção transversal dos elementos de alinhamento de abertura, uma deformação elástica ocorre na interface entre os mesmos, e esta deformação é rateada sobre a distribuição geométrica da pluralidade de elementos de alinhamento de parede convexa elástica. O alinhamento alcança uma precisão desejada, quando todos dentre os primeiros e segundos componentes estão totalmente acoplados devido ao afilamento dos elementos de alinhamento de parede convexa elástica para proporcionar uma largura para a seção transversal dos elementos de alinhamento de abertura, quando esses componentes tiverem chegado ao acoplamento final.

Uma vez alinhados, uma modalidade de afixação é implementada que utiliza o elemento de rateio elástico (por exemplo, o elemento convexo) para reter ou ajudar na retenção da parte a acoplar. Isto pode ser conseguido por adição de um elemento de retenção, tal como asas que se estendem radialmente para fora, por exemplo, sobre os elementos de rateio elástico que são configurados para se desdobrar de maneira que eles se estendem radialmente para fora na, e atuam contra a, interface (por exemplo, superfície) da peça a acoplar, ta como a superfície 112 próxima dos elementos de alinhamento 110 de abertura, para reter os elementos de alinhamento de parede convexa elástico elástica 102 dentro dos respectivos elementos de alinhamento 110 de abertura. Estes elementos de retenção 90 permitem que os elementos de alinhamento 102 de parede convexa elástica atuem contra a superfície 112 da peça a acoplar uma vez que os elementos alinhamento 102 de parede convexa elástica e os elementos de retenção 90 sejam inseridos no correspondente elemento de alinhamento 114 de abertura no componente a acoplar. Assim, os elementos de retenção 90 são elementos de auto-retenção pois eles agem para reter o primeiro componente 106, sem a necessidade de uma operação separada (por exemplo,fixação térmica) ou um dispositivo (por exemplo, fixador rosqueado) para afixar o primeiro componente 106 no segundo componente 114. Por exemplo, no caso de um elemento de alinhamento semicircular mostrado na Fig. 4A, à medida que o elemento é empurrado através de uma fenda sobre a peça a acoplar, asas 140 que se estendem axialmente e radialmente empurram através do elemento de alinhamento 110 de abertura, tal como uma fenda, deformando como um fixador de grampo e depois então saltando de volta para agir contra a superfície do componente a acoplar e reter a peça a acoplar.

Além do alinhamento obtido usando os elementos de alinhamento 102, 110 e a redução da variação de posição dos componentes do sistema de alinhamento e retenção 100, os elementos de retenção 90 proporcionam a capacidade de também reter os componentes de interface. Esta vantagem reduz ou elimina a necessidade de empregar fixação térmica, grampos metálicos, caixas de sintonização, rebites, fixadores rosqueados e outros elementos de retenção secundários, por exemplo. Isto também reduz potencialmente o trabalho de montagem, proporciona um peso reduzido, e também melhora a interface entre as peças e a junta visível entre os dois componentes para proporcionar um acabamento classe A aperfeiçoado com lacunas e espaçamentos uniformes pré-determinados entre os componentes tendo sido estabelecidas.

Referindo-se agora às figuras, as figuras 1-10 ilustram vários exemplos da estrutura e função do sistema de alinhamento 100 de parede convexa elástica aqui descrito. O sistema de alinhamento 100 de parede convexa elástica opera com base no princípio de rateio elástico, como aqui descrito. Uma pluralidade de elementos de alinhamento de parede convexa elástica mutuamente separados (servindo como elementos de alinhamento machos) 102 (daqui em diante referidos simplesmente como "paredes convexas elásticas") está disposta sobre uma primeira superfície 104 de um primeiro componente 106, ou uma pluralidade de primeiros componentes 106 (Fig. 1). Como melhor mostrado nas Figs. 1-3, as paredes convexas elásticas 102 são eretas em uma relação normal com a primeira superfície 104, em que as paredes de uma pluralidade de paredes convexas elásticas 102 mutuamente separadas, são espaçadas uma da outra sobre a superfície do primeiro componente 106. As paredes convexas elásticas 102 podem ser espaçadas, em qualquer padrão adequado, e, vão ser desejavelmente, dispostas em um padrão ou distribuição geométricos que fornece um alinhamento predeterminado do primeiro componente 106 e do segundo componente 114, tal como uma lacuna ou espaçamento pré-determinados (p.ex. uma lacuna ou de espaçamento uniformes) da periferia 120 sobre o primeiro componente (ou componentes) 106 encaixados dentro de uma periferia 122 de um recesso de acoplamento 124 do segundo componente 114. Cada uma das paredes convexas elásticas 102 é de forma convexa, tendo uma superfície convexa 103. A superfície de parede convexa 103 da parede convexa elástica 102 pode ter qualquer forma convexa adequada, incluindo todos os tipos de formas de superfície curva convexa (Figs. 4A-4C) e formas de superfície poligonal convexa (Figuras 4E-4G) ou suas combinações (Fig. 4D). Formas de superfície de parede 103 convexa curva apropriadas incluem qualquer forma superfície de parede arqueada convexa 103, tal como, por exemplo, formas semitubulares ou semicilíndricas (Figs. 1-3 e 4A), formas elípticas (Fig. 4B), formas de lua crescente ou meia lua (Fig . 4C) e outras superfícies de parede convexa arqueada, incluindo aquelas que são definidas por um arco de círculo que se estende a menos de 180 graus (figura 4D). Formas de superfície de parede convexa poligonal 103 apropriadas incluem quaisquer formas de superfície poligonais regulares ou irregulares tendo vários ângulos agudos entre si, incluindo várias formas de quatro lados (Fig. 4E), formas de três lados (Fig. 4F) e formas de dois lados (Fig. 4G). A superfície de parede convexa 103 da parede convexa elástica 102 tem também uma superfície oposta 105. A superfície oposta 105 pode ter qualquer forma adequada, incluindo uma superfície de parede curva côncava (Figs. 4A-4C) e uma superfície de parede poligonal côncava (Figs. 4E-4G). As superfícies de parede convexa 103 e as superfícies opostas 105 podem ser combinadas de qualquer maneira, incluindo qualquer uma das superfícies de parede convexa 103 ilustradas com qualquer uma das superfícies de parede opostas 105. Estas formas são apenas ilustrações exemplifícativas de muitas superfícies de convexa curvas e poligonais 103 e superfícies de parede opostas 105, que podem ser empregadas. A parede convexa elástica tem uma largura (Wm), como mostrada nas Figs. 1-3. A parede convexa elástica 102 também pode ter um chanfro 107 próximo de uma extremidade distai 109 da parede. O chanfro 107 pode estender-se ao longo de uma porção da parede (fig. 3) ou ao longo de toda a parede (fig. 2). A parede convexa elástica 102 é elástica, sendo de preferência rigidamente elástica, em que a forma é resilientemente reversível em resposta a uma força de compressão elástica sendo aplicada a ela e suficiente para deformar elasticamente as paredes convexas elásticas 102.

Uma pluralidade de elementos de alinhamento de abertura (servindo como elementos de alinhamento fêmeas) 110 (daqui em diante referidos simplesmente como "aberturas") está disposta em uma segunda superfície 112 de um segundo componente 114, que fica localizado em uma correspondência de um para um com a pluralidade de paredes convexas elásticas 102, isto é, para cada parede convexa elástica existe uma abertura respectiva na qual ela é receptível. Assim, as aberturas da pluralidade de aberturas 110 são distribuídas geometricamente em uma relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de paredes convexas elásticas de tal forma que cada parede convexa elástica é receptível na sua respectiva abertura. Embora as aberturas 110 sejam mostradas como fendas alongadas, a forma da abertura pode ser de outra, tal como, por exemplo, um furo alongado, um furo geralmente redondo, etc. Em uma forma de realização, uma parede de abertura 116 que define a demarcação de fresta dos elementos de alinhamento de abertura 102 é chanfrada. Um material desejado para o segundo componente 114 em que as aberturas 110 são dispostas é um que tem propriedades elásticas, de modo a deformar elasticamente, sem fratura, tal como aqui descrito.

As aberturas 110 podem ter qualquer forma adequada, incluindo uma forma alongada com um comprimento (L) maior do que a largura (W2), tal como um retângulo, retângulo arredondado, ou uma forma retangular, tendo extremidades definidas por arcos que se estendem para fora, opostos curvos (p. ex. circulares). Em uma forma de realização, as aberturas alongadas podem ter uma largura de abertura substancialmente uniforme exceto nas regiões de extremidade, que podem ser arredondadas ou curvas, como aqui descrito. As aberturas 110 de um dado componente podem ter o mesmo tamanho ou tamanhos diferentes, desde que o tamanho da abertura corresponda ao tamanho da parede convexa elástica 102 a qual é alinhada da forma aqui descrita. As aberturas do segundo componente 114 tem uma segunda largura de abertura (W2).

As aberturas alongadas 110 do segundo componente 114 têm segundos eixos de alongamento 111 ao longo do seu comprimento (isto é, a dimensão alongada). Para respectivas aberturas 110, as aberturas podem ser dispostas de modo que os respectivos eixos são paralelos um ao outro ou não paralelos um ao outro. Em uma forma de realização, porções predeterminadas dos segundos eixos de alongamento 111 são paralelas. Em uma outra forma de realização, porções predeterminadas dos segundos eixos de alongamento 111 não são paralelas aos outros segundos eixos de alongamento 111, e em certas formas de realização podem ser perpendiculares a esses eixos.

Como representado esquematicamente nas Figs. 2 e 3, a largura máxima do Wm das paredes convexas elásticas 102 excede uma largura W2 das aberturas 110, pelo que a deformação elástica prossegue à medida que cada parede convexa elástica 102 é recebida na sua respectiva abertura 110. Tal como nas Figuras 2 e 3, a deformação elástica da superfície da parede convexa 103 é pronunciada localmente devido ao chanframento da parede de abertura 116, em que é proporcionada uma área de superfície de contato 116a relativamente pequena entre a parede de abertura 116 e as porções da superfície da parede tubo convexa 103 e a superfície da parede do tubo oposta 105 que está em contato com ela. Uma vez que a força de compressão entre a parede de abertura 116 e as superfícies de parede de tubo 103, 105 é limitada à menor área superficial da superfície de contato 116a da parede de abertura, uma pressão de compressão mais elevada para deformar as paredes convexas elásticas 102 e/ou nas paredes de abertura 116 é prevista. A localização do primeiro componente 106 em relação ao segundo componente 114, incluindo seu espaçamento (d) pode ser estabelecida usando um ou mais espaçadores 136 (Fig. 10) que são afixadas a um ou outro dentre o primeiro componente 106, o segundo componente 114, ou uma combinação dos mesmos. Os espaçadores 136 podem estar localizados na proximidade das paredes convexas elásticas 102 ou aberturas 110.

Qualquer material elasticamente deformável adequado pode ser usado para o primeiro componente 106 e o segundo componente 114, por exemplo, particularmente aqueles materiais que são elasticamente deformáveis quando conformados nos elementos aqui descritas. Isto inclui vários metais, polímeros, cerâmicas, materiais inorgânicos ou vidros ou compósitos de, quaisquer dos materiais acima referidos, ou quaisquer outras combinações dos mesmos. Muitos materiais compósitos são considerados, incluindo vários polímeros carregados, incluindo polímeros carregados com vidro, cerâmica, metais e materiais inorgânicos, particularmente polímeros carregados com vidro, metal, cerâmica, inorgânicos ou fibras de carbono. Qualquer morfologia de carga adequada pode ser empregada, incluindo todas os formatos e tamanhos de partículas ou fibras. Mais particularmente, qualquer tipo adequado de fibra pode ser usado, incluindo fibras contínuas e descontínuas, mantas tecidas e não tecidas, feltros ou estopas, ou uma combinação destas. Qualquer material apropriado pode ser usado, incluindo vários tipos e ligas de aço, ferro fundido, alumínio, magnésio ou de titânio, ou compostos dos mesmos, ou quaisquer outras combinações destes. Os polímeros podem incluir os polímeros ou termoplásticos ou termofixos, ou compósitos dos mesmos, ou quaisquer outras combinações deles, incluindo uma ampla variedade de copolímeros e misturas 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 acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), e mais particularmente uma mistura de polímero de policarbonato e ABS (PC/ABS). O material pode estar em qualquer formato e ser formado ou fabricado por qualquer processo adequado, incluindo metais estampados ou conformados, compósitos ou outras chapas, peças forjadas, peças extrudadas, peças prensadas, peças fundidas, ou peças moldadas e similares, para incluir os elementos deformáveis e componentes aqui descritos. As paredes convexas elásticas 102 podem ser formadas de qualquer maneira adequada. Elas podem ser formadas integralmente ou fabricadas com o primeiro componente 106, ou elas podem ser formadas em conjunto separadamente e ligadas ao primeiro componente, ou elas podem ser tanto formadas inteiramente em separado quanto ligadas ao primeiro componente. Quando formadas separadamente, elas podem ser formadas a partir de materiais diferentes daqueles do primeiro componente 106 para fornecer uma característica de resposta elástica predeterminada, por exemplo. O material, ou os materiais, podem ser selecionados para fornecer uma característica de resposta elástica predeterminada de qualquer um ou todos dentre o primeira componente 106 ou o segundo componente 114. A característica de resposta elástica predeterminada pode incluir, por exemplo, um módulo elástico pré-determinado. O processo de acoplamento do primeiro componente 106 com o segundo componente 114 é facilitado por um afilamento (diâmetro menor com altura crescente) das paredes convexas elásticas 102, como mostrado comparativamente na Fig. 3. Na forma de realização exemplificativa, o afilamento ocorre entre os diâmetros proximal e distai 130a e 130b da extremidade distai 109 e extremidade proximal 101 da parede convexa elástica 102. A este respeito, o afilamento das paredes convexas elásticas 130b apresenta um maior diâmetro, que pode ser o diâmetro máximo, na seção transversal das aberturas 110, quando o primeiro e o segundo componentes tiverem chegado ao acoplamento final; além disso, o afundamento pode apresentar um menor diâmetro 130a da parede convexa elástica 102 na extremidade distai 109, de modo a facilitar a entrada inicial das paredes convexas elásticos nas aberturas.

Durante o acoplamento do primeiro componente 106 com o segundo componente 114, cada parede convexa elástica 102 engata respectivamente, a correspondente abertura 110, em que à medida que as paredes convexas elásticas passam para dentro das aberturas, variâncias -fabricação em termos de posição e tamanho das mesmas, são acomodadas por deformação elástica,rateada da pluralidade de paredes convexas elásticas 102 e aberturas 110. Este rateio elástico através da pluralidade de paredes convexas elásticas e aberturas 102, 110 proporciona um alinhamento desejado entre o primeiro e o segundo componentes 106, 114, e quaisquer componentes adicionais, quando são finalmente acoplados um em relação ao outro.

Além disso, como discutido acima, é possível que os membros de alinhamento de abertura 110 sejam também elasticamente deformáveis por expansão elástica da parede de abertura 116, deformação estas que pode também ser reversível. Um exemplo é mostrado na Fig. 11, onde pelo menos uma das paredes de abertura 116 compreende uma parede de uma viga fixa-fixa elasticamente deformável 118.

Fazendo referência às Figs. 6-10, cada parede convexa elástica 102 inclui um par de asas axialmente estendidas, elasticamente deformáveis, 140 espaçadas entre si, que se estendem longitudinalmente e se opõem entre si em tomo do eixo longitudinal (A), cada asa também se estendendo radialmente para fora a partir da superfície 103 de parede convexa elástica. Em uma forma de realização, as asas podem ser descritas como asas que se estendem axialmente e radialmente 140, uma vez que elas se estendem tanto axialmente ao longo do eixo longitudinal (A) quanto radialmente para fora a partir dele e da parede de superfície convexa 103. Em uma forma de realização, as asas 140 compreendem imagens no espelho dispostas em tomo de um plano bissetor que se estende longitudinalmente (P). As asas axialmente estendidas 140 podem ter qualquer forma adequada, incluindo várias formas planas lisas e curvas, e podem se estender em qualquer orientação angular apropriada a partir da interseção com a superfície de parede convexa 103, incluindo vários ângulos agudos, ortogonais ou obtusos. Em uma forma de realização, as asas elasticamente deformáveis, espaçadas, axialmente estendidas 140 compreendem uma forma curva, com cada asa tendo uma superfície de asa convexa 142 e uma superfície asa de côncava 144, como mostrado nas Figs. 7-9. As superfícies de asa côncavas 144 são côncavas, com referência à superfície da parede não convexa 105, e às superfícies de asa convexas 142 são convexas em relação à superfície de parede convexa 103. Cada asa axialmente estendida 140 também tem uma borda de ataque 146 e uma borda de fuga 148 e as asas da pluralidade de asas 140 são axialmente e radialmente posicionadas sobre a parede convexa elástica 102 e configuradas de tal modo que elas são elasticamente deformáveis durante a inserção da parede dentro da abertura 110 de modo que as asas 140 são defletidas para dentro e são capazes de passar através da abertura 110 à medida que a parede 102 é inserida e em seguida elasticamente expandidas para trás para fora das aberturas 110, à medida que as bordas de ataque 146 saem das aberturas 110. As bordas de ataque 146 são axialmente e radialmente posicionadas e configuradas para engatar de modo deformável a parede de abertura 116 primeiro quando da inserção dentro da abertura 110. As bordas de fuga 148 são axialmente e radialmente posicionadas e configuradas para engatar de modo deformável a parede de abertura 116 e a segunda (por exemplo a superior) superfície 112 do segundo componente 114, próximo da periferia 152 da abertura 110, quando a parede convexa elástica 102 está totalmente assentada na abertura correspondente 110 e as asas se expandiram elasticamente pelo menos parcialmente de volta para sua posição inicial não deformada. Em uma forma de realização, as asas axialmente estendidas 140 não retomam à sua posição inicial não deformada, mas ao contrário se expandem apenas parcialmente de volta para esta posição e, portanto, retêm uma quantidade predeterminada de deformação elástica nas mesmas e uma força de retenção predeterminada porque as bordas de fuga 148 das asas continuam a atuar contra a parede de abertura 116 e a segunda (por exemplo a superior) superfície 112 do segundo componente 114, próximo da periferia 152 da abertura 110 e, assim, proporcionam uma força de retenção predeterminada para solicitar as asas axialmente estendidas 140 e a parede convexa elásticas 102 do primeiro componente 106 contra elas. Nesta forma de realização, na posição inserida plena da parede convexa elástica permanece uma porção deformada das asas axialmente estendidas 140 que é solicitada contra e está em engate prensado com o segundo componente 114. Como tal, as asas axialmente estendidas 140 proporcionam um elemento de retenção que retém o alinhamento do primeiro componente 106 e do segundo componente 114, como aqui descrito. Em uma forma de realização, o elemento de retenção é seletivamente removível ou liberável, porque a força de retenção aplicada contra o primeiro componente 106 pelo segundo componente 114 pelas asas axialmente estendidas 140 pode ser superada pela aplicação de uma força contra a superfície inferior 154 (Fig. 1) do primeiro componente 106 suficiente para superar a força de retenção predeterminada.

As asas 140 podem ter qualquer espessura, dimensão e forma apropriadas. Em uma forma de realização as asas 140 têm uma espessura que é substancialmente mais fina do que a espessura da parede convexa elástica 102. Em uma forma de realização, as asas 140 são solidárias e são conformadas em conjunto com a parede convexa elástica 102. Em uma forma de realização, a deformação elástica compreende deformação elástica resilientemente reversível de cada parede convexa 102, e das asas 140 a ela ligadas. Em uma outra forma de realização, a deformação elástica resilientemente reversível de cada parede convexa elástica 103 compreende deformação da superfície convexa 103, da superfície não convexa 105 e das asas 140.

Em uma forma de realização exemplificativa, um método 200 (Fig. 5) para alinhar componentes de um veículo a motor, durante uma operação de acoplamento está descrito. O método 200 inclui prever 210 um primeiro componente 106 de veículo, o primeiro componente de veículo compreendendo uma pluralidade de paredes convexas elásticas 102 eretas, cada uma tendo uma pluralidade de elementos de retenção 90 compreendendo asas 140 deformáveis elasticamente, axialmente e radialmente estendidas, conectadas ao primeiro componente 106, cada uma das paredes convexas endo uma superfície de parede convexa 103 e uma superfície de parede não convexa 105. O método 220 também inclui prever um segundo componente de veículo 114, tendo uma pluralidade de aberturas 110 nele formadas, cada abertura tendo uma parede de abertura 116, a pluralidade de aberturas do segundo componente sendo geometricamente distribuídas em uma relação coordenada com uma distribuição geométrica da pluralidade de paredes convexas elásticas de tal modo que cada parede convexa elástica 102, e seus elementos de retenção associados 90, são receptíveis em uma respectiva abertura 110. O método inclui ainda 230 acoplar o primeiro componente de veículo 106 com o segundo componente de veículo 114, em que durante o acoplamento, o primeiro componente de veículo está alinhado com o segundo componente de veículo por cada dita parede convexa elástica 102 e seus elementos de retenção associados 90 sendo recebidos na sua respectiva abertura 116. Ainda mais, o método 200 inclui deformar elasticamente 240 uma interface entre cada parede convexa elástica 102 e respectiva abertura 110 no segundo componente de veículo 114. Ainda mais, o método 200 inclui realizar 250 um rateio elástico da deformação elástica sobre a pluralidade de paredes convexas elásticas de tal modo que com o acoplamento, uma localização desejada do primeiro componente de veículo em relação ao segundo componente de veículo é realizada e reter 260 o primeiro componente 106 contra o segundo componente 114 por ação dos elementos de retenção 90, em particular das asas 140, contra as aberturas 110 do segundo componente 114, tal como aqui descrito. Várias características e vantagens notáveis da presente invenção podem ser compreendidas a partir da descrição anterior. A presente invenção: 1) reduz ou elimina a variação de fabricação associados com as folgas necessárias para os esquemas de localização de duas vias e de quatro vias da técnica anterior, 2) reduz a variação de fabricação por rateio elástico de variação de posição, 3) reduz ou elimina a flutuação de componentes, tal como está presente na arte anterior, e 4) proporciona uma condição sobre-tensionada que reduz a variação de posição pelo rateio da variação de cada um dos elementos de localização, e, adicionalmente, reforça a junta reduzindo o número de fixadores necessários; 5) fornece a localização mais desejada dos componentes, e, 6) proporciona uma montagem reforçada dos primeiro e segundo componentes acoplados com redução ou eliminação de zumbido, rangido e barulho (BSR), através de deformação elástica um em relação ao outro, e, assim, melhora o desempenho de ruído, vibração e aspereza (NVH) do conjunto dos componentes.

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 substituir seus elementos sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma determinada situação ou material em particular aos ensinamentos do invento sem se afastar do seu escopo essencial. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada às formas de realização particulares divulgadas, mas que o invento inclua todas as formas de realização que caiam dentro do âmbito do pedido.

Claims (10)

1. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica para alinhar componentes entre si, caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro componente; um segundo componente; uma pluralidade de paredes convexas elásticas dispostas em pelo menos um dentre o primeiro componente e o segundo componente, cada uma das paredes convexas tendo uma superfície de parede convexa e uma superfície de parede não convexa e um eixo longitudinal; um par de elementos de retenção espaçados que se opõem um ao outro em tomo do eixo longitudinal, cada elemento de retenção estendendo-se para fora a partir da superfície de parede convexa; e uma pluralidade de aberturas formadas em pelo menos um dentre o primeiro componente e o segundo componentes, cada abertura tendo uma parede de abertura, as aberturas da pluralidade de aberturas sendo configuradas e dispostas de tal modo que cada parede convexa elástica é receptível em uma respectiva abertura, em que cada parede elástica convexa é configurada para se deformar elasticamente em uma interface entre a parede convexa e a parede de abertura quando a parede convexa elástica é inserida na respectiva abertura para estabelecer uma posição elasticamente rateada do primeiro componente em relação ao segundo componente, em que cada parede convexa elástica tem uma largura maior do que uma seção transversal da sua respectiva abertura.

2. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as paredes convexas elásticas compreendem paredes arqueadas elásticas.

3. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os elementos de retenção compreendem asas que se estendem axialmente.

4. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada parede convexa elástica é configurada para deformar elasticamente a parede convexas e os elementos de retenção.

5. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada parede de abertura é configurada para se deformar elasticamente em uma interface entre a parede convexa e a parede de abertura, quando o parede convexa elástica é inserida na respectiva abertura.

6. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as paredes convexas elasticamente deformadas proporcionam uma montagem reforçada do primeiro componente e do segundo componente, quando estes componentes são mutuamente acoplados entre si.

7. Sistema de alinhamento de parede convexa elástica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada parede convexa elástica é afilada tendo uma espessura de parede menor em uma extremidade afastada do primeiro componente.

8. Método para alinhar componentes de um veículo a motor durante uma operação de acoplamento o método caracterizado pelo fato de que compreende: prever um primeiro componente de veículo, o primeiro componente de veículo compreendendo uma pluralidade de paredes convexas elásticas, cada uma das paredes convexas tendo uma superfície de parede convexa, uma superfície de parede não convexa, um eixo longitudinal e um par de os elementos de retenção espaçados, que se opõem um ao outro em tomo do eixo longitudinal, cada elemento de retenção estendendo-se para fora a partir da superfície de parede convexa; prever um segundo componente de veículo tendo uma pluralidade de aberturas formadas no mesmo, cada abertura tendo uma parede de abertura, as aberturas da pluralidade de aberturas sendo configuradas e dispostas em relação à pluralidade de paredes convexas elásticas de tal modo que cada parede convexa elástica é receptível em uma abertura respectiva; acoplar o primeira componente de veículo com o segundo componente de veículo, em que durante o acoplamento do primeiro componente de veículo é alinhado com o segundo componente de veículo por cada parede convexa elástica sendo recebida em uma abertura correspondente; deformar elasticamente uma interface entre cada parede convexa elástica e a sua respectiva abertura no segundo componente de veículo enquanto se deforma elasticamente os elementos de retenção de modo que os elementos de retenção são configurados para passar através da abertura correspondente; realizar a deformação elástica sobre a pluralidade de paredes convexas elásticas de tal modo que após o acoplamento, o primeiro componente de veículo estabelece uma posição elasticamente rateada em relação ao segundo componente de veículo; e reter o primeira componente de veículo contra o segundo componente de veículo por engate dos elementos de retenção contra as paredes de abertura.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que deformar elasticamente compreende deformação elástica resilientemente reversível de cada parede convexa elástica.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que durante a provisão, uma variância de fabricação de tamanho e posição das paredes convexas elásticas e das aberturas ocorre, em que a variância de fabricação tem um comprimento médio de X, e em que a referida etapa de rateio elástico proporciona uma redução da variância de fabricação de comprimento Xmm, onde Xmin = ?/?/?, em que N é o número de das paredes convexas elásticas.