BR102014006310B1 - Structure, tablet-based frame for a human propulsion vehicle and method of manufacture - Google Patents

Abstract

estrutura, quadro à base de cartonagem para um veículo de propulsão humana e método de fabricação. a invenção fornece estruturas (102, 110, 120, 140, 170) à base de cartonagem (144) compreendendo dois ou mais elementos genericamente alongados (ll, l2), angulados um em relação ao outro e sendo cortados de uma peça à base de cartonagem (144) de múltiplas camadas que compreende pelo menos duas camadas de uma única folha de cartonagem dobradas sobre um membro de reforço longitudinal (123). a invenção proporciona ainda quadros (102), de preferência quadros de veículos de tração humana (100), construídos a partir das estruturas da invenção (102, 110, 120, 140, 170) assim como métodos para produzir as estruturas da invenção

Description

ESTRUTURA, QUADRO À BASE DE CARTONAGEM PARA UM VEÍCULO DE PROPULSÃO HUMANA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO.

CAMPO TECNOLÓGICO E ANTECEDENTES

[0001] A presente invenção refere-se a uma estrutura feita de ou compreendendo cartonagem que pode, por exemplo, ser ura componente era ura quadro, por exemplo, um quadra de um veículo de propulsão humana tal como uma bicicleta.

[0002] O documento WO 11067742 descreve um veículo terrestre de propulsão humana suficientemente rígido paia transportar um piloto humano. O veiculo é construído a partir de materiais recicláveis que podem ser transformados em polpa e materiais recicláveis que podem ser transformados em pedaços.

DESCRIÇÃO GERAL

[0003] A presente invenção provê uma estrutura feita de ou compreendendo cartonagem. Tipicamente, a estrutura provida pela presente invenção compreende cartonagem como um componente principal. Às vezes, a estrutura pode compreender também alguns membros de reforço ou elementos feitos de material outro que nfio cartonagem, por exemplo, madeira, ou pode compreender elementos a base de cartonagem que são articulados entre si por elementos de conexão feitos de material outro que não cartonagem, por exemplo, madeira, metal, etc.

[0004] É provida por um aspecto da invenção uma estrutura compreendendo dois ou mais elementos genericamente alongados, isto é, pelo menos um primeiro e um segundo elemento alongado, formando um ângulo entre sí cortados a partir de uma peça à base de cartonagem em múltiplas camadas. O termo ‘ genericamente alongado" deve ser entendido como significando que o elemento apresenta uma dimensão no comprimento que é significativamente maior que outras dimensões do elemento. O elemento genericamente alongado pode apresentar um formato global semelhante a uma haste, uma viga, etc.

[0005] A peça a base de cartonagem compreende pelo menos duas camadas de uma folha única de cartonagem que é dobrada em torno de um membro de reforço longitudinal de maneira a definir uma estrutura de duas camadas com a região de dobramento longitudinal, em sua extremidade, a dita região compreendendo o membro de reforço envolvido por porções da folha de cartonagem. Pelo menos um primeiro dos ditos elementos alongados se estende ao longo e compreende pelo menos uma porção da região de dobramento.

[0006] A folha de cartonagem pode ser de um tipo compreendendo (i) pelo menos uma camada de baixa densidade feita de feita de papel, papel para serviços pesados ou cartonagem (para facilidade de referência o termo "papel", será utilizado doravante para se fazer referência coletivamente a papel, papel para serviços pesados ou cartonagem) disposta para definir uma pluralidade de células ou espaços vazios, por exemplo, formado de folhas ou tiras de papel ondulado, canelado ou de qualquer outra forma embalado de maneira folgada que definem uma pluralidade de espaços vazios entre si, e compreendendo (ii) uma ou mais folhas de cartonagem de revestimento em um ou ambos os lados das camadas de baixa densidade (a saber, ensanduichando a camada de baixa densidade entre eles). Exemplos de tais painéis de cartonagem são conhecidos como "cartonagem ondulada", que consistem em um painel de papel canelado ou ondulado ou tira e um ou dois cartões planos em um ou ambos (isto é, ensanduichando} os lados do papel ondulado ou canelado; e pode também ser chamada de "cartonagem em favo de ηκΓ. As folhas de cartonagem ondulada ou em favo de mel podem ser de parede única ou de paredes múltiplas. Estes lermos englobam também cartonagem de serviço pesado de várias resistências, variando de uma simples disposição de painel de papel de espessura única a configurações complexas apresentando camadas múltiplas onduladas, em favo de mel e outras.

[0007] De acordo com uma realização, os pelo menos dois elementos alongados são inteiriços ente si e são cortados como uma única estrutura inteiriça do dito pedaço de cartonagem.

[0008] Por um outro aspecto, a presente invenção provê um método para a manufatura de uma estrutura feita de ou compreendendo cartonagem. O método compreende o dobramento de uma folha de cartonagem em tomo de um membro longitudinal para assim formar uma peça a base de cartonagem de duas camadas genericamente planar com uma região de dobramento longitudinal em sua borda. A estrutura é então cortada da peça a base de cartonagem de duas camadas planar, a estrutura compreende pelo menos dois elementos alongados inteiriços formando um ângulo entre si, pelo menos um dos dois elementos se estende ao longo da dita região de dobramento.

[0009] O membro de reforço apresenta tipicamente uma seção transversa] substancialmente redonda, por exemplo, circular, elíptica ou oval. O membro de reforço é tipicamente, embora não exclusivamente, feito de cartonagem ou madeira. Outros materiais, tais como plástico, metal, etc. são também possíveis.

[0010] O primeiro elemento alongado pode ser feito para compreender substancialmente todas ou apenas uma porção da dita região de dobramento. Por algumas realizações, um único pedaço de cartonagem pode ser utilizado para produzir duas ou uma pluralidade de estruturas idênticas ou diferentes do tipo provido pela invenção.

[0011] O elemento de reforço que é incorporado dentro da região de dobramento tipicamente estende o comprimento do primeiro elemento alongado. Por algumas realizações da invenção, a estrutura compreende também um elemento de suporte que se estende entre o primeiro e o segundo elemento alongado, tipicamente formando um ângulo em relação a ambos e provendo reforço adicional à estrutura.

[0012] O elemento de reforço pode ser também feito de cartonagem e pode tipicamente também ser cortado do dito pedaço de cartonagem, a priori inteiriço com os dois elementos alongados. Entretanto, é também possível se construir um elemento de suporte separadamente e o conectar subsequentemente de uma maneira, apropriada aos dois elementos alongados.

[0013] Os pelo menos dois elementos alongados, mesmo se formados inteiriços, podem apresentar extremidades livres tipicamente desenhadas para a conexão com outras estruturas ou elementos estruturais, por exemplo, pelo uso de conectores ou membros de conexão apropriados, por exemplo, os que slo formados ou incorporados na dito estrutura.

[00141 Por algumas realizações da invenção, o primeiro elemento alongado apresenta propriedade de suportar carga ou resistência ou dobramento significativamente maior (por exemplo, pelo menos cerca de 5, 10, 15, e mesmo pelo menos cerca de 20 vezes maior) que a do membro longitudinal de reforço. A estrutura da invenção é tipicamente capaz de suportar uma carga em uma direção perpendicular ao dito primeiro elemento alongado (quando o dito primeiro elemento é suportado em suas duas extremidades), que é pelo menos cerca de 10, 15, 20 e mesmo pelo menos cerca de 25 vezes o peso de tal estrutura, [0015] Ã estrutura em sua totalidade ou seus elementos podem compreender um revestimento externo que pode ser um ou mais entre um revestimento resistente a fogo, revestimento resistente a líquido, revestimento resistente a arranhão, e outros revestimentos resistentes ao meio ambiente.

[0016] Por uma realização, a estrutura, tal como definida acima, é uma parte de um quadro de um veículo de propulsão humana. De acordo com uma realização específica, a estrutura é configurada como uma parte de um quadro de um veículo de propulsão humana, por exemplo, uma bicicleta. Tal quadro pode compreender duas ou mais partes, uma ou ambas as quais são estruturas tal como providas pela invenção, que podem ser as mesmas ou diferentes. Por exemplo, dois elementos sendo imagens em espelho de uma outra constituindo a parte traseira do quadro de uma bicicleta e uma terceira estrutura constituindo a parte frontal de um quadro de bicicleta.

[0017] Por uma realização 'da invenção, pelo menos um dos elementos alongados é configurado para articulação do pedivela do pedal.

[0010] Faz-se referência também, ao pedido PCT depositado concorrentemente e do mesmo depositante, reivindicando prioridade dos pedidos provisórios US 61/715,359 e 61/787.229, ambos intitulados "Elemento Estrutural Compreendendo Cartonagem" (doravante: "o pedido do mesmo depositante"), os conteúdos dos quais são incorporados aqui como referência. Este pedido do mesmo depositante descreve um elemento estrutural, similar em suas propriedades e manufatura ao dito primeiro elemento alongado, mutalis rrmíandis.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] De maneira a melhor entender a matéria que é descrita aqui e para exemplificar como pode ser praticada, as realizações serão agora descritas por meio apenas de exemplos não limitantes, com referência aos desenhos anexos, nos quais: [0020] Fig. 1 - é uma vista isométrica esquemática de uma bicicleta com um quadro de acordo com uma realização da invenção;

[0021] Fig, 2 - é uma vista isométrica esquemática do quadro mostrado na Fig. 1;

[0022] Fig. 3A - é uma vista isométrica esquemática de um componente do quadro .frontal do quadro· mostrado na Fig. 2;

[0023] Fig. 3B - é uma vista aumentada esquemática de um detalhe A mostrado .na Fig, 3A;

[0024] Fig. 3C - é uma vista aumentada esquemática do detalhe B mostrado na Fig, 3 A;

[0025] Fig, 3D - é uma vista posterior esquemática do detalhe B mostrado na Fíg. 3C;

[0026] Fig. 3E - é uma vista em perspectiva aumentada esquemática do detalhe C mostrado na Fig, 3 A;

[0027] Figs. 3F a 3H - são vistas em seção esquemáticas tomadas ao longo das linhas A-A, B-B e C-C mostradas na Fig. 3A;

[0028] Figs. 4A e 4B - sâo, respectivamente, vistas esquemáticas frontal e isométrica de dois estágios da produção do quadro frontal mostrado nas Figs. 3A a 3E;

[0029] Fig. 5A - é uma vista isométrica esquemática de um componente do quadro traseiro do quadro mostrado na Fig. 2;

[0030] Fig, 5B - é uma vista aumentada esquemática de um detalhe D mostrado na Fig, 6A;

[0031] Fig. 5C - é tuna vista aumentada esquemática do detalhe E mostrado na Fig. 6A;

[0032] Figs. 5D a 5E - mostram vistas em seção transversal esquemáticas tomadas ao longo das linhas D-D e E-E e F-F, respectivamente, da Fig. 5A.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES

[0033] Na descrição a seguir* embora ás vezes seja feita menção particular de uma figura específica* na maioria das vezes a referência é feita às figuras como um todo.

[0034] Primeiramente é feita referência em particular às Figs. 1 e 2 mostrando uma bicicleta 100 apresentando a disposição para controle de direção 110, um quadro 102, um assento 150, rodas 160 e uma montagem de pedivda 170.

[0035] O quadro 102 compreende uma parte de quadro frontal 120 e duas partes de quadro traseiras 140, as duas sendo imagens em espelho uma, da. outra. Cada uma das partes do quadro é feita substancialmente de cartonagem, como será também explicado mais abaixo, [0036] Como melhor observado nas Fígs. 3 A a 3E, a parte frontal do quadro 120 compreende dois elementos alongados inteiriços LI e L2 e um elemento de suporte 126, que é também formado inteiriço com os dois elementos alongados Ll, L2.

[0037] As porções de extremidade 127L1 e 127L2 dos elementos longitudinais Ll e L2, respectivamente, servem como o local para a associação com os correspondentes elementos 147L1* e 147L2’ da parte do quadro traseira 140, o assento da bicicleta 150 e a montagem de pedivela 170. Como pode ser observado, a porção de extremidade 127L2 que é acoplada com a montagem de pedivela apresenta um formato circular.

[003$] As Figs. 4A e 4B são uma ilustração esquemática da maneira de manufatura da parte do quadro frontal 120. Como pode ser observado nestas figuras, toda a parte do quadro frontal 120 é feita de uma única folha de cartonagem 124 que é dobrada em tomo de um membro de reforço que é constituído pela haste 123, se estendendo ao longo de uma regiio de dobramento 121 da folha de cartonagem 124. O membro de reforço é tipicamente feito de cartonagem, mas pode ser também feito de madeira, plástico e outros materiais. A folha de cartonagem é tipicamente uma folha de cartonagem ondulada de parede dupla, uma folha de cartonagem ondulada ou em favo de mel de paredes múltiplas.

[0039] Uma vez tendo sido dobrada a folha 124, uma porção esquerda e uma porção direita da mesma 124A, 124B são fixadas entee si (por exemplo, por adesivo AD, costura, grampeamento, etc.) de tal forma que as porções envolvem firmemente e se fecham em tomo da haste de reforço 123 e formam pelo menos uma peça a base de cartonagem 128 de camada, dupla em pré-produção. A estrutura pré-produzida mostrada na Fig, 4B pode então ser cortada para o formato requerido, mostrado neste exemplo (por linhas pontilhadas) para ser o formato da parte frontal do quadro 120.

[0040] Conseqüentemente, o membro alongado LI apresenta a haste de reforço 123 passando ao longo de todo o seu comprimento e inclui a região de dobramento 121, enquanto que o elemento alongado L2» bem como o elemento de suporte 126, é formado de uma cartonagem de camada dupla sem uma haste de reforço passando através de si.

[0§41] Nesta conexão, as Figs. 3F a 3H mostram seções transversais esquemáttcas tomadas ao longo das linhas A-A, B-B e C-C (Fig. 3A). Como pode ser observado, cada um dos elementos Llt L2 e 126 compreende duas camadas de 'Cartonagem, enquanto que o elemento alongado LI também inclui a haste de reforço 123 que pode ser feita de cartonagem, mas pode também ser feita de madeira e outros materiais. O membro de reforço nesta realização especifica apresenta uma seção transversal circular. Deve ser, no entanto, observado que pode apresentar uma seção transversal de formato oval ou outros formatos arredondados. Geralmente, o elemento alongado Ll apresenta características do demento estrutural do pedido do mesmo depositante e seus conteúdos sio incorporados aqui como referência para suas partes pertinentes.

[00421 As partes frontal e traseira do quadro 120 e 140 são montadas em conjunto da maneira mostrada na Fig. 2, pela utilização de uma pluralidade de pinos 180 (vistos na Fig. 1 e que podem ser feitos de cartonagem, madeira ou outros materiais) que são ajustados em perfurações vazadas designadas 125A, 125B, 125C iras partes do quadro 120, 140. As partes do quadro 120» 140 apresentam porções que se sobrepõem e a associação intima pode ser garantida pela aplicação de adesivo AD nas superfícies justapostas nestas porções, [0O43J Em particular, como mostrado na Fig. 3B, a porção frontal da parte do quadro 120 compreende quatro orifícios cegos orientados longitudinalmente 125A na porção de cartonagem 124A e 124B e quatro perfurações 125B normais aos orifícios 125A e a superfície lateral da parte 120. Este conjunto de orifícios e perfurações e serve para a articulação com a parte frontal do quadro 120 da disposição para controle de direção 110 por meio do uso de pinos (não mostrados) que se projetam a partir do tronco da disposição para controle de direção e as aletas 115 se estendendo da disposição para controle de direção e fixadas nas superfícies laterais da parte 120.

[0044] A porção de extremidade 127L1 é formada com oito perfurações vazadas 125C também perpendiculares e passando através de ambas as porções 124A, 124B, e configuradas para fixação a uma correspondente porção de extremidade 147L1 da parte traseira do quadro 140.

[0045} A porção de extremidade redonda 127L2 é provida com seis perfurações vazadas perpendiculares e passando através de ambas as porções 124A, 124B, disposta em circunferência em tomo da porção circular 127L2 e configurada para fixação a porções de extremidade correspondentes· 147L2' de duas partes traseiras do quadro 140, para em conjunto formarem um assento de montagem de pedivela 172 para o pedivela 170.

[0046] A parte traseira do quadro 140 é mostrada, isoladamente, nas Figs 5A-5C. Embora configurada de forma diferente, a parte semelhante do quadro 120 é construída de um único pedaço de cartonagem de duas camadas, a parte do quadro 140 é então cortada deste pedaço de tal forma que a região de dobramento 141 com, um, membro de reforço envolvido pelas porções da folha de cartonagem eventualmente forma o elemento alongado LI, similannente a região de dobramento 121 forma o demento alongado LI da parte ,120. Por esta razão, elementos equivalentes entre as partes serão designados por referências numéricas similares acrescidas de 20, isto é, a porção de cartonagem 124A do quadro 'frontal 120 é equivalente à porção de cartonagem, 144A da parte traseira do quadro 140.

[0047] A parte traseira do quadro 140 compreende também dois membros longitudinais LI* e L2* com respectivas porções de extremidade 147L1', 147L2* configuradas para fixação às respectivas porções de extremidade 127L1,127L2 da parte frontal do quadro 120.

[0043] Como explicado previamente com relação às Figs. 4A e 4B, toda a parte traseira do quadro 140 é também feita de uma única folha de cartonagem 144 dobrada em tomo de uma haste de reforço 143, se estendendo ao longo de uma região de dobramento 141 da folha de cartonagem 144.

[0049] Uma vez tendo sido dobrada a folha 144 e suas porções 144A, 144B tendo sido fixadas entre si, esta pode então ser cortada para o formato requerido da parte traseira do quadro 140. Um pedaço triangular traseiro é fixado na estrutura cortada para constituir uma projeção triangular 149.

[0050] O membro alongado LI* apresenta, desta forma, a haste de reforço 143 passando ao longo de todo seu comprimento e inclui a região de dobramento 141, enquanto que o membro alongado L2* é formado de uma cartonagem de camada dupla sem uma haste de reforço passando através de si. Isto pode ser visto, em particular, nas Figs, 5 D e 5E.

[0051] A parte traseira do quadro 140 é também formada com um porta eixo 146 configurado para receber um eixo traseiro da bicicleta 100 da roda traseira 160.

[0052] A parte frontal e a parte rtaseira do quadro 120 e 140 são montadas juntas da maneira mostrada na Fig. 2, pelo uso de uma pluralidade de pinos 130 (alguns dos quais são vistos na Fíg. 1 e que podem ser feitos de cartonagem, madeira, plástico e outros materiais) que slo ajustados nas perfurações designadas 125A, 125B, 125C, 123, 145, 143 nas diferentes partes do quadro 120, 140. As diferentes partes do quadro 120, 140 apresentam porções sobrepostas e a associação íntima pode ser garantida pela passagem dos pinos 180 através das perfurações e pela aplicação de adesivo AB nas superfícies justapostas nestas porções; e também por outros meios. (0053] Como previamente mencionado, o quadro traseiro compreende duas partes em imagem de espelho 140, sendo fixadas em lados opostos da parte frontal do quadro 120. Entre outras coisas, isto provê uma construção estável robusta do quadro reforçando a parte frontal do quadro 120 em ambos os lados e o espaço entre as partes do quadro em imagem de espelho 140 recebe a roda traseira 160. (0054] O quadro montado 102 compreendendo as duas partes do quadro 120, 140 forma uma estrutura em contorno fechado, incluindo os dois membros de reforço 123, 143 provendo uma construção robusta configurada para suportar cargas consideráveis. Em particular, o quadro 102 pode suportar o peso de pelo menos dois adultos masculinos (cerca de 200 Kg) e/ou transferir apropriadamente este peso para as rodas 160 da bicicleta 100.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Estrutura plana caracterizada por compreender dois ou mais elementos geralmente alongados (Ll, L2) dispostos para formar um ângulo em relação um ao outro e sendo cortados a partir de uma peça à base de cartonagem em múltiplas camadas que compreende pelo menos duas camadas de uma única folha de cartonagem (124) dobrada em tomo de um elemento de reforço longitudinal (123), de modo a definir uma região de dobragem longitudinal (121) compreendendo o referido elemento abraçado por porções da folha de cartonagem, tal que pelo menos dois dos referidos elementos alongados sejam de construção inteiriça um com um outro e sendo cortados como uma estrutura inteiriça única da referida peça à base de cartonagem em múltiplas camadas; e pelo menos um primeiro dos referidos elementos alongados se estende ao longo e que compreende pelo menos uma porção da zona dc dobragem,

2. Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido membro de reforço tem uma secção transversal arredondada.

3. Estrutura de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o referido membro de reforço é feito a partir de cartonagem ou de madeira.

4. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 3. caracterizada pelo fato de que o referido primeiro elemento compreende substancialmente toda a zona de dobragem (121).

5. Estrutura de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o referido demento de reforço se estende pelo comprimento do dito primeiro elemento.

6. Estrutura dc acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender ainda um elemento de suporte (126) que se estende entre o dito primeiro e pelo menos um outro dos elementos alongados.

7. Estrutura de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o referido elemento de suporte estando feito de cartonagem,

8. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que um ou mais dos referidos membros alongados (Ll, L2) tem extremidades livres passíveis de conexão a outras estruturas ou outros elementos estruturais.

9. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por ter capacidade de suportar uma carga em uma direção perpendicular ao referido primeiro elemento alongado, a qual é pelo menos 10 vezes o peso da referida estrutura.

10. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por compreender um revestimento externo.

11. Estrutura de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o revestimento externo compreender pelo menos um dos revestimentos resistentes ao fogo, revestimento resistente a líquidos, revestimento resistente a riscos e outros revestimentos resistentes ao meio ambiente.

12. Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por ser um componente de uma estrutura (102) de um veículo de propulsão humana (100).

13. Estrutura de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma extremidade de pelo menos um dos elementos alongados está configurado para servir de articulação para um pedivela.

14. Quadro (102) para um veículo de propulsão humana (100), caracterizado por compreender duas ou mais estruturas conforme definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

15. Método para a fabricação de uma estrutura de um veículo de propulsão humana, caracterizado por compreender: dobragem de uma folha de cartonagem (124) sobre um membro longitudinal (123) de modo a formar uma peça à base de cartonagem de duas camadas, geralmente plana, com uma região de dobragem longitudinal (121) na sua borda, a região de dobragem longitudinal (121) compreender o referido membro (123); e recortar uma estrutura da peça plana, a estrutura compreendendo pelo menos dois elementos alongados (Ll, L2), uma primeira das quais, pelo menos dois elementos alongados se estendem ao longo da referida região de dobragem e ser de forma inteiriça com o pelo menos um outro dos referidos elementos sob formação de um ângulo em relação ao mesmo tal que pelo menos dois elementos alongados são recortados da peça plana como uma estrutura inteiriça única.