BR112014025927B1 - elemento de ventilação para um compartimento contendo um dispositivo elétrico, mecânico ou eletromecânico - Google Patents

Abstract

Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a membrana de filtragem ter um formato plano, côncavo ou convexo, sua superfície sendo plana ou apresentando uma sucessão de elevações e depressões.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um elemento de ventilação para um compartimento contendo um dispositivo elétrico, mecânico, eletromecânico ou similar, de acordo com o preâmbulo da reivindicação principal.

[002] O uso de elementos para ventilação de compartimentos na indústria automobilística ou de veículos em geral já é bem conhecido e generalizado; esses elementos de ventilação, por exemplo, estão associados com aberturas em compartimentos de componentes elétricos ou eletrônicos (tais como as unidades ópticas ou faróis de veículos a motor) ou de partes mecânicas (caixas de velocidade, componentes de transmissão hidráulica, sistemas de abertura de janelas ou unidades de limpador de pára-brisa, por exemplo), em que a pressão deve ser equalizada entre o interior desses compartimentos e o ambiente externo. Um elemento desse tipo referido é utilizável em todos os componentes, não necessariamente na indústria automobilística, onde existe a dita necessidade de compensação / equalização de pressão (por exemplo, em painéis de controle elétricos, sistemas de iluminação pública, recipientes ou latas de produtos químicos).

[003] Esses elementos de ventilação também são conhecidos por terem um formato que limita a entrada de água dentro dos referidos recipientes ou compartimentos, como por exemplo a água proveniente da chuva ou de poças d’água, ou durante a lavagem do veículo ou do motor. Por exemplo, um elemento de ventilação é conhecido a partir do documento EP 1102002, compreendendo um membro de cobertura cilíndrico fechado em uma extremidade e aberto na extremidade oposta, no qual é inserido um corpo substancialmente cilíndrico. Uma passagem de ar é formada entre a parede interna do referido membro e a parede externa do corpo interno, e entre a superfície inferior do membro e a extremidade inferior do dito corpo. Uma pluralidade de projeções está posicionada em intervalos predeterminados ao longo da periferia do corpo interno; quando o dito corpo não está acoplado ao membro de cobertura, seu diâmetro externo (incluindo as projeções) é maior do que o diâmetro do membro, ao passo que quando o corpo está inserido no membro, suas projeções entram em contato com a parede interna do referido membro, de modo que o corpo fica posicionado e fixado neste último para criar a passagem de ar entre as projeções.

[004] Uma membrana hidrofóbica pode estar associada com o corpo interno, naquela extremidade do dito corpo, interna ao referido membro de cobertura.

[005] Na solução conhecida acima citada, a função de ventilação do elemento, que é o objeto da patente, e a função de conexão entre o elemento de cobertura e o corpo interno, são ambas conseguidas pelas projeções do corpo interno, que o mantém afastado da parede do elemento de cobertura. Isto envolve a necessidade de um projeto específico e cuidadoso do corpo interno, para garantir uma ventilação apropriada do compartimento. Além disso, como o corpo interno não é muito rígido, ele pode se deformar com a inserção ou durante a passagem do tempo ("relaxamento"), modificando assim as seções transversais das passagens de ar, modificando portanto a ventilação do compartimento ao qual o elemento de ventilação está associado.

[006] Adicionalmente, o corpo interno pode entrar em contato com elementos estranhos que podem penetrar pela extremidade aberta do membro de proteção, sofrendo portanto, danos.

[007] Além disso, na solução conhecida, o corpo interno, de material elástico, projeta-se a partir do membro de cobertura, e está conectado ao compartimento. Isto requer um projeto cuidadoso do elemento de ventilação, de modo a obter conformação correta do referido corpo e do membro, para obter uma conexão vedada correta e confiável com o compartimento relacionado. Além do mais, após o acoplamento do corpo de material elástico com o compartimento, é muito difícil separá-los, quando o elemento de ventilação precisar ser removido.

[008] Mais ainda, a solução conhecida acima mencionada (e outros equivalentes conhecidos no campo técnico) apresenta uma grande porção de borracha (corpo interno), o que envolve um custo considerável para o produto acabado e longos tempos de fabricação relacionados com a moldagem do corpo interno.

[009] Um objetivo da presente invenção consiste em prover um elemento de ventilação para um compartimento contendo um equipamento elétrico, tal como um compartimento utilizado na área automotiva, uma unidade óptica (ou sistema de iluminação em geral), ou um compartimento para um circuito de controle elétrico de um veículo, ou outro compartimento do tipo acima referido, representando um aperfeiçoamento em relação aos elementos semelhantes já conhecidos.

[010] Um objetivo particular do invento consiste em prover um elemento de ventilação do tipo referido, que pode ser produzido de forma relativamente rápida a um baixo custo, em comparação com os elementos de ventilação semelhantes conhecidos.

[011] Outro objetivo consiste em prover um elemento de ventilação do tipo referido, apresentando uma ótima ventilação do compartimento ao qual está associado, em qualquer condição na qual este último é utilizado, mantendo esta ótima ventilação com o passar do tempo. Um objetivo particular é o de prover um elemento de ventilação do tipo indicado, em que o fluxo de ventilação de ar pode ser otimizado através do dimensionamento adequado das suas partes, onde a função de ventilação pode ser separada da função "mecânica" dessas partes.

[012] Outro objetivo consiste em prover um elemento de ventilação do tipo indicado, cujo formato se mantém estável ao longo do tempo.

[013] Estes e outros objetivos evidentes para o especialista da técnica são alcançados por um elemento de ventilação de acordo com as reivindicações anexas. A presente invenção será melhor compreendida a partir dos desenhos acompanhantes, fornecidos a título de exemplo não limitativo, nos quais: -A figura 1 é uma vista explodida de uma primeira forma de incorporação de um elemento de ventilação de acordo com a invenção; -A figura 2 é uma vista do elemento da figura 1, a partir de cima; -A figura 3 é um corte transversal na linha 3 - 3 da figura 2; -A figura 4 é uma vista em perspectiva de um componente do elemento da figura 1; -A figura 5 é uma vista explodida de uma segunda forma de incorporação de um elemento de ventilação de acordo com a invenção; -A figura 6 é uma vista do elemento da figura 5, a partir de cima; -A figura 7 é um corte transversal na linha 7 - 7 da figura 6; -A figura 8 é uma vista em perspectiva de um componente do elemento da figura 5; e -A figura 9 é um corte transversal através de uma variante da invenção.

[014] Com referência às figuras 1 a 4, elas ilustram um elemento de ventilação que compreende um corpo rígido 2, feito de plástico ou de material sinterizado, tendo uma parte cilíndrica 3 fechada em uma primeira extremidade 4 por uma parte de fechamento 5, e aberta em uma segunda extremidade 7. A parte 5 está preferencialmente integrada com a parte cilíndrica 3.

[015] Uma porção cilíndrica interna 10 projeta-se a partir de um lado interno 8 (em relação ao corpo 2) da referida parte 5, com o qual ela está integrada, e estende-se até à segunda extremidade 7 do corpo 2. Esta porção interna 10 forma, portanto, uma parte do corpo 2, ou seja, ela está integrada com ele.

[016] A porção interna 10 é coaxial com a parte cilíndrica ou parede externa 3 do corpo 2, havendo entre elas um recesso ou espaço intermediário 12. A porção 10 e a referida parede 3 estão conectadas entre si por nervuras 11K, que reforçam o corpo 2 e evitam sua deformação ao longo do tempo devido a ciclos térmicos, vibrações ou agentes atmosféricos.

[017] Conforme será descrito, este recesso 12 do corpo 2 está em comunicação com um compartimento 13, presente entre a parte de fechamento 5 e uma primeira extremidade 14 de um membro cilíndrico 15 inserido coaxialmente na porção cilíndrica interna 10 do corpo 2, e mantido no interior deste último por interferência com a referida porção. O dito membro 15 é feito de um material elástico, tal como borracha natural, sintética ou outro material equivalente, e compreende uma segunda extremidade 17 que se projeta a partir do corpo 2. A primeira extremidade 14 do membro 15 está localizada em uma posição correspondendo à, porém espaçada da, parte de fechamento 5 do corpo 2, com o referido compartimento 13 sendo formado, consequentemente, entre esta parte e a referida extremidade. Para garantir o posicionamento espaçado entre o membro 15 e a referida parte de fechamento 5, ressaltos 21 projetam-se a partir do lado interno 8 desta última, sobre os quais a primeira extremidade 14 do membro 15 fica apoiada. Os ressaltos 21 têm formato curvo e ficam em contato com o membro 15 no interior da porção cilíndrica 10 do corpo 2.

[018] Como descrito, o espaço intermediário ou recesso 12 comunica-se com o compartimento 13 através de ranhuras 22 providas na referida porção 10, vantajosamente em frente aos ressaltos 21. Essas ranhuras têm, de preferência, bordas retas, e cooperam com o membro cilíndrico 15, contribuindo para manter este membro acoplado à porção 10. Isto acontece particularmente em virtude de uma deformação adicional do membro 15, quando conectado ao compartimento no qual o elemento 1 está montado. Esta conexão é obtida pela montagem do membro 15 em um elemento macho do dito compartimento; isto faz com que a referida deformação, além do impulso que o membro 15 gera sobre a porção 10 na montagem do elemento 1, faça o dito membro cooperar, com estrita aderência, com as ranhuras 22 para travá-lo, portanto, dentro do corpo rígido 2.

[019] Este fato significa que, durante a separação do elemento 1 do referido compartimento, o membro 15 se desprenda de forma confiável deste último, uma vez que ele forma essencialmente uma só peça com o corpo rígido 2.

[020] Na primeira extremidade 14, o membro 15 suporta uma membrana 25 de material hidrofóbico conhecido, enquanto que na segunda extremidade 17 desse membro o elemento 1 fica acoplado ao compartimento que deve ser ventilado. A membrana 25 pode ser plana ou ter um formato diferente, com sua superfície sendo contínua ou apresentando uma sucessão de elevações e depressões, por exemplo, como uma superfície côncava (por exemplo, cônica, com o vértice voltado para o lado 8), ou convexa. Como se observa na figura 9, é mostrada uma variante da invenção que apresenta uma membrana cônica 25. Nesta variante, a parte de fechamento 5 pode ser plana, como visto nas figuras anteriores, ou ter um formato que acompanha o perfil da membrana, conforme mostrado na figura 9.

[021] Para ventilação, o ar do compartimento ao qual o elemento 1 está associado passa através do conduto 30 do membro tubular 15, atravessa a membrana 25, e a partir daí segue para dentro do compartimento 13. O ar passa através da ranhura 22 no espaço intermediário 12, e emerge a partir do corpo 2 através da sua segunda extremidade 7. Em virtude do fato do recesso ou espaço intermediário 12 ser definido por duas porções rígidas (a parede 3 e a porção 10), ele não é deformável, e assegura uma constância no fluxo de ar de ventilação. Isto permite que a taxa de fluxo de ar de ventilação seja otimizada por meio do dimensionamento apropriado do espaço intermediário 12 do corpo 2 e das ranhuras 22, com a dita taxa de fluxo não dependendo, por conseguinte, de componentes de dimensões variáveis como, é o caso por exemplo das soluções conhecidas, em que a ventilação ocorre entre um corpo rígido e um corpo elástico, como por exemplo de borracha. No caso da presente invenção, como o fluxo sempre ocorre entre partes rígidas (a parede 3 e a porção 10), ele pode ser calculado com precisão e ser garantido por um projeto adequado do corpo rígido 2.

[022] Além disso, esta ventilação é realizada precisamente e apenas através do corpo 2, com o membro 15 sendo utilizado somente para suportar a membrana 25 e para fixar o elemento 1 ao compartimento a ser ventilado. O membro 15 que suporta a membrana 25 fica, aliás, bem protegido pelo corpo 2 e por suas duas partes coaxiais, a parede 3 e a porção 10. Essa proteção deve ser considerada válida tanto contra impactos aos quais o membro 15 poderia ser submetido, como contra agentes externos, tais como variações na temperatura do ar em torno do elemento 1, que poderiam piorar o desempenho do dito elemento com o tempo, limitando sua deformação ou "relaxamento".

[023] Além disso, o elemento 1 faz pouco uso de componentes de material elástico, que têm um custo superior ao dos componentes rígidos, como por exemplo feitos de plástico. O custo é mais baixo e os tempos de fabricação são menores do que nas soluções conhecidas.

[024] Além disso, os formatos do corpo 2 com a porção cilíndrica 10, e do membro 15 também cilíndrico, facilitam sua manipulação durante a montagem do elemento 1, conseguida por máquinas automáticas. Isto acontece por causa da simplicidade do formato geométrico do dito corpo 2 e do membro 15, que são fáceis de manusear e de acoplar.

[025] Finalmente, o membro 25 é inserido na porção 10 e fica em contato com toda a superfície desta última. Isto maximiza a vedação da montagem com o passar do tempo, sem projeções e não sendo necessários outros membros de acoplamento na referida porção e / ou no referido membro.

[026] Nas figuras 5 a 8, onde as partes correspondentes àquelas das figuras já descritas estão indicadas pelos mesmos números de referência, o elemento 1 compreende aberturas 40 providas próximo da, ou na, parte de fechamento 5 do corpo 2.

[027] Essas aberturas 40 são aberturas passantes que se comunicam com o compartimento 13; dentro deste último, os ressaltos 21 nos quais o membro 15 se apoia estão presentes em frente às referidas aberturas. A função desses ressaltos, como também na forma de incorporação das figuras 1 a 4 (mas com maior ênfase na presente forma de incorporação sendo descrita), é dispersar dentro do compartimento 13 quaisquer gotas de água que passem através das aberturas 40 (ou das ranhuras 22, na forma de incorporação previamente descrita) e evitar seu impacto contra a membrana 25 associada com o membro 15 próximo da parte de fechamento 5.

[028] A porção cilíndrica 10 projeta-se a partir da referida parte 5 porém, em contraste com a forma de incorporação das figuras 1 a 4, não se estende tanto quanto a segunda extremidade 7 do corpo 2, e termina dentro deste último. A extensão da referida porção 10, no entanto, é tal que ela se acopla por interferência com o membro 15 para assim retê-lo fixado ao corpo 2. Para melhorar esta retenção, ressaltos ou pilares 43 estendem- se a partir da porção 10, integrados com a dita porção e com a parede 3 do corpo 2, havendo uma parede livre 44 que coopera por interferência com o membro 15, contribuindo para reter este último no corpo 2.

[029] Na forma de incorporação das figuras 5 a 8, a ventilação do compartimento ao qual o elemento 1 está conectado ocorre por meio de um fluxo que passa pelo membro 15, atravessa o compartimento 13 e sai do corpo 2 através das aberturas 40.

[030] A solução acima descrita também apresenta pelo menos parte das vantagens já citadas com referência à forma de incorporação das figuras 1 a 4.

[031] Várias formas de incorporação da invenção foram descritas. Outras estão disponíveis, contudo, à luz da descrição anterior, e devem ser consideradas como estando dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims (8)

1.Elemento de ventilação para um compartimento contendo um dispositivo elétrico, mecânico ou eletromecânico, tal como um farol ou um compartimento para membros ou componentes elétricos de um veículo automóvel, o referido elemento compreendendo um corpo rígido (2) tendo uma parede cilíndrica externa (3), fechada em uma primeira extremidade (4) por uma parte de fechamento (5), a referida parede cilíndrica (3) sendo aberta em uma segunda extremidade (7) acoplada ao compartimento; o referido corpo (2) contém um membro interno (15) feito, pelo menos em parte, de um material elástico, tendo uma primeira extremidade (14) próxima da parte de fechamento (5) do corpo rígido (2), suportando uma membrana de filtragem (25), e uma segunda extremidade aberta (17) voltada para o referido compartimento, caracterizado por, a partir da dita parte de fechamento (5), projetar-se uma porção cilíndrica interna (10) contendo o dito membro (15), acoplando-se com este último por interferência, de maneira a retê-lo no interior do corpo (2); sendo que a referida porção cilíndrica (10) se estende paralelamente à parede cilíndrica (3), tanto quanto a segunda extremidade do corpo rígido (2); e sendo que entre a porção cilíndrica (10) e a parede cilíndrica (3), estar presente um espaço intermediário (12) conectado a um compartimento (13) interposto entre a primeira extremidade (14) do membro elástico e a parte de fechamento (5) do corpo rígido (2), a referida conexão sendo obtida por meio de ranhuras (22) formadas na citada porção cilíndrica (10), próximo da referida parte de fechamento (5), com as ditas ranhuras (22) cooperando com o membro interno (15) e contribuindo para sua fixação ao corpo rígido (2).

2.Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida porção cilíndrica (10) estender-se dentro do corpo rígida (2), porém terminando antes da segunda extremidade (7) do referido corpo.

3.Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizado por o corpo rígido (2) compreender, próximo da parte de fechamento (5), pelo menos uma abertura (40) que se comunica com um compartimento (13) presente entre a referida parte (5) e a primeira extremidade (14) do membro interno (15).

4.Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 1 ou 3,

5.ELEMENTO DE VENTILAÇÃO PARA UM COMPARTIMENTO CONTENDO UM DISPOSITIVO ELÉTRICO, MECÂNICO OU ELETROMECÂNICO. É descrito um elemento (1) para ventilar um compartimento contendo um elemento elétrico, mecânico, eletromecânico ou semelhante, compreendendo um corpo rígido (2) possuindo uma parede cilíndrica externa (3), fechada em uma primeira extremidade (4) por uma parte de fechamento (5), a referida parede cilíndrica (3) sendo aberta em uma segunda extremidade (7) acoplada ao compartimento; o referido corpo (2) contém um membro interno (15) feito, pelo menos em parte, de um material elástico, tendo uma primeira extremidade (14) próxima da parte de fechamento (5) do corpo rígido (2), suportando uma membrana de filtragem (25), e uma segunda extremidade aberta (17) voltada para o referido compartimento. A partir da referida parte de fechamento (5), projeta-se uma porção cilíndrica interna (10) contendo o referido membro (15), acoplando-se a este último por interferência de modo a retê-lo no interior do corpo (2). caracterizado por compreender, em cada abertura (40) ou ranhura (22), um ressalto (21) projetando-se a partir da parte de fechamento (5), no interior do corpo rígido (2).

6.Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ressaltos ou pilares (43), integrados com a parede cilíndrica (3), estenderem-se a partir da dita porção cilíndrica (10) e cooperam com o referido membro interno (15).

7.Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido corpo rígido ser uma peça única, compreendendo, sem interrupção da continuidade da sua conformação, a parede cilíndrica externa (3), a parte de fechamento (5) e a porção cilíndrica (10), o referido corpo sendo feito de plástico ou material sinterizado, e o espaço intermediário (12) entre a referida parede (3) e a citada porção cilíndrica (10) sendo, por conseguinte, não deformável, permitindo uma constância do fluxo de ar de ventilação ao longo do tempo.

8.Elemento de ventilação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido membro interno ser feito de borracha natural ou sintética, ou de um material elástico equivalente.

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