BRPI0613991A2 - caminhão tendo um sistema de restrição de colisão para a cabine do motorista - Google Patents

Abstract

Patente de Invenção: CAMINHãO TENDO UM SISTEMA DE RESTRIçãO DE COLISãO PARA A CABINE DO MOTORISTA. A presente invenção refere-se a um caminhão (10) proposto que tem uma cabine de motorista (2), que é montada de modo a poder ser inclinada acima de um conjunto de transmissão (1) e que é acoplada em um modo articulado em um chassi inferior (4) por meio de um mancal(3), onde o conjunto de transmissão (1) é preso no chassi (4) e tendo um sistema de restrição (5) para a cabine do motorista no caso de colisões frontais do caminhão com um obstáculo no nível da cabine do motorista (2) a fim de ab- sorver e desviar as forças de impacto na cabine do motorista (2), onde o sistema de restrição (5) compreende um elemento de acoplamento flexível (6) que estabelece uma conexão, que é resistente à tensão de tração contrária à direção de percurso, entre a cabine do motorista (2) e uma parte fixa frontal do conjunto de transmissão (1) localizada abaixo dela.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CAMINHÃOTENDO UM SISTEMA DE RESTRIÇÃO DE COLISÃO PARA A CABINEDO MOTORISTA".

A presente invenção refere-se a um caminhão tendo uma cabinede motorista que é acoplada com inclinação em um modo articulado pormeio de um mancai da cabine do motorista em um chassi localizado abaixodela. A cabine do motorista pode, como um resultado, ser articulada paralonge na direção ascendente para trabalho de manutenção e reparos nocompartimento do motor, e no estado de operação normal, ela é conectadano chassi por meio do mancai e dispositivos de apoio bem como dispositivosde mola.

Tais caminhões têm uma cabine de motorista que fica localizadaem uma posição relativamente alta acima do conjunto de transmissão e coma qual existe o risco que, quando existe um impacto frontal com um obstácu-Io no nível da cabine do motorista, as conexões da cabine do motorista que-brem e dano severo ocorra na cabine do motorista. Isso é devido ao fato queos pontos de conexão da cabine do motorista não têm resistência suficientepara suportar grandes forças de impacto. A cabine do motorista, portanto,pode sofrer deformação considerável na eventualidade de um impacto e co-mo um resultado em particular, também ocorre ferimento considerável nosocupantes do veículo. O dano ao caminhão é considerável quando existe umtal impacto frontal com, por exemplo, um encontro de ponte ou um reboquede um caminhão percorrendo a frente, citado como um impacto de platafor-ma e freqüentemente resulta em perdas totais. A cabine do motorista temfreqüentemente que absorver uma quantidade de energia muito grande quepode ser desviada somente parcialmente para o chassi antes que o mancaida cabine do motorista quebre. A cabine do motorista é, com freqüência,completamente destruída em um tal caso.

Em particular, a invenção refere-se a um tal caminhão tendocabine de motorista que fica localizada em uma posição alta e é providacom um sistema de restrição de impacto para a cabine do motorista. A fimde evitar os problemas descritos é, na realidade, conhecido prover, além dospontos de conexão costumeiros da cabine do motorista no estado fechado,um apoio rígido mecânico entre a cabine do motorista e o chassi como umsistema de restrição adicional. Tais estruturas adicionais são onerosas gra-ças à diferença no nível entre a cabine do motorista e os componentes fixosdo chassi localizados abaixo dela, e são geralmente pesadas. Também, gra-ças à necessidade da mobilidade de inclinação da cabine do motorista emobilidade relativa de modo a prover suspensão para a cabine do motorista,eles também exigem estruturas onerosas, por exemplo, usando mecanismosde alavanca com um grande número de componentes individuais.

DE 195 80 267 T1 descreve um caminhão tendo uma cabine demotorista que é montada de modo a poder ser inclinada acima de um con-junto de transmissão e que é acoplada em um modo articulado com relaçãoa um chassi inferior por meio de um mancai, onde o conjunto de transmissãoé preso no chassi. Além do mais, um sistema de restrição é provido para acabine do motorista, cujo sistema de restrição é adequado, no caso de coli-sões frontais do caminhão com um obstáculo no nível da cabine do motoris-ta, para absorver e desviar as forças de impacto na cabine do motorista. Osistema de restrição estabelece uma conexão fixa entre a cabine do motoris-ta e uma parte fixa do conjunto de transmissão localizado abaixo dela. A fimde atingir o maior nível possível de conforto para o motorista em termos desuspensão sem vibrações de som sendo transmitidas para dentro da cabinedo motorista provenientes da armação, um dos mancais estabilizadores noveículo é representado como uma bucha que se comporta em um modo su-ave nas direções longitudinal e transversal, porém em um modo rígido nadireção vertical.

Além do mais, DE 198 02 632 B4 descreve um veículo utilitáriotendo uma armação de veículo e uma cabine de motorista que é acopladaem um modo articulado na armação do veículo de modo a poder ser inclina-da na parte da frente ao redor de um eixo transversal. Na traseira, a cabinedo motorista é suportada em uma trave mestra em ponte e travada. A travemestra em ponte é disposta de maneira central e simétrica na sua posiçãorelativa com a cabine do motorista e serve para implementar um suporte e-lástico e para travar a cabine do motorista na armação do veículo. A travemestra em ponte é composta de uma corda cruzada horizontalmente dispos-ta com membros que se estendem em um modo verticalmente oblíquo parabaixo para a armação do veículo, por meio de cujos membros ela é montadapor meio de elementos de conexão correspondentes nas vigas longitudinaisda armação. Na eventualidade de um impacto frontal, a cabine do motoristaé empurrada para trás, em cujo caso a trava mestra em ponte é deformadaaté a armação do veículo sem elementos individuais rompendo e no proces-so ela pode efetivamente dissipar energia.

Em contraste com o acima, a presente invenção tem o objetivode propor um caminhão que é mais resistente às colisões frontais no nívelda cabine do motorista e pode ser implementado com pequena complexida-de adicional e custo.

Esse objetivo é realizado com um caminhão tendo os aspectosda reivindicação 1.

Refinamentos e desenvolvimentos vantajosos são a matéria ex-posta das reivindicações dependentes.

O caminhão, de acordo com a invenção, tem uma cabine de mo-torista que é montada de modo a poder ser inclinada acima de um conjuntode transmissão e um sistema de restrição para a cabine do motorista no ca-so de colisões frontais da cabine do motorista com obstáculos no nível dacabine do motorista a fim de absorver e desviar as forças de impacto, onde osistema de restrição compreende um elemento de acoplamento flexível queestabelece uma conexão, que é resistente à tensão de tração contrária àdireção do percurso, entre a cabine do motorista e uma parte fixa frontal doconjunto de transmissão localizado abaixo dela. O elemento de acoplamentoflexível que é resistente à tensão de tração permite um acoplamento mecâ-nico efetivo entre uma parte fixa na região inferior frontal do compartimentodo motor na cabine do motorista localizada acima dele, com a finalidade dedesviar as forças de impacto sem a possibilidade da inclinação da cabine domotorista ou da mobilidade intrínseca necessária do conjunto de transmissãoe da cabine do motorista ser adversamente afetada. As forças que agemsobre a cabine do motorista são dessa maneira passadas adiante para oconjunto de transmissão, isto é, o motor de transmissão, a caixa de engre-nagens, o eixo cardan e o eixo da roda traseira e são absorvidas pelo último.

A flexibilidade do elemento de acoplamento é entendida aqui como sendolivre de curvatura que permite a inclinação livre ao redor do mancai da cabi-ne do motorista. Contudo, o elemento de acoplamento é essencialmente re-sistente à tensão de tração, isto é, ele permite que as forças de tração sejamtransmitidas da cabine do motorista para o conjunto de transmissão. O car-regamento na cabine do motorista pode ser, portanto, absorvido pela estru-tura da cabine do motorista sem um grande grau de gasto e transmitido parao conjunto de transmissão com um maior grau de resistência. Dessa manei-ra, até mesmo em velocidades de impacto relativamente altas, dano exces-sivo na cabine do motorista é prevenido. Situações de impacto em velocida-des relativamente altas podem ser, portanto, controladas melhor. A monta-gem e a fabricação do sistema de restrição de acordo com a invenção sãoconceitualmente simples e exigem espaço comparativamente pequeno. Oelemento de acoplamento flexível que é resistente à tensão de tração pode,nesse contexto, ter formas e estruturas diferentes, por exemplo, o elementode acoplamento pode ser na forma de uma tira, cabo, correia, corrente ousemelhante feito de materiais metálicos ou não metálicos.

De acordo com um refinamento vantajoso da invenção, o ele-mento de acoplamento é preso nas vigas longitudinais laterais da cabine domotorista ou de um chassi da cabine do motorista. Dessa maneira, as forçasde impacto da região frontal da cabine do motorista são aplicadas diretamen-te no elemento de acoplamento mesmo se o último é preso em uma seçãotraseira da cabine do motorista. O elemento de acoplamento, portanto, seestende de um ponto de conexão traseiro nas vigas longitudinais obliqua-mente para a parte frontal e para baixo para conexão em uma parte fixa doconjunto de transmissão. As vigas longitudinais laterais da estrutura da cabi-ne do motorista que são rígidas na direção longitudinal impedem a deforma-ção da cabine do motorista na região inferior e o elemento de acoplamentoflexível pode ser facilmente preso nas vigas longitudinais. Como um resulta-do da conexão nas vigas longitudinais da cabine do motorista, não existenecessidade por componentes de conexão adicionais no trabalho de corpoda cabine do motorista.

De acordo com um refinamento adicional da invenção, o elemen-to de acoplamento é preso em uma região de extremidade de um motor detransmissão. Desde que o motor de transmissão geralmente forma o com-ponente mais à frente de um conjunto de transmissão de caminhões, portan-to, é possível que o elemento de acoplamento seja preso tanto quanto pos-sível na região frontal e a orientação ascendente para a cabine do motoristaé, portanto, menos oblíqua. O elemento de acoplamento é preso entre umaseção traseira superior da cabine do motorista e uma parte frontal, de prefe-rência a região de extremidade do conjunto de transmissão. Como um resul-tado, um perfil que se eleva obliquamente da parte frontal para a traseira éobtido. Quanto mais plano esse perfil, mais efetiva a absorção das forças detração na eventualidade de colisões. A conexão na extremidade pode serimplementada, por exemplo, por meio de uma parte de fixação correspon-dente que passa além da parte frontal do motor de transmissão. O elementode acoplamento, portanto, forma uma conexão transversal para o lado frontaldo motor, de preferência no nível da sua resistência maior, o que garanteapoio muito seguro da cabine do motorista. O elemento de acoplamento po-de ser preso no motor, por exemplo, no nível da cabeça de cilindro desdeque a última tem um alto grau de resistência intrínseca e, portanto permiteque grandes forças sejam absorvidas no evento de um impacto.

De acordo com um refinamento adicional da invenção, o elemen-to de acoplamento flexível é um cabo de fixação que é enrolado ao redor domotor de transmissão em uma forma de U e que é preso por suas extremi-dades nas vigas longitudinais laterais do chassi da cabine do motorista. Oelemento de acoplamento flexível é dessa maneira um elemento contínuoem peça única que, em virtude do enrolamento em formato de U ao redor domotor de transmissão, garante apoio confiável da cabine do motorista contraas forças que agem na parte frontal. A fabricação e a montagem do cabo defixação são conceitualmente simples. Somente as extremidades do cabo defixação têm que ser presas na cabine do motorista e um recurso de conexãopara o cabo contínuo tem que ser provido no lado frontal do motor. Isso pro-vê, em um grau igual, uma conexão cruzada em frente do motor e uma pon-te da diferença no nível entre o plano da cabine do motorista e o plano doconjunto de transmissão por meio de um componente único, especificamen-te o cabo de fixação. Também não é necessário fazer quaisquer mudançasrelativamente grandes em estruturas existentes desde que o cabo de fixaçãoflexível é adaptado em termos do seu perfil às condições espaciais respectivas.

De acordo com um refinamento adicional da invenção, o elemen-to de acoplamento é preso em um modo rotativo móvel e cativo nos lados doconjunto de transmissão por meio de um guia. Como um resultado, o movi-mento de inclinação da cabine do motorista não é impedido e o elemento deacoplamento permanece preso em uma posição predefinida na região frontaldo conjunto de transmissão mesmo no estado solto, não esticado. O ele-mento de acoplamento é impedido de deslizar de modo que ele fica semprena posição que é ótima em termos de um impacto, em particular na regiãode alta resistência do conjunto de transmissão, tal como, por exemplo, nonível da cabeça de cilindro do motor.

De acordo com um refinamento vantajoso adicional da invenção,o elemento de acoplamento flexível do sistema de restrição é preso em ummodo rotativo móvel na cabine do motorista. Uma conexão rotativa móvelpode ser efetuada, por exemplo, por meio de pinos pivôs que são montadosna cabine do motorista. A conexão rotativa móvel permite, por um lado, ummovimento de inclinação desimpedido da cabine do motorista, e por outrolado, a conexão é somente submetida à tensão de tração na direção do ele-mento de acoplamento que se estende obliquamente para baixo no caso deum impacto de modo que o carregamento excessivo dos elementos de co-nexão e o risco de ruptura são evitados.

De acordo com um refinamento vantajoso adicional da invenção,elementos de impacto de absorção de energia são providos entre a cabinedo motorista e o elemento de acoplamento. Se o elemento de acoplamento ésubmetido à tensão de tração no caso de um impacto, em primeiro lugar umacoplamento mecânico que é resistente à tensão de tração é estabelecidoentre o conjunto de transmissão e a cabine do motorista. Quando existemforças muito grandes que não podem mais ser absorvidas pelo elemento deacoplamento, os elementos de impacto ficam deformados iniciando de umcerto valor e destroem a energia excessiva aplicada. Como um resultado, oelemento de acoplamento flexível é impedido de quebrar mesmo quandoexistem forças muito grandes, e a conexão entre a cabine do motoris-ta/conjunto de transmissão é mantida. Dessa maneira, é possível lidar comvelocidades de impacto até mesmo relativamente altas por meio do sistemade restrição. Os elementos de impacto podem ser aqui em qualquer formaque seja conhecida para essa finalidade para uma pessoa versada na técni-ca e podem ser implementados, por exemplo, como elementos de deforma-ção, elementos de absorção de energia ativa ou semelhantes. Alternativa-mente, o próprio elemento de acoplamento pode ter uma capacidade de ex-tensão de modo a destruir a energia através da sua deformação.

Vantagens e aspectos da invenção são explicados na descriçãodetalhada abaixo na qual a invenção é descrita em mais detalhes com rela-ção às modalidades exemplares ilustradas nos desenhos anexos, nos quais:

a figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma primeira mo-dalidade exemplar de um caminhão de acordo com a invenção com um sis-tema de restrição de impacto na forma de um cabo de fixação;

a figura 2 é uma vista superior esquemática da modalidade e-xemplar na figura 1; e

a figura 3 é uma vista lateral esquemática de uma segunda mo-dalidade exemplar de um caminhão de acordo com a invenção.

A figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma primeira mo-dalidade exemplar de um caminhão tendo um sistema de restrição 5 para acabine do motorista 2. O sistema de restrição 5 sen/e para fixar a cabine domotorista 2 no caso de colisões frontais do caminhão 10 com obstáculos nonível da cabine do motorista 2, como ilustrado pela seta de força Fk- A fim deimpedir que toda a energia de impacto tenha que ser absorvida pela cabinedo motorista 2 em tais casos, além dos pontos de conexão normais na cabi-ne do motorista, tal como o mancai 3, um acoplamento mecânico adicionalna forma de um sistema de restrição 5 é provido, cujo sistema de restrição 5compreende um elemento de acoplamento flexível 6 que forma uma cone-xão que é resistente à tensão de tração contrária à direção de percurso, en-tre a cabine do motorista 2 e uma parte fixa frontal do conjunto de transmis-são 1. O sistema de restrição 5 é composto nessa modalidade de um cabode fixação 6 que é preso na cabine do motorista 2 por meio de parafusos 12e na extremidade frontal de um motor de transmissão 9 por meio de um guia11. O cabo de fixação 6 é fixamente atarraxado por suas extremidades emcada caso em uma região traseira das vigas longitudinais laterais 7,8 nochassi da cabine do motorista por meio de três parafusos 12 e em um flangede conexão. No motor 9 o cabo de fixação 6 é preso em um guia tubular 11através do qual ele é guiado. O guia 11 forma um mancai cativo e rotativomóvel do cabo de fixação 6 no nível da cabeça de cilindro do motor detransmissão 9, isto quer dizer uma região de grande resistência. Como umresultado, no caso de um impacto frontal do caminhão, a cabine do motorista2 é suportada em uma região altamente estável do conjunto de transmissão1 por meio do cabo de fixação 6. As forças Fk que agem na cabine do moto-rista 2 são transmitidas para a região estável que se situa inferior do conjun-to de transmissão 1 e são absorvidas ou desviadas por ela. O elemento deacoplamento flexível 6 ou cabo de fixação tem a vantagem que a cabine domotorista que está em uma posição alta pode ser atravessada com o conjun-to de transmissão 1 situado inferior 1 sem a mobilidade de inclinação da ca-bine do motorista 2 ou a oscilação livre necessária do motor de transmissão9 ser adversamente afetada. A flexibilidade do elemento de acoplamento 6também permite um perfil respectivamente adaptado individualmente depen-dendo das condições espaciais. O elemento de acoplamento é um cabo defixação contínuo 6 nessa modalidade exemplar. Entretanto, ele pode tam-bém ser composto de uma pluralidade de seções de cabo que são conecta-das entre si por meio de elementos intermediários respectivos. Como umaalternativa para um cabo de fixação 6, tiras, correntes ou outros componen-tes flexíveis que são resistentes à tensão de tração podem também ser usa-dos. O guia de extremidade 11 para o cabo de fixação 6 no motor 9 é im-plementado aqui na forma de um cano de retenção que é retangular em se-ção transversal e através do qual o cabo de fixação passa. Outras possibili-dades para prender o cabo de fixação 6 podem também ser consideradas.

A modalidade exemplar na figura 1 é ilustrada em uma vista su-perior esquemática na figura 2. Aqui, o perfil em formato de U do cabo defixação 6 ao redor da extremidade do motor de transmissão 9 pode ser ob-servado. As vigas longitudinais laterais 7,8 do chassi da cabine do motorista2 são respectivamente dispostas à direita e à esquerda do conjunto detransmissão 1 localizado abaixo. Iniciando das conexões laterais da extremi-dade por meio dos parafusos 12, o cabo de fixação 6 se estende obliqua-mente para frente na direção descendente e é enganchado no lado frontaldo conjunto de transmissão 1 por meio de uma seção transversal. O mancaique pode ser inclinado 3 da cabine do motorista 2 é provido aqui na mesmaorientação que o guia frontal 11 do cabo de fixação 6. Como um resultado, ocabo de fixação 6 articula essencialmente ao redor de um eixo comum coma cabine do motorista 2 quando a última inclina.

A figura 3 ilustra uma modalidade alternativa de um sistema derestrição 5 em uma vista lateral. O cabo de fixação 6 tem aqui arcos de fixa-ção para conexão nas vigas longitudinais 7,8, cujos arcos de fixação sãoengatados em pinos nas vigas longitudinais 7,8. Como um resultado, a co-nexão na cabine do motorista 2 é também rotacional móvel, como um resul-tado de que o cabo de fixação 6 pode ser adaptado para a orientação res-pectiva. Quando a tensão de tração é aplicada no cabo de fixação 6 na e-ventualidade de um impacto, o dito cabo de fixação fica, portanto, em umaposição com ótima orientação e nenhum ponto fraco mecânico é produzidograças à curvatura nos pontos de conexão. A fim de guiar o cabo de fixação6 no lado frontal do motor de transmissão 9, pinos de fixação lateralmenteprojetados 13 são providos aqui, os ditos pinos de fixação 13 impedindo queo cabo 6 deslize para cima em uma maneira estruturalmente simples. O sis-tema de restrição 5 para a cabine do motorista 2 pode também prover umacoplamento entre a cabine do motorista 2 e uma outra parte do conjunto detransmissão 1, tal como por exemplo a caixa de engrenagens ou o mancaido motor. O elemento de acoplamento flexível 6 pode ser preso em outroscomponentes estruturais fixos da cabine do motorista 2 ao invés de nas vi-gas longitudinais 7,8 da cabine do motorista 2.

Claims (10)

1. Caminhão (10) tendo uma cabine de motorista (2) que é mon-tada de modo a poder ser inclinada acima de um conjunto de transmissão(1) e que é acoplada de um modo articulado em um chassi inferior (4) pormeio de um mancai (3), onde o conjunto de transmissão (1) é preso nochassi (4) e tendo um sistema de restrição (5) para a cabine do motorista nocaso de colisões frontais do caminhão com um obstáculo no nível da cabinedo motorista (2), a fim de absorver e desviar as forças de impacto na cabinedo motorista (2), caracterizado pelo fato de que o sistema de restrição (5)compreende um elemento de acoplamento flexível (6) que estabelece umaconexão, que é resistente à tensão de tração contrária à direção de percur-so, entre a cabine do motorista (2) e uma parte fixa frontal do conjunto detransmissão (1) localizada abaixo dela, onde no estado de operação a pos-sibilidade da inclinação da cabine do motorista e da mobilidade intrínseca dacabine do motorista (2) e do conjunto de transmissão (1) não é afetada peloelemento de acoplamento flexível (6).

2. Caminhão (10), de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do pelo fato de que o elemento de acoplamento (6) é preso nas vigas longi-tudinais laterais (7,8) da cabine do motorista (2).

3. Caminhão (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, carac-terizado pelo fato de que o elemento de acoplamento (6) é preso em umaregião de extremidade de um motor de transmissão (9).

4. Caminhão (10), de acordo com uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de acoplamento flexível(6) é um cabo de fixação que é enrolado ao redor do mecanismo de trans-missão (9) em uma forma de U e que é preso nas suas extremidades nasvigas longitudinais laterais (7, 8).

5. Caminhão (10), de acordo com uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de acoplamento (6) épreso em um modo rotativo móvel e cativo por meio de um guia (11) nos la-dos do conjunto de transmissão (1).

6. Caminhão (10), de acordo com uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de acoplamento (6) épreso em um modo rotativo móvel na cabine do motorista (2).

7. Caminhão (10), de acordo com uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que os elementos de impacto para ab-sorção de energia são providos entre o elemento de acoplamento (6) e acabine do motorista (2).

8. Caminhão (10), de acordo com uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de acoplamento flexível(6) é um cabo de aço.

9.

Caminhão (10), de acordo com uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de acoplamento (6) po-de ser esticado de modo a destruir a energia.