BRPI0809862B1

BRPI0809862B1 - disposição de acionamento para utilização com portas de veículo mecanicamente operadas por motores pneumáticos

Info

Publication number: BRPI0809862B1
Application number: BRPI0809862A
Authority: BR
Inventors: C Griffis David; Plavnik Gennady; O'neill Michael
Original assignee: Wabtec Holding Corp
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2008-05-01
Publication date: 2018-10-09
Also published as: CA2685945C; AU2008247757B2; US20100170158A1; PL2152999T3; EP2152999B1; WO2008137507A9; EP2152999A1; CA2685945A1; JP5186553B2; MX2009011846A; US8171672B2; WO2008137507A1; AU2008247757A1; ES2545482T3; CN101842544A; CN101842544B; JP2010525983A; EP2152999A4; BRPI0809862A2; NZ580748A

Description

(54) Título: DISPOSIÇÃO DE ACIONAMENTO PARA UTILIZAÇÃO COM PORTAS DE VEÍCULO MECANICAMENTE OPERADAS POR MOTORES PNEUMÁTICOS (51) lnt.CI.: E05F 15/53; E05F 11/12 (30) Prioridade Unionista: 03/05/2007 US 60/927,325 (73) Titular(es): WABTEC HOLDING CORPORATION (72) Inventor(es): GENNADY PLAVNIK; DAVID C. GRIFFIS; MICHAEL O'NEILL (85) Data do Início da Fase Nacional: 30/10/2009

1/9 “DISPOSIÇÃO DE ACIONAMENTO PARA UTILIZAÇÃO COM PORTAS DE VEÍCULO MECANICAMENTE OPERADAS POR MOTORES PNEUMÁTICOS”

Referência Cruzada a Pedidos de Patente Correlacionados [1] O presente pedido de patente reivindica os benefícios do pedido de patente norte-americana provisório No. 60/927.325 depositado em 3 de maio de 2007 e intitulado “DISPOSIÇÃO DE Eixo de Saída, Alavanca DUPLA e Engrenagem de Pinhão para Motores Diferenciais Pneumáticos”, cujo relatório descritivo é aqui incorporado em sua totalidade.

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção [2] A presente invenção está relacionada, geralmente, a uma alavanca dupla para portas operadas mecanicamente por motores pneumáticos e, mais particularmente, a uma alavanca dupla e engrenagem removível para motores diferenciais/ cilindros pneumáticos para conectar um eixo de saída a hastes de conexão e, assim sendo, a painéis de portas de um veículo para o trânsito das massas.

Descrição da Técnica Relacionada [3] Cilindros pneumáticos têm sido usados em sistemas mecânicos para converter ar em um movimento recíproco linear para a abertura e fechamento de portas de veículos de transporte de passageiros. Um exemplo deste tipo de sistema operacional de portas é mostrado na patente norte-americana No. US 3.979.790.

[4] Tipicamente, os cilindros pneumáticos usados neste ambiente consistem em uma câmara de cilindro, um pistão, e duas tampas de extremidade hermeticamente conectadas à câmara de cilindro. As tampas de extremidade tem aberturas se estendendo no seu interior para permitir com que o ar comprimido flua para dentro e para fora da câmara cilíndrica, para fazer com que o pistão se mova em uma direção linear, e para aplicar uma força tanto para a abertura quanto para o fechamento das portas do veículo.

[5] Sistemas de motores diferenciais/cilindros pneumáticos

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2/9 também foram desenhados para a abertura e para o fechamento de portas de veículos para o transporte de passageiros. Os exemplos desses sistemas são mostrados nas patentes norte-americanas Nos. US 4.231.192; US 4.134.231 e US 1.557.684.

[6] Conforme ilustrado na Figura 1, um motor diferencial pneumático conhecido consiste de um cilindro pneumático grande 1 e um cilindro pneumático pequeno 2, fixados a um alojamento 3. O cilindro pneumático grande 1 é fechado em uma das suas extremidades por uma grande tampa de extremidade 48. O cilindro pneumático pequeno 2 é fechado em uma extremidade por uma pequena tampa de extremidade 50.

[7] Um pistão grande 4 e um pistão pequeno 5 são instalados no lado de dentro dos cilindros 1 e 2, respectivamente. Os pistões 4 e 5 são fixados em um cavalete dentado 6 o qual é engatado com a engrenagem 7. A engrenagem 7 é permanentemente fixada ao eixo 8, de tal maneira que o movimento linear dos pistões 4 e 5 sejam convertidos em um movimento de rotação do eixo de saída 8.

[8] A alavanca dupla 9, conforme é mostrado na Fig. 2 é soldada a extremidade do eixo de saída 8, e é conectada pelas hastes 10, 11 e pelas alavancas 12, 13 aos eixos verticais e aos braços ligados aos painéis da porta de veículo (não mostrado). Como um resultado, o movimento rotacional do eixo de saída 8 faz com que o movimento rotacional da alavanca dupla 9 cause a abertura e o fechamento das portas do veículo.

[9] O cilindro pneumático pequeno 2 é constantemente conectado a um reservatório de ar comprimido, através de uma abertura 52 na tampa pequena 50 de tal maneira que uma pressão positiva é constantemente aplicada à superfície 54 do pequeno pistão 5 de face para a pequena tampa 50. O cilindro pneumático grande 1 é conectado a uma válvula de três vias via uma abertura 49, a qual proporciona as conexões para uma fonte de ar comprimido durante o modo de fechamento ou a um membro de exaustão para exaurir o ar a partir do cilindro grande 1 durante um modo operacional da porta. O sistema de mola 14eo disco de vedação 15 proporcionam o amortecimento do movimento do pistão grande 4 na parte final do percurso da abertura de porta.

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3/9 [10] Durante um modo de fechamento de porta, o ar é admitido no cilindro grande 1 através da válvula de três vias, conforme acima discutido, e pressão é aplicada a superfície 56 do pistão grande 4 de face para a tampa grande 48. Por causa da diferença na área de superfície do pistão grande 4 e do pistão pequeno 5, a aplicação do ar comprimido no interior do cilindro grande 1 faz com que os pistões 4 e 5 movam em um sentido a tampa pequena 50 ou para a direita (conforme é mostrado). O movimento linear do cavalete 6 é convertido em uma rotação no sentido contrário ao do sentido horário da engrenagem 7 e do eixo de saída 8 e, conseqüentemente, da rotação da alavanca dupla 9, algo que faz com que as portas se fechem.

[11] Durante o modo de abertura de porta, o cilindro grande 1 é conectado a válvula de exaustão da válvula de três vias para permitir com que o ar neste cilindro grande 1 flua para fora devido à pressão atuando sobre a superfície do pistão pequeno 5 no cilindro pequeno 2. Como um resultado deste diferencial de pressão, os pistões 4 e 5 movem em um sentido da tampa grande 48 ou para a esquerda (conforme é mostrado), girando a engrenagem 7, o eixo 8, e a alavanca dupla 9 em um sentido horário, conforme é visto na Fig. 1. O movimento do pistão 4 em um sentido da tampa grande 48 causa a compressão do sistema de mola 14, e o movimento linear do disco de vedação em um sentido a uma câmara de amortecimento 58.

[12] O amortecimento no final do modo de abertura de porta ocorre conforme o disco 15 veda a abertura de exaustão 59 da câmara de amortecimento 58. O ar que flui para fora do cilindro é restrito a um pequeno orifício (não mostrado), reduzindo o movimento dos pistões 4 e 5. Este movimento mais lento permite com que as portas continuem a abrir em uma velocidade mais lenta (amortecida) até que sejam totalmente abertas.

[13] No projeto do motor atual, a alavanca dupla 9 é soldada ao eixo de saída 8 e a engrenagem de pinhão é presa no eixo de saída por meio de um pino de rolo inserido em um orifício estendendo através do meão da engrenagem de pinhão e do eixo. Este orifício é perfurado com uma única operação com a engrenagem de pinhão 7 já

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Μ) posicionada sobre o conjunto soldado do eixo 8 e da alavanca dupla 9. Uma vez que este orifício é perfurado, o conjunto soldado do eixo 8 e da alavanca dupla 9 se torna um conjunto casado, uma vez que o relacionamento angular da alavanca dupla 9 com os dentes do pinhão determina a sincronização angular dos painéis das portas com a posição do pistão 4, 5 e do conjunto de cavalete 6 no interior do motor diferencial.

[14] Com o objetivo de remover a alavanca dupla 9 a partir do motor, o motor deve ser desmontado e o pino de rolo retirado para fora do conjunto da engrenagem de pinhão 7 e do eixo 8 e da alavanca dupla 9. Se qualquer um do conjunto de engrenagem de pinhão 7 ou da alavanca dupla 9 ou eixo 8 for danificado, todos esses componentes devem ser substituídos com o objetivo de restaurar a operacionalidade do motor diferencial.

[15] Pode ser observado a partir do desenho dos motores diferenciais atuais que a substituição de qualquer um: a alavanca dupla 9 ou a engrenagem de pinhão 7 requer que todo o mecanismo seja desmontado. Nem a engrenagem de pinhão 7, nem o eixo 8, nem a alavanca dupla 9 são intercambiáveis. Conseqüentemente, esses componentes devem ser substituídos como um conjunto. Ainda, o motor diferencial pneumático, uma vez montado, se torna algo único para uma configuração de porta específica e motores diferenciais não podem ser inter cambiados entre configurações de portas diferentes.

[16] Esses fatores impõem certo fardo tanto no que diz respeito à mão de obra quanto a materiais caros quando da manutenção dos sistemas de portas equipados com o presente e atual motor diferencial pneumático.

Sumário da Invenção [17] É, portanto um objetivo da invenção proporcionar uma disposição de conjunto removível de alavanca dupla e engrenagem para motores diferenciais/cilidros pneumáticos para operar portas de veículos. Adicionalmente, é um outro objetivo da invenção proporcionar uma disposição de conjunto de alavanca dupla e engrenagem o qual pode ser facilmente removido e substituído sem desmontar o motor

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5/9 diferencial. É ainda outro objetivo da invenção proporcionar um conjunto de alavanca dupla e engrenagem no qual a substituição de partes individuais é fácil e barata.

[18] A presente invenção compreende uma disposição de um conjunto de uma alavanca dupla e uma engrenagem de pinhão removível para o uso em motores diferenciais com cilindro pneumático para operar portas de veículos. A disposição compreende uma alavanca dupla a qual é associada com as portas do veículo via hastes e alavancas em relação aos eixos verticais e aos braços ligados aos painéis das portas de veículos, de tal maneira que a rotação da alavanca dupla faça com que as portas dos veículos abram e fechem. Um conjunto de engrenagem tendo um membro dentado e um eixo de saída estendendo através da mesma é proporcionado de tal maneira que o movimento rotacional do conjunto de engrenagem é causado pela atuação do motor diferencial com cilindro pneumático. Um membro de fixação na forma de pelo menos uma chaveta de retenção cooperando com pelo menos um rasgo de chaveta formado no eixo de saída é proporcionado para fixar e/ou para reter a alavanca dupla por sobre o eixo de saída de uma maneira removível e para fixar e/ou reter a engrenagem por sobre o eixo de saída de uma maneira removível.

[19] Essas e outras características da presente invenção, assim como o método de operação e as funções dos elementos correlacionados de estruturas e a combinação de partes e economias da fabricação se tornarão mais aparentes quando da consideração da seguinte descrição com referência aos desenhos acompanhantes, todos os quais formam uma parte integral desta especificação, na qual números de referência similares designam partes correspondentes nas várias figuras.

Breve Descrição dos Desenhos [20] A Fig. 1 mostra uma vista lateral esquemática do motor diferencial/cilindro pneumático da técnica anterior para controlar a operação das portas de um veículo;

[21] a Fig. 2 mostra uma vista em perspectiva de uma disposição de conjunto de alavanca dupla e engrenagem da técnica anterior montado sobre um veículo;

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[22] a Fig. 3 mostra uma vista em perspectiva parcial da disposição de conjunto de alavanca dupla e engrenagem de acordo com a presente invenção; e [23] a Fig. 4 mostra uma vista em perspectiva da disposição de conjunto de alavanca dupla e engrenagem da Fig. 3 montado sobre um veículo.

Descrição Detalhada da Realização Preferida [24] Para os propósitos da presente descrição, daqui em diante os termos “superior”, “inferior”, “direito(a)”, esquerdo(a)”, “vertical”, “horizontal”, “de cima”, “debaixo”, “lateral”, “longitudinal” e os termos derivativos dos mesmos estarão relacionados a invenção e são direcionados as figuras desenhadas. Todavia, deve ser subentendido que a invenção pode assumir várias variações alternativas, exceto quando o contrário for especificamente expresso.

[25] Também deve ser entendido que os dispositivos específicos nos desenhos anexos e descritos na seguinte especificação, são simplesmente realizações exemplares da invenção. Assim sendo, as dimensões específicas e outras características físicas relacionadas as realizações aqui reveladas não devem ser consideradas como limitantes.

[26] Com referência agora a Fig. 3, esta mostra uma disposição de conjunto de alavanca dupla e engrenagem removível da presente invenção, geralmente indicado como 100, para o uso em um motor diferencial/cilindro pneumático para abrir e fechar as portas de um veículo.

[27] Conforme ilustrado na Fig. 4, a alavanca dupla removível 16 é conectada por meio das hastes 40, 41 e as alavancas 42, 43 aos eixos e aos braços verticais ligados aos painéis das portas do veículo (não mostrado). Com referência outra vez a Fig. 3, a atuação do motor diferencial com cilindro pneumático durante uma operação de abertura ou de fechamento faz com que a engrenagem 17 gire no que diz respeito a um cavalete dentado 60, o qual causa a rotação de um eixo de saída 20. Este movimento rotacional do eixo de saída 20 causa o movimento rotacional da alavanca dupla 16 o qual resulta na abertura e no fechamento das portas do veículo.

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Ί/9 [28] Conforme ilustrado em detalhe na Fig. 3, a engrenagem 17 é conectada de uma maneira removível com uma primeira porção do eixo de saída 20 através do uso de uma primeira chaveta de retenção 18a, a qual coopera com um rasgo de chaveta 18b no eixo de saída 20. A alavanca de braço duplo 16 é conectada de uma maneira removível com uma segunda porção do eixo de saída 20 através do uso de uma segunda chaveta de retenção 19a, a qual coopera com um segundo rasgo de chaveta 19b no eixo de saída 20. A primeira chaveta de retenção e a segunda chaveta de retenção 18a e 19a podem compreender qualquer desenho de chaveta já conhecido que seja capaz de fixar membros circulares rotativos, uns com os outros. Um exemplo de chavetas de retenção 18a e 19a os quais podem ser usados com a presente invenção são as chavetas de Woodruff, as quais são chavetas removíveis que encaixam em uma ranhura correspondente sobre um dispositivo montado exatamente por sobre o eixo; por exemplo, uma polia, assim sendo prevenindo com que o dispositivo fique girando livremente a cerca do eixo. Tipicamente, uma chaveta de Woodruff tem um formato semicircular ou é uma chaveta tipo meia lua que encaixa em um rasgo de chaveta correspondentemente com um formato semicircular.

[29] A engrenagem 17 e o eixo de saída 20 são prevenidos de mover de forma axial a partir do interior da disposição 100 por meio de membros de fixar tais como anéis de retenção conforme discutido abaixo em detalhe. A engrenagem 17 é prevenida a partir de mover de forma axial sobre o eixo de saída 20 por meio de um primeiro par de anéis de retenção 21a e 21b posicionados em ambos os lados do eixo de saída 20. O eixo de saída 20 é prevenido contra a ação de um movimento axial relativo ao alojamento da engrenagem 30 por meio de um segundo par de anéis de retenção 25a e 25b que repousam suportando contra buchas impregnadas com lubrificante 26, pressionadas nas paredes laterais 28 do alojamento da engrenagem 30. Preferivelmente, os anéis de retenção 21a, 21b, 25a e 25b compreendem anéis de retenção com aro fendido, os quais repousam no interior de leves endentações 36 no eixo de saída 20.

[30] Também se previne contra o movimento axial da alavanca de

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8/9 braço duplo 16 no que diz respeito ao eixo de saída 20 por meio de um membro de fixação axial removível, geralmente indicado pelo número 22. Este membro de fixação axial 22 pode compreender qualquer membro de fixação já conhecido, o qual pode ser prontamente removido a partir da disposição 100, tal como um parafuso 23 e uma arruela 24. O parafuso 23 é rosqueado através de uma primeira abertura 32 na alavanca de braço duplo 16, a qual é alinhada com uma segunda abertura 34 no eixo de saída 20.

[31] Os percursos de chaveta 18b, 19b no eixo de saída 20 e a engrenagem de pinhão 17 são fabricadas com uma relação angular padrão, uma em relação à outra. A posição do rasgo de chaveta 19a na alavanca de braço duplo 16 pode ser variada para adaptar a disposição final 100 a configurações de portas diferentes.

[32] A desmontagem da disposição 100 de alavanca de braço duplo 16 e da engrenagem ocorre da seguinte maneira. A remoção da alavanca de braço duplo 16 a partir da disposição 100 é conseguida simplesmente por meio da remoção do parafuso 23 que segura a alavanca de braço duplo 16 no eixo de saída 20. Isto permite com que a alavanca de braço duplo 16 seja facilmente deslizada para fora do eixo de saída 20 e da chaveta de retenção 19a. A engrenagem 17 pode ser removida a partir da disposição sem remover a alavanca de braço duplo 16. Isto é conseguido por meio de um processo de múltiplas etapas. Os parafusos 39, os quais fixam a porção de cobertura 38 ao alojamento da engrenagem 30 são soltos (desapertados) e são removidos de tal maneira que a porção de cobertura 38 é removida. O membro de retenção com aro fendido 25a localizado adjacente ao alojamento 30 na extremidade oposta a partir da alavanca de braço duplo 16 é removido a partir do eixo de saída 20. Então o alvo das “portas totalmente fechadas”, não mostrado, é removido a partir do eixo de saída 20. O anel de retenção 21a, a engrenagem adjacente 17, o anel de retenção 21b, e a extensão do meão de engrenagem adjacente 42 são removidos a partir do eixo de saída 20. O eixo de saída 20, incluindo a chaveta de retenção 18a, pode agora ser deslizado para fora a partir da porção interior da engrenagem 17 e a engrenagem 17 pode ser levantada para fora do alojamento da engrenagem 30 para o devido conserto e/ou substituição da mesma.

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9/9 [33] A presente invenção proporciona um motor diferencial no qual a alavanca de braço duplo 16 e a engrenagem podem ser facilmente removidas e substituídas. Isto reduz, significativamente, a manutenção e/ou a mão de obra necessária para corrigir uma falha no sistema da alavanca de braço duplo 16 ou no sistema da engrenagem de pinhão 17.

[34] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes com o propósito de ilustração com base naquilo que é atualmente considerado como sendo a realização mais prática e mais preferida, deve ser subentendido que tal detalhe é pura e somente para aquele propósito e que a invenção não é limitada as realizações reveladas, mas, muito pelo contrário, é intencionada a cobrir as modificações e os disposiçãos equivalentes que se encontram dentro do espírito e do escopo desta descrição. Por exemplo, deve ser subentendido que a presente invenção contempla que, na extensão do possível, uma ou mais características de qualquer realização pode ser combinada com uma ou mais características de qualquer outra realização.

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Claims

Reivindicações

1. Disposição de acionamento para utilização com portas de veículo mecanicamente operadas por motores pneumáticos, a referida disposição caracterizada pelo fato que compreende:

(a) um alojamento (30), um conjunto de engrenagens compreendendo uma engrenagem (17) tendo um eixo de saída (20) se estendendo através da mesma, referida engrenagem (17) e uma porção do referido eixo de saída (20) dispostos no interior do alojamento, uma alavanca de braço duplo (16) montada sobre uma porção do referido eixo de saída (20) disposta fora do alojamento (30) onde o movimento de rotação do referido eixo de saída (20) e da referida alavanca de braço duplo (16) é causado pelo acionamento do referido motor pneumático; e (b) referida alavanca de braço duplo (16) estando associada com as referidas portas do veículo de tal modo que a rotação da referida alavanca de braço duplo (16) causa um movimento das referidas portas, referida alavanca de braço duplo (16) incluindo uma primeira abertura (32) e referido eixo de saída (20) incluindo uma segunda abertura (34) em que referidas primeira e segunda aberturas (32, 34) estão alinhadas e se estendem ao longo de um eixo longitudinal do referido eixo de saída (20), um membro de fixação axial (22) se estendendo através das referidas primeira e segunda aberturas (32, 34) e impedindo o movimento axial da referida alavanca de braço duplo (16) com relação ao referido eixo de saída (20) (c) membros de fixação angulares fixando de uma maneira removível a referida alavanca de braço duplo (16) ao referido eixo de saída (20) e a referida engrenagem (17) ao referido eixo de saída (20) de tal modo que a referida alavanca de braço duplo (16) e a referida 17 não são capazes de rotar com relação ao referido eixo de saída (20), referidos membros de fixação angulares compreendendo uma primeira chaveta de retenção (18a) cooperando com a referida engrenagem (17) e um primeiro rasgo de chaveta (18b) formado no referido eixo de saída (20) para removível mente conectar a referida engrenagem (17) ao referido eixo de saída (20) e uma segunda chaveta de

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2/2 retenção (19a) cooperando com a referida alavanca de braço duplo (16) e um segundo rasgo de chaveta (19b) formado no referido eixo de saída (20) para removivelmente conectar a referida alavanca de braço duplo (16) ao referido eixo de saída (20); e (d) um primeiro par de anéis de retenção (21a, 21b), cada um posicionado em um respectivo lado de acordo com a referida engrenagem (17) para limitar o movimento axial da referida engrenagem (17) com relação ao referido eixo de saída (20) e um segundo par de anéis de retenção (25a, 25b) cada um posicionado em um respectivo lado do referido alojamento (30) para impedir o movimento axial do referido eixo de saída (20) com relação ao referido alojamento (30).

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que cada uma das referidas primeira e segunda chavetas de retenção (18a, 19a) compreendem chavetas de forma semicircular.
3. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que o referido membro de fixação axial (22) compreende um parafuso (23) e uma arruela (24).

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