ES2223240B1 - Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automovil. - Google Patents

Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automovil.

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Abstract

Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil.
El carril (6) va solidario a la cerradura del automóvil y comprende deslizadores (7) fijados al cristal (3) en el marco (2) de la puerta (1) y en el carril (6) del elevalunas, respectivamente. El diseño depende de la distancia (Y_{1}) entre puntos de contacto (P) del deslizador (7) en el carril (6); de la distancia (Y_{2}) del borde superior (11) del cristal (3) al punto de sujeción (12) del deslizador (7) en el cristal (3); la distancia (X_{1}) desde un extremo del carril (6) a los puntos (P); la distancia horizontal (X_{2}) entre éstos y la altura de la puerta y la ventana (H, h). (Y_{1}, X_{1}) presentan el valor máximo posible siendo (Y_{1}) menor que (H-h) y (Y_{2}) menor que (h-Y_{2}). Para valores pequeños de (Y_{1}), (X_{2}) será menor o igual que (X_{1}).

Description

Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil.
La presente solicitud de Patente de Invención consiste, conforme indica su enunciado, en un "Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil", cuyas nuevas características de construcción, conformación y diseño cumplen la misión para la que específicamente ha sido proyectado, con una seguridad y eficacia máximas y proporcionando numerosas ventajas tal como se detallará en la presente memoria.
La presente invención se refiere concretamente al diseño de elevalunas para automóviles del tipo de los que se disponen fijados en el dispositivo de la cerradura del automóvil, es decir, en los que el carril por donde discurre el deslizador que acciona el cristal de la ventana queda soldado en el dispositivo de cerradura del automóvil. En este tipo concreto de elevalunas se dispone un deslizador adicional dentro del marco de la puerta del automóvil.
La invención propone un nuevo diseño de este tipo de elevalunas cuyas variables de cálculo quedan definidas de tal manera que la estabilidad del conjunto, que es el principal problema a afrontar en estos elevalunas tal como se expondrá a continuación, queda totalmente garantizada, permitiendo, además, conocer con antelación la viabilidad de un proyecto de elevalunas de montaje en cerradura.
El citado inconveniente de los elevalunas fijados a la cerradura del automóvil reside básicamente en la inestabilidad del conjunto en funcionamiento, la cual se debe principalmente al hecho de que tanto la sujeción de la ventana en el deslizador como el guiado de la misma presenta holguras que influyen negativamente en el funcionamiento del sistema. Estas holguras e interferencias son amplificadas en gran medida por la acción del voladizo del cristal existente debido precisamente al hecho de que el elevalunas va montado en la cerradura, esto es, en un extremo lateral de la puerta.
La práctica ha demostrado claramente que la principal dificultad en este tipo de elevalunas reside en la dificultad de mantener el sistema estable puesto que, como se ha indicado, el cristal puede presentar una gran longitud que produce consecuentemente un par de giro muy elevado haciendo el sistema inestable. En este sentido, debe tenerse en cuenta especialmente el hecho de que el centro de carga, es decir, el peso propio del cristal más las fricciones, se encuentra muy alejado del centro de empuje del cable del elevalunas.
Con el fin de buscar una solución eficaz que permita mantener la condición de estabilidad estática y dinámica requerida para un elevalunas del tipo de los que van montados en la cerradura de la puerta de un automóvil se ha desarrollado el conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil de la presente invención, el cual se describirá en detalle a continuación.
Este elevalunas es, como se ha dicho anteriormente, del tipo de los que comprenden esencialmente dos conjuntos de guía y deslizador dispuestos uno en el marco de la puerta y otro en el carril del elevalunas y medios de accionamiento dichos deslizadores que incluyen un motor eléctrico con un grupo reductor. Los deslizadores quedan fijados al cristal de la ventana y el conjunto queda montado fijado en la cerradura del automóvil con el carril solidario a la misma.
La invención determina las condiciones necesarias que deben cumplir las variables de diseño para la viabilidad de un conjunto estable. Las citadas variables que entran en juego en dicho cálculo son las que se exponen a continuación:
(Y_{1}): distancia existente entre dos puntos de contacto del deslizador en el carril medida sobre una línea paralela a dicho carril;
(Y_{2}): distancia desde el borde superior del cristal hasta el punto de sujeción del deslizador de la puerta;
(X_{1}): distancia desde un extremo del carril (que es solidario al marco de la puerta) hasta los puntos de contacto del deslizador el carril;
(X_{2}): distancia horizontal existente entre dos puntos de contacto del deslizador en el carril;
(H): altura del borde inferior de la puerta del vehículo hasta la línea de cintura; y
(h): altura de la ventana del vehículo.
Las condiciones que deben cumplir estas variables para que el diseño de dicho elevalunas sea viable son las siguientes:
i) (Y_{1}) debe presentar el valor máximo posible para generar el máximo par resistente al peso del cristal y debe cumplir, al mismo tiempo, que (Y_{1})< (H-h) para posibilitar el montaje del deslizador en la puerta;
ii) (Y_{2})< (h-Y_{2}) ya que la carga de bajada es menor que el par de subida debido a la gravedad. Cuando el cristal realiza un movimiento ascendente, el elevalunas debe vencer la fricción y el peso propio del cristal mientras que cuando el cristal realiza un movimiento descendente, las cargas son la fricción menos el peso propio del cristal; y
iii) (X_{1}) debe ser lo mayor posible según la geometría de la puerta.
En el caso de que el valor de (Y_{1}) sea muy bajo por cuestiones de espacio y geometría de la puerta, deberá cumplirse adicionalmente la condición de que (X_{2}) \leq (X_{1}).
Preferiblemente, (X_{1}) es del orden de 100-150 mm, dependiendo del espacio de montaje.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención, para que el conjunto sea estable, es necesario tener en cuenta por lo menos tres variables (Y_{1}, Y_{2}, X_{1}) en función de la geometría y las cargas en cada puerta.
El aumento de (Y_{1}) implica una mayor limitación de giro del deslizador del elevalunas sobre el carril, por lo que el elevalunas es mas robusto. Por otra parte, (Y_{2}, X_{2}) dependen de las cargas de fricción.
Respecto al diseño del deslizador de la guía de la puerta del vehículo, el guiado dentro del marco de la puerta puede ser de tres modos:
1.- Disponiendo únicamente un punto de contacto dentro de dicha guía, el cual permite el giro. En este caso para proporcionar estabilidad al sistema, (Y_{1}) debe ser lo mayor posible, (X_{1}) debe ser lo menor posible y (Y_{2}) depende de la carga.
2.- Totalmente guiado sin posibilidad de giro. En ese caso (Y_{1}) debe ser lo menor posible para evitar hiperestabilidad y que el sistema se bloquee, y (X_{1}) debe ser también lo menor posible para evitar posibles pares de bloqueo.
3.- El deslizador presentará un punto de contacto como en el primer caso, pero el cristal queda totalmente apoyado contra el marco de la puerta. En este caso (Y_{1}, Y_{2}, X_{1}) deben calcularse de acuerdo con la geometría y las cargas, no teniendo en cuenta valores máximos ni mínimos. (Y_{1}) debe presentar un valor medio para evitar posibles juegos en el sistema, mientras que (Y_{2}, X_{2}) deben ser proporcionales a las cargas de subida y bajada.
Los deslizadores utilizados en el elevalunas que se describe de acuerdo con la presente invención están fabricados preferiblemente, aunque no exclusivamente, en fibra de carbono y sus combinaciones con POM, PP66 u otros materiales plásticos similares adecuados para esta función con la adición de materiales que favorezcan el deslizamiento y reduzcan el carácter abrasivo de la fibra de carbono. Con la elección de estos materiales es posible obtener deslizadores hasta diez veces más resistentes que los deslizadores convencionales fabricados en POM y similares. Además, la fibra de carbono permite reducir la sonoridad de funcionamiento respecto a otros materiales utilizados convencionalmente para el mismo fin.
Otra particularidad de la presente invención reside en la relación mecánica entre los medios de accionamiento del elevalunas y el dispositivo de cerradura del automóvil donde va montado éste. Actualmente, el funcionamiento de las cerraduras de los automóviles implica la utilización de diversos motores eléctricos para la activación del mecanismo de cierre centralizado y otros dispositivos asociados. La invención propone el enlace mecánico del motor eléctrico de los medios de accionamiento del elevalunas con al menos alguno de los citados dispositivos asociados al conjunto de cerradura con el fin de eliminar por lo menos uno de los motores utilizados. En este sentido, debe tenerse especialmente en cuenta el hecho de que la viabilidad de la transmisión mecánica de, por ejemplo, el cierre centralizado de un vehículo a través del motor del elevalunas fijado a la cerradura de éste es posible gracias a la gran relación de engrane existente entre el eje de salida del motor eléctrico y eje sinfín engranado al mismo que actuaría sobre el mecanismo de cerradura, la cual puede ser del orden de 1/70.
Más concretamente, si se tienen en cuenta las siguientes variables de diseño en el cálculo de los medios de accionamiento del elevalunas:
\alpha_{1} = arco girado por el tambor. Equivale al recorrido del cable y a la longitud que se mueve del cristal;
r = radio del tambor donde se enrolla el cable;
\beta_{1}= ángulo girado por el tambor del cable (en radianes);
\alpha_{2} = arco girado por el motor eléctrico antes de la reducción;
\beta_{2} = ángulo girado por el motor eléctrico antes de la reducción (en radianes);
Re = relación de engrane del motor reductor eléctrico entre el eje del tambor y el eje de salida del motor eléctrico;
se tiene que
\alpha_{1} = \beta_{1} \cdot r
Y como que Re = \frac{\beta_{2}}{\beta_{1}}, entonces:
\beta_{1} = \frac{\beta_{2}}{Re}
Por lo tanto, como
\alpha_{1} = \beta_{1} \cdot r
Entonces resulta:
\alpha_{1} = \frac{\beta_{2} \cdot r}{Re}
Sustituyendo las variables por valores típicos en un elevalunas como el de la presente invención:
r = 5mm
Re = 70
\alpha_{1} = \frac{\beta_{2} \cdot r}{Re} = \frac{\beta_{2} \cdot 25}{70}
y pasando a grados tenemos:
\alpha_{1} = \frac{\beta_{2} \cdot 25 \cdot \pi}{70 \cdot 180} = 0,0062333 \cdot \beta_{2}
\alpha_{1} = \frac{\beta_{2}}{160,427} \Rightarrow \beta_{2} = 160,427 \cdot \alpha_{1} \ (en \ mm)
Es decir, que para un recorrido del cable que acciona el cristal de 0,5 mm, el motor eléctrico gira aproximadamente 80º, por lo que se tiene una energía utilizable para un mecanismo como la cerradura (y sus mecanismos asociados) que requiere una baja energía sin que esto implique un movimiento apreciable en el elevalunas. Un desplazamiento de 0,5 mm en el tambor donde se enrolla el cable del elevalunas casi no se aprecia al existir otros factores como la compresión de muelles, cable, gomas, etc. antes de mover el cristal.
Las ventajas del diseño propuesto en la invención son numerosas:
- es posible realizar un estudio preciso de viabilidad del elevalunas determinando su estabilidad en el funcionamiento de acuerdo con las variables definidas;
- la utilización de un elevalunas unido directamente a la cerradura de la puerta permite aumentar el espacio libre en el interior de la puerta;
- la configuración de los medios de accionamiento del elevalunas de acuerdo con la presente invención permite eliminar por lo menos uno de los motores asociados a la activación de la cerradura del vehículo;
- un elevalunas diseñado de acuerdo con los parámetros de la presente invención permite el accionamiento de cristales de gran envergadura y peso sin problemas.
Se describe a continuación, de manera detallada y a modo de ejemplo no limitativo, una realización preferida de un conjunto elevalunas de acuerdo con la presente invención, a partir de la cual resultarán más claras las características y las ventajas del mismo. La descripción que sigue se da con referencia al dibujo que se acompaña, que corresponde a una vista esquemática en alzado de una puerta de un vehículo provista de un elevalunas de acuerdo con la invención, mostrándose dicha puerta parcialmente seccionada para poder apreciar con claridad el conjunto de guías y deslizadores así como el cristal de la ventana.
La realización que se describe de acuerdo con la figura adjunta supone una solución eficaz que posibilita la condición de estabilidad estática y dinámica requerida para los elevalunas montados en la cerradura de la puerta del automóvil.
En la figura se aprecia la puerta (1) de un vehículo con el marco (2) por donde desliza el cristal (3). El elevalunas incluye un primer conjunto de guía y deslizador (4) en el marco (2) de la puerta (1) y un segundo conjunto de guía y deslizador (5) en el carril (6) del elevalunas.
El elevalunas va accionado a través de un motor eléctrico y un grupo reductor (no ilustrados).
El deslizador (7) va fijado al borde inferior (8) del cristal (3) en los puntos de fijación (10) quedando montado el conjunto fijado en la cerradura de la puerta (1) con el carril (6) solidario a la misma.
El deslizador (7) está fabricado en fibra de carbono y sus combinaciones con POM, PP66 u otros materiales plásticos similares adecuados para esta función con la adición de materiales que favorecen el deslizamiento y reduzcan el carácter abrasivo de la fibra de carbono. Se prefiere la fibra de carbono por su característica de baja sonoridad de funcionamiento respecto a otros materiales convencionales.
La viabilidad de este conjunto elevalunas depende por lo menos de tres variables (Y_{1}, Y_{2}, X_{1}) en función de la geometría y las cargas en cada puerta.
La variable (Y_{1}) corresponde a la distancia existente entre dos puntos de contacto (P) del deslizador (7) en el carril (6) medida sobre una línea paralela a dicho carril (6). La variable (Y_{2}) es la distancia desde el borde superior (11) del cristal (3) hasta el punto de sujeción (12) del deslizador (4) que discurre por el tramo (9) del marco (2) de la puerta (1). La tercera variable de diseño (X_{1}) es la distancia desde un extremo del carril (6) -que es solidario al marco (2) de la puerta (1)- hasta los puntos de contacto (P) del deslizador (7) el carril (6).
Puede definirse una cuarta variable adicional denominada (X_{2}) que corresponde a la distancia horizontal existente entre dos puntos de contacto (P) del deslizador (7) en el carril (6).
Otros valores a tener en cuenta son la altura (H) desde la parte inferior (14) de la puerta (1) del vehículo hasta la línea de cintura (13); y la altura (h) de la ventana del vehículo.
De acuerdo con la invención, para que el diseño de dicho elevalunas sea viable debe cumplirse que (Y_{1}) presente el valor máximo posible para generar el máximo par resistente al peso del cristal (3) y debe cumplir, al mismo tiempo, que (Y_{1})< (H-h) para posibilitar el montaje del deslizador (7) en la puerta. Debe cumplirse también que (Y_{2}) sea menor que el valor (h-Y_{2}) ya que la carga de bajada es menor que el par de subida debido a la gravedad. Cuando el cristal (3) realiza un movimiento ascendente, el elevalunas debe vencer la fricción y el peso propio de dicho cristal (3) mientras que cuando el citado cristal (3) realiza un movimiento descendente, las cargas son la fricción menos el peso propio del cristal (3). Finalmente, la distancia (X_{1}) debe ser lo mayor posible según la geometría de la puerta (1).
Si la distancia (Y_{1}) es muy pequeña debido a cuestiones de espacio y a la propia geometría de la puerta (1), deberá cumplirse adicionalmente la condición de que la distancia (X_{2}) debe ser menor o igual que la distancia (X_{1}), siendo esta última del orden de 100-150 mm, dependiendo del espacio de montaje.
El aumento de la distancia (Y_{1}) implica una mayor limitación de giro del deslizador (7) del elevalunas sobre el carril (6), por lo que el elevalunas es mas robusto. Por otra parte las distancias (Y_{2}, X_{2}) dependen de las cargas de fricción.
Respecto al diseño del deslizador (4) de la guía de la puerta (1) del vehículo, el guiado dentro del marco (2) de la puerta (1) puede realizarse disponiendo únicamente un punto de contacto dentro de la guía que permite el giro. En este caso para proporcionar estabilidad al sistema, la distancia (Y_{1}) debe ser lo mayor posible, (X_{1}) debe ser lo menor posible, siendo (Y_{2}) dependiente de la carga.
El guiado dentro del marco (2) de la puerta (1) puede realizarse alternativamente sin posibilidad de giro, en cuyo caso, la distancia (Y_{1}) deberá ser entonces lo menor posible para evitar hiperestabilidad y que el sistema se bloquee, siendo entonces la distancia (X_{1}) también lo menor posible para evitar posibles pares de bloqueo.
Finalmente, el guiado dentro del marco (2) de la puerta (1) puede realizarse también de acuerdo con la invención disponiendo un punto de contacto como en el primer caso, pero con el cristal (3) totalmente apoyado contra el marco (2) de la puerta (1). En este caso (Y_{1}, Y_{2}, X_{1}) deben calcularse de acuerdo con la geometría y las cargas, no teniendo en cuenta valores máximos ni mínimos. (Y_{1}) debe presentar un valor medio para evitar posibles juegos en el sistema, mientras que (Y_{2}, X_{2}) deben ser proporcionales a las cargas de subida y bajada.
Descrito suficientemente en qué consiste la presente invención en correspondencia con el dibujo adjunto, se comprenderá que podrán introducirse en la misma cualquier modificación de detalle que se estime conveniente, siempre y cuando las características esenciales de la invención resumidas en las siguientes reivindicaciones no sean alteradas.

Claims (7)

1. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil que comprende un primer conjunto de guía y deslizador (4) dispuesto en el marco (2) de la puerta (1) del vehículo y un segundo conjunto de guía y deslizador (5) dispuesto en el carril (6) del elevalunas ambos dotados de deslizadores (7) fijados al cristal (3) de la ventana, medios de accionamiento dichos conjuntos de deslizadores (4, 5), quedando montado el conjunto elevalunas en la cerradura del automóvil con el carril (6) solidario a la misma, dependiendo el diseño de dicho conjunto elevalunas de la distancia (Y_{1}) existente entre dos puntos de contacto (P) del deslizador en el citado carril (6) medida sobre una línea paralela a dicho carril (6); de la distancia (Y_{2}) desde el borde superior (11) del cristal (3) hasta el punto de sujeción (12) del deslizador (7) del primer conjunto (4) en el cristal (3); la distancia (X_{1}) desde un extremo del carril (6) hasta los puntos de contacto (P); la distancia horizontal (X_{2}) existente entre dos puntos de contacto (P); la altura (H) desde la parte inferior (14) de la puerta del vehículo hasta la línea de cintura (13); y la altura (h) de la ventana del vehículo, caracterizado en que la citada distancia (Y_{1}) presenta el valor máximo posible para generar el máximo par resistente al peso del cristal (3) cumpliéndose, al mismo tiempo, que dicho valor (Y_{1}) es menor que (H-h) para posibilitar el montaje del deslizador (7) en la puerta, siendo la citada distancia (Y_{2}) menor que el valor (h-Y_{2}) al ser la carga de bajada menor que el par de subida debido al peso propio del cristal (3); y siendo el valor de la distancia (X_{1}) lo mayor posible de acuerdo con la geometría de la puerta.
2. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil según la 1ª reivindicación, caracterizado en que, la distancia (X_{2}) es menor o igual que la distancia (X_{1}) en el caso de que el valor de (Y_{1}) sea muy bajo por cuestiones de espacio y geometría de la puerta.
3. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil según la 1ª reivindicación, caracterizado en que la distancia (X_{1}) presenta un valor comprendido en el intervalo entre 100 y 150 mm, dependiendo del espacio de montaje disponible.
4. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil según la 1ª reivindicación, caracterizado en que los medios de accionamiento del conjunto elevalunas están asociados mecánicamente a un conjunto de cerradura del vehículo permitiendo la eliminación de cualquier medio de accionamiento mecánico de dicho conjunto de cerradura o cualquier mecanismo asociado al mismo.
5. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil según la 1ª reivindicación, caracterizado en que el deslizador montado en la guía del marco (2) de la puerta dispone solamente un punto de contacto dentro de dicha guía que permite el giro del deslizador, de manera que el valor de la distancia (Y_{1}) es lo mayor posible, siendo el valor de (X_{1}) lo menor posible, y dependiendo (Y_{2}) de la carga.
6. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil según la 1ª reivindicación, caracterizado en que el deslizador montado en la guía del marco (2) de la puerta del vehículo va guiado totalmente sin posibilidad de giro, siendo la distancia (Y_{1}) lo menor posible para evitar hiperestabilidad y que el sistema se bloquee y siendo el valor de (X_{1}) lo menor posible para evitar posibles pares de bloqueo.
7. Conjunto elevalunas perfeccionado adaptado para su montaje en la cerradura de un automóvil según la 1ª reivindicación, caracterizado en que el deslizador montado en la guía del marco (2) de la puerta del vehículo presenta un punto de contacto quedando el cristal (3) totalmente apoyado contra el marco (2), de manera que el valor que toman las variables de diseño (Y_{1}, Y_{2}, X_{1}) depende de la geometría y las cargas del conjunto, debiendo presentar (Y_{1}) un valor medio para evitar posibles juegos en el conjunto, siendo las distancias (Y_{2}, X_{2}) proporcionales a las cargas de subida y bajada del cristal (3).
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