ES2227506T3 - Mecanismo de elevacion asistida para los portones traseros de los vehiculos. - Google Patents
Mecanismo de elevacion asistida para los portones traseros de los vehiculos.Info
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Abstract
Un sistema de elevación asistida del portón trasero de un vehículo que comprende: (a) un portón trasero del vehículo (2) adaptado para abrir y cerrar mediante la rotación alrededor de un eje de pivotado del portón trasero (3) en relación con la carrocería del vehículo (1); (b) un dispositivo de almacenamiento de energía (10) situado dentro del cuerpo del vehículo (1), y adaptado para ser anclado pivotalmente a la carrocería del vehículo (1) en un extremo (11); (c) un brazo de una palanca acodada (13) fijado pivotablemente al dispositivo de almacenamiento de energía (10), y fijado rígidamente a un eje de actuación (14) que está alineado coaxialmente con el eje de pivotado del portón trasero (3); (d) un conjunto de abrazadera de pivotado (20), que comprende una configuración de rodamiento de pivotado (22, 23) para facilitar una junta rotatoria robusta alrededor del eje de pivotado del portón trasero (3), y que comprende unos medios de acoplamiento (16, 31, 32) entre el portón trasero (2) y eleje de actuación (14); en el que el movimiento rotativo relativo del portón trasero (2) alrededor del eje de pivotado del portón trasero (3) da lugar a un movimiento lineal del dispositivo de almacenamiento de energía (10), y a un almacenamiento de energía máximo en la posición de apertura máxima del portón trasero (2).
Description
Mecanismo de elevación asistida para los portones
traseros de los vehículos.
Esta invención es aplicable a los paneles de
cierre pivotables en los vehículos, en particular para cerrar los
paneles que giran alrededor de su borde inferior, y que requieren
un esfuerzo por parte del operario para abrir y para cerrar, tal
como los portones traseros de los vehículos.
Aunque es práctica común no proporcionar ninguna
asistencia de elevación en los portones traseros de los vehículos,
se han sugerido numerosos dispositivos en el arte previo que están
configurados para su aplicación. Con la sofisticación continuada de
los sistemas de los vehículos y con la adición de los conceptos de
confort y conveniencia, los portones traseros están llegando a ser
más pesados, y en donde ha llegado a ser un requisito los
dispositivos de asistencia para su elevación. La forma más común de
asistencia del portón trasero esbozado en el arte previo utiliza un
resorte de torsión empaquetado con el portón trasero que almacena
energía en respuesta al ángulo de apertura.
La patente de los EE.UU. número 5358301 concedida
a Konchan y otros, expone un resorte de contraequilibrado de una
barra de torsión que está soportada en el panel del portón trasero,
que está arrollado torsionalmente cuando el panel se pivota hacia
fuera de la posición de tracción del panel. La barra de torsión es
recta y está orientada coaxialmente con las abrazaderas de pivotado
del portón trasero. La energía almacenada en la barra de torsión
ayuda al operario para elevar el portón trasero hasta su posición
de tracción. El panel del portón trasero puede ser extraído del
vehículo en la posición de extracción conforme se encuentren
alineados dos elementos de la abrazadera de pivotado.
Desgraciadamente, el sistema descrito por Konchan añade un peso
significativo a la masa global del portón trasero, y por tanto hace
que sea difícil manipular el conjunto al ser extraído.
La patente de los EE.UU. número 5988724 concedida
a Wolda expone un mecanismo similar al de Konchan y otros, pero
utiliza una barra de torsión en forma de herradura que puede ser
instalada fácilmente como una opción. Además de la capacidad de
tener una barra de torsión independiente de las abrazaderas de
pivotado, y por tanto siendo capaz de una utilización opcional, el
dispositivo descrito en la patente de Wolda es similar al de
Konchan y otros, y adolece del mismo inconveniente del peso en un
panel no asistido.
Existe otra gran clase de sistemas de elevación
asistida que están configurados para ser montados en una estructura
de la carrocería y que actúan con el panel de cierre pivotable con
una fuerza directa. Estos tipos de dispositivos se utilizan
ampliamente en los paneles de cierre que pivotan en su borde
superior, tal como los portones traseros de vehículos para furgones
y similares. Estos dispositivos serían adecuados para su
utilización en un portón trasero, pero requerirían un volumen de
empaquetado grande, debido su requisito de actuar sobre el panel de
cierre a una distancia del eje de la abrazadera de pivotado de las
bisagras. Adicionalmente, debido a que se montan sobre la estructura
de la carrocería, dificultarían la extracción del portón trasero
del vehículo. A diferencia de los portones de elevación de los
vehículos, la extracción en forma fácil de los portones traseros es
un requisito de la mayor parte de los sistemas de portón
trasero.
La patente de los EE.UU. número 4291501 concedida
a Steniberg y otros, expone un dispositivo para contraequilibrar
una parte de la carrocería basculante o panel de cierre en un
vehículo a motor, utilizando una barra de torsión con una manivela
integrada. La barra de torsión está empaquetada externamente al
panel de cierre y no es coaxial con el eje de la abrazadera de
pivotado, creando por tanto un requisito de un gran volumen de
empaquetado.
Además de las barras de torsión, se utilizan una
gran variedad de otros dispositivos de almacenamiento de energía
para generar fuerzas directas sobre los paneles de cierre de una
forma similar a la patente de Steniberg y otros. Estos dispositivos
incluyen, aunque sin limitación, los resortes de extensión,
resortes de compresión, resortes de reloj y resortes de gas.
En consecuencia, sería ventajoso proporcionar un
sistema sencillo de elevación asistida para un portón trasero de un
vehículo que se desacople fácilmente y que no incremente
substancialmente el peso del portón trasero, de forma que no
perjudique la extracción del portón trasero del vehículo.
Adicionalmente, sería ventajoso configurar un sistema de elevación
asistida para impartir un par motor y poder ser orientado
coaxialmente con el eje de pivotado del portón trasero, de forma
que el volumen de empaquetado sea minimizado y que se mantenga un
proceso de extracción relativamente sencillo del portón trasero del
arte previo convencional.
La presente invención proporciona un sistema de
elevación asistida que utiliza un dispositivo de almacenamiento de
energía empaquetado en la estructura del vehículo. El dispositivo
de almacenamiento de energía está configurado para que imparta un
par motor sobre un eje de actuación a través de una palanca acodada.
El eje de actuación está situado en alineamiento coaxial con el eje
de la abrazadera de pivotado del portón trasero, y está configurado
con un elemento de accionamiento por ranura que se acopla al portón
trasero en cooperación con un conjunto de abrazadera de pivotado
del arte previo convencional. El elemento de accionamiento de
ranura se desacopla automáticamente sin la intervención del
operario cuando se extrae el portón trasero de una forma
convencional, tal como se conoce en el arte previo. El elemento de
accionamiento de ranura, la palanca acodada, y el eje de actuación
están configurados con el fin de impartir un par motor de elevación
asistida sobre el portón trasero, en respuesta a la apertura en
forma pivotable del portón trasero. En la realización preferida de
la presente invención, la configuración de accionamiento de ranura
está dispuesta para desacoplar el par motor de elevación asistida
en una posición intermedia del portón trasero, que coincida con la
posición de extracción dictada por un conjunto de abrazadera de
pivotado del arte previo convencional. De esta forma, el tope de
elevación asistida y la posición de extracción del portón trasero
tienen lugar en la misma posición que simplifique significativamente
el proceso de extracción y de reinstalación. Adicionalmente, el
dispositivo de almacenamiento de energía puede estar configurado
para incorporar un amortiguamiento viscoso en la dirección de
compresión, de forma que pueda limitarse la velocidad de apertura
del portón trasero.
En consecuencia, en un aspecto principal de la
invención, el sistema de elevación asistida del portón trasero del
vehículo comprende un portón trasero del vehículo adaptado para
abrirse y cerrarse mediante la rotación alrededor de un eje de
pivotado del portón trasero con respecto a la carrocería del
vehículo, un dispositivo de almacenamiento de la energía situado
dentro de la carrocería del vehículo, y adaptado para estar anclado
pivotablemente a la carrocería del vehículo en un extremo, un brazo
de palanca acodada fijado pivotablemente al dispositivo de
almacenamiento de energía, y fijado rígidamente a la misma, un eje
de actuación que esté alineado coaxialmente al eje de pivotado del
portón trasero, un conjunto de abrazadera de pivotado, que
comprende una configuración de rodamiento de pivotado para
facilitar una junta rotativa robusta alrededor del eje de pivotado
del portón trasero, y comprendiendo unos medios de acoplamiento
entre el portón trasero y el eje de actuación, de forma tal que el
movimiento giratorio relativo del portón trasero y la carrocería del
vehículo dé lugar a un movimiento lineal del dispositivo de
almacenamiento de energía y el almacenamiento de energía máximo en
la posición de apertura total del portón trasero.
En los aspectos adicionales de la invención:
- (a)
- el dispositivo de almacenamiento de energía es un resorte de gas;
- (b)
- el resorte de gas incorpora un amortiguamiento viscoso en la dirección de compresión para limitar la velocidad de apertura del portón trasero;
- (c)
- el dispositivo de almacenamiento de la energía es un resorte helicoidal, de material elastomérico o de tipo flexible similar;
- (d)
- los medios de acoplamiento entre el portón trasero y el eje de actuación comprenden una configuración de accionamiento por ranura que puede ser desacoplado sencillamente para permitir la extracción del portón trasero;
- (e)
- la configuración del accionamiento por ranura está configurada para desacoplar el par motor de cierre asistido en una posición intermedia del portón trasero, el cual está configurado para coincidir con la posición de extracción del sistema de abrazadera de pivotado del portón trasero.
Los aspectos adicionales de la invención llegarán
a ser evidentes a partir de la siguiente descripción.
La figura 1 es una vista en perspectiva de la
caja típica de carga de un camión de reparto con un panel de cierre
del portón trasero que se muestra en su posición totalmente
cerrada;
la figura 1A es una vista en perspectiva de una
caja típica de carga de un camión de reparto con un panel de cierre
del portón trasero pivotable, que se muestra en su posición de
apertura total;
la figura 2 es una vista en sección parcial
despiezada de los componentes de un mecanismo de la presente
invención;
la figura 3 es una vista en sección parcial de
una realización de la presente invención, que muestra el panel de
cierre del portón trasero pivotable en su posición de apertura
total;
la figura 4 es una vista en sección parcial de
una realización de la presente invención que muestra el panel de
cierre del portón trasero pivotable en su posición de apertura
total;
la figura 5 es una vista en sección parcial de
una realización de la presente invención, que muestra el panel de
cierre del portón trasero pivotable en una posición de apertura
intermedia;
la figura 6 es una vista en sección parcial
longitudinal de un mecanismo de la presente invención;
la figura 7 es una vista en perspectiva parcial
de un conjunto de la abrazadera de pivotado no asistida;
la figura 8 es una vista parcial en sección de
una realización de la presente invención, que muestra el panel de
cierre del portón trasero pivotable en su posición de cierre total
y la configuración de accionamiento por ranura en un estado de
desacoplamiento;
la figura 9 es una vista en sección parcial de
una realización de la presente invención que muestra el panel de
cierre del portón trasero pivotable en una posición abierta
intermedia y la configuración de accionamiento por ranura en un
estado de acoplamiento;
la figura 10 es una vista en sección parcial de
una realización de la presente invención que muestra el panel de
cierre del portón trasero pivotable en su posición de apertura
total y la configuración de accionamiento por ranura en un estado
de acoplamiento.
La figura 1 muestra un caja de carga estándar de
un camión de reparto (1) con un panel de cierre (2) del portón
trasero pivotable, instalado en su posición de cierre total. El
portón trasero (2) está configurado para girar alrededor de un par
de abrazaderas de pivotado de la carrocería (20) (40) que definen un
eje de abrazadera de pivotado (3) situado en proximidad al borde
inferior (4) del portón trasero (2). La figura 1A muestra el portón
trasero (2) girado alrededor del eje de la abrazadera de pivotado
(3) en su posición de apertura total. Conforme el portón trasero
gira desde su posición de cierre total hasta su posición de
apertura total, su centro de masa (5) se desplaza hacia atrás desde
el eje de la abrazadera de pivotado (3), y siendo incrementada
significativamente la fuera de cierre necesaria. La figura 3 muestra
el portón trasero (2) en su posición de cierre total con su centro
de masa (5) desplazado ligeramente del eje de la abrazadera de
pivotado (3). Este desplazamiento, con la dimensión D1, crea un
cierre ligeramente asistido tal como se muestra. La figura 4
muestra el portón trasero (2) en su posición de apertura total con
su centro de masa (5) desplazado en una magnitud grande hacia atrás
del eje de la abrazadera de pivotado (3). Este desplazamiento, con
la dimensión D2, crea un par motor de apertura grande que el
operario tiene que sobrevencer para cerrar el portón trasero.
En una realización preferida de la presente
invención, mostrada en la figura 2 y figura 6, se encuentra situado
un dispositivo de almacenamiento de energía de un resorte de gas
(10) en el lado de la carrocería de la caja de carga del camión de
reparto (7) con un extremo anclado (11) fijado pivotablemente a la
carrocería, y un extremo movible (12) fijado pivotablemente a un
brazo de una palanca acodada (13). El brazo de la palanca acodada
(13) está fijado rígidamente a un eje de actuación (14) que está
guiado en forma rotatoria dentro de una estructura de manguito (22)
de una placa de respaldo (21) de la abrazadera de pivotado. La
placa de respaldo de la abrazadera de pivotado (21) y la abrazadera
de pivotado de la carrocería (20) están configuradas para la
montura rígida en el lado de la carrocería de la caja de reparto
(7), de forma que acojan la placa metálica de lado de la carrocería
entre las mismas. A este respecto, se consigue una junta
extremadamente rígida con una estructura de manguito (22) y un eje
de actuación (14) que está situado y mantenido en alineación con el
eje de la abrazadera de pivotado (3). Se encuentra fijado
coaxialmente un elemento macho de accionamiento por ranura (15) en
el eje de actuación (14) a través de un tornillo (16). El tornillo
(16) retiene también el eje de actuación (14) y el conjunto
pivotable completo en la abrazadera de pivotado (20) de la
carrocería rígida, mientras que se permite un movimiento
rotacional. La abrazadera de pivotado de la carrocería (20) contiene
también un elemento superficial de soporte externo (23).
Se encuentra fijada rígidamente una abrazadera de
pivotado del portón trasero (30) al portón trasero (2), y está
configurada con un elemento superficial (31) de soporte interno. Se
encuentra montado rígidamente un elemento hembra de accionamiento
por ranura (32) en la abrazadera de pivotado (30) del portón
trasero con un elemento superficial (31) de soporte interno. Cuando
el portón trasero (2) está montado en la caja de carga (1) del
camión de reparto para un funcionamiento normal, el elemento
superficial (31) de rodamiento interno de la abrazadera de pivotado
del portón trasero (30) hace de interfaz con el elemento
superficial (23) de rodamiento externo de la abrazadera (20) de
pivotado de la carrocería, creando una junta rotatoria robusta.
Adicionalmente, el elemento macho de accionamiento de ranura (15)
se interbloquea con el elemento hembra de accionamiento por ranura
(32) de la abrazadera de pivotado del portón trasero (30), de forma
que el movimiento rotatorio del portón trasero (2) sea transferido
directamente al eje de accionamiento (14) a través de los elementos
de accionamiento por ranura de interbloqueo. De esta forma, el
resorte de gas (10) es accionado de forma lineal por medio del
brazo de la palanca acodada (13), en respuesta al movimiento
rotatorio del portón trasero (2).
El brazo de la palanca acodada (13) y el resorte
de gas (10) están orientados o configurados de forma que se consiga
el máximo almacenamiento de energía en la posición de apertura
total del portón trasero (2), tal como se muestra en la figura 4.
Conforme se cierra el portón trasero (2), la energía almacenada en
el resorte de gas (10) proporciona una elevación significativa
asistida para el operario. Conforme se cierra el portón trasero,
disminuye la dimensión (D) del desplazamiento entre el eje de la
abrazadera de pivotado (3) y el centro de masa (5), requiriendo así
un menor esfuerzo del operario para completar el cierre. Al mismo
tiempo, conforme se cierra el portón trasero, disminuye la energía
almacenada en el resorte de gas (10) y con caídas de adaptación
correcta de forma proporcional con la dimensión del desplazamiento
(D). Al estar configurado debidamente, el sistema de resorte de gas
(10) y el brazo de la palanca acodada (13) pueden mantener bajo el
esfuerzo requerido por el operario, y casi constante a través del
rango de la elevación. Adicionalmente, el resorte de gas (10) puede
estar configurado para incorporar una amortiguación viscosa en la
dirección de la compresión, de forma que la velocidad de apertura
del portón trasero (2) pueda estar limitada.
En la realización preferida, la disposición de
accionamiento por ranura está configurada para desacoplarse en una
posición intermedia del portón trasero (2) tal como se muestra en
la figura 5 y figura 8. En esta configuración, el portón trasero
(2) no tiene fuerza de elevación asistida impartida a través del
movimiento de cierre final. Esto se ha encontrado como que es un
compromiso aceptable según el esfuerzo requerido por el operario
para que sea relativamente bajo a partir de esta posición
intermedia, debido a la naturaleza no lineal de la trigonometría
que dicta la dimensión. En otras palabras, conforme el centro de la
masa del portón trasero se acerca a la línea vertical a través del
eje de pivotado, se precisa de un menor esfuerzo para desplazar el
portón trasero bajo la fuerza de la gravedad.
En la realización preferida, el sistema está
configurado también para permitir que el portón trasero (2) sea
extraído totalmente de la caja de carga del camión de reparto (1).
Esta extracción se facilita mediante la configuración de la
abrazadera de pivotado en el lado del portón trasero que no está
configurada para la elevación asistida, según se muestra en la
figura 7. Este lado del portón trasero (2) está configurado con una
abrazadera de pivotado pasivo (40) del portón trasero, lo cual es
conocido en el arte previo, y que incluye un elemento superficial
(41) de rodamiento interno en forma de herradura, adaptado para
hacer de interfaz con un elemento superficial (43) de rodamiento
externo de una abrazadera de pivotado de la carrocería (42). El
elemento superficial de rodamiento externo (43) es substancialmente
redondo, pero incluye dos áreas planas (44) orientadas con el fin
de permitir al elemento superficial (41) de rodamiento interno en
forma de herradura para que no esté asentado cuando estas partes
estén alineadas debidamente aunque si interbloqueadas con el fin de
proporcionar una junta rotatoria robusta en todas las demás
posiciones. En la realización preferida, la orientación del
elemento superficial (41) de rodamiento interno en forma de
herradura, y las dos áreas planas (44) es tal que coincide con la
posición intermedia del portón trasero mostrado en la figura 6 y
figura 9. En esta configuración, el tope de elevación asistida y la
posición de extracción del portón trasero tienen lugar en la misma
posición que simplifica significativamente la extracción del portón
trasero y el proceso de reinstalación. Este proceso de
extracción-reinstalación es el mismo que en el caso
de un portón trasero sin elevación asistida, distinto a los
elementos de accionamiento por ranura de esta realización de la
invención que tienen que estar alineados.
La figura 9 y la figura 10 muestran la
configuración de accionamiento por ranura en un estado de
acoplamiento, con el elemento macho de accionamiento (15) por
ranura que se interbloquea con el elemento hembra de accionamiento
por ranura (32), con el fin de transferir el movimiento de rotación
y el par motor de elevación asistida. La figura 8 muestra la
configuración de accionamiento por ranura en una condición de
desacoplamiento con el elemento macho de accionamiento por ranura
(15) libre para moverse dentro del elemento hembra de accionamiento
por ranura (32). Esta condición de desacoplamiento está configurada
para que tenga lugar desde la posición intermedia del portón trasero
hasta la posición totalmente cerrada del portón trasero.
Claims (7)
1. Un sistema de elevación asistida del portón
trasero de un vehículo que comprende:
- (a)
- un portón trasero del vehículo (2) adaptado para abrir y cerrar mediante la rotación alrededor de un eje de pivotado del portón trasero (3) en relación con la carrocería del vehículo (1);
- (b)
- un dispositivo de almacenamiento de energía (10) situado dentro del cuerpo del vehículo (1), y adaptado para ser anclado pivotalmente a la carrocería del vehículo (1) en un extremo (11);
- (c)
- un brazo de una palanca acodada (13) fijado pivotablemente al dispositivo de almacenamiento de energía (10), y fijado rígidamente a un eje de actuación (14) que está alineado coaxialmente con el eje de pivotado del portón trasero (3);
- (d)
- un conjunto de abrazadera de pivotado (20), que comprende una configuración de rodamiento de pivotado (22, 23) para facilitar una junta rotatoria robusta alrededor del eje de pivotado del portón trasero (3), y que comprende unos medios de acoplamiento (16, 31, 32) entre el portón trasero (2) y el eje de actuación (14);
en el que el movimiento rotativo relativo del
portón trasero (2) alrededor del eje de pivotado del portón trasero
(3) da lugar a un movimiento lineal del dispositivo de
almacenamiento de energía (10), y a un almacenamiento de energía
máximo en la posición de apertura máxima del portón trasero (2).
2. El sistema de elevación asistida del portón
trasero del vehículo de la reivindicación 1, en el que el
dispositivo de almacenamiento de energía es un resorte de gas
(10).
3. El sistema de elevación asistida del portón
trasero del vehículo de la reivindicación 2, en el que el resorte
de gas (10) incorpora el amortiguamiento viscoso en la dirección de
compresión para limitar la velocidad de apertura del portón trasero
(2).
4. El sistema de elevación asistida del portón
trasero del vehículo de la reivindicación 1 ó 2, en el que el
dispositivo de almacenamiento de energía es un resorte helicoidal,
de material elastomérico o de tipo flexible similar.
5. El sistema de elevación asistida del portón
trasero del vehículo de las reivindicaciones anteriores, en el que
los medios de acoplamiento entre el portón trasero (2) y el eje de
actuación (14) comprenden una configuración de accionamiento por
ranura (15, 32) que puede ser desacoplada fácilmente para permitir
la extracción del portón trasero (2).
6. El sistema de elevación asistida del portón
trasero del vehículo de la reivindicación 5, en el que la
configuración de accionamiento por ranura (15, 32) está configurada
para cerrar el par motor de asistencia en una posición intermedia
del portón trasero (2), la cual está configurada para coincidir con
la posición de extracción de un sistema de abrazadera de pivotado
del portón trasero (40).
7. El sistema de elevación asistida del portón
trasero del vehículo de la reivindicación 5, en el que la
disposición de accionamiento por ranura (15, 32) está configurada
para desacoplar el par motor de asistencia de cierre en una
posición de extracción de un sistema de la abrazadera de pivotado
del portón trasero (40).
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