ES3034765T3 - Automotive door hinge with door close assist - Google Patents

Abstract

Una bisagra de puerta de automóvil comprende un primer y un segundo soporte que se pueden montar selectivamente en la puerta o en la carrocería. Un elemento de leva, montado de forma no rotatoria en el segundo soporte, comprende una superficie de leva adaptada para acoplarse con un seguidor de leva alojado de forma no rotatoria en una primera carcasa del primer soporte. Un sistema de almacenamiento de energía almacena y libera energía, respectivamente, cuando el seguidor de leva se desplaza longitudinalmente dentro de la primera carcasa en una primera dirección y luego en una segunda dirección opuesta a la primera. La rotación relativa del primer soporte con respecto al segundo soporte dentro de un rango angular predeterminado provoca la traslación longitudinal del seguidor de leva. Al cerrarse la puerta, este se acopla a la superficie de leva y se desplaza longitudinalmente en la segunda dirección, liberando así la energía almacenada por el sistema de almacenamiento para facilitar el cierre de la puerta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Bisagra de puerta de automóvil con ayuda de cierre de puerta

Campo técnico

Esta divulgación se refiere a bisagras y, más particularmente, a bisagras de puerta de automóvil que facilitan el cierre de la puerta de vehículo en relación con la carrocería de vehículo y la separación de la puerta de vehículo de la carrocería de vehículo.

Antecedentes de la invención

En general, las bisagras de puerta de automóvil incluyen un componente de puerta de vehículo y un componente de carrocería de vehículo montados de manera rígida en una puerta de vehículo y una carrocería de vehículo, respectivamente. En muchos casos, el componente de puerta está conectado de forma giratoria al componente de carrocería usando un pasador pivotante montado de manera rígida en cualquiera del componente de puerta y el componente de carrocería, siendo el otro del componente de puerta y el componente de carrocería libre para girar alrededor del pasador pivotante.

Para cerrar la puerta, el componente de puerta de la bisagra, unido rígidamente a la puerta de vehículo, gira en relación con el componente de carrocería hasta que la puerta de vehículo se engancha totalmente a la carrocería de vehículo. En determinadas situaciones, el cierre completo de la puerta de vehículo puede resultar difícil debido a la resistencia al cierre de la puerta. Por ejemplo, la resistencia al cierre de la puerta puede deberse a la presión interior de la cabina, tal como en los casos en los que todas las ventanas están cerradas, o por una masa de la puerta, tal como en los casos en los que el vehículo está aparcado hacia abajo en una colina, haciendo que la puerta se abra. La resistencia al cierre de la puerta también puede experimentarse durante la compresión de las juntas de puerta y el acoplamiento completo de un mecanismo de pestillo de puerta a un percutor.

El documento GB 1397776 de Guionic divulga una bisagra que tiene un retén de apertura de puerta. La bisagra tiene una necesidad de par mayor para el cierre de puerta que para la apertura de puerta, lo que no ayuda a superar la resistencia al cierre de la puerta. El documento DE 202020101385U1 divulga una bisagra de puerta que tampoco está dirigida a superar la resistencia al cierre de la puerta.

Por consiguiente, sería ventajoso crear una bisagra de puerta de automóvil que facilite el cierre de la puerta de vehículo en relación con la carrocería de vehículo.

Sumario de la invención

La presente invención se define en el presente documento de acuerdo con la reivindicación independiente 1 adjunta. Las características opcionales de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes adjuntas. Un aspecto de la invención incluye una bisagra adaptada para conectar de forma giratoria una puerta de vehículo y una carrocería de vehículo, que comprende: un primer soporte que se puede montar en una de la puerta y la carrocería, comprendiendo el primer soporte un primer alojamiento; un segundo soporte que se puede montar en la otra de la puerta y la carrocería; un elemento de leva montado de forma no giratoria en el segundo soporte que comprende una superficie de leva adaptada para acoplarse con un seguidor de árbol de levas, teniendo el elemento de leva un primer eje alojado en el primer alojamiento configurado para acoplar de forma giratoria el primer soporte al segundo soporte; el seguidor de árbol de levas alojado de forma no giratoria dentro del primer alojamiento y adaptado para desplazarse longitudinalmente dentro del primer alojamiento cuando se acopla con la superficie de leva; y unos medios de almacenamiento de energía adaptados para almacenar energía cuando el seguidor de árbol de levas se desplaza longitudinalmente en una primera dirección y para liberar energía cuando el seguidor de árbol de levas se desplaza longitudinalmente en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, en donde: la rotación relativa del primer soporte en relación con el segundo soporte dentro de un intervalo angular predeterminado entre el primer soporte y el segundo soporte provoca el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas; la rotación del primer soporte, en una primera dirección de rotación, más allá de una posición predeterminada más allá del intervalo angular predeterminado en relación con el segundo soporte a medida que se abre la puerta da como resultado el tope de una primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas y una segunda superficie nivelada del elemento de leva, de tal manera que cesa el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas en la primera dirección; y la rotación del primer soporte, en una segunda dirección de rotación opuesta a la primera dirección de rotación, más allá de la posición predeterminada en relación con el segundo soporte a medida que se cierra la puerta da como resultado que el seguidor de árbol de levas se acopla a la superficie de leva y se desplaza longitudinalmente en la segunda dirección, de tal manera que la energía almacenada por los medios de almacenamiento de energía se libera para ayudar a cerrar la puerta.

En aspectos adicionales de la invención, la superficie de leva comprende al menos una superficie inclinada de elemento de leva y el seguidor de árbol de levas comprende al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas adaptada para acoplarse a la al menos una superficie inclinada de elemento de leva. En aspectos adicionales de la invención, la bisagra está en un estado de bisagra cerrada cuando el seguidor de árbol de levas ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva y los medios de almacenamiento de energía ya no pueden liberar más energía; la bisagra está en un primer estado de bisagra parcialmente abierta cuando la al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas está acoplada con la superficie inclinada de elemento de leva, y los medios de almacenamiento de energía pueden almacenar o liberar más energía a medida que la puerta gira; la bisagra está en un segundo estado de bisagra parcialmente abierta cuando una primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas hace tope con una segunda superficie nivelada del elemento de leva, permitiendo la rotación relativa entre los mismos sin que los medios de almacenamiento de energía almacenen o liberen más energía; y la bisagra está en un estado de bisagra totalmente abierta cuando el seguidor de árbol de levas ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva y los medios de almacenamiento de energía ya no pueden almacenar más energía.

En aspectos adicionales de la invención, el primer eje es cilíndrico; los medios de almacenamiento de energía están adaptados para rodear el primer eje; y el seguidor de árbol de levas está adaptado para rodear el primer eje de manera que se acople de manera deslizante longitudinalmente con el primer eje y gire en relación con el primer eje. En aspectos adicionales de la invención, la bisagra comprende además medios de sujeción para acoplar el primer eje para impedir que el elemento de leva se desplace longitudinalmente en el primer alojamiento. En aspectos adicionales de la invención, dichos medios de sujeción hacen además que los medios de almacenamiento de energía almacenen una cantidad inicial de energía para aplicar al menos una cantidad predeterminada de una precarga al seguidor de árbol de levas. En aspectos adicionales de la invención, dichos medios de sujeción comprenden un pasador que está conectado de forma no giratoria al primer eje y gira en un casquillo cuando está montado en el primer alojamiento.

En aspectos adicionales de la invención, el elemento de leva comprende además un segundo eje que sobresale en sentido opuesto al primer eje; el segundo eje está asentado de forma no giratoria dentro de un segundo alojamiento del segundo soporte; y unos medios de fijación unidos al segundo eje fijan el elemento de leva al segundo alojamiento. En aspectos adicionales de la invención, el segundo eje comprende una parte roscada; y los medios de fijación comprenden una fijación roscada adaptada para acoplar la parte roscada correspondiente del segundo eje, de tal manera que el primer soporte pueda separarse del segundo soporte retirando la fijación y liberando el segundo eje desde dentro del segundo alojamiento.

En aspectos adicionales de la invención, el elemento de leva comprende un primer elemento antirrotación y el segundo soporte comprende un segundo elemento antirrotación adaptado para acoplarse al primer elemento antirrotación para inhibir la rotación entre el elemento de leva y el segundo soporte. En aspectos adicionales de la invención, el primer elemento antirrotación comprende una superficie de acoplamiento cónica poligonal macho de una junta cónica y el segundo elemento antirrotación comprende una superficie de acoplamiento cónica poligonal hembra de la junta cónica.

En aspectos adicionales de la invención, la bisagra comprende además al menos una ranura longitudinal oprimida en una de una superficie cilíndrica interior del primer alojamiento y una superficie circunferencial del seguidor de árbol de levas y al menos un eje estriado que se extiende longitudinalmente desde la otra de la superficie cilíndrica interior del primer alojamiento y la superficie circunferencial del seguidor de árbol de levas, en donde el al menos un eje estriado está adaptado para acoplarse y desplazarse longitudinalmente dentro de la al menos una ranura para evitar la rotación del seguidor de árbol de levas dentro del primer alojamiento, al tiempo que se facilita el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas dentro del primer alojamiento.

En aspectos adicionales de la invención, la bisagra funciona junto con un retenedor de puerta configurado para sujetar la puerta en múltiples posiciones de rotación en relación con la carrocería. En aspectos adicionales de la invención, una segunda bisagra que conecta la puerta a la carrocería comprende el retenedor de puerta.

En aspectos adicionales de la invención, los medios de almacenamiento de energía comprenden un resorte. En aspectos adicionales de la invención, el resorte comprende un resorte espiral.

En aspectos adicionales de la invención, una fricción entre una primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas y una segunda superficie nivelada del elemento de leva proporciona una función de retención de puerta.

En aspectos adicionales de la invención, la bisagra comprende además unos medios de fijación liberables configurados para retener el primer soporte y el segundo soporte en un conjunto.

Aspectos adicionales de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1A y 1B ilustran una puerta de vehículo conectada de forma giratoria a la carrocería de un vehículo usando una bisagra.

La figura 2 ilustra los componentes de la bisagra, de acuerdo con algunas realizaciones.

Las figuras 3A-3D, 4A y 4B ilustran un conjunto de los componentes de la bisagra, de acuerdo con algunas realizaciones.

Las figuras 5A-5C ilustran una función de la bisagra, de acuerdo con algunas realizaciones.

Las figuras 6A-6D ilustran un proceso de separación y reconexión rotacional de la puerta de vehículo a la carrocería de vehículo, de acuerdo con algunas realizaciones.

Las realizaciones, ejemplos y alternativas de los párrafos anteriores, las reivindicaciones o la siguiente descripción y dibujos, incluyendo cualquiera de sus diversos aspectos o características individuales respectivas, se pueden entender de manera independiente o en cualquier combinación. Las características descritas en relación con una realización son aplicables a todas las realizaciones, a menos que tales características sean incompatibles.

Descripción detallada

Un aspecto de la invención incluye una bisagra adaptada para conectar de forma giratoria una puerta de vehículo y una carrocería de vehículo. La bisagra incluye un primer soporte y un segundo soporte, cada uno de ellos puede montarse en la puerta o en la carrocería usando cualquiera de las fijaciones fijas, soldadura, encolado, remachado u otros medios. En algunas realizaciones, el primer soporte puede montarse en la puerta y el segundo soporte puede montarse en la carrocería. En otras realizaciones, el primer soporte puede montarse en la carrocería y el segundo soporte puede montarse en la puerta. Un seguidor de árbol de levas está alojado de forma no giratoria dentro de un primer alojamiento del primer soporte y está adaptado para desplazarse longitudinalmente dentro del primer alojamiento. En algunas realizaciones, el seguidor de árbol de levas puede incluir un émbolo alternativo. Un elemento de leva está montado de forma no giratoria en el segundo soporte e incluye una superficie de leva adaptada para acoplarse con el seguidor de árbol de levas. Unos medios de almacenamiento de energía están adaptados para almacenar energía cuando el seguidor de árbol de levas se desplaza longitudinalmente en una primera dirección y para liberar energía cuando el seguidor de árbol de levas se desplaza longitudinalmente en una segunda dirección opuesta a la primera dirección. En algunas realizaciones, los medios de almacenamiento de energía pueden incluir un elemento elástico tal como un resorte. El resorte puede ser un resorte de velocidad constante o puede ser un resorte de velocidad variable. En una realización preferida, los medios de almacenamiento de energía son un resorte espiral. Otros posibles medios de almacenamiento de energía incluyen componentes compresibles, elásticos de caucho o plástico, gas comprimido (p. ej, botellas de gas) y almacenamiento de energía térmica, aunque también pueden usarse otros medios de almacenamiento de energía.

La rotación del primer soporte en relación con el segundo soporte dentro de un intervalo angular predeterminado provoca el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas. A medida que se abre la puerta, la rotación del primer soporte hace que el seguidor de árbol de levas gire y se acople con la superficie de leva. A medida que el seguidor de árbol de levas se acopla con la superficie de leva, el seguidor de árbol de levas se desplaza longitudinalmente en la primera dirección dentro del primer alojamiento, haciendo que los medios de almacenamiento de energía almacenen energía. En una realización preferida, el primer soporte gira una cantidad predeterminada en relación con el segundo soporte (p. ej, 4 grados, 5 grados, 7 grados u otra cantidad) antes de que el seguidor de árbol de levas se acople con la superficie de leva. La holgura rotacional permite abrir parcialmente la puerta sin ninguna fuerza de reacción de leva entre el seguidor de árbol de levas y la superficie de leva del elemento de leva. Esta holgura rotacional puede ser útil durante el desmontaje de la puerta en donde el primer soporte y el segundo soporte están separados. La holgura rotacional también puede explicar el sobregiro. La rotación del primer soporte más allá de una posición predeterminada en relación con el segundo soporte (p. ej, 20 grados, 30 grados, 35 grados u otra cantidad) mientras la puerta está abierta da como resultado el tope de una primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas y una segunda superficie nivelada del elemento de leva, de tal manera que cese el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas. En una realización preferida, la fricción entre la primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas y la segunda superficie nivelada del elemento de leva proporciona una función de retención de puerta que ayuda a mantener la puerta abierta. Por otro lado, a medida que se cierra la puerta, la rotación del primer soporte más allá de la posición predeterminada en relación con el segundo soporte da como resultado que el seguidor de árbol de levas se acople con la superficie de leva y se desplace longitudinalmente en la segunda dirección. El desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas en la segunda dirección hace que los medios de almacenamiento de energía liberen energía, dando la energía liberada como resultado una carga aplicada sobre el seguidor de árbol de levas que ayuda a cerrar la puerta.

La energía de ayuda de cierre de la puerta puede ser útil en situaciones que requieran un esfuerzo adicional para cerrar la puerta. Por ejemplo, la energía de ayuda de cierre de la puerta puede ser útil para superar la resistencia al cierre de la puerta derivada de la presión interior de la cabina (p. ej, en los casos en los que todas las ventanas estén cerradas) o masa de la puerta (p. ej, en los casos en los que el vehículo está aparcado hacia abajo en una colina, haciendo que se abra la puerta). La energía de ayuda de cierre de la puerta también puede ser útil para superar la resistencia al cierre de la puerta durante la compresión de las juntas de puerta y durante el acoplamiento completo del mecanismo de pestillo de puerta al percutor. En algunas realizaciones, pueden generarse 3,5 J de energía de ayuda de cierre de la puerta cuando la puerta tiene un ángulo de apertura de 30 grados en relación con la carrocería.

En algunas realizaciones, el elemento de leva incluye al menos una superficie inclinada de elemento de leva (p. ej, una, dos, cuatro u otro número de superficies inclinadas de elemento de leva). En algunas realizaciones, el seguidor de árbol de levas incluye al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas (p. ej, una, dos, cuatro u otro número de superficies inclinadas de seguidor de árbol de levas) adaptada para acoplarse con la al menos una superficie inclinada de elemento de leva. Típicamente, el número de superficies inclinadas de seguidor de árbol de levas coincide con el número de superficies inclinadas de elemento de leva. La bisagra está en un estado de bisagra cerrada cuando el seguidor de árbol de levas ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva y los medios de almacenamiento de energía ya no pueden liberar más energía. La bisagra está en un estado de bisagra parcialmente abierta cuando la al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas está acoplada con la superficie inclinada de elemento de leva, y los medios de almacenamiento de energía pueden almacenar o liberar más energía a medida que la puerta gira. La bisagra puede continuar en un estado de bisagra parcialmente abierta cuando la primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas hace tope con la segunda superficie nivelada del elemento de leva, permitiendo la rotación relativa entre los mismos sin que los medios de almacenamiento de energía almacenen o liberen más energía. Típicamente, en esta fase del estado de bisagra parcialmente abierta se almacena la máxima energía en los medios de almacenamiento de energía. La bisagra está en un estado de bisagra totalmente abierta cuando el seguidor de árbol de levas ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva y los medios de almacenamiento de energía ya no pueden almacenar más energía. La bisagra está en el estado de bisagra totalmente abierta cuando el primer soporte gira una cantidad predeterminada o más (es decir, 25 grados o más o 30 grados o más) en relación con el segundo soporte. En algunas realizaciones, la al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas está adaptada para acoplarse con la al menos una superficie inclinada de elemento de leva tras girar la puerta abierta una cantidad predeterminada (p. ej, 3 grados, 5 grados, 6 grados u otra cantidad).

En algunas realizaciones, el elemento de leva incluye un primer eje alojado dentro del primer alojamiento. El primer eje es preferentemente cilíndrico para facilitar la rotación del seguidor de árbol de levas alrededor del primer eje. La superficie de leva está colocada ventajosamente en un extremo del primer eje y separada de los medios de almacenamiento de energía por el seguidor de árbol de levas. En algunas realizaciones, los medios de almacenamiento de energía están adaptados para rodear el primer eje. Un resorte y, en particular, un resorte espiral, es un ejemplo de tales medios de almacenamiento de energía. En algunas realizaciones, el seguidor de árbol de levas está adaptado para rodear el primer eje de manera que se acople de manera deslizante longitudinalmente con el primer eje y gire en relación con el primer eje. En tal caso, el primer eje es preferentemente cilíndrico y el seguidor de árbol de levas tiene un núcleo cilíndrico hueco correspondiente. En algunas realizaciones, se usan medios de sujeción para acoplar el primer eje para impedir que el elemento de leva se desplace longitudinalmente en el primer alojamiento. Los medios de sujeción pueden hacer que los medios de almacenamiento de energía almacenen una cantidad inicial de energía para aplicar una precarga al seguidor de árbol de levas. En algunas realizaciones, los medios de sujeción incluyen un casquillo montado en el primer alojamiento y un pasador adaptado para encajar en el casquillo y girar con respecto a él. En algunas realizaciones, el pasador se encaja a presión en o sobre el primer eje, haciendo que los medios de almacenamiento de energía almacenen una cantidad inicial de energía y precarguen el seguidor de árbol de levas. Como alternativa, pueden usarse otros medios de sujeción, tal como un clip o una tuerca. En algunas realizaciones, el elemento de leva incluye un segundo eje adaptado para asentarse de forma no giratoria dentro de un segundo alojamiento del segundo soporte, en donde unos medios de fijación conectados al segundo eje fijan el elemento de leva al segundo alojamiento. En algunas realizaciones, el segundo eje está roscado en un segundo extremo de eje adyacente a un extremo exterior del segundo alojamiento distal del primer soporte. Por consiguiente, el segundo extremo de eje también es distal del primer eje. Los medios de fijación pueden comprender una fijación roscada adaptada para acoplarse con el segundo extremo de eje roscado correspondiente. En algunas realizaciones, el primer soporte se puede separar del segundo soporte retirando la fijación y liberando el segundo eje dentro del segundo alojamiento. En otras realizaciones, pueden usarse otros medios de fijación, tales como un clip o una tuerca, para fijar de forma no giratoria el elemento de leva al segundo alojamiento. El elemento de leva puede incluir un elemento en forma de disco adaptado para asentarse entre el primer alojamiento y el segundo alojamiento. En algunas realizaciones, un casquillo está colocado entre el elemento en forma de disco y el primer alojamiento.

La superficie interior cilíndrica u orificio del primer alojamiento puede incluir al menos una ranura longitudinal y el seguidor de árbol de levas puede incluir al menos un eje estriado que se extiende longitudinalmente desde una superficie circunferencial del seguidor de árbol de levas. El al menos un eje estriado está adaptado para acoplarse y desplazarse longitudinalmente dentro de la al menos una ranura longitudinal para evitar la rotación del seguidor de árbol de levas en relación con el primer alojamiento, al tiempo que facilita el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas dentro del primer alojamiento. En otras realizaciones, se logra el mismo efecto cuando la superficie circunferencial del seguidor de árbol de levas incluye al menos una ranura longitudinal y la superficie interior cilíndrica u orificio del primer alojamiento incluye al menos un eje estriado.

En algunas realizaciones, el elemento de leva incluye un primer elemento antirrotación y el segundo soporte incluye un segundo elemento antirrotación. El segundo elemento antirrotación está adaptado para acoplarse al primer elemento antirrotación para inhibir y evitar preferentemente la rotación entre el elemento de leva y el segundo soporte. En una realización preferida, el primer elemento antirrotación incluye una superficie de acoplamiento cónica poligonal macho de una junta cónica y el segundo elemento antirrotación incluye una superficie de acoplamiento cónica poligonal hembra de la junta cónica. En una realización preferida adicional, el primer elemento antirrotación comprende una de una superficie de acoplamiento cónica cuadrada hembra y una superficie de acoplamiento cónica cuadrada macho, y el segundo elemento antirrotación comprende la otra de la superficie de acoplamiento cónica cuadrada hembra y la superficie de acoplamiento cónica cuadrada macho. Pueden usarse otros medios para evitar la rotación entre el elemento de leva y el segundo soporte. Por ejemplo, en una realización, el primer elemento antirrotación incluye un saliente y el segundo elemento antirrotación incluye una muesca adaptada para recibir el saliente e impedir la rotación entre el elemento de leva y el segundo soporte. En algunas realizaciones, el primer elemento antirrotación y el segundo elemento antirrotación también pueden ser útiles para alinear el soporte de puerta con el soporte de carrocería durante el ensamblaje de la puerta a la carrocería.

En algunas realizaciones, la bisagra funciona junto con un retenedor de puerta para sujetar la puerta en múltiples posiciones de rotación. Una segunda bisagra que conecta la puerta a la carrocería puede incluir el retenedor de puerta. Un ejemplo de un retenedor de puerta de este tipo se describe en la patente de EE. UU. n.° 6481 056.

Las figuras 1A y 1B ilustran una realización de una bisagra (1) adaptada para conectarse de forma giratoria a una puerta (2) de vehículo y una carrocería (3) de vehículo. La bisagra incluye un soporte (4) de puerta y un soporte (5) de carrocería. El soporte (4) de puerta se puede montar en la puerta (2) de vehículo e incluye un alojamiento (6) de puerta (véase la figura 2). El soporte de puerta se fija a la puerta (2) de vehículo usando fijaciones fijas (7). El soporte (5) de carrocería se puede montar en la carrocería (3) de vehículo e incluye un alojamiento (8) de carrocería (véase la figura 2). El soporte (5) de carrocería se fija a la carrocería (3) de vehículo mediante fijaciones fijas (7).

La figura 2 ilustra una vista despiezada de los componentes de la bisagra (1). Las figuras 3A-D, 4A y 4B ilustran un conjunto de los componentes de la bisagra (1). Un seguidor de árbol de levas (9) está alojado de forma no giratoria dentro del alojamiento (6) de puerta. El seguidor de árbol de levas rodea un primer eje (10) de un elemento de leva (11) montado de forma no giratoria en el soporte (5) de carrocería. El seguidor de árbol de levas (9) está adaptado para desplazarse longitudinalmente dentro del alojamiento (6) de puerta a lo largo del primer eje (10), similar a un émbolo alternativo. El seguidor de árbol de levas (9) incluye uno o más ejes estriados (12) adaptados para encajar dentro de las ranuras longitudinales (13) del alojamiento (6) de puerta para impedir que el seguidor de árbol de levas (9) gire en relación con el alojamiento (6) de puerta y permitir el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas (9) dentro del alojamiento (6) de puerta a lo largo del primer eje (10). El seguidor de árbol de levas (9) incluye además salientes (14) adaptados para encajar dentro de las ranuras (15) del elemento de leva (11). Los salientes (14) incluyen superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas adaptadas para acoplarse con las superficies (17) inclinadas de elemento de leva de las ranuras (15).

Un resorte (18) está alojado dentro del alojamiento (6) de puerta y rodea el primer eje (10). A medida que se abre la puerta (2), las superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas se acoplan y se desplazan hacia arriba a lo largo de las superficies (17) inclinadas de elemento de leva, haciendo que el seguidor de árbol de levas (9) se desplace longitudinalmente en una primera dirección, comprimiendo de este modo el resorte (18) para almacenar energía elástica. A medida que se cierra la puerta (2), las superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas se acoplan y se desplazan hacia abajo a lo largo de las superficies (17) inclinadas de elemento de leva, haciendo que el seguidor de árbol de levas (9) se desplace longitudinalmente en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, descomprimiendo de este modo el resorte (18) para liberar la energía elástica.

Un casquillo (19) se introduce a presión en un orificio (20) en una superficie superior del alojamiento (6) de puerta. Puede ser un casquillo partido sin fricción u otra forma adecuada de casquillo. Un pasador (21) encaja en el casquillo (19) y se encaja a presión en el primer eje (10) colocado dentro del alojamiento (6) de puerta. Como alternativa, el pasador (21) puede encajarse en el primer eje (10) o roscarse en o sobre el primer eje (10). El resultado es que el alojamiento (6) de puerta gira en relación con el pasador (21) y el primer eje (10) a medida que se abre y se cierra la puerta (2). El pasador (21) hace que el resorte (18) se comprima y precargue el seguidor de árbol de levas (9).

El elemento de leva (11) incluye además un elemento cónico (22) adaptado para acoplarse con un receptáculo cónico (23) oprimido dentro del alojamiento (8) de carrocería. Las superficies de acoplamiento del elemento cónico (22) y del receptáculo cónico (23) incluyen una superficie (24) de acoplamiento cónica cuadrada macho y una superficie (25) de acoplamiento cónica cuadrada hembra, respectivamente. Las superficies (24) y (25) de acoplamiento cónicas cuadradas del elemento cónico (22) y del receptáculo cónico (23), respectivamente, impiden la rotación entre el elemento de leva (11) y el soporte (5) de carrocería y ayudan a alinear el soporte (4) de puerta y el soporte (5) de carrocería durante el ensamblaje de la bisagra (1). Aunque se prefieren superficies de acoplamiento cónicas cuadradas, otras superficies de acoplamiento poligonales (p. ej, triangulares, pentagonales, etc.) pueden emplearse.

El elemento de leva (11) incluye además un segundo eje (26) adaptado para asentarse dentro de un pasaje vertical (27) del alojamiento (8) de carrocería. El segundo eje (26) está roscado para acoplarse con una fijación (28). El roscado puede extenderse a lo largo del segundo eje, o solo a una parte de la longitud del segundo eje, según sea necesario. La fijación (28) se fija en el extremo roscado del segundo eje (26) para fijar el elemento de leva (11) al soporte (5) de carrocería y conectar de forma giratoria la puerta (2) y la carrocería (3). La fijación (28) está roscada internamente mientras que el segundo eje (26) está roscado externamente. Como alternativa, la fijación (28) puede estar roscada externamente mientras que el segundo eje (26) puede estar roscado internamente. También pueden usarse otros medios para fijar el elemento de leva (11) al soporte (5) de carrocería, sin embargo, se prefiere una conexión roscada ya que proporciona un desmontaje y reinserción intermitente y fácil de la puerta (2) en la carrocería (3), como se describe, además, más abajo. La fijación (28) sirve para sujetar el soporte (4) de puerta y el soporte (5) de carrocería en un conjunto. Un elemento (30) en forma de disco del elemento de leva (11) está adaptado para entrar en contacto tanto con el alojamiento (6) de puerta como con el alojamiento (8) de carrocería. Un casquillo (29) está adaptado para rodear la parte cilindrica del elemento de leva (11) entre las ranuras (15) y el elemento (30) en forma de disco y asentarse sobre la parte superior de una superficie del elemento (30) en forma de disco del elemento de leva (11). El casquillo (29) facilita la rotación del primer alojamiento (6) en relación con el elemento de leva (11). En diversas realizaciones, algunas partes del elemento de leva (11) descrito en el presente documento pueden ser integrales y/o algunas partes del elemento de leva (11) pueden estar fijadas estructuralmente.

Las figuras 5A-5C ilustran una función de la bisagra (1). El soporte (4) de puerta se omite intencionadamente en las figuras 5A-5C para no obstruir los componentes alojados dentro del alojamiento (6) de puerta. La figura 5A ilustra la bisagra (1) en un estado de bisagra cerrada en donde los salientes (14) están totalmente asentados dentro de las respectivas ranuras (15), el seguidor de árbol de levas (9) ya no puede moverse en relación con el elemento de leva (11), el resorte (18) no libera más energía y la puerta (2) está cerrada. Los salientes (14) están adaptados para encajar dentro de las ranuras (15) con una holgura rotacional predeterminada entre las superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas y las superficies (17) inclinadas de elemento de leva.

La figura 5B ilustra la bisagra (1) en un primer estado de bisagra parcialmente abierta en donde la puerta (2) está parcialmente abierta, las superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas se acoplan con las superficies (17) inclinadas de elemento de leva, y el resorte (18) puede almacenar o liberar más energía a medida que se gira la puerta. La rotación del soporte (4) de puerta en una primera dirección de rotación (32) más allá de la holgura rotacional hace que el seguidor de árbol de levas (9), alojado de forma no giratoria dentro del alojamiento (6) de puerta, gire en la primera dirección de rotación (32) en la misma medida que el soporte (4) de puerta. A medida que el soporte (4) de puerta gira para abrir la puerta (2), las superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas se acoplan con las superficies (17) inclinadas de elemento de leva, haciendo que el seguidor de árbol de levas (9) se desplace longitudinalmente hacia arriba en el primer alojamiento (6) y comprima el resorte (18).

La figura 5C ilustra la bisagra (1) en un segundo estado de bisagra parcialmente abierta en donde la puerta (2) está parcialmente abierta, los salientes (14) alcanzan una superficie nivelada (33) del elemento de leva (11), el seguidor de árbol de levas (9) ya no puede moverse longitudinalmente en relación con el elemento de leva (11) y prácticamente el resorte (18) almacena la máxima energía. La fricción entre una superficie nivelada (34) de los salientes (14) y la superficie nivelada (33) del elemento de leva (11) proporciona una función de retención de puerta. La bisagra (1) está en el segundo estado de bisagra parcialmente abierta cuando el soporte (4) de puerta gira más allá de una posición predeterminada en relación con el soporte (5) de carrocería. La bisagra (1) está en un estado de bisagra totalmente abierta cuando el seguidor de árbol de levas (9) ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva (11), y prácticamente la máxima energía sigue almacenada por el resorte (18). Como alternativa, la energía almacenada por el resorte (18) en el estado de bisagra totalmente abierta no tiene por qué ser la energía máxima almacenada durante la abertura de la puerta (2) si se desea un perfil de almacenamiento de energía diferente. La energía almacenada debe ser suficiente al alcanzar la posición predeterminada durante el cierre de la puerta para impulsar la puerta (2) cerrada, como se explica adicionalmente a continuación.

Durante el cierre de la puerta (2), a medida que el soporte (4) de puerta gira en una segunda dirección de rotación (35) opuesta a la primera dirección de rotación (32) y sobrepasa la posición predeterminada en relación con el soporte (5) de carrocería, las superficies (16) inclinadas de seguidor de árbol de levas se acoplan con las superficies (17) inclinadas de elemento de leva, haciendo que el seguidor de árbol de levas (9) se desplace longitudinalmente hacia abajo dentro del alojamiento (6) de puerta y descomprima el resorte (18). A medida que el resorte (18) se descomprime y libera la energía almacenada, se aplica una carga sobre el seguidor de árbol de levas (9) que ayuda a cerrar la puerta (2). La fuerza del resorte proporciona cierta propulsión a la puerta (2) para ayudar a superar cualquier fuerza que se resista el cierre completo de la puerta (2).

Las figuras 6A-6D ilustran una realización de un proceso para separar la puerta (2) de la carrocería (3). En la figura 6A, la puerta (2) se desbloquea y se abre. En la figura 6B, se retiran las fijaciones (28) roscadas en los extremos roscados de los segundos ejes (26). En la figura 6C, la puerta (2) se levanta hacia arriba hasta que los segundos ejes (26) se liberan dentro de los soportes (5) de carrocería. En la figura 6D, la puerta (2) se aparta para el almacenaje. La puerta (2) se vuelve a conectar de forma giratoria a la carrocería (3) levantando la puerta (2) y bajando los segundos ejes (26) en los alojamientos (8) de carrocería de los soportes (5) de carrocería hasta que las superficies (24) de los elementos cónicos (22) entran en contacto con las superficies (25) de los receptáculos cónicos (23). A continuación, para volver a conectar de forma giratoria la puerta (2) a la carrocería (3), las fijaciones (28) se fijan a los extremos roscados de los segundos ejes (26).

La disposición particular de los elementos descrita en el presente documento puede modificarse como será evidente para los expertos en la materia. Por ejemplo, los elementos pueden reorganizarse de modo que el elemento de leva esté alojado de forma no giratoria dentro del alojamiento de puerta y gire con el alojamiento de puerta a medida que se abra y se cierre la puerta. En una disposición de este tipo, el alojamiento de puerta y el elemento de leva giran en relación con el seguidor de árbol de levas. En otro ejemplo, el elemento de leva puede estar integrado o fijado estructuralmente al alojamiento de puerta o al alojamiento de carrocería. Además, mientras que, en las realizaciones ilustradas, el elemento de leva incluye dos ranuras y el seguidor de árbol de levas incluye dos salientes, puede usarse un número diferente de ranuras y salientes. Además, la posición de las ranuras entre sí y la posición de los salientes del seguidor de árbol de levas entre sí pueden diferir de lo que se ilustra. De manera similar, un número diferente de ranuras longitudinales y ejes estriados en o sobre el primer alojamiento y el seguidor de árbol de levas, respectivamente, puede usarse como se ilustra en el presente documento. Además, la posición de las ranuras longitudinales entre sí y la posición de los ejes estriados entre sí pueden diferir de lo que se ilustra.

En las realizaciones, los distintos componentes de la bisagra pueden fabricarse usando diversos métodos de fabricación, tal como el estampado, el forjado y la fundición. En las realizaciones, los distintos componentes de la bisagra pueden fabricarse a partir de diversos tipos de materiales, tales como metal y plástico. En algunas realizaciones, puede usarse un lubricante o un material con lubricante impregnado. Por ejemplo, se puede usar un lubricante para un seguidor de árbol de levas metálico.

Aunque se han ilustrado realizaciones de la invención, será evidente para el operario experto que se pueden realizar variaciones o modificaciones de la estructura ilustrada sin desviarse del alcance de la invención definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una bisagra (1) adaptada para conectar de forma giratoria una puerta de vehículo (2) y una carrocería de vehículo (3), que comprende:

un primer soporte (4) que se puede montar en una de la puerta (2) y la carrocería (3), comprendiendo el primer soporte (4) un primer alojamiento (6);

un segundo soporte (5) que se puede montar en la otra de la puerta (2) y la carrocería (3);

un elemento de leva (11) montado de forma no giratoria en el segundo soporte (5) que comprende una superficie de leva (17) adaptada para acoplarse con un seguidor de árbol de levas (9), teniendo el elemento de leva (11) un primer eje (10) alojado en el primer alojamiento (6) configurado para acoplar de forma giratoria el primer soporte (4) al segundo soporte (5);

el seguidor de árbol de levas (9) alojado de forma no giratoria dentro del primer alojamiento (6) y adaptado para desplazarse longitudinalmente dentro del primer alojamiento (6) cuando se acopla con la superficie de leva (17); y unos medios de almacenamiento de energía (18) adaptados para almacenar energía cuando el seguidor de árbol de levas (9) se desplaza longitudinalmente en una primera dirección (32) y para liberar energía cuando el seguidor de árbol de levas (9) se desplaza longitudinalmente en una segunda dirección (35) opuesta a la primera dirección (32), en donde:

la rotación relativa del primer soporte (4) en relación con el segundo soporte (5) dentro de un intervalo angular predeterminado entre el primer soporte (4) y el segundo soporte (5) provoca el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas (9);

la rotación del primer soporte (4), en una primera dirección de rotación (32), más allá de una posición predeterminada más allá del intervalo angular predeterminado en relación con el segundo soporte (5) a medida que se abre la puerta (2) da como resultado el tope de una primera superficie nivelada (34) del seguidor de árbol de levas (9) y una segunda superficie nivelada (33) del elemento de leva (11), de tal manera que cesa el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas (9) en la primera dirección (32); y

la rotación del primer soporte (4), en una segunda dirección de rotación (35) opuesta a la primera dirección de rotación (32), más allá de la posición predeterminada en relación con el segundo soporte (5) a medida que se cierra la puerta (2) da como resultado que el seguidor de árbol de levas (9) se acopla a la superficie de leva (17) y se desplaza longitudinalmente en la segunda dirección (35), de tal manera que la energía almacenada por los medios de almacenamiento de energía (18) se libera para ayudar a cerrar la puerta (2).

2. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde:

la superficie de leva (17) comprende al menos una superficie inclinada de elemento de leva (17); y

el seguidor de árbol de levas (9) comprende al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas (16) adaptada para acoplarse con la al menos una superficie inclinada de elemento de leva (17).

3. La bisagra (1) de la reivindicación 2, en donde:

la bisagra (1) está en un estado de bisagra cerrada cuando el seguidor de árbol de levas (9) ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva (11) y los medios de almacenamiento de energía (18) ya no pueden liberar más energía;

la bisagra (1) está en un primer estado de bisagra parcialmente abierta cuando la al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas (16) está acoplada con la superficie inclinada de elemento de leva (17), y los medios de almacenamiento de energía (18) pueden almacenar o liberar más energía a medida que gira la puerta (2); la bisagra (1) está en un segundo estado de bisagra parcialmente abierta cuando una primera superficie nivelada del seguidor de árbol de levas (34) hace tope con una segunda superficie nivelada del elemento de leva (33), permitiendo la rotación relativa entre los mismos sin que los medios de almacenamiento de energía (18) almacenen o liberen más energía; y

la bisagra (1) está en un estado de bisagra totalmente abierta cuando el seguidor de árbol de levas (9) ya no puede moverse de forma giratoria en relación con el elemento de leva (11) y los medios de almacenamiento de energía (18) ya no pueden almacenar más energía.

4. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde:

el primer eje (10) es cilíndrico;

los medios de almacenamiento de energía (18) están adaptados para rodear el primer eje (10); y

el seguidor de árbol de levas (9) está adaptado para rodear el primer eje (10) de manera que se acople de manera deslizante longitudinalmente al primer eje (10) y gire en relación con el primer eje (10).

5. La bisagra (1) de la reivindicación 4, que comprende, además:

medios de sujeción (21) para acoplar el primer eje (10) para impedir que el elemento de leva (11) se desplace longitudinalmente en el primer alojamiento (6).

6. La bisagra (1) de la reivindicación 5, en donde dichos medios de sujeción (21) hacen además que los medios de almacenamiento de energía (18) almacenen una cantidad inicial de energía para aplicar al menos una cantidad predeterminada de una precarga al seguidor de árbol de levas (9), o en donde dichos medios de sujeción (21) comprenden un pasador (21) que está conectado de forma no giratoria al primer eje (10) y gira en un casquillo (19) cuando está montado en el primer alojamiento (6).

7. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde:

el elemento de leva (11) comprende además un segundo eje (26) que sobresale en sentido opuesto al primer eje (10);

el segundo eje (26) está asentado de forma no giratoria dentro de un segundo alojamiento (8) del segundo soporte (5) ; y

unos medios de fijación (28) unidos al segundo eje (26) fijan el elemento de leva (11) al segundo alojamiento (8), en donde opcionalmente:

el segundo eje (26) comprende una parte roscada; y

los medios de fijación (28) comprenden una fijación roscada adaptada para acoplar la parte roscada correspondiente del segundo eje (26), de tal manera que el primer soporte (4) pueda separarse del segundo soporte (5) retirando la fijación y liberando el segundo eje (26) desde dentro del segundo alojamiento (8).

8. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde:

el elemento de leva (11) comprende un primer elemento antirrotación (22); y

el segundo soporte (5) comprende un segundo elemento antirrotación (23) adaptado para acoplarse con el primer elemento antirrotación (22) para inhibir la rotación entre el elemento de leva (11) y el segundo soporte (5), en donde opcionalmente:

el primer elemento antirrotación (22) comprende una superficie de acoplamiento cónica poligonal macho (24) de una junta cónica; y

el segundo elemento antirrotación (23) comprende una superficie de acoplamiento cónica poligonal hembra (25) de la junta cónica.

9. La bisagra (1) de la reivindicación 1, que comprende, además:

al menos una ranura longitudinal (13) oprimida en una de una superficie cilindrica interior del primer alojamiento (6) y una superficie circunferencial del seguidor de árbol de levas (9); y

al menos un eje estriado (12) que se extiende longitudinalmente desde la otra de la superficie cilindrica interior del primer alojamiento (6) y la superficie circunferencial del seguidor de árbol de levas (9), en donde el al menos un eje estriado (12) está adaptado para acoplarse y desplazarse longitudinalmente dentro de la al menos una ranura longitudinal (13) para evitar la rotación del seguidor de árbol de levas (9) dentro del primer alojamiento (6), al tiempo que facilita el desplazamiento longitudinal del seguidor de árbol de levas (9) dentro del primer alojamiento (6).

10. Un conjunto de bisagra, en donde la bisagra (1) de la reivindicación 1, funciona junto con un retenedor de puerta configurado para mantener la puerta (2) en múltiples posiciones de rotación en relación con la carrocería (3), opcionalmente, en donde el retenedor de puerta es un componente de una segunda bisagra que conecta la puerta (2) con la carrocería (3).

11. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde los medios de almacenamiento de energía (18) comprenden un resorte, opcionalmente, en donde el resorte comprende un resorte espiral.

12. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde una fricción entre la primera superficie nivelada (34) del seguidor de árbol de levas (9) y una segunda superficie nivelada (33) del elemento de leva (11) proporciona una función de retención de la puerta.

13. La bisagra (1) de la reivindicación 1, que comprende además medios de fijación (28) liberables configurados para retener el primer soporte (4) y el segundo soporte (5) en un conjunto.

14. La bisagra (1) de la reivindicación 1, en donde:

la superficie de leva (17) comprende al menos una superficie inclinada de elemento de leva (17);

el seguidor de árbol de levas (9) comprende al menos una superficie inclinada de seguidor de árbol de levas (16) adaptada para acoplarse con la al menos una superficie inclinada de elemento de leva (17); y

los medios de almacenamiento de energía (18) comprenden un resorte espiral.

15. La bisagra (1) de la reivindicación 14, en donde el primer eje (10) es cilíndrico,

en donde

el resorte espiral (18) está adaptado para rodear el primer eje (10); y

el seguidor de árbol de levas (9) está adaptado para rodear el primer eje (10) de manera que se acople de manera deslizante longitudinalmente al primer eje (10) y gire en relación con el primer eje (10).