MXPA01001467A - Sistema de balance con un dispositivo multiplicador de fuerza. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un dispositivo multiplicador de fuerza para uso en conjuncion con un sistema de balance para mover una carga desde una posicion elevada y hasta una posicion en descenso predeterminada. El sistema de balance incluye un cable extensible con un extremo libre adaptado para asegurarse a y ejercer una fuerza ascendente sobre la carga. El dispositivo incluye una base que esta asegurada a la carga y una primera palanca asegurada pivotalmente en un punto intermedio a la base alrededor de un eje generalmente horizontal. Un miembro flexible de longitud fija tiene un extremo asegurado al primer extremo de la palanca y un segundo extremo asegurado en forma fija a una posicion de soporte sobre la carga. La longitud del miembro flexible es tal, que el miembro flexible esta en una posicion completamente extendida cuando la carga esta en la posicion en descenso predeterminada. Un brazo oscilante alargado tiene un primer extremo en empalme con la base, en tanto que el cable del sistema de balance esta asegurado a un segundo extremo del brazo oscilante. Un segundo extremo de la palanca esta asegurado pivotalmente a un punto intermedio del brazo oscilante de manera que, conforme la carga se acerca a una posicion inferior predeterminada, el primer extremo de la palanca pivotea hacia arriba y simultaneamente pivotea al segundo extremo de brazo oscilante hacia abajo para ejercer de esta manera, una carrera descendente incrementada sobre el cable, y una fuerza ascendente correspondiente sobre la carga. Mediante la construccion, la longitud de cada uno de los brazos oscilantes y de palanca es tal, que la distancia entre el miembro flexible y el cable extensible es minima. Ademas, dos sistemas similares que pueden ser combinados simetricamente en tal forma que el centro de gravedad de la carga se balancea, lo que permanece en el mismo plano el par de miembros flexibles y los cables extensibles, evitando de esta manera cualquier giro de la carga durante su carrera total.

Description

SISTEMA DE BALANCE CON UN DISPOSITIVO MULTIPLICADOR DE FUERZA Antecedentes de la Invención I. Campo de la Invención La presente invención se refiere de manera general a sistemas de balance del tipo utilizado en manufactura. II. Descripción de la Técnica Anterior Existen muchas operaciones de manufactura que requieren que un peso elevado sea descendido desde una posición en elevación hacia una posición en descenso en preparación para una operación de manufactura y/o ensamble. Por ejemplo, en la manufactura de automóviles con capotas o puertas posteriores, es convencional utilizar un transportador para mover el accesorio de montaje centrando el cierre desde una posición elevada y a una posición en descenso predeterminada donde la cerradura se asegura a la carrocería del vehículo. Para proporcionar un movimiento controlado de la fijación guía u otra carga de una posición elevada y una posición inferior, se ha sabido previamente utilizar una o más máquinas de . equilibrar neumáticas. Tales máquinas de equilibrar neumáticas poseen típicamente un cable alargado con un extremo libre asegurado a la carga. Conforme la carga es descendida desde una posición elevada y hacia una posición en descenso predeterminada, la máquina de equilibrar neumática ejerce una fuerza ascendente sobre la carga para continuar y amortiguar de esta manera el descenso de la carga conforme se mueve en su posición de ensamble. Una desventaja de los sistemas de balance conocidos previamente, es que ciertos componentes del vehículo, tales como ias capotas del vehículo o puertas posteriores requieren un dispositivo de montaje muy pesado, por ejemplo 770.1 kg. de manera que incluso un par de máquinas de equilibrar neumáticas es inadecuado para proporcionar al accesorio de montaje, la conformidad vertical en su posición en descenso para auto-ubicarlo sobre el vehículo con un bajo nivel de restricción que se transmita al vehículo. En tanto que es posible multiplicar por 2, 3, o 4 el número de esas máquinas de equilibrar neumáticas a fin de ¡ncrementar la fuerza ascendente ejercida sobre la carga sobre su descenso, tales máquinas de equilibrar neumáticas son relativamente costosas y están sujetas también a mantenimiento y reparación periódica. Las máquinas de equilibrar neumáticas previamente conocidas aplican convencionalmente una fuerza sustancialmente constante, por ejemplo de 45.3-135-9 kg. cada una, hacia arriba sobre la carga, por ejemplo 815.4 kg. durante el descenso total de la carga desde su posición elevada y hasta su posición en descenso. Con dos máquinas de equilibrar neumáticas, solamente el 30% del peso puede ser compensado y el 70% remanente será soportado por la estructura del vehículo, provocando no solamente daño en el área de contacto, sino generando también una disposición imprecisa del cierre sobre su abertura.

Breve Descripción de la Presente Invención La presente invención proporciona un dispositivo multiplicador de fuerza para uso en conjunción con un sistema de balance que supera todas las desventajas antes mencionadas de los dispositivos previamente conocidos. En resumen, el dispositivo de la presente invención comprende una base que está asegurada a la carga de la misma manera que la base se mueve al mismo tiempo con la carga. Una palanca está asegurada pivotalmente alrededor de un punto intermedio sobre la palanca para la base alrededor de un eje generalmente horizontal. Un miembro flexible de longitud fija, tal como una cadena, tiene un extremo asegurado a un primer extremo de la palanca y un segundo extremo asegurado fijamente a una posición de soporte sobre la carga. El miembro flexible de longitud fija está dimensionado de manera que está en una posición completamente extendida cuando la carga está en la posición en descenso predeterminada del ensamble y/o la operación de manufactura. Un extremo de oscilador alargado tiene un primer extremo en empalme con la base en tanto que el cable está asegurado a un segundo extremo del brazo oscilante desde una máquina de equilibrar, tal como una máquina de equilibrar neumática. El segundo extremo de la palanca, a su vez está asegurado pivotalmente a un punto intermedio del brazo oscilante. Consecuentemente, conforme la carga se acerca a la posición de descenso predeterminada, el primer extremo de la palanca pivoteada hacia arriba debido a la fuerza ejercida por el miembro flexible de longitud fija. Al hacerlo, la palanca pivotea simultáneamente el segundo extremo del brazo oscilante, es decir, el extremo del brazo oscilante conectado ai cable de la máquina de equilibrar, hacia abajo para ejercer de esta manera una carrera descendente incrementada sobre el cable y una fuerza ascendente incrementada correspondiente sobre la carga. Esta fuerza ascendente incrementada, permanece directamente proporcional al esfuerzo de contrabalance inicial y puede ajustarse de manera precisa para igualar en forma exacta el peso del accesorio de montaje conforme la carga se aproxima a su posición de descenso final.

Breve Descripción de los Dibujos Una mejor comprensión de la presente invención se tendrá mediante referencia a la siguiente descripción detallada, cuando se lea en conjunción con los dibujos que le acompañan, en donde números de referencia similares se refieren a partes similares a partir de las distintas vistas y en los cuales: la Figura es una vista lateral que ilustra una modalidad preferida de la presente invención para uso con un transportador del tipo utilizado en las operaciones de manufactura; la Figura 2 es una vista en elevación que ilustra la modalidad preferida de la presente invención; la Figura 3 es una vista lateral que ilustra la modalidad preferida de la presente invención; la Figura 4 es una vista superior que ilustra la modalidad preferida de la invención; la Figura 5 es una vista en extremo que ilustra la modalidad preferida de la presente invención; y la Figura 6 es una vista similar a la Figura 3, pero que ilustra la operación de la presente invención.

Descripción Detallada de una Modalidad Preferida de la Presente Invención Con referencia primero a la Figura 1, un transportador típico 10 para mover una carga 12 entre una posición de carga superior, ilustrada en línea sombreada y está mostrada una posición inferior predeterminada, ilustrada en línea sólida. Como se ilustra en la Figura 1, el transportador 10 mueve un panel de cierre automotor 14, tal como una puerta posterior de vehículo, entre la posición superior y la inferior predeterminada. Además, aunque el transportador 10 está ilustrado utilizando una pluralidad de brazos de tijera 16 seccionados mediante un montacargas eléctrico 20 para asegurar en forma móvil la carga 12 a un soporte superior 18, cualquier sistema transportador convencional puede ser utilizado sin desviarse del espíritu o alcance de la invención. Además, la carga 12 incluye no solamente el panel de cierre 14, sino también un accesorio de montaje 15 sobre el transportador 10 el cual sostiene en forma libre el panel de cierre 14.

Haciendo referencia a la Figura 1, una máquina de equilibrar neumática 21 incluye un cable alargado y extensible 22 que tiene un extremo libre 24 asegurado a la carga 12 en una forma que se describirá subsecuentemente con mayor detalle. Tales máquinas de equilibrar neumáticas 21 son convencionales en su construcción y ejercen típicamente una fuerza ascendente constante sobre la carga 12, por ejemplo 135.9 kg. Con referencia ahora a las Figuras 2-5, se muestra un dispositivo multiplicador de fuerza 26 de acuerdo con la presente invención e incluye una base 28 asegurada a la parte superior del soporte 15 hacia la carga 12 en cualquier forma convencional, tal como con pernos 30. Un par de soportes de eje separados 32 están asegurados y se extienden hacia arriba desde la placa 28. Una palanca alargada 34 está asegurada pivotalmente por un eje 36 a los soportes de eje 32 de manera que la palanca 34 es pivotal entre una primera posición, ilustrada en la Figura 3, y una segunda posición ilustrada en la Figura 6. Un miembro flexible de longitud fija 40, tal como una cadena, está asegurado a un primer extremo 42 del aparato 34, en tanto que el extremo opuesto 44 (Figura 1) del miembro flexible de longitud fija está asegurado al soporte 18. Además, la longitud del miembro flexible de longitud fija 40 es tal que, cuando la carga 14 está en su posición de salida predeterminada, el miembro flexible de longitud fija 40 está completamente extendido y pivotea la palanca 34 cerca de la posición mostrada en la Figura 6.

Un brazo oscilante alargado 50 tiene un rodillo 54 montado giratoriamente a un primer extremo 52 del brazo oscilante 50 y ese rodillo empalma contra la placa 28 por medio de la placa de contacto 27. El extremo libre 24 del cable 22 de la máquina de equilibrar neumática 20 está asegurado a un segundo extremo 56 del brazo oscilante 50 en cualquier forma convencional, tal como mediante una ménsula 58. Como se muestra mejor en las Figura 3 y 4, un segundo extremo de la palanca 34 está conectado pivotalmente mediante un pasador de pivote 62 al brazo oscilante 50 en un punto intermedio a los extremos 52 y 56 del brazo oscilante 50. Además, en la modalidad preferida de la invención la distancia entre el pasador de pivote 52 y el extremo 56 del brazo oscilante es mayor que la distancia entre el pasador de pivote 62 y el primer extremo 52 del brazo oscilante 50. Mediante la construcción, y como se muestra en las Figuras 4 y 6, la longitud de cada uno de los brazos oscilantes 56 y de palanca 42 es tal que la distancia entre un miembro flexible 40 y el cable extendido 22 es mínima. Además, dos sistemas similares que pueden ser combinados simétricamente, de tal manera que el centro de gravedad de la carga 12 es equilibrado, lo cual permanece perfectamente en el mismo piano, como se muestra en la Figura 6, el par de los miembros flexibles 40, el par de los cables extendidos 22 y la polea del montacargas 20 evitan por tanto el giro de la carga durante su desplazamiento completo hacia abajo hasta la posición en descenso. Preferiblemente, la distancia entre el pasador de pivote 62 y el extremo de brazo oscilante 56 es dos veces mayor que la distancia entre el pasador de pivote 62 y el extremo de brazo oscilante 52. En tal configuración, la fuerza de contrabalance es multiplicada por 4. Las diferentes relaciones pueden emplearse sin apartarse del espíritu o alcance de la invención. En operación, conforme la carga 14 es inicialmente descendida desde su posición superior y hacia su posición predeterminada inferior, la fuerza ascendente ejercida por el cable de la máquina de equilibrar 22 sobre el brazo oscilante 50 mantiene el dispositivo multiplicador de fuerza 26 en la posición ilustrada en la Figura 3, en la cual el primer extremo 42 de la palanca 34 empalma contra la placa 28 a través de un amortiguador de hule 43. Conforme la carga 12 se acerca a su posición en descenso predeterminada, el miembro flexible de longitud fija 40 se extiende completamente pivoteando de esta manera el primer extremo 42 de la palanca hacia arriba, finalmente cerca de la posición mostrada en la Figura 6. Simultáneamente, la acción del pivote de la palanca 34 oscila el segundo extremo 56 del brazo oscilante 50 hacia abajo cerca de la posición mostrada en la Figura 6. Esta estación incrementa de manera efectiva la carrera descendente sobre el cable de la máquina para balancear 22 y simultáneamente incrementa la fuerza ascendente ejercida por la máquina para balancear 20 a través del miembro flexible 40, sobre la carga 14. Esta fuerza ascendente incrementada sobre la carga 12 logra incluso si es necesario un contrabalance del 100%, justo antes del momento en que la carga 12 alcanza su posición predeterminada descendida. A partir de lo anterior, puede observarse que la presente invención proporciona un dispositivo multiplicador de fuerza que permite de manera efectiva lograr un balance incluso completo de la carga alrededor de una posición predeterminada descendida. Esta característica, permite una conformidad vertical perfecta de un accesorio de montaje para ajustar en forma precisa y autoubicarse sobre el cuerpo del vehículo con un mínimo de restricción transmitida al mismo. Sin embargo, habiendo descrito la invención muchas modificaciones a la misma serán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica, a quienes pertenece sin apartarse del espíritu de la invención, como se define mediante el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (13)

1. Reivindicaciones 1. Un dispositivo multiplicador de fuerza para uso en conjunción con un sistema de balance para mover una carga desde una posición elevada hacia una posición en descenso predeterminada, el sistema de balance que tiene un cable extendido con un extremo libre adaptado para ser asegurado a y ejercer una fuerza ascendente sobre la carga, el dispositivo que comprende: una base asegurada a la carga, una palanca asegurada pivotalmente en un punto intermedio a dicha base alrededor de un eje horizontal, un miembro flexible de longitud fija que tiene un extremo asegurado a un primer extremo de dicha carga y un segundo extremo asegurado en forma fija a un soporte colocado sobre la carga, el miembro flexible de longitud fija que está en una posición completamente extendida cuando la carga está en dicha posición inferior predeterminada, un brazo oscilante alargado que tiene un primer extremo en empalme con la base, el cable que está asegurado a un segundo extremo del brazo oscilante, y medios para asegurar pivotalmente un segundo extremo del brazo a un punto intermedio del brazo oscilante de manera que, conforme la carga se acerca a ia posición en descenso predeterminada, el primer extremo de la palanca pivoteada hacia arriba y simultáneamente pivotal al segundo extremo del brazo oscilante hacia abajo para ejercer, de esta manera una carrera descendente incrementada sobre el cable.
2. 2. La invención de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la longitud de cada brazo oscilante y de palanca entre la distancia entre el miembro flexible y el cable extensible es mínima.
3. 3. La invención de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo multiplicador de fuerza está fijado sobre la carga que se va a balancear de tal manera que el centro de gravedad de esta carga es sustancialmente vertical en línea con el cable extendido y el miembro flexible.
4. 4. La invención de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque dos dispositivos multiplicadores de fuerza están combinados simétricamente de tal manera que el centro de gravedad de la carga que se va a balancear permanece en el mismo plano que el par de miembros flexibles, cables extensibles y cualquier accionador de movimiento externo, evitando de esta manera cualquier giro de la carga durante su carrera total.
5. 5. La invención de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el miembro flexible de longitud fija comprende una cadena.
6. 6. La invención de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la distancia entre el segundo extremo del brazo oscilante y los medios de aseguramiento pivotal es sustancialmente dos veces la distancia entre el primer extremo del brazo oscilante y los medios de aseguramiento pivotales.
7. 7. La invención de conformidad con la reivindicación 1, y que comprende un rodillo asegurado al primer extremo del brazo oscilante alrededor de un eje generalmente horizontal, el rodillo en empalme con la base.
8. 8. La invención de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el miembro flexible de longitud fija comprende un cable.
9. 9. La invención de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el dispositivo multiplicador de fuerza está fijado sobre la carga que se va a balancear de tal manera que el centro de gravedad de la carga es sustancialmente vertical en línea con el cable extendido y el miembro flexible.
10. 10. La invención de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los dispositivos multiplicadores de fuerza son combinados simétricamente, de tal manera que el centro de gravedad de la carga que se va a balancear permanece en el mismo plano que el par de miembros flexibles, cables extensibles y cualquier accionador de movimiento externo, evitando de esta manera cualquier giro de la carga durante su carrera total.
11. 11. La invención de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el miembro flexible de longitud fija comprende una cadena.
12. 12. La invención de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque la distancia entre el segundo extremo del brazo oscilante y los medios de aseguramiento pivotal es sustancialmente dos veces la distancia entre el primer extremo del brazo oscilante y los medios de aseguramiento pivotal.
13. 13. La invención de conformidad con la reivindicación 2, y que comprende un rodillo asegurado al primer extremo del brazo oscilante alrededor de un eje generalmente horizontal, el rodillo en empalme con la base. Resumen Se proporciona un dispositivo multiplicador de fuerza para uso en conjunción con un sistema de balance para mover una carga desde una posición elevada y hasta una posición en descenso predeterminada. El sistema de balance incluye un cable extensible con un extremo libre adaptado para asegurarse a y ejercer una fuerza ascendente sobre la carga. El dispositivo incluye una base que está asegurada a la carga y una primera palanca asegurada pivotalmente en un punto intermedio a la base alrededor de un eje generalmente horizontal. Un miembro flexible de longitud fija tiene un extremo asegurado al primer extremo de la palanca y un segundo extremo asegurado en forma fija a una posición de soporte sobre la carga. La longitud del miembro flexible es tal, que el miembro flexible está en una posición completamente extendida cuando la carga está en la posición en descenso predeterminada. Un brazo oscilante alargado tiene un primer extremo en empalme con la base, en tanto que el cable del sistema de balance está asegurado a un segundo extremo dei brazo oscilante. Un segundo extremo de la palanca está asegurado pivotalmente a un punto intermedio del brazo oscilante de manera que, conforme la carga se acerca a una posición inferior predeterminada, el primer extremo de la palanca pivotea hacia arriba y simultáneamente pivotea al segundo extremo de brazo oscilante hacia abajo para ejercer de esta manera, una carrera descendente incrementada sobre el cable, y una fuerza ascendente correspondiente sobre la carga. Mediante la construcción, la longitud Oí / iHbl de cada uno de los brazos oscilantes y de palanca es tal, que la distancia entre el miembro flexible y ei cable extensible es mínima. Además, dos sistemas similares que pueden ser combinados simétricamente en tal forma que el centro de gravedad de la carga se balancea, lo que permanece en el mismo plano el par de miembros flexibles y los cables extensibles, evitando de esta manera cualquier giro de la carga durante su carrera total. otjl{^