PT107267A - Cobertura para proteção de veículos - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UMA COBERTURA (1) MULTICAMADA LAVÁVEL PARA PROTEÇÃO PARCIAL DE VEÍCULOS AUTOMÓVEIS, LIMITANDO SIGNIFICATIVAMENTE A VARIAÇÃO DA TEMPERATURA NO INTERIOR DA CABINE DO VEÍCULO AUTOMÓVEL, QUANDO IMOBILIZADO, SUJEITO A EXPOSIÇÃO SOLAR DIRETA E/OU A TEMPERATURAS AMBIENTE NEGATIVAS, PROMOVENDO O CONFORTO DOS OCUPANTES DO VEÍCULO NO INÍCIO DA UTILIZAÇÃO E AINDA A PRESERVAÇÃO DE TODO O CONTEÚDO NO INTERIOR DO VEÍCULO, REDUZINDO AINDA A DURAÇÃO E OS CUSTOS ASSOCIADOS À CLIMATIZAÇÃO PARA CONSEGUIR ALCANÇAR CONDIÇÕES DE CONFORTO TÉRMICO. NO CASO DAS TEMPERATURAS AMBIENTE NEGATIVAS, ESTA COBERTURA PROTEGE AINDA O VEÍCULO CONTRA A DEPOSIÇÃO DE GELO, GEADA OU NEVE. A PRESENTE INVENÇÃO TEM APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DOS ACESSÓRIOS PARA VEÍCULOS AUTOMÓVEIS E NA INDÚSTRIA AUTOMÓVEL.

Description

DESCRIÇÃO

COBERTURA PARA PROTEÇÃO DE VEÍCULOS DOMÍNIO TÉCNICO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a uma cobertura multicamada lavável para proteção parcial dos veiculos automóveis (1) e dos respetivos conteúdos contra a ação prejudicial dos raios solares e das temperaturas ambiente negativas. A presente invenção tem aplicação na indústria dos acessórios para veiculos automóveis e na indústria automóvel.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a uma cobertura multicamada lavável para proteção parcial de veiculos automóveis (1), limitando significativamente a variação da temperatura no interior da cabine do veiculo automóvel, quando imobilizado, sujeito a exposição solar direta e/ou a temperaturas ambiente negativas, promovendo o conforto dos ocupantes do veiculo no inicio da utilização e ainda a preservação de todo o conteúdo no interior do veiculo, reduzindo ainda a duração e os custos associados à climatização para conseguir alcançar condições de conforto térmico. No caso das temperaturas ambiente negativas, esta cobertura protege ainda o veiculo contra a deposição de gelo, geada ou neve. A cobertura da presente invenção compreende materiais utilizados em diferentes tipos de estruturas, com finalidades diferentes da presente invenção, com caracteristicas e propriedades diferenciadas, as quais quando combinadas em determinada orientação e proporção fornecem uma solução inovadora e vantajosa comparativamente com os produtos similares disponíveis no mercado, uma vez que proporciona uma maior eficácia em termos da redução da variação da temperatura interior do veiculo em função da temperatura ambiente exterior.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Identificaram-se no estado da arte alguns documentos que divulgam soluções aproximadas da presente invenção, os quais se enumeram e detalham de seguida.

Existem no mercado e encontram-se divulgadas soluções diversas no âmbito das coberturas para proteção dos veículos automóveis, mais ou menos flexíveis, mais ou menos resistentes, com propriedades refletoras e fazendo uso de diversos mecanismos de armazenamento e fixação ao veículo.

Existem nomeadamente vários tipos de acessórios de proteção dos veículos contra os raios solares, destinados a impedir que a radiação solar incida diretamente em elementos sensíveis, tais como o volante ou os bancos, colocáveis por cima do painel de instrumentos ou junto aos vidros. As restantes superfícies envidraçadas, bem como a chapa, ficam expostas aos raios solares.

Existem também diversos tipos de coberturas para veículos, normalmente para cobertura total, ficando a sua totalidade da cobertura em contacto com a carroçaria, além da sua aplicação ser habitualmente demorada e incómoda. 0 documento EP 1752327 divulga uma cobertura para automóvel que compreende uma camada consistindo num material com alta capacidade de absorção do choque, com forma e dimensões de modo a cobrir um automóvel, quando completamente aberta e contém vincos adaptados para formar linhas de dobragem, a fim de proporcionar uma configuração facilmente compactável da cobertura, assim como para permitir o seu armazenamento no porta-malas de um carro, de forma rápida e prática. Esta camada é constituída por polipropileno expandido, com uma espessura que pode variar de 2 a 10 mm e com uma densidade que pode variar de 35-135 kg/m3, compreendendo uma combinação de vincos simples e duplos, uma camada fina constituída por nylon e ainda encaixes fornecidos nas extremidades de pelo menos um vinco, os quais são adaptados para facilitar a manipulação da cobertura pelo utilizador. O documento US 2013/0118659 AI divulga uma cobertura automóvel que pode efetivamente impedir que o calor e granizo exerçam em pleno as suas ações, podendo ser realizada em todo o tipo de cobertura ou semi-cobertura, pode ser usada como uma proteção para o automóvel e compreende a caixa ou saco da cobertura automóvel. Esta cobertura automóvel inclui um corpo central disposto sobre uma segunda camada com fixações e encaixes ao automóvel. O documento WO 93/05973 divulga uma cobertura de proteção para automóvel compreendendo uma camada de material suficientemente resistente, flexível e maleável para cobrir uma porção substancial do vidro dianteiro do automóvel, assim como dos vidros laterais e traseiro. Esta cobertura contém uma unidade de armazenamento numa das extremidades, a referida unidade de armazenamento encontrando-se ancorada no interior de um compartimento do referido automóvel. Esta cobertura tem uma superfície exterior refletora de modo a refletir os raios solares e a superfície interior é lisa, não aderente. 0 documento PT 103820, pedido de patente anterior submetido pelo mesmo requerente do presente pedido de patente, divulgou uma cobertura parcial lavável para proteção de veículos ligeiros, composta por um conjunto de elementos independentes com configuração apropriada para cobrir o topo do veículo, assim como as superfícies envidraçadas frontal, traseira e laterais. Os referidos elementos independentes podiam ser utilizados de modo independente ou em combinação e possuíam mecanismos de fixação ao veículo. A referida cobertura continha apenas 3 camadas, uma exterior com propriedades refletoras, uma intermédia com função de isolamento térmico e uma camada interior, em contacto com o veículo. Os resultados obtidos nos testes com o protótipo da invenção divulgada no documento PT 103820 ficaram muito aquém do desejado pelo requerente e não constituíam vantagem significativa face aos restantes produtos disponíveis no mercado. Por esta razão, o requerente optou por desistir do pedido de patente anterior, prosseguir a investigação e obter um protótipo de acordo com o divulgado na presente invenção, compreendendo pelo menos 5 camadas distintas com materiais e funções bem definidos, cujos resultados obtidos foram significativamente melhores no que diz respeito à capacidade de proteção do veículo dos raios solares, neve e gelo, particularmente no que se refere às variações de temperatura no interior da cabine do automóvel e à preservação do conteúdo da cabine.

Verifica-se ainda, pela análise do estado da arte que os materiais utilizados na presente invenção são utilizados em diferentes tipos de estruturas que detêm características e propriedades diferenciadas, pelo que foi necessário produzir protótipos, testando a compatibilização e a funcionalidade destas estruturas num mesmo produto.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a uma cobertura multicamada lavável para proteção parcial de veículos automóveis (1), limitando significativamente a variação da temperatura no interior da cabine do veículo automóvel, quando imobilizado, sujeito a exposição solar direta e/ou a temperaturas ambiente negativas, promovendo o conforto dos ocupantes do veiculo no início da utilização e ainda a preservação de todo o conteúdo no interior do veículo, reduzindo ainda a duração e os custos associados à climatização para conseguir alcançar condições de conforto térmico.

Com temperaturas ambiente negativas, esta cobertura protege ainda o veículo contra a deposição de gelo, geada ou neve, mantendo assim limpas as superfícies cobertas e evitando a habitual necessidade de raspagem ou retirada de gelo, desconfortável e demorada.

Na base da ideia desta invenção esteve também o objetivo de, para obter os resultados desejados de controlo eficaz da variação da temperatura no interior do habitáculo, não ser necessário cobrir todo o veículo, uma vez que: - A zona frontal, na qual se situa o motor na maioria dos veículos, é termicamente isolada do habitáculo; - As zonas inferiores das portas e da tampa traseira da mala, para além de terem habitualmente isolamento, são zonas em que a incidência solar ocorre, durante as horas de maior índice de radiação solar, num ângulo muito baixo, o que origina uma reflexão quase total da radiação incidente. 0 desenvolvimento da cobertura parcial (1) foi projetado tendo em conta a sua utilização, forma, estética e função, tendo como principais objetivos: • Proteção térmica por meio de reflexão da radiação solar e isolamento térmico, com limitação do aumento da temperatura no interior do habitáculo quando exposto à radiação solar; • Proteção contra a deposição de gelo, geada ou neve; • Proteção contra a redução significativa da temperatura no interior do habitáculo quando exposto a temperaturas ambiente negativas; • Proteção contra a deposição de detritos no exterior do veiculo, provenientes de árvores, aves, etc. • Impermeabilidade; • Maior aderência à superfície do veículo, com elevado atrito, sem a danificar; • Fixação ao veículo e resistência à intempérie; • Segurança na fixação, dificultando o furto ou roubo; • Possibilidade de utilização de, pelo menos dois, elementos componentes separadamente ou em conjunto (s); • Durabilidade dos materiais utilizados; • Facilidade e rapidez na montagem e desmontagem no veículo; • Facilidade de armazenamento; • Facilidade de lavagem e manutenção; • Design apelativo e funcional; • Possibilidade de comunicação gráfica (aposição de materiais publicitários).

Sendo a cobertura (1) constituída por vários elementos destacáveis entre si, nomeadamente (2),(3), (4), (6) e(8), os referidos elementos ou painéis podem ser utilizados separadamente ou em conjuntos de dois ou mais elementos, de forma a cobrir apenas uma parte do veículo, caso o utilizador pretenda proteger apenas uma determinada zona do veículo. Estes elementos têm mecanismos de fixação próprios, de forma a poderem ser utilizados separadamente ou em conjunto com os restantes elementos.

Composição e Estrutura 0 desenvolvimento da cobertura parcial (1) baseou-se sobretudo na seleção, combinação e avaliação das funcionalidades de diferentes materiais. Pretendeu-se desenvolver uma cobertura multifuncional inovadora, ou seja, um produto com mais do que uma função, tendo-se para isso recorrido a um conjunto de materiais com diferentes propriedades e funções. A combinação desses diferentes materiais no mesmo produto foi conseguida através de atividades de investigação ao nivel da caracterização física, estrutural, mecânica e funcional de cada um.

Por outro lado, verificou-se, pela análise ao estado da arte, que estes materiais se apresentam normalmente em diferentes tipos de estruturas que detêm características e propriedades variadas, pelo que foi igualmente necessário um estudo de design, ao nível da compatibilização e da avaliação funcional destas estruturas combinadas no mesmo produto.

Do estudo dos mecanismos de transferência de calor verifica-se que, segundo os requisitos da proteção térmica, a cobertura do veículo necessita de responder individualmente a cada um dos mecanismos, devido às suas especificidades. Desta forma, foi melhorado o conceito multicamada a aplicar ao produto, conforme ilustrado na Figura 4, através das referências (11) a (15).

Outras formas de realização A cobertura automóvel da presente invenção pode ser realizada, fazendo uso de outros materiais, além daqueles utilizados na presente invenção, desde que compreenda: • uma superfície interior suave, com atrito elevado, condutividade térmica reduzida, não abrasiva e aderente à chapa e vidro, do tipo descrito na presente invenção ou com utilização de tecidos naturais ou sintéticos, pele natural ou sintética, Alcantara®; • uma zona intermédia isolante térmica e flexível, com materiais do tipo lã de rocha, termotêxtil, lã mineral, arma flex, cortiça, poliestireno expandido (EPS), polietileno extrudido flexível, camada de bolha de ar térmica ou espuma celulósica; • uma zona exterior refletora, impermeável e resistente aos elementos atmosféricos do tipo descrito na presente invenção ou composta por materiais do tipo poliéster metalizado, alumínio revestido com filme de polietileno; • meios de fixação disponíveis no mercado cujo uso não danifique a superfície envidraçada nem a chapa do veículo, como molas de fixação rápida ou peças de borracha ou material flexível fixas a orifícios na chapa com negativos de proteção.

Da mesma forma, o desenho, forma e peças constituintes deste tipo de cobertura será variável e deverá ser desenvolvido especificamente no processo industrial para cada modelo de veículo ligeiro.

Fixação ao veículo

Para a fixação da cobertura ao veículo, foram tidos em conta a facilidade de montagem e desmontagem, a resistência à intempérie e as características e materiais das diversas zonas da carroçaria.

Na presente invenção foram encontradas soluções para concretização da fixação da cobertura em viaturas existentes no mercado, as quais são adaptáveis ao modelo do veiculo, no desenvolvimento industrial do produto da presente invenção. Alguns pontos de fixação, tais como negativos para fixação de molas de pressão, encaixes, zonas em chapa para aderência magnética podem ser incorporadas no veiculo em fábrica, tornando mais simples e eficaz o processo de fixação, sendo a cobertura desenhada especificamente para cada modelo de veiculo, com os sistemas de fixação adaptados aos referidos pontos. Pode também a cobertura ser recolhida no interior do veiculo, de uma ou duas zonas, e extraída de forma rápida, fixando as duas zonas no exterior ou apenas uma peça a dispositivos existentes no exterior do veículo, mantendo também a ligação ao interior para segurança.

Em zonas periféricas em que o material da carroçaria o permite, podem ser colocadas faixas aderentes com recurso a materiais magnéticos, o que permite a adesão periférica da cobertura diretamente ao veículo, sendo esta importante para a resistência ao vento e para evitar a deposição de partículas estranhas no espaço compreendido entre a cobertura e o veículo. 1. Determinação dos sistemas de fixação a adotar

Para a correta fixação da cobertura ao veículo, de forma rápida e eficaz, há que ter em conta a constituição e forma da carroçaria, identificando as zonas e pontos de fixação adequados e possíveis para cada modelo de veículo automóvel.

Fixações localizadas Fixação frontal

Na fixação frontal podem ser utilizados os eixos das escovas limpa-vidros, por aplicação de fitas com molas ou fivelas de aperto rápido, como ilustrado na Figura 3 através da referência (5).

Fixação traseira

Para a fixação traseira podem ser utilizadas as saliências encontradas nesta zona da carroçaria, tal como ilustrado na Figura 6, (20), através de peças rígidas (18) com fixação tensionada e flexível (17) à cobertura, por exemplo através de fitas tensionadoras.

Esta fixação pode ser efetuada com peças metálicas e poliméricas.

Fixação lateral

Para a fixação lateral podem ser utilizadas duas zonas de fixação, tal como ilustrado na Figura 2: a zona do retrovisor (9) e (10) e a zona circundante da porta (25), junto ao vidro.

Na zona do retrovisor: • abertura no painel lateral para inserir o retrovisor (10); • bolsa no painel lateral para inserir o retrovisor (9).

Na zona circundante da porta: • caso as portas tenham a cobertura em chapa, podem ser utilizados meios de fixação magnéticos (25).

Outros tipos de Fixação • Sistema de fixação de segurança tem como objetivo criar pontos de segurança na cobertura, de forma a evitar o roubo da mesma, sendo igualmente um ponto adicional de fixação ao veículo. Este sistema consiste na introdução de fita com uma fivela de aperto rápido no interior do veículo (zona da porta, estando esta fixa na cobertura) (5) . • Fixação em orifícios na carroçaria com a utilização de peças flexíveis com memória de forma (26), por exemplo em borracha, tendo estas peças uma parte saliente para montagem e desmontagem, conforme se ilustra na Figura 7. • Fixação ao interior do veículo (27) : Outra forma eficaz de fixação dos elementos ao veículo é o prolongamento dos referidos elementos da cobertura para o interior do veículo, com o mesmo ou com um tipo diferente de material. Os elementos serão fixos com o fecho das portas . • Sistema de união dos painéis (29), Figura 2: Tem como objetivo unir os 3 painéis da cobertura por intermédio de um fecho de duplo cursor. • Fixação alternativa, em que os painéis que constituem a cobertura poderão dispor de fixações alternativas adicionais, que o utilizador pode aplicar em caso de utilização prolongada ou em condições climatéricas previsivelmente mais difíceis.

DESCRIÇÃO BREVE DAS FIGURAS

Figura 1-Exemplo de aplicação da cobertura na viatura: 1- Cobertura Parcial.

Figura 2-Conjunto de elementos que compõem a cobertura parcial: 2- frente; 3- tejadilho; 4- abas laterais do painel central; 5- zonas de fixação (fitas com fivela de aperto rápido); 6- traseira; 7- abertura com material acrílico transparente, para visualização de matrícula; 8- painel lateral; 9- bolsa para retrovisor; 10- abertura para retrovisor; 25-zonas de fixação por aderência magnética; 27- prolongamentos para fixação no interior do veículo; 28- pontos para a fixação da cobertura, nos dois suportes das escovas limpa pára-brisas; 29- fechos de duplo cursor.

Figura 3- Composição do painel central da cobertura parcial: 2- frente; 3- tejadilho; 4- abas laterais; 5- zonas fixação (fitas com fivela de aperto rápido); 6- traseira; 7- abertura com material acrílico transparente, para visualização de matrícula; 28-pontos para a fixação da cobertura, nos dois suportes das escovas limpa pára-brisas.

Figura 4- Composição do tecido multicamada: 11- camada refletora; 12- camada impermeável; 13- camada adesiva; 14- camada térmica; 15- camada anti-derrapante.

Figura 5-Planificação das peças utilizadas na produção da cobertura parcial: 2- frente; 3- tejadilho; 4- abas laterais do painel central; 6-traseira; 7- abertura com material acrílico transparente, para visualização de matrícula; 8- painéis laterais; 16- escala gráfica 100 mm.

Figura 6-Exemplo de fixação em zona de carroçaria com saliência: 17- união elástica; 18- suportes rígidos com ligação elástica à cobertura multicamada; 19- peça para montagem e desmontagem, acoplada à zona rígida; 20- zona da carroçaria com saliência; 21- tecido multicamada.

Figura 7-Exemplo de fixação em orifício na carroçaria: 21- tecido multicamada; 22- orifício na carroçaria; 23- terminação flexível; 24- zona da carroçaria com orifício para fixação; 26-peça para montagem, desmontagem e fixação em orifício na carroçaria.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção destina-se à utilização em veículos de todos os tipos e dimensões. Assim, foi projetada uma cobertura para a proteção parcial do veículo (1), incluindo o vidro frontal, tejadilho, vidro traseiro e os vidros laterais. O veículo selecionado para servir de base ao protótipo foi o Smart Fortwo Pure do grupo Mercedes-Benz, pelo fato de ser um carro citadino, compacto, com design atrativo e principalmente pela mobilidade e modernidade inerentes. 1. Design 0 modelo selecionado para o protótipo da invenção (1) é composto por 3 painéis: um que vai desde a parte traseira até à frontal (2) a (7) e 2 painéis laterais (8) . Assim, a cobertura pode ser usada na sua totalidade ou por partes, dependendo do ângulo de incidência solar e da intensidade da radiação.

No design do protótipo foram também tidas em conta as linhas do veículo em questão, enquadrando assim o conjunto de forma harmoniosa.

Os 3 painéis da cobertura são interligados por meio de fechos com duplo cursor (29), de forma a facilitar a sua separação. Por outro lado, a fixação dos painéis possibilita um fácil acesso ao interior do veículo sem que para isso se tenha de desmontar ou remover toda a cobertura. 2. Características construtivas 0 protótipo é constituído neste caso por três peças que podem ser utilizadas em conjunto ou separadas nos seus painéis componentes. 0 material que constitui a cobertura é constituído por diversas camadas (11) a (15), pelo menos 5 camadas, cuja constituição é detalhada mais adiante. Cumprindo os requisitos da presente invenção, o protótipo cumpre os requisitos anteriormente mencionados, simples de aplicar, retirar e guardar rapidamente e realizável em qualquer veículo. Os sistemas de fixação utilizados são resistentes e em número reduzido, garantindo uma aplicação rápida, fácil e resistente ao vento e aos outros agentes atmosféricos . 0 painel central (2) a (7) tem início no vidro frontal e termina no vidro traseiro, cobrindo toda a área do tejadilho. Os painéis laterais cobrem apenas as áreas laterais envidraçadas (8).

Painel central No caso do protótipo, o painel central é composto por 5 áreas distintas: vidro frontal (2), tejadilho, 2 vidros laterais da retaguarda (3) e o vidro traseiro (6), interligadas entre si por intermédio de costuras: • 0 componente frontal (2) cobre toda a área frontal envidraçada, estando ligado ao componente do tejadilho através de costuras reforçadas. Para além disso, possui duas áreas destinadas à fixação deste componente ao próprio veiculo, localizadas nas áreas mais resistentes do suporte das escovas de limpa pára-brisas (28); • 0 componente do vidro traseiro (6) cobre toda a área envidraçada até ao limite da porta da mala do veiculo. Este está ligado ao componente do tejadilho por costuras reforçadas e aos 2 componentes laterais da retaguarda por intermédio de costuras simples. 0 sistema de fixação ao veiculo é efetuado através de peças metálicas revestidas (18), localizadas estrategicamente em pontos-chave para a não deslocação da cobertura perante as condições climatéricas adversas, tais como ventos fortes; • Os componentes laterais da retaguarda cobrem as pequenas áreas envidraçadas localizadas na retaguarda do veiculo. Estas estão fixas à componente traseira (6) e à componente do tejadilho (3) por intermédio de costuras simples; • 0 componente do tejadilho (3) cobre toda a área do mesmo e está ligado com todos os componentes que fazem parte do painel central. Para além disso, este componente contempla um dos sistemas de fixação de segurança atrás descritos (5) e (27). Estes elementos podem servir também para o acondicionamento da cobertura após a dobragem, para armazenamento; • 0 painel central inclui também uma barra lateral (4) que interliga o componente frontal (2), tejadilho(3) e laterais da retaguarda e possui internamente um conjunto de imanes que auxiliam a fixação do painel ao veiculo. 2.1 Painéis laterais

Os painéis laterais (8) cobrem toda a área envidraçada lateral da porta. Foram realizadas duas soluções distintas, para os referidos painéis, nas zonas dos espelhos retrovisores: uma bolsa ou capuz que envolve e protege o referido retrovisor (9) e uma abertura para o retrovisor (10), ficando este exposto às condições climatéricas. 2.2 Moldes A modelação para planificação e produção das peças da cobertura pode ser efetuada por software apropriado, preferencialmente o sistema da LECTRA . Este sistema LECTRA é capaz de desenvolver desenhos, moldes, graduação, encaixes, risco, auxiliado por um computador para a área da confeção (CAD), e software para a digitalização dos moldes, preferencialmente DIAMINO. Na figura 5 representam-se as diversas peças utilizadas na produção do protótipo, planificadas. 2.4 Composição e Estrutura

Ao estudar a contextualização dos mecanismos de transferência de calor aplicados a um veiculo, verifica-se que a radiação solar é a principal responsável pelo aumento da temperatura no interior da sua cabine. A condução térmica dos materiais é também um fator importante, pois são estes que geram o efeito estufa dentro do veiculo, sendo que por outro lado o fato de haver fraca convecção ajuda igualmente ao aumento de temperatura. Desta forma, o conceito de uma cobertura parcial projetada para as zonas envidraçadas do veiculo é determinante para proteger o mesmo do sobreaquecimento.

Sendo a cobertura composta por uma camada exterior refletora, esta tem um impacto acentuado sobre o aquecimento do veiculo, dado que o fenómeno de radiação, o mecanismo de transferência de calor com maior eficiência e com maior impacto, será atenuado.

Nos ensaios realizados constatou-se que quanto maior a espessura do material, melhor será o isolamento térmico. Da mesma forma, a existência de uma camada de ar entre os materiais pode criar uma barreira à transferência de calor entre camadas, dado que o ar é muito pouco condutor. No entanto, se esta camada de ar não for estanque irá provocar um mecanismo de convecção nesta zona que ajudará a dissipar o calor acumulado na estrutura, de forma a evitar o aquecimento da última camada e subsequentemente do veiculo. 2.5 Materiais

Na Figura 4 é apresentado o esquema das camadas que constituem a estrutura final, que originou o material híbrido utilizado na produção do protótipo. Este material híbrido é constituído por 5 camadas distintas, nomeadamente: refletora (11), impermeável (12), adesiva (13), térmica (14) e antiderrapante (15). a) Camada Refletora (11) A primeira camada da estrutura final foi projetada de modo a proporcionar o maior grau de refletância da radiação solar, de forma a atenuar o sobreaquecimento no habitáculo. A camada refletora (11) foi aplicada pela tecnologia de estamparia, recorrendo à utilização de pigmentos com partículas metálicas de dimensões entre 10 e 60 μπι.

As proporções utilizadas no processo de estamparia são as seguintes: • 60% a 90% Hydra Clear para compostos metálicos-compreende todos os elementos necessários à pasta para o processo de estampagem); • 10% a 30% Silver Powder (pigmentos metálicos); • 2% a 5% Hydra Reducer 77 (espessante - regulador de viscosidade da pasta).

Após a aplicação do estampado a "mil pontos" (uniforme em toda a superfície) no tecido acrílico, efetua-se uma termofixação a uma temperatura de 140 a 1802C, durante 2 a 4 minutos. b) Camada Impermeável (12) A segunda camada da estrutura final foi projetada de modo a proporcionar impermeabilidade ao produto final. Desta forma, selecionou-se um tecido tafetá com a densidade de fios indicada na Tabela 1, de forma a proporcionar a funcionalidade requerida no produto. Por outro lado, esta impermeabilização é melhorada com a primeira camada (aplicação de pigmentos).

c) Camada Adesiva (13) A camada adesiva tem como objetivo promover a ligação, neste caso, da camada impermeável com os pigmentos refletores e a camada térmica, através do processo de laminagem. 0 processo de laminagem consiste na "colagem" de duas superficies através da utilização de colas apropriadas para os materiais utilizados. Foi utilizada foi cola termo fusível da Coltec, em pré-polímero de poliuretano que reage com a humidade ambiental ou dos substratos, formando um elastómero termoestável e com flexibilidade adequada para utilização em questão. d) Camada Térmica (14)

Esta camada é a chave de todo o desenvolvimento, sendo esta responsável pela dissipação da energia que não é refletida pela camada refletora, fazendo com que a temperatura no habitáculo do veiculo não aumente nem diminua significativamente, sendo conservada durante um determinado período de tempo que pode ir até 6 a 8 horas, dependendo das temperaturas exteriores.

No estudo realizado, um dos parâmetros de extrema importância foi a transferência de calor e a forma como se pode colmatar esta transferência. Este estudo proporcionou a definição de cada camada que constitui o produto final, de forma a controlar a dissipação do calor, sendo esta a principal razão para a seleção da malha 3D. A camada térmica é constituída por uma estrutura 3D, ou seja, conjuntos organizados de fibras integrados continuamente com orientação multiaxial. Esta estrutura possui fibras alinhadas no eixo zz's, ou seja, na direção da espessura, apresenta uma camada de ar entre duas estruturas mais fechadas, favorecendo, deste modo, a dissipação da energia (calor). A sua composição é apresentada na Tabela 2.

e) Camada antiderrapante (15) A camada anti-derrapante tem como objetivo proporcionar maior aderência entre a cobertura e o veiculo. Desta forma, aplicou-se um antiderrapante à base de um adesivo hot melt (cola quente) de copolimeros de poliolefinas, ou outro composto com propriedades aderentes ou anti- derrapantes, aplicado com um rolo multipontos com uma aplicação com 5 a 20 g/m2. 3. Sistemas de Fixação

Paralelamente ao desenvolvimento do material híbrido para a confeção da cobertura parcial, foram estudadas várias formas de fixar esta mesma cobertura ao veículo. Assim, estudaram-se as possibilidades de fixação nas zonas frontal, lateral e traseira individualmente para o veículo em questão.

Da análise efetuada à zona frontal do veículo em questão, verifica-se que existem dois pontos adequados para a fixação da cobertura, nos dois suportes das escovas (28).

Da análise efetuada à zona traseira do veículo, verifica-se que existem duas áreas possíveis para a fixação da cobertura: a zona da matrícula e a zona interior da mala. Ambas apresentam reentrâncias para a colocação de sistemas fixos com formas pré-determinadas, conforme indicado na Fiqura 6.

Da análise efetuada à zona lateral do veículo, verificou-se que apenas existem duas zonas possíveis para a fixação dos painéis laterais: o retrovisor (9) e (10) como um ponto fixo e rígido e toda a área de contorno da porta do veículo que pode ser usada para fixar a cobertura por intermédio de aderência magnética (25) .

Posteriormente à análise dos sistemas de fixação ao veículo, estudaram-se outros sistemas de fixação, nomeadamente sistemas de segurança ou anti-roubo e sistemas de acoplamento dos painéis, como adiante se especifica.

Assim, sugeriu-se que o sistema de segurança fosse incorporado no painel central da cobertura e, quando colocado no veículo, este ficaria bloqueado no interior do veículo (introdução de uma fivela de aperto rápido na zona superior da porta). Para a união dos painéis, foi utilizado um sistema seguro e com facilidade de colocação: um fecho de duplo cursor. Este, para além de fixar os 2 painéis, confere também fácil acesso ao veículo. a) Aderência magnética - imanes

Os imanes utilizados na cobertura desenvolvida são metálicos, inoxidáveis, preferencialmente à base de neodímio e samário com dois tipos de dimensões, preferencialmente entre 6x2mm e lOxlOmm. Estes materiais são imanes da última geração de materiais magnéticos, apresentando desempenho muito superior aos tradicionais. Este sistema de fixação só pode ser utilizado em zonas do veiculo com chapa metálica. b) Fivelas de aperto rápido (5)

As fivelas de aperto rápido utilizadas na cobertura são materiais convencionais, normalmente aplicados em mochilas e tendas. A vantagem destes materiais relaciona-se com a facilidade de colocar/retirar, proporcionando à cobertura uma maior facilidade de montagem/desmontagem no veiculo. Tal como referenciado anteriormente, este sistema pode ser aplicado na área frontal do veiculo e na área do retrovisor. c) Prolongamentos para o interior do veículo (27)

Para a união da cobertura com as peças que constituem os prolongamentos, pode ser utilizado um material resistente e flexível. Os prolongamentos no interior poderão ser ajustados por tensores ou fixações interiores, de forma a quando a porta se fecha a peça permaneça fixa na mesma posição. d) Fixação em orifícios na carroçaria (24)

Com a utilização de peças para fixação em orifícios, por exemplo flexíveis com memória de forma em borracha, tendo estas peças uma parte saliente para montagem e desmontagem, conforme se ilustra na figura 7, terminando a cobertura junto à chapa em material flexível, por exemplo em borracha, de forma a garantir uma terminação resistente ao vento. e) Suportes rígidos revestidos (18)

Para fixar a cobertura na zona traseira do veículo podem ser utilizados suportes rígidos, por exemplo em material compósito, fibra de vidro, fibra de carbono ou metálicos, revestidos com uma película que não danifique a superfície da carroçaria, como TPU (poliuretano termoplástico) . Estes suportes podem ter uma ligação elástica (17) à cobertura multicamada (21) e dispor de acessórios que facilitam a montagem e desmontagem (19), conforme se indica na Figura 7. 4.Ensaios de Validação do Protótipo

Os ensaios pretendem validar o desempenho da cobertura parcial desenvolvida no âmbito da presente invenção e testar a sua resistência às condições climatéricas.

Foram efetuados ensaios in situ de medição da temperatura no interior do habitáculo, de modo a compreender a sua variação ao longo do dia dentro do habitáculo do veiculo utilizando a cobertura parcial desenvolvida.

Realizaram-se ensaios de resistência a fluxos de ar a elevada velocidade (simulando o vento) direcionados para a cobertura em diferentes ângulos. Desta forma avaliou-se o desempenho dos sistemas de fixação utilizados. A impermeabilidade da estrutura foi outro parâmetro de estudo, uma vez que como se trata de um produto que será sujeito às condições climatéricas, este deverá estar preparado para resistir ao impacto de fluxos de água, como por exemplo, da chuva. 4.1 - Desempenho Térmico - Validação in situ A validação do desempenho da cobertura parcial desenvolvida, em termos de controlo da temperatura, foi realizada de duas formas: - a Ia validação foi realizada com cobertura e sem cobertura, em dias diferentes, por um período de cerca de 12 horas consecutivas; - 2a validação foi efetuada com dois veículos idênticos, lado a lado, um com cobertura e outro sem cobertura, por um período de cerca de 6 horas consecutivas. - uma 3a validação foi realizada com dois veículos idênticos, lado a lado, encontrando-se um deles coberto com a cobertura da presente invenção e outro com uma cobertura refletora comum, disponível no mercado, por um período de cerca de 6 horas consecutivas. - uma 4a validação foi realizada com dois veículos idênticos, lado a lado, encontrando-se um deles coberto com a cobertura da invenção e outro descoberto, ambos expostos a temperaturas negativas.

Em todos os ensaios foram utilizados dois grupos de sensores de temperatura. Os sensores utilizados são do modelo DS1820 da Dallas Semiconductor, digitais.

Os sensores externos foram colocados à sombra, de modo a registar apenas a temperatura ambiente, não sendo afetados pela radiação solar. Os sensores internos foram colocados de forma a não estarem em contacto com nenhuma superfície, medindo apenas a temperatura interna do ar.

Para os ensaios de validação in situ os veículos foram colocados com a frente virada a sul, de forma a garantir que o maior pico de incidência da radiação solar fosse direcionado para a parte frontal do veículo. 4.1.1 Redução da Subida da Temperatura no Interior do Habitáculo - Resultados da Ia validação

Os resultados dos ensaios efetuados no mesmo veículo, em dois dias diferentes, com céu limpo e temperatura ambiente compreendida entre 202C e 302C, demonstram que existe uma diferença significativa da temperatura no habitáculo, quando se utiliza a cobertura da presente invenção: a) No pico máximo de incidência da radiação solar, verifica-se que a diferença relativa da temperatura, no interior do habitáculo no automóvel com cobertura e sem cobertura, é de cerca de 302C; b) A diferença de temperatura no interior do habitáculo no automóvel com cobertura e a temperatura exterior é apenas de cerca de 112C; c) A diferença de temperatura no interior do habitáculo no automóvel sem cobertura e o exterior é de cerca de 402C.

Neste ensaio verificou-se que no pico máximo de incidência, com uma temperatura exterior de cerca de 302C, a temperatura no habitáculo (após algumas horas de incidência) é de: • cerca de 382C para o veiculo com cobertura; • cerca de 60 2C para o veiculo sem cobertura. O presente ensaio teve inicio às 9h e foi dado por terminado às 21h. 4.1.2. Redução da Subida da Temperatura no Interior do Habitáculo - 2a validação

Na 2a validação, o ensaio foi realizado com dois veiculos idênticos, lado a lado, um com cobertura parcial e outro descoberto.

Os resultados mostram que existe uma diferença significativa no habitáculo, quando se utiliza a cobertura desenvolvida na presente invenção. No pico máximo de incidência solar, quando a temperatura exterior atinge cerca de 28 °C, verifica-se a seguinte medição: a) temperatura no habitáculo do veículo com cobertura - 38 2C; b) temperatura no habitáculo do veículo sem cobertura - 60 2C . 4.1.3. Redução da Subida da Temperatura no Interior do

Habitáculo - 3a validação

Na 3a validação o ensaio envolveu 2 veículos idênticos, lado a lado, um deles coberto com a cobertura da presente invenção e outro coberto com uma cobertura refletora comum, disponível no mercado.

Os resultados mostram que, embora ambos os veículos se encontrem cobertos na mesma extensão de área, existe uma diferença da temperatura no habitáculo. No pico máximo de incidência solar, quando a temperatura exterior atingiu cerca de 30 °C, verificou-se a seguinte medição: a) temperatura no habitáculo do veículo com a cobertura da invenção - 412C; b) temperatura no habitáculo do veículo com a cobertura disponível no mercado - 532C. 4.1.4. Redução da Descida da Temperatura no Interior do

Habitáculo O ensaio foi realizado durante a noite com dois veículos iguais, lado a lado, um com a cobertura parcial da presente invenção e outro descoberto, com a temperatura exterior a variar entre 62C e -14 2C, durante a noite.

Os resultados das medições realizadas de manhã (8 h) demonstram que existe, mais uma vez, uma diferença significativa na temperatura do habitáculo, quando se utiliza a cobertura da presente invenção: a) temperatura no habitáculo do veículo com cobertura:+42C; b) temperatura no habitáculo do veículo sem cobertura :-112C. 4.2. Proteção contra deposição de gelo e neve 0 ensaio foi realizado durante a noite com dois veículos iguais, lado a lado, um com a cobertura parcial da presente invenção e outro descoberto, primeiro com queda de neve e depois com queda de geada com formação de gelo. No caso do veículo com cobertura bastou retirar a mesma e as superfícies envidraçadas do veículo apresentaram-se limpas e secas, de forma a permitir a utilização imediata do mesmo. 4.3. Resistência ao Vento

Para o ensaio da resistência ao vento da cobertura parcial desenvolvida, foi utilizado um equipamento denominado por "soprador de ar", que projeta um fluxo de ar a uma determinada velocidade. A metodologia utilizada para a realização do ensaio consistiu em direcionar a tubeira do equipamento para a cobertura da presente invenção, previamente colocada no veículo. Foi medida com um anemómetro a velocidade do ar à saída da ponteira, o qual indicou um valor superior a 200 km/h. Optou-se por utilizar esta velocidade a fim de garantir que todas as velocidades abaixo desta eram comtempladas no ensaio.

De acordo com os critérios do Instituto Português do Mar e da Atmosfera, em Portugal Continental, as rajadas de vento são classificadas da seguinte forma: • Vermelho ->130 km/h • Laranja - 91-130 km/h • Amarelo - 70-90 km/h 0 ensaio foi também realizado sob vários ângulos de incidência do vento sobre a referida cobertura, iniciando-se pela direção ascendente, uma vez que esta poderia apresentar maior risco de deslocar a cobertura e terminando na posição vertical, de cima para baixo.

Nas condições descritas, verificou-se que a cobertura parcial se manteve fixa e a sua posição no veiculo permaneceu inalterada. 4.4. Impermeabilidade A impermeabilidade da estrutura é um dos parâmetros de importância salientados no desenvolvimento da cobertura parcial de veículos. Desta forma, foram realizados dois ensaios a fim de confirmar a impermeabilidade da referida estrutura.

Foi feita a determinação da resistência dos tecidos à molhagem superficial (ensaio do chuveiro) de acordo com o referencial normativo NP EN 24920:1993. O resultado do ensaio indicou um resultado de grau 3, numa escala de 1(mais impermeável) a 6 (menos impermeável).

Foi calculado o ângulo de contacto de uma gota com a estrutura (determinação do resultado sobre a hidrofobicidade) de acordo com o referencial normativo NP EN 24920:1993.

Nas condições da referida Norma, o resultado obtido no ensaio da medição do ângulo de contacto, na superfície exterior do tecido multicamada utilizado na produção do protótipo e objeto da presente invenção, permitiram verificar que o referido ângulo é de 121,7a (+/-4%), podendo ser assim considerado como totalmente hidrofóbico, uma vez que o ângulo de contacto é superior a 90a. 5. Conclusões

Da análise dos resultados obtidos relativamente aos ensaios de impermeabilidade, conclui-se que a cobertura parcial da presente invenção é impermeável.

No que concerne à resistência ao vento, concluiu-se que as áreas de fixação pré-definidas foram posicionadas em locais estratégicos e segundo os resultados obtidos, estas resistem de uma forma geral a ventos com incidência localizada de categoria "vermelho", segundo a classificação acima referida. Finalmente, dos ensaios de validação in situ, pode concluir-se que a cobertura desenvolvida para veículos ligeiros se revela mais eficaz dos que as coberturas do estado da técnica e disponíveis no mercado, no controlo e redução da variação da temperatura interior do habitáculo, assim como na protecção contra a deposição de gelo, neve e outros detritos que constituem impedimentos temporários ao início da marcha dos referidos veículos, indo de encontro às especificações definidas inicialmente.

Lisboa, 31 de Outubro de 2013.

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Cobertura parcial (1) em tecido multicamada, impermeável, lavável, resistente à chuva, fácil de montar, desmontar e armazenar para aplicação em veículos ligeiros através de meios de fixação à superfície envidraçada ou à chapa dos referidos veículos caracterizada por o tecido multicamada compreender, pelo menos, cinco camadas funcionais distintas: a) Camada refletora (11),; b) Camada impermeável (12); c) Camada adesiva (13) ; d) Camada térmica (14); e e) Camada antiderrapante (15), em que a referida cobertura compreende pelo menos 3 secções distintas e independentes, aplicadas em conjunto ou isoladamente no referido veículo.
2. 2. Cobertura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada reflectora (11) compreender preferencialmente 60% a 90% de um produto contendo os elementos necessários à pasta para o processo de estampagem em compostos metálicos; 10% a 30% de pigmentos metálicos; e 2% a 5% de um agente espessante regulador de viscosidade da pasta.
3. 3. Cobertura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada impermeável (12) compreender preferencialmente tecido tafetá com densidade de massa linear dos fios superior a 5 dtex em teia ou trama, e contextura superior a 30 fios/cm em teia e superior a 20 passagens/cm em trama.
4. 4. Cobertura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada adesiva (13) compreender preferencialmente uma cola termofusivel baseada num pré-polímero de poliuretano que reage com a humidade ambiental ou dos substratos, formando um elastómero termoestável.
5. 5. Cobertura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada térmica (14) compreender uma malha 3D com orientação multiaxial, com uma contextura a variar entre 8 a 12 colunas por cm e 12 a 18 fileiras por cm.
6. 6. Cobertura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada antiderrapante (15) compreender um composto com propriedades aderentes, tal como uma cola quente compreendendo copolímeros de poliolefinas, aplicável com um rolo multipontos na proporção de 5 a 20 g/m2.
7. 7. Cobertura de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por compreender meios de fixação à superfície envidraçada ou à chapa do referido veículo, em que os referidos meios de fixação são, preferencialmente sistemas de fixação por aderência magnética (25), suportes rígidos com ligação elástica à cobertura multicamada (18), dispositivos de montagem e desmontagem (19) e (26), sistemas de fixação em orifícios (24), tais como fixações flexíveis com memória de forma, por exemplo em borracha (26), tendo estas peças uma parte saliente para montagem e desmontagem terminando a cobertura junto à chapa em material flexível, tal como borracha, sistemas de fixação de segurança com fitas ou prolongamento das peças da cobertura para o interior do veículo (5) e (27), sendo as secções da cobertura fixas com o fecho das portas.
8. 8. Processo para o fabrico da cobertura de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado por compreender o desenho e sobreposição das referidas camadas preferencialmente pela ordem, do exterior para o interior da referida cobertura (1), camada reflectora (11), camada impermeável (12), camada adesiva (13), camada térmica (14) e camada antiderrapante (15).
9. 9. Uso da cobertura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por se destinar à redução da variação da temperatura no interior do habitáculo de um veiculo ligeiro em função da temperatura exterior, onde seja aplicável a referida cobertura, em que o referido veiculo é exposto a uma temperatura exterior elevada, até cerca de 40 2C, ou em que o referido veiculo é exposto a uma temperatura exterior negativa, até cerca de -15 2C e em que a variação da temperatura no habitáculo face ao exterior está compreendida entre 9 e 12 2C.
10. 10. Uso da cobertura de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por se destinar à redução do aumento da temperatura no interior do habitáculo do referido veiculo ligeiro, para temperaturas exteriores superiores a 202C, quando o referido veiculo é exposto a radiação solar direta por um período de tempo superior a 60 minutos, preferencialmente 6 a 8 horas.
11. 11. Uso da cobertura de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por se destinar à proteção contra a deposição de gelo, geada ou neve nas superfícies cobertas do referido veículo, quando exposto a estes elementos.
12. 12. Uso da cobertura de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por se destinar à redução da diminuição da temperatura no interior do habitáculo do referido veiculo, até cerca de 15 -C, em que o referido veiculo é exposto a temperaturas compreendidas entre 6 2C e -14 2C por um período superior a 60 minutos, preferencialmente 6 a 8 horas.
13. 13. Uso da cobertura de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12 caracterizado por se destinar à proteção das superfícies envidraçadas de um veículo ligeiro dos detritos transportados pelo vento com velocidade superior a 130 km/h. Lisboa, 31 de Outubro de 2013.