ДВЕРНОЙ ФИКСАТОР ДЛЯ УДЕРЖИВАНИЯ ДВЕРИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ В ОТКРЫТОМ ПОЛОЖЕНИИ
DOOR FIXING DEVICE FOR VEHICLE DOOR KEEPING IN OPEN POSITION

Настоящее изобретение относится к дверному фиксатору для удерживания боковой двери кузова автомобиля в открытом положении.
В производстве автомобилей сначала из отдельных деталей изготавливается неокрашенный и неотделанный кузов. Затем в установке для обработки поверхностей этот кузов проходит различные виды обработки, например, путем нанесения на эту поверхность лакокрасочных и иных покрытий. При этом неокрашенный кузов обычно также погружают в погружные ванны и сообщают ему в них вращательные и/или поступательные движения.
В процессе погружения боковые двери неокрашенного кузова должны находиться в приоткрытом положении, чтобы можно было обеспечить равномерную обработку всех частей боковых дверей и дверных рам. Преимущество удерживания боковых дверей в открытом положении заключается еще и в том, что лаки и другие жидкости могут свободнее вытекать из неокрашенного кузова.
При перемещении неокрашенного кузова с открытыми боковыми дверьми в погружной ванне гидродинамическое давление, обусловленное таким перемещением, может приводить к тому, что боковые двери могут снова закрываться или открываться слишком широко. Во избежание этого применяются дверные фиксаторы, удерживающие приоткрытые боковые двери в определенном открытом положении в погружных ваннах, а зачастую и в процессе обработки кузова в других обрабатывающих установках.
Известные дверные фиксаторы в основном представляют собой Г-образный уголок, имеющий короткий и длинный рычаги. Свободный конец короткого рычага имеет крепежный элемент, позволяющий привинчивать дверной фиксатор к внутренней стороне боковой двери или присоединять его каким-либо иным разъемным соединением. На другом конце короткий рычаг соединен листовой пружиной с длинным рычагом, который в установленном положении входит во внутреннее пространство неокрашенного кузова.
Сбоку на длинном рычаге расположена фиксирующая выемка, сопрягаемая в открытом положении боковой двери с бортиком вертикальной дверной стойки. На свободном конце длинного рычага расположен элемент управления, вместе с которым длинный рычаг может поворачиваться против действия листовой пружины в горизонтальной плоскости, отклоняясь на несколько градусов от своего положении покоя, или нейтрального положения. Благодаря повороту длинного рычага фиксирующая выемка может быть приведена в зацепление с бортиком дверной стойки для фиксации боковой двери в открытом положении. Путем повторного приведения в действие элемента управления эту фиксирующую выемку можно снова вывести из зацепления, в результате чего боковую дверь можно будет закрыть или полностью открыть.
У известного дверного фиксатора элемент управления находится относительно далеко во внутреннем пространстве неокрашенного кузова. Если открытие и закрытие боковой двери предусмотрено с применением робота, то робот должен ввести свою руку относительно далеко внутрь неокрашенного кузова, чтобы воздействовать на элемент управления. Недостаток этого решения заключается в том, что следы или капли лака и иные частицы, скопившиеся на руке робота, при ее введении внутрь неокрашенного кузова могут отделяться и падать на дверной порог. Поскольку дверной порог автомобилей обычно не имеет обивки, подобные загрязнения могут потребовать выполнения дорогостоящих операций дополнительной обработки неокрашенного кузова для обеспечения эстетически безупречного вида автомобиля.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработки дверного фиксатора, которое позволяло бы исключить загрязнение дверного порога, особенно при автоматическом управлении дверным фиксатором.
Указанная задача решается в дверном фиксаторе, содержащем:
а) П-образную скобу, имеющую первый рычаг, второй рычаг и соединяющий их соединительный элемент, причем оба рычага имеют возможность упругого отклонения относительно друг друга в плоскости их взаимного перемещения,
б) крепежный элемент, расположенный на свободном конце первого рычага и предназначенный для разъемного крепления дверного фиксатора на внутренней стороне боковой двери,
в) элемент управления, расположенный на свободном конце второго рычага и обеспечивающий возможность отклонения второго рычага относительно первого рычага, и
г) средство фиксации, расположенное на втором рычаге между соединительным элементом и элементом управления и предназначенное для упругого сцепления дверного фиксатора с дверной стойкой кузова автомобиля.
Благодаря применению П-образной скобы вместо Г-образно расположенных двух рычагов становится возможным переместить элемент управления из внутреннего пространства неокрашенного кузова непосредственно к боковой двери. В частности, в положении покоя дверного фиксатора, когда рычаги не отклонены относительно друг друга, элемент управления может быть расположен примерно напротив крепежного элемента.
Если теперь за элемент управления возьмется оператор или рука робота, следы или капли лака и иные частицы, стекающие или осыпающиеся с руки робота или элемента управления, уже не смогут попасть на дверной порог. Напротив, подобные частицы попадают на внутреннюю сторону боковой двери, которая впоследствии будет закрыта элементами обивки и поэтому будет уже невидимой.
Поскольку элемент управления расположен на свободном конце второго рычага, благодаря большой длине рычага для разведения рычагов необходимы небольшие усилия.
Кроме того, применение П-образной скобы имеет то преимущество, что если боковая дверь, зафиксированная в открытом положении, нагружена изнутри гидродинамическим давлением, второй рычаг со средством фиксации еще сильнее отжимается в направлении дверной стойки. В случае большинства средств фиксации, подходящих для осуществления изобретения, это приводит к повышению надежности фиксации. При применении же обычных L-образно расположенных рычагов давление, воздействующее на боковую дверь изнутри неокрашенного кузова, приводит к тому, что рычаг, имеющий сопрягаемую с бортиком, или ребром, дверной стойки фиксирующую выемку, отходит от бортика дверной стойки, из-за чего фиксация ослабевает и боковая дверь может распахнуться. Распахнутая боковая дверь может удариться о препятствие, например, о боковую стенку погружной ванны, что может привести к повреждению боковой двери и/или этой стенки.
Такое особо надежное сцепление дверного фиксатора с дверной стойкой кузова позволяет, с другой стороны, выполнить скобу таким образом, чтобы для разведения рычагов требовалось прикладывать относительно небольшие усилия. Это выгодно особенно в том случае, когда управление дверным фиксатором должно осуществляться вручную.
Элементом управления, или приводным элементом, может быть соединенное со вторым рычагом кольцо, диаметр которого подобран под рабочий конус руки робота (механической руки). Подобные рабочие конусы широко используются для оснащения рук роботов, поскольку конус сам центрируется в кольце, что допускает позиционирование руки робота относительно неокрашенного кузова с меньшей точностью.
В общем случае наиболее целесообразен вариант, в котором рабочий конус входит в кольцо сверху. При установленном дверном фиксаторе кольцо должно образовывать с плоскостью взаимного перемещения рычагов, расположенной в общем случае по существу горизонтально, угол менее 25°, предпочтительно менее 5°.
Для обеспечения возможности взаимного перемещения рычагов, разводимых и сводимых по типу ножниц, существуют две возможности. Во-первых, плоскость скобы, в которой располагаются оба рычага в положении покоя (в ненагруженном состоянии), может совпадать с плоскостью взаимного перемещения рычагов. Иными словами, рычаги П-образной скобы остаются в плоскости скобы и при их разведении, т.е. отклонении относительно друг друга.
Более предпочтительным же является вариант, в котором оба рычага в положении покоя расположены в плоскости, проходящей перпендикулярно плоскости взаимного перемещения рычагов. Тогда в положении установки на боковой двери рычаги располагаются в вертикальной плоскости друг над другом. Выгодно это потому, что точка крепления для крепежного элемента должна располагаться ниже, чем элемент управления, который закреплен на противоположном рычаге и должен быть легко доступным снаружи.
Способность двух рычагов к отклонению относительно друг друга можно обеспечить за счет того, что одна или несколько частей скобы, т.е. оба рычага и соединительный элемент обладают упругими свойствами. Возможность отклонения рычагов относительно друг друга достигается проще всего, если эти рычаги являются жесткими, а упруго гнущимся является только соединительный элемент.
Вместе с тем, оба рычага и соединительный элемент также могут быть выполнены за одно целое из упругого материала. Тогда способность рычагов отклоняться относительно друг друга определяется поперечным сечением материала рычагов, а также его упругими свойствами.
Средство фиксации, с помощью которого дверной фиксатор может сцепляться с дверной стойкой кузова автомобиля, в простейшем случае включает выемку, в которую может входить выступающая часть дверной стойки, например, ее бортик. Эта выемка может быть выполнена таким образом, чтобы по типу прорези-держателя плотно охватывать бортик дверной стойки, что позволяет устанавливать дверной фиксатор на бортике дверной стойки с малым люфтом.
В предпочтительном варианте на внутренней поверхности выемки имеется по меньшей мере один выступ, выполненный таким образом, чтобы бортик или иная аналогичная часть дверной стойки могла касаться этого одного выступа только в одной точке или вдоль одной линии. За счет такого точечного или линейного соприкосновения дверного фиксатора с дверной стойкой лак или иные покрытия могут оставаться на дверном фиксаторе лишь в очень малых количествах. Соответственно этому невелик и риск отделения подобных наслоений от дверного фиксатора и их падения, приводящего к загрязнению других частей неокрашенного кузова.
В общем случае целесообразно, чтобы дверной фиксатор позволял фиксировать боковую дверь в закрытом положении или почти закрытом положении. С этой целью на втором рычаге между средством фиксации и элементом управления может быть расположен стопорный элемент, отклоняющийся вместе со вторым рычагом и взаимодействующий с жестким ответным элементом, расположенным на первом рычаге и выступающим из него наружу в плоскости взаимного перемещения рычагов, таким образом, чтобы в закрытом положении боковой двери дверная стойка или ее часть зажималась между стопорным элементом и ответным элементом.
Другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения представлены в последующем описании, где изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - вид в аксонометрии предлагаемого в изобретении дверного фиксатора в установленном состоянии, выполненного в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения,
на фиг.2 - вид сбоку предлагаемого в изобретении дверного фиксатора, выполненного в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения,
на фиг.3 - вид сверху дверного фиксатора, показанного на фиг.2,
на фиг.4 - вид снизу в аксонометрии дверного фиксатора, показанного на фиг.2,
на фиг.5 - вид сбоку предлагаемого в изобретении дверного фиксатора, выполненного в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения,
на фиг.6 - вид сверху дверного фиксатора, показанного на фиг.5.
На фиг.1 в аксонометрии показаны дверной фиксатор, в целом обозначенный позицией 10, а также части неокрашенного кузова легкового автомобиля. Этими частями являются, в частности, приоткрытая левая передняя боковая дверь 12, левая задняя боковая дверь 14, а также расположенная примерно вертикально дверная стойка 16 с обращенным вперед бортиком 18.
На передней левой боковой двери 12 выполнена внутренняя планка 20, к которой в процессе окончательной сборки легкового автомобиля крепится дверной замок. Для этой цели внутренняя планка 20 имеет отверстие, которое перед окончательной сборкой, однако, используется для разъемного крепления дверного фиксатора 10. Особенности крепления зависят от конструктивных особенностей неокрашенного кузова и поэтому более подробно не показаны на фиг.1. В отношении дверного фиксатора 10 принимается, что его крепежный стержень 22 соединен с внутренней планкой 20 резьбовым соединением.
Крепежный стержень 22 приварен к отогнутой части 24 первого рычага 26, образующего вместе со вторым рычагом 28 и листовой пружиной 30, соединяющей оба рычага 26, 28, П-образную скобу 32. В показанном на фиг.1 установленном положении дверного фиксатора 10 оба рычага 26, 28 расположены по существу в вертикальной плоскости друг над другом, поэтому определяемая скобой 32 плоскость также проходит вертикально. Листовая пружина, соединенная заклепками 31 с рычагами 26, 28, делает возможным отклонение второго рычага 28 в плоскости взаимного перемещения рычагов, которая при установленном дверном фиксаторе проходит по существу горизонтально и, следовательно, перпендикулярно плоскости скобы. Отклонение второго рычага 28 относительно первого рычага 26 обозначено на фиг.1 стрелками 34.
Ко второму рычагу 28 приварена фиксирующая рама 36, расположенная в плоскости, параллельной плоскости взаимного перемещения рычагов, и образованная задней поперечиной 38, передней поперечиной 40, левой продольной связью 42, а также правой продольной связью 44. Фиксирующая рама 36 изготовлена как цельная деталь методом лазерной сварки из стального листа и - как и весь дверной фиксатор 10 - выполнена зеркально-симметричной относительно плоскости скобы. Благодаря этому зеркально-симметричному исполнению устройство 10 можно использовать для фиксации не только левой передней боковой двери 12, но также и правой передней боковой двери.
Под передней поперечиной 40 приварена скоба 41 ограничения поворота, охватывающая первый рычаг 26 и тем самым ограничивающая отклонение второго рычага 28 относительно первого рычага 26.
С боков на фиксирующей раме 36 выполнены левая и правая фиксирующие выемки 46 и 48 соответственно, форма которых согласована с геометрией бортика 18 дверной стойки 16. Согласно представленному варианту фиксирующие выемки 46, 48 образованы задней поперечиной 38 с одной стороны и выступами 50, 52 с другой стороны, выполненными отстоящими от задней поперечины 38 на продольных связях 42 и 44 соответственно.
К отогнутой кверху части 54 второго рычага 28 приварено кольцо управления 56, расположенное в плоскости, проходящей параллельно плоскости взаимного перемещения рычагов. К первому рычагу 26 с нижней его стороны приварен стопорный стержень 58, который имеет длину, примерно равную длине передней поперечины 40, однако расположен немного ближе к кольцу управления 56.
Очевидно, что указанные выше детали дверного фиксатора могут быть соединены между собой не сваркой, а иным методом, например, резьбовыми соединениями или заклепками.
Дверной фиксатор 10 работает следующим образом.
После сборки неокрашенного кузова дверной фиксатор 10 привинчивается с использованием крепежного стержня 22 к передней левой боковой двери 12. Таким образом, первый конец рычага 26, который при установленном дверном фиксаторе отогнут книзу, жестко соединен с боковой дверью 12. С целью обеспечить фиксацию боковой двери 12 в определенном открытом положении для последующей обработки в установке для обработки поверхности берутся за кольцо управления 56 и отжимают его от дверной стойки 16. Благодаря этому второй рычаг 28 за счет изгиба листовой пружины 30 отклоняется от первого рычага 26, поворачиваясь в указанном стрелками 34 направлении. Теперь боковую дверь 12 открывают настолько, чтобы левая фиксирующая выемка 46 оказалась напротив бортика 18. После этого кольцо управления 56 снова отпускают, в результате чего второй рычаг 28 вместе с закрепленной на нем фиксирующей рамой 36 за счет сил упругости стремится вернуться в первоначальное положение покоя. При этом левая фиксирующая выемка 46 сцепляется с бортиком 18. В результате боковая дверь 12 оказывается зафиксированной дверным фиксатором 10 относительно бортика 18 дверной стойки 16 в определенном открытом положении.
Для возврата боковой двери 12 в закрытое положение кольцо управления 56 снова отводят в указанном стрелками 34 направлении, благодаря чему левая фиксирующая выемка 46 снова отходит от бортика 18. После этого боковую дверь 12 можно или распахнуть с целью, например, обеспечить возможность выполнять работы на внутренней стороне боковой двери 12, или же переместить ее в полностью или почти полностью закрытое положение.
Для фиксации боковой двери 12 в почти полностью закрытом положении второй рычаг 28 отклоняют посредством кольца управления 56, и боковую дверь 12 закрывают настолько, чтобы бортик 18 мог быть зажат между передней кромкой передней поперечины 40, с одной стороны, и стопорным стержнем 58, с другой стороны, когда второй рычаг 28 возвращается обратно за счет сил упругости. Таким путем боковая дверь 12 снова оказывается - но при этом в почти полностью закрытом положении - зафиксированной относительно бортика 18 и может быть открыта лишь путем повторного оттягивания кольца управления 56.
Кольцо управления 56 рассчитано не только на оттягивание вручную, но также и на взаимодействие с рукой робота. В качестве рабочего инструмента рука робота имеет предпочтительно конус, который может быть введен в кольцо управления 56. При этом конус центрируется в кольце управления 56 автоматически, благодаря чему рука робота может управлять дверным фиксатором 10 даже в том случае, когда не обеспечено точное позиционирование руки робота относительно неокрашенного кузова.
Следствием П-образного исполнения скобы 32 является то, что кольцо управления 56 расположено по меньшей мере примерно над крепежным стержнем 22, который в свою очередь после соединения с боковой дверью 12 располагается над ее внутренней стороной. Следы лака или иные частицы, падающие с кольца управления 56 при его захвате и/или с руки робота, в результате попадают на внутреннюю сторону боковой двери 12. Поскольку впоследствии внутренняя сторона боковой двери 12 обычно закрывается обивкой, подобные загрязнения не препятствуют процессу обработки поверхности кузова. Таким образом обеспечена надежная защита от загрязнений дверного порога, который в общем случае не закрывается обивкой.
При отжатии наружу боковой двери 12 в открытом положении, например, под действием гидродинамического напора в погружной ванне, усилия, воздействующие через скобу 32 на левую фиксирующую выемку 46, приводят к тому, что второй рычаг 28 незначительно отклоняется к дверной стойке 16. Таким образом обеспечивается еще более надежное соединение заклиниванием между фиксирующей выемкой 46 и бортиком 18, благодаря чему полностью исключается непреднамеренное открытие боковой двери 12.
На фиг.2-4 в видах сбоку, сверху, а также в аксонометрии под углом снизу показан дверной фиксатор во втором варианте его выполнения. При этом одинаковые или соответствующие друг другу детали обозначены теми же самыми позициями, но с добавлением к ним числа 100, и повторно подробно не рассматриваются.
Дверной фиксатор, обозначенный в целом позицией 110, отличается от дверного фиксатора 10 тем, что к отогнутой части 124 первого рычага 126 вместо крепежного стержня 22 приварена крепежная скоба 160, для повышения надежности дополнительно соединенная стабилизирующим листовым элементом 162 со стопорным стержнем 158. В двух параллельных полках 164, 166 крепежной скобы 160 выполнены соосные отверстия соответственно 170 и 172 под соединительный болт. При этом крепежная скоба 160 имеет такие размеры, благодаря которым между полками 164, 166 может помещаться выступ со сквозным отверстием, выполненный с внутренней стороны боковой двери 12.
Кроме того, дверной фиксатор 110, показанный на фиг.2-4, не имеет скобы 41 ограничения поворота.
С целью обеспечить по возможности точечное касание между фиксирующими выемками 146, 148 и бортиком 18 на внутренней стороне фиксирующих выемок 146, 148 можно выполнить выступы 174, 176, имеющие вид усеченного конуса и показанные в качестве примера на фиг.3 для правой фиксирующей выемки 148. Вместо имеющих вид усеченного конуса выступов 174, 176 можно также предусмотреть на внутренних поверхностях фиксирующих выемок 146, 148 ребра, проходящие перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.3, имеющие, например, треугольное поперечное сечение и отличающиеся большей легкостью их изготовления по сравнению с выступами 174, 176, имеющими вид усеченного конуса. В этом случае бортик 18 прилегает к фиксирующей раме 136 лишь вдоль выступающих внутрь кромок ребер.
Преимущество контакта между фиксирующей рамой 136 и бортиком 18 только в одной точке или вдоль только одной линии заключается в том, что на дверном фиксаторе 110 остается меньшее количество материала с поверхности бортика 18. Это выгодно даже тогда, когда поверхность бортика 18 впоследствии закрывается и становится невидимой. Тем самым предотвращается нежелательное прилипание к дверному фиксатору 110 материала, который набивается в фиксирующие выемки 146, 148 или загрязняет другие детали неокрашенного кузова, когда впоследствии отделяется от фиксирующих выемок 146, 148.
На фиг.5 и 6 в видах сбоку и сверху, соответствующих фиг.2 и 3, показан дверной фиксатор в третьем варианте его выполнения. Изображения, представленные на фиг.5 и 6, выполнены без соблюдения масштаба и без вычерчивания некоторых элементов конструкции. Детали, соответствующие показанному на фиг.1 дверному фиксатору 10, обозначены теми же самыми позициями, но с добавлением к ним числа 200, и повторно более подробно не рассматриваются.
Для крепления дверного фиксатора 210 к боковой двери 12 на первом рычаге 226 предусмотрена втулка 270 с отверстием 272, имеющим внутреннюю резьбу 274. Это позволяет крепить дверной фиксатор 210 к внутренней стороне боковой двери 12 резьбовым соединением без использования крепежной гайки.
Как следует из рассмотренных выше вариантов осуществления изобретения, крепежные средства, с помощью которых дверной фиксатор крепится к внутренней стороне боковой двери 12, должны быть согласованы с ее соответствующими конструктивными характеристиками. Геометрические соотношения между дверной стойкой 16, с одной стороны, и возможность крепления устройства 10 к боковой двери 12, с другой стороны, определяют форму и положение фиксирующих выемок. Поэтому в общем случае один и тот же дверной фиксатор не может применяться как для передних, так и для задних боковых дверей. Кроме того, в общем случае нельзя использовать это устройство применительно к неокрашенному кузову другого типа по меньшей мере без замены фиксирующей рамы или модификации крепежных средств.