Brevet FR2265957A1 — publié le 19751024

L'invention concerne un équilibreur mécanique d'un objet réglable en hau teur ou en inclinaison et s'applique plus particulièrement à une porte arrière d'un véhicule automobile de tourisme ou utilitaire On utilise déja dans ce cas particulier un équilibreur mécanique , des contrepoids ou des ressorts, pourvus ou non d'amortisseurs pneumatiques, tnaintenant la porte en équilibre avec peu -d'efforts. Cependant, ces équili breurs mécaniques connus ont comme inconvénients, le premier d'être encom brant, le second savoir unepuissance limitée.De plus, lorsqu'ils sont associés à des amortisseurs pneumatiques, l'efficacité de ces équilibreurs est diminuée. Par conséquent, les équilibreurs mécaniques connus ne sont pas parfaite ment satisfaisants et ne donnent pas une extension maximale pour un encom brement à l'état comprimé minimal et une énergie Iibérée donnée. Dans le cas d'un équilibreur à ressort, on recherche à diminuer l'extension du ressort pour qu'il garde sa force d'action maximale , tout en autorisant son développe ment maximal nécessaire au bon fonctionnement de la porte du véhicule auto mobile. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un équilibreur mécanique dont Ia longueur d'allongementest, toutes choses égales par ailleurs, deux fois plus grande que celle d'un ressort du type de ceux utilisés dans les équilibreurs à ressorts connus. Cet équilibreur mécanique est caractérisé par le fait qu'il comprend deux ressorts de compression hélicoldaux, d'axes longitudinaux, parallèles ou confondus, placés tête-beche cOte à cte ou l'un dans l'autre, dont les deux premières extrémités respectives opposées sont en appui sur une pièce indéformable et fixe de l'équilibreur et dont les deux secondes extrémités respectives opposés sont en appui sur deux pièces d'accrochage de l'équilibreur, mobiles l'une par rapport à l'autre dans deux sens opposés , de manière que I r allongement de ltéquilibreur soit égal à la somme des all. o n g e m e n t s des deux ressorts. Tout en possédant une longueur d'extension nettement supérieure à celle obtenue jusqu'à présent, l'équilibreur mécanique selon l'invention est écono mique puisqu'il est constitué à partir d'éléments startdards selon un procédé simple faisant l'objet de l'invention. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suivra, en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue générale schématique en perspective~drune forme d'exécution d'ùn équilibreur mécanique suivant l'invention. Les figures 2 et 3 sont deux vues schématiques en coupe par un plan axial longitudinal d'une première forme d'exécution d'équilibreur mécanique suivant l'invention, respectivement en position comprimée et en position d'extension. Les figures 4 et 5 sont deux vues schématiques en coupe par un plan axial longitudinal d'une deuxième forme d'exécution dréquilibreur mécanique suivant l'invention, respectivement en position comprimée et en position d'extension. Les figures 6 et 7 sont deux vues schématiques en coupe par un plan axial longitudinal d'une troisième forme d'exécution dtéquilibreur mécanique suivant l'invention, respectivement en position comprimée et en position d'extension. La figure 8 est une vue en perspective d'une demi-chemise femelle d'un équilibreur mécanique suivant l'invention. La figure 9 est une vue en perspective d'une demi-chemise mâle coopérant avec la demi-chemise femelle représentée sur la figure 8. La figure 10 est une vue en perspective d'une pièce d'accrochage et d'un ressort, représenté partiellement, d'un équilibreur mécanique suivant l'invention La figure 1 1 est une vue générale en perspective de I'équilibreur mécanique après montage des pièces représentées sur les figures 8, 9 et 10. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un équilibreur mécanique suivant l'invention comportant une chemise allongée 1 de section droite transversale oblongue, dans laquelle coulissent dans deux sens opposés deux pistons 2, 3, aux parties extrêmes libres desquels sont fixées respectivement deux pièces d'accrochage 4 , 5, permettant de monter l'équilibreur entre une porte arrière d'un véhicule automobile et une partie fixe de ce véhicule. On décrira maintenant une première forme d'exécution possible de l'inven~ tion en référence aux figures 2 et 3. La chemise 2 comprend deux cylindres 6, 7 d'axes respectifs 8, 9 parallèles, placés cote à côte et reliés entre eux le long d'une génératrice commune 10. Chaque cylindre 6, 7 est fermé à une de ses extrémités par un fond circulaire 11, 12 et ouvert à son autre extrémité par une ouverture circulaire 13, 14. Les deux cylindres sont placés tête-bêche, de manière que leurs ouvertures 13, 14 soient tournées dans deux sens opposes. Le fond 11 du cylindre 6 est situé dans un même plan transversal que l'ouver- ture 14 du cylindre 7. Il en est de mdme pour l'ouverture 13 du cylindre 6 et le fond 12 du cylindre 7. Dans les deux cylindres 6, 7 sont logés respectivement deux ressorts de compression hélicoedaux 15, 16, d'axes respectifs 8, 9. Ces deux ressorts 15, I6, sont en appui à leurs deux premières extrémités opposées sur les faces internes des fonds Il, 12, fixes puisque faisant partie de la chemise 1 et, à leurs deux secondes extrémités opposées 19, 20, sur les faces circulaires internes 21, 22, des pistons 2, 3 comportant, outre ces faces circulaires ester nez deux jupes cylindriques 23, 24 montées à coulissement dans les cylindres respectifs 6, 7. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 et 3, les jupes 23, 24 ont sensiblement meme longueur que la hauteur e0 des cylindres 6, 7. A leurs parties ex thanes libres poosées aux faces circulaires 21, 22, les deux jupes 23, 24 sont recourbées vers l'extérieur pour former des collerettes 25, 26 coopérant avec un bossage 27 de la chemise lorsque l'équilibreur est en position d'extension maximale (figure 3). Le fonctionnement de Itéquilibreur mécanique suivant llinventi,on est le suivant La porte arrière du véhicule automobile étant fermée, l'équilibreur mécani que accumule une énergie suffisante pour provoquer ltouverture de la porte après son déverrouillage. A cet effet, les deux ressorts de compression 15, 16 sont bandés , chacun occupant une longueur #0 correspondant à la hauteur des cylindres 6, 7. L'encombrement total de l'équilibreur dans le sens axial est sensiblement égal à la longueur #0 . Une fois la porte déverrouillée, les deux ressorts 15, 16 sollicitent les pistons 2, 3 dans deux sens opposé s, respectivement vers la droite et vers la gauche (figure 3), Les deux pistons 2, 3 émergent de lueurs cylindres 6, 7 respectifs jusqu'à ce que les collerettes 25, 26 viennent buter sur le bossage 27 situé à égale distance des fonds 11 et 12 d'une part et des ouvertures 13 et 14 d'autre part. L'équilibreur représenté sur la figure 3 en position déployée a une longueur L. L'alloiEement de I'équilibreur du fait des ressorts 15, 16 est égal à Cet allongement est encore égal à-2e où # repré sente l'allongement de chaque ressort 15, 16. Cette longueur # est encore égale à la moitié de la longueur R O puisque chaque piston se déplace entre le fond du cylindre associé et le bossage 27 situé à mi-hauteur de la chemise 1. Par conséquent, la longueur de l'équilibreur est multipliée par deux entre la position comprimée et la position d'extension maximale. Sur les figures 4 et 5 est représentée une deuxième forme d'exécution possible d'un équilibreur dissymétrique. A cet effet, la chemise 1 comprend un cylindre 28 de grand diamètre D d'axe 29 à1'intérieur duquel est logé un cylindre 30 de même longueur et de petit diamètre d. Le cylindre 30 est fermé à une de ses extrémités par un fond circulaire 31 de diamètre d. A l'autre extrémité de la chemise 1 , le cylindre 28 est fermé par un fond 32 en forme de couronne circulaire percé d'une ouverture centrale circulaire de diamètre d correspondant à l'ouverture du cylindre 30. Ce fond 32 rend solidaires I'un de l'autre les deux cylindres 28, 30 constituant la chemise indéformable 1. Les pistons 2, 3, associés respectivement aux cylindres 28, 30 dont dissy- métriques. Ils sont constitués chacun , comme dans la première forme d'exécution précédemment décrite, d'une face circulaire d'extrémité 21, 22et d'une jupe cylindrique 33, 34, coulissant dans le cylindre associé 28, 30. Lléquilibreúr correspondant à cette deuxième forme d'exécution comprend enfin deux ressorts dissymétriques 35, 36, le premier de grand diamètre et logé dans ltespace annulaire ménagé entre les deux cylindres 28, 30, le second de plus petit diamètre et logé dans le cylindre 30. Comme vu précédemment, le ressort 35 est en appui d'une part sur la face interne du fond 32 et d'autre part sur la face circulaire 21, tandis que le ressort 36 est en appui d'une part sur la face interne du fond 31 et, d'autre part sur la face circulaire 22. Naturellement, il est prévu comme précédemment des bossages 37, 38, respectivement du cylindre 28 et du cylindre 30, limitant la course des pistons 2 et 3 vers l'extérieur de Qs cylindres et déterminant l,eetension maximale del' élibir. Le fonctionnementde lléquilibreur qui vient d'etre décrit est le même que celui de la première forme d'exécution, c'est-à-dire que l'allongement de l'équilibreur est égal à la longueur ul de ce dernier à l'état comprimé. Sur les figures 6 et 7 est représentée une troisième forme d'exécution pos- sible de l'invention correspondant à une variante de la première forme précédemment décrite. Dans ce cas, cependant, les deux ressorts 39, 40, ont, à l'état comprimé, une longueur égale à la moitié de la hauteur des cylindres 6, 7, ( R o/2). A cet effet, les pistons 2, 3 comportent chacun une tige 41, 42 de longueur sensiblement égale à X 0/2, à 1' extrémité externe de laquelle est fixée respectivement la pièce d'accrochage 4, 5 età 1' extrémité interne de laquelle est fixée une rondelle 43, 44, sur la face interne de laquelle prend respectivement appui le ressort 39, 40. Naturellement, il est cIair que l'on peut concevoir d'autres variantes res tant dans l'esprit de l'invention. Ainsi, dans le cas de la première forme d'exécution possible, on peut concevoir que les jupes 23, 24 soient situées à ltextérieur et non pas à I'intérieur des cylindres 6, 7. Dans le cas de la deu xième forme d'exécution possible, on peut concevoir que le piston 3 soit pourvu d'une jupe entourant la face externe du cylindre 28, donc de diamètre sensib lement égal à celui de ce cylindre. De la meme façon, il est clair que la jupe 33 peut etre située à I'extérieur du cylindre de grand diamètre 28. Dans le cas oll la jupe d'un piston est située à 'extérieur du cylindre asso-- ci é, les moyens limitant la course de ce cylindre peuvent etre constitués par une butée d'extrémité du cylindre coopérant avec une collerette dirigée vers l'intérieur de la jupe. Enfin, il peut être prévu dans chaque piston une tige ou un ergot fixé à la face circulaire et assurant le guidage du ressort associé. Sur les figures 8 à 11 sont représentées les différentes étapes d'un procédé de fabrication d'un équilibreur mécan ique, selon l'invention. Dans une première étape, on constitue dtune part une demi-chemise femelle (figure 8), d'antre part une demi-chemise maIe (fig. 9). Ces deux demi-c1mises coopèrent l'une avec autre, comme on le verra ultérieurement. Elles ont chacune une forme allongée profilée, de section droite transversale en forme générale de W , définissant deux demi-cylindres côte à côte.La demi chemise femelle 45 représentée sur la figure 8, comprend deux gorges longitu dinales 46 dans lesquelles peuvent se loger les deux bords longitudinaux 47 de la demi-chemise male 48 représentés sur la figure 9. Cette dernière comprend également venant dtemboutissage . deux fonds transversaux 49, 50 situés res pectivement aux deux extrémités de la chemise, d'un coté et de l'autre de son plan longitudinal de symétrie.Enfin, il est prévu un bossage central 27 situé dans le plan longitudinal de symétrie de la demi-chemise male à égale distance de ses extrémités et aux deux extrémités des demi--ylindres opposés aux fonds 49, 50, deux bossages semi-circulaires 51, 52, Selon me variante, les demi chemises male et femelle sont réalisées en matière plastique par tout procéda connu. Sur la figure 10 est représenté schématiquement un piston comportant un tube 53 en acier ou en matière plastique pourvu à une extrémité d'une collerette d'arrêt 54 sur laquelle vient buter un épaulement circulaire 55 dlune pièce d'accrochage 56 introduite dans le tube par son ouverture opposée à la collerette 54. Un ressort 57 est enfilé dans le tube et prend appui sur-l'épau- lement circulaire 55. Dans le cas dtune pièce d'accrochage en matière plastique, il est interposée une rondelle métallique 58 évitant la détérioration de l'épaulement 55. Selon une variante possible , la pièce dtaccro- chage comporte un ergot ou une tige guidant le ressort 57. A l'extrémité du tube 53 opposé à la collerette 54 est prévu un bossage 59 coopérant avec le bossage 27. Ce bossage peut cependant etre remplacé par une collerette du tube ou tout autre moyen équivalent. Le montage de 1'équilibreur mécanique suivant llinvention est effectué de la manière suivante: On monte d'abord successivement les deux pistons en enfilant une pièce d'accrochage, puis un ressort dans un tube. On dispose ensuite ces pistons dans la demi-chemise male par son ouverture- supérieure. Une fois les pistons en place, on pose la demichemise femelle sur la demi-chemise male et on relie rigidement ces deux demi chemise s l'une avec l'autre. En particulier, on effectue un pliage des gorges longitudinales 46 dans lesquelles sont introduits les bords longitudinaux 47. Cependant, tout autre mode de fixation des demi-chemises l'une avec l'autre est envisageable. R E V E N DI C A T IONS 1. - Equilibreur mécanique d'un objet réglable en hauteur ou en inclinaison, en particulier la porte arrière d'un véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend deux ressorts de compression héIicoSdaux, d'axes longitudinaux, parallèles ou confondus, placés t8te-béche, cbte à côte ou llun dans l'autre , dont les deux premières extrémités respectives opposées sont en appui sur une pièce indéformable et fixe et dont les deux secondes extrémités respectives sonten appui sur deux pièces d'accrochage, mobiles l'une par rapport à l'autre dans deux sens opposés, de manière que l'allongement de lréquilibreur soit égal à la somme des allongements des deux ressorts. 2. - Equilibreur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une chemise allongée à deux compartiments de même longueur, placés côte à côte ou l'un dans l'autre, fixes l'un par rapport à l'autre, dont les deux premières extrémités respectives opposées sont fermées par deux fonds sur lesquels prennent respectivement appui les deux ressorts et dont les deux secondes extrémités respectives opposées sont ouvertes de manière à permettre l'allongement des ressorts et, -par conséquent, l'extension de 1' équilibreur. 3, - Equilibreur suivant la revendication 2 caractérisé par le fait que les deux compartiments sont constitués par deux cylindres de méme diamètre, rigidement reliés l'un à l'autre le long d'une génératrice commune. 4. - Equilibreur suivant la revendication 2 caractérisé par le fait que les deux compartiments sont constitués respectivement par un premier cylindre de diamètre D et un second cylindre coaxial de diamètre d de meme longueur que le premier cylindre et logé à l'intérieur de celui-ci. 5. - Equilibreflr suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend deux pistons terminés chacun par la pièce d'accrochage, respectivement montés à coulissement dans les deux com-partiments de la chemise et sollidtés vers l'extérieur de cette dernière dans deux sens opposés par les deux ressorts de compression. Equilibreur suivant I'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé par le fait que chaque piston comprend un disque circulaire transversal sur la face intérieure duquel est en appui la seconde extrémité du ressort correspondant et une jupe cylindrique fixée au disque, montée à coulisse me-axial par rapport aux cylindres correspondants de la chemise. 7. - Equilibreur mécanique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend un organe de blocage fixé à la chemise coopérant avec un organe de blocage de chacun des pistons et limitant l'allongement maximal de l'équilibreur. 8. - Equilibreur suivant la revendication 7 caractérisé par le fait que les différents organes de blocage sont placés l'un par rapport à l'autre de manière que les courses maximales des cylindres soient égales. 9. - Equilibreur suivant la revendication 8 caractérisé par le fait que la course maximale de chaque cylindre est égale à la moitié de la hauteur de la chemise manière que la distance entre les deux pièces d'accrochage de ltéquilibreur soit multipliée par deux lorsque ce dernier passe de l'état comprimé à l'état d'allongement maximal. 10. - Equilibreur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les ressorts de compression hélicoidaux ont une même longueur à ltétat comprimé. 11,- Equilibreur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la chemise comprend une demi-chemise male et une demi-chemise femelle ayant-chacune une section droite transversale en forme de W et définissant ainsi deux demi-cylindres côte à cote, rigide ment reliés l'un à l'autre par des moyens d'accrochage faisant partie intégrante de ces deux demi-chemises. 12. - Equilibreur suivant la revendication 11 caractérisé par le fait que l'une des deux chemises male ou femelle est pourvue à chacune de ses deux extrémités opposées d'un fond circulaire fermant chaque demi-cylindre. 13.~ Procédé de montage d'un équilibreur mécanique, caractérisé par le fait que l'on dispose d'abord dans chacun des deux demi-cylindres cote à côte d'une demi-chemise male ou femelle, un piston et un ressort dont une extrémité est en appui sur un fond de ce demi-cylindre, on dispose ensuite sur la demichemise garnie des deux cylindres et des ressorts une autre demi-chemise. complémentaire, femelle ou male, et on solidarise enfin les deux chemises l'une avec l'autre.