Brevet FR2274823A1 — publié le 19760109

L'invention concerne un dispositif de charnière pour le montage de deux éléments destinés à pivoter l'un par rapport à l'autre. L'un des éléments possède une surface de butée à partir de laquelle s'étend une tige et l'autre élément comporte un trou de portée cylindrique qui le traverse. Un manchon comportant une partie servant de butée s'étendant vers l'extérieur et une partie servant de portée extérieurement cylindrique est dispose de façon à ne pas pouvoir tourner mais effectuer un mouvement axial sur la tige et dans le trou de portée, sa partie servant de butée étant opposée à la surface de butée du premier élément, des moyens de serrage servant à fixer la position axiale du manchon sur la tige. On utilise des dispositifs de charnière de cette nature, par exemple sur des abattants et sur des portes. On les utilise aussi pour articuler les branches de lunettes sur leurs montures et obtenir l'avantage suivant lequel les moyens de serrage comprenant normalement une pièce filetée ne tournent pas lorsque les éléments articulés pivotent l'un par rapport à l'autre. Avec les dispositifs à charnière connus de ce type cependant, les surfaces de portée des deux éléments, qui sont situeesà angle droit par rapport à la tige, sont au contact direct l'une de l'autre. De plus, il y a le danger que de la poussière pénètre jusqu'aux surfaces de portée et ne les fasse gripper. Le risque existe surtout dans le cas de dispositifs à charnières de très petites dimensions tels que ceux utilisés sur les montures des lunettes. Le but de la présente invention est donc de créer un dispositif à charnière du type mentionné ci-dessus qui élimine sensiblement le risque de grippage et sur lequel on peut facilement enlever la poussière susceptible d'y pénétrer, par lavage par exemple. Le but de l'invention est encore de créer un dispositif à charnière sur lequel on puisse régler facilement la force nécessaire pour faire pivoter les deux éléments l'un par rapport à l'autre et sur lequel le serrage des éléments puisse s'effectuer dans une ou plusieurs positions de pivotement de ces éléments. A cet effet, l'invention concerne une charnière pour le montage de deux éléments ayant à effectuer un mouvement de pivotement l'un par rapport à l'autre, l'un des éléments possédant une surface de butée et une tige s'étendant depuis cette surface de butée et le second élément étant percé d'un trou cylindrique le traversant, et comprenant un manchon possédant une partie servant de butée et une partie servant de portée extérieurement cylindrique et étant disposé de façon à ne pas pouvoir tourner mais effectuer un mouvement axial sur la tige et dans le trou de portée, sa partie servant de butée étant éloignée de la surface de butée du premier élément, et des moyens de verrouillage pour fixer la position axiale du manchon sur la tige, charnière caractérisée en ce que la partie servant de portée cylindrique du manchon a une extension axiale supérieure à l'extension axiale du trou de portée et en ce que l'extrémité du manchon éloignée de la partie servant de butée est conçue pour etre maintenue appuyée par les moyens de verrouillage contre la surface de butée. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 est une vue éclatée des composants de l'un des modes de réalisation suivant l'invention; - La figure 2 est une vue latérale partiellement en coupe de la charnière de la figure 1; - La figure 3 représente deux dispositifs suivant la figure 1 faisant partie d'un mécanisme de liaison; - La figure 4 représente des composants d'une version de la charnière modifiée par rapport à celle de la figure 1; - La figure 5 est une vue en coupe suivant l'axe de la charnière de la figure 4 alors qu'elle est assemblée;; - La figure 6 représente une charnière modifiée située entre la branche et la monture d'une paire de lunettes; - La figure 7 est une vue simplifiée de la branche de la figure 6 qui represente la branche dans deux positions angulaires différentes dans une zone de verrouillage; - La figure 8 représente une première position d'épaulements de verrouillage faisant partie d'un dispositif de verrouillage incorporé dans la charnière représentée sur la figure 6; - La figure 9 représente une seconde position des épaulements de verrouillage; et - La figure 10 représente un autre mode de réalisation des moyens de verrouillage. Le dispositif de charnière représenté sur les figures 1 et 2 comprend un premier élément de charnière 10 possédant une surface plate de butée 12 et une tige ou cheville 13 s'étendant a' angle droit du plan de cette surface. La portion extrême 13' de la tige 13 adjacente à la surface 12 a une forme non arrondie, une forme carrée dans le mode de réalisation représenté, tandis que l'autre extrémité 13" de la tige éloignée de la surface 12 comporte un filetage 14. Avec le premier élément 10 coopère un second élément de charnière 11 percé d'un trou cylindrique 15 dans lequel est monté de façon à pouvoir y pivoter un manchon de portée 16 possédant un trou intérieur 16' de forme complémentaire à celle de la partie non arrondie de la tige 13.Ainsi, lorsqu'il est assemblé, le manchon 16 est monté de façon à ne pas pouvoir tourner par rapport à l'élément de charnière 10. Le manchon 16 comporte, à l'une de ses extrémités, une portion de butée 16" s'étendant radialement vers l'extérieur et possédant une surface plate 23 destinée à se trouver vis-à-vis d'une surface 19 qui est sur le second élément situé du côté opposé à la surface 18, cette dernière étant elle-même adjacente à la surface 12 lorsque les deux éléments sont assemblés. Les deux surfaces 18 et 19 sont planes et sensiblement parallèles l'une à l'autre, la distance entre elles étant inférieure à la hauteur du manchon jusqu 'a' la surface de butée 23. Comme on le voit sur la figure 2, il se forme ainsi entre la surface de portée 23 et la surface de portée 19 un jeu 28. Un écrou 17 est vissé sur la partie filetée 13" de la tige 13 de telle sorte que l'une des surfaces de cet écrou repose sur une surface correspondante de la butée 16" et appuie l'extrémité du manchon 16 sur la surface de butée 12. Le jeu 28 permet aux éléments de charnière de pivoter librement l'un par rapport à l'autre. Le seul frottement significatif est celui qui se produit entre la surface cylindrique du manchon 16 et la surface cylindrique délimitant le trou 15 à condition qu'ils soient bien ajustés ensemble. Si le manchon 16 est en matériau déformable, on peut faire varier la force de frottement en serrant l'écrou 17, le manchon s'élargissant alors radialement et appuyant contre la paroi du trou 15. L'extension suivant l'axe de la partie non arrondie 13' de la tige 13 est inférieure à celle du manchon. Grâce au mode de construction décrit cidessus, l'écrou 17 n'est pas soumis à des forces de rotation qui tendraient à le desserrer. On peut si on le souhaite mettre une rondelle "Grower" entre l'écrou et la bride 16" ou moleter les surfaces en contact pour augmenter l'effet de verrouillage. Le manchon 16 est avantageusement fait en matière plastique, en caoutchouc naturel ou synthétique. De cette façon, le mouvement de rotation des éléments de charnière 10 et 11 l'un par rapport à l'autre peut être freiné en amenant l'écrou 17 à comprimer légèrement le manchon 16, amenant ainsi le manchon à s'appuyer contre la surface intérieure du trou 15 et à exercer un couple de freinage. La figure 3 illustre l'utilisation du dispositif de charnière suivant les figures 1 et 2 comme partie d'un mécanisme de liaison, par exemple du train avant d'un véhicule à moteur. Une charnière construite suivant l'invention convient particulièrement à l'utilisation dans tous les cas ou l'on souhaite qu'il y ait en permanence du frottement entre les pièces mobiles sans qu'il n'y ait de risque que l'écrou 17 ne soit desserré par inadvertance. La partie 13' de la tige et la surface intérieure 16' du manchon 16 peuvent avoir une configuration différente de celle représentée, l'important étant qu'elles soient non arrondies. L'extrémité libre 13" de la tige 13 et l'écrou 17 peuvent comporter d'autres moyens de contact que les filets 14. Les surfaces de butée des éléments 10 et 11 et celles des autres composants n'ont pas besoin d'être complètement plates et elles peuvent être concaves ou convexes. Les portées et les autres éléments peuvent être en toute sorte de matériau convenable bien que, dans de nombreux cas, ce soit une matière plastique qui ait la préférence. Il faut mettre l'accent sur le fait que la présente invention n'est en aucune façon limitée à un verrouillage du manchon 16 sur l'arbre 13 de la manière décrite et représentée dans les dessins joints. Ainsi, il n'est pas absolument nécessaire que la tige 13 soit pourvue d'une portion non arrondie 13' ou que l'intérieur 16' du manchon 16 soit non arrondi. On peut concevoir de nombreuses autres dispositions de verrouillage pour empêcher les composants de tourner, l'extrémité du manchon 16 faisant face à la surface de butée 12 peut par exemple comporter une clavette qui l'empêche de tourner par rapport à la tige 13. Les modes de réalisation de l'invention représentés sur les figures 4 à 10 conviennent particulièrement comme charnières de lunettes et seront donc décrits en référence à cette utilisation particulière, sans toutefois y être limités. Sur la figure 4, la surface de portée 19 comporte une portion surélevée 20 s'étendant sur une portion de la circonférence du trou 15 sur une longueur d'arc soustendant par exemple un angle de 100. La surface de butée circulaire 23 comporte de même une portion surélevée 22. La hauteur totale d'ensemble des portions surélevées dépasse légèrement suivant l'axe la taille des jeux 28. Lorsque l'on fait tourner les éléments de charnière 10 et 11 l'un par rapport a l'autre jusqu'à une position représentée sur la figure 4, les deux épaulements 20 et 22 vont glisser et s'appuyer l'un sur l'autre, procurant ainsi un verrouillage sûr des éléments de charnière. Les surfaces de frottement opposées coopérant ensemble des portions surélevées des épaulements 20 et 22 sont de préférence planes et parallèles l'une à l'autre, ce qui permet d'obtenir la plus grande force de frottement. Comme on le verra ci-après, l'un seulement des épaulements, 20 par exemple, a besoin d'être relativement long, l'autre pouvant être beaucoup plus court. Ou encore, si la surface de l'épaulement 20 possède un coefficient de frottement extrêmement élevé, l'autre portion surélevée peut même avoir la forme d'une pointe. Un tel mode de réalisation est illustré sur la figure 10 où la portion surélevée 30 est relativement longue et possède une surface ayant un coefficient de frottement élevé tandis que la portion surélevée 31 qui coopère avec elle est relativement courte. Avec ce mode de réalisation, le verrouillage complet par frottement s'obtient entre le bord de droite et le bord de gauche de la partie 30. La position des épaulements 20, 22 représentée sur la figure 4 est censée correspondre à la position complètement étendue des branches de lunettes. Si l'on désire aussi verrouiller les branches lorsqu'elles sont repliées sur la monture, des portions surélevées coopérant ensemble peuvent etre disposées aux positions correspondant aux positions de verrouillage souhaitées. Avec ce mode de réalisation, une surface seulement, la surface 19 par exemple, a besoin de comporter une portion surélevée pour coopérer avec la portion 22 lorsque les branches sont repliées sur la monture. Bien que l'on ait représenté les deux portions surélevées situées sur les surfaces 19 et 23, on verra facilement que l'on peut aussi les situer sur les surfaces 12 et 18 ou sur d'autres paires de surfaces. Si les épaulements 20 et 22 s'usent et si l'on n'obtient plus le degré de frottement souhaité, on peut resserrer l'écrou 17 pour réduire l'importance du jeu 28. La figure 6 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel l'élément de charnière 10 est attaché à une branche d'une paire de lunettes tandis que l'autre élément 11 est fixé à la monture 27. Avec ce mode de réalisation, l'extrémité libre de la tige 13 est polie et fixée par une pièce d'arrêt 17', à l'aide de colle ou de tout autre façon convenable. La surface 12 de l'élément de charnière 10 possède un épaulement allongé 25 comportant une surface de frottement plate ou tout au moins sensiblement plate 25'. La surface circulaire 18 de l'autre élément de charnière 11 possède un épaulement 24 comportant une surface de frottement 24' sensiblement plate et coopérant avec la surface de frottement 25 lorsque la branche 26 est ouverte. La surface 18 comporte aussi un épaulement semblable 21 conçu pour coopérer avec l'épaulement 25 lorsque la branche 26 est repliée. Une vue simplifiée de la position de la branche 26 par rapport à la monture ou à la pièce centrale 27 est représentée sur la figure 7. Lorsque les lunettes doivent être portées, les branches sont ouvertes dans la position représentée sur la figure 7 et elles se placent alors facilement sur les oreilles du porteur de lunettes. La pression de butée exercée par les branches sur la tête du porteur de lunettes est cependant insuffisante pour maintenir les lunettes en place de façon sûre et il faut que le porteur appuie sur les branches vers sa tête jusqu'à ce que la pression convenable soit obtenue et les branches occupent alors la position représentée en pointillé sur la figure 7. Les positions adoptées par les épaulements 24 et 25, lorsque les lunettes sont ouvertes et prêtes à être portées, sont représentées sur la figure 8 tandis que la position de ces épaulements à la suite du réglage effectué pour obtenir la pression convenable est représentée sur la figure 9. On comprendra facilement qu'il est essentiel que la force de frottement et l'effet de verrouillage complets soient obtenus après avoir amené les branches de lunettes à la position désirée contre la tête de celui qui les porte et que l'on n'obtienne qu'une faible force de frottement ou pas de frottement du tout lorsque les lunettes sont initialement mises en position. Ceci implique que l'épaulement 24 du mode de réalisation de la figure 8 puisse se déplacer plus à droite sur la figure par rapport à l'épaulement 25 et que, verrouillé, il puisse occuper la position représentée en pointillé sur la figure 9. Comme on le verra facilement sur les figures 8 et 9, la déformation vers l'extérieur d'une branche de lunettes, due à un usage long et intensif, peut se compenser facilement en déplaçant la branche vers l'intérieur d'une quantité correspondante, par exemple en déplaçant l'épaulement 24 plus vers la gauche sur la figure par rapport à l'épaulement 25 tout en conservant un bon effet de verrouillage. Pour faciliter le glissement d'un épaulement sur l'autre, les surfaces extrêmes sont chanfreinées de façon convenable tel qu'illustrée en 24" sur la figure 9 par exemple. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Charnière pour le montage de deux éléments ayant à effectuer un mouvement de pivotement l'un par rapport à l'autre, l'un des éléments possédant une surface de butée et une tige s'étendant depuis cette surface de butée et le second élément étant percé d'un trou cylindrique le traversant, et comprenant un manchon possédant une partie servant de butée et une partie servant de portée extérieurement cylindrique et étant disposé de façon à ne pas pouvoir tourner mais effectuer un mouvement axial sur la tige et dans le trou de portée, sa partie servant de butée étant éloignée de la surface de butée du premier élément, et des moyens de verrouillage pour fixer la position axiale du manchon sur la tige, charnière caractérisée en ce que la partie servant de portée cylindrique du manchon a une extension axiale supérieure à l'éxtension axiale du trou de portée et en ce que l'extrémité du manchon éloignée de la partie servant de butée est conçue pour être maintenue appuyée par les moyens de verrouillage contre la surface de butée. 20) Charnière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon est réalisé en totalité ou en partie en matériau déformable et est conçu pour s'élargir radialement et venir en contact de frottement avec la paroi intérieure du trou sous l'influence d'une force de pression exercée axialement par les moyens de verrouillage. 30) Charnière suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'une au moins des surfaces de portée du second élément de charnière possède une portion surélevée disposée de façon à ce que les deux éléments articulés puissent tourner l'un par rapport à l'autre pour venir au contact, avec glissement et frottement, de la portion surélevée de la surface de portée coopérante, en ce que la hauteur totale des deux portions surélevées dépasse la taille du jeu existant entre ces surfaces, les deux éléments de charnière étant ainsi verrouillés ensemble, et en ce que l'une au moins des portions surélevées a une longueur telle que le verrouillage par frottement s'obtient dans un angle de réglage déterminé. 40) Charnière suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'une aauw ins des portions surélevées possède une surface ayant un coefficient de frottement très important. 50) Charnière suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'autre portion surélevée a une longueur inférieure à la longueur de la première portion. 60) Charnière suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les portions surélevées ayant des surfaces de frottement coopérant ensemble sont sensiblement planes et sont parallèles l'une à l'autre. 70) Charnière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le manchon de portée est monté de façon à ne pas pouvoir tourner sur une tige solidaire du premier élément de charnière, l'extrémité du manchon éloignée de sa partie servant de butée portant contre la surface de butée du premier élément et un élément de verrouillage étant disposé sur la tige pour appuyer le manchon sur la surface de butée. 80) Charnière suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément de verrouillage comprend un écrou vissé sur la tige. 90) Charnière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que le matériau déformable est un matériau élastique.