Brevet FR2640675A1 — publié le 19900622

"Procédé de fabrication d'une charnière" La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une charnière ou plus généralement d'une pièce d'articulation, notamment destinée à un véhicule automobile ainsi que le produit ainsi réalisé. On connaît de multiples modes de réalieation de charnières ou pièce d'articulations. En général il s'agit de pièces en deux parties fixées l'une sur le dormant ou partie fixe et l'autre sur le battant ou partie mobile comme par exemple un montant de carrosserie de véhicule automobile et une portière. Dans certains cas, les charnières sont réalisées en tôle estampée. Toutefois, ces charnières ne conviennent que pour soutenir des pièces légères comme par exemple des portes de meubles de cuisine ou assimilés. Par contre, les charnières qui doivent soutenir des charges relativement lourdes comme des portières de véhicules automobiles ne peuvent- être réalisées en tôle ainsi matricée. Ces charnières sont actuellement réalisées comme cela est décrit ci-après en relation avec la figure 1. Selon la figure 1, une charnière de l'art antérieur, par exemple une charnière destinée au mon tage d'une portière automobile, se compose d'une première partie 1 formée d'une plaque 2 portant plusieurs charnons 3, 4 (deux charnons dans cet exemple). La patte 2 de la première partie présente une surface de fixation 5. La charnière comprend également une seconde partie 6 formée d'une branche coudée dont la première section 7 se termine par un charnon 7 et dont l'autre section 9 présente une surface de fixation 10. La charnière est fixée par exemple par soudure sur les deux éléments articulés, la surface 5 de la patte 1 étant par exemple soudée sur un montant de carrosserie et la surface 10 de la section 9 de la branche 7 est soudée sur la portière. Dans cette charnière la seconde partie 6 ou partie "mobile", est coudée et comporte une section 7 de manière à compenser l'épaisseur de la portière. Dans d'autres cas, la charnière peut n'avoir qu'une branche droite et non coudée ce qui revient en quelque sorte à supprimer la section 7. Les parties 1 et 6 sont assemblées par un axe 11. Selon l'art antérieur, les parties 1 et 6 sont réalisées à partir de profilés découpés selon les surfaces I, Il pour la partie 1 avec une découpe par telle selon les surfaces III et IV pour dégager un intervalle entre les charnons 3 et 4. La partie 6, également réalisée à partir d'un profilé, est découpée selon les plans V et VI. Cette réalisation présente un certain nombre d'inconvénients en particulier le fait que les parties de charnière soient réalisées dans des profilés sectionnés. En effet, la fabrication des profilés est coûteuse. Comme les charnières doivent être adaptées à leur utilisation, c'est-à-dire par exemple à un type particulier de véhicule, il est nécessaire de réaliser autant de profilés qu'il faut réaliser de charnières. Or, un profilé est un produit industriel coûteux et cela se répercute sur le prix de la charnière. En outre, les parties de charnière doivent être usinées il en est ainsi des perçages des charnons 3, 4 et 8 pour recevoir l'axe 1 ainsi que les surfaces 5 et 10 qui sont fixées sur les pièces à articuler. Enfin, la charnière comporte des rondelles élastiques 12 et 13 mises en place respectivement entre les charnons 3 et 8 et 4 et 8 pour faciliter le pivotement ; ces rondelles 12 et 13 sont mises en place au moment de l'assemblage de la charnière avant l'introduction de l'axe 11. Un autre inconvénient de la charnière connue réside dans le fait que les parties 1 et 6 étant réalisées dans des profilés découpés, on ne peut choisir des matériaux toujours appropriés à leur usage quant à la résistance car comme les parties de la charnière sont réalisées à partir de profilés, il faut tenir compte des conditions propres aux techniques de fabrication des profilés limitant le choix des matériaux. De plus, dans l'industrie automobile, au montage, les portières des véhicules doivent par certaines opérations rester dans des positions d'ouverture intermédiaire, ou encore se démonter, par exemple après le passage en peinture, pour le montage des différents équipements mécaniques, électriques et d'habillage. Pour cela, on utilise des accessoires tels que des arrêts de porte ou des axes de charnières démontables, toutes solutions qui sont peu pratiques, nécessiterii la mise en place de pièces accessoires, différents d'un véhicule à un autre. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une pièce et un procédé de fabrication d'une telle charnière, en particulier une charnière notamment destinée à la construction automobile, qui soit d'une fabrication plus simple que les charnières connues, c'est-à-dire offrant une plus grande souplesse de fabrication ou de choix de matériaux, permettant une modification très simple de la structure des charnières pour répondre à des contraintes de fabrication peu simple une diversification poussée des formes de charnières et permettant de faire remplir à la charnière des fonctions différentes et variables, mêmes adaptées à de petites séries, sans entraîner de surcoût de fabrication, ou de stockage. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication de charnière notamment destinée au montage d'une portière de véhicule automobile, charnière composée d'au moins deux parties reliées l'une à l'autre par un axe, les parties de charnière ayant chacune une section au moins partiellement constante, procédé caractérisé en ce qu'on réalise chaque partie par le découpage d'éléments dans une matière en bande et à la forme correspondant à la section de la partie à réaliser, puis on empile les éléments en un nombre correspondant à l'épaisseur de la partie à réaliser et on assemble ces éléments par un moyen de liaison puis lorsque chaque partie est réalisée on assemble les différentes parties entre elles. Dans le cas le plus simple, la charnière se compose de deux parties dont l'une, la partie mâle est de section constante et dont l'autre, la partie femelle est à deux sections différentes, l'une correspondant aux chaînons et l'autre à l'intervalle entre les chaînons. Le découpage des éléments de chaque partie, ou sous-ensemble de chaque partie se fait de la même manière et seule la forme de l'élément change. De manière générale, le procédé selon l'invention et par suite le produit résultant se caractérisent par leur caractère modulaire permettant par le choix de la forme des éléments et leur nombre de réaliser la fonction de la partie ou du sous-ensemble de partie composant la charnière ou plus généralement la pièce. L'empilage peut, suivant le cas se faire avec des éléments identiques ou différents. De plus, grâce au procédé de l'invention, notamment si le découpage est fait par un découpage fin, il n'y a aucun usinage de finition effectué sur les éléments constitutifs des parties de la charnière. Ces éléments sont prêts à l'assemblage et les surfaces de ces éléments qui constitueront soit les surfaces d'appui des parties de la charnière sur les éléments articulés, soit les logements recevant l'axe d'articulation, sont d'une finition satisfaisant aux conditions posées. Comme chaque partie de la charnière se compose d'un empilage d'éléments, on a une grande liberté de dimensions puisque suivant les charges à faire porter à la charnière on peut augmenter le nombre d'éléments que l'on empile pour la réalisation des deux parties de la charnière. Il convient de remarquer qu'étant donné l'assemblage par empilage, la partie de la charnière portant la patte de fixation et comportant les deux charnons est formée d'éléments définissant les charnons et d'éléments ne comportant pas de charnon pour le passage de l'extrémité correspondante de l'autre partie de la charnière. Comme par ailleurs on sépare les surfaces en regard des deux parties de charnière par une rondelle pour faciliter le mouvement il convient de tenir compte de cette surépaisseur ou de cet te réduction d'épaisseur de sorte que suivant le cas les éléments constituant la seconde partie de la charnière sont découpés dans une couche de matériau d'épaisseur légèrement diminuée ou si l'épaisseur totale le permet, on diminue le nombre d'éléments constituant la seconde partie pour prendre en compte l'épaisseur des deux rondelles. Ainsi à titre d'autre exemple, la charnière peut avoir la seule fonction de charnière ou encore celle d'une charnière à butée à l'ouverture, ou celle d'une charnière dont chacune des deux parties comporte une patte de fixation pu un arrêt de porte. Cette patte fait partie d'un ou deux éléments découpés à la forme appropriée et empilés avec les autres éléments constituant cette partie de charnière. De la même manière, si la charnière doit être dégondabie comme cela est le cas des charnières de portières de véhicule, l'un des éléments peut avoir un taraudage et l'axe provisoire ou définitif de la charnière comporte une partie filetée à l'emplacement de l'élément taraudé. L'intégration à la charnière, de fonctions jusqu'alors réalisées par des pièces étrangères à la charnière, offre l'avantage dans certains cas d'une plus grande précision comme pour les arrêts de porte. En effet, actuellement les arrêts de pore servant à maintenir les portières dans une position d'ouverture en cours de montage du véhicule sont assemblées à la portière et à un montant de la carrosserie, de sorte que le positionnement est entaché d'une erreur relativement grande, alors que l'intégration de cette fonction à la charnière fait disparaître cette erreur. De façon avantageuse, les éléments de chaque partie sont assemblés par protubérances issues de de mi-poinçonnage ou des broches logées dans des orifices réalisés dans chaque élément au moment du découpage. Comme le découpage fin est très précis, il n'est besoin d'aucun usinage après le découpage pour réaliser ou corriger les orifices ainsi réalisés pour les broches. Bien que la présente description concerne principalement des charnières pour les portières de voitures et que ces charnières sont décrites comme réalisées à l'aide d'éléments découpés dans de la tôle, il est possible d'appliquer ce principe à la réalisation d'autres charnières ou d'autres pièces de ce type et de faire le découpage tant pour les charnières que pour les autres pièces dans des nappes de matière différente de la tôle. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une charnière de portière de véhicule automobile selon l'art antérieur. - la figure 2A est une vue de face d'une charnière assemblée, réalisée selon 1'invention, - la figure 2B est une vue en plan d'un élément de la première partie d'une charnière de portière selon l'invention, selon la figure 2A, - la figure 2C est une vue en plan d'un élément de la seconde pièce de la charnière, selon la figure 2A. Les figures 2A, 2B et 2C montrent une charnière selon l'invention dans le cas d'un exemple particulier de charnière destinée à la construction automobile. Le procédé de l'invention consiste à réaliser une pièce telle qu'une charnière pour portière de véhicule automobile à simple fonction de charnière ou à fonctions multiples (charnière, butée de fin de course, arrêt de porte, dégondage) en réalisant chaque partie de la charnière par l'empilage d'éléments de même forme ou de forme différente suivant la ou les fonctions que doit réaliser chaque pièce. On assemble ainsi des ensembles ou des sous-ensembles de pièces identiques, un ensemble ou un sous-ensemble pouvant se limiter, dans le cas le plus général à une seule pièce. Les éléments sont réalisés par découpage et notamment par découpage puis supprimant tout autre usinage même de finition. Le procédé et le produit selon l'invention seront illustrés ci-après à l'aide d'un exemple de simple charnière. Selon l'invention, la charnière se compose de deux parties 20, 21. Chacune des parties 20, 21 est formée d'éléments découpés 201, 202, 220 tels que ceux représentés aux figures 2B et 2C. La partie 20 est formée par un empilage de deux éléments 201 tels que celui représenté à la figure 2B suivi de quatre éléments 202 apparaissant également à la figure 2A puis de deux éléments 201. Les éléments 201 (figure 2B) ont une forme en L dont une extrémité constitue le charnon 211 et dont l'autre ex trémité de branche 212 forme la branche servant à la fixation ; cette branche définit la surface de fixation 213 et le charnon 211 comporte un orifice 214 pour le passage de l'axe. Enfin, la branche 212 est par exemple munie d'orifices 215 pour le passage de broches d'assemblage 207 (figure 2A). La figure 2B montre la forme d'un élément 201 avec en pointillé un trait 216 qui délimite l'élément 202. En effet, les éléments 201 forment les char nons par l'extrémité 211, charnons qui n'existent pas sur les éléments 202 puisqu'à ce niveau il y a le charnon de la partie 21. Selon la figure 2C, la partie 21 de la charnière est composée d'éléments 220, découpés, qui se composent d'une extrémité 221 formant charnon, d'une branche 222 pour relier au charnon 221 et une branche 223 qui fait un angle avec la branche 222. La branche 223 forme par son côté 224 la surface de fixation de cette partie de charnière sur l'élément que porte la charnière (portière). Enfin, les branches 2202, 2203 sont munies d'orifices 225, 226 pour le passage des broches d'assemblage telles que la broche 204 représentée à la figure 2A et l'extrémité 221 est munie d'un orifice 227 pour l'axe de la charnière. Les éléments 201, 202 et 220, constituant respectivement les parties 20 et 21 de la charnière, sont découpés par le procédé dit de découpage fin dans de la tôle d'épaisseur appropriée. Ce découpage fin permet de réaliser des éléments ayant une précision et une finition de surface suffisantes pour ne nécessiter aucun usinage de finition. Les éléments 201, 202 sont empilés comme représenté à la figure 2A pour être assemblés par deux ou plusieurs broches 203. On procède de la même manière pour les éléments 220 également découpés dans de la tôle ou autres matières adéquates puis assemblés par les broches -204. Lorsque les éléments sont ainsi découpés, on les assemble en introduisant un axe 207 dans les orifices 214, 227 après interposition de préférence des rondelles 05, 206 qui facilitent la mobilité des parties 20 et 21 l'une par rapport à l'autre. Lorsque la charnière est ainsi assemblée, elle se fixe sur les éléments à relier, de manière habituelle par exemple par soudage. Suivant une variante non représentée, l'assemblage des éléments se fait de manière provisoire à l'aide de téton et de logements correspondants, réalisés dans chaque élément au moment du découpage. Les éléments d'une même partie peuvent ainsi être assemblés provisoirement, l'assemblage définitif se faisant lors de l'assemblage de la charnière et de la fixation de la charnière sur la portière ou le montant de la carrosserie. Dans la variante ci-dessus, les broches sont superflues. Bien que la description ait été faite cidessus dans le cas d'une charnière en deux parties dont l'une qui est destinée à être fixée en général sur le dormant comporte deux charnons et l'autre ne forme qu'un charnon, il est possible, grâce à la réalisation "stratifiée" des deux parties de la charnière de multiplier le nombre de charnons de l'une et de l'autre partie pour mieux répartir les efforts et leur transmission dans le cas de charnières relativement longues. Les multiples autres fonctions que pourrait réaliser la charnière telles que les butées, les arrêts de porte, l'intégration de contacts électriques, les moyens de dégondage ou autres fonctions n'ont pas été explicitées ci-dessus sachant qu'il suffit de réaliser les éléments aux formes correspondantes, ce qui ne présente aucune difficulté de fabrication et n'entraîne pratiquement aucun surcoût puisque les éléments sont réalisés par découpage. Comme par ailleurs, les éléments ou groupes d'éléments propres à chaque fonction sont intégrés à la charnière, leur présence n'est pas gênante même si ces fonctions ne sont utilisées qu'au moment de l'assemblage ou montage de la carrosserie. REVENDICATIONS 1') Procédé de fabrication d'une pièce telle qu'une charnière notamment destinée au montage d'une portière de véhicule automobile, charnière composée d'au moins deux parties reliées l'une à l'autre par un axe, les parties de charnière ayant chacune une section au moins partiellement constante, procédé caractérisé en ce qu'on réalise chaque partie par le découpage d'éléments (201, 202, 220) dans une matière en bande et à la forme correspondant à la section de la partie (20, 21) à réaliser, puis on empile les éléments (201, 202, 220) en un nombre correspondant à la partie à réaliser et on assemble au moins provisoirement ces éléments (201, 202, 220) par un moyen de liaison (203, 204) puis, lorsque chaque partie (20, 21) est réalisée, on assemble les différentes parties entre elles. 2') Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise dans les éléments (201, 202, 220) des protubérances par demi-poinçonnage et on assemble les éléments d'une même partie par ces protubérances. 3') Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on assemble les éléments (201, 202, 220) d'une même partie par des broches (203, 204) logées dans des orifices (215, 225, 226) réalisés dans les parties (20, 21). 4') Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on assemble les éléments (201, 202, 220) d'une partie par soudage. 5') Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise les éléments (201, 202, 220) d'une partie par un procédé de découpage fin. 6') Charnière notamment. destinée au montage d'une portière de véhicule automobile, réalisée selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 5, charnière caractérisée en ce que chacune de ses parties (20, 21) est formée d'un empilage d'éléments découpés (201, 202, 220), correspondant chacun à la section de la partie de charnière à réaliser. 7') Charnière selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première partie (20) de la charnière se compose d'un empilage d'éléments (201) formant une patte (212) et des charnons (24) avec interposition d'éléments (202) ne comportant pas de charnons alors que l'autre partie (21) de la charnière est formée d'un empilage fait uniquement d'éléments (220) comportant un charnon (221). 8') Charnière selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que la seconde partie (21) est formée d'une branche à deux sections (222, 223) recourbées l'une par rapport à l'autre, l'une des sections (222) permettant d'adapter la charnière à l'épaisseur du montage et l'autre section (223) portant la surface (224) de fixation de cette partie sur la pièce articulée.