Brevet FR2703747A1 — publié le 19941014

MECANISME D'ENTRAINEMENT SIMULTANE EN ROTATION ET EN TRANSLATION D'UN ELEMENT MOBILE PAR RAPPORT A UNE STRUCTURE FIXE La présente invention se rapporte à un mécanisme assurant le déplacement simultané en rotation et en translation d'un élément mobile par rapport à une structure fixe Elle trouve une application privilégiée, mais non limitative dans la manoeuvre d'un ouvrant, tel qu'une porte latérale pivotante de véhicule automobile. Par la publication FR 2 670 719 de la demanderesse, on connaît une porte latérale de véhicule automobile, pivotant autour d'un axe horizontal perpendiculaire à son plan, et localisé dans sa partie inférieure En position fermée, cette porte est en appui contre la caisse du véhicule, alors qu'elle se dégage progressivement de celle- ci vers l'extérieur lors de son ouverture, dans un mouvement combiné de rotation, et de translation le long de son axe de rotation. Selon le dispositif décrit dans ce document, la porte possède un palier mobile vis-à-vis d'un tourillon solidaire de la caisse du véhicule, la course de la porte étant déterminée par le guidage de deux plots portés par le palier et diamétralement opposés par rapport à l'axe de pivotement, le long de deux rampes ménagées sur un boîtier de support du tourillon. La présente invention se propose de réduire le volume des éléments de mécanisme nécessaires à la commande simultanée en rotation et en translation d'un élément mobile tel qu'une porte latérale pivotante de véhicule automobile Elle vise notamment à réduire l'encombrement du mécanisme de manoeuvre d'une porte latérale de véhicule automobile tout en augmentant la maîtrise de son comportement dynamique, la précision de sa manoeuvre et son confort d'utilisation. -2 - Elle concerne un mécanisme d'entraînement simultané en rotation et en translation d'un élément mobile par rapport à une structure fixe, comportant des moyens d'entraînement en rotation de l'élément mobile, et des moyens assurant son déplacement en translation par rapport à la structure fixe Ce dispositif est caractérisé en ce que l'élément mobile est solidaire d'un axe présentant sur sa face extérieure une première gorge dans laquelle ést engagée une bille d'entraînement en rotation, et en ce que le déplacement en translation de l'élément mobile est autorisé par la mobilité axiale de la bille d'entraînement le long de la première gorge. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe tourne à l'intérieur d'un palier assurant son maintien et son guidage en translation par l'intermédiaire de billes de palier en appui contre sa face extérieure. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe présente sur sa surface extérieure une seconde gorge et les billes de palier comptent au moins une bille de guidage engagée dans la seconde gorge de façon à imposer à l'axe un déplacement en translation déterminé, en fonction de son angle de rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bille d'entraînement est fixée sur une bague entraînée en rotation par des moyens mécaniques. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens mécaniques comportent un moto-réducteur en prise par son pignon d'entraînement, sur un secteur denté de la bague. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens mécaniques comportent un ressort hélicoïdal de rappel disposé autour de la bague, et fixé par sa première extrémité sur la structure fixe et par sa seconde extrémité sur la bague. 3 - Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément mobile est une porte latérale pivotante de véhicule automobile et la structure fixe est constituée par la caisse de celui-ci. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur, la bague et les paliers sont portés par la caisse du véhicule et la rotation de la bague sous l'action combinée du moto-réducteur et du ressort, se traduit par un déplacement simultané en rotation et en translation de l'axe et de la porte, assurant le dégagement de la porte vers l'extérieur du véhicule lors de l'ouverture de celle-ci. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première gorge est parallèle aux génératrices de l'axe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le ressort équilibre la masse de la porte lors des manoeuvres d'ouverture et de fermeture de celle-ci. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure I représente une porte latérale pivotante de véhicule automobile, en position d'ouverture, la figure 2 est une vue du mécanisme de manoeuvre de cette porte, en position de fermeture, la figure 3 est une vue du mécanisme de manoeuvre, selon la flèche A de la figure 2, la figure 4 est une coupe du mécanisme, selon la flèche A' de la figure 2, et -4- les figures 5, 6 et 7 sont respectivement des coupes du mécanisme selon les flèches B, C et D, de la figure 4. Sur la figure 1, on a fait apparaître la caisse 1 d'un véhicule automobile, une porte latérale pivotante 2 de ce véhicule, son axe de pivotement horizontal 3 et l'emplacement d'une bague 6 appartenant au mécanisme d'entraînement 4 de l'axe 3 et dedla porte 2. La figure 2 indique la présence d'un moteur ou moto-réducteur 5, non représenté sur la figure 1, qui assure l'entraînement en rotation de l'axe 3 et de la porte 2 Le moteur 5 est fixé sur la caisse 1 Son pignon d'entraînement 8 entraîne en rotation la bague 6 par l'intermédiaire de son secteur denté 7 Entre la figure 1, illustrant la position d'ouverture de la porte, et la figure 2, correspondant à sa position de fermeture, la bague 6 a pivoté d'environ 700 vers le bas. La figure 2 fait apparaître un enroulement du ressort hélicoïdal 9, disposé autour de la bague 6 La fonction du ressort 9 est d'équilibrer la masse de la porte 2 au cours de la manoeuvre, en exerçant en permanence sur celle-ci un couple vers le haut, par l'intermédiaire de la bague 6, à laquelle est fixée une de ses extrémités. Le ressort 9 et la bague 6 se retrouvent sur les figures 3 et 4 La figure 4 montre que le ressort 9 est solidaire par une première extrémité 10, de la bague 6, et par une seconde extrémité 11, de la caisse 1 Comme indiqué plus haut, la bague 6 est solidaire en rotation de l'axe 3 Celui-ci tourne à l'intérieur d'un palier 12, solidaire de la caisse 1 La bague 6 repose et tourne sur une portée extérieure 13 du palier 12 L'ensemble porte 12 bague 6 axe 3 peut donc pivoter par rapport à l'ensemble caisse 1 palier 12 - moteur 5, sous l'action conjuguée des couples exercés respectivement sur la bague 6 par le moteur 5 et le ressort 9. Conformément à l'invention, la porte 2 pivote selon une trajectoire particulière, déterminée et contrôlée par un ensemble de billes porteuses 14 à 20, assurant le maintien, le guidage et l'entraînement de l'axe 3 Les coupes des figures 5 à 7 (cf flèches B, C et D de la figure 4) indiquant la présence de sept billes dites billes de palier 14 à 19 et d'une bille dite bille d'entraînement 20 Les six billes de palier 14 à 19 sont réparties en deux groupes de trois 14, 15, 16 et 17, 18, 19 apparaissant respectivement sur les figures 5 et 7 Elles sont fixes par rapport au palier 12, tandis que la septième bille porteuse, ou bille d'entraînement 20 est solidaire de la bague 6. Parmi les six billes de palier 14 à 19, cinq billes ( 14 à 18) sont appliquées contre la surface extérieure de l'axe 3, tandis que la sixième bille appelée bille de guidage 19 est engagée dans une gorge 21, qui apparaît partiellement sur la figure 3, inclinée par rapport aux génératrices de l'axe 3 Les billes de palier 14 à 18 circulent sans glisser sur la surface extérieure de l'axe 3, tandis que la bille de guidage 19 est engagée dans la gorge 21 Enfin, la septième bille 20, ou bille d'entraînement, solidaire de la bague 6, est engagée dans une gorge 22 de l'axe 3, parallèle aux génératrices de celui-ci, qui apparaît en traits interrompus sur la figure 4. Les fonctions respectives des deux gorges 21,22 et des sept billes porteuses 14 à 20 dans le maintien, le guidage et l'entraînement de l'axe 3 sont les suivantes Lorsque la bague 3 est entraînée en rotation, son mouvement de rotation est transmis à l'axe 3 par la bille d'entraînement 20, dont l'engagement dans la gorge droite 22 de l'axe 3 rend solidaires en rotation l'axe 3 et la bague 6 En revanche la bille d'entraînement 20 est libre de se déplacer axialement le long de la gorge droite 22 En réalité, puisque la bille d'entraînement 20 est maintenue axialement par l'intermédiaire de la bague 6, vis-à-vis du moteur 5 de la caisse 1, c'est l'axe 3 qui a la possibilité de se déplacer axialement de façon à donner à la porte 2 un mouvement de translation simultané à son pivotement Cette translation est contrôlée par l'engagement de la bille de guidage 19 dans la gorge 21, dont l'inclinaison de l'axe 3 définit l'amplitude du déplacement axial imposé à la porte 2 lorsqu'elle pivote La bille de guidage 19 impose donc à l'axe 3 le respect d'une trajectoire définie -6 par l'inclinaison de la gorge inclinée 21, qui permet à la porte 2 de se dégager progressivement de la caisse 1 vers l'extérieur lorsqu'elle s'ouvre en pivotant vers le haut et de venir se rabattre contre celle-ci lors de sa fermeture Les autres billes de palier 14 à 18 dites "billes de maintien" assurent le maintien de l'axe 3 en position à l'intérieur du palier 12, tandis que le couple résultant de l'action conjuguée du moteur 5 et du ressort 9 est transmis grâce à l'appui de la bille d'entraînement 20 contre les rebords de la gorge droite 22. Le nombre de billes porteuses du dispositif qui vient d'être décrit correspond bien entendu à un exemple de réalisation particulier de l'invention, et n'est pas limitatif, la mise en oeuvre de l'invention étant également possible avec un nombre différent de billes de palier, de billes de guidage et de billes d'entraînement. En conclusion, grâce à l'agencement judicieux d'un nombre limité de billes porteuses, l'invention permet d'obtenir, de façon simple, une maîtrise parfaite du déplacement simultané en rotation et en translation d'un élément mobile par rapport à une structure fixe Elle est particulièrement adaptée à la commande motorisée et équilibrée élastiquement par un ressort, d'une porte latérale pivotante de véhicule automobile, mais on peut envisager d'autres applications dynamiques du mécanisme proposé. REVENDICATIONS l 1 l Mécanisme d'entraînement simultané en rotation et en translation d'un élément mobile ( 2) par rapport à une structure fixe, ( 1) comportant des moyens d'entraînement en rotation ( 6, ) de l'élément mobile, et des moyens ( 12, 14 à 19) assurant son déplacement en translation par rapport à la structure fixe ( 1), caractérisé en ce que l'élément mobile ( 2) est solidaire d'un axe ( 3) présentant sur sa face extérieure une première gorge ( 22) dans laquelle est engagée une bille d'entraînement ( 20) en rotation, et en ce que le déplacement en translation de l'élément mobile ( 2) est autorisé par la mobilité axiale de la bille d'entraînement ( 20) le long de la première gorge ( 22). l 2 l Mécanisme d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe ( 3) tourne à l'intérieur d'un palier ( 12) assurant son maintien et son guidage en translation par l'intermédiaire de billes de palier ( 14 à 19), en appui contre sa face extérieure. l 3 l Mécanisme d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe ( 3) présente sur sa surface extérieure une seconde gorge ( 21) et en ce que les billes de palier ( 14 à 19) comptent au moins une bille de guidage ( 19) engagée dans la seconde gorge ( 21), de façon à imposer à l'axe ( 3) un déplacement en translation déterminé, en fonction de son angle de rotation. l 4 l Mécanisme d'entraînement selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la bille d'entraînement ( 20) est fixée sur une bague ( 6) entraînée en rotation par des moyens mécaniques ( 5, 9). l 5 l Mécanisme d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens mécaniques ( 5, 9) comportent un moto- -s - réducteur ( 5) en prise par son pignon d'entraînement ( 8) sur un secteur denté ( 7) de la bague ( 6). l 6 l Mécanisme d'entraînement selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens mécaniques ( 5, 9) comportent un ressort hélicoïdal ( 9) de rappel disposé autour de la bague et fixé par sa première extrémité ( 11) sur là structure fixe ( 1) et par sa seconde extrémité ( 10) sur la bague ( 6). l 7 l Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément mobile ( 2) est une porte latérale pivotante de véhicule automobile, et en ce que la structure fixe ( 1) est constituée par la caisse de celui-ci. l 8 l Mécanisme d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moteur ( 5), la bague ( 6) et le palier ( 13) sont portés par la caisse ( 1) du véhicule et en ce que la rotation de la bague ( 6) sous l'action combinée du moto-réducteur ( 5) et du ressort ( 5), se traduit par un déplacement simultané en rotation et en translation de l'axe ( 3) et de la porte ( 2), assurant le dégagement de la porte ( 2) vers l'extérieur du véhicule lors de l'ouverture de celle-ci. l 9 l Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première gorge ( 22) est parallèle aux génératrices de l'axe ( 3). l 10 l Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort ( 9) équilibre la masse de la porte ( 2) lors des manoeuvres d'ouverture et de fermeture de celle-ci.