Brevet FR2717143A1 — publié le 19950915

La présente invention concerne un dispositif d'articulation d'un ouvrant monté pivotant sur la structure de la caisse d'un véhicule automobile, entre une position ouverte et une position fermée, et du type comportant des moyens d'équilibrage qui sollicitent l'ouvrant vers sa; position ouverte. On connaît différentes conceptions de dispositifs d'articulation d'un ouvrant, et notamment du hayon arrière du véhicule, dans lesquelles le hayon est articulé soit directement sur la structure de la caisse du véhicule autour d'un axe d'articulation unique, soit indirectement au moyen d'un mécanisme d'articulation à deux axes parallèles d'articulation qui sont reliés par une bielle d'articulation, et ceci notamment afin d'améliorer l'accessibilité à l'intérieur du véhicule par dégagement complet de l'ouvrant en position ouverte Un exemple de réalisation de ce second type de mécanisme d'articulation à genouillère est notamment décrit et représenté dans la demande de brevet français n 93 03489. Quel que soit le type du mécanisme d'articulation, il est souhaitable de prévoir des moyens d'équilibrage qui compensent la masse de l'ouvrant et qui facilitent la manoeuvre d'ouverture de celui-ci. Selon une conception connue, les moyens d'équilibrage peuvent être constitués par un ou deux dispositifs télescopiques, appelés ressorts d'équilibrage, qui agissent en parallèle et dont chacun exerce sur l'ouvrant un effort qui stoppose à la masse de celui-ci et facilite donc son ouverture et son maintien en position ouverte. Ces ressorts d'équilibrage sont en général agencés dans des gouttières formées le long des montants latéraux de l'évidement formé dans le cadre de la structure de la caisse du véhicule automobile qui est fermé par l'ouvrant, et la droite support de la force d'équilibrage exercée par chaque ressort d'équilibrage s'étend ainsi à proximité de l'axe d'articulation de l'ouvrant. I1 est donc nécessaire que chaque ressort d'équilibrage exerce initialement un effort d'équilibrage particulièrement important ce qui a pour inconvénient d'exercer en permanence des contraintes importantes dans les éléments constitutifs de la structure de la caisse du véhicule automobile et de l'ouvrant auxquels sont fixées les extrémités du ressort d'équilibrage. Par ailleurs, et notamment dans le cas où chaque ressort d'équilibrage est réalisé sous la forme d'un vérin à gaz, les performances des moyens d'équilibrage varient de manière importante en fonction de la température extérieure qui fait varier la pression régnant à l'intérieur des chambres des vérins d'équilibrage. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'un dispositif d'articulation qui permet de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés et qui permet aussi de faire varier la valeur de l'effort d'équilibrage appliqué à l'ouvrant en fonction de la course d'ouverture de ce dernier. Dans ce but, l'invention propose un dispositif d'articulation du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que les moyens 4'équilibrage comportent au moins un ressort spiral d'équilibrage dont une extrémité est reliée à la structure de la caisse du véhicule et dont l'autre extrémité est reliée à un organe d'entraînement lié en rotation à l'ouvrant. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'ouvrant est monté pivotant autour d'un axe d'articulation porté par la structure de la caisse du véhicule automobile, l'extrémité intérieure du ressort spiral est liée en rotation à un axe d'entraînement porté par la structure de la caisse du véhicule et il est prévu des moyens d'entraînement en rotation de l'axe d'entrai- nement par l'ouvrant - les axesod'articulation et d'entraînement sont parallèles et les moyens d'entraînement en rotation comportent un premier secteur denté lié en rotation à l'axe d'entraînement et un second secteur denté lié en rotation à l'ouvrant qui coopèrent pour constituer un engrenage - les dents de chaque secteur denté sont agencées sur un profil primitif à rayon variable pour constituer un engrenage à rapport variable de démultiplication - le profil de chaque secteur denté lié en rotation au ressort spiral, et à l'ouvrant respectivement, comporte un premier tronçon circulaire associé à une première phase d'ouverture de l'ouvrant et au moins un deuxième tronçon circulaire dont le rayon est inférieur, respectivement supérieur, au rayon du premier tronçon, et qui est associé à une deuxième phase d'ouverture de l'ouvrant ; - l'ouvrant est articulé sur la structure de la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un mécanisme à deux axes parallèles d'articulation reliés par une bielle d'articulation - le second secteur denté est lié en rotation à une extrémité de la bielle articulée sur la structure de la caisse du véhicule autour d'un des deux axes d'articulation qui est porté par la structure - l'ouvrant est articulé sur la structure de la caisse du véhicule au moyen d'un mécanisme d'articulation comportant deux bielles parallèles d'articulation, et une extrémité de chacune des bielles est associée à un ressort spiral d'équilibrage ; - l'ouvrant est un hayon arrière du véhicule - le hayon est formé par un panneau masquant un évidement d'un cadre de la structure de la caisse du véhicule délimité par une traverse supérieure, par deux montants latéraux et par une traverse inférieure parmi lesquels chaque montant latéral porte un axe d'articulation de l'extrémité d'une bielle d'articulation du hayon dont l'autre extrémité est articulée sur un axe d'articulation porté par le hayon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique latérale de la partie arrière d'un véhicule automobile équipé d'un hayon articulé sur la caisse de la structure du véhicule au moyen d'un dispositif d'articulation réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue latérale en élévation d'un ensemble à bielle d'articulation constituant l'un des deux bras d'articulation du hayon arrière du véhicule illustré sur la figure 1 et comportant des moyens intégrés d'équilibrage à ressort spiral - la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle des moyens d'équilibrage illustrés sur la figure 2 et qui sont représentés**en position fermée de l'ouvrant; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 sur laquelle les moyens d'équilibrage sont illustrés en position partiellement ouverte de l'ouvrant; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 sur laquelle les moyens d'équilibrage sont illustrés en position maximale d'ouverture de l'ouvrant; - la figure 6 est une vue de détail en section selon la ligne 6-6 de la figure 2 ; et - la figure 7 est une vue de détail en section selon la ligne 7-7 de la figure 2. On reconnaît sur la figure 1 la partie arrière 10 d'un véhicule automobile qui comporte un hayon arrière 12 qui est monté articulé sur la structure 14 de la partie arrière de la caisse du véhicule au moyen d'un mécanisme d'articulation 16. La partie arrière du véhicule, et notamment le hayon 12 et son mécanisme d'articulation 16, présente une symétrie générale de conception par rapport à un plan longitudinal médian du véhicule (non représenté), et on ne décrira par la suite en détail que la partie de gauche du mécanisme d'articulation du dispositif d'équilibrage. Le hayon arrière 12 permet d'obturer un évidement 18 qui est délimité par deux montants latéraux parallèles 20, par un montant supérieur 22 et par un montant inférieur 24 (figure 6). Comme celaient illustré aux figures 6 et 7, le hayon 12 est pour l'essentiel constitué par une vitre 26 qui est collée sur un encadrement de structure 28 qui coopère de manière étanche, avec interposition d'un joint 30, avec une tôle périphérique d'encadrement 32 qui délimite, notamment le long des montants latéraux 20, une gouttière 33. Le mécanisme d'articulation est constitué pour l'essentiel par une bielle d'articulation 34 dont une première extrémité 36 est montée articulée à rotation sur un premier axe d'articulation qui est constitué par un pivot 38 fixé par soudage sur une bride latérale 40 ellemême fixée sur un élément 42 de la structure 14 de la caisse du véhicule. Le plan de la bride 40 s'étend perpendiculairement à l'axe X-X du pivot 38 et parallèlement à la direction longitudinale générale de la bielle 34. La seconde extrémité 44 de la bielle d'articulation 34 est montée articulée autour d'un second axe d'articulation constitué par un pivot 46 porté par une bride 48 fixée sur le cadre de structure 28 du hayon 12 et dont l'axe Y-Y est parallèle à l'axe X-X. La bielle d'articulation 34 constitue ainsi le bras d'une articulation du type à genouillère et elle comporte également une crémaillère coulissante 50 qui coopère avec des dents 52 formées sur la bride 40 et avec des dents 54 formées sur la bride 48 pour asservir en rotation les mouvements des deux extrémités de la bielle, comme cela est expliqué en détail dans la demande de brevet français n 93 03489. Conformément aux enseignements de l'invention, la première extrémité 36 de la bielle d'articulation 34 est équipée de moyens 56 d'équilibrage du hayon 12. On décrira maintenant en détail les moyens d'équilibrage 56 en se reportant notamment aux figures 3, 6 et 7. Les moyens 56 sont pour l'essentiel constitués par un ressort spiral 58 dont l'extrémité extérieure fixe 60 est immobilisée en rotation entre deux pattes de blocage 62 et 64 portées par une branche horizontale inférieure 66 de la bride 40. L'extrémité intérieure centrale 68 du ressort spiral 58 est reçue dans une fente 70 d'un axe d'entraî- nement 72 dont l'axe géométrique Z-Z est parallèle à l'axe X-X et qui est monté à rotation par rapport à la bride fixe 40. Une portion 74 de contour carré de l'axe d'entraînement 72 sert à l'entraînement en rotation d'un premier secteur dentée 76 qui est réalisé sous la forme d'une pièce en tôle emboutie qui comporte, sur sa face latérale de droite en considérant la figure 6, une série de dents qui sont agencées, comme on peut le voir notamment sur la figure 3, le long d'un profil de base de rayon évolutif. En effet, le secteur denté comporte une première série de dents 78 qui s'étendent toutes sur un profil évolutif dont le rayon primitif varie pour le secteur denté et par une seconde série de dents 78' qui sont agencées sur un second profil évolutif dont le rayon varie et est inférieur au rayon du premier profil associé aux dents 78. Dans la position fermée de l'ouvrant 12 illustrée aux figures 1 à 3, le ressort spiral 58 est illustré en position bandée, c'est-à-dire qu'il exerce en permanence sur l'axe d'entraînement 72, et donc sur le premier secteur denté 76,. un effort tendant à faire tourner ces éléments autour de l'axe Z-Z dans le sens horaire en considérant la figure 3. Les moyens d'équilibrage 56 comportent également un second secteur denté 80 qui est traversé par le pivot 38 et qui est lié en rotation à l'extrémité 36 de la bielle 34. Le second secteur denté 80 comporte, sur sa face latérale de gauche en considérant la figure 7, des dents qui sont prévues pour coopérer avec les dents 78, 78' du premier secteur denté 76. Le secteur denté 80 comporte une première série de dents 82 qui sont agencées sur un premier tronçon de profil évolutif définissant un premier profil primitif de petit rayon qui est tel que les dents 82 coopèrent en engrènement avec la première série de dents 78 du premier secteur denté 76. Le second secteur denté 80 comporte également une seconde série de dents 82' qui sont agencées sur un profil évolutif définissant un profil primitif de base dont le rayon est supérieur à celui du profil primitif des dents 82 de manière que ces dents 82' puissent coopérer en engrènement avec les dents 78' du premier secteur denté 76. Dans la position fermée de l'ouvrant illustrée sur la figure 3, et pour la plus grande partie du débattement angulaire de la bielle 34'par rapport à la bride 40, c'est-à-dire sur la première partie de la course d'ouverture du hayon, ce sont les dents 78 et 82 qui engrènent pour appliquer à la bielle 34 l'effort d'équilibrage stocké dans le ressort spiral 78 comme cela sera expliqué maintenant en référence aux figures 1, 3, 4 et 5. Lors de l'ouverture du hayon, que le conducteur provoque en agissant sur un dispositif de verrouillage classique, et en partant de la position fermée illustrée aux figures 1 et 3, les efforts de rappel élastique stockés dans les ressorts spiral 58 agissant sur les deux bielles 34 facilitent l'ouverture du hayon 12 tout au long d'une première phase d'ouverture correspondant à une première course angulaire d'ouverture à la fin de laquelle le hayon est dans sa position ouverte intermédiaire 12' illustrée aux figures 1 et 4. A la fin de cette première phase de l'ouverture, le ressort spiral est en position neutre détendue, c'est-à- dire qu'il n'exerce plus d'effort d'équilibrage sur la bielle 34' par l'intermédiaire des secteurs dentés 76 et 80, la position relative de ces deux secteurs correspondant à la fin de l'engrènement des dents 78 et 80. Si le conducteur poursuit l'ouverture de l'ouvrant 12 jusqu'à sa position maximale d'ouverture 12" illustrée aux figures 1 et 5, la rotation de la bielle 34" et du second secteur denté 80 se poursuit, dans le sens antihoraire en considérant les figures 4 et 5, et ce sont alors les dents 78' et 80' qui engrènent entre elles avec un rapport de démultiplication de l'engrenage différent de celui correspondant à l'engrènement des dents 78 et 80. Lors de cette seconde phase de l'ouverture, les deux ressorts spiral 58 sont déroulés à partir de leur position neutre illustrée à la figure 4, c'est-à-dire qu'ils emmagasinent à nouveau un effort de rappel élastique permettant d'équilibrer la masse du hayon arrivé dans la position 12" et qui tend à faire tourner le secteur denté 76 dans le sens anti-horaire en considérant la figure 5. REVENDICATIONS I. Dispositif d'articulation d'un ouvrant (12) monté pivotant sur la structure (14, 40) de la caisse d'un véhicule automobile, entre une position ouverte et une position fermée, et du type comportant des moyens (56) d'équilibrage qui sollicitent l'ouvrant (12) vers sa position ouverte, caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage (56) comportent au moins un ressort spiral d'équilibrage (58) dont une extrémité (60) est reliée à la structure (14, 40) de la caisse du véhicule et dont l'autre extrémité (68) est reliée à un organe d'entraînement (76) lié en rotation à l'ouvrant (12, 34). 2. Dispositif d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouvrant (12) est monté pivotant autour d'un axe d'articulation (58, X-X) porté par la structure (14, 40) de la caisse du véhicule automobile, en ce que l'extrémité intérieure (68) du ressort spiral (58) est liée en rotation à un axe (72) d'entraînement porté par la structure (14, 40) de la caisse du véhicule, et en ce qu'il est prévu des moyens (76, 80) d'entraînement en rotation de l'axe d'entraînement (72) par l'ouvrant (12, 34). 3. Dispositif d'articulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les axes d'articulation (38) et d'entraînement (72) sont parallèles, et en ce que les moyens d'entraînement en rotation comportent un premier secteur denté (76) lié en rotation à l'axe d'entraînement (72) et un second secteur denté (80) lié en rotation à l'ouvrant (12, 34) qui coopèrent pour constituer un engrenage. 4. Dispositif d'articulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dents (78 - 78', 82 - 82') de chaque secteur denté (76, 80) sont agencées sur un profil primitif à rayon variable pour constituer un engrenage à rapport variable de démultiplication. 5. Dispositif d'articulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque secteur denté (76, 80) lié en rotation au ressort spiral (58), et respectivement à l'ouvrant (12, 34), comporte un premier tronçon circulaire associé à une première phase d'ouverture de l'ouvrant (12') et au moins un deuxième tronçon circulaire dont le rayon est inférieur, respectivement supérieur, au rayon du premier tronçon, et qui est associé à une deuxième phase d'ouverture de l'ouvrant (12''). 6. Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouvrant (12) est articulé sur la structure (14, 40) de la caisse du véhicule automobile par l'intermédiaire d'un mécanisme à deux axes parallèles d'articulation (38, 46) reliés par une bielle d'articulation (34). 7. Dispositif d'articulation selon la revendication 6 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le second secteur denté (80) est lié en rotation à une extrémité (36) de la bielle (34) articulée sur la Structure (14, 40) de la caisse du véhicule autour d'un (38) des deux axes d'articulation qui est porté par la structure (14,40). 8. Dispositif d'articulation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouvrant (12) est articulé sur la structure de la caisse du véhicule (14, 40) au moyen d'un mécanisme d'articulation comportant deux bielles parallèles d'articulation (34), et en ce qu'une extrémité (36) de chacune des bielles est associée à un ressort spiral d'équilibrage (58). 9. Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouvrant est un hayon arrière. 10. Dispositif d'articulation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le hayon (12) est formé par un panneau masquant un évidement d'un cadre de la structure (14) délimité par une traverse supérieure (22), par deux montants latéraux (18) et par une traverse inférieure (24), parmi lesquels chaque montant latéral (18) porte un axe d'articulation (38) de ladite extrémité (36) d'une bielle d'articulation (34) du hayon (12) dont l'autre extrémité est articulée sur un axe d'articulation (44) porté par le hayon (12).