Brevet FR2717213A1 — publié le 19950915

La présente invention concerne un dispositif d'articulation d'un ouvrant de véhicule automobile, notamment d'un hayon arrière, monté pivotant sur la structure de la caisse du véhicule. L'invention . concerne plus particulièrement un dispositif d'articulation dans lequel l'ouvrant est monté pivotant par l'intermédiaire d'au moins une bielle d'articulation dont une première extrémité est articulée sur la structure de la caisse du véhicule autour d'un premier axe d'articulation et dont la seconde extrémité est articulée sur l'ouvrant autour d'un second axe d'articulation parallèle au premier axe d'articulation, et du type comportant des moyens d'asservissement du mouvement de pivotement de l'ouvrant, par rapport à la seconde extrémité de la bielle, au mouvement de pivotement de la première extrémité de la bielle, par rapport à la structure de: la caisse du véhicule. Un exemple de réalisation d'un tel dispositif d'articulation est décrit et représenté dans la demande de brevet français n0 93 03489. Dans cet exemple de réalisation, les moyens d'asservissement comportent un premier secteur denté centré autour du premier axe d'articulation et fixé à la structure de la caisse du véhicule, un second secteur denté centré autour du second axe d'articulation et fixé à l'ouvrant, et une crémaillère d'asservissement portée par la bielle, montée coulissante longitudinalement le long de la bielle et dont les crans coopèrent simultanément avec les vents des premier et second secteurs dentés. Cette conception permet d'assurer l'articulation d'un hayon arrière du véhicule dont la manipulation ne nécessite alors qu'un effort peu important pour passer de la position fermée à une position ouverte et qui peut être manipulé sans effort important à partir de la position fermée jusqu'à l'ouverture totale. Par contre, cette conception impose des positionnements et des déplacements relatifs de l'ouvrant, de la bielle, et de la structure de la caisse du véhicule qui sont reliés entre eux par une loi univoque résultant des rapports d'engrènement entre les deux secteurs dentés et les crans de la crémaillère et qui impose notamment des vitesses relatives égales et une cinématique linéaire. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'un tel type de dispositif d'articulation qui permet de remédier à cet inconvénient. Dans ce but, l'invention propose un dispositif d'articulation du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que la loi d'asservissement n'est pas une fonction linéaire de l'angle de rotation de la première extrémité de la bielle par rapport à la structure de la caisse du véhicule. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens d'asservissement comportent un premier secteur denté centré autour du premier axe d'articulation et fixé à la structure de la caisse du véhicule, un second secteur denté centré autour du second axe d'articulation et fixé à l'ouvrant, et une crémaillère d'asservissement portée par la bielle, montée coulissante longitudinalement le long de la bielle et dont les crans sont susceptibles de coopérer simultanément avec les dents des premier et second secteurs dentés ; - l'un au moins des deux secteurs dentés comporte une série de dents agencées sur un profil primitif non circulaire de manière à provoquer un déplacement relatif de la crémaillère par rapport à la bielle qui est une fonction non linéaire de l'angle de rotation de l'extrémité de la bielle associée à ce secteur denté - chacun des deux secteurs dentés comporte une série de dents agencées sur un profil primitif non circulaire - la crémaillère d'asservissement est susceptible de se déplacer transversalement par rapport à la bielle d'articulation à l'encontre de moyens élastiques de rappel qui sont agencés au voisinage de ladite extrémité associée de la bielle et qui sollicitent la crémaillère en engrènement avec les dents dudit secteur denté - les moyens d'asservissement comportent des moyens de débrayage de l'engrènement des crans de la crémaillère avec les dents de l'un au moins des secteurs dentés de manière à interrompre l'asservissement durant au moins une partie de la course angulaire de l'extrémité de la bielle associée à ce secteur denté - la crémaillère d'asservissement est susceptible de se déplacer transversalement par rapport à la bielle d'articulation, à l'encontre de moyens élastiques de rappel qui sont agencés au voisinage de ladite extrémité associée de la bielle et qui sollicitent la crémaillère en engrènement avec les dents dudit secteur denté, et les moyens de débrayage comportent un mécanisme à came et suiveur de came qui commande les déplacements de la crémaillère d'asservissement par rapport à la bielle selon la direction transversale et en fonction du déplacement de coulAssement de la crémaillère d'asservissement par rapport à la bielle ; - le mécanisme comporte une came réalisée sous la forme d'une lumière longitudinale profilée formée dans la bielle et un pion suiveur de came fixé à la crémaillère d'asservissement et qui s'étend latéralement pour être reçu dans la lumière ; - l'un des bords de l'ouvrant parallèle aux axes d'articulation comporte des moyens débrayables d'accrochage de ce bord sur une portion en vis-à-vis de la structure de caisse du véhicule qui assurent l'articulation de ce bord par rapport à la structure de la caisse du véhicule et qui libèrent ce bord lorsque la première extrémité de la bielle a pivoté par rapport à la structure de la caisse du véhicule d'un angle de valeur prédéterminé - les moyens d'accrochage comportent une encoche ouverte à l'une de ses extrémités dans laquelle est reçue une tige d'accrochage fixée au bord de l'ouvrant et qui s'étend parallèlement à ce dernier. 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, qui est réalisé conformément aux enseignements de l'invention et qui est illustré en position fermée de l'ouvrant, ainsi qu'en position partiellement ouverte de l'ouvrant - la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle et en section selon la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue de détail, à plus grande échelle, de la partie de droite du bras d'articulation qui est illustré en position partiellement ouverte de l'ouvrant - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 sur laquelle le bras d'articulation est illustré en position fermée de l'ouvrant ; - les figures 6 et 7 sont des vues similaires à celles des figures 4 et 5 et qui illustrent une variante de réalisation du second secteur denté - la figure 8 est une vue d'une variante de réalisation de la partie droite du bras d'articulation et du second secteur denté - la figure 9 est une vue similaire a celle de la figure 8 qui illustre une autre variante de réalisation; - la figure 10 est une vue de détail à plus grande échelle de la partie de gauche du bras d'articulation illustré sur la figure 2 - la figure 11 est une vue similaire à celle de la figure 10 qui illustre une variante de réalisation du premier secteur denté ; et - les figures 12 à 15 sont des vues de détail à plus grande échelle et en section selon les lignes 12-12 à 15-15 des figures 5 et 10. 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. Comme on peut le voir sur la figure 3, 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. 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 illustré sur la figure 2 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 elle-même 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 16 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. A cet effet, la face supérieure 56 de la crémaillère 50 comporte, au voisinage de ses deux extrémités opposées, des crans 58 et 60 qui coopèrent respectivement avec les dents 52 et 54 des brides 40 et 48. Comme on peut le voir sur la figure 3, la crémaillère 50 est guidée, latéralement, ctest-à-dire selon une direction parallèle à l'axe X-X dans une rainure 62 formée dans le corps de la bielle et qui assure ainsi un guidage en coulissement de la crémaillère 50 selon la direction longitudinale L de la bielle 34. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, le bord supérieur 64 du hayon 12 qui, en position fermée, s'étend en regard du montant supérieur 22 comporte des moyens 66 pour son accrochage débrayable et son articulation sur la structure de la caisse du véhicule. Ces moyens 66 sont constitués par une tige de retenue 68 qui est fixée par une patte 70 sous le bord 64 de l'encadrement 28 du hayon 12 et qui s'étend selon une direction parallèle aux axes X-X et Y-Y. Les moyens 66 comportent également une encoche 72 formée dans une patte 74 portée par le montant 22 dont la largeur est télle qu'elle permet un coulissement de la tige de retenue 68 et l'échappement de cette dernière par le bord supérieur ouvert 76 de l'encoche. Dans la position fermée illustrée à la partie inférieure de la' figure 2, la tige de retenue 68 est reçue dans le fond de l'encoche 70. Dans le premier mode de réalisation illustré aux figures 2, 4 et 5, la seconde extrémité 44 de la bielle 34 comporte des moyens de débrayage de l'engrènement des crans 60 de la crémaillère 50 avec les dents 54 du second secteur denté 48. A cet effet, et comme on peut notamment le voir sur les figures 12 et 13, la crémaillère 50 est susceptible de se déplacer selon une direction transversale T dans sa rainure de guidage latéral 78 de manière que les crans 60 puissent engrener avec les dents 54, sous l'action d'un dispositif de rappel élastique 80, comme cela est illustré à la partie supérieure de la figure 2 et à la figure 4, ou puissent être dégagés des dents 54, à l'encontre des moyens de rappel élastique 80, comme cela est illustré à la partie inférieure de la figure 2 et à la figure 5. Les moyens de rappel élastique 80 comportent un ressort de rappel 82 dont une extrémité 84 prend appui sous la crémaillère 50 et dont l'autre extrémité 86 est fixée à la bielle 34. Les moyens de rappel élastique 80 sollicitent en permanence la crémaillère 50,selon la direction transversale T et vers le haut en considérant les figures, c'està-dire en engrènement avec les dents 54. Les mouvements transversaux selon la direction T de la crémaillère 50 sont commandés par un mécanisme 90 comportant un profil de came 92 formé dans une lumière 94 réalisée dans le corps de la bielle 34 avec lequel coopère un pion suiveur de came 96 qui, sous l'action des moyens de rappel Blastique80, est sollicité en permanence en contact avec le bord supérieur de la lumière 94 dans lequel est formé le profil de came 92, le pion 96 étant porté par la crémaillère 50 et s'étendant latérale ment, c'est-à-dire parallèlement à l'axe Y-Y pour être reçu dans la lumière 94. On décrira maintenanttle fonctionnement du premier mode de réalisation illustré aux figures 1 à 7. Dans la position fermée illustrée à la partie inférieure de la figure 2 et à la figure 5, le pion 96 est dans le fond de la lumière 94 et les crans 60 n'engrènent avec les dents 54 avec un jeu très important assurant ainsi un engrènement partiel pour permettre aux dents de retrouver leur position initiale. La tige de retenue 68 est également reçue dans le fond de la lumière 72. Lorsque le conducteur provoque l'ouverture du hayon, ce-dernier pivote d'abord uniquement autour de l'axe X-X, du fait de l'action de retenue exercée par la tige 68, durant une course angulaire A indiquée sur la partie inférieure de la figure 2 au cours de laquelle la bielle 34 pivote autour de l'axe X-X dans le sens antihoraire, sans provoquer d'asservissement du mouvement de pivotement du hayon 72 autour de l'axe Y-Y du fait du débrayage entre les crans 60 et les dents 60. Par contre, au cours de cette première rotation, la crémaillère 50, du fait de la coopération des crans 58 avec les dents 52, coulisse le long de la bielle 34, de la droite vers la gauche en considérant la figure 2, ce qui a pour effet de provoquer un déplacement du pion suiveur de came 96 le long du profil 92 jusqu'à aboutir à la position illustrée à la partie supérieure de la figure 2 dans laquelle les crans 60 sont venus progressivement engrener avec les dents 54 portées par la bride 48 du hayon 12. A la fin de cette course angulaire A, le début d'engrènement des crans 60 avec les dents 54 provoque un début d'asservissement en rotation du hayon 12 autour de l'axe Y-Y par rapport à la seconde extrémité 44 de la bielle 34, ce qui provoque l'échappement de la tige de retenue 68 hors de la lumière 72. Du fait de l'engrènement sans jeu, et au-delà de la position intermédiaire illustrée à la partie supérieure de la figure 2 et à la figure 4, la poursuite de la rotation de la bielle 34 autour de l'axe X-X provoque la rotation de l'ouvrant 12 autour de l'axe Y-Y et l'ouverture la plus complète possible de ce dernier en passant par une position semi-ouverte 12', avant d'arriver à une position complètement ouverte 12" comme cela est illustré sur la figure 1. Au cours de ce mouvement global d'ouverture, et comme cela est 'expliqué dans la demande de brevet français n 93 03489 la crémaillère d'asservissement 50 permet de maintenir le hayon 12 dans une position sensiblement horizontale et facilite les opérations d'ouverture. Du fait du débrayage de la crémaillère d'asservissement 50 au cours de la phase initiale d'ouverture du hayon 12, on obtient, conformément aux enseignements de l'invention, un asservissement de pivotement du hayon 12 autour de l'axe Y-Y qui n'est plus une fonction linéaire de la rotation de la première extrémité 36 de la bielle 38 autour de l'axe X-X. On décrira maintenant diverses variantes de réalisation qui permettent également de faire varier la loi d'asservissement. Une première variante est illustrée aux figures 6 et 7 sur lesquelles les dents 54 de la bride 48 portée par le hayon 12 ne sont plus réparties sur un cercle primitif de base, mais sur un profil évolutif en spirale qui permet de faire varier progressivement le rapport de démultiplication de la transmission du mouvement de rotation par la crémaillère 50 au hayon 12 et donc la loi d'asservissement en rotation. La variante de réalisation illustrée à la figure 8 correspond à une répartition des dents 54 régulières sur un profil évolutif qui va en se resserrant en direction de l'axe Y-Y au fur et à mesure de la rotation relative de la seconde extrémité 44 de la bielle 34 par rapport à la bride 48 dans le sens anti-horaires. Comme on peut le voir sur cette figure, les crans 60 sont sollicités en permanence en engrènement sans jeu avec les dents 54 sous l'action du dispositif de rappel 80 mais il n'est pas prévu de moyens de commande du débrayage de l'engrènement des crans 50 avec les dents 54, la possibilité de déplacement selon la direction transversale T de la crémaillère 50 par rapport à la bielle 34 ayant simplement pour fonction de permettre l'adaptation de la crémaillère à la variation progressive du profil primitif de base en spirale sur lequel sont disposées les dents 54. La variante de la figure 9 est très similaire à celle de la figure 8, les dents 54 étant agencées sur un profil primitif de base dont le rayon augmente au fur et à mesure de la rotation autour de l'axe Y-Y. Dans les variantes de réalisation illustrées aux figures 10, 11, 14 et 15, ce sont les dents 52 de la bride 40 fixée sur la structure 14 de la caisse du véhicule qui sont agencées sur un profil de base évolutif en spirale (voir figure 11) avec un dispositif de rappel élastique 80 en tous points similaire à celui décrit précédemment en référence à l'extrémité opposée 44 de la bielle 34. Les dents 52 peuvent également, de manière classique, être disposéés sur un cercle primitif de base (voir figure 10) tout en prévoyant une possibilité de déplacement transversal selon la direction T de la crémaillère 50 par rapport à l'axe X-X, avec des moyens de rappel élastique 80, afin de faciliter le coulissement de la crémaillère 50 lorsque son extrémité opposée coopère avec un profil évolutif de dents 54 et/ou est munie de moyens de débrayage des crans 60 avec les dents 54. Comme on peut le voir sur les figures 12 à 15, il est possible de réaliser les brides 48 et 40 sous la forme d'une pièce en tôle profilée en U qui permet d'assurer le meilleur guidage latéral des différents éléments. L'action de'l'extrémité 84 du ressort 82 des moyens de rappel élastique 80 sur la crémaillère d'asservissement 50 peut également être facilitée par l'interposition d'un galet 98 qui roule sur la face inférieure de la crémaillère 50. Les différentes variantes de réalisation décrites précédemment peuvent être combinées aux deux extrémités de la bielle 34 pour assurer une variation de la loi d'asservissement en rotation du hayon 12 autour de l'axe Y-Y en fonction de la rotation de l'extrémité de la bielle 36. Il est par exemple possible de prévoir à chacune extrémité des profils primitifs de base évolutifs en spirale, la combinaison de ces deux profils évolutifs pouvant aussi permettre d'assurer la commande de l'échap- pement de la tige de retenue 68 hors de la lumière 72. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'articulation d'un ouvrant (12) de véhicule automobile, notamment d'un hayon arrière, monté pivotant sur la structure de la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'au moins deux bielles d'articulation dont une première extrémité (36) est articulée sur la structure de la caisse du véhicule (14, 40) autour d'un premier axe d'articulation (X-X, 38) et dont la seconde extrémité (44) est articulée sur l'ouvrant (12) autour d'un second axe d'articulation, (Y-Y, 46) parallèle au premier axe d'articulation et du type comportant des moyens (50) d'asservissement du mouvement de pivotement de l'ouvrant (12), par rapport à la seconde extrémité (44) de la bielle (34), au mouvement de pivotement de la première extrémité (36) de la bielle (34), par rapport à la structure (40) de la caisse du véhicule, caractérisé en ce que la loi d'asservissement n'est pas une fonction linéaire de l'angle de rotation de la première extrémité (36) de la bielle (34) par rapport à la structure (40) de la caisse du véhicule. 2. Dispositif d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement comportent un premier secteur denté (52) centré autour du premier axe d'articulation (X-X) et fixé à la structure (40) de la caisse du véhicule, un second secteur denté (54) centré autour du second axe d'articulation (Y Y) et fixé à l'ouvrant (12), et une crémaillère d'asservissement (50) portée par la bielle (34), montée coulissante longitudinalement le long de la bielle (34) et dont les crans (58, 60);sont susceptibles de coopérer simultanément avec les dents des premier (52) et second (54) secteurs dentés. 3. Dispositif d'articulation selon la revendication 2, caractérisé ence que l'un au moins des deux secteurs dentés comporte une série de dents (52, 54) agencées sur un profil primitif non circulaire de manière à provoquer un déplacement relatif de la crémaillère (50) par rapport à la bielle (34) qui est une fonction non linéaire de l'angle de rotation de l'extrémité (36, 44) de la bielle (34) associée à ce secteur denté (52, 54). 4. Dispositif d'articulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des deux secteurs dentés comporte une série de dents (52, 54) agencées sur un profil primitif non circulaire. 5. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la crémaillère d'asservissement (50) est susceptible de se déplacer transversalement (T) par rapport à la bielle d'articulation (34) à l'encontre de moyens élastiques de rappel (80) qui sont agencés au voisinage de ladite extrémité associée (44) de la bielle (34) et qui sollicitent la crémaillère (50, 60) en engrènement avec les dents (54) dudit secteur denté. 6. Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement comportent des moyens (90) de dé- brayage de l'engrènement des crans (60) de la crémaillère d'asservissement (50) avec les dents (54) de l'un au moins des secteurs dentés de manière à interrompre l'asservissement durant au moins une partie de la course angulaire de l'extrémité (44) de la bielle (34) associée à ce secteur denté 7. Dispositif d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la crémaillère d'asservissement est susceptible de se déplacer transversalement par rapport à la bielle d'articulation (34), à l'encontre de moyens élastiques de rappel (80) qui sont agencés au voisinage de ladite extrémité associée de la bielle et qui sollicitent la crémaillère (50) en engrènement avec les dents dudit secteur denté, et en ce que les moyens de débrayage (90) comportent un mécanisme à came (92) et suiveur de came (96) qui commande les déplacements de la crémaillère d'asservissement (50) par rapport à la bielle (34) selon la direction transversale (T) et en fonction du déplacement de coulissement de la crémaillère d'asservissement (50) par rapport à la bielle (34). 8. Dispositif d'articulation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mécanisme comporte une came (92) réalisée sous la forme d'une lumière longitudinale profilée (94) formée dans la bielle (34) et un pion suiveur de came (96) fixé à la crémaillère d'asservissement (50) et qui s'étend latéralement pour être reçu dans la lumière (90). 9. Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un (64) des bords de l'ouvrant parallèle aux axes d'articulation (X-X, Y-Y) comporte des moyens débrayables (66) d'accrochage de ce bord (64) sur une portion en visà-vis (22) de la structure de caisse du véhicule qui assurent l'articulation de ce bord (64) par rapport à la structure de la caisse du véhicule et qui libèrent ce bord lorsque la première extrémité de la bielle (34) a pivoté par rapport à la structure (40) d'un angle de valeur prédéterminée (A). 10. Dispositif d'articulation selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage comportent une encoche (72) ouverte à l'une de ses extrémités dans laquelle est reçue une tige (68) d'accrochage fixée au bord (64) de l'ouvrant (12) et qui s'étend parallèlement à ce dernier.