Brevet FR2742831A1 — publié le 19970627

La présente invention concerne un ressort à gaz, qui est fixé d'une part en rotation sur une carrosserie de véhicule et d'autre part sur un battant de carrosserie à ouvrir, et le ressort à gaz sert d'organe de levage pour une zone ouvrante du battant de carrosserie et comporte un cylindre doté d'un remplissage de gaz sous pression, ce cylindre possédant à l'une de ses extrémités un fond et à son autre extrémité une unité d'étanchement et de guidage, une tige de piston susceptible d'être déplacée axialement et positionnée concentriquement par rapport au cylindre depuis l'unité d'étanchement et de guidage, un piston fixé à la tige de piston et subdivisant le cylindre en deux chambres de travail, le déplacement axial de la tige de piston correspondant dans un premier segment à une première plage angulaire d'ouverture du battant de carrosserie, et une force de poussée générée par la pression de gaz dans le cylindre sur la section de la tige de piston agit dans la première plage angulaire d'ouverture du battant de carrosserie, une seconde plage angulaire d'ouverture se raccordant à cette première plage angulaire d'ouverture, dans laquelle le battant de carrosserie est susceptible d'être déplacé au- delà de la première plage angulaire d'ouverture, et la tige de piston est mobile axialement sur un second segment correspondant qui dépend de cette seconde plage angulaire d'ouverture, le battant de carrosserie pouvant être arrêté dans toute position dans la seconde plage angulaire d'ouverture, les deux chambres de travail étant reliées l'une à l'autre via un système de soupapes, et une ouverture de by-pass agit en fonction de la position de la tige de piston dans le premier segment de déplacement, et il existe entre les deux chambres de travail d'une part un second canal de liaison avec une soupape de commutation dépendant de la direction et d'autre part une soupape à piston additionnelle. Un tel ressort à gaz est connu du document DE 33 01 544. Le but d'un tel ressort à gaz est de permettre à des personnes de tailles très différentes de pouvoir ouvrir le battant de carrosserie pour leurs besoins individuels. Avec les ressorts à gaz existants, on constate cependant l'inconvénient qu'à la fin de la première plage angulaire d'ouverture, la personne doit appliquer une force d'ouverture additionnelle afin d'ouvrir la soupape à piston et ainsi d'augmenter l'angle d'ouverture du battant de carrosserie. On pourrait partir de la simple hypothèse que des personnes de plus grande taille ont vraisemblablement une force suffisante pour appliquer cette force d'ouverture. Toutefois, chaque personne qui a dû être confrontée à un ressort à gaz défectueux dans son véhicule peut aisément imaginer qu'il est désagréable d'appliquer soi-même un effort à chaque actionnement du battant de carrosserie. L'objectif de la présente invention est de réaliser un ressort à gaz qui présente au moins deux plages angulaires d'ouverture et qui évite les inconvénients connus des appareils antérieurs. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que la soupape à piston peut être actionnée délibérément via un poussoir de soupape au moyen d'un pilotage extérieur. La personne qui ouvre le battant de carrosserie peut grâce à ceci utiliser l'angle d'ouverture du battant avec une assistance pneumatique, sans que cette personne doive appliquer une force d'ouverture. Le gain de confort qui en résulte est nettement sensible. La manipulation devient particulièrement commode puisque la soupape à piston commutable peut être arrêtée dans une position de commutation désirée. Si l'on doit par exemple utiliser en permanence la totalité de l'angle d'ouverture, on peut fixer ce comportement d'ouverture du battant de carrosserie, ou du gaz ressort à gaz, par une opération unique, en arrêtant la soupape à piston dans la position d'ouverture. Ainsi, le pilotage peut avoir lieu au moyen d'un dispositif d'actionnement du battant de carrosserie, par exemple en prévoyant d'accoupler la serrure du battant avec la soupape à piston. On prévoit à cette effet d'utiliser une énergie auxiliaire pour transmettre l'action de déclenchement. À titre de variante, il est imaginable d'utiliser comme énergie auxiliaire le courant électrique, qui influence des électro-aimants qui sont en liaison active avec la soupape à piston. En variante, on peut utiliser comme énergie auxiliaire de l'air sous pression qui influence un poussoir de soupape en liaison active avec la soupape à piston. Le choix de l'énergie auxiliaire devrait être accordé à l'énergie de transmission d'un dispositif de verrouillage centralisé éventuellement prévu, afin de minimiser la complexité structurelle. Une autre possibilité avantageuse consiste à prévoir une transmission de force au moyen d'un câble Bowden. On obtient une structure particulièrement simple avec un dispositif d'actionnement dans lequel le pilotage a lieu au moyen d'une came excentrique, en combinaison avec un levier tournant. L'invention va être décrite plus en détail dans la description des figures qui va suivre. Ces figures montrent: figure 1 le véhicule avec un battant arrière ou hayon; figure 2 le ressort à gaz, individuellement; figure 3 un détail partiel du ressort gaz; figures 4 à 6 des dispositifs de déclenchement. La figure 1 montre une partie d'un véhicule 1 qui comporte un battant de carrosserie 3, ou hayon, susceptible de basculer autour d'un axe. Ce hayon est assisté au moyen d'un ressort à gaz 5. Afin de pouvoir adapter l'angle d'ouverture du hayon à la taille de l'utilisateur ou à des particularités locales, comme par exemple un plafond de garage à faible hauteur, on prévoit que l'angle d'ouverture présente au moins deux plages angulaires d'ouverture a et 3. La première plage angulaire d'ouverture cta est choisie de manière à assurer une possibilité d'accès suffisante dans le véhicule. Grâce à la réalisation structurelle du ressort à gaz, la première plage angulaire d'ouverture est toujours utilisée. En cas de besoin, grâce au pilotage d'une soupape dans le ressort à gaz, on peut exploiter la seconde plage angulaire d'ouverture 3. La figure 2 montre en détail le ressort à gaz 5, soumis à la pression de gaz, avec des organes de raccordement 7 pour le hayon 3 et pour une carrosserie de véhicule 9 (voir figure 1). À l'intérieur d'un cylindre 11, on a agencé une tige de piston 13 avec un piston 15, susceptible d'être déplacé axialement, et une unité d'étanchement et de guidage 17 referme une extrémité du cylindre en assurant un centrage de la tige de piston. Depuis un fond 19 du cylindre s'étend au moins une ouverture de by- pass 21 sur une longueur de course définie du piston. Cette longueur de course correspond au premier segment de déplacement 23 du piston lors de l'ouverture du hayon 3 jusqu'à l'extrémité de la première plage angulaire d'ouverture a. À l'extrémité de l'ouverture de by-pass commence un second trajet de déplacement 25, qui dépend d'une soupape à piston 27 (voir figure 3) laquelle peut être pilotée de façon délibérée. La totalité du trajet de déplacement 29 correspond à la somme des deux trajets de déplacement individuels 23 et 25. Dans ce mode de réalisation, un levier 31 avec une came excentrique 33 attaque un poussoir de soupape 35 qui ouvre la soupape à piston 27 décrite dans la figure 3. Le levier permet d'arrêter la soupape à piston dans une position désirée. Grâce à ceci, on peut déterminer que la position angulaire d'ouverture est toujours la position maximale, ou bien qu'elle n'atteigne jamais cette position maximale, ou encore que cette position soit fixée à une position intermédiaire avec un blocage. La figure 3 montre un détail partiel du ressort gaz 5 avec le piston 15 dans la zone de l'extrémité de l'ouverture de by-pass 21. Le piston, qui comporte lui-même une ouverture de traversée 37, est relié solidairement à la tige de piston creuse 13. A l'intérieur du passage de traversée est agencée une tige de soupape 39 qui peut être déplacée axialement au moyen du poussoir de soupape 35. La tige de soupape dispose d'un emplacement de montage propre 41 à l'extrémité de la tige de piston creuse. À l'autre extrémité de la tige de soupape est fixé un disque de soupape 43 qui s'appuie sur un disque d'appui 45 dans la position fermée de la soupape à piston 27. Le disque d'appui est bloqué par matage sur le piston et par conséquent fixe. Entre le piston et le disque d'appui est enfermé un joint de soupape 47. Le diamètre intérieur du joint de soupape forme avec la tige de soupape la soupape proprement dite. Dans la région entre l'étanchéité de soupape et l'emplacement de montage, la tige de soupape présente un rétrécissement 49 qui peut être amené par déplacement axial du poussoir de soupape 35 et ainsi de la tige de soupape en recouvrement avec le joint de soupape. Grâce à ceci, le remplissage de gaz peut s'écouler dans l'ouverture de traversée 37 du piston, et via un certain nombre d'ouvertures transversales 51 qui relient l'une à l'autre les deux chambres de travail 53 et 55 séparées dans le cylindre 11 par le piston 15. Dans cette position de commutation fermée de la soupape à piston 27, le ressort à gaz ne peut pas s'étendre plus loin. La pression de gaz agit sur la tige de soupape, de sorte qu'il y a toujours contact entre la tige de soupape et le poussoir de soupape, et tend à fermer la soupape à piston. Outre la soupape à piston 27 et l'ouverture de by-pass 21, le ressort à gaz comporte une troisième soupape sous la forme d'une bague de commutation mobile 57 à l'intérieur d'une gorge de piston 59. La bague de commutation est sous précontrainte radiale vers la surface de paroi intérieure 61 du cylindre 11, grâce à quoi une force de friction agit entre le cylindre et la bague de commutation. Considérée en direction radiale vers l'intérieur, la bague de commutation présente une section de passage 63 vis-à-vis du fond 65 de la gorge du piston. À l'intérieur du piston est ménagée au moins une ouverture de raccordement 67 qui relie la chambre de travail supérieure 53 avec la gorge de piston 65. Les deux chambres de travail 53 et 55 du cylindre sont séparées par la bague de commutation 57 selon sa position. Le piston 15 lui-même forme avec la surface de paroi intérieure du cylindre un intervalle 69 qui suffit pour permettre un écoulement du gaz entre les deux chambres de travail. Les ouvertures de raccordement 67 sont ménagées dans la face supérieure du piston 15. Par conséquent, le gaz peut, lors d'un mouvement de rétraction du piston, s'écouler via l'intervalle 69 entre le piston et la paroi intérieure du cylindre jusque dans la gorge de piston 59, il peut passer entre la bague de commutation 57 et la paroi latérale de gorge 71, dirigée vers la chambre de travail inférieur, via la section de passage annulaire 63, puis pénétrer dans la chambre de travail supérieure 53 via les ouvertures de raccordement 67. Pour un choix correspondant des dimensions des sections d'écoulement, il ne se produit guère de force d'étranglement ou d'amortissement. La bague de commutation est commandée de manière forcée et libère toujours dans la direction de rétraction un passage entre les deux chambres de travail. Inversement, la bague de commutation se déplace de façon conditionnelle sous la force de friction qui agit entre la bague de commutation et la surface de paroi intérieure du cylindre, en direction de la paroi latérale inférieure 71 de la gorge. Les deux surfaces de contact 73 et 75 de la bague de commutation 57 empêchent une sortie du gaz hors de la gorge de piston jusque dans la chambre de travail inférieure 55, de sorte que lors d'une l'extension de la tige de piston 13, ou du piston 15, la soupape de commutation est fermée. Pour ce qui concerne la réalisation de la bague de commutation 57, on a le choix entre les deux variantes montrées dans les figures 3b et 3c. Dans la figure 3b, on utilise une bague de commutation à section rectangulaire, qui est mobile dans une gorge approximativement rectangulaire 59 entre les deux parois latérales de gorge 71 et 77. Les flèches symbolisent l'écoulement du gaz. Dans la figure 3c on emploie une bague de commutation 57 à section circulaire. Une telle bague de commutation peut être montée de façon particulièrement aisée. Pour augmenter la force de précontrainte de la bague de commutation, en particulier dans la position de blocage de la soupape de commutation, on se sert d'une surface conique 79 au fond de la gorge de piston 65, qui exerce de façon conditionnelle sous la pression du gaz et la force de friction une composante de force dirigée radialement vers l'extérieur sur la bague de commutation. Le mode de fonctionnement du ressort à gaz est subdivisé, selon le trajet de déplacement 29 du piston, suivant deux principes. Dans la région de l'ouverture de by-pass 21, qui est par exemple réalisée sous forme d'une gorge longitudinale, la soupape de commutation avec la bague de commutation 57 et la soupape à piston 27 sont simplement by-passées et sans effet pour ce qui concerne leurs fonctions. Le ressort à gaz agit dans ce trajet de déplacement 23, ou autrement dit dans cette plage angulaire d'ouverture ca, comme tout autre ressort à gaz sans bague de commutation et/ou sans soupape à piston. Lorsque le piston 15 atteint l'extrémité de l'ouverture de by-pass 21, apparaît l'effet de la bague de commutation 57 et de la soupape à piston 27. Si le poussoir de soupape 35 n'est pas actionné, la soupape à piston est alors fermée. La soupape de commutation est toujours fermée dans la direction d'extension, à cause de la force de friction. Par conséquent, le piston reste immobile à l'extrémité de l'ouverture de by- pass. La poursuite du trajet d'ouverture dépend du fait que l'utilisateur actionne la soupape à piston ou non selon ses besoins. Par conséquent, on peut utiliser de manière individuelle la seconde plage angulaire d'ouverture 3, dans des limites prédéterminées par la suite du trajet de déplacement 25. Une influence importante quant à l'utilisation d'un tel ressort à gaz 5 réside dans la manière de l'actionnement. Dans la figure 4 on a représenté un ressort à gaz avec un dispositif d'actionnement 81 dans lequel le ressort à gaz est relié à un levier d'actionnement 85 via un câble Bowden 83. Si on bascule le levier d'actionnement autour d'un axe de rotation 87 d'un boîtier de réception 89, un levier en équerre dans le boîtier de réception convertit ce mouvement de basculement en un déplacement de traction du câble Bowden, lequel attaque le levier de déclenchement 91 d'une tête de déclenchement 93 et pilote grâce à ceci la tige de soupape dans la soupape à piston, par l'intermédiaire du poussoir de soupape. Bien entendu, le levier d'actionnement peut être aussi arrêté dans un coulisseau dans une position permanente, et/ou il peut faire partie d'un mécanisme d'ouverture non représenté pour le hayon. Dans la figure 5 on emploie un dispositif de déclenchement 95 pour le ressort à gaz 5 qui correspond à la description de la figure 3, ce dispositif de déclenchement comprenant essentiellement un boîtier adaptateur 97 dont le taraudage 99 est vissé sur un filetage 101 de la tige de piston 13. Dans le boîtier adaptateur est prévue une chambre 103 remplie de fluide sous pression. La chambre est refermée par un couvercle de boîtier 105. À travers ce couvercle de boîtier est guidé un premier piston 107 qui peut être introduit par un poussoir de piston 109 dans la chambre. Le piston est étanché par rapport au couvercle de boîtier au moyen d'une bague d'étanchéité extérieure 111. Un second piston 113 est prévu en situation opposée au premier piston 107, en direction axiale, et ce second piston 113 peut être amené en liaison d'action avec le poussoir de soupape 35 au moyen d'une tête de piston 115. Le second piston 113 est étanché par rapport au boîtier adaptateur au moyen d'une bague d'étanchéité intérieure 117. Le premier piston 107 qui peut être rétracté et étendu dans la chambre présente un diamètre plus important que le second piston 113. Par rétraction du premier piston, le second piston est chassé hors de la chambre et amené en liaison d'action avec le poussoir de soupape. Pour ce qui concerne le fluide sous pression, on peut utiliser de l'air comprimé ou une huile hydraulique. Si le véhicule est équipé d'une installation de verrouillage centralisée fonctionnant avec de l'air comprimé, on utilisera de préférence ce fluide sous pression également pour l'application selon la présente invention. Judicieusement, le dispositif d'actionnement pour le dispositif de déclenchement 95, par exemple l'organe de fermeture de la porte, devrait présenter deux positions de commutation afin de pouvoir activer en cas de besoin la soupape à piston. Dans la figure 6, on a agencé dans le boîtier adaptateur 97 du dispositif d'actionnement 81 un électro-aimant 119 qui peut être alimenté en courant via un premier raccord électrique 121 et un second raccord électrique 123. Dans l'électro-aimant est prévu un noyau magnétique axialement mobile. En appliquant une tension aux raccords électriques, on peut déplacer le noyau magnétique contre le poussoir de soupape 35. I n'est pas nécessaire d'appliquer une force de déclenchement pour la soupape 25 (voir figure 3) puisque le déclenchement a lieu au moyen de l'électro-aimant. Au moyen de la direction de rotation d'une clé 127, l'utilisateur peut décider si l'électro-aimant doit être mis sous tension. Dans ce cas, la soupape à piston s'ouvre et on peut utiliser la totalité de l'angle d'ouverture cc + D du hayon. Si l'on tourne par exemple la clé dans le sens inverse aux aiguilles d'une montre, le hayon est certes ouvert, mais la soupape à piston reste fermée, de sorte que l'on ne dispose que de la première plage angulaire d'ouverture a. Revendications 1. Ressort a gaz (5), fixe d'une part en rotation sur une carrosserie (9) de véhicule et d'autre part sur un battant de carrosserie (3) a ouvrir, ledit ressort à gaz servant d'organe de levage pour une zone ouvrante du battant de carrosserie et comportant un cylindre (11) qui possède un remplissage de gaz sous pression, ledit cylindre possédant à l'une de ses extrémités un fond (19) et à son autre extrémité une unité d'étanchement et de guidage (17), une tige de piston (13), axialement mobile et positionnée concentriquement au cylindre (11) par l'unité d'étanchement et de guidage, un piston (15) sur ladite tige de piston (13), lequel subdivise le cylindre (11) en deux chambres de travail (53, 55), dans lequel le déplacement axial de la tige de piston (13) correspond dans un premier segment (23) à une première plage angulaire (a) d'ouverture du battant de carrosserie (9), une force de déploiement engendrée par le gaz sous pression sur la section de la tige de piston (13) dans le cylindre (11) étant active dans la première plage angulaire (a) d'ouverture du battant de carrosserie, et cette première plage angulaire étant suivie d'une seconde plage angulaire d'ouverture (3) dans laquelle le battant de carrosserie (9) est mobile au-delà de la première plage angulaire d'ouverture, et la tige de piston (13) est mobile axialement dans un second segment (25) correspondant qui dépend de cette seconde plage angulaire (3), et le battant de carrosserie est susceptible d'être arrêté dans toute position dans la seconde plage angulaire d'ouverture, les deux chambres de travail (53, 55) étant reliées l'une à l'autre au moyen d'un système de soupape, une ouverture de by-pass (21) étant active dans le premier segment de déplacement en fonction de la position de la tige de piston (13), et il est prévu entre les deux chambres de travail (53, 55) d'une part un second canal de liaison avec une soupape de commutation (57, 59, 61) dépendant de la direction et d'autre part une soupape à piston additionnelle (27), caractérisé en ce que la soupape à piston (27) peut être actionnée de manière délibérée au moyen d'un pilotage extérieur sur un poussoir de soupape (35). Il 2. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape à piston commutable (27) est susceptible d'être arrêtée dans une position de commutation désirée. 3. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pilotage a lieu au moyen d'un dispositif d'actionnement (81) du battant de carrosserie (3). 4. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une énergie auxiliaire pour transmettre l'actionnement de déclenchement. 5. Ressort à gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on utilise comme énergie auxiliaire du courant électrique, qui influence des électro-aimants (119) en liaison active avec la soupape à piston. 6. Ressort à gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on utilise comme énergie auxiliaire de l'air sous pression, qui influence un poussoir de soupape (35) en liaison active avec la soupape à piston. 7. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pilotage a lieu au moyen d'une came excentrique (33) en coopération avec un levier rotatif (31).