Brevet FR2769939A1 — publié le 19990423

La présente invention concerne un arrêt de porte, notamment pour véhicule automobile, destiné à relier l'une à l'autre les deux parties de l'articulation (porte/carrosserie) pour les retenir dans une position quelconque. Il existe de multiples formes d'arrêts de portes pour des véhicules automobiles. Ces arrêts de portes sont destinés à maintenir la porte en position d'ouverture. Pour refermer la porte il faut tirer sur celle-ci en exerçant un effort supérieur à celui qui serait normalement nécessaire en l'absence d'arrêt de porte, pour vaincre le couple de retenue de l'arrêt de porte. Ce couple est engendré en général par un bossage ou une cavité de la languette de l'arrêt de porte et qui oblige les galets roulant sur cette languette à s'écarter contre l'action d'un élément élastique tel qu'un ressort ou par la déformation d'une pièce élastique. Ces arrêts de porte ont tous une ou éventuellement plusieurs positions de retenue discrètes. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un arrêt de porte permettant de retenir une porte dans n'importe quelle position intermédiaire entre la position de fermeture et la position d'ouverture la plus grande. A cet effet, l'invention concerne un arrêt de porte, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend - un boîtier rigide fermé de manière étanche contenant un fluide, ce boîtier étant relié à une partie de l'articulation, - un piston monté pivotant dans le boîtier par un axe soli daire du piston et dont au moins une extrémité dépasse du boîtier pour être reliée à l'autre partie de l'articulation, - ce piston subdivisant le boîtier en deux chambres de volume variable, complémentaires, - le piston étant muni de deux clapets directionnels à seuil de déclenchement opposés, commandant chacun un passage étranglé reliant les deux chambres lorsque la pression dans l'une des chambres dépasse celle de l'autre d'une diffé rence supérieure au seuil du clapet correspondant au sens de passage du fluide, de la chambre à pression élevée vers 1' autre. L'arrêt de porte selon l'invention retient la porte dans n'importe quelle position dans laquelle la porte est laissée, c'est-à-dire dans n'importe quelle position de pivotement relative entre le piston et le boîtier puisque lorsqu'on arrête la porte, le piston n'exerce plus d'effort de compression sur le fluide se trouvant dans la chambre amont, si bien que les pressions du fluide dans la chambre amont et dans la chambre aval sont voisines. Le fluide dans les deux chambres bloque ainsi le piston puisqu'il ne peut traverser aucun des deux clapets opposés. Après l'arrêt, la situation change puisque seule une force exercée sur la porte et engendrant une pression supérieure à celle du seuil du clapet correspondant à ce mouvement peut déplacer la porte. Les seuils sont de préférence identiques mais ils peuvent être différents. En aucun cas l'identité des seuils n'est indispensable et ne constitue un but de réglage. Pour déplacer la porte de la position dans laquelle elle est arrêtée par l'arrêt de porte, il faut la tirer ou la pousser dans le sens voulu pour engendrer dans la chambre amont une pression telle que sa différence avec la pression de la chambre aval dépasse le seuil d'ouverture du clapet prévu pour s'ouvrir et permettre la communication entre les deux chambres. A ce moment, comme cette différence de pression agit dans le sens de fonctionnement opposé sur l'autre clapet (celui-ci étant disposé en opposition du clapet précédent), il ne peut s'ouvrir. Inversement, lorsqu'on exerce sur la porte en position d'arrêt, un couple opposé au couple précédent, et lorsque la différence de pression dans ce sens dépasse celle du seuil du second clapet, celui-ci s'ouvre et libère le mouvement. Dès que le couple extérieur exercé sur la porte disparaît, le piston s'immobilise et du fait même de son immobilisation les pressions dans les deux chambres s'équilibrent, quelle que soit par ailleurs la position relative du piston. Le piston est alors bloqué dans cette position et il bloque la porte dans la position correspondante. De manière générale, l'arrêt de porte est associé à une articulation en deux parties constituées par exemple par la carrosserie et une porte de véhicule. D'autres applications sont envisageables. Cet arrêt de porte est de préférence monté de fa çon que l'axe de rotation relatif entre le piston et l'arrêt de porte coïncide avec l'axe de rotation de la porte. Toutefois, des mécanismes de liaison et de transmission de mouvement peuvent être envisagés si l'arrêt de porte ne peut se monter de manière coaxiale à l'axe de pivotement de la porte comme évoqué ci-dessus. De façon générale et par convention, les termes amont et aval désigneront la chambre qui se trouve en amont du piston suivant son sens de rotation et celle qui se trouve en aval. De ce fait, les qualificatifs amont et aval dépendent uniquement du sens dans lequel le piston pivote ou doit pivoter. Le passage étranglé qui est libéré par l'un des clapets pendant le déplacement du piston engendre une perte de charge permettant de maintenir une différence de pression de part et d'autre de l'organe d'obturation du clapet correspondant. De façon particulièrement avantageuse, le clapet directionnel à seuil de déclenchement comprend - un passage étagé ayant en entrée un passage de petite sec tion débouchant dans la chambre amont et un passage de grand diamètre débouchant dans la chambre aval, - ces deux passages de diamètres différents formant entre eux un épaulement dans lequel débouche le passage amont en y réalisant le siège de clapet avec lequel coopère un organe d'obturation chargé par un ressort taré, - le passage étranglé reliant l'intérieur du clapet en aval du siège à la chambre aval. Ce clapet est d'une réalisation très simple. Cette réalisation concerne également le piston qui est par exemple une pièce pleine, dans laquelle on réalise simplement deux passages étagés, dirigés en sens inverse, et un passage étranglé pour chaque clapet. Dans ce clapet, l'organe d'obturation est de préférence une bille. Suivant une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le passage de grand diamètre reçoit un fourreau dans lequel se déplace la bille réalisant une séparation étanche entre le fluide de la chambre amont et celui de la chambre aval sur les deux côtés de la bille. Ce fourreau évite toute fuite de liquide directement à travers la séparation constituée par la bille dégagée de son siège, pour obliger tout le liquide à passer par le passage étranglé. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le ressort chargeant l'organe d'obturation du clapet est un ressort Belleville. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le ressort chargeant l'organe d'obturation du clapet s'appuie, d'une part, sur l'organe d'obturation, et, d'autre part, sur une vis percée, logée de manière réglable dans le passage de grand diamètre, taraudé sur au moins une partie de sa longueur. Ce montage du ressort dans son logement est très simple et la vis percée permet de régler le tarage du ressort. Comme déjà indiqué, il n'est pas indispensable au fonctionnement de l'arrêt de porte que les ressorts des deux clapets soient tarés exactement de la même manière. Le tarage du ressort règle le seuil d'ouverture du clapet, c'est-à-dire la différence de pression qu'il faut engendrer par le couple appliqué initialement à la porte. Ce couple diminue dès que le seuil est dépassé et que le clapet est ouvert. En effet, l'organe d'obturation tel que la bille est poussé par une force déterminée, exercée par le ressort taré. Pour engendrer cette force lorsque le clapet est fermé, il faut exercer une pression importante sur la petite surface de l'organe d'obturation accessible au niveau du siège du clapet. Mais dès que l'organe d'obturation s'est soulevé de son siège, toute la face correspondante peut être soumise à la pression. Il faut donc une pression très inférieure pour maintenir l'organe d'obturation en position ouverte. Si le passage n'était pas étranglé, les pressions s'équilibreraient d'une manière quasi immédiate dans les deux chambres et le clapet reviendrait s'appliquer quasi immédiatement contre son siège qu'il obturerait. Il faudrait à nouveau exercer un couple engendrant une différence de pression supérieure au seuil pour soulever de nouveau le clapet de son siège. L'équilibre se referait immédiatement et ainsi de suite. On aurait un mouvement saccadé d'ouverture de la porte et il faudrait en permanence exercer le couple important nécessaire au pivotement initial de la porte à partir de sa position d'arrêt. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'une des chambres comporte un bouchon, réglable, formant butée de fin de course pour le piston et permettant de régler la pression dans les deux chambres. Cette butée de fin de course est de préférence associée à la fin de course d'ouverture d'une porte de voiture. Suivant une autre caractéristique, le boîtier est en forme de secteur de cercle et comporte deux logements formant palier pour l'axe du piston, ce boîtier étant réalisé en deux parties, une partie inférieure formant une cuve et une partie supérieure formant un couvercle. Suivant une autre caractéristique intéressante, le boîtier comporte un décrochement sur une partie du trajet de piston pour faire communiquer librement les deux chambres et neutraliser sur ce trajet la fonction d'arrêt de porte. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale du clapet selon le plan I-I de la figure 2, - la figure 2 est une vue de dessus du clapet de la figure 1 coupée selon le plan II-II, - la figure 3 est une vue en perspective éclatée du piston, - la figure 4 est une vue en coupe selon le plan de coupe IV-IV de la figure 2, Selon les figures 1 et 2, l'invention concerne un arrêt de porte destiné notamment à équiper les portes de véhicules automobiles correspondant de manière générale à deux parties articulées l'une à l'autre, l'une des parties étant la porte, l'autre la carrosserie. Ces deux parties ne sont pas représentées. Ces deux parties peuvent être reliées indifféremment à l'une ou l'autre des deux parties de l'arrêt de porte, à savoir le boîtier ou le piston. Le but de cet arrêt de porte est de retenir la porte dans n'importe quelle position d'ouverture relative par rapport à la carrosserie. Cet arrêt de porte se compose d'un boîtier 1 en deux parties 11, 12, l'une constituant une cuve, l'autre son couvercle. Ces deux parties sont assemblées de façon étanche. Le boîtier présente, comme le montre la figure 2, une forme de secteur de cercle ou plus exactement d'enveloppe de secteur de cercle dont le centre est constitué par l'axe de pivotement 2. Ce boîtier, rigide, fermé de manière étanche, contient un fluide tel qu'un liquide hydraulique, un gaz ou un fluide semi-solide (fluide pâteux). La cavité de ce boîtier 1 loge un piston pivotant 3 muni d'un axe coaxial à l'axe géométrique 2 et dont une extrémité ou élément d'axe 31 est logée dans une partie 13 fermée du boîtier 1 qui constitue un palier ; l'autre extrémité ou élément d'axe 32 traverse un manchon 14 du couvercle 12 du boîtier 1 de manière étanche. Le boîtier 1 est relié à l'une des parties de l'articulation (carrosserie ou porte) et l'extrémité 32 de l'axe du piston est reliée à l'autre partie de l'articulation (porte ou carrosserie). Le piston 3 peut effectuer dans le boîtier 1 un mouvement de pivotement autour de l'axe géométrique 2. La forme de la cavité du boîtier 1 permet ce mouvement de pivotement dont l'angle a (par rapport à l'axe 2) dépend du degré d'ouverture que doit offrir l'articulation (avec ou sans démultiplication de mouvement). Le piston 3 se compose d'une barre 33 de section sensiblement égale à la section de la cavité du boîtier 1. Cette barre 33 se termine par une extrémité 34 portant les deux éléments d'axe 31, 32 et par une extrémité 35 munie de deux clapets directionnels 41, 42. Le piston 3 comporte à sa périphérie un joint 36. Ce joint 36 entoure également les éléments d'axe 31, 32 pour assurer une séparation étanche entre les deux chambres 51, 52 délimitées par le piston 3 dans la cavite du boîtier 1. Il est à remarquer que l'étanchéité de l'élément d'axe 32 sortant du boîtier 1 est assurée éventuellement par un joint complémentaire 320. Le boîtier 1 est également muni d'une butée de fin de course 6 logée dans un manchon 15 prévu sur le côté du boîtier 1 et débouchant dans la chambre 52. Cette butée de fin de course se compose d'un bouchon 61 logé de manière étanche dans le manchon 15, s'appuyant par l'intermédiaire d'un élément élastique 62 contre une vis de réglage 63 vissée dans le taraudage du manchon 15. Le vissage plus ou moins important de la butée dans le manchon 15 permet de régler la pression régnant dans la cavité du boîtier 1. Le piston 18 vient légèrement en saillie de la paroi intérieure du boîtier 1 pour servir de butée de fin de course au piston 3. Selon la figure 2, le mouvement d'ouverture de la porte correspond au mouvement du piston 3 dans la direction de la flèche A. Lorsque la porte est fermée, le piston 3 est appliqué contre le côté 17 du boîtier 1 alors qu'en fin de course d'ouverture le piston est appliqué contre la butée 6. De manière générale, un arrêt de porte n'a pas à intervenir dans le fonctionnement de la porte à l'ouverture et à la fermeture. Il doit être neutralisé pour ces deux phases du mouvement de la porte. L'ouverture doit pouvoir se faire sans demander un effort particulier. La fermeture de la porte doit être libre pour permettre de claquer la porte ce qui est la garantie du bon enclenchement de la serrure. De plus, l'ouverture d'une porte de véhicule doit pouvoir se faire sans effort particulier jusqu'à un degré ou angle d'ouverture permettant au passager de sortir du véhicule. La fonction d'arrêt de porte ne doit intervenir qu'audelà de ce mouvement, tant dans le sens de l'ouverture que celui de la fermeture. Pour cette raison, le boîtier 1 présente un décrochement ou canal 16 ou plus généralement un moyen de communication permettant la libre communication entre les chambres 51 et 52 de manière à neutraliser la fonction d'arrêt de porte. Au niveau du décrochement 16, le joint 36 du piston 3 n'est plus en contact avec la paroi du boîtier si bien que le fluide hydraulique peut passer librement entre les chambres, de part et d'autre du piston 3. La longueur de ce décrochement (arc ou angle) 16 correspond à l'angle d'ouverture libre de la porte sans intervention de la fonction d'arrêt de porte. La forme du piston 3 apparaît particulièrement bien à la figure 3. Cette figure 3 montre également, en vue éclatée, la structure du clapet 41. La forme plus particulière du clapet apparaît dans la vue en coupe de la figure 4. Le piston 3 subdivise la cavité du boîtier 1 en deux chambres 51, 52. Si l'on suppose que le piston 3 est entraîné en rotation (ou pivotement) autour de l'axe 2, dans le sens de la flèche A, on appellera chambre amont la chambre 52 qui se trouve devant le piston 3 ; la chambre aval sera la chambre 51 située à l'arrière du piston 3. Le qualificatif affecté aux chambres 51, 52 s'inverse lorsque le piston 3 pivote dans la direction opposée à celle donnée par la flèche A. La chambre 51 devient alors la chambre amont et la chambre 52 la chambre aval. Les clapets 41, 42 du piston agissent en sens opposé. I1 s'agit de clapets directionnels s'ouvrant avec un seuil de déclenchement dépendant de la différence de pression régnant de part et d'autre du clapet, c'est-à-dire de la différence de pression du fluide dans les deux chambres 51, 52. Chaque clapet 41, 42 commande un passage étranglé 410, 420 reliant l'entrée du clapet en aval de son organe d'obturation à l'autre chambre que celle avec laquelle communique l'entrée du clapet. La description de cette partie du piston et des clapets sera faite de manière plus détaillée après à l'aide des figures 2, 3, 4. I1 est à remarquer que la structure des deux clapets 41, 42 est identique aussi et la description se limitera-t-elle à celle du clapet 41 surtout à l'aide des figures 3 et 4. Le clapet 41 est destiné à libérer le passage 410 (figures 3 et 4) reliant la chambre 52 (dans laquelle règne par hypothèse la pression la plus élevée) à la chambre 51 lorsque la différence entre les deux pressions dépasse le seuil de déclenchement du clapet. Le clapet 41 comprend un passage étagé réalisé dans le corps 35 et se composant en entrée, du côté de la chambre 52, d'un passage de petite section 411 et de l'autre côté, débouchant dans la chambre 51, d'un passage de grande section 412. Ces passages forment entre eux un épaulement 413 dans lequel le passage de petite section 411 délimite un siège de clapet 414. Le clapet est obturé par un organe d'obturation 415 en forme de bille. Cet organe d'obturation est logé à l'intérieur du passage de grande section 412 dans un fourreau 416 avec lequel il est en contact étanche. Ce fourreau est lui-même logé de manière étanche dans le passage 412. Un ressort 417 est appuyé contre l'organe d'obturation 415. Par son autre extrémité, le ressort 417 s'appuie sur une vis percée 418 munie d'un perçage 419 qui la traverse complètement. Cette vis 418 est vissée dans la partie taraudée du passage de grande section 412 pour comprimer le ressort 417 de manière tarée fixant le seuil de déclenchement du clapet. Le fourreau 416 dégage le passage étranglé 410 comme cela est représenté. Le fonctionnement de ce clapet 41 est le suivant initialement, par hypothèse, la pression du fluide dans les deux chambres 51, 52 est identique. Le piston est à l'équilibre et le clapet est fermé. Son organe d'obturation 415 est appliqué par le ressort 417 contre son siège 413. Lorsqu'on exerce un effort sur l'une des parties de l'articulation porte) cet effort ou ce couple se traduisent par une compression du fluide dans l'une des chambres 51, 52. Pour la description de ce fonctionnement, à titre d'exemple, on suppose que cet effort augmente la pression du fluide dans la chambre 52 et diminue celle du fluide dans la chambre 51. La différence des deux pressions s'exerce à travers le passage de petite section 411 sur la partie de l'organe d'obturation 415 exposée dans le passage 411. Lorsque le produit de cette pression (différence de pression) et de la surface exposée est égal ou légèrement supérieur à la force de fermeture exercée par le ressort 417 sur l'organe d'obturation 415, celui-ci se soulève de son siège 413. Dès l'ouverture, la différence de pression ne s'exerce plus seulement sur la petite surface décrite ci-dessus de l'organe d'obturation 415 mais sur tout le côté de celui-ci exposé à ce fluide de la chambre 52. En fait, toute la surface de l'organe d'obturation 415 située du côté de la chambre 52 est soumise à la pression régnant dans la chambre 52 et toute la surface de l'organe d'obturation 415 tournée vers la chambre 51 est soumise à la pression du fluide régnant dans cette chambre 51 par l'intermédiaire du passage 419 traversant l'écrou 418. Aussi longtemps qu'un effort est exercé sur le piston pour le déplacer dans le même sens, il subsiste une différence de pression des fluides des chambres 52 et 51. Pour maintenir l'organe d'obturation 415 en position d'ouverture, il suffit d'une différence de pression beaucoup plus faible que celle nécessaire au déclenchement initial du clapet, puisque cette différence de pression ne s'applique plus sur la petite surface de l'organe d'obturation mais pratiquement sur toute la section du passage 412. En d'autres termes, la différence de pression nécessaire à la poursuite du mouvement est en première approximation dans le rapport inverse des sections des passages 411, 412. Cette différence de pression est conservée grâce au passage étranglé 410 qui évite son effondrement quasi immédiat par l'échange quasi immédiat du fluide entre les chambres 52 et 51. Cela permet de maintenir le clapet ouvert aussi longtemps qu'un effort relativement faible est exercé sur la porte. Cet effort extrêmement faible traduit la volonté de l'utilisateur qui manipule la porte, de continuer de déplacer celle-ci dans le sens choisi. Dans la description du fonctionnement du clapet faite à l'aide de la figure 4, la chambre 52 constitue la chambre amont (dans laquelle règne la pression la plus forte) et la chambre aval 51 (dans laquelle règle la pression le plus faible). Comme le clapet 41 est unidirectionnel, c'est-àdire qu'il ne peut libérer la communication que de la chambre 52 vers la chambre 51, les notions amont et aval, qui sont relatives dans le cas des chambres, sont absolues dans le cas du clapet 41. La même remarque s'applique au clapet 42. Le fonctionnement du clapet 41 ayant été décrit, il est facile d'imaginer le fonctionnement inverse du clapet 42 qui est également un clapet à seuil de déclenchement. Alors que le clapet 41 est associé au sens de rotation indiqué par la flèche A, le fonctionnement du clapet 42 est associé au sens de rotation inverse. REVENDICATIONS 10) Arrêt de porte, notamment pour véhicule automobile, destiné à relier l'une à l'autre les deux parties de l'articulation (porte/carrosserie) pour les retenir dans une position quelconque caractérisé en ce qu'il comprend - un boîtier (1) rigide, fermé de manière étanche, contenant un fluide, ce boîtier étant relié à une partie de l'articulation, - un piston (3) monté pivotant (2) dans le boîtier (1) par un axe (31, 32) solidaire du piston (3) et dont au moins une extrémité (32) dépasse du boîtier (1) pour être reliée à l'autre partie de l'articulation, - ce piston (3) subdivisant le boîtier (1) en deux chambres (51, 52) de volume variable, complémentaires, - le piston (3) étant muni de deux clapets directionnels (41, 42) à seuil de déclenchement, opposés, commandant chacun un passage étranglé (410, 420) reliant les deux chambres (51, 52) lorsque la pression dans l'une des chambres dépasse celle de l'autre d'une différence supérieure au seuil du clapet correspondant au sens de passage du fluide de la chambre à pression élevée vers l'autre. 20) Arrêt de porte selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet directionnel à seuil de déclenchement (41) comprend - un passage étagé (411, 412) ayant en entrée un passage de petite section (411) débouchant dans la chambre amont (52) et un passage de grand diamètre (412) débouchant dans la chambre aval (51), - ces deux passages de diamètres différents formant entre eux un épaulement (413) dans lequel débouche le passage amont (411) en y réalisant le siège de clapet (414) avec lequel coopère un organe d'obturation (415) chargé par un ressort taré (417), - le passage étranglé (410) reliant l'intérieur du clapet (41), en aval du siège (414) à la chambre aval (51). 3 ) Arrêt de porte selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'obturation est une bille (415). 40) Arrêt de porte selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le passage de grand diamètre (412) reçoit un fourreau (416) dans lequel se déplace la bille (415) qui réalise une séparation étanche entre le fluide de la chambre amont (52) et celui de la chambre aval (51) sur les deux côtés de la bille (415). 50) Arrêt de porte selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (417) chargeant l'organe d'obturation (415) du clapet est un ressort Belleville. 60) Arrêt de porte selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (417) chargeant l'organe d'obturation (415) du clapet s'appuie, d'une part, sur l'organe d'obturation, et, d'autre part, sur une vis percée (418), logée de manière réglable dans le passage de grand diamètre (412), taraudé sur au moins une partie de sa longueur. 70) Arrêt de porte selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une (52) des chambres (51, 52) comporte un bouchon (6), réglable, formant butée de fin de course pour le piston (3) et permettant de régler la pression dans les deux chambres (51, 52). 80) Arrêt de porte selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (1) est en forme de secteur de cercle et comporte deux logements (13, 14) formant palier pour l'axe (31, 32) du piston (3), ce boîtier (1) étant réalisé en deux parties, une partie inférieure (11) formant une cuve et une partie supérieure (12) formant un couvercle. 90) Arrêt de porte selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier comporte un décrochement (16) sur une partie du trajet de piston (3) pour faire communiquer librement les deux chambres (51, 52) et neutraliser sur ce trajet la fonction d'arrêt de porte.