Brevet FR2811007A1 — publié le 20020104

L'invention concerne le domaine de l'industrie automobile. Plus précisément, elle concerne un ensemble charnière pour une porte battante latérale de véhicule automobile comportant un arrêt de porte intégré. Généralement, l'industrie automobile emploie trois éléments pour permettre la fixation, la rotation et le maintien dans une position angulaire prédéfinie d'une porte battante latérale de véhicule. Ces éléments sont une charnière supérieure et une charnière inférieure permettant toutes deux la fixation et la rotation de la porte, et un système d'arrêt de porte permettant le maintien de la porte dans une ou plusieurs positions angulaires prédéfinies. Le io système d'arrêt de porte a également pour fonction d'arrêter la porte lorsque la pleine ouverture de celle-ci est atteinte. Dans certains cas, l'une au moins des deux charnières comporte un dispositif d'arrêt de porte qui lui est intégré. De telles charnières de porte avec arrêt de porte intégré sont décrites, notamment, dans les documents suivants: DE-A-29806087, DE-A-19642597, EP-A-0 794 308, DE-A- 29604089, DE-A-19606186, EP-A-0 769 600. Elles comportent notamment un ressort en fil, travaillant en torsion et roulant sur une série de galets. Les charnières avec arrêt de porte intégré existant sur le marché comportent divers inconvénients. En premier lieu, elles sont plus encombrantes que les charnières classiques du fait de la présence du système d'arrêt de porte. L'environnement du véhicule doit donc autoriser un volume important pour permettre le montage de ce type de charnière. D'autre part, du fait que les dispositifs d'arrêt de porte comportent des pièces métalliques en frottement les unes sur les autres, ils émettent un claquement ou un grincement pendant la manoeuvre de la porte. Les constructeurs automobiles souhaitent aujourd'hui l'élimination de ce type de bruit, désagréable pour l'utilisateur. De plus, le frottement entre les pièces métalliques use le revêtement anticorrosion qu'elles peuvent comporter avant leur montage; on crée ainsi la possibilité d'une corrosion de ces mêmes pièces. Enfin, dans le but d'atténuer les bruits de fonctionnement du système d'arrêt de porte, il est habituel d'effectuer un graissage de ce système en fin de montage du véhicule. Mais il est périodiquement nécessaire de renouveler ce graissage lors des opérations d'entretien du véhicule, et les constructeurs automobiles souhaiteraient éliminer cette étape de graissage. De plus, les impuretés s'accumulent à l'intérieur de la graisse au cours de la vie du véhicule, ce qui peut causer une abrasion des pièces lors de leur frottement. La Demanderesse a proposé, dans sa demande de brevet français FR 00 01 856, un type d'ensemble charnière de porte résolvant en grande partie les problèmes ci-dessus. Dans cet ensemble charnière de porte relativement peu encombrant, un charnon mobile fixé à la porte est équipé de deux cames métalliques crantées, contre lesquelles un ressort maintenu par un charnon fixe solidaire de la carrosserie du véhicule et travaillant principalement en flexion, plaque deux galets. Un axe de rotation permet l'articulation du charnon mobile sur le charnon fixe. Si les galets sont en un matériau auto-lubrifiant tel qu'une matière plastique, on peut se passer d'un o graissage de l'ensemble, graissage qui demeure préférable si les galets sont métalliques. Ce dispositif a cependant pour inconvénient de nécessiter l'utilisation d'un ressort de flexion, qui est un type de ressort dont les caractéristiques optimales pour cette utilisation sont plus difficiles à déterminer que celles des ressorts de compression classiques. Il coûte également plus cher à fabriquer. Enfin, ce ressort de flexion s'étend sur pratiquement l'ensemble de la hauteur de l'ensemble charnière de porte, et nécessite deux zones de contact entre le mécanisme d'arrêt de porte et le charnon fixe. La partie active de l'ensemble chamrnière de porte a donc son encombrement déterminé avant tout par les dimensions qu'il est nécessaire de conférer au ressort de flexion. Le but de l'invention est de proposer un ensemble charnière de porte à arrêt de porte intégré ne comportant pas de ressort de flexion, et dont l'encombrement de la partie active peut être encore réduit par rapport aux dispositifs existants. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble charnière de porte de véhicule à mécanisme d'arrêt de porte intégré, du type comportant un charnon fixe destiné à être solidarisé à la carrosserie du véhicule, un charnon mobile destiné à être solidarisé à la porte du véhicule, et des moyens d'articulation dudit charnon mobile sur ledit charnon fixe selon un axe, caractérisé en ce qu'il comporte: - une came crantée solidaire dudit chamon mobile; - une surface de contact pouvant s'insérer dans l'un des crans de la came lors d'une opération d'ouverture partielle ou totale de la porte, portée par une pièce mobile; et - des moyens élastiques agissant sur ladite pièce mobile pour réaliser l'application de ladite surface de contact contre ladite came, solidaires du charnon fixe et comportant un ressort de compression. Ladite surface de contact peut être une surface de frottement, éventuellement intégrée de construction à ladite pièce mobile. Ladite surface de contact peut également être un galet pouvant tourner autour d'un axe. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens élastiques d'application de ladite surface de contact contre ladite came comportent: - un support connecté au chamon fixe et dans lequel est ménagée une cavité sur le fond de laquelle prend appui l'une des extrémités dudit ressort de compression; et - un piston guidé en translation à l'intérieur de ladite cavité et constituant ladite pièce mobile, sur la face arrière duquel prend appui l'autre extrémité dudit ressort de compression, et dont la face avant porte ladite surface de contact. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens élastiques d'application de ladite surface de contact contre ladite came comportent:: - un support connecté au charnon fixe, et sur lequel prend appui l'une des extrémités dudit ressort de compression; et - une pièce articulée sur ledit support fixe autour d'un axe les traversant, et constituant ladite pièce mobile, sur laquelle prend appui l'autre extrémité dudit ressort de compression. Préférentiellement, I'ensemble charnière de porte selon l'invention est caractérisé en ce que ledit charnon mobile comporte un boîtier articulé autour de l'axe d'articulation du charnon mobile sur le charnon fixe, en ce que ledit boîtier supporte ladite came sur sa paroi interne, et en ce que ladite pièce mobile et ses moyens élastiques d'application sont inclus dans ledit boîtier. Ledit boîtier comporte de préférence un couvercle l'isolant du milieu extérieur. Ladite came peut être intégrée de construction à la paroi interne dudit boîtier. Ladite surface de contact peut être réalisée en un matériau auto- lubrifiant. L'ensemble charnière de porte selon l'invention peut être conformé de manière à permettre de dégonder ladite porte sans qu'il soit nécessaire de démonter ledit ensemble. Comme on l'aura compris, l'invention consiste à intégrer au charnon mobile une came crantée, et à faire s'appuyer contre cette came une surface de contact (une simple surface de frottement ou un galet tournant) , portée par une pièce mobile intégrée au charnon fixe et actionnée au moyen d'un ressort de compression. Le degré d'ouverture de la porte choisi par l'utilisateur détermine dans quel cran de la came la surface de contact est appliquée. La pièce mobile peut être mobile en translation, ou être mobile en rotation autour d'un axe traversant le charnon fixe. Optimalement, la came, la pièce mobile et les moyens qui l'actionnent sont intégrés dans un boîtier solidaire du charnon mobile et dont une paroi interne porte la came. Ce boîtier est, de préférence, obturé par un couvercle qui isole complètement la partie active de l'ensemble charnière de porte par rapport au milieu extérieur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes: - la figure 1 qui montre, vu de face en coupe selon Ia-Ia (figure la), vu de gauche (figure lb) et vu de dessus en coupe selon Ic-Ic (figure lc) un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 qui montre, vu de face en coupe selon Ila-IIa (figure 2a), vu de gauche (figure 2b), vu de dessus en coupe selon IIc-IIc (figure 2c) et vu de face en coupe partielle selon IId-IId (figure 2d) un deuxième mode de réalisation de l'invention. Conformément à l'art antérieur connu, le premier mode de réalisation de l'ensemble charnière de porte selon l'invention représenté sur la figure 1 comporte un charnon fixe 1 destiné à être solidarisé à la carrosserie 2 du véhicule. Cette solidarisation est réalisée, par exemple, par des boulons passant à travers des perforations 3, 3' ménagées dans la première partie 4 dudit charnon fixe destinée à être appliquée contre la carrosserie 2. Le chamon fixe 1 comporte, par ailleurs, une seconde partie 5 disposée (dans l'exemple représenté) sensiblement à angle droit par rapport à la première partie 4. Toujours selon l'art antérieur, un charnon mobile 6 destiné à être solidarisé à la porte 7 du véhicule, par exemple par des boulons traversant des perforations 8 (dont une seule est représentée). Le charnon fixe 1 et le charnon mobile 6 sont articulés l'un sur l'autre par des moyens qui seront décrits en détail plus loin. Selon une caractéristique préférée de l'invention, le charnon mobile 6 est constitué à sa partie supérieure par un boîtier 9, dont la partie supérieure est obturée par un couvercle 10 qui isole du milieu extérieur l'intérieur du boîtier 9 et les organes qu'il renferme. Ce boîtier 9 est relié par s une patte verticale 11 comportant les perforations 8 à une semelle 12 d'orientation sensiblement horizontale. Un orifice vertical 13 traverse la seconde partie 5 du charnon fixe 1. Sa face interne est munie de cannelures. Un axe cannelé 14 le traverse, ses cannelures correspondant à celles de l'orifice 13 de manière à l'empêcher de tourner sur lui-même. Son extrémité inférieure traverse également la semelle 12 du charnon mobile 6. Son extrémité supérieure traverse le fond 15 du boîtier 9 du charnon mobile 6. Des bagues 16, 17 en matériau autolubrifiant, tel que du PTFE, entourant les extrémités respectivement inférieure et supérieure de l'axe 14, permettent au charnon mobile 6 de tourner autour de l'axe 14, qui de ce fait constitue l'axe d'articulation de l'ensemble charnière de porte. A l'extrémité supérieure de l'axe 14, est fixé un support 18 qui est une pièce de forme' générale allongée et d'orientation générale perpendiculaire à l'axe 14. Ce support 18 est donc connecté au charnon fixe 1 par l'intermédiaire de l'axe 14. Le support 18 comporte une cavité 19 orientée de la même manière. Un ressort de compression 20 s'appuie par l'une de ses extrémités contre le fond 21 de la cavité 19. L'autre extrémité du ressort 20 s'appuie contre un piston 22. Celui-ci peut coulisser à l'intérieur de la cavité 19 qui assure ainsi son guidage en translation, le ressort 20 exerçant sur le piston 22 un effort tendant à expulser le piston 22 hors de la cavité 19. La face externe du piston 22, c'est à dire la face opposée à celle sur laquelle s'applique le ressort 20, comporte un évidement 23. Dans celuici vient se loger un galet 24 pouvant tourner autour d'un axe 25 sensiblement perpendiculaire à la direction de translation du piston 22. La face externe du galet 24 déborde de la face externe du piston 22, de manière à constituer une surface de contact avec une came crantée 26 en arc de cercle solidaire de la face interne du boîtier 9, ou lui étant intégrée de construction. Les crans de la came 26 ont une forme correspondant à celle du galet 24. Sur la figure lc on a représenté en traits pleins la configuration de l'ensemble charnière de porte dans le cas o la porte 7 est en position fermée. On a également représenté en traits interrompus les positions respectives 7', 9' de la porte 7 et du boîtier 9 lorsque la porte 7 est en position totalement ouverte après avoir été actionnée selon la flèche 27. On comprend que dans ce dernier cas, le galet 24 vient se loger dans le cran 28 de la came 26 situé à l'extrémité de la came 26 opposée à l'extrémité o se situe le cran dans lequel le galet 24 vient se loger lorsque la porte est en position fermée. Les crans intermédiaires de la came 26 permettent de maintenir la porte 7 dans des positions d'ouverture partielle prédéfinies, au choix de l'utilisateur. Au choix du constructeur, le support 18 et l'axe 14 peuvent être constitués par deux pièces solidarisées l'une à l'autre ou confondus en une seule pièce. La came 26 et le galet 24 peuvent être l'une ou l'autre en matière plastique ou en métal. Leurs usures sont aisément rattrapées par le ressort , au moins tant qu'elles ne sont pas trop prononcées. Un avantage de la configuration qui vient d'être décrite est qu'il est possible de réaliser la came 26 et le galet 24 tous deux en métal et de graisser leur zone de contact sans que des poussières et autres impuretés ne viennent polluer la graisse, puisque le couvercle 10 isole cette zone de contact du milieu extérieur. Le couvercle 10 est aussi une barrière acoustique qui atténue les bruits de fonctionnement de l'ensemble charnière de porte. A ce titre, il peut aussi permettre de se passer d'un graissage de la zone de contact came 26 - galet 24 tout en conservant des bruits de fonctionnement de l'ensemble charnière de porte acceptables par l'utilisateur, et généralement sensiblement moins gênants (en intensité et en fréquence) que les bruits de fonctionnement des ensembles connus. Il empêche également l'humidité ambiante de corroder les pièces renfermées par le boîtier 9 Le deuxième mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 2, comporte de nombreux éléments communs avec le premier mode de réalisation, et ils sont désignés sur la figure 2 par les mêmes références numériques que sur la figure 1. Il s'en distingue en ce que l'axe cannelé 14 est solidaire d'un support 29 de configuration différente du support 18 du premier mode. Il comporte lui aussi une pièce de forme générale allongée et d'orientation générale perpendiculaire à l'axe cannelé 14. Il comporte également une cavité 30 de même orientation, sur le fond 31 de laquelle s'appuie une extrémité d'un ressort de compression 32. Mais cette cavité 30 peut être moins profonde que la cavité 19 du support 18 précédent, car elle a pour seule fonction d'assurer la mise en place et l'appui du ressort de compression 32. L'autre extrémité de ce ressort 32 vient en appui contre une pièce 33 qui est articulée sur le support 29 autour d'un axe 34 qui le traverse sensiblement verticalement, et se trouve en positon décalée par rapport à l'axe selon lequel le ressort 32 exerce son action. Ainsi, alors que le piston 22 de l'exemple précédent pouvait se déplacer selon une trajectoire rectiligne sous l'effet du ressort 20, la pièce 33 articulée sur le support 29 peut se déplacer en rotation autour de l'axe 34 sous l'effet du ressort 32. Sur sa face externe (c'est à dire la face opposée à celle sur laquelle le ressort 32 exerce son action), la pièce articulée 33 comporte un évidement 35 dans lequel vient se loger un galet 24 pouvant tourner autour d'un axe 25, sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement de la pièce articulée 33, de manière à pouvoir constituer une surface de contact avec une came crantée 26 solidaire du boîtier 9 ou lui étant intégrée de construction. On retrouve donc ici les caractéristiques sur lesquelles repose le fonctionnement du premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention que l'on a précédemment décrit. La différence essentielle entre ces deux modes de réalisation réside donc dans la manière dont le galet 24 est appliqué contre la came 26, étant entendu que dans les deux cas cette application est réalisée par un ressort de compression 20, 32 exerçant son action sur une pièce 22, 33 portant ledit galet 24, cette pièce étant mobile soit en translation, soit en rotation selon le mode de réalisation de l'invention. Par rapport aux dispositifs connus précédemment décrits, l'ensemble chamrnière de porte selon l'invention présente plusieurs avantages. L'utilisation d'un ressort de compression disposé horizontalement au lieu d'un ressort de torsion ou de traction orienté verticalement rend la partie active de I'ensemble charnière de porte peu encombrante en hauteur, donc plus facile à installer dans un véhicule lorsque le cahier des charges impose des emplacements de faibles dimensions pour ces ensembles. D'autre part, comme on l'a dit, un ressort de compression est plus facile et moins coûteux à fabriquer qu'un ressort de flexion ou de torsion. De plus, l'invention ne nécessite d'utiliser qu'un seul ensemble galet 24/came 26, contre deux dans l'ensemble charnière de porte décrit dans le document FR 00 1856 déjà cité, ce qui lui procure une meilleure compacité. Enfin, on a déjà évoqué les avantages mécaniques et acoustiques de la possibilité d'intégrer la partie active de l'ensemble chamrnière de porte selon l'invention dans un boîtier 9, préférentiellement muni d'un couvercle 10. Outre les avantages techniques dont on a parlé, la présence de ce boîtier 9 permet d'améliorer l'esthétique de l'ensemble charnière de porte par rapport aux ensembles à arrêt de porte intégré précédemment connus. Il doit cependant être clairement compris que le boîtier 9 n'est pas un élément indispensable de l'invention, et que la came 26 peut être fixée directement sur le charnon mobile 6. D'autre part, il demeurerait dans l'esprit de l'invention de remplacer le galet 24 pouvant tourner autour de l'axe 25 par une simple surface de frottement fixe constituée par un patin en matériau métallique ou autolubrifiant fixé à l'extrémité du piston 22 ou de la pièce articulée 33. Une variante de cette configuration consisterait à intégrer de construction le patin au piston 22 ou à la pièce articulée 33, qui serait ainsi entièrement réalisée en une matière favorable à son bon glissement sur la came 26, avec ou sans graissage selon le choix du constructeur. Le premier mode de réalisation de l'invention procure un très bon guidage et un très bon maintien latéral de la porte 7 par le piston 22, lorsque ce dernier est bien ajusté à l'intérieur de la cavité 19 du support 18. A la longue, cependant, ce guidage et ce maintien latéral peuvent se dégrader par l'usure due aux frottements des différentes pièces. Le deuxième mode de réalisation de l'invention permet de remédier à cet inconvénient, au prix d'une construction un peu plus complexe. Un autre avantage de l'invention est de rendre possible la conception d'un ensemble chamrnière de porte permettant de dégonder la porte 7 par rapport à la carrosserie 2 du véhicule. Autrement dit, on pourrait désolidariser la porte 7 et la carrosserie 2 simplement en soulevant la porte 7 de manière à faire sortir verticalement l'axe cannelé 14 de son logement 13 ménagé dans le charnon fixe 1. Pour cela, il faut qu'aucune pièce ne soit conformée de manière à empêcher ce déplacement vertical (notamment la partie inférieure de l'axe cannelé 14 et la partie inférieure du chamon mobile 6), et également que la porte 7 puisse effectivement être déplacée verticalement sur une hauteur suffisante pour autoriser la sortie de l'axe 14 du logement 13 sans être gênée par la carrosserie 2. On peut alors dégonder la porte 7 sans qu'il soit nécessaire de démonter l'ensemble charnière de porte, ce qui n'était pas le cas avec les dispositifs de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Ensemble charnière de porte de véhicule à mécanisme d'arrêt de porte intégré, du type comportant un charnon fixe (1) destiné à être solidarisé à la carrosserie (2) du véhicule, un charnon mobile (6) destiné à être solidarisé à la porte (7) du véhicule, et des moyens d'articulation dudit charnon mobile (6) sur ledit charnon (1) fixe selon un axe (14), caractérisé en ce qu'il comporte: - une came crantée (26) solidaire dudit chamon mobile (6); - une surface de contact pouvant s'insérer dans l'un des crans de la came (26) lors d'une opération d'ouverture partielle ou totale de la porte (7), portée par une pièce mobile (22, 33); et - des moyens élastiques agissant sur ladite pièce mobile (22, 33) pour réaliser l'application de ladite surface de contact contre ladite came (26), solidaires du charnon fixe (1) et comportant un ressort de compression 1s (20, 32). 2. Ensemble charnière de porte selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface de contact est une surface de frottement. 3. Ensemble charnière de porte selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface de frottement est intégrée de construction à ladite pièce mobile (22, 33). 4. Ensemble charnière de porte selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface de contact est un galet (24) pouvant tourner autour d'un axe (25). 5. Ensemble charnière de porte selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques d'application de ladite surface de contact contre ladite came (26) comportent: - un support (18) connecté au charnon fixe (1) et dans lequel est ménagée une cavité (19) sur le fond de laquelle prend appui l'une des extrémités dudit ressort de compression (20); et - un piston guidé (22) en translation à l'intérieur de ladite cavité (19) et constituant ladite pièce mobile, sur la face arrière duquel prend appui l'autre extrémité dudit ressort de compression (20), et dont la face avant porte ladite surface de contact. 6. Ensemble charnière de porte selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques d'application de ladite surface de contact contre ladite came comportent: - un support (29) connecté au charnon fixe (1), et sur lequel prend appui l'une des extrémités dudit ressort de compression (32); et - une pièce articulée (33) sur ledit support (29) autour d'un axe (34) les traversant, et constituant ladite pièce mobile, sur laquelle prend appui lI'autre extrémité dudit ressort de compression (32). 7. Ensemble charnière de porte selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit charnon mobile (6) comporte un boîtier (9) articulé autour de l'axe (14) d'articulation du charnon mobile (6) sur le charnon fixe (1), en ce que ledit boîtier (9) supporte ladite came (26) sur sa paroi interne, et en ce que ladite pièce mobile (22, 33) et ses moyens élastiques d'application sont inclus dans ledit boîtier (9). 8. Ensemble charnière de porte selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit boîtier (9) comporte un couvercle (10) I'isolant du milieu extérieur. 9. Ensemble charnière de porte selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite came (26) est intégrée de construction à la paroi interne dudit boîtier (9). 10. Ensemble charnière de porte selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite surface de contact est réalisée en un matériau auto-lubrifiant. 11. Ensemble charnière de porte selon l'une des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'il est conformé de manière à permettre de dégonder ladite porte (7) sans qu'il soit nécessaire de démonter ledit ensemble.