Brevet FR2835276A1 — publié le 20030801

avec le panneton (6) dudit système. Cartouche de charnière pour une charnière de porte, notamment pour une charnière de portière de véhicule, charnière équipée de ladite cartouche de charnière et procédé de montage d'une telle cartouche dans une charnière de porte. L' invention concerne une cartouche de charnière pour une charnière de porte, une charnière de porte munie d'une telle cartouche ainsi qu'un procédé de montage de ladite cartouche de charnière dans la charnière. Les véhicules, par exemple les véhicules automobiles, en règle générale, sont pourvus de portes ou portières qui peuvent être ouvertes et fermées par un mouvement de pivotement. Ces portes sont fixées au chassis du véhicule à l' aide d'au moins une charnière de porte. Les charnières de porte peuvent également disposer, en plus de leur fonction de pivotement, d'une fonction d'arrêt grâce à laquelle la porte de véhicule peut être arrêtée dans des positions angulaires d'ouverture prédéterminées. La fonction d'arrêt est obtenue à l' aide d'un élément de blocage qui est intégré dans la charnière de porte. i - Par le document EP 0 897 045 A2, on connâît un dispositif d'arrêt de porte qui est combiné sur le plan de la construction à une charnière de porte dégondable. Le dispositif connu présente deux moitiés de charnière parmi Lesquelles l'une peut être fixée à la porte et l'autre à la colonne de porte. Une cheville de charnière est monte fixe en rotation dans l'une des moitiés de charnière et tournante dans l'autre, grâce à une douille de palier. Le dispositif d'arrêt de porte est fxé à l'élément de charnière dans lequel est insérée la douille de palier et comprend un dispositif à crans, grâce auquel la cheville de charnière peut être bloquée. Le dispositif d'arrêt de porte comporte en outre une butée axiale à roulement qui supporte en rotation le dispositif à crans. ! Dans la charnière de porte connue, le palier pour le pivotement de la porte est intégré dans une moitié de charnière sous la forme d'une douille de palier lisse, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un composant séparé extérieur au dispositif d'arrêt de porte. Dans le dispositif d'arrêt de porte à proprement parler, il est seulement prévu un palier pour supporter le mécanisme à cran, mais aucun palier pour supporter la portière de véhicule. Ceci a pour inconvénient que le palier d' articulation pour la porte et le dispositif d'arrêt de porte doivent être montés en tant que composants séparés et que, de ce fait, le travail de montage est relativement important. Pour éviter cela, on pourrait assembler la charnière de porte dans le cadre d'une phase de pré- assemblage, c'est-à-dire que le dispositif d'arrêt de porte pourrait être lié à l'une au moins des moitiés de charnière. Cependant, comme la conformation des moitiés de charnière, dépend en règle générale du type du véhicule sur lequel la charnière de porte doit être montée, les charnières de porte pré-assemblées ne sont pas universellement utilisables. Le but de la présente invention est de proposer une charnière de porte au fonctionnement fiab le. qui puis se être réali s ée avec un travail de montage aus si réduit que possible. Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen d'une cartouche de charnière insérée dans l'un des éléments de la charnière. La cartouche de charnière selon l'invention, destinée à être montée dans une charnière de porte pour supporter avec possibilité de rotation une portière de véhicule sur un châssis, comprend un corps qui peut être lié de manière fixe en rotation à un premier élément de charnière ainsi qu'un axe qui est monté tournant par rapport au corps, mais est solidaire en rotation d'un second élément de charnière. En outre, la cartouche de charnière comporte un dispositif d'arrêt pour bloquer l' axe dans des positions angulaires prédéterminées par rapport au corps. Le corps présente une surface d'appui radiale pour l'immobilisation en rotation de la cartouche de charnière dans un trou prévu dans le premier élément de charnière. Le corps comporte en outre au moins un palier pour supporter et guider axialement et radialement l'axe par rapport au corps, ainsi la cartouche de charnière peut être insérce sous la forrne d'une unité non démontable incluant le - palier au nombre d'au moins un, grâce à sa surface d'appui radiale, dans le trou prévu dans le premier élément de charnière. L'intégration du palier, lequel moyennant une construction suffisamment massive des deux éléments de charnière est capable de supporter la portière de véhicule sans qu'il soit nécessaire de recourir à des paliers supplémentaires, a pour avantage que l'ensemble du mécanisme de la charnière est regroupé en une unité de construction unique qui, au moment du montage, doit seulement être reliée aux deux éléments de charnière prévus pour la fixation à la portière de véhicule et au châssis. Ainsi le travail de montage est très réduit et les éventuelles erreurs de montage ou les éventuelles dégradations lors du montage sont exclues de facto. En outre la cartouche de charnière est utilisable de façon très universelle. Le fait de prévoir une surface d'appui radiale sur le corps de la cartouche de charnière a pour avantage que ladite cartouche de charnière peut être montée très simplement et très rapidement dans l'élément de charnière concerné par emmanchement dans un trou prévu à cet effet. Ceci contribue encore à réduire le travail de montage. En particulier l'axe peut être monté dans un roulement à billes, avec une bague extérieure et un jeu de billes qui roulent sur la bague extérieure et l'axe ou sur la bague extérieure et une bague intérieure montée sur l' axe. En particulier l'axe peut être monté dans un roulement à billes à contact oblique, lequel est parfaitement adapté pour supporter les efforts radiaux et axiaux apparaissant dans la fixation et la suspension d'une portière de véhicule. La bague extérieure peut, pour former le dispositif d'arrêt, coopérer avec un élément d'encliquetage sollicité par ressort, solidaire en rotation de l'axe. Plus particulièrement, une structure d'encliquetage à crans peut être aménagée sur une surface d'extrémité axiale de la bague extérieure. Ceci permet de manière avantageuse une construction très compacte du dispositif d'arrêt et un fonctionnement très sûr de celui-ci, étant donné que le second élément d'encliquetage en tant que composant séparé est supprimé et que la construction monobloc de la bague extérieure et du second élément d'encliquetage permet une transmission optimale des efforts. La bague extérieure peut également comporter une surface périphérique extérieure étagée. Cela a pour avantage d'intégrer dans la bague extérieure une fonction de butée pour l'emmanchement de la cartouche de charnière dans le trou dans le premier élément de charnière. La surface d'appui radiale de la cartouche de charnière peut être aménagée sur la bague extérieure. La bague extérieure étant un composant très dur, usiné avec une très grande précision, celle-ci est parfaitement adaptée pour la réalisation de la surface d'appui. La surface d'appui radiale peut présenter un moletage aux fins de réaliser une liaison par obstacles avec le premier élément de charnière. Ceci présente l'avantage d' assurer une immobilisation sûre en rotation, cela même en présence de couples élevés; ce blocage en rotation, qui plus est. est obtenu par des moyens relativement simples. La charnière de porte selon l ' invention pour le montage pivotant d' une portière de véhicule sur un châssis est caractérisée par le fait qu'elle comprend la cartouche de charnière selon l'invention, le corps de la cartouche de charnière étant emmanché dans le trou prévu dans le premier élément de charnière et l'axe de la cartouche de charnière, qui est monté tournant par rapport au corps, étant lié au second élément de charnière. L'un des éléments de charnière est fxé à la portière de véhicule et l'autre élément de charnière au châssis. Dans un mode de réalisation, le premier et le second élément de charnière sont réalisés sous la forme de pièces en tôle en forme de U. de tail le différente, la pièce en tôle plus petite étant partiellement montée à l'intérieur de la pièce en tôle plus grande. Des éléments de charnière de ce type peuvent être fabriqués à un coût très avantageux. La cartouche de charnière est emmanchée dans un trou prévu dans une première aile de la pièce en tôle plus petite tandis que l'axe est lié à une première aile de la pièce en tôle plus grande, voisine de la première aile de la pièce en tôle plus petite. En particulier l'axe peut traverser un trou dans une deuxième aile de la pièce en tôle plus petite et être lié par une pièce de liaison à la seconde aile de la pièce en tôle plus grande. Cette pièce de liaison peut être montée tournante dans le trou de la seconde aile de la pièce en tôle plus petite. Conformément à un autre mode de réalisation, le premier et second élément de charnière sont réalisés sous la forme d'une première et d'une seconde pièce massive avec chacune une portion en forme de plaque, lesdites portions en forme de plaque de la première et de la seconde pièce massive se chevauchant mutuellement dans des plans parallèles, dans la région de la cartouche de charnière. On obtient ainsi une construction très simple de la charnière de porte. La cartouche de charnière peut êke emmanchée dans un trou dans la portion en forme de plaque de la première pièce massive. L'axe peut être lié à la portion en forme de plaque de la seconde pièce massive. Dans le procédé selon l' invention, pour le montage d' une cartouche de charnière dans une charnière de porte pour le montage pivotant d'une portière de véhicule sur un châssis, on utilise une cartouche de charnière avec un corps de cartouche de charnière et un axe monté tournant par rapport au corps, ainsi qu'un dispositif d'arrêt pour bloquer l'axe dans des positions angulaires prédéterminées par rapport au corps de cartouche de charnière. La cartouche de charnière est emmanchée dans un trou prévu dans une aile d'un premier élément de charnière s en forme de U. On monte ensuite le premier élément de charnière avec la cartouche de charnière emmanchée dans un second élément de charnière en forme de U. Enfin on lie l'axe à l'aide d'au moins un élément de liaison à au moins une aile du second élément de charnière. L'invention est décrite dans ce qui suit à l' aide de différents modes de réalisation représentés sur les dessins. Ceux-ci montrent: Figure 1, la cartouche de charnière selon l'invention, dans une vue en coupe, Figure 2, une vue éclatée de la cartouche de charnière de la figure 1, Figure 3, un premier mode de réalisation d'une charnière de porte avec la cartouche de charnière selon l' invention, et Figure 4, un deuxième mode de réalisation d'une charnière de porte avec la cartouche de charnière selon l' invention. La figure 1 montre la cartouche de charnière selon l'invention en vue en coupe et la figure 2 représente une vue éclatée correspondante. La cartouche de charnière comprend un axe 1 qui est monté tournant dans un corps 2. Le corps 2 se présente sous la forme d'une pièce emboutie en forme de godet, dans le fond duquel est découpée une ouverture 3 par laquelle l'axe 1 sort du corps 2. Dans l'extrémité axiale ouverte du corps 2 en forme de godet est emmanchée la bague extérieure 4 d'un roulement à billes à contact oblique 5. La bague extérieure 4 présente une surface périphérique extérieure étagée et est emmanchée dans le corps 2 avec sa partie de diamètre plus petit. A l'extérieur du corps 2, une surface d'appui radiale 6 est aménagée au niveau de la surface périphérique extérieure de la bague extérieure 4. Le roulement à billes à contact oblique 5 comprend également comme autre composant un jeu de billes 7, qui roulent entre une piste de roulement 8 de la bague extérieure 4 et une piste de roulement 9 de l'axe 1. Comme solution alternative, les billes 7 peuvent également rouler sur une bague intérieure non représentée emmanchée sur l'axe 1. L'étanchéité du roulement à billes à contact oblique 5 vis-à-vis de l'extérieur est assurée par un joint d'étanchéité 10. La cartouche de charnière comprend encore un dispositif d'arrêt pour bloquer l' axe 1 dans des position angulaires prédéterminées par rapport à la bague extérieure 4. Pour cela un élément d'encliquetage 11 est emmanché sur l'axe 1. Pour assurer un blocage en rotation efficace entre l'axe 1 et l'élément d'encliquetage 11, l'axe 1 est pourvu d'une denture extérieure 12 et l'élément d'encliquetage 11 porte une denture intérieure 13, complémentaire de celle-ci. L'élément d'encliquetage 11 présente également au niveau de sa face frontale une structure à crans qui, en règle générale, comprend au moins une surélévation ou une dépression axiale et en particulier peut être conformée en denture frontale plane. Sur la face frontale contiguë de la bague extérieure 4 est aménagée une structure à crans 15 qui coopère avec la structure à crans 14 et peut être elle aussi conformée en denture frontale plane, et qui, pour arrêter l'axe 1 dans des positions angulaires données par rapport à la bague extérieure 4, vient en prise par complémentarité de formes avec la structure à crans 14. L'engrènement réciproque des structures à crans 14 et 15 est renforcé par un ressort hélicodal 16 conformé en ressort de compression, qui est tendu dans la direction axiale entre l'élément d'encliquetage 11 et une rondelle d'appui 17 disposée sur le fond du corps 2. Pour obtenir une rotation de l'axe 1 par rapport au corps 2, il faut donc d'abord vaincre la force de rappel du ressort hélicodal 16, afin de déverrouiller l'élément d'encliquetage 11 d'avec la bague extérieure 4. Pour assurer l'étanchéité de la chambre intérieure de la cartouche de charnière, un joint d'étanchéité 18 est enfilé sur l'axe 1, dans la région de l'ouverture 3 dans le corps 2. Enfin un joint d'étanchéité 19 est monté dans une gorge radiale 20 de la bague extérieure 4 et assure l'étanchéité au niveau de la liaison entre la bague extérieure 4 et le corps 2. La fgure 3 montre dans une vue en coupe, un premier exemple de réalisation d'une charnière de porte avec la cartouche de charnière selon l' invention. Dans cet exemple de réalisation, la charnière de porte comprend en plus de la cartouche de charnière deux pièces en tôle 21 et 22, plices en forme de U. La pièce en tôle 21 plus petite sert à la fixation de la charnière à une portière de véhicule non représentée sur le dessin. A cet effet les deux ailes 23 et 24 de la pièce en tôle 21 plus petite sont contre-coudées en direction de l'extérieur afin de permettre une liaison avec la portière de véhicule. La pièce en tôle 22 plus grande sert à la fixation de la charnière à un chassis non représenté sur le dessin. La cartouche de charnière est emmanchée dans un trou étagé 25 aménagé dans la première aile 23 de la pièce en tôle 21 plus petite, de telle sorte que la surface d'appui 6 de la bague extérieure 4 soit en contact avec la paroi du trou 25. Le trou 25 par exemple peut être réalisé dans la pièce en tôle 21 plus petite par usinage par enlèvement de copeaux, par découpage à la presse ou par soyage. La deuxième aile 24 de la pièce en tole 21 plus petite comporte un trou 26 qui peut être réalisé de la même manière que le trou 25, mais présente un diamètre plus petit. Dans le trou 26 est emmanchée une douille de palier lisse 27 qui assure le guidage en rotation de l'axe 1. La pièce en tôle 21 plus petite avec la cartouche de charnière est disposée à l'intérieur de la pièce en tôle 22 plus grande, les deux pièces en tôle 21 et 22 étant orientées dans la même direction l'une par rapport à l'autre. Une première aile 28 de la pièce en tôle 22 plus grande est pourvue d'un trou étagé 29, dans lequel s'engage l'axe 1 avec sa partie axiale terminale également étagée. L'axe 1 est fxé à la première aile 28 de la pièce en tôle 22 plus grande au moyen d'une vis 30. La deuxième aile 31 de la pièce en tôle 22 plus grande comporte un trou 32, dans lequel est monté un bouchon 33. Le bouchon 33 s'étend jusque dans la douille de palier lisse 27 et entoure l'axe 1 dans la région de ladite douille de palier lisse 27. Tl découle de l'agencement décrit de la charnière de porte, que la bague extérieure 4 de la cartouche de charnière est solidaire en rotation de la pièce en tôle 21 plus petite et que l'axe 1 est solidaire en rotation de la pièce en tôle 22 plus grande. Le roulement à billes à contact oblique 5 qui supporte l'axe 1 avec possibilité de rotation par rapport à la bague extérieure 4 et assure son guidage aussi bien dans la direction radiale que dans la direction axiale, permet un pivotement entre la pièce en tôle 21 plus petite et la pièce en tôle 22 plus grande. Afin d'éviter une déformation de la pièce en tôle 21 plus petite et de la pièce en tôle 22 plus grande sous l'action du poids de la portière de véhicule et d'autres forces appliquées via la portière de véhicule, la douille de palier lisse 27 est prévue en tant que deuxième palier. Selon les dimensions des différents composants et selon les efforts en jeu, la douille de palier lisse 27 peut être supprimée. Le montage de la charnière de porte selon l'invention à partir de la cartouche de charnière et des deux pièces en tôle en forme de U 21 et 22, a lieu conformément au procédé ci-après: On insère la cartouche de charnière dans le trou 25 prévu dans la première aile 23 de la pièce en tôle 21 plus petite, de telle sorte que la surface d'appui 6 soit en appui contre la paroi du trou 25 ou pénètre avec le moletage éventuellement prévu dans la paroi du trou 25. La profondeur d'emmanchement est prédéterminée par la conformation en gradin de la bague extérieure 4 et du trou 25. Dans le cadre de l'opération d'emmanchement, l'axe 1 s'engage dans la douille de palier lisse 27. On insère ensuite la pièce en tale 21 plus petite équipée de la cartouche de charnière dans la pièce en tôle 22 plus grande que l'on élargit légèrement, afin d'encliqueter la partie terminale étagée de l'axe 1 dans le trou 29 également étagé. Enfin, on visse la vis 30 dans l'axe 1, au travers du trou 29, et on place le bouchon 33 dans le trou 32. Un autre exemple de réalisation de la charnière de porte est reproduit en vue en coupe à la figure 4. Dans cet exemple de réalisation, la charnière est fixée à la portière du véhicule et au chassis par l'intermédiaire de deux pièces massives 34 et 35. La cartouche de charnière est emmanchée dans un trou étagé 36 dans une portion en forme de plaque de la première pièce massive 34, de telle sorte que la surface d'appui 6 de la bague extérieure 4 soit en appui contre la paroi du trou 36 et que le moletage éventuellement prévu de la bague extérieure 4 pénètre dans la paroi du *ou 36. La cartouche de charnière utilisée dans le mode de réalisation représenté correspond dans une large mesure à la charnière de cartouche du mode de réalisation de la figure 3. En revanche, sur la figure 4, le corps 2 ne comporte pas d'ouverture 3 pour le passage de l'axe 1. De méme le gradin sur la surface périphérique extérieure de la bague extérieure 4 est légèrement différent. L'axe présente dans sa partie faisant saillie hors de la cartouche de charnière une portion avec une faible conicité suivie d'un filetage 37. La portion conique de l'axe 1 s'engage dans un trou 38 à conicité adaptée aménagé dans la portion en forme de plaque de la seconde pièce massive 35. L'axe 1 est fixé à la seconde pièce massive 35 au moyen d'un écrou 39 vissé sur le filetage 37. La surface périphérique extérieure de l'écrou 39 qui pénètre dans le trou 38 présente une légère conicité et le trou, dans cette zone présente une conicité adaptée à l'écrou 39. Ainsi, des deux côtés de la portion en forme de plaque de la seconde pièce massive 35 le trou 38 se rétrécit en direction de l'intérieur aux fins d'assurer un montage ferme aussi bien de l'axe 1 que de l'écrou 39. REVENDICATIONS 1. Cartouche de charnière destinée à être montée dans une charnière de porte pour supporter de manière pivotante une portière de véhicule sur un châssis, la cartouche de charnière comprenant un corps (2, 4) solidaire en rotation d'un premier élément de charnière (21, 34), un axe (1) monté tournant par rapport au corps (2, 4), solidaire en rotation d'un second élément de charnière (22, 35), ainsi qu'un dispositif d'arrêt pour bloquer l'axe (1) dans des positions angulaires prédéterminées par rapport au corps (2, 4), caractérisce en ce que le corps (2, 4) présente une surface d'appui (6, 37) radiale pour immobiliser en rotation la cartouche de charnière dans un trou (25, 36) du premier élément de charnière (21, 34) et au moins un palier (5) pour guider radialement et axialement l'axe (1) par rapport au corps (2, 4), de telle sorte que la cartouche de charnière puisse être emmanchée en tant qu'unité non démontable incluant le palier (5), au nombre d'au moins un, avec sa surface d'appui (6) dans le trou (25,36) du premier élément de charnière (21, 34j. 2. Cartouche de charnière selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe (1) est monté dans un palier à roulement à billes (5) comportant une bague extérieure (4) et un jeu de billes (7), qui roulent sur la bague extérieure (4) et sur l'axe (1) ou sur la bague extérieure (4) et une bague intérieure montée sur l'axe (1). 3. Cartouche de charnière selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe (1) est monté dans un palier à roulement à billes (5) à contact oblique. 4. Cartouche de charnière selon une des revendications 2 ou 3, caractérisce en ce que la bague extérieure (4), pour former le dispositif d'arrêt, coopère avec un élément d'encliquetage (11) sollicité par ressort qui est solidaire en rotation de l'axe (1). 5. Cartouche de charnière selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une structure à crans (15) est aménagée sur une surface d'extrémité axiale de la bague extérieure (4). 6. Cartouche de charnière selon une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la bague extérieure (4) présente une surface périphérique extérieure étagée. 7. Cartouche de charnière selon une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la surface d'appui radiale (6) de la bague extérieure (4) est étagée. 8. Cartouche de charnière selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface d'appui radiale (6) présente un moletage pour former une liaison par obstacles avec le premier élément de charnière (21,34). 9. Charnière de porte pour supporter de manière pivotante une portière de véhicule sur un châssis, caractérisée en ce que la charnière de porte comprend une cartouche de charnière conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, dont le corps (2, 4) est emmanché dans le trou (25,36) du premier élément de charnière (21, 34) et dont l'axe (1) monté tournant par rapport au corps (2, 4) est lié au second élément de charnière (22, 35), l'un des éléments de charnière étant fixé à la portière de véhicule et l'autre au châssis. 10. Charnière de porte selon la revendication 9, caractérisée en ce que le premier élément de charnière (21) et le second élément de charnière (22) sont réalisés sous forme de pièces en tôle en forme de U. de taille différente, et en ce que la pièce en tôle plus petite est partiellement disposée à l'intérieur de la pièce en tôle plus grande. 11. Charnière de porte selon la revendication 10, caractérisée en ce que la cartouche de charnière est emmanchée dans un trou (25) dans une première aile (23) de la pièce en tôle (21) plus petite. 12. Charnière de porte selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'axe (1) est lié à une première aile (28) de la pièce en tôle (22) plus grande, voisine de la première aile (23) de la pièce en tôle (21) plus petite. 13. Charnière de porte selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'axe (1) s'étend à travers un trou (26) dans une seconde aile (24) de la pièce en tôle (21) plus petite et est lié à une seconde aile (31) de la pièce en tôle (28) plus grande au moyen d'une pièce de liaison (33). 14. Charnière de porte selon la revendication 13, caractérisée en ce que la pièce de liaison (33) est montée tournante dans le trou (26) prévu dans la deuxième aile (24) de la pièce en tôle (21) plus petite. 15. Charnière de porte selon la revendication 9, caractérisoe en ce que le premier élément de charnière (34) et le second élément de charnière (35) sont réalisés sous la forme d'une première et d'une seconde pièce massive avec chaque fois une portion en forme de plaque et en ce que les portions en forme de plaque des première et seconde pièces massives se chevauchent dans des plans parallèles, dans la région de la cartouche de charnière. 16. Charnière de porte selon la revendication 9, caractérisée en ce que la cartouche de charnière est emmanchée dans un trou (36) dans la portion en forme de plaque de la première pièce massive (34). 17. Charnière de porte selon une des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce que l'axe (1) est lié à la portion en forme de plaque de la seconde pièce massive (35). 18. Procédé de montage d'une cartouche de charnière dans une charnière de porte destinée à supporter de manière pivotante une portière de véhicule sur un châssis, la cartouche de charnière comprenant un corps (2, 4) et un axe (1) monté tournant par rapport au corps (2, 4), ainsi qu'un dispositif d'arrét pour bloquer l'axe (1) dans des positions angulaires prédéterrninées par rapport au corps (2, 4), caractérisé en ce qu'on emmanche la cartouche de charnière dans un trou (25) dans une aile (23) d'un premier élément de charnière (21) conformé en U. en ce qu'on insère le premier élément de charnière (21) avec la cartouche de charnière dans un second élément de charnière (22) conformé en U et en ce qu'on lie l'axe (1) au moyen d'au moins une pièce de liaison (30, 33) à au