Brevet FR2885639A1 — publié le 20061117

L'invention concerne le domaine de l'industrie automobile. Plus précisément, elle concerne un ensemble charnière pour unes porte battante latérale de véhicule automobile, remplissant également la fonction d'arrêt de porte. 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 io maintien de la porte dans une ou plusieurs positions angulaires prédéfinies. Le 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-29 806 087, DE-A-19 642 597, EP-A-O 794 308, DEA-29 304 089, DE-A-19 606 186, EP-A-O 769 600. Elles comportent principalement un ressort en fil, travaillant en torsion et roulant sur une série de galets. D'autres types de charnières à arrêt de porte intégré ont été développés, moins volumineux, comportant un ressort de flexion, maintenu par un charnon fixe solidarisé à la carrosserie, le ressort portant des galets exerçant une pression sur des cames portées par un charnon mobile fixé à la porte. C'est, par exemple, le cas dans le document EP-A-1 126 116. Dans d'autres types de charnières à arrêt de porte intégré, on intègre au charnon mobile une came crantée, et on fait 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. De préférence, elle est portée par l'axe d'articulation de la charnière, ledit axe étant cannelé et inséré dans des cannelures correspondantes d'un orifice du charnon fixe, dont il est aussi solidaire en rotation. 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 es 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. Le document FR-A-2 811 007 montre un tel type de charnière. Dans le document WO 02/084058, on a proposé de supprimer le boîtier renfermant la came et la pièce mobile, et de les remplacer par le dispositif suivant. Sur une face externe d'une aile du charnon mobile sont disposées deux io cames crantées superposées, l'une liée au charnon mobile et pivotant avec lui autour de l'axe de la charnière, l'autre emmanchée sur l'axe de la charnière et pouvant coulisser axialement sur lui. Un ressort tend à plaquer la came emmanchée sur l'axe contre la came solidaire du charnon mobile. Lorsque la porte est fermée, complètement ouverte ou dans des position, intermédiaires prédéterminées, des parties en relief d'une des cames pénÈtrent dans des parties en creux correspondantes de l'autre came où elles sont maintenues sous l'effet du ressort, ce qui empêche la rotation de la porte sans, une action de l'utilisateur. Lorsqu'on manipule la porte, les reliefs sortent des creux en repoussant la came emmanchée sur l'axe et en comprimant le ressort, puis viennent se loger chacun dans le creux voisin. Par rapport aux dispositifs comportant un boîtier superposé aux charnons précédemment décrits, ce dispositif présente notamrnent l'avantage d'une moindre complexité et d'un moindre encombrement latéral. Toutefois, son encombrement en hauteur dépasse toujours ce qui serait stricterr ent nécessaire pour le fonctionnement de la charnière si elle était dépourvue de système d'arrêt de porte. De plus, la présence d'un ressort nécessite un graissage. Enfin, la force de maintien en position de la porte est tributaire des Daractéristiques mécaniques du ressort, et demeure relativement limitée si on 'l'utilise pas un ressort de fortes dimensions, fatalement encombrant. Le but de l'invention est de proposer une charnière de Dorte à arrêt de porte intégré ne présentant pas ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble charniàre de porte de véhicule à mécanisme d'arrêt de porte intégré, du type comportant: - un charnon fixe comportant deux ailes destiné à être solidarisé à la carrosserie du véhicule; - un charnon mobile comportant deux ailes destiné à être solidarisé à la porte du véhicule; - un axe d'articulation dudit charnon mobile sur ledit charnon fixe; caractérisé en ce qu'il comporte deux cames chacune étant solidaire d'une aile de l'un des charnons et au contact d'une aile de l'autre des charnons, traversées par l'axe, au moins une desdites cames et l'aile du charnon au contact duquel elle se trouve portant un crantage définissant au moins une position io d'ouverture partielle de la porte du véhicule, et en ce que ledit charnon dont les cames sont solidaires est mis sous précontrainte lors de l'assemblage de la charnière de manière à ce que ses ailes tendent à plaquer les cames contre les ailes de l'autre charnon, un rapprochement supplémentaire des Exiles du charnon dont les cames sont solidaires étant possible lors du passage de la porte d'une position d'ouverture à une autre position d'ouverture. Ledit crantage peut être réalisé à l'aide d'au moins une série de bossages et de creux ménagés sur l'une de ladite came el de ladite aile correspondante du charnon au contact duquel elle se trouve et d'au moins un bossage ménagé sur l'autre de ladite came et de ladite aile. L'axe peut comporter une collerette à l'une de ses extrémités et un sertissage à l'autre extrémité. L'axe peut comporter une collerette à l'une de ses extrémités et un écrou à l'autre extrémité. Les cames peuvent être en un matériau moulé résistant aux 25 frottements. Les ailes susceptibles de se rapprocher l'une de l'autre lors du passage de la porte d'une position d'ouverture à une autre position d'ouverture peuvent être sensiblement parallèles entre elles lorsque la porte est immobilisée dans une position d'ouverture. Comme on l'aura compris, l'invention consiste, dans ure charnière de porte à arrêt de porte intégré comportant des surfaces crantées assurant la fonction arrêt de porte, à réaliser le placage des surfaces crantées l'une contre l'autre non plus avec un ressort, mais en utilisant simplement l'élasticité des ailes d'un des charnons qui est mis sous précontrainte lors du montage de la charnière. La suppression du ressort permet de réduire l'encombrement de la charnière, en hauteur comme en largeur, et, optimalement, de supprimer la nécessité d'un graissage. Le montage de la charnière est aussi simplifié. Enfin, sans augmenter très sensiblement l'encombrement de la charnière, il est possible de prévoir optimalement non pas un mais deux groupes de surfaces crantées (un pour chaque extrémité de l'axe de la charnière). On peut ainsi augmenter l'effort de maintien de la porte en position par rapport au cas où un seul ensemble de surfaces crantées est prévu. to L'invention sera mieux décrite à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes: - la figure 1 qui montre les différentes pièces d'un premier exemple de charnière de porte selon l'invention avant l'assemblage de la charnière; - la figure 2 qui montre cet exemple de charnière à l'état assemblé, vu en perspective; - la figure 3 qui montre cet exemple de charnière à l'état assemblé, vu de profil en coupe partielle selon III-III après rotation du charnon mobile; - la figure 4 qui représente vue de profil une portion d'une aile du charnon fixe dans ses différents états de contrainte possibles; - la figure 5 qui représente les bossages constituant, dans le premier exemple représenté, les crantages assurant le maintien de la porte en position; la figure 6 qui représente vue de profil une portion d'une aile du charnon fixe dans ses différents états de contrainte possibles, selon un autre exemple de charnière de porte selon l'invention; - la figure 7 qui montre cet autre exemple de charnière à l'état assemblé, vu de façon similaire à celle de l'exemple de la figure 3. La charnière de porte selon l'invention représentée sur les figures 1, 2 et 3 comporte, comme il est connu, un charnon fixe 1 destiné à être solidarisé à la carrosserie du véhicule au moyen, par exemple, de boulons traversant des perforations 2, 2' ménagées dans une partie plane du charnon fixe 1 destinée à être plaquée contre la carrosserie. Selon une caractéristique de l'invention, le charnon fixe 1 comporte deux ailes 3, 4 connectées à deux bords opposés de ladite partie plane et sensiblement à angle droit de celle-ci. Les ailes 3, 4 et la partie plane forment donc une section en U selon le plan III-III. La charnière comporte également, comme il est connu, un charnon mobile 5, destiné à être fixé à la porte du véhicule par des moyens tels qu'un boulon traversant une perforation 35. Le charnon mobile 5 es: constitué d'une partie plane et de deux ailes 6, 7 connectées à deux bords oDposés de ladite partie plane et sensiblement à angle droit de celle-ci. Les ailes 6, 7 et la partie plane forment donc une section en U. L'intervalle entre les ailes 6, 7 du charnon mobile 5 doit être suffisamment large pour que les ailes 3, 4 du charnon fixe 1 io puissent y être toutes deux contenues, afin que les deux charnons 1, 5 puissent être imbriqués l'un dans l'autre. Les ailes 6, 7 du charnon mobile 5 comportent également des butées 8, 9, qui peuvent venir en appui sur les bords 36, 37 des ailes 3, 4 du charnon fixe 1 pour limiter la course de la porte en fin de son mouvement d'ouverture. Les ailes 3, 4, 6, 7 des charnons 1, 5 sont toutes traversées par un axe 10 d'articulation de la charnière. A cet effet, des orifices 11, ' 2 sont ménagés dans les ailes 3, 4 du charnon fixe 1 et des orifices 13, 14 sont ménagés dans les ailes 6, 7 du charnon mobile 5. L'axe 10 comporte à l'une de ses extrémités (l'extrémité supérieure dans l'exemple représenté) une collerete 15, qui prend appui sur une face externe d'une aile (l'aile supérieure 6 dans l'exemple représenté) du charnon mobile 5 lorsque la charnière est assemblée (figures 2 et 3). La charnière comporte également deux cames 16, 17 insérées dans les orifices 11, 12 des ailes 3, 4 du charnon fixe 1. Elles comportent chacune une partie centrale 18, 19 portant des cannelures destinées à coopérer avec des cannelures correspondantes 20, 21 des orifices 11, 12 du charnon fixe 1, de manière à empêcher la rotation des cames 16, 17. Elles comportent également chacune une collerette 22, 23 qui est destinée à reposer sur la face externe de l'aile 3, 4 correspondante du charnon fixe 1. Ces cames 16, 17 comportent chacune une perforation 24, 25 pour le passage de l'axe 10 de la charnière. Ces perforations 24, 25, comme on le voit sur la figure 3, ont une section en diabolo, de manière à permettre à l'axe longitudinal de l'axe 10 d'être incliné par rapport aux axes longitudinaux des perforations 24, 25 lorsque la charnière est montée. On verra, en effet, que dans cet exemple de mise en oeuvre cle l'invention, les ailes 3, 4 du charnon fixe ne sont pas parallèles entre elles lorsque la charnière est assemblée, et que dans ces conditions les différents axes longitudinaux de l'axe 10 et des perforations 24, 25 ne sont pas confondus. Les cames 16, 17 comportent également, sur leurs faces destinées à être tournées vers l'extérieur du charnon fixe 1, trois séries 26, 27, 28 de bossages 29. Chaque série 26, 27, 28 de bossages 29 cDopère avec un bossage correspondant 30 ménagé (par exemple lors d'une opération de frappe) sur la face interne de l'aile 6, 7 correspondante du charnon mobile 5. Dans io l'exemple représenté, il y a donc trois tels bossages 30 sur chaque aile 6, 7 du charnon mobile 5. Le crantage formé par les éléments que l'on vient de citer permet de définir et de maintenir un nombre défini de positions d'ouverture de la porte. L'axe 10 de la charnière est équipé de cannelures 31 coopérant avec des cannelures 32 correspondantes ménagées sur la paroi d'au moins un des orifices 13, 14 du charnon mobile 5 qu'il traverse. De cette façor, l'axe 10 tourne en même temps que le charnon mobile 5. Lorsque la charnière est assemblée, on réalise un sertissage 33 de l'extrémité de l'axe 10 opposée à celle qui porte la collerette 15. Les dimensions et les caractéristiques mécaniques des diverses pièces de la charnière sont choisies de telle façon qu'après son assemblage (et en particulier après la réalisation du sertissage 33), les ailes 3, 4 du charnon fixe 1 sont mises en précontrainte, de façon à tendre en permanence à exercer un effort d'application des cames 16, 17 contre les ailes 6, 7 du ch arnon mobile 5. La figure 4 représente de manière superposée trois états dans lasquels une aile 3 du charnon fixe 1 peut se trouver. Dans l'état 3a, le charnon. 'ixe 1 n'est pas monté dans la charnière, et ses ailes 3, 4 sont sensiblement parallèles. Dans l'état 3b, le charnon fixe 1 est monté sous précontrainte dans la charnière, et les bossages 30 des ailes 6, 7 du charnon mobile 5 sont en correspondance avec des creux 34 séparant deux bossages 29 des cames 16, 17. Par rapport à l'état précédent, les ailes 3, 4 du charnon fixe 1 se sont donc rapprochées: chaque extrémité d'une aile 3, 4 s'est déplacée d'une distance e . Dans l'état 3c qui s'établit lors d'une rotation de la porte, les bossages 30 des ailes 6, 7 du charnon mobile 5 viennent en correspondance avec les bossages 29 deys cames 16, 17. Les ailes 6, 7 du charnon mobile ne peuvent s'écarter l'une de l'autre, car elles en sont empêchées par la collerette 15 et le sertissage 33 ce l'axe 10. Par conséquent, le rapprochement des ailes 3, 4 du charnon fixe 1 est encore accentué : chaque extrémité d'une aile 3, 4 s'est déplacée d'une distance supplémentaire e' correspondant à la dénivellation entre le fond des creux 34 et le sommet des bossages 29 des cames 16, 17. Cela entraîne une accentuation de l'effort d'application des cames 16, 17 contre lias ailes 6, 7 du charnon mobile 5, donc une résistance maximale opposée à la rotation de la io porte qui est solidaire du charnon mobile 5. Le nombre de positions que peut prendre la porte du véhicule entre ses positions de fermeture (où les charnons fixe 1 et mobile 5 sont dans les positions représentées sur la figure 2) et d'ouverture maximale (où les entrées 8, 9 du charnon mobile 5 viennent en appui contre les bords du charnon fixe 1) dépend du nombre de bossages 29 de chaque groupe. La présence de trois bossages 29 par groupe 26, 27, 28 sur chaque came 16, 17 n'est qu'un exemple. De même, le nombre de trois groupes 26, 27, 28 de bossages 29 des cames 16, 17 et de bossages 30 du charnon mobile n'est qu'un exemple: un seul groupe 26, 27, 28 et un seul bossage 30 pourraient être suffisants. En prévoir davantage permet d'augmenter les forces de maintien en position de la porte. Dans l'exemple représenté, on trouve des cames 16, 17 présentant des creux 34 et des bossages 29 à la fois au niveau supérieur et au niveau inférieur de la charnière. II demeurerait dans l'esprit de l'invention de n'en prévoir qu'à un seul niveau. La force de maintien de la porte en position D'ouverture ainsi obtenue serait moindre que si les deux niveaux de la charnière étaient équipés de cames 16, 17 présentant des creux 34 et des bossages 29. Elle pourrait néanmoins être suffisante dans certains cas. Et une telle disposition aurait l'avantage de ne pas nécessiter l'établissement de la bonne correspondance angulaire entre les bossages 29 des cames supérieures 16 et inférieure 17 qui est nécessaire au bon fonctionnement de la charnière comportant deux cames 16, 17 telle que représentée. En variante, on peut également inverser les positions respectives des groupes 26, 27, 28 de bossages 29 des cames 16, 17 d'une part et des bossages 30 du charnon mobile 5. On comprend que pour que la charnière selon l'invention puisse fonctionner, il faut que les ailes 2, 3 du charnon fixe 1 présenlent une certaine élasticité. Leur matériau et leurs dimensions en longueur et en épaisseur doivent être choisis à cet effet. Typiquement, le charnon fixe 1 est en acier à haute limite élastique et présente une épaisseur de l'ordre de 5 à 6mm. Le charnon mobile est, par exemple, en tôle d'acier pliée d'épaisseur io de l'ordre de 4 à 5mm. Les cames 16, 17 sont de préférence en un matériau moulé résistant aux frottements: bronze, plastique renfermait un additif de frottement... Cela permet de se passer d'un graissage de l'articulation. L'axe 10 est en un acier ayant subi de préférence un traitement thermique et un traitement de surface renforçant sa résistance à la corrosion, et compatible avec l'opération de sertissage nécessitée par l'assemblage de la charnière dans l'exemple représenté. En variante, le sertissage de l'extrémité de l'axe 10 ncn pourvue d'une collerette 15 peut être remplacé par un autre moyen de blocage de cette extrémité, tel qu'un écrou. Un écrou permet d'ajuster l'intensité de la précontrainte avec une plus grande précision qu'un sertissage, et il autorise un démontage non destructif de la charnière s'il n'est pas ensuite solidarisé à l'axe 10 par un soudage ou tout autre moyen. En variante, comme représenté sur la figure 6, on peut conférer au charnon fixe 1 une forme telle qu'avant l'assemblage de la charn ère, les ailes 3, 4 ne sont pas parallèles mais divergentes (état 3a'). Les différentes pièces de la charnière sont dimensionnées pour que, lorsque la charnière e3t assemblée et que la porte se trouve dans une position de repos avec les bossages 30 des ailes 6,7 du charnon mobile 5 en correspondance avec des creux 34 des cames 16, 17, les ailes 3, 4 du charnon fixe mises sous précontrainte se retrouvent sensiblement parallèles (état 3b'). Lors d'une rotation de la porte, les ailes 3, 4 du charnon fixe tendent à se rapprocher (état 3c'), comme c'était le cas dans l'exemple précédent. De cette façon, la charnière assemblée présente la configuration représentée sur la figure 7. Les ailes 3, 4 du charnon fixe 1 sont donc, au repos, sensiblement parallèles, avec pour conséquence que les collerettes 22, 23 des cames 16, 17 reposent sensiblement sur toute leur surface contre les ailes 6, 7 du charnon mobile 5. On obtient ainsi un comportement mécanique de l'ensemble plus satisfaisant que dans la configuration précédente, avec notamment de moindres risques de déformation des pièces, notamment des cames 16, 17. Il va de soi que d'autres modifications peuvent être apportées aux ro exemples de mise en oeuvre de l'invention qui viennent d'être décrits. Il faut, en particulier, remarquer que le charnon mis sous précontrainte lors de l'assemblage de la charnière peut être le charnon mobile et non le charnon fixe. Les cames sont alors, bien entendu, portées par le charnon mobile, dont les ailes sont imbriquées entre celles du charnon fixe. i0 REVENDICATIONS 1. Ensemble charnière de porte de véhicule à mécanisme d'arrêt de porte 5 intégré, du type comportant: - un charnon fixe (1) comportant deux ailes (3, 4) destiné à être solidarisé à la carrosserie du véhicule; - un charnon mobile (5) comportant deux ailes (6, 7) destiné à être solidarisé à la porte du véhicule; ro - un axe (10) d'articulation dudit charnon mobile (5) sur ledit charnon fixe (1) ; caractérisé en ce qu'il comporte deux cames (16, 17) chacune étant solidaire d'une aile (3, 4) de l'un des charnons (1, 5) et au contact d'une aile (6, 7) de l'autre des charnons (1, 5), traversées par l'axe (10), au moins une 1s desdites cames (16, 17) et l'aile (6, 7) du charnon (1, 5) au contact duquel elle se trouve portant un crantage définissant au moins une position d'ouverture partielle de la porte du véhicule, et en ce que ledit charnon (1, 5) dont les cames (16, 17) sont solidaires est mis sous précontrainte lors de l'assemblage de la charnière de manière à ce que ses ailes (3, 4) tendent à plaquer les cames (16, 17) contre les ailes (6, 7) de l'autre charnon (1, 5), un rapprochement supplémentaire des ailes (3, 4) du charnon (1, 5) dont les cames (16, 17) sont solidaires étant possible lors du passage de la porte d'une position d'ouverture à une autre position d'ouverture. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit crantage est réalisé à l'aide d'au moins une série (26, 27, 28) de bossages (29) et de creux (34) ménagés sur l'une de ladite came (16, 17) et de laclite aile (6, 7) correspondante du charnon (1, 5) au contact duquel elle se trouve et d'au moins un bossage (30) ménagé sur l'autre de ladite came (16, 17) et de ladite aile (6, 7). 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe (10) comporte une collerette (15) à l'une de ses extrémités et un sertissage (33) à l'autre extrémité. 4. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe (10) comporte une collerette (15) à l'une de ses extrémités et un écrou à l'autre extrémité. 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les cames (16, 17) sont en un matériau moulé résistant aux frottements. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les ailes (3, 4) susceptibles de se rapprocher l'une de l'autre Ion> du passage de la porte d'une position d'ouverture à une autre position d'ouverture sont sensiblement parallèles entre elles lorsque la porte est immobilisée dans une Io position d'ouverture.