Brevet FR2896096A1 — publié le 20070713

DISPOSITIF DE LIAISON ELECTRIQUE ENTRE UN ELEMENT FIXE ET UN ELEMENT OUVRANT DE CARROSSERIE DE VEHICULE. La présente invention concerne un dispositif de liaison électrique 5 entre un élément fixe et un élément ouvrant de carrosserie de véhicule, en particulier de véhicule automobile. Par élément fixe de carrosserie, on entend la coque (ou le châssis coque) du véhicule, non équipée des éléments ouvrants, tels que, par exemple, les portes, le capot, le hayon ou volet arrière, etc. 10 L'invention se rapporte au domaine de la distribution de l'électricité dans les véhicules, en particulier les véhicules automobiles. Il y a une tendance vers l'augmentation des prestations de confort, de sécurité ou encore de celles, par exemple, qui sont liées à la dynamique, au moteur ou à la dépollution. Il y a aussi une 15 exigence croissante imposée par le style ou design intérieur et extérieur des véhicules automobiles. Cela rend de plus en plus difficile de faire circuler physiquement le courant électrique dans le véhicule, et plus particulièrement entre un élément fixe et un élément ouvrant de la carrosserie, par exemple entre l'habitacle et 20 une porte ou entre l'habitacle et un volet ouvrant arrière. La longueur des câblages électriques a pratiquement décuplé en trente ans comme le nombre d'interconnexions. Un modèle d'automobile de haut de gamme peut comporter jusqu'à 1000 fils et quelques 2000 connexions électriques. 25 Un élément ouvrant type de carrosserie, comme une portière, peut comporter un grand nombre de fils électriques. Ainsi, dans la portière d'un véhicule de haut de gamme, il y a deux fils pour la fermeture centralisée, deux autres pour l'alimentation du moteur de lève-vitre, deux pour son bouton de commande et deux pour le système anti-pincement, aujourd'hui généralisé, deux encore pour le réglage du rétroviseur électrique, deux pour le clignotant intégré - très à la mode ces temps-ci -, deux s'il est électrochrome (c'est-à-dire s'il se teinte automatiquement au soleil), deux pour son dégivrage et encore deux autres s'il se rabat électriquement. Il faut en outre des fils pour le haut-parleur, pour le contacteur d'ouverture, pour la fermeture automatique des portes, pour les éclairages de poignée et de bas de portières (le cas échéant), pour l'ouverture avec une carte, etc. Au total, on peut avoir jusqu'à 50 fils différents ! On comprend ainsi les difficultés propres à l'établissement d'une liaison électrique continue, fiable et de montage pratique entre le faisceau électrique de l'élément fixe de carrosserie, coque ou habitacle, et un élément ouvrant, tel une portière ou encore un volet arrière, par exemple. Un procédé largement utilisé aujourd'hui en montage sur une ligne de fabrication automobile consiste à utiliser deux faisceaux, à savoir un faisceau électrique d'habitacle et un faisceau électrique spécifique pour l'ouvrant, qui sont ensuite raccordés ensemble. Un tel procédé permet une installation des deux faisceaux, lesquels peuvent d'ailleurs provenir de fournisseurs différents, sur des postes de travail différents, ce qui facilite l'équilibrage de la chaîne de montage. Le faisceau de l'ouvrant peut également être monté sur une chaîne spécifique de montage de l'ouvrant avec les garnissages, les vitres, les dispositifs électriques variés, les serrures, avant que l'ouvrant retourne à la chaîne de production principale. Toutefois, ce procédé présente de nombreux inconvénients, parmi lesquels : - la difficulté de faire passer l'extrémité du faisceau de l'ouvrant de l'extérieur vers l'intérieur du véhicule pour réaliser l'interconnexion avec le faisceau de l'habitacle, - la nécessité de prévoir un trajet et, par conséquent, un espace réservé à la partie de faisceau de l'ouvrant dans l'habitacle, entre la structure et la garniture, ce qui entraîne une perte de volume dans l'habitacle, - le coût et le développement d'un soufflet de faisceau pour réaliser l'étanchéité au droit du passage du faisceau dans l'habitacle, ainsi que la difficulté d'obtenir une bonne cinématique du faisceau lors du fonctionnement de l'ouvrant, - le surcoût entraîné par l'interconnexion dans l'habitacle, et le nombre de pannes susceptibles d'intervenir, - la nécessité de gérer un faisceau complémentaire en bord de ligne de montage. Un autre procédé de réalisation de la liaison électrique rencontré en fabrication automobile consiste à intégrer le faisceau de l'élément ouvrant au faisceau de l'élément fixe (de l'habitacle). Mais cette manière de procéder présente également des inconvénients parmi lesquels : - la difficulté de faire passer le faisceau électrique de l'ouvrant de l'intérieur du véhicule à l'extérieur, - la nécessité de développer un soufflet de faisceau électrique de façon à réaliser une étanchéité au droit du passage du faisceau dans l'élément fixe de carrosserie (habitacle), et également la difficulté technique pour obtenir une bonne cinématique du faisceau lors du fonctionnement de l'élément ouvrant, -l'obligation d'avoir un faisceau plus imposant en taille. Le but de la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif de liaison électrique entre un élément fixe et un élément ouvrant de carrosserie de véhicule, qui ne présente aucun des inconvénients mentionnés précédemment. Un autre but de la présente invention est de réaliser un tel dispositif qui soit applicable à tous les véhicules possédant un 15 ouvrant. C'est également un but de la présente invention de concevoir un nouveau dispositif de liaison électrique entre un élément fixe et un élément ouvrant de carrosserie de véhicule, qui soit robuste, bon marché, de montage facile, qui permette un gain de temps au cours 20 du montage. C'est encore un but de la présente invention de concevoir un tel dispositif qui soit bien adapté à des ouvrants qui possèdent un grand nombre de fonctions électriques. Pour atteindre ces buts et d'autres qui apparaîtront dans la suite 25 de la présente description, la présente invention réalise un nouveau dispositif de liaison électrique entre un élément fixe et un élément ouvrant de carrosserie de véhicule, les deux éléments étant reliés ensemble par une liaison à pivot de type charnière, dans lequel l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant enveloppe une partie de la périphérie de la broche de la charnière, et l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément fixe est reliée à un connecteur à contact sur ladite périphérie de la broche, de manière à réaliser la continuité électrique entre les deux faisceaux conducteurs. De manière préférentielle, l'extrémité de liaison du faisceau 10 conducteur de l'élément ouvrant présente la forme d'un câble plat flexible à conducteurs plats. De préférence également, cette extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant enveloppe la périphérie de la broche de la charnière sur un secteur angulaire au moins égal au 15 secteur angulaire correspondant au mouvement de pivotement total de l'élément ouvrant par rapport à l'élément fixe. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le connecteur à contact relié à l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément fixe est un connecteur à contact à pression, plus 20 particulièrement un connecteur à contact à pression de type à contact à billes. Le contact à pression permanent est obtenu grâce à des moyens élastiques, de préférence des ressorts, qui appliquent les billes contre le câble plat flexible. 25 Et de préférence, le connecteur à contact à billes est monté fixe sur l'élément fixe, l'axe longitudinal dudit connecteur étant perpendiculaire à la surface de l'élément fixe et passant par l'axe de pivotement de la charnière. De préférence également, le connecteur à contact à billes comprend un nombre de billes qui correspond au nombre de fils conducteurs élémentaires du faisceau électrique de l'élément fixe de carrosserie, et le câble plat flexible comprend un nombre de conducteurs plats qui correspond au nombre de fils conducteurs élémentaires du faisceau électrique de l'élément ouvrant de carrosserie. De préférence également, le câble plat flexible qui constitue l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant est formé de conducteurs plats en cuivre, tréfilés, laminés et isolés par une matière plastique. Egalement selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la liaison à pivot de type charnière est une ferrure de section en forme de U, l'une des branches étant solidaire de l'élément ouvrant de carrosserie et l'autre branche ayant son extrémité en forme de broche montée libre en rotation sur des paliers solidaires de l'élément fixe de carrosserie. Selon le mode de réalisation préféré également, l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant est reliée audit faisceau conducteur de l'élément ouvrant au moyen d'un connecteur à broches multiples disposé à l'intérieur de la charnière, de manière à avoir une interconnexion entre les deux faisceaux électriques à l'intérieur de ladite charnière. De plus, ladite branche du U solidaire de l'élément ouvrant de carrosserie présente un orifice pour le passage du faisceau conducteur de l'élément ouvrant. De plus également, ladite extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant enveloppe la périphérie de la broche de la charnière sur un secteur angulaire au moins égal à 270 d'angle. En variante, et de manière à permettre d'avoir un nombre important de fonctions électriques dans l'élément ouvrant, l'invention réalise une liaison électrique multiple entre un élément fixe et un élément ouvrant de carrosserie de véhicule, ledit élément ouvrant étant relié à l'élément fixe par plusieurs liaisons à pivot de type charnière, chaque liaison à pivot étant équipée d'un dispositif de liaison électrique selon la présente invention et exposé ci-dessus. L'élément fixe est l'habitacle du véhicule et l'élément ouvrant est un élément ouvrant du véhicule parmi les éléments de carrosserie suivants : porte avant, porte arrière, couvercle de coffre, hayon ou volet arrière. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective schématique montrant principalement la fixation de la liaison à pivot de type charnière avec l'élément ouvrant de carrosserie, - la figure 2 est une vue en perspective schématique montrant principalement la fixation de la liaison à pivot de type charnière avec le support d'axe de charnière, lequel support est rigidement fixé à l'élément fixe de carrosserie, - la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif de liaison électrique selon la présente invention, - la figure 4 est une vue en perspective schématique illustrant un exemple de position des zones de liaison électrique entre l'élément fixe et l'élément ouvrant de carrosserie, qui est ici, à titre d'exemple, un volet arrière de carrosserie de véhicule automobile. Un mode de réalisation préféré de la présente invention est décrit ci-après. En se référant au dessin de la figure 1, il est représenté une charnière 3, en forme générale de ferrure à section en U , avec un élément ouvrant 1 de carrosserie rigidement fixé à l'une des deux branches du U au moyen de fixations 4 représentées par les alésages de boulons de fixation ou analogues non représentés. La charnière 3, et l'élément ouvrant 1 rigidement fixé à la charnière 3, est mobile en pivotement (autour de l'axe a des figures 1 et 2) par rapport à l'habitacle du véhicule automobile, représenté en 2 sur la dessin de la figure 3 et seulement par les brides porte paliers 6 rigidement liées à l'habitacle sur le dessin des figures 1 et 2. Des paliers de rotation 5a, prévus dans les brides porte paliers 6, permettent la rotation de la charnière 3 autour de l'axe a , ensemble avec l'élément ouvrant, par rapport à l'habitacle 2. Comme on peut mieux le voir sur le dessin de la figure 3, l'autre branche du U constitutive de la charnière 3 est prolongée à son extrémité d'une partie cylindrique ou broche 5 dont l'axe longitudinal est l'axe de rotation a de la charnière 3. En se référant maintenant aux dessins des figures 2 et 3, le faisceau électrique 10 de l'élément ouvrant 1 de carrosserie traverse la paroi de la charnière 3 par un orifice de paroi 3a et est relié, au moyen d'un connecteur à broches multiples 7, à une partie terminale A en forme de câble plat flexible à conducteurs plats. Cette partie A en forme de câble plat enveloppe la broche 5, à la surface périphérique de celle-ci à laquelle elle est fixée, sur une distance angulaire qui sera détaillée dans le suite du texte et qui est, dans le présent exemple illustré sur la figure 3, supérieure à 270 d'angle. Rigidement fixé sur l'élément fixe 2 de carrosserie est positionné un connecteur à billes 9. Les billes 9b du connecteur sont en contact permanent, sous l'action élastique de ressorts 9a, avec la partie A d'extrémité du faisceau électrique 10 de l'élément ouvrant 1 qui enveloppe la broche 5. Cette pression maintenue des billes 9b sur le câble plat A permet une continuité électrique entre le faisceau électrique 10 de l'élément ouvrant 1 et le faisceau électrique 11 de l'élément fixe 2 de carrosserie auquel est relié le connecteur à contact à billes 9. L'axe longitudinal du connecteur à contact à billes 9, qui est la direction de pression des ressorts 9a sur les billes 9b, est perpendiculaire à la surface de l'élément fixe 2 de carrosserie et passe par l'axe de pivotement de la charnière 3. Le câble plat flexible A est constitué de conducteurs plats, par exemple des conducteurs plats en cuivre, tréfilés, laminés et isolés par une matière plastique, telle que du polyester. Le connecteur à contact à billes 9 comprend un nombre de billes 9b qui correspond au moins au nombre de fils conducteurs élémentaires du faisceau électrique 11 de l'élément fixe 2 de carrosserie. Le câble plat flexible A comprend un nombre de conducteurs plats qui correspond au moins au nombre de fils conducteurs élémentaires du faisceau électrique 10 de l'élément ouvrant 1 de carrosserie. Les dimensions des billes 9b et les largeurs des conducteurs plats 5 sont adaptées de telle manière qu'une bille est en contact avec un conducteur plat et un seul. Le câble plat flexible A à conducteurs plats enveloppe la surface cylindrique périphérique de la broche 5 sur un secteur angulaire au moins au moins égal au secteur angulaire correspondant au 10 mouvement de pivotement total de l'élément ouvrant 1, et par conséquent de la charnière 3 autour de son axe de pivotement confondu avec l'axe de la broche 5. Dans l'exemple illustré en particulier sur le dessin de la figure 3, le secteur angulaire est compris entre 270 et 360 d'angle. 15 Lors du mouvement de pivotement d'ouverture ou de fermeture de l'élément ouvrant 1 de carrosserie, la broche 5, solidaire de l'élément ouvrant, tourne sur elle-même autour de l'axe a de la charnière et les billes 9b, pressées par les ressorts 9a, restent en contact avec les conducteurs plats du câble A enroulés sur la 20 broche 5. Le mouvement de rotation de l'élément ouvrant 1 de carrosserie n'affecte pas la continuité électrique entre les faisceaux 10 et 11, les billes 9b reliées au faisceau 11 restant en contact par pression aux conducteurs plats reliés au faisceau 10. Un tel dispositif de liaison, tel qu'illustré par le dessin des figures 1 25 à 3, présente l'avantage d'un gain de place dans l'habitacle du véhicule. De plus, l'interconnexion est réalisée en un emplacement bien défini (par le connecteur 7 situé à l'intérieur de la ferrure en U de la charnière) et, par conséquent, offre l'avantage d'un trajet identique du faisceau électrique dans l'habitacle pour tous les véhicules. De plus, le dispositif de la présente invention, qui s'applique à tous les véhicules avec éléments ouvrants, ne nécessite pas de fourreau 5 de protection de faisceau d'ouvrant. D'autres avantages du dispositif décrit ci-dessus résident dans son installation. En effet, il n'y a pas d'intervention humaine dans la réalisation de l'interconnexion entre le faisceau de l'élément fixe (habitacle) et le faisceau de l'élément ouvrant. De plus, le faisceau 10 de l'élément ouvrant peut être préparé de manière indépendante des autres faisceaux. En variante, et de manière à permettre d'avoir un nombre important de fonctions électriques dans l'élément ouvrant 1 de carrosserie, on applique la solution de la présente invention à une 15 liaison à charnières multiples, par exemple la liaison d'une portière ou d'un hayon sur l'habitacle avec deux charnières identiques à la charnière 3 décrite ci-dessus. On réalise alors une liaison électrique multiple entre un élément fixe 2 (habitacle) et la portière ou le volet ouvrant 1 de carrosserie de véhicule, chaque charnière 20 étant équipée d'un dispositif de liaison électrique tel que décrit ci-dessus. Le nombre important de liaisons électriques entre l'élément fixe 2 et l'élément ouvrant 1 de carrosserie est alors réparti sur les deux dispositifs situés sur l'une et l'autre charnière, respectivement. 25 Sur le dessin de la figure 4, est représenté, à titre d'exemple, un élément ouvrant 1 de carrosserie en position sur un élément fixe 2 de carrosserie avec les emplacements des zones de connexion 3', 3", intégrant chacune un dispositif de liaison électrique tel que décrit précédemment et conforme à la présente invention. Dans cet exemple, non limitatif de l'objet de la présente invention, l'élément fixe est la structure de l'habitacle du véhicule et l'élément ouvrant est le capot arrière incorporant le vitre arrière. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.10 REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison électrique entre un élément fixe (2) et un élément ouvrant (1) de carrosserie de véhicule, ledit élément ouvrant (1) étant relié à l'élément fixe (2) par une liaison à pivot de type charnière (3), caractérisé en ce que l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10) enveloppe une partie de la périphérie de la broche (5) de la charnière (3) et l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément fixe (11) est reliée à un connecteur à contact (9) sur ladite périphérie de la broche (5), de manière à réaliser la continuité électrique entre les deux faisceaux conducteurs (10, 11). 2. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10) présente la forme d'un câble plat flexible à conducteurs plats (A). 3. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite extrémité de liaison (A) du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10) enveloppe la périphérie de la broche (5) de la charnière (3) sur un secteur angulaire au moins égal au secteur angulaire correspondant au mouvement de pivotement total de l'élément ouvrant. 4. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit connecteur à contact (9) relié à l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément fixe (11) est un connecteur de type à contact à billes (9).. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit connecteur à contact à billes (9) est monté fixe sur l'élément fixe (2), l'axe longitudinal dudit connecteur (9) étant perpendiculaire à la surface de l'élément fixe (2) et passant par l'axe de pivotement (a) de la charnière (3). 6. Dispositif de liaison électrique selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que ledit connecteur à contact à billes (9) comprend un nombre de billes (9b) qui correspond au nombre de fils conducteurs élémentaires du faisceau électrique de l'élément fixe (11) de carrosserie, et en ce que le câble plat flexible (A) comprend un nombre de conducteurs plats qui correspond au nombre de fils conducteurs élémentaires du faisceau électrique de l'élément ouvrant (10) de carrosserie. 7. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le câble plat flexible (A), qui constitue l'extrémité de liaison du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10), est formé de conducteurs plats en cuivre, tréfilés, laminés et isolés par une matière plastique. 8. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison à pivot de type charnière (3) est une ferrure de section en forme de U, l'une des branches étant solidaire de l'élément ouvrant (1) de carrosserie et l'autre branche ayant son extrémité en forme de broche (5) montée libre en rotation sur des paliers (5a) solidaires de l'élément fixe de carrosserie (2). 9. Dispositif de liaison électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité de liaison (A) du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10) est reliée auditfaisceau conducteur de l'élément ouvrant (10) au moyen d'un connecteur à broches multiples (7) disposé à l'intérieur de la charnière (3), de manière à avoir une interconnexion entre les deux faisceaux électriques (10, 11) à l'intérieur de ladite charnière (3). 10. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite branche du U solidaire de l'élément ouvrant (1) de carrosserie présente un orifice (3a) pour le passage du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10). 11. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite extrémité de liaison (A) du faisceau conducteur de l'élément ouvrant (10) enveloppe la périphérie de la broche (5) de la charnière (3) sur un secteur angulaire au moins égal à 270 d'angle. 12. Dispositif de liaison électrique multiple entre un élément fixe (2) et un élément ouvrant (1) de carrosserie de véhicule, ledit élément ouvrant (1) étant relié à l'élément fixe (2) par plusieurs liaisons à pivot de type charnière (3), caractérisé en ce que chaque liaison à pivot (3) est équipée d'un dispositif de liaison électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13. Dispositif de liaison électrique multiple entre un élément fixe (2) et un élément ouvrant (1) de carrosserie de véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit élément fixe (2) est l'habitacle du véhicule et ledit élément ouvrant (1) est un élément ouvrant du véhicule parmi les éléments de carrosserie suivants : porte avant, porte arrière, couvercle de coffre, hayon ou volet arrière.