Brevet FR2927351A1 — publié le 20090814

-1- La présente invention concerne le domaine technique des ouvrants de véhicule automobile, et en particulier des hayons d'un tel véhicule. On connaît dans l'état de la technique un hayon de véhicule automobile comprenant un caisson rigide, réalisé en matière thermoplastique renforcée de fibres de verre, le caisson étant renforcé par une structure métallique. C'est le cas par exemple pour le véhicule Mazda 5 actuellement sur le marché. Le hayon est monté mobile sur la caisse en blanc du véhicule automobile entre une position d'ouverture et un position de fermeture. Il est relié à la caisse par l'intermédiaire de charnières situées en partie haute du caisson et par des vérins permettant l'ouverture assistée de celui-ci. La structure métallique du caisson de hayon lui permet de respecter un cahier des charges esthétique car sa rigidification évite qu'il se déforme lorsqu'il se trouve en position fermée sur la caisse. La structure métallique évite également une fatigue pouvant conduire à la casse du caisson. En effet, chaque vérin exerce une poussée sur le hayon placé en position ouverte ou fermée sur la caisse. Cette poussée engendrant des contraintes dans le hayon, celui-ci risque de se déformer, ce qui n'est pas acceptable pour l'esthétique du véhicule, notamment lorsque le hayon se trouve monté en position fermée sur la caisse. Les jeux et affleurements des pièces de carrosserie du hayon avec les pièces de carrosserie environnantes sont en effet déterminés très précisément et ne doivent pas être modifiées par la déformation du hayon. Mais un tel hayon, du fait de la structure métallique du caisson, ne répond pas au besoin actuel d'alléger le véhicule automobile. La présente invention a pour but de fournir une solution à ce besoin, grâce à un hayon dont le caisson est réalisé majoritairement en matière plastique, notamment en matière thermoplastique renforcée de fibres. Un tel hayon respecterait le cahier des charges esthétique en ce qui concerne les jeux et affleurements entre la carrosserie du hayon et le reste de la carrosserie du véhicule. Il permettrait également d'éviter la fatigue résultant de la déformation du hayon et pouvant conduire à la casse du caisson. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble d'une caisse de véhicule automobile et d'un hayon monté mobile sur la caisse entre une position ouverte et une position fermée, comprenant : - un moyen d'assistance à l'ouverture monté entre la caisse et le hayon de manière à exercer sur le hayon une poussée tendant à le placer en position ouverte ; - au moins une butée agencée sur la caisse pour, lorsque le hayon est en position fermée, exercer sur le moyen d'assistance à l'ouverture une force opposée à sa -2- poussée, de telle sorte que le hayon ne subisse pas, ou de façon très atténuée, la poussée du moyen d'assistance à l'ouverture. Ainsi, au moins une partie des contraintes engendrées par le moyen d'assistance à l'ouverture lorsque le hayon est placé en position fermée sont compensées par la force exercée par la caisse sur le moyen d'assistance à l'ouverture. Le hayon est donc moins sollicité par la poussée des vérins lorsqu'il se trouve placé en position fermée sur la caisse. Sa rigidité peut donc être diminuée. Il est alors possible d'alléger le hayon tout en respectant le cahier des charges esthétique et de tenue mécanique du véhicule. En particulier, la butée est agencée pour que le moyen d'assistance à l'ouverture soit en appui sur la butée lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. La force de réaction exercée par la butée sur le moyen d'assistance à l'ouverture permet ainsi de s'opposer à la force de poussée du moyen d'assistance à l'ouverture. L'invention peut également comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques de la liste suivante : - le moyen d'assistance à l'ouverture comprend un vérin exerçant une poussée selon un axe donné lorsque le hayon est placé en position fermée, - le moyen d'assistance à l'ouverture peut également comprendre au moins une pièce de liaison, de préférence métallique, reliant le vérin au hayon, au moins une surface de la butée sur laquelle est apte à s'appuyer le moyen d'assistance à l'ouverture est de normale essentiellement parallèle à l'axe de poussée. Par "essentiellement parallèle à l'axe de poussée", on entend que la normale à la surface de butée n'est pas inclinée de plus de 45° relativement à l'axe de poussée. De cette façon, la force de réaction de la butée s'oppose plus efficacement à la poussée du vérin lorsque le hayon est en position fermée, - au moins une des butées est agencée sur la caisse de sorte qu'au moins une surface d'appui de la butée intersecte l'axe de poussée lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. On appelle "surface d'appui" la surface de la butée destinée à être en contact avec le vérin ou la pièce de liaison. Cette surface n'est pas obligatoirement constituée par la totalité d'une face de la butée. Dans ce mode de réalisation, du fait que l'appui sur la butée s'effectue selon l'axe de poussée, la poussée du piston n'est pas susceptible de donner naissance à un couple engendrant des contraintes dans le hayon; - au moins une des butées est agencée de sorte qu'une extrémité du vérin est en appui contre la butée lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse ; -3- - au moins une des butées est agencée de sorte que la pièce de liaison est en appui contre la butée lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. Ceci permet d'éviter que l'extrémité du piston, qui est en général en matière plastique, ne soit abîmée par le frottement contre la butée, ce qui pourrait entraîner une désolidarisation du piston et de la pièce de liaison; - l'ensemble comprend des moyens de centrage de la pièce de liaison relativement à la caisse, lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. Ceci est notamment avantageux lorsque la surface d'appui de la butée de la caisse n'intersecte pas l'axe de poussée du piston, puisque cela permet d'empêcher certains mouvements de la pièce de liaison et également de s'opposer au couple créé par la force de poussée et la force de réaction, ces deux forces n'étant pas colinéaires ; - en particulier, au moins l'une des butées comprend une gorge dans laquelle une saillie de forme essentiellement complémentaire de la gorge, solidaire de la pièce de liaison, est apte à s'engager lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. Ainsi, la pièce de liaison est immobile en rotation, au moins selon une direction perpendiculaire au hayon du fait de la présence de la gorge. De ce fait, le couple ne déforme pas la pièce de liaison en torsion. Le hayon ne se déplace donc pas par rapport à sa position d'origine ; - la butée est formée sur la caisse par emboutissage. De ce fait, les coûts de fabrication de la butée sont très peu élevés puisque sa fabrication ne demande pas d'étape spécifique supplémentaire, celle-ci étant formée en même temps que le reste de la caisse. Elle peut également être rapportée, par exemple par soudure sur la caisse ; - le hayon comporte un caisson réalisé au moins partiellement en matière plastique, notamment en matériau thermoplastique, en particulier renforcé, tel que le polypropylène renforcé de fibres de verre, ce qui permet d'alléger substantiellement le véhicule automobile. L'invention a également pour objet une caisse en blanc de véhicule automobile appartenant à l'ensemble selon l'invention. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique latérale de l'arrière d'une structure d'un véhicule automobile, montrant un hayon en position ouverte, -4- - la figure 2 est une vue en perspective d'un détail d'un ensemble de la caisse et du hayon selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque le hayon est placé dans une position ouverte de quelques degrés sur la caisse, - la figure 3 est une vue en perspective de l'ensemble de la figure 2, lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse, - la figure 4 est une vue en perspective d'un détail d'un l'ensemble selon un autre mode de réalisation de l'invention, lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. On a représenté sur la figure 1 l'arrière d'une structure de véhicule automobile 10, constituée par la caisse en blanc de ce véhicule automobile. Comme on le voit, la caisse 10 comprend notamment deux montants arrière 12, délimitant l'arrière du véhicule, ainsi qu'un montant de toit 14 délimitant la partie supérieure du véhicule. Entre les deux montants arrière 12 situés de chaque côté du véhicule, est placé un hayon 16 formant ouvrant du véhicule, constitué par un caisson de hayon recouvert par des pièces de carrosserie et par une lunette arrière. Ce hayon 16 est monté mobile sur la caisse entre une position ouverte et une position fermée. Il est relié à la caisse en blanc 10 par l'intermédiaire de charnières 18 placées à l'extrémité supérieure du hayon et par des vérins 20, situés de chaque côté du hayon et permettant d'assister l'ouverture de celui-ci. Chaque vérin 20 comprend un bâti 22 dont une extrémité 24 est reliée à la caisse et est mobile en rotation relativement à la caisse. Un piston 26 est engagé dans ce bâti 22, de sorte que le piston est mobile en translation relativement au bâti 22 selon un axe correspondant à l'axe longitudinal X du vérin. Chaque vérin 20 exerce sur le hayon une poussée de direction correspondante à l'axe de translation du piston, tendant à placer en position ouverte le hayon se trouvant en position fermée. Le piston 26 est relié au hayon 16 par l'intermédiaire d'une extrémité 28, opposée à l'extrémité 24 du bâti. L'extrémité 28 du piston est reliée à une pièce de liaison 30 de direction longitudinale sensiblement perpendiculaire à l'axe de translation du piston, quelle que soit la position du hayon. Cette pièce 30 est également fixée sur le côté du caisson de hayon, par l'intermédiaire de vis 32. Comme on le voit sur la figure 2,la pièce de liaison 30 comprend un corps 34 en forme de cône et comprend à son extrémité une plaque 36, cette dernière étant fixée sur le hayon à l'aide des vis ou rivet 32. La pièce de liaison 30 comporte également à son extrémité opposée à la plaque une forme convexe telle qu'une rotule L'extrémité 28 du piston forme une partie concave destinée à venir coopérer avec la rotule portée par la pièce de liaison, par exemple en se clipsant sur celle-ci. -5- L'ensemble du vérin et de la pièce de liaison forme un moyen d'assistance à l'ouverture du hayon. Comme on le voit également sur la figure 2, le montant 12 de la caisse est formé à son extrémité arrière par un profilé ayant une forme générale en U et comprenant un fond 38 et deux parois latérales 40. Le hayon est constitué d'un caisson 42 formant à son extrémité un profilé en U 44, sur lequel est collée une lunette arrière 46, de sorte que le hayon forme à cet endroit corps creux de rigidification. Le caisson de hayon est réalisé en matière plastique, notamment en matière thermoplastique renforcée, telle que le polypropylène renforcé de fibres de verre. La lunette est généralement réalisée en verre. La caisse en blanc comprend en outre une butée 48, formée par emboutissage, en même temps que le reste de la caisse. Cette butée comprend une face supérieure et quatre faces latérales reliant la face supérieure au reste de la caisse. Comme cela est visible sur la figure 3 représentant le hayon en position fermée, cette butée sert d'appui pour la pièce de liaison 30 lorsque le caisson de hayon 42 est placé sur la caisse 12 en position fermée. La pièce de liaison 30 s'appuie sur une face latérale de la butée tournée vers le haut du véhicule et de normale essentiellement parallèle à l'axe de translation du piston lorsque le hayon est placé sur la caisse 12 en position fermée. De cette façon, la force exercée par la butée sur le piston s'oppose à la force de poussée du piston sur le hayon. Des contraintes dues à la poussée du piston ne sont donc pas transmises au hayon, dont la rigidité peut être de ce fait diminuée. Il est à noter qu'il faut prévoir un jeu serré entre la pièce de liaison 30 et la butée 48 pour que la force de poussée du piston n'engendre pas de contraintes trop importantes dans le hayon. On a représenté sur la figure 4 un détail d'un ensemble selon un autre mode de réalisation de l'invention. Les références sont identiques avec celles des figures 2 et 3 si les objets que désignent ces références sont identiques. Dans ce mode de réalisation, la caisse 49 et le caisson de hayon 42 sont également reliés par l'intermédiaire du vérin 20 comprenant un piston 26. Le piston est relié au caisson de hayon 42 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 51. Dans ce mode de réalisation, la caisse comprend deux butées 50, 52, entre lesquelles est destinée à s'engager la pièce de liaison 51 lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. Chaque butée 50, 52 comprend une face supérieure et quatre faces latérales reliant la face supérieure au reste de la caisse. Chaque butée 50, 52 comprend une gorge 54, 56, débouchant sur une face latérale et sur une partie de la face supérieure de la butée. La gorge 54 de la butée 50 débouche sur la face tournée vers le haut de cette butée alors -6- que la gorge 56 de la butée 52 débouche sur la face tournée vers le bas de cette butée, les deux gorges étant en vis-à-vis. Les deux butées 50, 52 sont situées en vis-à-vis, de sorte que les deux gorges 54, 56 sont alignées selon une direction essentiellement parallèle à la direction de l'axe de translation du piston lorsque le hayon est placé sur la caisse en position fermée, correspondant à l'axe de poussée. La pièce de liaison 51 comporte une collerette 58 conformée pour s'engager dans les gorges 54 et 56, dont les dimensions sont essentiellement complémentaires de celles de la gorge. Cette collerette est située sur une partie médiane du corps de la pièce de liaison 51 et positionnée de sorte qu'elle est apte à s'engager dans chacune des gorges. Ainsi, le corps de la pièce de liaison, de forme conique, est en contact avec la face latérale de la butée 50, cette face produisant une force de réaction sur la pièce de liaison apte à s'opposer à la poussée du piston. Cette face est de normale essentiellement parallèle à l'axe de translation du piston, correspondant à l'axe de poussée. De cette façon, la force de réaction exercée par la butée sur la pièce de liaison s'oppose à la force de poussée. Elle est toutefois susceptible de créer en association avec la force de poussée un couple engendrant une torsion de la pièce de liaison et, de ce fait, un mauvais positionnement du hayon. Comme la collerette 58 est centrée dans chacune des gorges 54, 56, la pièce de liaison 30 ne peut pas se tordre et le hayon reste correctement positionné. Une forme en biseau des bords de la collerette et une forme correspondante de la gorge portée par la butée peuvent faciliter le début d'engagement de la collerette puis son maintien en position. Les faces latérales des butées 50, 52 sont de normale légèrement inclinées par rapport à la direction de l'axe de poussée, pour assurer une meilleure mise en place de la pièce de liaison entre les butées lors de la fermeture du hayon, sans endommager la pièce ou l'une des butées. Il est important qu'il existe un jeu serré entre la pièce de liaison 30 et la butée 50, pour que la force de poussée du piston n'engendre pas de contraintes trop importantes dans le hayon. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. En effet, il est envisageable que la caisse comprenne une butée située dans l'axe de translation du piston, correspondant à l'axe de poussée, lorsque le hayon est placé sur la caisse en position fermée. L'extrémité du piston est destinée dans ce cas à s'appuyer sur une face de la butée dans cette position. Aucun effort en torsion n'est transmis à la caisse car les deux forces sont essentiellement colinéaires. On peut également prévoir deux butées entre lesquelles s'engage la pièce de liaison, sans que ces butées ne -7- comprennent des gorges. En effet, ces deux butées seront suffisantes à elles seules pour effectuer le centrage de la pièce de liaison relativement à la caisse, ce qui permettra de bloquer au moins partiellement la rotation de la pièce de liaison et d'éviter sa torsion. Il est également possible de prévoir une unique butée comprenant une gorge telle que décrite dans le mode de réalisation de la figure 4, qui aura également pour effet d'empêcher la torsion de la pièce de liaison. En outre, la butée n'est pas forcément formée avec la caisse et pourra être rapportée sur la pièce par collage, soudage ou tout autre moyen. La forme de la butée, de la gorge ou de la collerette ne sont pas non plus limitées à celles décrites. La pièce de liaison peut également être rapportée sur la caisse par d'autres moyens que ceux décrits. L'invention peut également être mise en oeuvre pour un caisson de hayon qui est conformé dans un autre matériau qu'un matériau thermoplastique, par exemple un matériau thermodurcissable.15 REVENDICATIONS 1. Ensemble d'une caisse (12 ; 49) de véhicule automobile et d'un hayon (16) monté mobile sur la caisse entre une position ouverte et une position fermée, caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen d'assistance à l'ouverture (20, 30 ; 20, 51) monté entre la caisse et le hayon de manière à exercer sur le hayon une poussée tendant à le placer en position ouverte ; au moins une butée (48 ; 50, 52) agencée sur la caisse pour, lorsque le hayon est en position fermée, exercer sur le moyen d'assistance à l'ouverture une force opposée à sa poussée, de telle sorte que le hayon ne subisse pas, ou de façon très atténuée, la poussée du moyen d'assistance à l'ouverture. 2. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen d'assistance à l'ouverture comprend un vérin (20) exerçant une poussée selon un axe (X) donné lorsque le hayon est placé en position fermée. 3. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le moyen d'assistance à l'ouverture comprend au moins une pièce de liaison (30 ; 51), de préférence métallique, reliant le vérin au hayon. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel au moins une surface de la butée sur laquelle est apte à s'appuyer le moyen d'assistance à l'ouverture est de normale essentiellement parallèle à l'axe de poussée (X). 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel au moins une des butées est agencée sur la caisse de sorte qu'au moins une surface d'appui de la butée intersecte l'axe de poussée lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. 6. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel au moins une des butées est agencée de sorte qu'une extrémité du vérin est en appui contre la butée lorsque le hayon est monté en position fermée sur la caisse. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins une des butées est agencée de sorte que la pièce de liaison (30 ; 51) est en appui contre la butée (48 ; 50, 52) lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. 8. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel l'ensemble comprenant des moyens de centrage (54, 56) de la pièce de liaison relativement à la caisse, lorsque le hayon est placé en position fermée sur la caisse. 9. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel au moins une des butées (50, 52) comprend une gorge (54, 56) dans laquelle une saillie (58) de forme-9- essentiellement complémentaire de la gorge, solidaire de la pièce de liaison, est apte à s'engager lorsque le caisson est placé en position fermée sur la caisse. 10. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la saillie est constituée par une collerette (58) ménagée sur la pièce de liaison. 11.Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une butée est formée sur la caisse par emboutissage ou rapportée sur la caisse, par exemple par soudure. 12.Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le hayon comprend un caisson est réalisé au moins partiellement en matière plastique, notamment en matériau thermoplastique, en particulier en matériau thermoplastique renforcé, tel que le polypropylène renforcé de fibres de verre (PPGF). 13.Caisse (12 ; 49) de véhicule automobile et apte à coopérer avec un hayon (16) monté mobile sur la caisse entre une position ouverte et une position fermée, caractérisé en ce que cette coopération a lieu en présence d'un moyen d'assistance à l'ouverture (20, 30 ; 20, 51) monté entre la caisse et le hayon de manière à exercer sur le hayon une poussée tendant à le placer en position ouverte, la caisse présentant au moins une butée (48 ; 50, 52) agencée sur la caisse pour, lorsque le hayon est en position fermée, exercer sur le moyen d'assistance à l'ouverture une force opposée à sa poussée, de telle sorte que le hayon ne subisse pas, ou de façon très atténuée, la poussée du moyen d'assistance à l'ouverture.