Brevet FR2947776A1 — publié le 20110114

Appui-tête de siège de véhicule automobile comportant une charnière à couple de friction. La présente invention concerne un appui-tête de siège, notamment de véhicule automobile, comportant une charnière à couple de friction. De telles charnières peuvent servir dans la liaison de l'appui-tête au siège, ou entre éléments de l'appui-tête. Par exemple, certains appuis-tête de siège d'automobile comportent des palettes latérales qui sont ajustables en pivotement selon un axe sensiblement vertical, pour permettre un maintien latéral au plus près de la tête de l'utilisateur. Pour ne pas cependant compliquer l'utilisation de ces appuis-tête, le pivotement des palettes se fait sans mécanisme de réglage ni de blocage, et le maintien dans la position désirée par l'utilisateur est assuré seulement par un frottement volontairement créé au niveau de l'articulation. Ce frottement généré donc un couple de friction, qui doit être suffisant pour maintenir les palettes en position en utilisation courante de l'appui-tête, et donc pour résister aux efforts que l'utilisateur peut créer involontairement en déplaçant sa tête en cours d'utilisation, et à tout le moins aux efforts de soutien de la tête si l'utilisateur souhaite appliquer fermement sa tête contre l'appui-tête. Ce couple de friction doit par ailleurs être suffisamment faible pour permettre à l'utilisateur de régler la position des palettes à sa convenance, en les faisant simplement pivoter à la main, sans devoir exercer pour cela des efforts trop importants. Des charnières à couple de friction visant à satisfaire ces souhaits contradictoires existent déjà. Typiquement, elles comportent un arbre solidaire d'une palette et une sorte de collier solidaire en rotation de la partie centrale de l'appui-tête et enserrant l'arbre. 2 Le serrage plus ou moins important de ce collier sur l'arbre crée le couple de friction désiré. Les inconvénients de ces systèmes sont que le couple de serrage peut fluctuer en fonction des dispersions dimensionnelles de l'arbre et du collier, en fonction de l'usure pouvant se produire à l'interface entre arbre et collier, et aussi en fonction de la position de la palette par rapport à la partie centrale d'appui-tête, du fait d'irrégularités de surface de l'arbre ou du collier, ou de problèmes de faux rond. Il est aussi connu des systèmes visant à fournir un couple de friction contrôlé plus constant, en remplaçant les colliers mentionnés ci-dessus par des éléments élastiques spécifiques en forme de lyre enserrant l'arbre de la charnière. L'élasticité de ces éléments permet d'assurer un couple de friction plus constant, malgré d'éventuelles irrégularités géométriques, dispersions dimensionnelles et usures. Mais ces charnières à couple de friction contrôlé ont un coût élevé. De plus la forme en lyre crée un encombrement supplémentaire au niveau de la génératrice où les extrémités des lyres sont situées. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus des charnières à colliers, en proposant une solution alternative et moins coûteuse aux charnières à couple de friction contrôlé mentionnées ci-dessus. Elle vise aussi à permettre une plus grande souplesse dans la fabrication de ces charnières par utilisation d'éléments standard ne nécessitant pas de moyens spécifiques de fabrication des composants. Elle vise aussi à assurer une intégration facile de ces charnières dans des appuis-tête de sièges d'automobiles, dans lesquels, typiquement, les charnières peuvent être surmoulées, et enveloppées de mousse de rembourrage, et cela sans que ladite mousse enrobant les charnières risque d'en perturber le bon fonctionnement. 3 Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un appui-tête de siège de véhicule automobile comportant au moins deux éléments articulés entre eux par une charnière à couple de friction, la charnière comportant un arbre lié à un premier des dits éléments et un élément élastique entourant au moins en partie le dit arbre, agencé pour créer un couple de friction entre ledit premier élément et un deuxième élément sur lequel le premier élément est articulé. Selon l'invention, la charnière comporte un manchon lié en rotation au deuxième élément et une bague de tolérance est insérée entre l'arbre et le manchon. Par bague de tolérance, il doit être compris une pièce annulaire, donc en forme de bague, ayant des capacités de déformation élastique, notamment dans la direction de son épaisseur. Typiquement, ces bagues sont réalisées en tôle cintrée et des emboutis sont réalisés de manière à constituer sur tout son pourtour une suite d'ondulations, nervures et rainures, parallèles à l'axe. Ces ondulations font que l'épaisseur totale utile de la bague, c'est-à-dire la distance entre les surfaces enveloppes intérieures et extérieures de la bague, est nettement plus grande que l'épaisseur de la tôle dont la bague est formée. Mais d'autre part, la relative minceur de cette tôle permet une déformation élastique de la bague dans son épaisseur, ce qui permet, comme le nom bague de tolérance l'indique, de centrer un arbre dans un alésage avec des tolérances relativement larges, compensées par la déformabilité de la bague. De telles bagues de tolérances sont notamment commercialisées sous la dénomination �tolerance ring � par la société RENCOL. L'invention repose donc sur l'idée d'utiliser cette capacité de déformation élastique de l'épaisseur utile des bagues, pour créer une pression de contact à la fois sur la surface de l'arbre et sur la surface interne du 4 manchon, cette pression de contact induisant le couple de friction désiré pour la charnière ainsi constituée. L'invention s'applique en particulier, et non limitativement, à un appui-tête comportant un support central et des palettes pivotantes de chaque côté, l'articulation des palettes sur le support central étant réalisé par des charnières telles que définies ci-dessus. Préférentiellement, l'arbre et le manchon sont soumis après usinage à un traitement de carbonitruration pour durcir leurs surfaces qui seront ensuite soumises à la pression des ondulations de la bague de tolérance et au frottement ponctuel important qui en résulte lors des rotations de la charnière. L'arrêt axial de l'arbre par rapport au manchon peut être réalisé de différentes manières. Préférentiellement, la bague est maintenue axialement sur l'arbre entre deux épaulements de celui, la bague étant fendue pour permettre son insertion sur l'arbre en passant au-dessus des dits épaulements. L'arrêt axial de l'arbre par rapport au manchon peut être réalisé dans un seul sens par butée d'une collerette de l'arbre contre un épaulement intérieur du manchon. Le maintien axial dans l'autre sens pouvant résulter seulement de la configuration de l'environnement de la charnière, faisant par exemple qu'il n'y a d'effort que dans un seul sens axial entre les deux éléments reliés par la charnière. Selon une autre disposition, des bouchons percés en matière plastique technique, suffisamment déformable, sont insérés sur l'arbre de chaque côté de la bague de tolérance, et maintenus axialement sur ledit arbre, les bouchons comportant par ailleurs une collerette externe qui vient en appui sur les extrémités axiales du manchon. On obtient ainsi à la fois un maintien axial par butée des collerettes des bouchons sur le manchon, et également une étanchéité entre l'arbre et le manchon par l'intermédiaire de ces bouchons. Une telle étanchéité est notamment requise lorsque, par exemple quand les charnières sont utilisées pour des appuis-tête comme 5 indiqué précédemment, on réalise le rembourrage de l'appui-tête par moussage de mousse polyuréthane ou similaire autour de l'ensemble des éléments articulés l'un sur l'autre. Le maintien axial des bouchons sur l'arbre peut être réalisé par engagement élastique d'une collerette intérieure du bouchon dans une rainure circulaire de l'arbre, ou inversement une collerette de l'arbre dans une rainure circulaire de l'alésage du bouchon, ou tous autres moyens fonctionnellement similaires. Si le bouchon est en une matière suffisamment déformable, il peut être inséré sur l'arbre axialement, l'engagement de ladite collerette avec la rainure étant alors réalisé par déformation élastique du bouchon. Selon une autre variante, les bouchons servant à l'étanchéité de la charnière sont en matière rigide, et constitués de deux demi-bagues en demi-lune, qui sont placées sur l'arbre radialement et assemblées pour ledit dit bouchon dont la périphérie vient en appui sur les extrémités des manchons, pour assurer l'étanchéité. Selon encore une autre variante, l'arbre comporte un épaulement axialement médian et de chaque côté de cet épaulement sont placés une bague de tolérance et un manchon. Des bagues d'étanchéité peuvent être placées, comme indiqué précédemment, sur l'arbre et en appui à chaque extrémité de l'ensemble des deux manchons. Typiquement, le ou les manchons sont solidarisés sur la pièce qui le(s) porte par surmoulage de ladite pièce sur le manchon, le matériau de ladite pièce étant un polymère technique de caractéristiques élevées. De même, la liaison des extrémités de l'arbre avec la pièce qui le supporte est réalisée par surmoulage de cette 6 pièce sur les extrémités de l'arbre. Il est aussi possible de réaliser en un polymère technique uniquement les parties des éléments articulés enrobant les extrémités de l'arbre et/ou les manchons, et de réaliser le reste desdits éléments en un polymère de commodité, moins coûteux, lui-même lié par surmoulage sur lesdites parties en polymère technique. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un appui-tête conforme à l'invention, et de plusieurs modes de réalisation des charnières, présentées ici dans le cas de l'assemblage des palettes latérales de cet appui-tête sur sa partie de support centrale par une liaison pivotante. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un appui-tête conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de l'assemblage de la pièce de support central de l'appui-tête avec ses palettes latérales, - la figure 3 est une vue en perspective d'une bague de tolérance typique utilisable dans la charnière selon l'invention, - les figures 4 à 7 illustrent, en coupe axiale, quatre variantes de réalisation d'une charnière pouvant être utilisée dans l'appui-tête. L'appui-tête 1 représenté figure 1 comporte une partie centrale 11 et deux parties latérales 12 pouvant être réglées en inclinaison par rapport à la partie centrale par pivotement selon des axes A situés sensiblement au niveau des plis 13 entre le rembourrage de la partie centrale et celui des parties latérales. Le rembourrage, typiquement en mousse de polyuréthane, est réalisé par moussage sur l'ensemble des pièces de support représentées figure 2, y compris les 7 zones d'articulation selon les axes A, ce qui nécessite d'éviter la pénétration de mousse dans les charnières lors de l'opération de moussage pour éviter un mauvais fonctionnement de ces charnières. Les pièces de support de l'appui-tête comprennent un support central 21 et des palettes 22 qui sont articulées sur le support central 21 selon les axes A par des charnières à couple de friction contrôlé 3. Ces charnières comportent un arbre 31, un manchon 32, et une bague de tolérance 33 placée entre l'arbre et le manchon, et destinée à créer entre ces derniers un couple de friction, comme cela a été expliqué précédemment. Une telle bague de tolérance 33 fendue est représentée, à titre d'exemple non limitatif, figure 3. Elle est constituée d'une tôle d'acier cintrée pour lui conférer la forme générale de la bague et dans laquelle des ondulations 331 ont été formées par emboutissage ou autre méthode similaire sur toute la périphérie de la bague. Dans les figures suivantes, illustrant différents modes de réalisation de la charnière 3, on considérera que l'arbre 31 est solidaire d'une palette 22, et le manchon 32 est solidaire du support central 21. Une disposition inverse serait tout à fait possible et totalement équivalente. Dans la variante de la figure 4, l'arbre 31 comporte deux collerettes 311, 312 formant des épaulements entre lesquels la bague de tolérance 33 est placée et maintenue axialement. L'arbre 31 et la bague 33 sont insérés dans le manchon 32, les dimensions diamétrales de l'arbre, de la bague et du manchon étant déterminées pour que la bague soit au moins un peu serrée entre l'arbre et le manchon. La collerette 311 est en butée contre un épaulement 321 réalisé dans l'alésage du 8 manchon 32, ce qui assure le positionnement axial de l'arbre par rapport au manchon. Pour le montage, la bague de tolérance 33 peut être mise en place entre les collerettes 311, 312 du fait qu'elle est fendue et peut donc être passée au-dessus d'une collerette. Puis l'arbre 31 portant la bague 33 est inséré dans le manchon jusqu'à ce que la collerette 311 arrive en butée contre l'épaulement 321. Le support central 21 est alors surmoulé sur le manchon, et la palette 22 est surmoulée sur les extrémités de l'arbre. Ces extrémités, tout comme la surface extérieure du manchon peuvent comporter des reliefs assurant un meilleur ancrage dans la palette et le support central respectivement. Dans la variante de la figure 5, l'arbre 31 comporte aussi deux collerettes 311, 312 formant des épaulements entre lesquels la bague de tolérance 33 est placée et maintenue axialement. L'arbre 31 comporte aussi deux rainures circulaires 313 réalisées de part et d'autres des collerettes 311, 312. Le manchon ne comporte pas d'épaulement de butée axiale. Un bouchon 41 en matière plastique technique, ou métallique, est placé sur l'arbre 31, de chaque côté des collerettes 311, 312. Les bouchons 41 comportent une collerette intérieure 411 logée dans une rainure 313 de l'arbre, ce qui assure le maintien axial du bouchon sur l'arbre. Les bouchons comporte une collerette externe 412 qui vient en appui glissant sur une extrémité axiale 322 du manchon. Ils peuvent en plus comporter une lèvre 413 qui vient en appui sur une face conique 314 de la collerette de l'arbre 31 pour assurer l'étanchéité avec celui-ci. La charnière est assemblée en plaçant d'abord la bague 33 sur l'arbre entre les collerettes 311, 312, puis l'arbre est glissé dans le manchon 33. Les bouchons 41 sont glissés axialement sur l'arbre jusqu'à ce que leurs 9 collerettes extérieures 412 soit en butée contre l'extrémité du manchon. Ce faisant, leurs collerettes intérieures 411, déformées élastiquement pour passer sur les extrémités de l'arbre, s'ancrent dans les rainures 313 de l'arbre par retour élastique et simultanément les lèvres 413 s'appliquent sur les cônes des collerettes 311, 312 de l'arbre. L'étanchéité de la charnière est alors assurée entre le bouchon 41 et l'arbre 31 et entre le bouchon et le manchon 32. De plus les bouchons assurent le maintien axial de l'arbre par rapport au manchon. L'utilisation pour les bouchons d'un plastique technique avec une très faible surface d'appui et un coefficient de frottement métal sur plastique très faible permet de ne pas créer de couple de friction supplémentaire sensible, qui serait incompatible avec le couple de friction recherché par l'utilisation de la bague de tolérance. Le surmoulage du support central 21 et des palettes 22 peut alors être réalisé comme indiqué précédemment. De plus, lorsque le rembourrage est réalisé par enrobage du support central 21 et des palettes 22 avec de la mousse, la mousse ne peut pénétrer dans la charnière du fait de l'étanchéité de celle-ci. Dans la variante de la figure 6, la bague de tolérance 33 est montée comme indiquée précédemment. L'étanchéité de chaque côté de la charnière est réalisée par des bouchons 51 en matière rigide, et constitués de deux demi-bagues en demi-lune, qui sont placés sur l'arbre radialement, insérés dans une gorge circulaire 314 de l'arbre, et assemblés, par exemple par clippage, pour constituer ledit bouchon. La périphérie 511 du bouchon vient en appui sur les extrémités 322 du manchon, pour assurer l'étanchéité. On notera que dans ce cas, les gorges 314 de l'arbre sont plus éloignées des collerettes 311, 312 que dans la variante précédente, et situées 10 sensiblement à l'aplomb des extrémités du manchon. Cette disposition permet notamment de mettre en place ces bouchons 51 en les glissant transversalement à l'axe A entre le support central et la palette, alors que l'arbre 31 et le manchon 32 sont déjà surmoulés respectivement dans la palette et le support central. Dans la variante de la figure 7, l'arbre 31' comporte un épaulement 311' axialement médian et de chaque côté de cet épaulement sont placés une bague de tolérance 33 et un manchon 32'. Les deux manchons 32' sont coaxiaux et déterminent entre eux une gorge circulaire dans laquelle l'épaulement 311' de l'arbre est maintenu axialement lorsque les deux manchons sont eux-mêmes maintenus assemblés dans le support central dont ils sont rendus solidaires par le surmoulage effectué ultérieurement. Des bagues d'étanchéité 61 sont placées sur l'arbre et à chaque extrémité de l'ensemble des deux manchons, de manière similaire à ce qui a été indiqué précédemment. Dans l'exemple de la figure 7, de plus, chaque extrémité de l'arbre 31' est cannelée et insérée dans un trou cannelé réalisé dans une oreille 7 en polymère technique. Les oreilles sont par la suite surmoulées dans la matière des palettes, alors un polymère de commodité. Ceci permet de limiter la quantité nécessaire de polymère technique qui est coûteux, en le remplaçant en grande partie par un polymère de commodité, moins coûteux. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits ci-dessus uniquement à titre d'exemples. En particulier, les charnières selon l'invention pourront aussi être utilisées pour assurer une liaison articulée entre d'autres éléments d'un appui-tête, par exemple entre un support assurant la fixation de l'appui-tête sur le dossier du siège et un élément de structure principal de l'appui-tête, articulé sur ledit support selon un axe d'articulation horizontal. REVENDICATIONS1. Appui-tête de siège d'automobile comportant au moins deux éléments (21, 22) articulés entre eux par une charnière (3) à couple de friction, la charnière comportant un arbre (31) lié à un premier (22) des dits éléments et un élément élastique entourant au moins en partie le dit arbre, agencé pour créer un couple de friction entre ledit premier élément et un deuxième élément sur lequel le premier élément est articulé, caractérisé en ce que la charnière (3) comporte un manchon (32) lié en rotation au deuxième élément (21) et une bague de tolérance (33) est insérée entre l'arbre (31) et le manchon (32). 2. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (31) et le manchon (32) sont soumis après usinage à un traitement de carbonitruration. 3. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague d tolérance (33) est maintenue axialement sur l'arbre (31) entre deux épaulements (311, 312) de celui-ci. 4. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de tolérance (33) est une bague fendue. 5. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrêt axial de l'arbre (31) par rapport au manchon (32) est réalisé par butée d'une collerette (311) de l'arbre contre un épaulement intérieur (321) du manchon (32). 6. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que des bouchons percés (41) sont insérés sur 12 l'arbre (31) de chaque côté de la bague de tolérance (33) et maintenus axialement sur ledit arbre, les bouchons (41) comportant une collerette externe (412) qui vient en appui sur les extrémités axiales (322) du manchon, le maintien axial des bouchons (41) sur l'arbre (31) étant réalisé par engagement élastique d'une collerette intérieure (411) du bouchon dans une rainure circulaire (313) de l'arbre, ou par engagement d'une collerette de l'arbre dans une rainure circulaire de l'alésage du bouchon. 7. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charnière comporte des bouchons (51) en matière rigide constitués de deux demi-bagues en demi- lune, qui sont placées sur l'arbre (31) radialement et assemblées pour constituer ledit bouchon, dont la périphérie (511) vient en appui sur les extrémités (322) du manchon pour assurer l'étanchéité. 8. Appui-tête selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (31') comporte un épaulement (311') axialement médian et de chaque côté de cet épaulement sont placés une bague de tolérance (33) et un manchon (32'), les deux manchons (32') étant solidarisés sur la pièce (21) qui les porte par surmoulage de ladite pièce sur les manchons. 9. Appui-tête (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux éléments articulés entre eux comportent un support central (21) et des palettes (22) pivotantes de chaque côté. 10. Appui-tête (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que uniquement les parties (7) des éléments articulés qui enrobent les extrémités de l'arbre 13 (31) et/ou les manchons (32) sont en un polymère technique, et le reste desdits éléments est en un polymère de commodité lié par surmoulage sur lesdites parties (7) en polymère technique.5