Brevet FR2981865A1 — publié le 20130503

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une charnière en particulier pour ouvrant de véhicule automobile, ainsi qu'une charnière obtenue par ce procédé. Cette invention s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, aux charnières qui réalisent l'articulation du capot sur le bâti d'un véhicule automobile, afin de permettre l'accès au compartiment moteur. D'une manière habituelle, un capot de véhicule automobile est articulé au bâti du véhicule au moyen de deux charnières, disposées latéralement. Chacune des deux charnières se compose de deux charnons, l'un fixe et solidaire du bâti et l'autre mobile et solidaire du capot, qui sont reliés au moyen d'un axe d'articulation permettant au charnon mobile de tourner par rapport au charnon fixe, l'axe étant lui-même maintenu au moyen d'une bague. A titre d'exemple, il est ici fait référence au brevet français FR 2 934 632 au nom du Demandeur. Certains capots de véhicules automobiles sont articulés au bâti du véhicule par l'intermédiaire non pas d'une simple charnière, mais d'un quadrilatère articulé donc avec quatre axes - voir les brevets français FR 2 714 929 et FR 2 789 721 au nom du Demandeur. Dans tous les cas, la conception actuelle des charnières ou autres articulations pour capots de véhicules automobiles reste ainsi relativement complexe, tant structurellement qu'en termes de fabrication, notamment en raison de la présence d'au moins un axe d'articulation, constituant une pièce mécanique distincte nécessitant elle-même une bague de maintien ainsi qu'une opération de rivetage. Or, contrairement aux charnières de porte des véhicules automobiles, les charnières de capot n'ont pas à résister à un très grand nombre de manoeuvres, les exigences d'endurance requises étant de l'ordre de 3 000 cycles d'ouverture/fermeture au cours de toute la vie du véhicule. Autrement dit, le dispositif d'articulation d'un capot n'est pas beaucoup sollicité au cours de la vie du véhicule, donc au cours de sa propre vie. Face à cette situation, la présente invention se propose de simplifier et standardiser le dispositif d'articulation du capot et plus généralement d'un ouvrant analogue en particulier de véhicule automobile, par une solution technique qui limite le nombre de pièces mécaniques nécessaires, tout en procurant une résistance et endurance adaptées et suffisantes par rapport aux exigences auxquelles sont soumises les charnières de capot et analogues. A cet effet, l'invention a premièrement pour objet un procédé de fabrication d'une charnière en particulier pour ouvrant de véhicule automobile, telle qu'une charnière de capot, le procédé consistant à prévoir un charnon fixe et un charnon mobile, et à relier le charnon mobile au charnon fixe de manière articulée, ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que le charnon mobile est relié au charnon fixe par une opération d'emboutissage local simultané des deux charnons, réalisant une liaison pivot non démontable entre le charnon mobile et le charnon fixe. De préférence, l'opération d'emboutissage local simultané est réalisée sur des parties sensiblement planes respectives du charnon fixe et du charnon mobile, lesdites parties étant appliquées l'une contre l'autre pour cette opération. L'invention a aussi pour objet une charnière en particulier pour ouvrant de véhicule automobile, telle qu'une charnière de capot, obtenue par le procédé précédemment défini, la charnière comprenant un charnon fixe et un charnon mobile, et une liaison articulée entre le charnon mobile et le charnon fixe, la charnière étant essentiellement caractérisée par le fait que l'un des charnons comporte, sur une partie sensiblement plane, un élément saillant réalisé d'un seul tenant avec cette partie et monté tournant, de manière non démontable, dans un évidement correspondant creusé dans une partie sensiblement plane appartenant à l'autre charnon. Ainsi, les deux charnons de la charnière, objet de l'invention, sont liés de façon rotative par des éléments de forme complémentaire, l'un en saillie et l'autre en creux, obtenus par une opération de sertissage. La charnière objet de l'invention ne nécessite donc ni axe, ni bague, ce qui permet de la réaliser en deux pièces au lieu de quatre, d'où une simplification importante et une réduction significative du coût de la charnière. La suppression de deux pièces permet aussi de réduire le poids de cette charnière, sans diminuer ses qualités de résistance à la traction et au cisaillement, dans les conditions habituelles d'utilisation d'une telle charnière. Il est à noter que la fabrication de la charnière, objet de l'invention, s'effectue à partir de deux charnons convenablement conformés, par une seule opération dite de « clinchage » qui, réalisée de façon simultanée sur ces deux charnons, leur confère directement les formes complémentaires désirées et les lie immédiatement l'un à l'autre d'une manière non démontable, autrement dit d'une manière permanente. Ce procédé de fabrication est donc lui-même simple, économique et rapide. En particulier, le procédé de l'invention est plus rapide que le processus de montage des charnières actuelles, en ce sens qu'il supprime les opérations habituelles d'assemblage de l'axe et de la bague, ainsi que les opérations d'épanouissage de la bague et de rivetage de l'axe, elles-mêmes difficiles à maîtriser en raison des dispersions de matière des charnons et des variations dimensionnelles et de dureté de l'axe et de la bague. Le procédé de fabrication, objet de l'invention, comporte encore d'autres avantages : - Le procédé convient à tous types de charnières de capot ou analogues, quels que soient l'épaisseur, la forme et le matériau constitutif des charnons ; - Ce procédé permet aussi d'améliorer la précision dimensionnelle de la charnière obtenue, et en particulier de localiser avec une plus grande précision et une moindre dispersion l'axe géométrique de rotation du charnon mobile par rapport au charnon fixe. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre au moyen d'un outillage d'emboutissage, qui comprend un poinçon et une matrice disposés coaxialement, ce procédé pouvant s'inspirer des techniques d'assemblage connues sous la dénomination commerciale « TOX » (marque enregistrée) et décrites, entre autres, dans les documents de brevets WO 01/00348, WO 03/084 694 et US 6 722 013, techniques qui possèdent l'avantage supplémentaire de réaliser une liaison sans jeu. Toutefois, contrairement à ces documents qui visent la solidarisation totale de deux pièces appliquées l'une contre l'autre telles que deux tôles, par une sorte de rivetage, le procédé de l'invention conserve un degré de liberté, à savoir la possibilité d'une rotation relative, entre les pièces réunies que sont les deux charnons, tout en conservant un caractère indémontable. Ainsi, dans l'ensemble, la charnière objet de l'invention constitue un produit plus simple, léger, robuste et économique que les charnières actuelles. De plus, le procédé de l'invention pour la fabrication de cette charnière est plus précis et plus rapide. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé illustrant ce procédé de fabrication de charnières et représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de charnière conforme à l'invention. Figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une charnière de capot classique, avec axe et bague ; Figure 2 est une vue partielle en coupe de la charnière de figure 1, montrant plus particulièrement la zone d'articulation ; Figure 3 est une vue en perspective d'une charnière de capot conforme à la présente invention ; Figure 4 est une vue partielle en coupe, similaire à la figure 2, de la charnière de capot conforme à la présente invention ; Figures 5, 6 et 7 sont des schémas illustrant les étapes successives de la fabrication de la charnière selon l'invention, avec indication sommaire de l'outillage utilisé. Comme le rappellent les figures 1 et 2, une charnière de capot, désignée dans son ensemble par le repère 1, comprend un charnon fixe 2 à assembler au bâti du véhicule automobile concerné, et un charnon mobile 3 à assembler au capot du même véhicule. Le charnon fixe 2 comporte une partie sensiblement plane 4, reliée par articulation à une autre partie sensiblement plane 5 qui appartient au charnon mobile 3, les deux parties 4 et 5 étant situées dans des plans parallèles rapprochés. L'articulation des deux charnons 2 et 3 est réalisée au moyen d'un axe 6 qui traverse les deux parties 4 et 5 par des trous circulaires respectifs 7 et 8, cette articulation comprenant aussi une bague de maintien 9 tandis que l'axe 6 lui-même est riveté (d'une manière non représentée). Considérant le référentiel x, y, z indiqué sur la figure 2, il faut dans le cas d'une charnière 1 classique définir les localisations en x et z le plus précisément possible, afin d'avoir un bon alignement des trous 7 et 8 pour permettre l'insertion de l'axe 6 et de la bague 9. Il peut y avoir une dispersion des localisations en x et en z entre charnon fixe 2 et charnon mobile 3, entraînant une déviation de l'axe 6 et une altération de l'articulation entre les deux charnons 2 et 3. Les figures 3 et 4, sur lesquelles les éléments correspondant à 35 ceux précédemment nommés sont désignés par les mêmes repères, montrent une charnière de capot 1 conforme à la présente invention. Celle-ci comprend encore un charnon fixe 2 avec une partie sensiblement plane 4, et un charnon mobile 3 avec une partie sensiblement plane 5, les deux parties 4 et 5 étant rapprochées et reliées l'une à l'autre de manière articulée. Selon l'invention, il est formé sur la partie sensiblement plane 4 du charnon fixe 2 un élément saillant 10 de forme sensiblement tronconique, centré sur un axe géométrique A, l'élément saillant 10 s'élargissant en s'éloignant de la partie sensiblement plane 4. Cet élément saillant 10 se trouve emprisonné dans un évidement 11 tronconique complémentaire, formé sur l'autre charnon, ici le charnon mobile 3. Une liaison pivot non démontable est ainsi réalisée, suivant l'axe géométrique A, entre le charnon mobile 3 et le charnon fixe 2. Comme on le comprend, cette liaison pivot ne nécessite ni axe matériel ni bague, contrairement à la charnière classique des figures 1 et 2. Les figures 5, 6 et 7 illustrent le processus qui permet d'obtenir une telle articulation entre les deux charnons 2 et 3. Ce procédé utilise un outillage d'emboutissage qui comprend un poinçon 12 et une matrice 13 disposés coaxialement, sur une presse non représentée. Initialement, le poinçon 12 reste écarté de la matrice 13, et les deux parties sensiblement planes 4 et 5, qui ne sont pas encore déformées ou réunies, sont introduites entre le poinçon 12 et la matrice 13, en se trouvant appliquées l'une contre l'autre - voir figure 5. Ensuite, comme le montre la figure 6, le poinçon 12 est déplacé en direction de la matrice 13, de manière à obtenir une déformation locale simultanée du charnon fixe 2 dans sa partie 4, et du charnon mobile 3 dans sa partie 5. En particulier, la déformation de la partie 4 du charnon fixe 2 crée l'élément saillant 10, tandis que la déformation correspondante de la partie 5 du charnon mobile 3 crée l'évidement 11 qui reçoit et retient l'élément saillant 10. Une fois retirée de l'outillage comme l'illustre la figure 7, la charnière 1 se retrouve directement assemblée par la liaison pivot obtenue entre le charnon mobile 3 et le charnon fixe 2, cette liaison étant permanente. Pour l'opération précédemment décrite, les deux charnons 2 et 3 sont mis en position sur un gabarit, qui s'appuie sur certaines surfaces des charnons à choisir parmi les surfaces qui ont les tolérances dimensionnelles les plus faibles, afin de diminuer au maximum les dispersions lors du placement des charnons. Il existe donc une dispersion sur la géométrie des pièces à positionner, à laquelle s'ajoute une éventuelle imprécision sur la position de l'outillage d'emboutissage constitué par le poinçon 12 et la matrice 13. Toutefois, après définition des localisations en x et en z du point d'assemblage, c'est-à-dire de l'axe de l'outillage, il n'existe plus de problème d'alignement ni de dispersion des localisations en x et y (suppression des trous 7 et 8), et dans l'ensemble un gain de précision significatif est obtenu, en comparaison avec la fabrication traditionnelle. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite ci-dessus, à titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - En modifiant les formes des deux charnons, et en particulier celles de l'élément saillant et de l'évidement correspondant ; - En inversant les rôles des deux charnons, c'est-à-dire en formant l'élément saillant sur le charnon mobile au lieu du charnon fixe ; - En appliquant le même procédé à toutes charnières destinées à l'articulation d'ouvrants de véhicules automobiles ou même destinées à d'autres usages, dans des domaines différents.20 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une charnière (1) en particulier pour ouvrant de véhicule automobile, telle qu'une charnière de capot, le procédé consistant à prévoir un charnon fixe (2) et un charnon mobile (3), et à relier le charnon mobile au charnon fixe de manière articulée, caractérisé en ce que le charnon mobile (3) est relié au charnon fixe (2) par une opération d'emboutissage local simultané des deux charnons, réalisant une liaison pivot non démontable entre le charnon mobile (3) et le charnon fixe (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération d'emboutissage local simultané est réalisée sur des parties sensiblement planes (4, 5) respectives du charnon fixe (2) et du charnon mobile (3), lesdites parties (4, 5) étant appliquées l'une contre l'autre pour cette opération. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'opération d'emboutissage local simultané est réalisée au moyen d'un outillage d'emboutissage qui comprend un poinçon (12) et une matrice (13) disposés 20 coaxialement. 4. Charnière en particulier pour ouvrant de véhicule automobile, telle qu'une charnière de capot, obtenue par le procédé selon la revendication 2 ou 3, la charnière (1) comprenant un charnon fixe (2) et un charnon mobile 25 (3), et une liaison articulée entre le charnon mobile et le charnon fixe, caractérisée en ce que l'un des charnons (2) comporte, sur une partie sensiblement plane (4), un élément saillant (10) réalisé d'un seul tenant avec cette partie et monté tournant, de manière non démontable, dans un évidement (11) correspondant creusé dans une partie sensiblement plane (5) appartenant 30 à l'autre charnon (3). 5. Charnière selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément saillant (10) de l'un des charnons (2) possède une forme sensiblement tronconique, s'élargissant en s'éloignant de la partie 35 sensiblement plane (4) de ce charnon, ledit élément saillant (10) étant emprisonné dans un évidement (11) tronconique complémentaire formé sur l'autre charnon (3).