Brevet FR3036127A1 — publié le 20161118

Actionneur pour ouverture automatique d'un hayon, muni d'un élément élastique ayant une raideur progressive Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine des actionneurs pour l'ouverture et la fermeture automatiques du hayon d'un véhicule automobile. Notamment, un tel actionneur peut comprendre un vérin muni d'un piston et d'un élément élastique, le piston étant sollicité en déplacement par un fluide contenu dans une chambre du vérin et par l'élément élastique, la variation de la longueur du vérin étant destinée à assurer l'ouverture et la fermeture du hayon. L'invention a pour objet également un système pour l'ouverture et la fermeture automatiques d'un hayon de véhicule automobile. État de la technique Dans le domaine des véhicules automobiles, il est connu d'équiper le véhicule automobile d'un système assurant l'ouverture automatique et la fermeture automatique du hayon du véhicule. Pour rappel, le hayon est constitué par la porte arrière du véhicule, donnant accès au coffre arrière en étant monté de manière articulée dans sa partie supérieure sur la caisse selon un axe transversal au véhicule. Classiquement, le système comprend au moins un élément de commande à disposition de l'utilisateur et destiné à l'émission, par l'utilisateur, d'un ordre de commande en ouverture automatique du hayon ou d'un ordre de commande en fermeture automatique du hayon. Cet 3036127 2 élément de commande peut être formé par un bouton situé au niveau du coffre arrière, par un bouton situé vers le poste de conduite, ou encore par un bouton agencé sur la télécommande du véhicule. Le système comprend en outre généralement deux actionneurs implantés 5 latéralement de part et d'autre du hayon et dont la variation en longueur permet d'ouvrir ou de fermer le hayon automatiquement, c'est-à-dire éventuellement sans action humaine directe sur le hayon. Une première catégorie de tels actionneurs correspond aux actionneurs 10 de type électriques. La variation de longueur de l'actionneur et le déplacement du hayon résultent de l'application d'une force électrique. Une deuxième catégorie, concernée par l'invention, est formée par les actionneurs de type pneumatiques ou hydrauliques qui comprennent un 15 vérin muni d'un piston sollicité en déplacement par un gaz ou par un liquide, respectivement, contenu dans une chambre du vérin. La variation de la longueur du vérin est destinée à assurer l'ouverture et la fermeture du hayon. 20 Si ces solutions connues permettent d'assurer l'auto-ouverture du hayon de manière fiable et conviviale, elles sont susceptibles de ne pas donner une entière satisfaction durant la phase de fermeture car elles ne permettent pas toujours d'atteindre le niveau d'efforts à la fermeture souhaité. L'une des raisons est que le fluide, notamment le gaz, est trop 25 dispersif face aux variations de températures. En fonction de la température, il pourrait être nécessaire d'injecter une quantité plus importante de fluide pour atteindre une auto-ouverture du hayon, mais cela générerait des efforts trop élevés pour la phase de fermeture du hayon. 30 3036127 3 Une solution alternative a déjà été imaginée, à l'image de la solution décrite dans le document EP-A1-1026070, d'équiper l'actionneur d'un ressort linéaire en plus du vérin. Une telle solution permet de diminuer la dispersion d'efforts à la variation de la température mais ne répond pas à 5 la problématique liée au niveau d'efforts à la fermeture. Enfin, pour répondre à ces problématiques combinées ci-dessus, il est recherché une solution qui puisse rester simple, fiable et économique. 10 Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer un actionneur pour l'ouverture et la fermeture automatiques d'un hayon de véhicule automobile qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. 15 Notamment, un objet de l'invention est de fournir un tel actionneur, ainsi qu'un système d'ouverture et de fermeture automatiques du hayon, qui puissent fiabiliser le fonctionnement quelles que soient les conditions de température, et ce à moindre coût et de manière simple, tout en 20 garantissant un niveau d'effort admissible pour la phase de fermeture du hayon. Cet objet peut être atteint par l'intermédiaire d'un actionneur pour l'ouverture et la fermeture automatiques d'un hayon de véhicule 25 automobile, comprenant un vérin muni d'un piston et d'un élément élastique, le piston étant sollicité en déplacement par un fluide contenu dans une chambre du vérin et par l'élément élastique, la variation de la longueur du vérin étant destinée à assurer l'ouverture et la fermeture du hayon, l'élément élastique étant configuré de sorte à présenter une 30 raideur progressive en fonction de la position du piston. 3036127 4 L'élément élastique peut être configuré de sorte que la raideur évolue de manière croissante lorsque la position du piston tend progressivement vers un état rentré par rapport à un corps de guidage du vérin. 5 L'élément élastique peut comprendre au moins un ressort hélicoïdal sollicitant en permanence le piston vers un état sorti. L'élément élastique comprend de préférence au moins deux ressorts hélicoïdaux distincts, ayant des longueurs et/ou des raideurs respectives 10 différentes d'un ressort hélicoïdal à l'autre. Chacun desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux peut présenter une raideur constante indépendamment de la position du piston par rapport au corps de guidage. 15 De préférence, chacun desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux présente un axe de déformation et d'orientation confondu avec la direction de coulissement du piston par rapport au corps de guidage. 20 Selon un mode de réalisation particulier, lesdits au moins deux ressorts hélicoïdaux sont décalés entre eux et alignés l'un par rapport à l'autre suivant la direction de coulissement du piston par rapport au corps de guidage. 25 Une extrémité de l'un desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux peut être en appui contre une extrémité d'un autre desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux. Chaque ressort hélicoïdal peut s'étendre autour du vérin. 30 3036127 5 Le vérin peut utiliser un fluide constitué par un gaz, notamment du diazote, de sorte que l'actionneur soit de type pneumatique ou un fluide constitué par un liquide, notamment de l'huile, de sorte que l'actionneur soit de type hydraulique. 5 Un système pour l'ouverture et la fermeture automatiques d'un hayon de véhicule automobile pourra ensuite comprendre au moins un élément de commande à disposition de l'utilisateur et destiné à l'émission par l'utilisateur d'un ordre de commande en ouverture automatique du hayon 10 ou d'un ordre de commande en fermeture automatique du hayon, au moins un tel actionneur dont le vérin est susceptible d'être sollicité en cas de réception de l'un desdits ordres, et une serrure permettant de verrouiller le hayon dans une position fermée et de libérer le hayon en cas de réception d'un ordre de commande en ouverture automatique. 15 L'élément de commande peut être agencé à proximité du hayon et/ou à l'intérieur de l'habitacle à proximité du poste de conduite et/ou sur une télécommande du véhicule. 20 Un véhicule automobile pourra comprendre un hayon et un tel système assurant l'ouverture et la fermeture automatiques du hayon. Description sommaire des dessins 25 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - les figures 1 et 2 représentent, respectivement de face et en 30 perspective selon un éclaté, un exemple d'actionneur selon l'invention, 3036127 6 - la figure 3 représente l'effort appliqué par l'utilisateur durant la fermeture du hayon, pour différentes valeurs de température (- 20°C, 20°C, 70°C), - la figure 4 représente la courbe Cl montrant l'effort (exprimé en 5 daN) appliqué par l'élément élastique et la courbe C2 montrant l'effort (exprimé en daN) appliqué par le vérin, durant la fermeture du hayon, en fonction de l'angle, - et la figure 5 représente la courbe C3 montrant l'effort total (exprimé en daN) appliqué par l'actionneur, durant la fermeture du 10 hayon, en fonction de l'angle. Description de modes préférentiels de l'invention L'invention qui va maintenant être décrite, en référence aux figures 1 à 5 15 annexées, concerne d'abord un actionneur 10 configuré pour pouvoir assurer l'ouverture automatique et la fermeture automatique d'un hayon du véhicule automobile sur lequel il est monté. L'actionneur 10 comprend un vérin muni d'un piston 11 et d'un élément 20 élastique 13. Le piston 11 est sollicité en déplacement par un fluide contenu dans une chambre du vérin et par l'élément élastique 13. La variation de la longueur du vérin, qui résulte du déplacement du piston 11 dans le corps de guidage 12 de l'actionneur 10, permet de modifier concrètement la longueur totale de l'actionneur 10. 25 Le vérin utilise un fluide constitué soit par un gaz de sorte que l'actionneur 10 est alors de type pneumatique soit par un liquide, notamment de l'huile, de sorte que l'actionneur 10 est alors de type hydraulique. Le gaz contenu dans la chambre peut être du diazote N2, 30 bien que tout autre nature de gaz adaptée puisse être envisagée en remplacement. Du côté opposé à la chambre, le piston 11 peut être guidé 3036127 7 en translation par rapport au corps 12 par l'intermédiaire d'un joint pouvant aussi assurer éventuellement une fonction d'étanchéité au fluide. L'invention concerne aussi un système pour l'ouverture et la fermeture 5 automatiques d'un hayon de véhicule automobile, comprenant : - au moins un élément de commande (non représenté), à disposition de l'utilisateur, destiné à l'émission par l'utilisateur d'un ordre de commande en ouverture automatique du hayon ou d'un ordre de commande en fermeture automatique du hayon, 10 - au moins un actionneur 10 tel que décrit dans ce document et dont le vérin est susceptible d'être sollicité en déplacement en cas de réception de l'un de ces deux types d'ordres de commande, - et une serrure (non représentée) permettant de verrouiller le hayon dans la position fermée et de libérer le hayon en cas de réception 15 de l'ordre de commande en ouverture automatique. Le sens de sollicitation en déplacement du vérin dépend de la nature de l'ordre de commande émis par l'utilisateur : le vérin doit se déplacer dans un premier sens pour passer le hayon de la position fermée à la position 20 ouverte et doit se déplacer dans un deuxième sens, opposé au premier sens, pour passer le hayon de la position ouverte à la position fermée. L'élément de commande accessible à l'utilisateur peut être agencé à proximité du hayon (par exemple au niveau du coffre en étant situé à 25 l'intérieur du coffre ou sous le coffre via un détecteur de présence depuis l'extérieur du véhicule) et/ou à l'intérieur de l'habitacle à proximité du poste de conduite et/ou sur une télécommande du véhicule. L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un hayon 30 et un tel système assurant l'ouverture et la fermeture automatiques du hayon. Notamment, le système peut comprendre deux tels actionneurs 3036127 8 10 disposés de part et d'autre du hayon suivant la largeur du véhicule, sensiblement implantés dans la partie supérieure du hayon à proximité de son articulation à pivotement au reste de la caisse. 5 Selon une caractéristique importante, l'élément élastique 13 est configuré de sorte à présenter une raideur progressive en fonction de la position du piston 11. La nature de l'élément élastique 13 ne présente aucune limitation ici et peut être quelconque dès lors qu'elle est adaptée à la fonction recherchée ici et présentée dans sa généralité. 10 Par « raideur », il est de préférence entendu le coefficient égal au rapport entre l'effort appliqué par l'élément élastique 13 sur le piston 11 et la course de déplacement du piston 11, sous l'effet de cet effort, par rapport à une position initiale où l'effort est nul. L'invention consiste donc à 15 configurer l'élément élastique 13 pour que ce coefficient soit progressif, c'est-à-dire non constant, en fonction de la course de déplacement du piston. Selon un mode de réalisation particulier, l'élément élastique 13 est 20 configuré de sorte que la raideur évolue de manière croissante lorsque la position du piston 11 tend progressivement vers un état rentré par rapport au corps de guidage 12 du vérin. A l'inverse, la raideur évolue de manière décroissante lorsque la position du piston 11 tend progressivement vers un état sorti par rapport au corps de guidage 12. 25 Pour l'établissement des courbes Cl à C3, il a été pris comme hypothèse que l'état rentré du piston 11 correspond à la position fermée du hayon. Suivant l'organisation générale du système d'ouverture et de fermeture automatiques, une disposition inverse peut toutefois être envisagée, si une telle nécessité devait s'imposer : la raideur évoluerait alors de 30 manière décroissante lorsque la position du piston 11 tendrait vers l'état rentré. 3036127 9 Préférentiellement, l'élément élastique 13 comprend au moins un ressort hélicoïdal 131, 132 sollicitant en permanence le piston 11 vers l'état sorti. Chaque ressort 131, 132 est de plus en plus contraint au fur et à mesure 5 que le piston 11 tend vers l'état rentré. Un mode d'exécution tel qu'illustré, mais en aucun limitatif quant à la liberté de conception de l'élément élastique 13, l'élément élastique 13 comprend au moins deux ressorts hélicoïdaux 131, 132 distincts, ayant 10 des longueurs et/ou des raideurs respectives différentes d'un ressort hélicoïdal à l'autre. Ainsi, le nombre de ressorts hélicoïdaux peut être égal à 2 tel que cela est représenté, mais peut tout à fait être supérieur ou égal à 3, suivant notamment les efforts recherchés, les problématiques d'encombrement axial et radial etc... 15 Chacun des deux ressorts hélicoïdaux 131, 132 présente notamment une raideur constante indépendamment de la position occupée par le piston 11 par rapport au corps de guidage 12 suivant la direction de coulissement X du piston 11 par rapport au corps de guidage 12. Cette 20 caractéristique présentant l'avantage de sa simplicité et de son coût reste toutefois facultative de sorte que chaque ressort individuel entrant dans la constitution de l'élément élastique 13 peut éventuellement présenter une raideur elle-même progressive, de manière croissante ou décroissante, lorsque le piston 11 tend vers son état rentré. 25 Selon un mode de réalisation particulier, chacun des deux ressorts hélicoïdaux 131, 132 présente un axe de déformation et d'orientation confondu avec la direction de coulissement X du piston 11 par rapport au corps de guidage 13. Cela permet de simplifier l'organisation générale de 30 l'élément élastique 13 et de l'actionneur 10 dans son ensemble. 3036127 10 Les ressorts hélicoïdaux 131, 132 peuvent être des ressorts de compression ou des ressorts de traction, suivant les besoins d'organisation de chaque actionneur 10 et suivant la nature recherchée de la raideur progressive de l'élément élastique 13 dans son ensemble. 5 Dans la variante telle que représentée, les deux ressorts hélicoïdaux 131, 132 sont décalés entre eux et alignés l'un par rapport à l'autre suivant la direction de coulissement X du piston 11 par rapport au corps de guidage 12. Cela correspond à une disposition en série des ressorts hélicoïdaux, 10 bien qu'il puisse être envisagé une disposition en parallèle, que ce soit de manière combinée ou alternative. Notamment, une première extrémité du ressort hélicoïdal 131, lequel est agencé autour du corps 12, est en appui contre une première extrémité du ressort hélicoïdal 132, lequel est agencé autour du piston 11. La deuxième extrémité du ressort hélicoïdal 15 131, opposée à sa première extrémité, est en butée axialement contre une rondelle d'arrêt 14. Du côté opposé du vérin, la deuxième extrémité du ressort hélicoïdal 132, opposée à sa première extrémité, est en butée axialement contre une rondelle d'arrêt 15. Au niveau de leurs premières extrémités, les deux ressorts hélicoïdaux 131, 132 peuvent être en appui 20 direct l'une sur l'autre ou par l'intermédiaire d'une pièce intercalaire interposée entre leurs premières extrémités. Dans la variante représentée, chaque ressort hélicoïdal 131, 132 s'étend autour du vérin. Ils peuvent s'étendre autour et à l'extérieur du piston 11. 25 Ils peuvent aussi s'étendre autour et à l'extérieur du corps de guidage 12. Alternativement ou en combinaison, au moins un ressort hélicoïdal peut être agencé dans le vérin, notamment à l'intérieur du corps de guidage 12. 30 La figure 3 représente l'effort appliqué par l'utilisateur durant la manipulation du hayon, pour différentes valeurs de température. La 3036127 11 courbe la plus en bas représente la situation dans le cas d'une température de -20°C. La courbe la plus en haut représente le cas de la présence d'une température de 70°C. La courbe intermédiaire montre la situation dans le cas d'une température de 20°C. Pair chaque valeur de 5 température, il peut être constaté que la courbe est sensiblement plane, ce qui garantit que l'effort nécessaire à développer par l'utilisateur reste assez faible, au contraire des dispositions de l'art antérieur où les mêmes courbes auraient la forme de cloches avec un pic à mi-course au niveau duquel les efforts à développer par l'utilisateur seraient beaucoup plus 10 élevés que ceux des courbes représentées sur la figure 1. La figure 4 représente la courbe Cl montrant l'effort (exprimé en daN) appliqué par l'élément élastique 13 et la courbe C2 montrant l'effort (exprimé en daN) appliqué par le vérin, durant la fermeture du hayon, en 15 fonction de l'angle. La courbe C2 est sensiblement une droite décroissante tandis que la courbe Cl permet d'illustrer l'effet de la présence de la raideur progressive de l'élément élastique 13 : plus le piston 11 tend vers l'état sorti, plus la pente de la tangente à la courbe Cl décroit et plus le piston 11 tend vers l'état rentré, plus la pente de la 20 tangente à la courbe Cl est croissante. La figure 5 représente enfin la courbe C3 montrant l'effort total (exprimé en daN) appliqué par l'actionneur 10, durant la fermeture du hayon, en fonction de l'angle. Il s'agit là en fait de la somme des courbes Cl et C2, 25 car l'effort total correspond à la présence combinée de l'effort appliqué par l'élément élastique 13 suivant la courbe Cl et de l'effort appliqué par le vérin via le fluide suivant la courbe C2. Cette courbe C3 présente donc des évolutions sensiblement équivalentes à celles de la courbe Cl : l'effort croit en même temps que le hayon se ferme progressivement ; 30 cela permet de disposer d'un effort suffisant pour garantir l'ouverture du 3036127 12 hayon quelle que soit la température et de permettre que l'effort nécessaire à la fermeture soit correct et admissible pour l'utilisateur. Ainsi, la solution décrite précédemment permet de fiabiliser le 5 fonctionnement quelles que soient les conditions de température, et ce à moindre coût et de manière simple, tout en garantissant un niveau d'effort admissible pour la phase de fermeture du hayon. REVENDICATIONS1. Actionneur (10) pour l'ouverture et la fermeture automatiques d'un hayon de véhicule automobile, comprenant un vérin muni d'un piston (11) et d'un élément élastique (13), le piston (11) étant sollicité en déplacement par un fluide contenu dans une chambre du vérin et par l'élément élastique (13), la variation de la longueur du vérin étant destinée à assurer l'ouverture et la fermeture du hayon, l'élément élastique (13) étant configuré de sorte à présenter une raideur progressive en fonction de la position du piston (11). 2. Actionneur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément élastique (13) est configuré de sorte que la raideur évolue de manière croissante lorsque la position du piston (11) tend progressivement vers un état rentré par rapport à un corps de guidage (12) du vérin. 3. Actionneur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément élastique (13) comprend au moins un ressort hélicoïdal (131, 132) sollicitant en permanence le piston (11) vers un état sorti. 4. Actionneur (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément élastique (13) comprend au moins deux ressorts hélicoïdaux (131, 132) distincts, ayant des longueurs et/ou des raideurs respectives différentes d'un ressort hélicoïdal à l'autre. 5. Actionneur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacun desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux (131, 132) présente 3036127 14 une raideur constante indépendamment de la position du piston (11) par rapport au corps de guidage (13). 6. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que chacun desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux 5 (131, 132) présente un axe de déformation et d'orientation confondu avec la direction de coulissement (X) du piston (11) par rapport au corps de guidage (13). 7. Actionneur (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits au moins deux ressorts hélicoïdaux (131, 132) sont décalés entre 10 eux et alignés l'un par rapport à l'autre suivant la direction de coulissement (X) du piston (11) par rapport au corps de guidage (13). 8. Actionneur (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une extrémité de l'un desdits au moins deux ressorts hélicoïdaux (131, 132) est en appui contre une extrémité d'un autre desdits au moins deux 15 ressorts hélicoïdaux (131, 132). 9. Actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que chaque ressort hélicoïdal (131, 132) s'étend autour du vérin. 10. Actionneur (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le 20 vérin utilise un fluide constitué par un gaz, notamment du diazote, de sorte que l'actionneur (10) est de type pneumatique ou un fluide constitué par un liquide, notamment de l'huile, de sorte que l'actionneur (10) est de type hydraulique. 3036 12 7 15 11. Système pour l'ouverture et la fermeture automatiques d'un hayon de véhicule automobile, comprenant au moins un élément de commande à disposition de l'utilisateur et destiné à l'émission par l'utilisateur d'un ordre de commande en ouverture automatique du hayon ou d'un ordre de 5 commande en fermeture automatique du hayon, au moins un actionneur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et dont le vérin est susceptible d'être sollicité en cas de réception de l'un desdits ordres, et une serrure permettant de verrouiller le hayon dans une position fermée et de libérer le hayon en cas de réception d'un ordre de 10 commande en ouverture automatique. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de commande est agencé à proximité du hayon et/ou à l'intérieur de l'habitacle à proximité du poste de conduite et/ou sur une télécommande du véhicule. 15 13. Véhicule automobile comprenant un hayon et un système selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12 assurant l'ouverture et la fermeture automatiques du hayon.