Brevet FR3059694A1 — publié le 20180608

Domaine technique La présente invention concerne une charnière qui présente plusieurs positions d'arrêt, ou bien une charnière qui prévoit un système d'arrêt dans une position intermédiaire sans l'aide de supports mécaniques externes, tels que par exemple, des crochets, des chaînes ou d'autres éléments qui doivent être montés. Etat de l'art antérieur Il existe, sur le marché, des charnières de ce type, et elles sont utilisées sur des machines industrielles, par exemple pour le raccordement des coffres d'appareils mécaniques au châssis, ou des volets aux distributeurs automatiques, aux armoires électriques, aux dispositifs bancaires, ou dans les carters de protection, les portails d'accès ou similaires. Ce type de charnière - pour la polyvalence des utilisations et pour les effets positifs qu'il garantit aux constructeurs de machines-outils - a rencontré un succès considérable sur le marché, permettant en fait de maintenir une position ouverte, stable, cependant choisie et qui ne va pas interférer, ne serait-ce qu'accidentellement, avec leur travail. Sur le marché, on prévoit, en ce moment, des charnières dotées d'un système de mise en prise réciproque de deux éléments de charnière, constitué de moyens de blocage entre un pivot central et un ou deux des éléments de la charnière. On prévoit des ressorts de poussée, réalisés en acier ou en caoutchouc, qui s'associent aux autres éléments supplémentaires, comme par exemple des billes d'acier et des vis. Le brevet US-5 412 842 de Southco concerne par exemple une charnière de type classique, dans lequel on prévoit d'agencer une paire de ressort - bille, logée dans l'aile fixée à la paroi, et des trous et des creux sur les ailes de sorte que le couplage bille - arbre maintient la porte 3059694 2 dans une position stable prédéfinie, à moins d'une forte pression exercée sur la porte elle-même. Problème et solution Toutefois, une solution similaire s'avère particulièrement 5 complexe à réaliser, étant donné que toutes les cavités agencées doivent être parfaitement dans l'axe pour pouvoir bloquer efficacement la porte, et que des opérations de montage plutôt difficiles sont nécessaires avec le risque que la bille sorte de son propre siège pendant la mise en 10 oeuvre. En outre, étant donné que les moyens de mise en prise sont essentiellement en acier, ils ont une réalisation technique complexe et présentent un couplage tribologique particulièrement désavantageux. Enfin, les ressorts qui 15 guident les billes sont partiellement « à vue » et ceci implique, que pendant la phase de transport ou de montage, un choc accidentel peut les faire bouger de la position d'origine compromettant la fonctionnalité du moyen. Afin de simplifier la structure de charnière, le 20 demandeur a présenté, en son temps, le brevet italien 1365898, destiné à protéger une charnière qui présente plusieurs positions d'arrêt, dont les éléments d'articulation prévus sur les ailes respectives présentent, sur les surfaces de mise en prise, des côtes et des enfoncements 25 longitudinaux en mise en prise réciproque. Cette invention, qui prévoyait sensiblement de ne pas insérer d'élément de retenue, s'est révélée particulièrement utile dans le cas de charges relativement légères, mais a présenté certains problèmes sur des charges plus lourdes. 30 Afin de remédier au problème, le demandeur a prévu, dans le brevet italien 1398735, une nouvelle solution dans laquelle l'élément de poussée sera inséré à l'intérieur d'une fente spéciale prévue sur l'aile dépourvue du corps cylindrique cannelé, et était constitué par un élément 35 élastique en X, se terminant par une extrémité de cale. La mise en prise stable entre les deux ailes était garantie 3059694 3 par la mise en prise du coin avec la cannelure prévue sur le corps cylindrique et par la force élastique d'un élément en X en amont de l'élément de cale. Suite à une force exercée sur l'aile mobile (ou bien sur la paroi fixée sur 5 l'aile mobile, l'élément de cale a tendance à se retirer, en permettant ainsi le détachement de la cannelure sur l'élément cylindrique prévu sur l'autre aile. Toutefois, même cette solution, est apparue un peu complexe à réaliser et présente un bon nombre d'inconvénients 10 en phase de montage, parce que le bon positionnement des éléments d'assemblage n'est jamais facile, puisqu'il s'agit de charnières à dimensions relativement réduites. En outre, étant donné que la force élastique de l'élément en X est liée aux caractéristiques de la matière 15 plastique avec laquelle il est réalisé, elle est particulièrement affectée par les variations de température et d'humidité de l'environnement dans lequel elle est utilisée. Par conséquent, le but de la présente invention est de 20 trouver un nouveau type de charnière à positions d'arrêt définies qui soit en mesure de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, et en particulier fournisse un système d'étanchéité facile à réaliser et à monter, sans avoir besoin d'alignement, qui soit en mesure de maintenir 25 la charnière en position stable lorsqu'elle se trouve dans la position prédéterminée souhaitée, sans aucune limite à la charge soutenue et dont les caractéristiques sont le plus possible indépendantes de l'environnement d'utilisation. Le but mentionné ci-dessus est obtenu par une charnière 30 pour le support et la manoeuvre des portes, composée non seulement de deux éléments à aile et dotés de moyens d'attache à une partie de châssis et respectivement à une partie de volet, mais également de moyens d'articulation réciproque dans une zone de pivotement, lesdits moyens 35 étant constitués par des appendices intérieurement creux en forme de corps cylindre faisant saillie à partir desdits 3059694 4 éléments à aile, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits appendices desdites ailes prévoit, sur la surface interne, des cannelures axiales appropriées pour loger un élément de mise en prise à poussée, logé à l'intérieur d'un 5 pivot de pivotement desdits éléments à aile et dépassant de ce dernier. Les revendications jointes font référence aux caractéristiques préférées. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 10 ressortiront, par conséquent, plus clairement d'après la description suivante détaillée d'un mode de réalisation préféré, proposé purement à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et illustré dans les dessins joints, dans lesquels : 15 la figure 1 est une vue de face de la charnière prête à être installée, dont la figure 2 est la vue en coupe prise sur la ligne C-C, et la figure 3 est la vue en perspective avec des parties 20 retirées de la charnière selon l'invention ; la figure 4 est la vue de face d'une aile de la charnière selon l'invention, dont la figure 5 est la vue de dessus ; la figure 6 est la vue de face de l'aile opposée à 25 l'aile de la figure 2 ; dont la figure 7 est la vue de dessus ; les figures 8a à 8d sont des vues respectivement latérale, postérieure, en coupe prise sur la ligne A-A et de face de l'élément de mise en prise à poussée d'un mode 30 de réalisation particulier de l'invention ; les figures 9a à 9c sont des vues d'un élément frontal, latéral et en coupe prise le long de la ligne B-B de l'élément de pivotement selon l'invention ; et les figures 10a à 10d sont des vues en perspective 35 destinées à illustrer les positions que peut prendre la charnière en fonctionnement, avec différents angles. 3059694 Description d'un mode de réalisation préféré La charnière selon l'invention est composée de deux éléments constitutifs principaux 1 et 2, pouvant être identifiés comme étant des ailes ou comme étant des corps 5 de charnière - généralement moulés en matériau thermoplastique, mais qui peuvent être réalisés également dans d'autres matériaux synthétiques, ou en caoutchouc ou en métal - faillies afin de présenter une zone de mise en prise réciproque 3, dans laquelle se raccorde un élément de pivotement 4. 10 La zone de mise en prise réciproque 3 est constituée par l'association d'appendices respectifs qui font saillie à partir des deux ailes : en particulier, faisant saillie de l'aile 1, on prévoit un corps cylindrique la intérieurement prévu avec des cannelures axiales 5, 15 disposées à des distances prédéterminées, et faisant saillie de l'aile 2, on trouve une paire de manchons 2a, 2b pour l'insertion et l'étanchéité de l'élément de pivotement 4. L'élément de pivotement 4 est introduit axialement à partir d'une des extrémités et est fixé au moyen d'éléments 20 de contrainte (non représentés, connus en soi). Selon une première caractéristique de l'invention, l'élément de pivotement 4 est constitué par un corps centralement cylindrique, formé aux extrémités avec des bases polygonales et prévu le long de la paroi, avec une fente 6 25 de logement d'un système d'arrêt composé d'un élément 7 de cale et d'un corps d'amortissement harmonique 8, tel qu'un ressort hélicoïdal (comme défini ci-après par souci de simplicité) contenu dans ce dernier. Comme on peut l'observer sur la coupe de la figure 2, 30 l'élément 7 de cale est entièrement creux, afin de loger en son propre intérieur, au moins un corps à ressort 8, maintenu en position stable aux deux extrémités, sur la surface de butée 7a dudit élément 7 et sur la paroi de fond de ladite fente 6. De cette façon, on garantit, une fois 35 l'élément de pivotement 4 inséré, que le système élément 7 - 3059694 6 corps à ressort 8 soit parfaitement opérationnel et autonome. D'après la figure 2, et de manière plus détaillée d'après la figure 5, on voit clairement la forme et la 5 position desdites cannelures axiales 5 disposées à l'intérieur dudit corps cylindrique la d'appendice et de mise en prise de l'aile 1 : on note en particulier le profil émoussé afin de favoriser le coulissement, en phase de déplacement, du volet, et avec le sommet bien défini 10 pour garantir à l'élément 7 de cale, une position stable. Dans le mode de réalisation particulier des figures 8a à 8d, on représente un élément de cale 7 ayant une tripartition spécifique, définie par la présence de deux paires de cannelures externes 7b, 7c opposées qui entourent 15 - comme illustré sur la figure 8b - trois cavités identiques 7d du logement des corps à ressort 8 de forme et de charge identiques. En tête de chaque cavité 7d, on prévoit la surface de butée 7a. Sur le sommet du corps de cale 7, on prévoit enfin l'élément de pointe 7e, ayant une 20 forme sensiblement triangulaire, à partir des contours légèrement émoussés. Cette conformation est telle qu'elle garantit la bonne mise en prise avec la cannelure 5 et permet à la fois le dégagement facile. On peut également noter - afin de favoriser la 25 compréhension de la solution innovante, le logement antérieur 7a de butée pour le ressort 8. Le pivot 4, illustré sur les figures 9a à 9c, est composé d'un corps cylindrique ayant, aux extrémités, un façonnage polygonal et portant, au centre, une fente 6 de 30 logement et de déplacement du système d'arrêt composé par l'élément 7 de cale et par le ressort 8. La fente a un profil sensiblement rectangulaire et prévoit, sur la surface du fond, une cavité 6a à profil circulaire pour le logement - et la tenue en position - du ressort 8. 35 En outre, comme également illustré dans le fonctionnement sur les figures 10a à 10d, le corps la présente une 3059694 7 disposition particulière des cannelures 5 : ces dernières forment, par rapport au plan d'appui du corps 1, des angles correspondant à ceux que la porte articulée par charnière prendra par rapport à la paroi sur laquelle la charnière 5 est montée. En particulier, sur la figure 4, on illustre les quatre positions préférées, coïncidant avec celles requises habituellement par les opérateurs, c'est-à-dire à 0° (figure 10a), à 80° (figure 10b), à +115° (figure 10c) et à 150° (figure 10d). 10 Naturellement, la solution tripartite est uniquement décrite à titre illustratif : on peut naturellement prévoir plus ou moins de ressorts, probablement au moins un, maintenant la structure modulaire de l'élément de cale 7. Egalement, le nombre et l'angle des cannelures 5 peuvent 15 varier selon les différentes exigences du client. Le montage de la charnière est relativement simple : il suffit d'insérer simplement les ressorts 8 dans l'élément de cale 7, et d'amener l'ensemble ainsi obtenu en logement dans la fente 6 prévue dans l'élément de 20 pivotement 4. Ensuite, l'opérateur insère l'élément de pivotement 4 dans la zone de mise en prise réciproque 3, et bouche aux extrémités, les éléments de pivotement 4. Après avoir aligné les ailes à la porte et à la machine, on dispose - par simple poussée - les cache-vis 10 illustrés 25 sur la figure 3. De cette manière, la structure de charnière est en mesure de réaliser les buts prédéfinis, ou bien une charnière à simple assemblage qui, d'un côté, garantit la tenue à des pressions importantes dans une position stable, 30 et de l'autre, permet un déplacement correct d'un volet par rapport au corps de la machine selon les positions prédéfinies. La structure ainsi construite permet - par rapport aux solutions de l'art connu - de maintenir l'élément de 35 ressort 8 complètement dissimulé de la vue de l'opérateur, ce qui a certainement une valeur esthétique mais surtout de 3059694 8 protection des agents qui pourraient limiter les capacités de bon fonctionnement du ressort, telles que la poussière ou l'humidité. En outre, la présence de véritables chambres de 5 logement du ressort permet à l'opérateur un montage rapide et facile, sans risque de défaut d'alignement ou d'insertion incorrecte de la cale en position. Comme on le comprend facilement, tous les éléments qui constituent la charnière peuvent être composés de n'importe 10 quel type de matériau en mesure de proposer les caractéristiques souhaitées de légèreté et de résistance. En particulier, la solution décrite jusqu'à présent est totalement composée de matériau synthétique, le seul élément en métal étant au plus le corps d'amortissement : 15 toutefois, ce dernier présente un montage très facile et est totalement enfermé dans les sièges prévus à cet effet, réduisant considérablement les temps d'usure ou de corrosion, et augmentant par conséquent considérablement la durée de vie de la charnière. 20 En outre, les angles que peut prendre la charnière dans le fonctionnement peuvent également être différents de ceux représentés sur les figures, même si bien évidemment ils doivent être prédéfinis en phase de moulage. REVENDICATIONS1. Charnière pour le support et la manoeuvre des portes, composée non seulement de deux éléments à aile et dotés de moyens d'attache à une partie de châssis et respectivement à une partie de volet, mais également de moyens d'articulation réciproque dans une zone de pivotement, lesdits moyens étant constitués par des appendices intérieurement creux en forme de corps cylindrique faisant saillie desdits éléments à aile, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits appendices desdites ailes prévoit, sur la surface interne, des cannelures axiales appropriées pour loger un élément de mise en prise à poussée logé à l'intérieur d'un pivot de pivotement desdits éléments à aile et faisant saillie de ce dernier. 2. Charnière selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément de pivotement est constitué par un corps sensiblement cylindrique, prévu le long de la paroi d'une fente appropriée pour loger un système d'arrêt composé d'un élément 7 de cale et d'un corps d'amortissement harmonique 8, contenue dans ce dernier. 3. Charnière selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit élément de cale est intérieurement creux, et loge en son propre intérieur, au moins un corps d'amortissement harmonique, ledit élément d'amortissement harmonique étant tenu en positon stable aux deux extrémités sur la surface de butée dudit élément de mise en prise de cale et sur la paroi de fond de ladite fente. 4. Charnière selon l'une quelconque des revendications 30 1 à 3, caractérisée en ce que ledit élément de cale prévoit, à l'extérieur, au moins une paire de cannelures opposées auxquelles correspondent - symétriques par rapport à ladite paire de cannelures - des cavités de logement identiques desdits corps d'amortissement harmoniques, en 35 tête de chacune desdites cavités, on prévoit une surface de butée. 3059694 10 5. Charnière selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit élément de cale prévoit deux paires de cannelures qui entourent trois cavités de logement des corps d'amortissement harmoniques respectifs. 5 6. Charnière selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que ladite fente a un profil sensiblement rectangulaire, et prévoit, sur la surface de fond, au moins une cavité à profil circulaire de logement desdits corps d'amortissement harmoniques correspondant 10 auxdites cavités de logement prévues sur ledit élément de cale. 7. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites cannelures forment, par rapport au plan d'appui de l'élément à aile, 15 des angles principaux correspondant à ceux que la porte articulée par charnière prendra par rapport à la paroi sur laquelle la charnière est montée, égaux à 80°, à +115° et à 150°. 8. Charnière selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisée en ce que, faisant saillie de l'aile opposée à ladite première aile, on trouve une paire de manchons pour l'insertion et l'étanchéité de l'élément de pivotement. 9. Charnière selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisée en ce que lesdits corps d'amortissement harmoniques sont des ressorts hélicoïdaux.