Brevet FR3079546A1 — publié le 20191004

CARDAN DE TYPE BAÏONNETTE POUR VERROU DE PORTE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un verrou de porte de véhicule automobile du type voiture, camion, moto et son procédé d'assemblage. L'invention concerne plus globalement un agencement pour la transmission mécanique d'un couple entre un organe rotatif d'entrée appartenant à un verrou de véhicule automobile, et un organe rotatif de sortie appartenant à un mécanisme d'une serrure et dont l'axe de rotation n'est pas forcément coaxial à celui de l'organe d'entrée. La transmission du couple pour mettre en rotation l'organe rotatif de sortie se faisant au moyen du dispositif selon l'invention. Il est souvent nécessaire que la transmission de mouvement entre le rotor du verrou et la serrure associée puisse être assurée au moyen d'un élément intermédiaire de transmission qui est de préférence un arbre de transmission permettant l'entraînement angulaire du mécanisme de serrure auquel il peut transmettre des couples relativement importants. Compte tenu des difficultés spatiales d'agencement du verrou et du mécanisme de serrure associés, par exemple dans une porte de véhicule automobile, dues aux autres équipements présents dans la porte, ce mécanisme de transmission doit pouvoir opérer selon différents angles. Ces difficultés imposent de pouvoir transmettre le mouvement entre deux organes rotatifs dont les axes ne sont pas forcément alignés ni même parallèles, ces contraintes géométriques étant variables en fonction des tolérances de fabrication et d'assemblage des différents éléments. Afin de répondre à ces contraintes, il a déjà été proposé un agencement dans lequel chacune des deux extrémités opposées de l'arbre de transmission, avant et arrière, est liée en rotation à deux organes rotatifs, d'entrée et de -2- sortie, par un joint de transmission articulé autorisant un déplacement angulaire relatif entre l'axe de l'arbre de transmission et l'axe de rotation de l'organe rotatif correspondant, ainsi qu'un déplacement axial relatif. 5 Ce type d'agencement est proposé dans la demande EP0722028 qui traite d'un verrou de véhicule comprenant une première unité de verrouillage destinée à être montée dans ou sur une porte de véhicule et une seconde unité de verrouillage à clé séparée. Les deux unités sont connectées pour effectuer le verrouillage et le déverrouillage par un moyen de couplage comprenant au 10 moins un cardan ou autre élément pour une transmission de l'entraînement entre les composants non alignés des deux unités. Le moyen de couplage comprend deux joints, un à chaque extrémité de l'arbre de transmission. L'inconvénient du moyen de couplage selon cet art antérieur est la 15 faiblesse de son angle maximum de travail du fait d'interférences entre le stator et les ergots des moyens de couplage. Cet angle peut donc être amélioré. Afin d'améliorer l'amplitude de l'angle de travail ainsi que la stabilité, la demande FR2899619 divulgue un organe rotatif d'entrée tel qu'un verrou de 20 porte de véhicule automobile et un organe rotatif de sortie tel qu'une serrure de porte de véhicule automobile. Cet agencement est du type comprenant un dispositif de transmission de mouvement interposé entre les deux organes rotatifs et comportant un arbre de transmission dont les deux extrémités constituent avec les organes rotatifs d'entrée et de sortie des joints de 25 transmission articulés autorisant un désalignement axial. Chaque extrémité présentant la forme générale d'une rotule coopérant avec une partie d'organe rotatif complémentaire. L'agencement est caractérisé en ce qu'au moins la rotule du côté du verrou de l'arbre de transmission est une rotule à facettes dont le nombre est défini en fonction de l'angle entre le verrou et la serrure. -3- Ce dispositif nécessite de connaître l'angle entre le verrou et la serrure en amont pour définir le nombre de facettes. L'angle maximal atteignable reste améliorable et cet art antérieur fournit des dispositifs au cas par cas. 5 L'objectif de l'invention est donc de fournir un dispositif permettant de répondre à ces désavantages en termes d'angle maximum entre le verrou et la serrure et de stabilité au montage. Plus précisément, un angle minimum de travail de 30° par rapport à l'axe du rotor est recherché pour l'arbre de transmission du verrou. 10 Afin d'y parvenir, l'invention propose un verrou pour porte de véhicule automobile comprenant un stator, un rotor situé à l'intérieur du stator et comportant une première extrémité axiale apte à recevoir une clé introduite axialement par rapport au rotor une seconde extrémité axiale apte à être 15 couplée avec un moyen de transmission de couple et une partie centrale apte à recevoir des paillettes mobiles radialement sous l'action d'une clé au codage correspondant, un moyen de transmission de couple comportant une extrémité en forme de joint de rotule apte à être couplée avec ladite seconde extrémité axiale, ladite extrémité de couplage possédant au moins deux tétons s'étendant 20 radialement dans un même plan, dans lequel l'angle (8) formé par les directions radiales coplanaires d'extension desdits tétons est supérieur à 50° et inférieur strictement à 180°. De manière préférentielle, le moyen de transmission de couple est un 25 arbre de transmission, ceci permettant plus d'agencement à l'intérieur de la porte et conférant une portée plus longue qu'une simple batteuse de verrou mécanique. Idéalement, l'angle (8) entre les tétons est supérieur à 90° et inférieur 30 strictement à 150°. Ceci permet au moyen de transmission de couple de se déplacer à l'intérieur d'un cône de révolution dont la génératrice peut s'écarter jusqu'à un angle allant au-delà de 30° autour de l'axe de rotation. Cet avantage -4- confère au verrou selon' l'invention plus de latitude d'agencement à l'intérieur de la porte pour le verrou et la serrure associée. L'amplitude de travail est améliorée. 5 De manière préférentielle, la seconde extrémité axiale apte à être couplée avec le moyen de transmission de couple présente la forme d'une douille cylindrique munie d'un dégagement ou logement 6 complémentaire à la forme des tétons afin de permettre une fixation de type baïonnette entre le moyen de transmission et l'extrémité axiale après introduction et rotation du 10 moyen de transmission. Selon un mode de réalisation préféré, un élément élastique est situé à l'intérieur d'un logement de la seconde extrémité axiale du rotor et axialement interposé entre la partie centrale du rotor et l'extrémité de couplage du moyen 15 de transmission de couple afin de générer un effort élastique apte à maintenir ledit moyen de transmission de couple en position axiale stable. Cet élément élastique est préférentiellement un coussinet situé à l'intérieur d'un logement de forme complémentaire. Ceci améliore 20 considérablement la transmission du couple du rotor vers le moyen de transmission de couple et facilite le maintien du cardan dans l'axe du verrou lors du montage sur le véhicule. Afin d'améliorer la stabilité du moyen de transmission de couple, 25 l'extrémité de couplage présente une excroissance s'étendant axialement vers l'élément élastique de manière à créer une interférence avec ledit élément élastique. Idéalement, les deux tétons sont disposés symétriquement par rapport à 30 l'excroissance s'étendant axialement vers l'élément élastique. Ceci permet d'améliorer la stabilisation du moyen de transmission de couple et d'optimiser la capacité du verrou selon' l'invention à atteindre un angle pouvant aller au-delà -5- de 30° par rapport à l'axe du rotor. L'invention concerne aussi une méthode d'assemblage de verrou comprenant les étapes successives suivantes : 5 - un moyen de transmission de couple est introduit axialement vers le rotor , - ledit moyen de transmission de couple est ensuite tourné pour que les tétons viennent en appui axial sur une partie de la seconde extrémité axiale s'étendant radialement vers l'axe du rotor afin d'obtenir une liaison de type baïonnette. -ensuite, un élément élastique est introduit radialement dans un logement de la 10 seconde extrémité axiale du rotor à travers un orifice s'étendant en périphérie de cette dernière de manière à s'interposer entre le rotor et ledit moyen de transmission de couple. De manière préférentielle, l'élément élastique est un coussinet et le 15 moyen de transmission de couple est un arbre de transmission. Ceci améliore la stabilité. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention donnée à titre d'exemple ci-dessous, ainsi que sur les 20 figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue éclatée en perspective des différents éléments du verrou selon un mode préféré de l'invention. 25 La figure 2 est une vue assemblée en perspective des différents éléments du verrou selon un mode préféré de l'invention. La figure 3 est une autre vue en perspective du verrou selon un mode préféré de l'invention. 30 -6- La figure 4 est une vue rapprochée de l'assemblage au niveau du couplage entre le moyen de transmission de couple et l'extrémité du stator. Les 4 sous figures (A, B, C, D) de la figure 5 illustrent l'amplitude de 5 travail du moyen de transmission de couple du verrou selon un mode préféré de l'invention. La figure 6 illustre l'extrémité en forme de Y du moyen de transmission de couple du verrou selon un mode préféré de l'invention. 10 La figure 7 illustre l'extrémité en forme de Y du moyen de transmission de couple du verrou emprisonné dans le stator selon un mode préféré de l'invention. 15 La figure 8 montre de gauche à droite les différentes étapes d'assemblage du moyen de transmission de couple du verrou selon un mode préféré de l'invention. Sur toutes les figures 1 à 8, les éléments identiques portent les mêmes 20 numéros de référence. Nous allons désormais à travers les lignes suivantes décrire les différents éléments du verrou selon l'invention à travers un exemple non limitatif en termes de portée de l'invention. 25 Un mode de réalisation préféré est illustré à travers les figures 1 à 8. En référence à la figure 1, le verrou selon l'invention comporte essentiellement un rotor 2 qui est monté tournant, autour de l'axe A1, à l'intérieur d'un stator 1 fixe constitué préférentiellement de deux parties demi-cylindriques complémentaires 30 11 et 12. Le rotor possède une première extrémité axiale 21 apte à recevoir une clé (non représentée) introduite axialement par rapport au rotor 2 et une seconde extrémité axiale 22 apte à être couplée avec un moyen de -7- transmission de couple 4, en l'occurrence un cardan autrement appelé ici arbre de transmission, ainsi qu'une partie centrale 23 apte à recevoir des paillettes mobiles radialement sous l'action d'une clé au codage correspondant. 5 Le rotor 2 est destiné à être entraîné en rotation à l'aide d'une clé (non représentée) introduite axialement à l'intérieur de ce dernier au travers d'une entrée de clé agencée dans une face transversale avant de la première extrémité axiale 21 du rotor. La seconde extrémité axiale 22 du rotor 2 est destinée à entraîner en rotation un moyen de transmission de couple 4, dans 10 cet exemple : un arbre de transmission, destiné à être relié à un mécanisme de serrure (non représenté) pour autoriser la condamnation et la décondamnation d'un ouvrant de véhicule. Le rotor 2 est susceptible d'entraîner en rotation l'arbre de transmission 15 4, uniquement en présence d'une clé conforme, dans une position dans laquelle sont liés en rotation le rotor 2 et l'arbre de transmission 4 par l'intermédiaire d'un montage de type baïonnette. De manière connue, le rotor 2 est destiné à recevoir des paillettes (non 20 représentées) agencées dans des plans transversaux qui se succèdent à intervalles réguliers selon la direction de l'axe Al du verrou selon l'invention et qui sont reçues dans des logements correspondants du rotor 2. Les paillettes sont mobiles radialement dans le rotor 2 et elles sont sollicitées élastiquement vers une position saillante dans laquelle elles dépassent partiellement à 25 l'extérieur des logements du rotor 2. Lorsqu'une clé conforme est introduite à l'intérieur du rotor 2, les paillettes sont entièrement escamotées radialement vers l'intérieur du rotor 2. Ainsi, le rotor peut pivoter librement par rapport au stator 14. Au contraire, si on introduit dans le rotor 2 une clé non conforme, ou tout autre outil, les paillettes ne sont pas entièrement escamotées et 30 immobilisent en rotation le rotor 2 par contact de butée sur le stator du fait des parties saillantes. -8- La seconde extrémité 22 du rotor, du côté opposé à l'extrémité d'introduction de la clé présente la forme d'une douille cylindrique munie d'un dégagement 6 apte à recevoir des tétons 43 et 44 appartenant à l'extrémité 40 5 (cf. fig.5) d'un arbre de transmission 4. Ce dégagement 6 présente une forme de croix pour permettre l'introduction de l'arbre de transmission en poussé-tourné. Idéalement une rotation de 90° permet de mettre en position de fonctionnement l'arbre de transmission 4 du verrou selon l'invention. 10 En référence à la figure 1 toujours, on distingue un coussinet 3 de forme cylindrique et aux propriétés élastiques. Ce coussinet 3 à une forme idéalement complémentaire au fond de la douille cylindrique de la seconde extrémité 22 du rotor du côté de la première extrémité 21 d'introduction de clé. On observe à la figure 2 le verrou selon l'invention assemblé avec le coussinet 3 à l'intérieur de 15 la douille cylindrique et interposé entre la partie centrale 23 du rotor et l'arbre de transmission 4. A la figure 2, seul un demi-cylindre 12 du stator 1 est illustré pour facilité la compréhension. Les figures 3 et 4 sont des vues en perspective montrant l'arbre de 20 transmission 4 en position stable, coaxiale avec le rotor, dans l'axe Al de ce dernier. Dans cette figure, on voit que la douille cylindrique présente une entrée apte à accueillir l'extrémité de l'arbre de transmission 40, ce dégagement 6 présente la forme d'une croix dont les côtés sont suffisamment larges pour accueillir les tétons 43 et 44 de l'extrémité de l'arbre de transmission. 25 La figure 5 permet de voir à travers les 4 sous-figures A, B, C et D l'amplitude de travail de l'arbre de transmission 4 du verrou selon l'invention. En effet, on note que l'arbre de transmission 4 est couplé à l'extrémité 22 du stator 4 par une liaison de type joint de rotule 40. L'amplitude de déplacement de 30 l'arbre de transmission 4 définit un cône de révolution dont l'angle a défini par la génératrice (l'arbre de transmission) va au-delà de 30° par rapport à l'axe Al du rotor (cf. fig.7). Ceci est dû à la présence des deux tétons 43 et 44 s'étendant -9- selon l'invention radialement dans un même plan à partir de l'extrémité en forme de joint de rotule 40. Comme illustré à la figure 6, l'angle (13) formé par les directions radiales 5 coplanaires d'extension des tétons 43 et 44 avoisine les 120°. De manière préférentielle il est supérieur à 50° et inférieur strictement à 180°. Si cet angle est égal à 180° comme c'est majoritairement le cas dans l'état de l'art, l'amplitude a ou angle maximum de travail du verrou est inférieur à 30° par rapport à l'axe du rotor, ce qui s'avère insuffisant. Si cet angle est inférieur à 10 50°, alors le recouvrement entre l'arbre de transmission ou cardan et le rotor devient trop faible pour la transmission du couple. La figure 7 illustre les tétons 43 et 44 en appui sur l'extrémité 22 en forme de douille cylindrique du stator. En effet, une liaison rotule 40 permet le 15 déplacement de l'arbre de transmission 4 et son axe principal 41. Une fois l'amplitude a ou angle maximum de travail atteint, le téton 43 ou 44 vient en contact de butée sur une paroi radiale de l'extrémité 22 de la douille cylindrique. Ladite paroi s'étend en effet radialement vers l'axe de la douille cylindrique confondu avec l'axe du rotor 2. L'arbre de transmission 4 est introduit à travers 20 un dégagement 6 en forme de croix qui comporte deux côtés diamétralement opposés de dimensions permettant l'introduction des tétons 43 et 44 et deux autres côtés présentant deux extensions radiales vers l'axe de la douille cylindrique pour empêcher, par contact de butée, l'arbre de transmission 4 de ressortir suite à un poussé-tourné de ce dernier. On note que le coussinet 3 aux 25 propriétés élastiques permet une interférence forte avec l'extrémité de l'arbre de transmission 4 comme on peut le voir à la figure 7. Le téton 44 et l'excroissance axiale 42 mettent le coussinet dans un état de compression. La figure 8 illustre successivement les différentes étapes de la méthode 30 d'assemblage du verrou selon l'invention de la gauche vers la droite. -10- Dans un premier temps, l'arbre de transmission 4 est introduit axialement vers le rotor 2 puis l'arbre de transmission 4 est tourné de 90° pour que les tétons 43 et 44 viennent en appui axial sur une partie de la douille cylindrique s'étendant radialement vers l'axe du rotor 2 afin d'obtenir une liaison de type 5 baïonnette. Ensuite, un coussinet est introduit radialement dans un logement 6 (fig. 1) de la seconde extrémité axiale 22 du rotor à travers un orifice s'étendant en périphérie de ladite seconde extrémité axiale 22. Le coussinet est monté en 10 dernier, quand l'arbre de transmission est déjà positionné. L'arbre de transmission 4 est désormais axialement verrouillé car en appui sur le coussinet 3. Le fonctionnement du verrou conforme à l'invention va maintenant être 15 décrit dans l'environnement d'une porte de véhicule (non représentée) munie d'une serrure (non représentée) afin d'appréhender au mieux le rôle du verrou selon l'invention. De manière connue, une porte de véhicule comprend un panneau 20 externe (non représentée) faisant face à l'extérieur du véhicule et un panneau interne (non représentée) faisant face à l'intérieur du véhicule. Le panneau externe est généralement muni d'une poignée de porte extérieure (non représentée) pour ouvrir et fermer la porte du véhicule et potentiellement disposée dans une position inclinée conformément aux choix de conception de 25 la porte. D'une part, la poignée de porte extérieure est, de manière connue, reliée à une serrure par une tige aussi appelée câble Bowden. La poignée de porte extérieure loge également un verrou du type de celui selon l'invention. En tirant 30 sur la poignée de porte extérieure, la tige est actionnée et son déplacement est transmis à un cliquet de la serrure afin de libérer la porte du véhicule. D'autre part, lors de l'insertion d'une clé conforme dans le rotor 2 du verrou et suite à sa rotation, le rotor 2 est lui aussi entraîné en rotation. Ainsi, le couple est transmis à l'arbre de transmission 4 car le rotor 2 est solidaire en rotation avec ledit arbre 4. La transmission du couple est améliorée par la présence du 5 coussinet 3. Lorsque la rotation de la clé est transmise à l'arbre de transmission 4, le couple est transmis à la serrure déclenchant un mécanisme de jeu de leviers pour verrouiller/déverrouiller la porte du véhicule. L'organe de réception du 10 couple transmis par l'arbre de transmission peut tout à fait être une réplique de l'extrémité 40 de l'arbre de transmission du verrou selon l'invention avec la même douille cylindrique 22. On comprend ainsi que l'arbre de transmission 4 est directement relié à une 15 serrure correspondante de porte, et qu'il peut être incliné par rapport au point de liaison avec la serrure. C'est-à-dire que l'inclinaison de l'arbre de transmission 4 du verrou selon l'invention par rapport à l'axe Al du rotor 2 est permise par l'angle a et que cet angle est amélioré pour donner plus de latitude d'agencement à l'intérieur de la porte. 20 Le verrou selon l'invention peut servir pour tout type de porte tel qu'un hayon de 4x4, une porte latérale de voiture, un capot, l'accès REVENDICATIONS1. Verrou pour porte de véhicule automobile comprenant : -un stator (1), -un rotor (2) situé à l'intérieur du stator (1) et comportant une première extrémité axiale (21) apte à recevoir une clé introduite axialement par rapport au rotor(2), une seconde extrémité axiale (22) apte à être couplée avec un moyen de transmission de couple (4) et une partie centrale (23) apte à recevoir des paillettes mobiles radialement sous l'action d'une clé au codage correspondant, -un moyen de transmission de couple (4) comportant une extrémité en forme de joint de rotule (40) apte à être couplée avec ladite seconde extrémité axiale (22), ladite extrémité de couplage (40) possédant au moins deux tétons (43,44) s'étendant radialement dans un même plan, caractérisé en ce que l'angle (8) formé par les directions radiales coplanaires d'extension desdits tétons (43,44) est supérieur à 50° et inférieur strictement à 180°. 2. Verrou selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de transmission de couple (4) est un arbre de transmission. 3. Verrou selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'angle (8) desdits tétons (43,44) est supérieur à 90° et inférieur strictement à 150°. 4. Verrou selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la seconde extrémité axiale (22) apte à être couplée avec le moyen de transmission de couple (4) présente la forme d'une douille cylindrique munie d'un dégagement 6 complémentaire à la forme des tétons afin de permettre une fixation de type baïonnette entre le moyen de transmission (4) et l'extrémité axiale (4) après introduction et rotation du moyen -13- de transmission. 5. Verrou selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un élément élastique (3) situé à l'intérieur d'un 5 logement de la seconde extrémité axiale (22) du rotor (2) et axialement interposé entre la partie centrale (23) du rotor (2) et l'extrémité de couplage (40) du moyen de transmission de couple (4) afin de générer un effort élastique apte à maintenir ledit moyen de transmission de couple (4) en position axiale stable. 10 6. Verrou la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément élastique (3) est un coussinet situé à l'intérieur d'un logement de forme complémentaire. 7. Verrou selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que ladite extrémité de couplage (40) présente une excroissance (42) 15 s'étendant axialement vers l'élément élastique (3) de manière à créer une interférence avec ledit élément élastique (3) afin d'améliorer la stabilité du moyen de transmission de couple (4). 8. Verrou selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en 20 ce que les deux tétons (43,44) sont disposés symétriquement par rapport à l'excroissance (42) s'étendant axialement vers l'élément élastique (3). 9. Méthode d'assemblage d'un verrou selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes successives suivantes : 25 - un moyen de transmission de couple (4) est introduit axialement vers le rotor (2), - ledit moyen de transmission de couple (4) est ensuite tourné pour que les tétons (43,44) viennent en appui axial sur une partie de la seconde extrémité axiale (22) s'étendant radialement vers l'axe du rotor afin d'obtenir une liaison 30 de type baïonnette. -ensuite, un élément élastique (3) est introduit radialement dans un logement (6) de la seconde extrémité axiale (22) du rotor (2) à travers un orifice -14- s'étendant en périphérie de ladite seconde extrémité axiale (22) de manière à s'interposer entre le rotor (2) et ledit moyen de transmission de couple (4). 10. Méthode d'assemblage d'un verrou selon la revendication 9 dans 5 laquelle l'élément élastique (3) est un coussinet et le moyen de transmission de couple (4) est un arbre de transmission. 10