Brevet FR3113693A1 — publié le 20220304

Charnière de trappe , véhicule et procédé d’assembla ge associé s Charnière (22) propre à articuler un battant d’une trappe sur une structure de véhicule, de manière mobile en rotation autour d’un axe de rotation (A). La charnière (22) comprend : - un premier membre (24) fixé au battant, comprenant au moins une première bague d’articulation (34), - un deuxième membre (26) fixé à la structure, comprenant au moins une deuxième bague d’articulation (38), et - un arbre (28) s’étendant le long de l’axe de rotation (A), engagé dans la ou chaque première bague d’articulation (34) et dans la ou chaque deuxième bague d’articulation (38). La charnière (22) comprend de plus : - un organe de maintien (30) de l’arbre (28), l’organe de maintien (30) comprenant deux butées (52) s’étendant chacune dans le prolongement axial et de part et d’autre de l’arbre (28), et une partie médiane (50) reliant les deux butées (52). Figure pour l'abrégé : 2 Charnière de trappe, véhicule et procédé d’assemblage associés La présente invention concerne une charnière propre à articuler un battant d’une trappe sur une structure de véhicule, de manière mobile en rotation autour d’un axe de rotation, la charnière comprenant : - un premier membre configuré pour être fixé au battant, comprenant au moins une première bague d’articulation, - un deuxième membre configuré pour être fixé à la structure, comprenant au moins une deuxième bague d’articulation, et - un arbre s’étendant le long de l’axe de rotation, engagé dans la ou chaque première bague d’articulation et dans la ou chaque deuxième bague d’articulation. L’invention concerne également un véhicule comprenant cette charnière, et un procédé d’assemblage de cette charnière. Il est connu d’équiper les véhicules de trappes articulées permettant un accès rapide à des composants techniques tout en assurant leur protection. Ces trappes sont notamment fixées à la surface externe du véhicule, et protègent lesdits composants techniques au cours du déplacement du véhicule, par exemple d’impacts venus de l’extérieur. Ceci est particulièrement pertinent dans le cas des véhicules ferroviaires, pour lesquels un accès rapide à des composants internes permet de gagner du temps lors des arrêts à une station, lors d’un arrêt d’urgence, ou lors d’une opération de maintenance entre deux trajets. Un véhicule est soumis à des vibrations mécaniques importantes, notamment au cours de son déplacement, qui peuvent user voire endommager certains équipements. Notamment, les charnières d’articulation des trappes comprennent des anneaux élastiques enserrant les deux extrémités de l’arbre de rotation, de part et d’autre des bagues d’articulation, pour le maintenir en place selon la direction axiale. Il a été observé que ces anneaux élastiques ont tendance à se décrocher sous l’effet des vibrations. Cela peut entrainer une sortie partielle ou totale de l’arbre de la charnière, et ainsi endommager la trappe et constituer un risque de décrochement. Il est donc désirable de sécuriser plus avant les charnières afin de prévenir les sorties partielle ou totale de l’arbre de rotation. Ainsi, un but de l’invention est de fournir une charnière de trappe de véhicule résistante à l’usure et permettant un maintien de l’arbre sécurisé au cours d’une utilisation prolongée du véhicule. A cet effet, l’invention a pour objet une charnière du type précité, dans laquelle la charnière comprend de plus : - un organe de maintien de l’arbre, l’organe de maintien comprenant deux butées s’étendant chacune dans le prolongement axial et de part et d’autre de l’arbre, et une partie médiane reliant les deux butées. Une telle charnière permet de bloquer l’arbre dans la charnière de manière robuste dans le temps, ce qui permet de garantir un fonctionnement sécurisé de la trappe lors de l’ensemble de la durée d’utilisation du véhicule. Selon des modes de réalisation particuliers, la charnière selon l’invention présente l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toute combinaison techniquement réalisable : - la partie médiane définit au moins une encoche débouchant sur un bord longitudinal de la partie médiane, chaque encoche s’étendant sensiblement selon une direction transversale sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation, chaque encoche étant configurée pour recevoir un organe de fixation du deuxième membre à la structure ; - le bord longitudinal de la partie médiane sur lequel débouche chaque encoche s’étend du côté de la partie médiane en regard de l’arbre ; - la partie médiane s’étend dans un plan sensiblement parallèle à l’axe de rotation et chaque butée s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation ; - l’organe de maintien est réalisé à partir d‘une tôle pliée, les butées s’étendant d’un seul côté du plan dans lequel s’étend la partie médiane ; - la partie médiane et les butées sont venues de matière les unes avec les autres ; et - la partie médiane présente une épaisseur inférieure ou égale à 2 mm, mesurée selon une direction d’élévation de fixation du deuxième membre à la structure. L’invention concerne également un véhicule comprenant une structure et au moins un battant de trappe articulé par rapport à la structure par l’intermédiaire d’au moins une charnière telle que décrite plus haut, la structure étant notamment une caisse de voiture de véhicule ferroviaire. L’invention concerne en outre un procédé d’assemblage d’une charnière telle que décrite plus haut, entre un battant de trappe et une structure de véhicule, le procédé comprenant des étapes de : - fourniture du premier membre, du deuxième membre, de l’arbre et de l’organe de maintien, - engagement de l’arbre dans chaque première bague d’articulation et dans chaque deuxième bague d’articulation, - fixation du deuxième membre à la structure, la partie médiane de l’organe de maintien étant intercalé entre le deuxième membre et la structure, les butées s’étendant dans le prolongement axial et de part et d’autre de l’arbre, et - fixation du premier membre au battant. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé selon l’invention comprend la caractéristique suivante : - le procédé comprend une étape de fixation préliminaire de l’organe de maintien à la structure, préalable à la fixation du deuxième membre à la structure, au cours de laquelle le deuxième membre est à l’écart de la structure. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d’un véhicule selon l’invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d’une charnière selon un mode de réalisation de l’invention, équipant le véhicule de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en perspective d’une charnière selon un autre mode de réalisation de l’invention. La figure 1 représente un véhicule 10, comprenant une structure 14 et au moins une trappe 16. Le véhicule 10 est par exemple un véhicule ferroviaire, et la structure 14 est une caisse de voiture de véhicule ferroviaire. En variante, le véhicule 10 est un véhicule de transport routier, par exemple un bus ou un car. La structure 14 délimite un espace interne ayant une ouverture communiquant avec l’extérieur et protège cet espace interne de l’extérieur. La trappe 16 est prévue pour fermer l’ouverture et permettre d’accéder à des systèmes internes 17 du véhicule 10 disposés dans l’espace interne de la structure 14, par exemple un condenseur 18 du système de climatisation, une batterie d’alimentation électrique ou un panneau de freinage du véhicule 10. La trappe 16 comprend un battant 21 sensiblement plan, articulé à la structure 14 du véhicule par l’intermédiaire d’au moins une charnière 22, par exemple trois charnières 22. Le battant 21 est ainsi mobile par rapport à la structure 14 autour d’un axe de rotation A, entre une position fermée dans laquelle le battant 21 s’étend contre la structure 14 et au moins une position ouverte dans laquelle une partie du battant 21 est à l’écart de la structure 14. L’axe de rotation A s’étend par exemple selon une direction longitudinale X, par exemple sensiblement parallèle à la direction de déplacement usuelle du véhicule 10. Avantageusement, la trappe 16 comprend au moins un organe de maintien en position ouverte (non représentés), comme une bielle et/ou un vérin, adapté pour maintenir le battant 21 dans la position ouverte de manière stable pendant la manipulation du système interne 17. Une des charnières 22 est représentée en détail sur la figure 2. La charnière 22 comprend un premier membre 24 fixé au battant 21, un deuxième membre 26 fixé à la structure 14, un arbre 28 s’étendant le long de l’axe de rotation A et un organe de maintien 30 de l’arbre 28. Le premier membre 24 comprend une mâchoire 32 fixée à un bord supérieur du battant 21, par exemple par vissage ou par boulonnage, et au moins une première bague d’articulation 34 cylindrique, solidaire de la mâchoire 32. Chaque première bague d’articulation 34 définit un premier conduit 35 de réception de l’arbre 28. Dans l’exemple représenté, le premier membre 24 comprend une unique première bague d’articulation 34. Le deuxième membre 26 comprend un corps principal 36, au moins une deuxième bague d’articulation 38 solidaire du corps principal 36, et deux organes de fixation 40 du deuxième membre 26 à la structure 14. Chaque deuxième bague d’articulation 38 est solidaire du corps principal 36 et fait saillie depuis une même face latérale 44 du corps principal 36. Chaque deuxième bague d’articulation 38 définit un deuxième conduit 45 respectif de réception de l’arbre 28. Dans l’exemple représenté, le deuxième membre 26 comprend deux deuxièmes bagues d’articulation 38. Les deuxièmes bagues d’articulation 38 sont à l’écart l’une de l’autre selon la direction longitudinale X, de sorte que la première bague d’articulation 34 est intercalée longitudinalement entre les deuxièmes bagues d’articulation 38 sans frottements. Le corps principal 36 présente par exemple une forme sensiblement parallélépipédique et définit deux orifices (non représentés) adaptés pour recevoir les organes de fixation 40. Les orifices du corps principal 36 sont des perforations présentant une section sensiblement circulaire, traversant le corps principal 36 et orientés selon une direction d’élévation Z, à l’écart l’un de l’autre selon la direction longitudinale X. Les organes de fixation 40 sont par exemple des vis comprenant chacune une tête (non visible sur les figures) et un corps fileté 46. Les vis sont reçues dans les orifices du corps principal 36 avec leur tête respective du côté opposé à la structure 14 relativement à la direction d’élévation Z. L’arbre 28 est une tige sensiblement cylindrique, allongée selon la direction longitudinale X. L’arbre 28 est reçu dans le premier conduit 35 et les deuxièmes conduits 45, de façon à lier le premier membre 24 au deuxième membre 26 de manière articulée en rotation autour de l’axe de rotation A. L’arbre 28 présente deux extrémités 48 opposées selon la direction longitudinale X. L’arbre 28 ne comporte pas de gorges au voisinage des extrémités 48 pour intégrer les anneaux élastiques. Cela permet de réduire le coût de fabrication. L’organe de maintien 30 est configuré pour maintenir l’arbre 28 engagé dans la première bague d’articulation 34 et les deuxièmes bagues d’articulation 38 malgré les vibrations de la structure 14. L’organe de maintien 30 comprend deux butées 52 s’étendant chacune dans le prolongement axial et de part et d’autre de l’arbre 28, et une partie médiane 50 reliant les deux butées 52. La partie médiane 50 est sensiblement rectangulaire et plane, et s’étend dans un plan orthogonal à la direction d’élévation Z. La partie médiane 50 présente deux bords latéraux 54 à l’écart l’un de l’autre selon la direction longitudinale X, auxquels sont reliées les deux butées 52. La partie médiane 50 présente également un bord longitudinal 56 sensiblement parallèle à la direction longitudinale X et s’étendant d’un bord latéral 54 à l’autre. La partie médiane 50 définit deux orifices 58 traversants agencés pour recevoir les organes de fixation 40. Les orifices 58 sont sensiblement cylindriques, avec des axes respectifs parallèles à la direction d’élévation Z. La partie médiane 50 est disposée entre le deuxième membre 26 de la charnière 22 et la structure 14. Le deuxième membre 26, la partie médiane 50 et la structure 14 sont maintenus assemblés ensemble par les organes de fixation 40. Les butées 52 sont situées à l’écart l’une de l’autre selon la direction longitudinale X, de part et d’autre de l’arbre 28. Chaque butée 52 s’étend au-delà du bord longitudinal 56 de la partie médiane 50 selon une direction transversale Y orthogonale à la direction longitudinale X et à la direction d’élévation Z, jusqu’à venir en regard d’une extrémité 48 respective de l’arbre 28. Chaque butée 52 s’étend ainsi dans le prolongement de l’arbre 28 selon la direction X, au voisinage d’une extrémité 48 respective de l’arbre 28. Par exemple, chaque butée 52 est située à une distance comprise entre 0,5 mm et 1 mm de l’extrémité 48. Ainsi, les butées 52 coopèrent pour limiter les déplacements de l’arbre 28 selon la direction longitudinale X, de sorte que l’arbre 28 est maintenu engagé dans la première bague d’articulation 34 et dans les deuxièmes bagues d’articulation 38. Les butées 52 sont par exemple sensiblement planes, et s’étendent dans des plans YZ respectifs orthogonaux au plan XY d’étendue de la partie médiane 50 et orthogonaux à la direction longitudinale X. Avantageusement, la partie médiane 50 et/ou les butées 52 présentent des épaisseurs inférieures à 2 mm, mesurées respectivement selon la direction d’élévation Z et selon la direction longitudinale X. L’organe de maintien 30 présente ainsi une section en U inversé dans un plan XZ parallèle à la direction longitudinale X et à la direction d’élévation Z. Les butées 52 sont par exemple venues de matière avec la partie médiane 50. L’organe de maintien 30 est par exemple réalisé à partir d’une tôle pliée pour former les deux butées 52. Cela permet une fabrication simple et rapide de l’organe de maintien 30. En variante, les butées 52 sont reliées à la partie médiane 50 par des soudures longitudinales. Un procédé d’assemblage de la charnière 22 décrite ci-dessus, entre le battant 21 et la structure 14, va maintenant être décrit. Le procédé comprend une étape préliminaire de fourniture du premier membre 26, du deuxième membre 26, de l’arbre 28 et de l’organe de maintien 30. Le procédé comprend ensuite une étape d’assemblage de la charnière 22, qui comprend l’engagement de l’arbre 28 dans la première bague d’articulation 34 du premier membre 24 et dans les deuxièmes bagues d’articulation 38 du deuxième membre 26, la première bague d’articulation 34 étant insérée entre les deuxièmes bagues 38. Le procédé comprend une étape de fixation de la charnière 22 à la structure 14. Cette étape comprend la fixation du deuxième membre 26 à la structure 14, au cours de laquelle la partie médiane 50 de l’organe de maintien 30 est intercalée entre le deuxième membre 26 et la structure 14. Les butées 52 sont disposées dans le prolongement axial de l’arbre 28, de part et d’autre de l’arbre 28, au voisinage d’une extrémité 48 respective, et les organes de fixation 40 engagés dans les orifices 58 de la partie médiane 50. Le procédé comprend de plus une étape de fixation du premier membre 24 au battant 21, qui est mise en œuvre après l’assemblage de la charnière 22 et après la fixation de la charnière 22 à la structure 14. Avantageusement, le procédé comprend une étape de fixation préliminaire de l’organe de maintien 30 à la structure 14, préalable à la fixation du deuxième membre 26 à la structure 14, au cours de laquelle le deuxième membre 26 est toujours à l’écart de la structure 14. L’organe de maintien 30 est fixé à la structure 14, par exemple par collage ou au moyen d’un enduit ou d’un mastic, avant la mise en place du deuxième membre 26 et des organes de fixation 40. Cette fixation préliminaire permet de simplifier la fixation de la charnière 22 à la structure 14, l’organe de maintien 30 étant déjà maintenu en position. Selon une variante de la charnière 22 représentée sur la figure 3, la partie médiane 50 ne comprend pas des orifices 58 mais des encoches 60 qui débouchent sur le bord longitudinal 56 qui s’étend du même côté que l’axe de rotation A relativement à la direction transversale Y. En variante (non représentée), les encoches 60 débouchent sur un bord longitudinal s’étendant du côté opposé à l’axe de rotation A relativement à la direction transversale Y. Chaque encoche 60 s’étend sensiblement selon la direction transversale Y, et est configurée pour recevoir un des organes de fixation 40. Le remplacement des orifices 58 par les encoches 60 permet la mise en place de l’organe de maintien 30 entre la structure 14 et le deuxième membre 26 par glissement selon la direction transversale Y. Cette mise en place peut être faite sur une charnière 22 déjà assemblée à la structure 14 en desserrant simplement les organes de fixation 40, sans nécessiter un démontage complet de la charnière 22, voire du battant 21. Charnière (22) propre à articuler un battant (21) d’une trappe (16) sur une structure (14) de véhicule (10), de manière mobile en rotation autour d’un axe de rotation (A), la charnière (22) comprenant : - un premier membre (24) configuré pour être fixé au battant (21), comprenant au moins une première bague d’articulation (34), - un deuxième membre (26) configuré pour être fixé à la structure (14), comprenant au moins une deuxième bague d’articulation (38), et - un arbre (28) s’étendant le long de l’axe de rotation (A), engagé dans la ou chaque première bague d’articulation (34) et dans la ou chaque deuxième bague d’articulation (38), caractérisée en ce que la charnière (22) comprend de plus : - un organe de maintien (30) de l’arbre (28), l’organe de maintien (30) comprenant deux butées (52) s’étendant chacune dans le prolongement axial et de part et d’autre de l’arbre (28), et une partie médiane (50) reliant les deux butées (52). Charnière (22) selon la revendication 1, dans laquelle la partie médiane (50) définit au moins une encoche (60) débouchant sur un bord longitudinal (56) de la partie médiane (50), chaque encoche (60) s’étendant sensiblement selon une direction transversale (Y) sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation (A), chaque encoche (60) étant configurée pour recevoir un organe de fixation (40) du deuxième membre (26) à la structure (14). Charnière (22) selon la revendication 2, dans laquelle le bord longitudinal (56) de la partie médiane (50) sur lequel débouche chaque encoche (60) s’étend du côté de la partie médiane (50) en regard de l’arbre (28). Charnière (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la partie médiane (50) s’étend dans un plan (XY) sensiblement parallèle à l’axe de rotation (A) et chaque butée (52) s’étend dans un plan (YZ) sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation (A). Charnière (22) selon la revendication 4, dans laquelle l’organe de maintien (30) est réalisé à partir d‘une tôle pliée, les butées (52) s’étendant d’un seul côté du plan dans lequel s’étend la partie médiane. Charnière (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la partie médiane (50) et les butées (52) sont venues de matière les unes avec les autres. Charnière (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la partie médiane (50) présente une épaisseur inférieure ou égale à 2 mm, mesurée selon une direction d’élévation (Z) de fixation du deuxième membre (26) à la structure (14). Véhicule (10) comprenant une structure (14) et au moins un battant (21) de trappe (16) articulé par rapport à la structure (14) par l’intermédiaire d’au moins une charnière (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, la structure (14) étant notamment une caisse de voiture de véhicule ferroviaire. Procédé d’assemblage d’une charnière (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, entre un battant (21) de trappe (16) et une structure (14) de véhicule (10), le procédé comprenant des étapes de : - fourniture du premier membre (24), du deuxième membre (26), de l’arbre (28) et de l’organe de maintien (30), - engagement de l’arbre (28) dans chaque première bague d’articulation (34) et dans chaque deuxième bague d’articulation (38), - fixation du deuxième membre (26) à la structure (14), la partie médiane (50) de l’organe de maintien (30) étant intercalé entre le deuxième membre (26) et la structure (14), les butées (52) s’étendant dans le prolongement axial et de part et d’autre de l’arbre (28), et - fixation du premier membre (24) au battant (21). Procédé d’assemblage selon la revendication 9, dans lequel le procédé comprend une étape de fixation préliminaire de l’organe de maintien (30) à la structure (14), préalable à la fixation du deuxième membre (26) à la structure (14), au cours de laquelle le deuxième membre (26) est à l’écart de la structure (14).