EP0691448A1

EP0691448A1 - Charnière de porte à cran de retenue, notamment dans un véhicule automobile

Info

Publication number: EP0691448A1
Application number: EP95440036A
Authority: EP
Inventors: Franck Biville
Original assignee: MGI Coutier SA
Current assignee: Akwel SA
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1996-01-10
Also published as: FR2722233B1; FR2722233A1

Abstract

La présente invention concerne une charnière de porte à cran de retenue, notamment dans un véhicule automobile, comportant un mécanisme de retenue silencieux, très résistant à l'usure et souple d'utilisation. Le mécanisme de retenue (10) comporte un levier pivotant (20) monté sur un bâti (11) de manière pivotante autour de l'axe de pivotement (5') de la charnière et pourvu d'un galet rotatif (31) à une extrémité du levier, et, une came mobile (40) pourvue d'au moins un cran et sollicitée par des moyens élastiques (61) pour être appuyée contre ledit galet (31). Le levier pivotant (20) est lié au charnon de porte (3) au moyen d'un élément axial (21) solidaire d'un organe de blocage (71) en forme d'étrier fixé au charnon de porte (3). Les moyens élastiques comportent un bloc en élastomère (61) solidaire à la fois du bâti (11) et de la came (40) et agencé pour travailler en torsion autour d' un axe parallèle à l'axe de pivotement (5') de la charnière. Application : Industrie automobile. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une charnière de porte à cran de retenue, notamment dans un véhicule automobile, comportant un premier élément dit charnon de pied et un second élément dit charnon de porte, qui sont articulés l'un à l'autre suivant un axe de pivotement, et un mécanisme de retenue à cran, ledit mécanisme de retenue comportant un bâti lié en rotation au charnon de pied, un levier pivotant monté sur le bâti de manière pivotante autour dudit axe et pourvu d'un galet rotatif à une extrémité du levier, et une came mobile pourvue d'au moins un cran et sollicitée par des moyens élastiques pour être appuyée contre ledit galet de façon à ce que le cran puisse s'engager sur le galet pour le retenir, le levier étant lié en rotation au charnon mobile par des moyens d'accouplement à emboîtement qui comportent des surfaces d'appui non circulaires.
Une charnière de ce genre est décrite dans la publication WO 91/19876. Dans le mécanisme de retenue connu, le couplage du levier au charnon de porte est obtenu par emboîtement d'une extrémité arrière de ce levier pourvue de surfaces non circulaires dans un logement correspondant prévu dans ledit charnon, autour de l'axe de pivotement de la charnière. Ce type d'accouplement par emboîtement a tendance à prendre du jeu au fur et à mesure des utilisations étant donné qu'il n'est prévu aucun organe de blocage et de serrage dudit accouplement. A chaque ouverture et fermeture de porte, le charnon de porte transmet son mouvement de rotation au levier par contact au niveau des surfaces non circulaires. Ces surfaces subissent un phénomène de matage. Quand le mécanisme est neuf et le jeu réduit au jeu minimum de montage, les efforts de rotation se répartissent uniformément sur les surfaces de l'accouplement. Au cours des nombreuses utilisations, le jeu augmente et les efforts se centralisent sur les arètes desdites surfaces, engendrant une usure prématurée de l'accouplement. Ce phénomène a pour effet d'augmenter encore le jeu ainsi que le niveau sonore du mécanisme de retenue. Par ailleurs, dans ce mécanisme connu, les moyens élastiques coopérant avec la came comportent une paire de ressorts qui sont également source de nuisances sonores.
La présente invention a pour but de perfectionner une charnière du genre précité en évitant les inconvénients évoqués ci-dessus et notamment en prévoyant un mécanisme de retenue qui comporte un accouplement rigide sans jeu présentant une longue durée de vie et des moyens élastiques silencieux et offrant une plus grande souplesse audit mécanisme.
Ce but est atteint par une charnière telle que définie en préambule et caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement comportent un élément axial, solidaire en rotation du levier et présentant deux surfaces extérieures opposées de part et d'autre de l'axe de pivotement, et un organe de blocage, qui est fixé au charnon de porte et présente deux branches pourvues de surfaces intérieures respectives et d'un moyen de serrage tendant à rapprocher les branches pour maintenir lesdites surfaces extérieures pressées contre lesdites surfaces intérieures.
Cette réalisation a l'avantage d'éliminer le jeu entre les surfaces non circulaires de l'accouplement.
Dans une forme de réalisation préférée, les branches de l'organe de blocage sont les branches d'un premier étrier en forme de U dont la base est fixée au charnon de porte.
Lesdites surfaces intérieures peuvent être formées par des plaques intermédiaires en matière dure, interposées entre les branches du premier étrier et lesdites surfaces extérieures de l'élément axial.
Dans la forme de réalisation préférée, les plaques intermédiaires sont formées par les branches d'un second étrier en forme de U, qui est emboîté dans le premier étrier.
Le moyen de serrage comporte, avantageusement, au moins un boulon associé à au moins un écrou de blocage et agencé pour relier entre elles les deux branches des deux étriers, ces branches comportant au moins un alésage traversant destiné à recevoir ledit boulon.
Selon la réalisation préférée de l'invention, l'élément axial comporte une première extrémité pourvue de deux méplats parallèles formant lesdites surfaces extérieures, et une seconde extrémité pourvue de deux méplats parallèles et agencée pour se loger dans un évidement correspondant prévu dans ledit levier.
L'élément axial peut comporter une partie centrale circulaire agencée pour être guidée en rotation dans un alésage correspondant prévu dans le bâti du mécanisme.
L'état de surface du second étrier présente, avantageusement, une dureté importante obtenue notamment par un traitement thermique spécifique.
Dans la forme de réalisation préférée, les moyens élastiques comportent un bloc réalisé en élastomère présentant deux faces parallèles, la première étant solidaire du bâti et la seconde étant solidaire de la came.
De préférence, la seconde face du bloc est liée en rotation à la came par l'intermédiaire d'un plateau. Ce plateau peut comporter des picots agencés pour pénétrer dans le bloc en élastomère.
Selon une variante de réalisation, la plaque supérieure et le plateau comportent des parties saillantes en direction dudit bloc et décalées les unes par rapport aux autres. Ce bloc comporte alors des évidements radiaux agencés pour recevoir lesdites parties saillantes. Ces parties saillantes ont de préférence une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur dudit bloc.
L'utilisation d'un bloc en élastomère à la place des ressorts traditionnellement utilisés réduit considérablement le niveau sonore du mécanisme de retenue, éliminant tout bruit mécanique induit par le fonctionnement desdits ressorts. Il engendre également une plus grande souplesse et une douceur dans la manoeuvre de la porte. De plus, il permet d'obtenir un couple résistant supérieur. Par conséquent, pour un même couple résistant, l'encombrement et le poids d'un tel mécanisme de retenue sont réduits par rapport à une solution à ressorts.
La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

la figure 1 représente une vue éclatée d'une charnière selon l'invention,
la figure 2 est une vue d'ensemble en perspective d'une telle charnière,
la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2,
la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3 selon la ligne IV-IV,
la figure 5 est une vue de dessus de la charnière, porte fermée,
la figure 6 est une vue similaire à la figure 4, porte ouverte, et
la figure 7 illustre une variante de réalisation des moyens élastiques .

En référence aux figures, la charnière de porte selon l'invention comporte de manière connue un charnon de pied 1 fixé sur la carrosserie du véhicule par au moins une vis (non représentée) à travers un alésage 2 et un charnon de porte 3 fixé sur la porte par au moins une vis (non représentée) à travers un alésage 4. Ces charnons 1, 3 sont assemblés par une vis de charnière 5 traversant des alésages tubulaires coaxiaux correspondants 6, 7 et vissée dans le charnon de pied 1. L'axe de pivotement de la charnière correspond à l'axe 5' de la vis 5. Le charnon de porte 3 peut comporter dans son alésage 7 une bague de guidage 8 maintenue axialement par exemple entre un épaulement 8' et un circlips 8''. Cette charnière comporte un mécanisme de retenue 10 qui peut être placé soit au-dessus, soit en dessous d'elle. Pour une porte à deux charnières, un seul mécanisme 10 est suffisant, ce dernier pouvant être prévu indifféremment sur la charnière supérieure ou sur la charnière inférieure.
Le mécanisme de retenue 10 comporte un bâti rigide 11 composé de deux plaques parallèles, une plaque supérieure 12 et une plaque inférieure 13, liées par des entretoises 14. Trois éléments sont montés de manière rotative sur le bâti 11, avec des axes de rotation distincts mais parallèles entre eux. Il s'agit d'abord d'un levier pivotant 20 pourvu d'un élément axial 21 qui se prolonge au-delà de la plaque inférieure 13, où il présente deux méplats opposés 22 permettant de l'emboîter de manière non rotative dans un accouplement 70 solidaire du charnon de porte 3. L'axe de pivotement 21' du levier 20 coïncide avec l'axe de la charnière 5'. Deux méplats opposés 24 sont également prévus à l'extrémité de l'élément axial 21 emboîtée dans une ouverture 25 correspondante du levier 20. Pour éviter le frottement du levier 20 sur la plaque inférieure 13, une rondelle 23 est interposée entre ces deux pièces. L'élément 21 se prolonge également au-delà du levier 20 jusqu'à la plaque supérieure 12 dans laquelle un tenon 26 prévu à son extrémité est engagé dans un alésage 27 correspondant prévu dans cette plaque, cet élément 21 formant ainsi une entretoise supplémentaire. L'élément axial 21 est guidé en rotation dans sa partie centrale circulaire 28 traversant un alésage 29 prévu dans la plaque inférieure 13. L'extrémité libre 30 du levier 20 porte un galet 31 rotatif autour d'un axe 32.
Le deuxième élément mobile du mécanisme est une came 40 constituée par un levier dont une extrémité est montée de manière oscillante autour d'un arbre 41, cet arbre étant également utilisé comme entretoise entre les deux plaques 12 et 13. Le côté de la came 40 qui est appuyé contre le galet 31 présente un profil de came comportant successivement un tronçon de dégagement 42, un premier cran incurvé 43, une saillie 44 et un second cran incurvé 45.
Le troisième élément mobile est un plateau 50 qui tourne autour d'un axe 51 et sert d'élément de transmission entre les moyens élastiques 60 et la came 40. La came est liée à ce plateau 50 par un tenon 46 excentré par rapport à l'axe de rotation 51 et engagé dans un alésage correspondant prévu dans ce plateau. Les moyens élastiques 60 comportent un bloc 61 réalisé en élastomère et prévu pour travailler en torsion autour de l'axe 51 parallèle audit axe de pivotement 21'. Il présente une épaisseur définie en fonction du couple résistant à fournir et un diamètre sensiblement égal au diamètre du plateau 50. Les faces supérieure 62 et inférieure 63 de ce bloc sont liées rigidement respectivement à la plaque supérieure 12 du bâti 11 et au plateau 50 au moyen par exemple d'un adhésif permanent. Pour améliorer cette liaison bloc/plateau, ce plateau 50 est pourvu de plusieurs picots 52 répartis symétriquement.
L'accouplement 70 permettant de transmettre le mouvement de rotation d'une porte de véhicule au levier 20, comporte un premier étrier 71 en forme de U dont la base est fixée rigidement au charnon de porte 3, par exemple par soudure, et un second étrier 72 en forme de U agencé pour recevoir entre ses ailes latérales les méplats 22 de l'élément axial 21 solidaire en rotation dudit levier 20. Ce second étrier 72 présente un pourtour extérieur sensiblement égal au pourtour intérieur dudit premier étrier 71 de manière à pouvoir s'emboîter dans les ailes dudit premier étrier 71. Ces étriers sont disposés dans le même sens. Leurs ailes latérales comportent un alésage traversant 71', 72' situé à proximité de leurs extrémités. Quand les deux étriers sont assemblés, ces alésages sont alignés de façon à recevoir un boulon de serrage 73, bloqué par un écrou 74. Le premier étrier 71 est de préférence réalisé en acier doux pour être facilement soudable sur le charnon de porte 3. Le second étrier 72 est de préférence réalisé en acier et durci en surface par un traitement thermique approprié, par exemple une carbonisation. Cet étrier 72 peut alors résister efficacement au matage éventuel généré par l'élément axial 21 sur la surface intérieure de ses ailes.
Un tel mécanisme de retenue 10 est avantageusement logé dans un boîtier 80 fermé de manière étanche par un couvercle 81, le protégeant ainsi des intempéries et lui garantissant une lubrification à vie. Seul l'accouplement 70 reste visible entre la charnière 1, 3, 5 et le boîtier 80. Un joint torique 29' prévu dans l'alésage 29 permet d'assurer l'étanchéité de ce boîtier 80 au niveau de l'élément axial 21.
La figure 4 illustre, en vue de dessus, le mécanisme de retenue dans une position correspondant à la position fermée d'une porte de véhicule. Le galet 31 du levier 20 est en contact avec l'extrémité libre de la came 40. Cette dernière est sollicitée en permanence en direction du galet 31, autour de son axe 41, par une force appliquée au point 46 générée par le bloc en élastomère monté ou non de manière précontrainte dans le sens de la torsion. Pendant la phase d'ouverture de la porte, le levier 20 pivote autour de son axe 21', le galet 31 repousse la came en roulant sur le profil 42 jusqu'à ce qu'il s'engage dans le cran 45 qui définit une position d'ouverture intermédiaire de la portière. Sous l'effet du mouvement de rotation de la came, le bloc en élastomère exerce une contre pression sur la came qui correspond à l'effort de retenue maintenant le cran 45 sur le galet 31. En poursuivant l'ouverture de la porte, c'est-à-dire en appliquant un effort supérieur à l'effort de retenue, le galet 31 repousse la came 40 en roulant sur la saillie 44 jusqu'à ce que le galet s'engage dans le cran 43 qui définit une position d'ouverture totale de ladite porte. Pendant la phase de fermeture de cette porte, le processus est inversé.
Les figures 5 et 6 illustrent, en vue de dessus, l'accouplement 70 dans deux positions correspondant à une porte de véhicule fermée et ouverte complètement. Cet accouplement est représenté en traits interrompus sous le boîtier étanche 80 comportant ledit mécanisme de retenue 10. L'étrier 71 étant fixé rigidement sur le charnon de porte 3, celui-ci pivote autour de l'axe de la charnière 5' de la même amplitude. Cet étrier 71 entraîne avec lui l'étrier 72 et par conséquent l'élément axial 21 qui tourne sur lui-même d'un déplacement angulaire correspondant à l'angle d'ouverture de la porte. La transmission du mouvement de rotation des étriers 71, 72 à l'élément axial 21 est instantanée et sans jeu, grâce à l'organe de serrage 73, 74 ainsi qu'à la stabilité dimensionnelle dudit étrier 72.
La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidente pour l'homme de l'art. L'étrier 72 pourrait par exemple être remplacé par deux plaquettes en acier durci placées entre les méplats 22 de l'élément axial 21 et les ailes de l'étrier 71. Ou encore, lesdits méplats 22 pourraient être durcis et montés directement dans l'étrier 71.
Selon une variante de réalisation des moyens élastiques 90, illustrée par la figure 7, le bloc en élastomère 91 est agencé pour travailler en compression. Dans ce cas, la plaque supérieure fixe 92 et le plateau 93 comportent des parties saillantes respectivement 94 et 95, tournées en direction dudit bloc 91 et décalées les unes par rapport aux autres. Le bloc 91 en élastomère comporte des évidements radiaux 96, 97 disposés en correspondance desdites parties saillantes 94, 95 et agencés pour les recevoir. Les faces supérieure 91a et inférieure 91b de ce bloc 91 sont solidarisées respectivement à la plaque supérieure 92 et au plateau 93, par exemple au moyen d'un adhésif permanent. Les parties saillantes 94, 95 ont de préférence une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur dudit bloc 91. Elles peuvent être réalisées par moulage, emboutissage ou pliage après perforation. Lors du fonctionnement du mécanisme de retenue, quand le plateau 93 est entraîné en rotation par la came 40, comme décrit précédemment, ses parties saillantes 95 exercent une pression sur les flancs des évidements 97 générant un coupe de rotation. Ce couple de rotation est annulé par un couple résistant généré par une contre pression exercée sur les flancs des évidements 96 par les parties saillantes 94 de la plaque supérieure 92. Les secteurs du bloc 91 compris entre les parties saillantes 94, 95 travaillent alors en compression.

Claims

Charnière de porte à cran de retenue, notamment dans un véhicule automobile, comportant un premier élément dit charnon de pied (1) et un second élément dit charnon de porte (3), qui sont articulés l'un à l'autre suivant un axe de pivotement (5'), et un mécanisme de retenue à cran (10), ledit mécanisme de retenue comportant un bâti (11) lié en rotation au charnon de pied (1), un levier pivotant (20) monté sur le bâti de manière pivotante autour dudit axe (5') et pourvu d'au moins un galet rotatif (31) à une extrémité du levier, et une came mobile (40) pourvue d'au moins un cran (43, 45) et sollicitée par des moyens élastiques (60) pour être appuyée contre ledit galet (31) de façon à ce que le cran puisse s'engager sur le galet pour le retenir, le levier (20) étant lié en rotation au charnon de porte (3) par des moyens d'accouplement (70) à emboîtement qui comportent des surfaces d'appui non circulaires, caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement (70) comportent un élément axial (21), solidaire en rotation du levier (20) et présentant deux surfaces extérieures (22) opposées de part et d'autre de l'axe de pivotement (5'), et un organe de blocage (71), qui est fixé au charnon de porte (3) et présente deux branches pourvues de surfaces intérieures respectives et d'un moyen de serrage (73, 74) tendant à rapprocher les branches pour maintenir lesdites surfaces extérieures pressées contre lesdites surfaces intérieures.
Charnière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les branches de l'organe de blocage sont les branches d'un premier étrier (71) en forme de U dont la base est fixée au charnon de porte (3).
Charnière selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites surfaces intérieures sont formées par des plaques intermédiaires en matière dure, interposées entre les branches du premier étrier (71) et lesdites surfaces extérieures (22) de l'élément axial (21).
Charnière selon la revendication 3, caractérisée en ce que les plaques intermédiaires sont formées par les branches d'un second étrier (72) en forme de U, qui est emboîté dans le premier étrier (71).
Charnière selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen de serrage comporte au moins un boulon (73) associé à au moins un écrou de blocage (74) et agencé pour relier entre elles les deux branches des deux étriers (71, 72), ces branches comportant au moins un alésage (71', 72') traversant destiné à recevoir ledit boulon (73).
Charnière selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément axial (21) comporte une première extrémité pourvue de deux méplats parallèles (22) formant lesdites surfaces extérieures, et une seconde extrémité pourvue de deux méplats parallèles (24) et agencée pour se loger dans un évidement (25) correspondant prévu dans ledit levier (20).
Charnière selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément axial (21) comporte une partie centrale circulaire (28) agencée pour être guidée en rotation dans un alésage (29) correspondant prévu dans le bâti (11) du mécanisme.
Charnière selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'état de surface du second étrier (72) présente une dureté très importante obtenue notamment par un traitement thermique spécifique .
Charnière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens élastiques (60, 90) comportent un bloc (61, 91) réalisé en élastomère présentant deux faces parallèles (62, 63, 91a, 91b), la première étant solidaire de la plaque supérieure (12, 92) appartenant au bâti (11) et la seconde étant solidaire en rotation de la came pivotante (40).
Charnière selon la revendication 9, caractérisée en ce que la seconde face (63, 91b) du bloc (61, 91) est liée en rotation à la came (40) par l'intermédiaire d'un plateau (50, 93).
Charnière selon la revendication 10, caractérisée en ce que le plateau (50) comporte des picots (52) agencés pour pénétrer dans le bloc en élastomère (61).
Charnière selon la revendication 10, caractérisée en ce que la plaque supérieure (92) et le plateau (93) comportent des parties saillantes (94, 95) en direction dudit bloc (91) et décalées les unes par rapport aux autres.
Charnière selon la revendication 12, caractérisée en ce que le bloc (91) comporte des évidements radiaux (96, 97) agencés pour recevoir lesdites parties saillantes (94, 95).
Charnière selon la revendication 12, caractérisée en ce que les parties saillantes (94, 95) présentent une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur dudit bloc (91).