DISPOSITIF D'ETANCHEITE A JOINT ARTICULE POUR VEHICULE JOINT SEAL SEALING DEVICE FOR VEHICLE
L'invention a trait à l'étanchéité dans les véhicules automobiles. Plus précisément, elle concerne l'étanchéité au niveau des cavités (également dénommées césures) définies entre plusieurs éléments structurels d'un véhicule, notamment un montant (ou pied) arrière et une porte montée articulée sur le pied. Ces césures, inévitables en raison du jeu fonctionnel nécessaire entre la caisse d'un véhicule et ses ouvrants, peuvent se révéler utiles pour canaliser et évacuer les eaux pluviales des gouttières de toit. Mais les césures ont pour inconvénient de générer, par différence de pression, des courants d'air qui augmentent le coefficient de trainée du véhicule, ce qui accroît la consommation et les rejets carboniques. Des propositions ont été faites pour obturer les césures au moyen de blocs de séparation, cf. par exemple le brevet français FR 2 918 016. Cette solution est satisfaisante pour limiter la propagation d'un écoulement d'air turbulent dans la césure. Mais elle ne résout pas le problème de l'évacuation des eaux pluviales. The invention relates to sealing in motor vehicles. More specifically, it relates to the sealing at the cavities (also called breaks) defined between several structural elements of a vehicle, including a post (or foot) back and a door mounted articulated on the foot. These breaks, inevitable due to the necessary functional clearance between the body of a vehicle and its opening, can be useful for channeling and evacuating the rainwater roof gutters. But the hyphenation has the disadvantage of generating, by pressure difference, air currents that increase the drag coefficient of the vehicle, which increases the consumption and carbon emissions. Proposals have been made to seal the breaks by means of separation blocks, cf. for example, the French patent FR 2 918 016. This solution is satisfactory for limiting the propagation of a turbulent air flow in the hyphenation. But it does not solve the problem of evacuation of rainwater.
L'invention vise à apporter une solution permettant à la fois de limiter les courants d'air dans les césures, tout en y autorisant l'écoulement des eaux. A cet effet, il est proposé un dispositif d'étanchéité destiné à être monté dans une cavité définie entre deux éléments structurels d'un véhicule automobile, cette cavité définissant un passage pour l'écoulement d'un fluide, ce dispositif comprenant : un support muni de moyens de fixation à un élément structurel ; un joint d'étanchéité monté articulé sur ledit support entre une position de fermeture dans laquelle le joint obture le passage, et une position d'ouverture dans laquelle le joint libère le passage ; des moyens de rappel élastique qui sollicitent le joint vers sa position d'obturation. De la sorte, le joint agit à la manière d'un clapet qui s'ouvre à sens unique sous une pression unilatérale (en l'espèce sous la pression d'une colonne d'eau) dépassant un certain seuil, et qui se referme lorsque cette pression est soit inexistante, soit s'exerce dans un sens opposé au sens d'ouverture du clapet. On contrarie ainsi les courants d'air, au bénéfice de la traînée aérodynamique du véhicule, et donc de sa consommation et de ses rejets carboniques. The invention aims to provide a solution to both limit air currents in the breaks, while allowing the flow of water. For this purpose, it is proposed a sealing device intended to be mounted in a cavity defined between two structural elements of a motor vehicle, this cavity defining a passage for the flow of a fluid, this device comprising: a support provided with means for attachment to a structural element; a seal hinged on said support between a closed position in which the seal closes the passage, and an open position in which the seal releases the passage; resilient return means which urge the seal towards its closed position. In this way, the seal acts in the manner of a valve that opens one way under a unilateral pressure (in this case under the pressure of a water column) exceeding a certain threshold, and which closes when this pressure is either non-existent or is exerted in a direction opposite to the opening direction of the valve. This counteracts the air currents, to the benefit of the aerodynamic drag of the vehicle, and therefore its consumption and its carbon emissions.
Les moyens de rappel se présentent de préférence sous forme d'un ressort de torsion, qui comprend par exemple un premier bras prenant appui sur le support, et un deuxième bras solidaire du joint. Ces moyens de rappel sont de préférence dimensionnés pour permettre un passage du joint d'étanchéité de sa position de fermeture à sa position d'ouverture lorsqu'une charge appliquée au joint dépasse un seuil prédéterminé. Selon un mode particulier de réalisation, les moyens de fixation du support se présentent sous forme de pions encliquetables dans l'élément structurel. The return means are preferably in the form of a torsion spring, which comprises for example a first arm bearing on the support, and a second arm integral with the seal. These return means are preferably sized to allow passage of the seal from its closed position to its open position when a load applied to the seal exceeds a predetermined threshold. According to a particular embodiment, the means for fixing the support are in the form of snap-on pins in the structural element.
Le joint d'étanchéité, de préférence réalisé en élastomère, peut être monté en rotation sur le support, lequel est par exemple réalisé dans une matière plastique rigide. Il est également proposé un véhicule automobile comprenant deux éléments structurels (par exemple un montant de caisse et une porte montée articulée sur le montant) définissant une cavité définissant un passage pour l'écoulement d'un fluide, et un dispositif d'étanchéité tel que décrit ci-dessus, monté dans ladite cavité. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après de modes préférés de réalisations donnés à titre purement illustratifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective montrant partiellement un véhicule automobile muni d'une caisse et d'une porte articulée par rapport à la caisse, et qui définissent entre elles une césure dans laquelle est disposé un dispositif d'étanchéité, représenté en pointillés ; la figure 2 est une vue de section, selon un plan de coupe vertical, montrant le dispositif d'étanchéité dans une position de fermeture ; la figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'étanchéité, en position de fermeture ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, montrant le dispositif d'étanchéité dans une position d'ouverture ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, en position d'ouverture. The seal, preferably made of elastomer, can be mounted in rotation on the support, which is for example made of a rigid plastic material. It is also proposed a motor vehicle comprising two structural elements (for example a body post and a door hinged to the upright) defining a cavity defining a passage for the flow of a fluid, and a sealing device such as described above, mounted in said cavity. Other objects and advantages of the invention will emerge in the light of the following description of preferred embodiments given purely by way of illustration, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view showing partially a motor vehicle with a body and a hinged door relative to the body, and which define between them a break in which is disposed a sealing device, shown in dashed lines; Figure 2 is a sectional view, in a vertical sectional plane, showing the sealing device in a closed position; Figure 3 is a perspective view of the sealing device, in the closed position; Figure 4 is a view similar to Figure 2, showing the sealing device in an open position; Figure 5 is a view similar to Figure 3, in the open position.
Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile. Il s'agit en l'espèce d'un véhicule utilitaire de type fourgon, mais il pourrait s'agir d'un véhicule particulier, ce qui ne changerait rien à l'exposé qui va suivre. On définit par rapport au véhicule 1 un repère orthogonal direct comprenant un axe longitudinal X, parallèle au sol et confondu avec la direction générale de déplacement du véhicule ; un axe transversal Y, également parallèle au sol et perpendiculaire à l'axe X ; un axe vertical Z, perpendiculaire au plan XY (c'est-à-dire perpendiculaire au sol). Le véhicule 1 comprend une caisse 2 autoporteuse définissant un montant ou pied 3 arrière, qui s'étend sensiblement verticalement suivant l'axe Z, et une porte 4 montée articulée sur le pied 3 au moyen de charnières 5. Le pied 3 et la porte 4 présentent deux parois 5, 6 respectives qui définissent entre elles une cavité 8 (également dénommée césure) qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe Z le long du pied 3. La césure 8 forme un conduit propre à canaliser l'eau pluviale en provenance d'une gouttière 9 du véhicule 1. Afin d'éviter toutefois que la césure 8 ne forme également un conduit propre à canaliser librement un mouvement d'air (généralement ascendant) dont la libération aurait des conséquences néfastes sur la traînée aérodynamique du véhicule, celui-ci est équipé d'un dispositif 10 d'étanchéité destiné à être monté dans la cavité 9, entre les éléments 3 et 4, en l'espèce le pied 3 et la porte 4. Le dispositif 10, qui n'est pas directement visible sur la figure 1, y est représenté en pointillés. Le dispositif 10 d'étanchéité comprend, en premier lieu, un support 11 muni de moyens 12 de fixation au pied 3. Le support 11 se présente de préférence, comme illustré, sous forme d'une plaquette réalisée dans une matière plastique rigide, par exemple un polymère du type résine ABS, un PBT, ou analogue. Les moyens 12 de fixation au pied peuvent être des vis ou des rivets ; en l'espèce, les moyens 12 de fixation se présentent sous forme de pions venus de matière, formés en saillie sur une face 13 arrière du support 11, et munis chacun d'une tête 14 champignon apte à être introduite dans un trou 15 ménagé dans le pied, pour y assurer la fixation du support 11 par simple encliquetage, au bénéfice de la rapidité et de la simplicité de montage. Le dispositif 10 comprend, en deuxième lieu, un joint 16 mobile d'étanchéité, délimité par un bord 17 ayant une forme complémentaire des parois 6, 7. Ce joint 16 est monté articulé (en l'espèce en rotation) sur le support 11 entre : une position de fermeture, illustrée sur les figures 2 et 3, dans laquelle le joint 16 s'étend transversalement au travers de la césure 8, son bord 17 étant en contact avec les parois 6, 7 du pied 3 et de la porte 4 dont il épouse sensiblement la forme, le joint 16 obturant ainsi le passage formé par la césure 8, une position d'ouverture, illustrée sur les figures 4 et 5 dans laquelle le joint 16 est incliné par rapport à sa position initiale (représentée en pointillés sur la figure 4), son bord 17 étant au moins partiellement écarté des parois 6, 7, de sorte que le joint 16 libère le passage formé par la césure 8. Le joint 16 est de préférence réalisé dans un élastomère (par exemple en caoutchouc naturel ou synthétique, notamment une mousse de polyuréthane). Le dispositif 10 comprend, en troisième lieu, des moyens 18 de rappel élastique qui sollicitent le joint 16 vers sa position de fermeture. Ces moyens 18 de rappel élastique peuvent se présenter, comme dans l'exemple illustré, sous forme d'un ressort de torsion, de préférence métallique (par exemple en acier). Ce ressort 18 comprend un fil 19 torsadé central, qui assure la fonction de résistance du ressort 18 à la torsion, et, prolongeant le fil 19 torsadé à chaque extrémité, un premier bras 20 prenant appui sur le support 11, et plus précisément contre une face 21 interne de celui-ci, et un deuxième bras 23 prenant appui sur le joint 16, et plus précisément contre une face 23 inférieure de celui-ci. En position de fermeture, qui est la position de repos du ressort 18, les bras 20, 22 sont sensiblement perpendiculaires, comme illustré sur la figure 2 ; en position d'ouverture, les bras 20, 22 forment entre eux un angle obtus, comme illustré sur la figure 4. En variante, les bras 20, 22 peuvent être reçus dans des gorges ménagées dans les faces respectives du support 11 et du joint 16, ou encore être noyés dans la masse de ceux-ci, la fabrication du dispositif 10 pouvant dans ce cas être réalisée au moins partiellement par surmoulage. Le ressort 18 est dimensionné (ou taré) pour se tordre, et par conséquent permettre le pivotement du joint 16 à partir de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture - à partir d'un certain poids s'exerçant sur le joint 16 (se traduisant par l'application d'un certain couple de torsion sur le ressort 18), ce poids correspondant en l'espèce à une certaine hauteur d'une colonne d'eau présente dans la césure 8 au-dessus du joint 16. A titre d'exemple, le ressort 18 peut être taré pour se tordre sous un poids de l'ordre de 1 N s'exerçant sur le joint 16, ce qui correspond à une masse d'eau d'environ 100 g (ou, en d'autres termes, à une colonne d'eau d'une hauteur d'environ 10 cm pour une césure 8 d'une section de 10 cm2 environ). Ainsi, au-delà du seuil de poids prédéterminé, le joint 16 pivote vers sa position d'ouverture, ce qui libère le passage dans la césure 8 pour l'eau de pluie 24 en provenance de la gouttière 9, laquelle eau de pluie peut ainsi librement s'écouler et être évacuée par une extrémité inférieure de la césure 8, comme indiqué par la flèche sur la figure 4. En revanche, le seuil de poids est prédéterminé pour que la pression d'une colonne d'air ascendant ne soit jamais supérieure au seuil, de sorte qu'en l'absence d'eau pesant sur le joint 16, le ressort 18 maintient celui-ci dans sa position de fermeture de sorte que, obturant la césure 8, le joint 16 obture le passage et empêche ainsi l'air de s'écouler, comme le montrent les flèches de la figure 2. In Figure 1 is shown a vehicle 1 automobile. This is a van-type utility vehicle, but it could be a special vehicle, which would not change the following discussion. A direct orthogonal reference mark comprising a longitudinal axis X, parallel to the ground and coinciding with the general direction of movement of the vehicle is defined relative to the vehicle 1; a transverse axis Y, also parallel to the ground and perpendicular to the axis X; a vertical axis Z, perpendicular to the plane XY (that is to say perpendicular to the ground). The vehicle 1 comprises a self-supporting body 2 defining a rear leg or leg 3, which extends substantially vertically along the axis Z, and a door 4 articulated on the foot 3 by means of hinges 5. The foot 3 and the door 4 have two respective walls 5, 6 which define between them a cavity 8 (also called a hyphenation) which extends substantially parallel to the axis Z along the foot 3. The hyphen 8 forms a duct adapted to channel the rainwater from a gutter 9 of the vehicle 1. In order however to avoid that the break 8 also forms a duct capable of freely channeling a movement of air (generally ascending) whose release would have adverse consequences on the aerodynamic drag of the vehicle. vehicle, it is equipped with a sealing device 10 to be mounted in the cavity 9, between the elements 3 and 4, in this case the foot 3 and the door 4. The device 10, which n ' is not directly visible in Figure 1, is shown in dashed lines. The sealing device 10 comprises, in the first place, a support 11 provided with means 12 for attachment to the foot 3. The support 11 is preferably, as illustrated, in the form of a wafer made of a rigid plastic material, for example for example a polymer of the ABS resin type, a PBT, or the like. The means 12 for attachment to the foot may be screws or rivets; in this case, the fixing means 12 are in the form of pawns integrally formed, projecting on a rear face 13 of the support 11, and each provided with a head 14 mushroom adapted to be introduced into a hole 15 arranged in the foot, to ensure the attachment of the support 11 by simple snap, for the benefit of speed and simplicity of assembly. The device 10 comprises, secondly, a movable seal 16, delimited by an edge 17 having a shape complementary to the walls 6, 7. This seal 16 is pivotally mounted (in this case in rotation) on the support 11 between: a closed position, illustrated in Figures 2 and 3, wherein the seal 16 extends transversely through the break 8, its edge 17 being in contact with the walls 6, 7 of the foot 3 and the door 4 of which it substantially matches the shape, the seal 16 thus closing the passage formed by the break 8, an open position, illustrated in Figures 4 and 5 wherein the seal 16 is inclined relative to its initial position (shown in FIG. dotted in Figure 4), its edge 17 is at least partially spaced from the walls 6, 7, so that the seal 16 releases the passage formed by the break 8. The seal 16 is preferably made of an elastomer (for example in natural or synthetic rubber, especially a polyurethane foam). The device 10 comprises, thirdly, elastic return means 18 which urge the seal 16 towards its closed position. These means 18 of elastic return may be, as in the example shown, in the form of a torsion spring, preferably metal (for example steel). This spring 18 comprises a central twisted wire 19, which provides the function of resistance of the spring 18 to torsion, and extending the wire 19 twisted at each end, a first arm 20 bearing on the support 11, and more precisely against a internal face 21 thereof, and a second arm 23 bearing on the seal 16, and more precisely against a lower face 23 thereof. In the closed position, which is the rest position of the spring 18, the arms 20, 22 are substantially perpendicular, as illustrated in FIG. 2; in the open position, the arms 20, 22 form between them an obtuse angle, as illustrated in FIG. 4. As a variant, the arms 20, 22 can be received in grooves formed in the respective faces of the support 11 and the seal 16, or be embedded in the mass thereof, the manufacture of the device 10 can in this case be performed at least partially by overmolding. The spring 18 is dimensioned (or calibrated) to bend, and therefore allow the pivoting of the seal 16 from its closed position to its open position - from a certain weight exerted on the seal 16 (resulting in the application of a certain torque to the spring 18), this weight corresponding in this case to a certain height of a water column present in the break 8 above the seal 16. For example, the spring 18 can be calibrated to bend under a weight of the order of 1 N exerted on the seal 16, which corresponds to a mass of water of about 100 g (or, in other words, to a water column with a height of about 10 cm for a caesura 8 of a section of about 10 cm 2). Thus, beyond the predetermined weight threshold, the seal 16 pivots towards its open position, which releases the passage in the break 8 for the rainwater 24 from the gutter 9, which rainwater can thus freely flow and be discharged by a lower end of the hyphenation 8, as indicated by the arrow in Figure 4. In contrast, the weight threshold is predetermined so that the pressure of an ascending air column is not never greater than the threshold, so that in the absence of water weighing on the seal 16, the spring 18 keeps it in its closed position so that, closing the break 8, the seal 16 closes the passage and thus prevents air from flowing, as shown by the arrows in Figure 2.
Ainsi bloqué, l'air pénétrant par une extrémité de la césure 8 ne peut librement s'écouler jusqu'à l'extrémité opposée et s'en échapper, ce qui limite, voire supprime, les courants d'air susceptibles d'altérer la traînée aérodynamique du véhicule 1. Le joint 16 forme ainsi un clapet qui s'ouvre à sens unique (vers le bas) sous la pression d'une colonne d'eau dépassant le seuil prédéterminé, et qui se referme soit lorsque cette pression est inexistante (c'est-à-dire par temps sec), soit lorsqu'une pression s'exerce dans le sens opposé au sens d'ouverture du joint (c'est-à-dire vers le haut). De la sorte, tout en autorisant l'évacuation de l'eau, on empêche (à tout le moins, on limite) la propagation des courants d'air, au bénéfice de la traînée aérodynamique du véhicule. Il en résulte des gains en termes de consommation et de rejets carboniques. Thus blocked, the air penetrating through one end of the break 8 can freely flow to the opposite end and escape, which limits or even eliminates air currents that could alter the aerodynamic drag of the vehicle 1. The seal 16 thus forms a valve which opens in one direction (downwards) under the pressure of a water column exceeding the predetermined threshold, and which closes either when this pressure is non-existent (ie in dry weather), ie when there is pressure in the direction opposite to the direction of seal opening (ie upwards). In this way, while allowing the evacuation of water, it prevents (at least, limit) the propagation of air currents, to the benefit of the aerodynamic drag of the vehicle. This results in gains in terms of consumption and carbon emissions.
NOMENCLATURE 1 Véhicule 2 Caisse 3 Pied 4 Porte Charnières 6 Paroi pied 7 Paroi porte 8 Cavité (césure) 9 Gouttière Dispositif d'étanchéité 11 Support 12 Pions 13 Face arrière du support 14 Tête champignon Trou dans le pied 16 Joint 17 Bord du joint 18 Ressort 19 Fil torsadé Bras de support 21 Face interne du support 22 Bras de joint 23 Face inférieure du joint 24 Eau de pluie X Axe longitudinal Y Axe transversal Z Axe vertical NOMENCLATURE 1 Vehicle 2 Box 3 Foot 4 Door Hinges 6 Wall foot 7 Door wall 8 Cavity (gap) 9 Gutter Sealing device 11 Bracket 12 Studs 13 Rear face of support 14 Mushroom head Foot hole 16 Joint 17 Edge of joint 18 Spring 19 Twisted wire Support arm 21 Inside surface of support 22 Joint arm 23 Bottom side of seal 24 Rainwater X Longitudinal axis Y Cross axis Z Vertical axis