EP0691448A1 - Door hinge having stop notches, particularly in an automotive vehicle - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a door hinge with retaining catch, in particular in a motor vehicle, comprising a first element known as a foot knuckle and a second element known as a door knuckle, which are hinged to each other along an axis of pivoting, and a notch retaining mechanism, said retaining mechanism comprising a frame linked in rotation to the hinge pin, a pivoting lever mounted on the frame so as to pivot about said axis and provided with a rotating roller at one end of the lever , and a movable cam provided with at least one notch and urged by elastic means to be pressed against said roller so that the notch can engage on the roller to retain it, the lever being linked in rotation to the knuckle movable by interlocking coupling means which include non-circular bearing surfaces.
- the present invention aims to improve a hinge of the aforementioned kind by avoiding the drawbacks mentioned above and in particular by providing a retaining mechanism which comprises a rigid coupling without play having a long service life and silent elastic means and offering a greater flexibility to said mechanism.
- the door hinge comprises in known manner a foot knuckle 1 fixed to the vehicle body by at least one screw (not shown) through a bore 2 and a door knuckle 3 fixed to the door by at least one screw (not shown) through a bore 4.
- These knuckles 1, 3 are assembled by a hinge screw 5 passing through corresponding coaxial tubular bores 6, 7 and screwed into the foot knuckle 1.
- the pivot axis of the hinge corresponds to the axis 5 'of the screw 5.
- the door knuckle 3 may comprise in its bore 7 a guide ring 8 held axially for example between a shoulder 8' and a circlip 8 ''.
- This hinge has a retaining mechanism 10 which can be placed either above or below it. For a door with two hinges, a single mechanism 10 is sufficient, the latter being able to be provided either on the upper hinge or on the lower hinge.
- Such a retaining mechanism 10 is advantageously housed in a housing 80 closed in a sealed manner by a cover 81, thus protecting it from the weather and guaranteeing it lubrication for life. Only the coupling 70 remains visible between the hinge 1, 3, 5 and the housing 80. An O-ring 29 'provided in the bore 29 makes it possible to seal this housing 80 at the level of the axial element 21 .
- FIGS 5 and 6 illustrate, in top view, the coupling 70 in two positions corresponding to a closed and fully open vehicle door.
- This coupling is shown in broken lines under the sealed housing 80 comprising said retaining mechanism 10.
- the bracket 71 being rigidly fixed on the door knuckle 3, the latter pivots around the axis of the hinge 5 'by the same amplitude.
- This stirrup 71 carries with it the stirrup 72 and consequently the axial element 21 which rotates on itself by an angular displacement corresponding to the opening angle of the door.
- the transmission of the rotational movement of the stirrups 71, 72 to the axial element 21 is instantaneous and without play, thanks to the clamping member 73, 74 as well as to the dimensional stability of said stirrup 72.
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Abstract
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.The present invention relates to a door hinge with retaining catch, in particular in a motor vehicle, comprising a first element known as a foot knuckle and a second element known as a door knuckle, which are hinged to each other along an axis of pivoting, and a notch retaining mechanism, said retaining mechanism comprising a frame linked in rotation to the hinge pin, a pivoting lever mounted on the frame so as to pivot about said axis and provided with a rotating roller at one end of the lever , and a movable cam provided with at least one notch and urged by elastic means to be pressed against said roller so that the notch can engage on the roller to retain it, the lever being linked in rotation to the knuckle movable by interlocking coupling means which include non-circular bearing surfaces.
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.One such hinge is described in publication WO 91/19876. In the known retaining mechanism, the coupling of the lever to the door knuckle is obtained by fitting a rear end of this lever provided with non-circular surfaces in a corresponding housing provided in said knuckle, around the pivot axis of the hinge. This type of interlocking coupling tends to take up play as and when it is used, since no locking and tightening member is provided for said coupling. Each time the door is opened and closed, the door knuckle transmits its rotational movement to the lever by contact at non-circular surfaces. These surfaces undergo a matting phenomenon. When the mechanism is new and the clearance reduced to the minimum mounting clearance, the rotational forces are distributed evenly over the surfaces of the coupling. During many uses, the clearance increases and the forces are centralized on the edges of said surfaces, causing premature wear of the coupling. This This has the effect of further increasing the clearance as well as the noise level of the retaining mechanism. Furthermore, in this known mechanism, the elastic means cooperating with the cam include a pair of springs which are also a source of noise pollution.
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.The present invention aims to improve a hinge of the aforementioned kind by avoiding the drawbacks mentioned above and in particular by providing a retaining mechanism which comprises a rigid coupling without play having a long service life and silent elastic means and offering a greater flexibility to said mechanism.
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.This object is achieved by a hinge as defined in the preamble and characterized in that said coupling means comprise an axial element, integral in rotation with the lever and having two opposite external surfaces on either side of the pivot axis , and a locking member, which is fixed to the door knuckle and has two branches provided with respective interior surfaces and a clamping means tending to bring the branches together to keep said exterior surfaces pressed against said interior surfaces.
Cette réalisation a l'avantage d'éliminer le jeu entre les surfaces non circulaires de l'accouplement.This embodiment has the advantage of eliminating the play between the non-circular surfaces of the coupling.
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.In a preferred embodiment, the branches of the locking member are the branches of a first U-shaped stirrup, the base of which is fixed to the door knuckle.
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.Said interior surfaces can be formed by intermediate plates of hard material, interposed between the branches of the first stirrup and said exterior surfaces of the axial element.
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.In the preferred embodiment, the intermediate plates are formed by the branches of a second U-shaped stirrup, which is fitted into the first stirrup.
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.The clamping means advantageously comprises at least one bolt associated with at least one locking nut and arranged to connect the two branches of the two stirrups together, these branches comprising at least one through bore intended to receive said bolt.
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.According to the preferred embodiment of the invention, the axial element comprises a first end provided with two parallel flats forming said exterior surfaces, and a second end provided with two parallel flats and arranged to be housed in a corresponding recess provided in said lever.
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.The axial element may include a circular central part arranged to be guided in rotation in a corresponding bore provided in the frame of the mechanism.
L'état de surface du second étrier présente, avantageusement, une dureté importante obtenue notamment par un traitement thermique spécifique.The surface condition of the second stirrup advantageously has a high hardness obtained in particular by a specific heat treatment.
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.In the preferred embodiment, the elastic means comprise a block made of elastomer having two parallel faces, the first being integral with the frame and the second being integral with the cam.
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.Preferably, the second face of the block is linked in rotation to the cam by means of a plate. This plate may include pins arranged to penetrate the elastomer block.
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.According to an alternative embodiment, the upper plate and the plate have protruding parts in the direction of said block and offset with respect to each other. This block then includes radial recesses arranged to receive said projecting parts. These projecting parts preferably have a height substantially equal to the thickness of said block.
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.The use of an elastomer block in place of the traditionally used springs considerably reduces the noise level of the retaining mechanism, eliminating any mechanical noise induced by the operation of said springs. It also generates greater flexibility and smoothness in the operation of the door. In addition, it allows to obtain a higher resistant torque. Consequently, for the same resistant torque, the size and the weight of such a retaining mechanism are reduced compared to a spring solution.
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 .
- FIG. 1 represents an exploded view of a hinge according to the invention,
- FIG. 2 is an overall perspective view of such a hinge,
- FIG. 3 is a sectional view along line III-III of FIG. 2,
- FIG. 4 is a top view of FIG. 3 along the line IV-IV,
- FIG. 5 is a top view of the hinge, with the door closed,
- FIG. 6 is a view similar to FIG. 4, door open, and
- FIG. 7 illustrates an alternative embodiment of the means elastic.
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.With reference to the figures, the door hinge according to the invention comprises in known manner a
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.The
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.The second movable element of the mechanism is a
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.The third movable element is a
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.The
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.Such a
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.Figure 4 illustrates, in top view, the retaining mechanism in a position corresponding to the closed position of a vehicle door. The
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.Figures 5 and 6 illustrate, in top view, the
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.The present invention is not limited to the embodiment described but extends to any modification and variant obvious to those skilled in the art. The
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.According to an alternative embodiment of the elastic means 90, illustrated in FIG. 7, the
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