EP3114298B1

EP3114298B1 - Charniere pour porte de vehicule automobile

Info

Publication number: EP3114298B1
Application number: EP15706901.4A
Authority: EP
Inventors: Petru Sorin BUSE; Ricu NICOLAE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2020-01-01
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: EP3114298A1; FR3018305A1; WO2015132492A1; FR3018305B1

Description

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION

La présente invention concerne de manière générale l'assemblage des véhicules automobiles, notamment le montage des portes sur le châssis du véhicule.
Elle concerne plus particulièrement une charnière pour une porte de véhicule automobile comportant, d'une part, un élément fixe comprenant des moyens de fixation à un châssis du véhicule automobile, et, d'autre part, un élément mobile comprenant des moyens de fixation sur la porte, les éléments fixe et mobile étant montés mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un axe de charnière, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la porte.
Elle concerne également une porte équipée d'une telle charnière et un véhicule automobile équipée d'une telle porte.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Une porte de véhicule automobile munie d'une charnière telle que précitée peut être ouverte et fermée par rotation de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe.
Dans certains cas, par exemple lorsque la porte est lourde ou bien lorsque l'ouvrant de la porte est bordé par des joints d'étanchéité épais, un passager du véhicule automobile peut avoir des difficultés à fermer correctement cette porte.
Un passager régulier peut alors prendre l'habitude de claquer fermement, voire violemment, la porte du véhicule automobile de manière à s'assurer de sa fermeture correcte. Ceci peut avec le temps endommager la porte et ses différents composants.
Le document FR2934632 divulgue une charnière pour un capot de véhicule automobile permettant de faciliter la fermeture du capot. Une telle charnière peut être adaptée pour la fermeture assistée d'une porte de véhicule automobile.

OBJET DE L'INVENTION

Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose une charnière pour une porte de véhicule automobile munie d'un dispositif d'aide à la fermeture de ladite porte.
Plus particulièrement, on propose selon l'invention une charnière telle que définie par la revendication 1.
Ainsi, grâce à la charnière selon l'invention, le « claquage » de la porte par le passager est limité et contrôlé, de sorte que la porte ne se détériore pas au fil du temps.
Lors de l'ouverture de la porte du véhicule automobile par un passager, la butée élastiquement déformable est comprimée par la partie de compression du bras ce qui lui permet d'emmagasiner de l'énergie élastique. Cette énergie est alors restituée lors de la fermeture de la porte, ce qui permet d'assurer une fermeture correcte de celle-ci, sans effort particulier.
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la charnière conforme à l'invention sont définies dans les revendications 2 à 6.
L'invention propose également une porte de véhicule automobile comportant un battant de porte et au moins une charnière conforme à l'invention, dans laquelle lesdits moyens de fixation de l'élément mobile sont fixés audit battant de porte.
L'invention propose enfin un véhicule automobile comportant un châssis et au moins une telle porte, dans lequel lesdits moyens de fixation de l'élément fixe de la charnière sont fixés sur ledit châssis.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :

la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une charnière de porte selon un mode de réalisation particulier de l'invention, correspondant à la position de fermeture de la porte ;
la figure 2 représente une vue schématique en perspective de la charnière de la figure 1, correspondant à une position intermédiaire de la porte ;
la figure 3 représente une vue schématique en perspective de la charnière de la figure 1, correspondant à la position d'ouverture de la porte ;
la figure 4A représente une vue schématique en perspective de la came de la partie mobile de la charnière de la figure 1 ;
la figure 4B représente une vue schématique en perspective d'une variante de la came de la figure 4A ;
la figure 5 représente une vue schématique en perspective de l'élément fixe de la charnière de la figure 1 ;
la figure 6 représente une vue schématique en perspective de l'assemblage de l'élément fixe, de la butée et du bras de la charnière de la figure 1 ;
la figure 7 représente une vue schématique en perspective de la butée de la charnière de la figure 1 ;
la figure 8 représente une vue schématique en perspective avant du corps du bras de la charnière de la figure 1 ; et
la figure 9 représente une vue schématique en perspective arrière du bras de la charnière de la figure 1.

En préambule, on notera que les éléments identiques ou similaires des différentes variantes de réalisation représentés sur les différentes figures seront référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
On a représenté sur les figures 1 à 3 un mode de réalisation particulier d'une charnière 100 destinée à l'articulation d'une porte (non représentée) d'un véhicule automobile.
On utilise ainsi une paire de charnière de ce type pour articuler une porte latérale sur le châssis (non représenté) du véhicule automobile.
De manière classique, cette charnière 100 comporte un élément fixe 110 destiné à être fixé sur le châssis du véhicule automobile et un élément mobile 120 destiné à être fixé sur un battant de porte de la porte du véhicule automobile.
Afin de monter la charnière 100 entre la porte et le châssis du véhicule automobile, l'élément fixe 110 et l'élément mobile 120 comprennent des moyens de fixation adaptés à être respectivement fixés sur le châssis et sur le battant de porte.
Ces moyens de fixation sont formés ici d'ouvertures 111, 121 destinées à accueillir des moyens de fixation complémentaires (non représentés), tels que vis ou rivets par exemple, pour la fixation de l'élément fixe 110 et de l'élément mobile 120.
L'élément fixe 110 et l'élément mobile 120 sont de préférence réalisés dans un matériau métallique, par exemple en acier, afin de résister aux contraintes mécaniques importantes exercées sur la charnière 100 lors de l'ouverture et de la fermeture de la porte. Ils peuvent par exemple être réalisés par emboutissage.
Les ouvertures 111 de fixation de cet élément fixe 110 sont prévues dans l'une des parties 115 d'équerre.
Comme représenté séparément sur la figure 5, l'élément fixe 110 de la charnière 100 est globalement coudé et présente une forme d'équerre en L avec deux parties 115, 116 d'équerre sensiblement perpendiculaires entre elles.
L'autre partie 116 d'équerre comprend deux bords recourbés 116A à angle droit vers l'intérieur de l'élément fixe 110 qui sont identiques et qui comprennent chacun à leur extrémité une ouverture 113.
Les ouvertures 113 prévues dans les deux bords recourbés 116 sont coaxiales.
Comme le montre la figure 4A, l'élément mobile 120 comprend quant à lui une partie centrale 124 en forme de C avec une embase 122 et deux branches 125 parallèles qui s'étendent en regard l'une de l'autre, à partir de l'embase 122.
Les bords libres de ces branches 125 sont recourbés à angle droit vers l'extérieur, dans le même plan.
Les ouvertures 121 de fixation de l'élément mobile 120 sont alors prévues dans ces parties recourbées.
Les branches 125 comprennent par ailleurs deux ouvertures 123.
Comme le montrent les figures 1 à 3, la partie 116 d'équerre de l'élément fixe 110 s'enclave avec la partie centrale 124 de l'élément mobile 120, de telle sorte que les bords recourbés 116A de l'élément fixe 110 prennent en tenaille les deux branches 125 de la partie mobile 120.
Ainsi agencés, les ouvertures 113, 123 respectives de la partie 116 d'équerre de l'élément fixe 110 et de la partie centrale 124 de l'élément mobile 120 sont coaxiales.
On peut alors prévoir d'utiliser dans cette charnière 100 un axe de charnière 101 (voir figure 1 par exemple) qui s'engage au travers de ces ouvertures 113, 123 pour assembler l'élément fixe 110 avec l'élément mobile 120.
De cette façon, les éléments fixe 110 et mobile 120 sont montés mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen de cet axe de charnière 101.
L'élément fixe 110 étant fixé au châssis du véhicule automobile et l'élément mobile 120 étant lui fixé à la porte dudit véhicule automobile, la rotation de l'élément mobile 120 permet l'actionnement de la porte par rapport au châssis, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la porte, cette position d'ouverture correspondant à la position où la porte du véhicule automobile est ouverte à son maximum.
Selon l'invention, il est prévu des moyens de rappel adaptés à stocker une partie de l'énergie développée pour faire basculer l'élément mobile 1 0 par rapport à l'élément fixe 110 depuis la position de fermeture de la porte vers sa position d'ouverture, et à restituer au moins une partie de l'énergie stockée lors du retour de la porte vers sa position de fermeture.
Dans le mode de réalisation particulier décrit ici, ces moyens de rappel comprennent :

une came 122 associée à l'élément mobile 120 de la charnière 100,
une butée 130 élastiquement déformable fixée à l'élément fixe 110, et
un bras 140 monté mobile par rapport à cet élément fixe 110, le bras 140 présentant, d'une part, une partie de compression 141 de la butée 130 et, d'autre part, une partie de guidage 142 coopérant avec la came 122, de telle sorte que la partie de compression 141 comprime la butée 130 lors de la rotation de l'élément mobile 120 par rapport à l'élément fixe 110 depuis la position de fermeture vers la position d'ouverture.

La butée 130 comprend ici (voir figure 7) un plot 131 cylindrique de révolution surmonté d'un ergot 132 de fixation, ici également cylindrique et coaxial avec le plot 131, situé sur l'une des faces planes du plot 131.
Cet ergot 132 présente un diamètre et une longueur ajustée pour s'insérer en force dans un trou d'insertion 112 disposé sur la partie 115 d'équerre de l'élément fixe 110 de la charnière 100 (voir figure 5) de sorte que la butée 130 est fixée à cet élément fixe 110.
La butée 130, et plus particulièrement le plot 131 cylindrique, est de préférence formée d'un matériau plastique susceptible de se déformer élastiquement sous contrainte.
Dans le mode de réalisation décrit ici en référence aux figures 1 à 8, ce matériau plastique est du polyuréthane.
En variante, le matériau plastique formant la butée de la charnière pourrait être du polyuréthane élastomère.
Comme le montre bien la figure 8, le bras 140 de la charnière 100 comprend un corps 145, en forme de gouttière à section transversale en U de dimension variable, avec deux bords opposés 146.
Comme les éléments fixe 110 et mobile 120, le corps 145 du bras 140 est de préférence formé d'une pièce métallique rigide réalisée par emboutissage ou formage.
Au niveau d'une première extrémité 145A du corps 145, les deux bords opposés 146 se prolongent perpendiculairement au corps 145 afin de définir deux ailes 147, ces ailes 147 présentant chacune une ouverture 148 de roulement.
En s'éloignant de cette première extrémité 145A, l'un des deux bords opposés 146 s'écarte de l'autre des deux bords opposés 146 de sorte que la gouttière formant le corps 145 du bras 140 s'élargisse jusqu'à une deuxième extrémité 145B du corps 145.
Les deux bords opposés 146 présentent au niveau de cette deuxième extrémité 145B, deux ouvertures 144 coaxiales d'articulation.
Comme pour l'élément mobile 120, les deux bords opposés 146 du corps 145 sont adaptés à s'enclaver dans l'élément fixe 110 de la charnière 100, de sorte que les ouvertures 144 d'articulation des bords opposés 146 sont chacune en regard d'une ouverture 114 d'articulation correspondante située sur les bords recourbés 116A de la partie 116 d'équerre de l'élément fixe 110.
Dans ce cas, il est prévu un axe d'articulation 102 (voir figure 6 par exemple) s'engageant au travers des ouvertures 114, 144 d'articulation de manière à maintenir ensemble le bras 140 et l'élément fixe 110.
Des circlips permettent de maintenir cet axe d'articulation 102 au travers de ces ouvertures 114, 144 d'articulation.
Ainsi, grâce à cet axe d'articulation 102, qui est de préférence parallèle à l'axe de charnière 101 de la charnière 100 (cf. figure 1 par exemple), le bras 140 est monté sur l'élément fixe 110 de manière à être mobile en rotation par rapport à celui-ci.
Par ailleurs, comme représenté par exemple sur les figures 6 et 9, le bras 140 comporte un rouleau 142 cylindrique et creux monté sur le corps 145 au moyen d'un axe de rouleau 143 parallèle à l'axe d'articulation 102 et à l'axe de charnière 101, cet axe de rouleau 143 étant solidaire du rouleau 142 et traversant celui-ci dans sa partie centrale.
Les extrémités de l'axe de rouleau 143 sont insérées dans les ouvertures 148 de roulement des ailes 147 du bras 140 de sorte que le rouleau 142 est mobile en rotation par rapport au corps 145.
Le rouleau 142 peut être réalisé dans un matériau métallique ou dans un matériau plastique.
Comme le montre bien la figure 9, le bras 140 présente également une surface d'appui 141, à l'opposé du rouleau 142 par rapport au corps 145, destinée lorsque le bras 140 est monté sur l'élément fixe 110 de la charnière 100 à être en regard de la butée 130.
Par ailleurs, la longueur des ailes 147 du bras 140 ainsi que le diamètre extérieur du rouleau 142 sont ajustés pour que, lorsque le bras 140 est monté sur l'élément fixe 110 relié à l'élément mobile 120 de la charnière 100, le rouleau 142 vienne au contact de la came 122.
Dans le mode de réalisation particulier de la charnière 100 décrit ici en référence aux figures 1 à 3, et comme le montre en détail la figure 4A, cette came 122 vient de formation avec l'élément mobile 120 de la charnière 100.
Une telle came 122 peut par exemple être réalisée par emboutissage.
Cette came 122 forme l'embase qui s'étend (voir figure 4A) entre les deux branches 125 de la partie centrale 124 de l'élément mobile 110.
Entre les deux branches 125, la came 122 forme une paroi globalement arrondie autour de l'axe de charnière 101.
Comme cela est bien visible sur la figure 4A, cette came 122 présente deux parties 122A, 122B de profils différents : une première partie correspondant à une première rampe 122A de la came 122, et une deuxième partie correspondant à une deuxième rampe 122B de la came 122, cette deuxième rampe 122B venant dans le prolongement de la première rampe 122A de la came 122.
On entendra ici par profil la forme de la courbe formée par l'intersection de la came 122 avec un plan perpendiculaire à l'axe de charnière 101.
De manière avantageuse, et comme cela est le cas dans le mode de réalisation décrit en référence aux figures, la première rampe 122A présente un profil non circulaire et la deuxième rampe 122B présente un profil circulaire.
Plus précisément, la première rampe 122A de la came 122 est telle que la distance d'un point de la première rampe 122A à l'axe de charnière 101 augmente en direction de la deuxième rampe 122B. Le profil de cette première rampe 122A est préférentiellement conique (ici parabolique).
Au contraire, la deuxième rampe 122B de la came 122 est telle que la distance d'un point de la deuxième rampe 122B à l'axe de charnière 101 reste constante.
Afin de bien comprendre les avantages de cette charnière 100, on va maintenant décrire le fonctionnement de celle-ci en référence aux figures 1 à 3, dans lesquelles :

la figure 1 correspond à une configuration de la charnière 100 lorsque la porte du véhicule automobile est dans une position de fermeture ;
la figure 2 correspond à une configuration de la charnière 100 lorsque la porte du véhicule automobile est dans une position intermédiaire entre la position de fermeture et d'ouverture de la porte ;
la figure 3 correspond à une configuration de la charnière 100 lorsque la porte du véhicule automobile est dans une position d'ouverture.

Dans la configuration de la figure 1, la charnière 100 est telle que :

la surface d'appui 141 du bras 140 est au contact du plot 131 de la butée 130 fixé sur l'élément fixe 110 de la charnière 100, et
le rouleau 142 du bras 140 est au contact de la came 122 de l'élément mobile 120 de la charnière 120, et plus précisément de sa première rampe 122A de profil conique.

Lors de l'ouverture de la porte, l'élément mobile 120 va pivoter autour de l'axe de charnière 101 par rapport à l'élément fixe 110, entraînant dans son mouvement, la rotation de la came 122 sur laquelle repose le rouleau 142.
Grâce au profil non circulaire de la première rampe 122A de la came 122, le bras 140, guidé par le rouleau 142 roulant sur la première rampe 122A, va à son tour pivoter autour de l'axe d'articulation 102 de sorte que la surface d'appui 141 du bras 140 va venir au contact puis comprimer la butée 130 qui se déforme élastiquement sous l'action de la force exercée par la surface d'appui 141.
Par suite de la rotation de la came 122 par rapport à l'élément fixe 110 de la charnière 100, la compression de la butée 130, et plus précisément du plot 131, continue en augmentant jusqu'à un maximum qui est atteint lorsque le rouleau 142 rejoint la deuxième rampe 122B de la came 122.
La charnière 100 est alors dans la configuration de la figure 2, la porte du véhicule automobile étant elle dans sa position intermédiaire.
Ensuite, si la porte du véhicule automobile est encore plus ouverte pour passer à sa position d'ouverture (voir figure 3), la rotation de l'élément mobile 120 par rapport à l'élément fixe 110 n'entraîne pas ici de compression supplémentaire de la butée 130 par la surface d'appui 141 du bras 140.
En effet, le rouleau 142 étant alors guidé sur la deuxième rampe 122B de la came 122 qui présente un profil circulaire, le bras 140 n'est plus entraîné en rotation autour de l'axe d'articulation 102 pour comprimer la butée 130.
Enfin, lors de la fermeture de la porte, à partir de sa position intermédiaire ou bien à partir de sa position d'ouverture, l'énergie élastique emmagasinée dans la butée 130 lors de sa déformation est restituée de sorte que la fermeture de la porte est facilitée.
La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté.
On pourrait ainsi utiliser une charnière avec un élément mobile dont la came ne présenterait qu'une seule rampe de profil non circulaire de sorte que la compression de la butée par la partie de compression du bras s'effectue entre la position de fermeture de la porte et la position d'ouverture.
On pourrait également prévoir que la came soit associée à l'élément fixe, la butée et le bras étant alors solidarisés à l'élément mobile.
Dans un autre mode de réalisation, représenté ici sur la figure 4B, la came 122 peut être rapportée sur l'élément mobile 120 par exemple par soudage, ou encore par encliquetage.
On pourrait également utiliser à la place d'un plot en matière plastique, une butée comprenant un ressort. Dans ce cas, on prévoira alors des moyens d'accrochage de l'extrémité du ressort sur la surface d'appui du bras.

Claims

Charnière (100) pour une porte de véhicule automobile comportant :
- un élément fixe (110) comprenant des moyens de fixation (111) à un châssis dudit véhicule automobile, et

- un élément mobile (120) comprenant des moyens de fixation (121) sur ladite porte, lesdits éléments fixe (110) et mobile (120) étant montés mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un axe de charnière (101), entre une position de fermeture de ladite porte et une position d'ouverture de ladite porte,

- des moyens de rappel (122, 130, 140) adaptés à stocker une partie de l'énergie développée pour faire basculer ledit élément mobile (120) par rapport audit élément fixe (110) depuis la position de fermeture de la porte vers sa position d'ouverture, lesdits moyens de rappel comprenant :
- une came (122) associée à l'un (120) desdits éléments fixe (110) et mobile (120),

- une butée (130) élastiquement déformable fixée sur l'autre (110) desdits éléments fixe (110) et mobile (120), et

- un bras (140) qui est monté mobile par rapport audit autre (110) élément fixe (110) ou mobile (120) et qui présente, d'une part, une partie de compression (141) de ladite butée (130) et, d'autre part, une partie de guidage (142), ladite partie de compression (141) étant à l'opposé de ladite partie de guidage (142) de telle sorte que ledit bras (140) s'interpose entre ladite came (122) et ladite butée (130), ladite partie de guidage (142) étant adaptée à coopérer avec ladite came (122), de telle sorte que ladite partie de compression (141) est adaptée à comprimer ladite butée (130) lors de la rotation dudit élément mobile (120) par rapport audit élément fixe (110) depuis la position de fermeture vers la position d'ouverture,

caractérisée en ce que :
- ledit bras (140) est monté mobile en rotation sur ledit élément fixe (110) au moyen d'un axe d'articulation (102) parallèle audit axe de charnière (101) ; et

- lesdits moyens de rappel (122, 130, 140) sont adaptés à restituer, lors du retour de la porte vers sa position de fermeture, au moins une partie de l'énergie stockée lors du basculement dudit élément mobile (120) par rapport audit élément fixe (110) depuis la position de fermeture de la porte vers sa position d'ouverture.
Charnière (100) selon la revendication 1, dans laquelle ladite came (122) est associée audit élément mobile (120) et vient de formation avec ledit élément mobile (120).
Charnière (100) selon la revendication 1, dans laquelle ladite came (122) est associée audit élément mobile (120) et rapportée sur ledit élément mobile (120).
Charnière (100) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite came (122) présente une première rampe (122A) de profil non circulaire et une deuxième rampe (122B) de profil circulaire dans le prolongement de ladite première rampe (122A).
Charnière (100) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite partie de guidage (142) comprend un rouleau monté mobile en rotation par rapport audit bras (140) au moyen d'un axe de rouleau (143) parallèle audit axe de charnière (101).
Charnière (100) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle ladite butée (130) est formée d'un matériau plastique, préférentiellement en polyuréthane.
Porte de véhicule automobile comportant un battant de porte et au moins une charnière (100) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle lesdits moyens de fixation (121) de l'élément mobile (120) sont fixés audit battant de porte.
Véhicule automobile comportant un châssis et au moins une porte selon la revendication 7, dans lequel lesdits moyens de fixation (111) de l'élément fixe (110) de la charnière (100) sont fixés sur ledit châssis.