FR2943375A1

FR2943375A1 - Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant de vehicule

Info

Publication number: FR2943375A1
Application number: FR0901330A
Authority: FR
Inventors: Yves Matichard
Original assignee: Nexter Systems SA
Current assignee: Nexter Systems SA
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-09-24

Abstract

L'invention concerne un dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) d'un véhicule, relié en rotation par rapport à un support (4) fixé audit véhicule pour assurer son ouverture selon une plage de grande amplitude. Le dispositif comprend une charnière (3) interposée entre ledit ouvrant (2) et le support (4) comprenant un premier moyen de compensation (7) actif sur une première plage d'ouverture et un second moyen de compensation (6) actif sur une seconde plage d'ouverture consécutive à la première plage, le premier moyen (7) étant inactif sur la seconde plage d'ouverture et le second moyen (6) étant inactif sur la première plage d'ouverture. Le premier moyen (7) est un ressort hélicoïdal et le second moyen (6) une barre de torsion. Application aux véhicules militaires.

Description

1 Le secteur technique de la présente invention est celui des moyens d'ouverture d'un ouvrant d'un véhicule, en particulier les véhicules militaires, dont la masse est généralement importante Pour manoeuvrer ces ouvrants entre une position de fermeture et une position d'ouverture divers dispositifs ont été proposés. Ainsi, le brevet FR-1428259 décrit un panneau fermant un trou d'homme d'un véhicule par l'intermédiaire d'un système à parallélogramme de bras oscillants. Pour compenser le poids du panneau, des barres de torsion sont prévues entre les bras articulés au niveau du panneau afin d'exercer un couple lors du mouvement de pivotement. On voit que ce système nécessite un encombrement très important sensiblement équivalent à la surface du panneau lors du dégagement du trou d'homme, ce qui est incompatible avec la surface disponible sur les véhicules actuels qui doivent comporter de nombreux équipements. De plus, aucune articulation entre le panneau et le véhicule n'est prévue.

Le brevet EP-0656520 décrit un panneau classique articulé suivant un fort débattement par rapport à un véhicule au moyen d'une barre de torsion qui est en tension dans les positions de fermeture et d'ouverture totale et en l'absence de tension dans une position intermédiaire. Ce brevet propose donc l'utilisation d'une barre de torsion dont la longueur est extrêmement importante par rapport à la charnière elle-même du panneau, ce qui nécessite une place très importante d'implantation sur le véhicule. Le brevet DE-3938586 décrit la fixation d'un ouvrant sur un véhicule au moyen d'un bras assurant une double articulation. Un premier ressort de torsion est disposé entre le bras et l'ouvrant et un second ressort de torsion est disposé entre le bras et le véhicule. Cette disposition permet d'assurer une très grande ouverture de l'ouvrant mais avec l'inconvénient d'une double articulation. Le brevet EP-0387405 décrit l'articulation d'un panneau par rapport à un véhicule comportant un axe de rotation monté dans des boîtes de palier logeant un ressort de torsion. Le

2 montage à l'aide d'une boîte à palier permet de régler la précontrainte du ressort de torsion. Les documents précédents décrivent dont des dispositifs soit à barre de torsion soit à ressort de torsion.

Généralement, ces dispositifs conviennent parfaitement lorsque l'angle d'ouverture de l'ouvrant ne dépasse pas 90° en vertical. Lorsqu'on dépasse cet angle de 90°, ces dispositifs subissent des contraintes alternées destructrices. Plus l'angle d'ouverture est grand, plus 10 grandes sont les contraintes alternées entraînant la destruction du dispositif. Le but de la présente invention est de fournir une articulation entre un panneau d'écoutille et la paroi d'un véhicule, en particulier le toit, permettant un grand angle 15 d'ouverture de ce panneau. Un autre but de l'invention est de permettre la réalisation de cette articulation sur des véhicules existants sans modification de la structure. L'invention a donc pour objet un dispositif de 20 compensation de l'ouverture d'un ouvrant d'un véhicule, relié en rotation par rapport à un support fixé audit véhicule pour assurer son ouverture selon une plage de grande amplitude, caractérisé en ce qu'il comprend une charnière interposée entre ledit ouvrant et le support comprenant un premier moyen 25 de compensation actif sur une première plage d'ouverture et un second moyen de compensation actif sur une seconde plage d'ouverture consécutive à la première plage, le premier moyen étant inactif sur la seconde plage d'ouverture et le second moyen étant inactif sur la première plage d'ouverture. 30 Selon une caractéristique de l'invention, le premier moyen est un ressort hélicoïdal et le second moyen une barre de torsion. Selon une autre caractéristique de l'invention, pendant la première plage d'ouverture une extrémité gauche du ressort 35 hélicoïdal est en appui sur le support, l'extrémité droite du ressort étant solidaire de l'ouvrant. Selon une autre caractéristique de l'invention, pendant la première plage d'ouverture une extrémité gauche du ressort hélicoïdal est en appui sur une aile latérale du support, l'extrémité droite du ressort étant solidaire de l'ouvrant. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'aile latérale comporte un dégagement limité par au moins une butée, ledit dégagement étant parcouru par l'extrémité gauche du ressort au cours de la seconde plage d'ouverture dudit ouvrant. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la barre de torsion est solidaire de deux manchons d'extrémité qui constituent des paliers pour le pivotement de l'ouvrant, un des deux manchons étant par ailleurs solidaire de l'ouvrant. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la barre de torsion est par son extrémité gauche solidaire en rotation d'une branche de l'ouvrant et libre en rotation par son extrémité droite par rapport à l'autre branche de l'ouvrant, ladite extrémité droite étant solidaire en rotation d'une came. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le support est muni d'une butée solidaire d'un flanc fixé au support, ladite came venant en appui sur ladite butée afin de bloquer une extrémité de la barre de torsion et de contraindre cette dernière en torsion dès la fin de la première plage d'ouverture.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend une enveloppe tubulaire dans laquelle le second moyen est inséré et sur laquelle le premier moyen est guidé. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, 30 l'angle maximal d'ouverture est de l'ordre de 170°. Un tout premier avantage de la présente invention réside dans le fonctionnement en séquences successives de chacun des deux moyens de compensation lors de leur sollicitation. Un autre avantage de l'invention réside dans la 35 possibilité d'obtenir une grande ouverture de l'ouvrant de l'ordre de 170°. Un autre avantage encore de l'invention réside dans la possibilité d'incorporation du dispositif dans des structures 4 existantes sans réaliser une refonte complète de l'articulation. Un autre avantage encore de l'invention réside dans le fait de pallier les faiblesses inhérentes aux barres et 5 ressorts de torsion en leur imposant une phase active sur une plage réduite d'ouverture de l'ouvrant. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description qui va suivre de modes de réalisation donnés à 10 titre d'exemple en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 illustre le principe d'une grande ouverture d'un ouvrant, - la figure 2 est une coupe pratiquée au niveau de l'axe d'articulation de l'ouvrant par rapport au véhicule et selon 15 un premier mode de réalisation, - la figure 3 représente une vue d'un des deux moyens de compensation selon ce premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue d'un des deux moyens de compensation selon un second mode de réalisation, 20 - la figure 5 est une vue montrant de façon schématique le second moyen de compensation de ce second mode de réalisation, vue représentée sans l'ouvrant, - la figure 6 est une vue montrant l'ouvrant en position de fermeture sur le véhicule, 25 - la figure 7 est une vue de profil montant le moyen de blocage de la rotation du second moyen de compensation, et - la figure 8 est une vue montrant le déploiement complet de l'ouvrant selon le second mode de réalisation. Comme indiqué précédemment l'utilisation d'un moyen de 30 compensation, barre de torsion ou ressort de torsion, ne permet pas d'obtenir un dispositif suffisamment fiable dans le temps. Le demandeur a eu l'idée d'utiliser des moyens connus en les combinant de manière tout à fait astucieuse afin de pallier les faiblesses inhérentes à chaque moyen 35 individuel pour assurer une grande ouverture de l'ouvrant et une fiabilité dans le temps. Par grande ouverture, on entend une ouverture de l'ordre de 170° qui est suffisante pour dégager complètement l'écoutille du véhicule. De façon originale, l'invention combine un premier moyen de compensation dans une première phase d'ouverture, 90° par exemple, représenté par un ressort ou une barre de torsion, et un second moyen de compensation dans une seconde phase 5 d'ouverture, jusqu'à 170° par exemple, moyen représenté par respectivement une barre de torsion ou un ressort en rendant chacun des moyens inactifs pendant la phase active de l'autre moyen.

Pour des raisons de commodité on parlera des parties gauche et droite telles que ces désignations sont explicitement mentionnées sur les figures. Ainsi, sur la figure 1, on a représenté un ouvrant 2 appliqué sur l'écoutille d'un véhicule 1 suivant une articulation 3 occupant trois positions. La première position suivant la direction Xl représente la position de fermeture qu'il n'est pas nécessaire d'expliquer plus avant. La seconde position suivant la direction X2 représente une ouverture de 90° environ, ce qui est classique dans ce domaine. La troisième position suivant la direction X3 représente l'ouverture souhaitable maximale, de 170° environ, afin de rendre confortable le passage des servants du véhicule à travers l'écoutille. Conformément à l'invention on pourra donc prévoir un ressort qui ne sera actif que pendant la première phase de 0 à 90° et une barre de torsion qui ne sera active que pendant la seconde phase de 90° à 170°, le ressort étant inactif. Bien entendu, on peut prévoir en variante une barre de torsion dans la première phase et un ressort dans la seconde phase sans modification importante. Sur la figure 2, on a représenté une coupe montrant la combinaison des deux moyens de compensation mis en place dans l'encombrement d'une articulation classique. A cette fin, l'ouvrant 2 est relié par ses bras 2a et 2b à deux manchons 3a et 3b qui sont eux même montés sur les ailes 4a et 4b d'un support 4 solidaire du véhicule. Les manchons 3a et 3b constituent ainsi des paliers sur lesquels pivote l'ouvrant. Les manchons 3a et 3b sont reliés l'un à l'autre par une

6 chemise 5 et cet ensemble forme l'axe XX' de l'articulation 3 de l'ouvrant par rapport au véhicule. Les manchons 3a et 3b sont montés libre en rotation dans chaque aile 4a, 4b et la chemise 5 est également libre en rotation par rapport aux manchons. Une barre de torsion 6 est disposée entre les deux manchons 3a et 3b. Cette barre comporte d'une façon classique un profil hexagonal ou des méplats à chaque extrémité, ce profil coopère avec un profil complémentaire interne à chaque manchon 3a,3b. Ainsi la barre de torsion 6 est solidaire en rotation de chaque manchon, les manchons pouvant par ailleurs pivoter l'un par rapport à l'autre en accompagnant la torsion de la barre. On voit que par rapport à la réalisation classique d'une charnière équipée d'un simple ressort, l'invention met en oeuvre un axe tubulaire formé par les manchons 3a,3b et la chemise 5, axe tubulaire qui permet d'incorporer aisément une barre de torsion qui pourra être sollicitée de la position verticale à la position de pleine ouverture de l'ouvrant.

Suivant l'invention, on intègre donc à l'intérieur de l'articulation 3 une barre de torsion 6 constituant un second moyen de compensation en la rendant solidaire des manchons 3a et 3b. Une extrémité de la barre de torsion 6 pourra être rendue solidaire de l'ouvrant 2 par l'intermédiaire d'un des manchons comme cela sera expliqué ci-après, l'autre extrémité de la barre coopérant alors avec le support 4. Un ressort de torsion 7 constituant le premier moyen de compensation est disposé autour de la chemise 5 avec son extrémité gauche 7b en contact avec le support 4 et son extrémité droite 7a solidaire de l'ouvrant au niveau du bras 2a. Sur la figure 3, on a représenté une vue selon laquelle l'ouvrant 2 est ouvert à 90° c'est à dire à la fin de la première plage d'ouverture. Entre la position de fermeture et cette position à 90°, l'ouvrant 2 a sollicité le ressort 7 en contrainte. Sur la partie repérée "droite" de la figure 3, le ressort 7 comporte une extrémité coudée 7a (non visible sur cette figure) qui est solidaire de la branche 2a de l'ouvrant

7 montée en pivot sur le manchon 3a. Une came 15 est rendue solidaire du manchon 3a pour coopérer avec une butée comme il sera expliqué en relation avec les figures 6 et 7. Sur la partie repérée "gauche" de la figure 3, l'extrémité gauche 7b du ressort 7 est appliquée sur une première butée 13 de l'aile 4b du support 4. Cette extrémité 7b est restée appliquée sur la butée 13 tout au long de la première plage d'ouverture de l'ouvrant 2, c'est la butée 13 qui met le ressort 7 en contrainte sur cette première plage d'ouverture. L'aile 4b est munie d'un dégagement 11 entre la butée 13 et la face 12 (face qui ne joue pas le rôle de butée). Ce dégagement 11 est parcouru par l'extrémité 7b du ressort 7 lorsqu'on poursuit la rotation de l'ouvrant suivant la flèche F au cours de la seconde plage d'ouverture. Ainsi, le ressort 7 est rendu inactif tout au long de la deuxième plage de rotation et n'est donc pas sollicité en torsion. Sur la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation de la connexion du ressort 7 avec le support 4 et l'ouvrant 2. L'extrémité gauche 7b du ressort comporte ici un brin droit (non circulaire) qui est simplement en appui sur une cale 18 fixée au support 4. Cette extrémité 7b reste constamment en appui sur cette cale au cours de la première plage de rotation entre 0 et 90°, la figure 4 représentant la position à 90°. L'extrémité 7a du ressort 7 est solidaire de la branche 2a de l'ouvrant. Au delà de 90° le brin droit (non circulaire) 7b s'écarte de la cale 18 (figure 8) et le ressort 7 n'est plus contraint en torsion. La figure 5 représente une vue de côté extérieur de la charnière montrant le montage de la barre de torsion 6. 30 Celle-ci est solidaire du côté de l'aile 4a du support 4 du manchon 3a qui est lui même solidaire d'une came 15 qui coopère avec une butée d'arrêt 21 solidaire d'un flanc 17 (côté repéré "droite" sur la figure 5). La barre de torsion 6 est par ailleurs rendue solidaire 35 par son extrémité gauche (par l'intermédiaire du manchon 3b), du côté de la branche 4b du support 4, d'une pièce 19 qui assure sa solidarisation avec la branche 2b (non représentée) de l'ouvrant 2 à l'aide des vis 20. Ainsi, la barre de

8 torsion 6 est entraînée en rotation par l'ouvrant le long des deux plages Pl et P2 comme il sera expliqué ci-après. On voit donc qu'avec l'invention le ressort et la barre de torsion ne subissent jamais de contraintes alternées. Il est donc possible de leur faire subir une préconformation (traitements mécaniques et thermiques lors de la fabrication) qui leur permet d'avoir de meilleurs caractéristiques mécaniques et notamment une meilleure stabilité dans le temps.. Il en découle une grande fiabilité du dispositif selon l'invention pour un volume réduit et des contraintes admissibles importantes. La figure 6 montre en coupe la position de fermeture de l'ouvrant 2. Dans cette position, la came 15 n'est pas en appui sur sa butée 21 et donc la barre de torsion 6 à laquelle elle est liée en rotation n'est soumise à aucune contrainte. La barre de torsion 6 ne fournit donc aucun couple. Lorsque l'ouvrant 2 est manœuvré en rotation le long de la première plage Pl, la came 15 est entraînée simultanément en rotation avec la barre 6 jusqu'à venir en appui sur la butée 21. La barre de torsion 6 ne subit aucune contrainte durant cette première plage de rotation. Pendant cette même première plage Pl, le ressort 7 comme cela a été décrit précédemment est contraint en torsion. En effet une extrémité 7a du ressort est solidaire de la branche 2a de l'ouvrant tandis que l'autre extrémité 7b du ressort est, soit en appui sur le support 4 par l'intermédiaire de la cale 18 (2° mode de réalisation - voir figure 5), soit en appui sur la butée 13 du support 4 (1° mode de réalisation - voir figure 3). A l'issue de la première plage de rotation P1, l'ouvrant a alors sa position d'ouverture intermédiaire qui est représentée sur la figure 7 où on voit que l'ouvrant 2 est disposé sensiblement en position verticale. La rotation libre de la barre de torsion 6 est ici arrêtée par l'appui de la came 15 sur la butée 21 du flanc 17. C'est à partir de cette position que la barre de torsion peut être mise sous contrainte. En effet, le basculement de l'ouvrant 2 suivant

9 la flèche F va assurer la mise en contrainte de la barre de torsion 6 tout au long de la deuxième plage P2 car celle-ci est maintenue entre la branche 2b de l'ouvrant 2 et la came 15 en butée.

Sur la figure 8, on a représenté une vue de l'ouvrant 2 en position pleine ouverture, c'est-à-dire dans la position finale de la deuxième plage à 170° environ. Au cours de cette deuxième plage de rotation de l'ouvrant 2, le ressort 7 ne subit aucune contrainte, l'extrémité 7b s'est écartée de la cale 18. Durant cette rotation, c'est la barre de torsion 6 qui est sollicitée et mise sous contrainte jusqu'à l'ouverture complète de l'ouvrant 2. L'invention permet donc d'assurer en séquence une première mise en contrainte, celle du ressort 7, et une seconde mise sous contrainte, celle de la barre 6. Bien entendu, une variante de réalisation consisterait à réaliser d'abord la mise sous de la barre puis celle du ressort sans modifier l'objet de l'invention. La mise en contrainte du ressort 7 entre 0° et 90° d'ouverture permet de faciliter la manoeuvre d'ouverture de l'ouvrant. La mise en contrainte de la barre 6 entre 90° et 170° d'ouverture permet de faciliter la manoeuvre de fermeture de l'ouvrant.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) d'un véhicule, relié en rotation par rapport à un support (4) fixé audit véhicule pour assurer son ouverture selon une plage de grande amplitude, caractérisé en ce qu'il comprend une charnière (3) interposée entre ledit ouvrant (2) et le support (4) comprenant un premier moyen de compensation (7) actif sur une première plage d'ouverture et un second moyen de compensation (6) actif sur une seconde plage d'ouverture consécutive à la première plage, le premier moyen (7) étant inactif sur la seconde plage d'ouverture et le second moyen (6) étant inactif sur la première plage d'ouverture.
2. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen (7) est un ressort hélicoïdal et le second moyen (6) une barre de torsion.
3. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que pendant la première plage d'ouverture une extrémité 20 gauche (7b) du ressort hélicoïdal (7) est en appui sur le support (4), l'extrémité droite (7a) du ressort étant solidaire de l'ouvrant (2).
4. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce 25 que pendant la première plage d'ouverture une extrémité gauche (7b) du ressort hélicoïdal (4) est en appui sur une aile latérale (4b) du support, l'extrémité droite (7a) du ressort étant solidaire de l'ouvrant (2).
5. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant 30 de véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aile latérale (4b) comporte un dégagement (11) limité par au moins une butées (13), ledit dégagement (11) étant parcouru par l'extrémité gauche (7b) du ressort au cours de la seconde plage d'ouverture dudit ouvrant (2). 35
6. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre de torsion (6) est solidaire de deux manchons (3a,3b) d'extrémité quiconstituent des paliers pour le pivotement de l'ouvrant, un des deux manchons étant par ailleurs solidaire de l'ouvrant (2)
7. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant de véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que la barre de torsion (6) est par son extrémité gauche solidaire en rotation d'une branche (2b) de l'ouvrant (2) et libre en rotation par son extrémité droite par rapport à l'autre branche (2a) de l'ouvrant (2), ladite extrémité 10 droite étant solidaire en rotation d'une came (15).
8. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant de véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (4) est muni d'une butée (21) solidaire d'un flanc (17) fixé au support, ladite came venant en appui sur ladite 15 butée (21) afin de bloquer une extrémité de la barre de torsion (6) et de contraindre cette dernière en torsion dès la fin de la première plage d'ouverture.
9. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) de véhicule selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe tubulaire (5) dans laquelle le second moyen (6) est inséré et sur laquelle le premier moyen (7) est guidé.
10. Dispositif de compensation de l'ouverture d'un ouvrant (2) de véhicule selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle maximal d'ouverture est de l'ordre de 170°.