Domaine Technique de l'invention

L’invention concerne un procédé d'assemblage d'une porte, notamment une porte de coffre, sur une caisse d'un véhicule automobile. L’invention porte aussi sur une charnière pour véhicule automobile adaptée pour la mise en œuvre d'un tel procédé d'assemblage. L’invention porte encore sur un produit intermédiaire de fabrication comprenant une caisse ou un élément de caisse d'un véhicule automobile, et une telle charnière.

Etat de la technique antérieure

La fabrication des véhicules automobiles comprend un procédé d'assemblage d'une porte sur une caisse du véhicule. Les procédés d'assemblage connus de l'état de la technique comprennent une étape de fixation d'une première partie d'au moins une charnière sur la caisse du véhicule, puis le positionnement de la porte du véhicule contre une deuxième partie de l'au moins une charnière par un déplacement de la porte suivant un mouvement de translation rectiligne. L'axe selon lequel la porte est translaté vers la caisse est imposé par l'orientation de goujons saillants depuis l'au moins une charnière. Une fois la porte correctement positionnée, on fixe la porte à la deuxième partie de l'au moins une charnière, notamment en serrant des écrous sur lesdits goujons. La porte est ainsi liée à la caisse selon une liaison en rotation permettant d'ouvrir et de fermer la porte. Une fois la porte assemblée, on fixe des accessoires sur la porte, comme par exemple une serrure permettant le verrouillage de la porte.

Pour fixer les accessoires, un opérateur intervient sur la porte maintenue en position ouverte. La fixation des accessoires est peu pratique car l'opérateur dispose de peu d'espace entre la caisse et la porte en position ouverte. L'opérateur doit ainsi effectuer des mouvements susceptibles de générer des traumatismes. En particulier lorsque ladite porte est une porte de coffre articulée en rotation autour d'un axe horizontal, l'opérateur est contraint de fixer les accessoires au-dessus de sa tête, avec les bras en l'air ce qui est plus traumatisant encore.

Pour améliorer l'ergonomie des opérations de fixation des accessoires sur une porte de véhicule, il est connu de fixer ces accessoires préalablement à l'assemblage de la porte sur la caisse. La porte peut ainsi être librement positionnée et orientée sur un poste de montage dédié, ce qui offre un plus grand confort de travail.

Toutefois, l'assemblage à une caisse de véhicule d'une porte sur laquelle un ou plusieurs accessoires ont déjà été fixés est une opération plus délicate. En effet, les différents accessoires sont susceptibles d'entrer en interférence avec la caisse lors du rapprochement de la porte vers la caisse. La figure 1 illustre une interférence entre d'une part une serrure T préalablement fixée sur une porte de coffre 2', et d'autre part un bord 3' inférieur délimitant une ouverture de coffre prévue dans une caisse 4'. En effet, la position d'un point bas de la serrure T (identifié par la ligne LT) se situe en dessous du niveau du niveau du bord 3' (identifié par la ligne L2'). La porte de coffre 2' ne peut donc pas être positionnée contre la caisse 4' par un simple mouvement de translation rectiligne (illustré par la flèche F'), parallèle à un axe dans lequel les goujons 5' des charnières 6' s'étendent.

Pour éviter de telles interférences, la porte est généralement positionnée contre la charnière selon une cinématique complexe. Cette cinématique est d'une part difficile à mettre en œuvre dans les ateliers d'assemblage et conduit aussi à un positionnement final de la porte, en position fermée, qui est mal ajusté par rapport à la caisse. Ainsi, un décalage indésirable peut apparaitre entre la caisse et la porte en position fermée. Notamment, un jeu d'aspect entre la caisse et la porte en position fermée peut présenter des irrégularités et/ou les lignes de la porte peuvent ne pas être bien alignées avec les lignes de la caisse. Ceci conduit à un aspect esthétique imparfait du véhicule.

Présentation de l'invention

Le but de l’invention est de fournir un procédé d'assemblage d'une porte à une caisse d'un véhicule automobile remédiant aux inconvénients ci- dessus et améliorant les procédés d'assemblage connus de l’art antérieur.

Plus précisément, un premier objet de l’invention est un procédé d'assemblage d'une porte à une caisse d'un véhicule automobile à la fois simple et ergonomique à mettre en œuvre et permettant d'obtenir un aspect esthétique optimal du véhicule.

Résumé de l'invention

L'invention se rapporte à un procédé d'assemblage d'une porte sur une caisse d'un véhicule automobile, la porte étant destinée à être liée en rotation par rapport à la caisse au moyen d'au moins une charnière, l'au moins une charnière comprenant une première partie et une deuxième partie articulée en rotation autour de la première partie, le procédé d'assemblage comprenant :

- une étape de fixation de l'au moins une charnière sur la caisse par l'intermédiaire de sa première partie, puis

- une étape d'insertion temporaire d'une cale de montage dans la charnière pour maintenir la deuxième partie de l'au moins une charnière dans une orientation donnée, puis

- une étape de positionnement de la porte contre la deuxième partie de l'au moins une charnière, puis - une étape de fixation de la porte à la deuxième partie de l'au moins une charnière.

Une orientation de la porte à l'issue de ladite étape de positionnement peut former avec une orientation de la porte dans une position fermée un angle supérieur ou égal à 3°, notamment supérieur ou égal à 4°, et/ou un angle inférieur ou égale à 6°, notamment un angle inférieur ou égale à 5°.

La deuxième partie de l'au moins une charnière peut comprendre au moins un goujon, l'au moins un goujon s'étendant parallèlement à un premier axe après l'étape d'insertion de ladite cale de montage, et ladite étape de positionnement de la porte peut comprendre un déplacement en translation rectiligne de la porte parallèlement audit premier axe.

Le procédé d'assemblage peut comprendre, consécutivement à l'étape de fixation de la porte à la deuxième partie de l'au moins une charnière :

- une étape de fixation d'au moins un vérin configuré pour maintenir la porte en position ouverte, puis

- une étape de retrait de ladite cale.

Le procédé d'assemblage peut comprendre, préalablement à l'étape de positionnement de la porte relativement à la deuxième partie de l'au moins une charnière, une étape de fixation d'un accessoire sur la porte, notamment l'accessoire étant une serrure, ledit accessoire interférant avec une partie de la caisse si la porte est déplacée selon un déplacement en translation rectiligne parallèlement à une position fermée de la porte.

La porte peut être destinée à être liée en rotation par rapport à la caisse autour d'un axe de rotation sensiblement horizontal, la cale étant comprimée entre la première partie de la charnière et la deuxième partie de la charnière sous l'effet de la force de gravité s'exerçant sur la porte à l'issue de l'étape de fixation de la porte à la deuxième partie de l'au moins une charnière.

L'invention se rapporte également à une charnière pour un véhicule automobile, la charnière comprenant une première partie destinée à être fixée à une caisse du véhicule et une deuxième partie destinée à être fixée à une porte du véhicule, la deuxième partie étant articulée en rotation autour de la première partie, la charnière comprenant une cale, notamment en plastique, en appui contre la première partie et contre la deuxième partie de la charnière pour maintenir la deuxième partie dans une orientation donnée relativement à la première partie.

La première partie peut comprendre une embase destinée à être fixée à la caisse et deux montants s'étendant parallèlement l'un à l'autre de part et d'autre de l'embase, les deux montants étant reliés par un axe de rotation autour duquel est articulé la deuxième partie de la charnière, la cale s'étendant entre les deux montants.

La cale peut comprendre une première portion destinée à subir des efforts de compression exercés par la charnière lorsque la deuxième partie de la charnière tend à pivoter vers une position fermée de la porte, et une deuxième portion ayant pour fonction le maintien en position de la cale au sein de la charnière.

L'invention se rapporte également à un produit intermédiaire de fabrication destiné à former un véhicule automobile, ledit produit intermédiaire comprenant une caisse ou un élément de caisse du véhicule et une charnière telle que définie précédemment, la première partie de la charnière étant fixée à la caisse ou audit élément de caisse. Présentation des figures

Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

La figure 1 est une vue schématique, partielle, et en coupe d'un véhicule automobile au cours d'un procédé d'assemblage d'une porte sur une caisse du véhicule, selon l'état de la technique.

La figure 2 est une vue schématique, partielle, et en coupe d'un véhicule automobile au cours d'un procédé d'assemblage d'une porte sur une caisse du véhicule, selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 3 est une vue tridimensionnelle d'une charnière selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 est une vue tridimensionnelle d'une première partie de la charnière et d'une cale de la charnière de la figure 3.

La figure 5 est une vue tridimensionnelle de la cale de la charnière de la figure 3.

La figure 6 est une vue schématique, partielle, et en coupe d'une charnière du véhicule de la figure 1 , au cours du procédé d'assemblage de la porte selon l'état de la technique.

Description détaillée

Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé d'assemblage comprend tout d'abord une première étape au cours de laquelle les différents composants destinés à être assemblés sont apportés. On apporte ainsi une caisse 1 , une porte 2 et au moins une charnière 3 de manière séparée. Ces composants sont représentés sur la figure 2.

La caisse 1 est une structure rigide, destinée à supporter différents composants d'un véhicule, notamment la porte 2. La caisse 1 peut notamment être une structure métallique, formée par un assemblage d'éléments de caisses par exemple par soudure. La caisse 1 est destinée à être enveloppée par une carrosserie dont les lignes participent à l'aspect esthétique du véhicule.

Le procédé d'assemblage peut être mis en œuvre sur une caisse 1 complète ou incomplète. Autrement dit, le procédé d'assemblage peut être mis en œuvre de manière à assembler la porte 2 à un élément de caisse, la fabrication de la caisse 1 étant finalisée après l'assemblage de la porte 2 sur l'élément de caisse.

La caisse 1 est orientée sensiblement de la même manière que lorsque le véhicule est terminé et qu'il repose sur un sol horizontal par l'intermédiaire de ses roues. Les termes "haut", "bas", "inférieur", et "supérieur" se rapportent à un agencement suivant un axe vertical. Les termes "avant" et "arrière" se rapportent à un agencement suivant un axe longitudinal, l'axe longitudinal étant l'axe dans lequel le véhicule se déplace en ligne droite, le véhicule se déplaçant en marche avant, de l'arrière vers l'avant. L'axe transversal désigne un axe horizontal, perpendiculaire à l'axe longitudinal.

La caisse 1 comprend une ouverture 4 destinée à être fermée par la porte 2. En particulier, l'ouverture 4 est une ouverture donnant accès à un coffre du véhicule. La porte 2 est donc une porte de coffre et est destinée à être assemblée à la caisse 1 selon une liaison en rotation autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe transversal. L'axe de rotation est un axe horizontal et est positionné en partie haute de la caisse 1 , notamment à proximité d'un toit 5 de la caisse, à l'arrière de celui-ci. En variante, l'invention pourrait également être transposée à l'assemblage de toute autre type de porte ou d'ouvrant à la caisse 1 du véhicule, par exemple des portes latérales du véhicule et/ou un capot de compartiment moteur du véhicule. La porte 2 comprend un panneau 6 destiné à fermer l'ouverture 4 prévue dans la caisse 1. La forme du panneau 6 épouse donc sensiblement la forme de l'ouverture 4. Le panneau 6 s'étend globalement dans un plan. A la suite de l'assemblage de la porte sur la caisse, et lorsque la porte est en position fermée, le plan dans lequel s'étend le panneau peut être un plan sensiblement incliné vers le haut et vers l'avant.

La porte 2 comprend en outre au moins un accessoire, notamment une serrure 7. La serrure 7 est positionnée au niveau d'un bord inférieur du panneau 6. La serrure 7 est destinée à coopérer avec une gâche solidaire de la caisse 1 pour verrouiller la porte 2 en positon fermée. La serrure 7 forme une saillie sensiblement perpendiculaire au panneau 6. La serrure 7 s'étend depuis le panneau 6 globalement vers l'avant et vers le bas lorsque la porte est en position fermée, à la suite de son assemblage sur la caisse. L'au moins un accessoire, notamment la serrure 7, a été assemblé à la porte 2 au cours d'une étape de montage préalable.

La charnière 3 est destinée à former une articulation en rotation autour de l'axe transversal entre la porte 2 et la caisse 1 . La porte 2 peut être liée en rotation à la caisse au moyen d'un nombre quelconque de charnières, notamment une, deux ou trois charnières, au moins une de ces charnières étant une charnière 3 telle que nous allons à présent la décrire.

La charnière 3 comprend une première partie 8, également dénommée charnon fixe, qui est destinée à être fixée à la caisse 1 . La charnière 3 comprend également une deuxième partie 9, également dénommée charnon mobile, qui est destinée à être fixée à la porte 2. La deuxième partie 9 est articulée en rotation autour de la première partie 8 suivant l'axe transversal. La deuxième partie 9 de la charnière 3 comprend au moins un goujon 10, par exemple deux goujons, destiné à coopérer avec au moins un trou de fixation prévu dans la porte 2. L'au moins un trou de fixation de la porte 2 est agencé au travers d'une interface de fixation 11 de la porte 2. L'interface de fixation 11 comprend une paroi destinée à venir en appui contre la deuxième partie 9 de la charnière 3 à l'issue de la fixation de la porte 3. Cette interface de fixation

11 est positionnée au niveau d'un bord supérieur du panneau 6.

Les figures 3 et 4 montrent plus en détail un mode de réalisation de la charnière 3. La charnière 3 est de préférence métallique afin d'être suffisamment robuste. La première partie 8 comprend une embase 12 destinée à être fixée à la caisse 1 et deux montants 13 s'étendant verticalement, parallèlement l'un à l'autre, et de part et d'autre de l'embase 12. Les deux montants 13 sont reliés entre eux, au niveau de leur extrémité supérieure, par un axe de rotation 14, de forme cylindrique, autour duquel est articulé la deuxième partie 9 de la charnière. La première partie comprend en outre une paroi 15, sensiblement verticale, reliant l'embase

12 et les deux montants 13 sur une partie de la hauteur de ces derniers. La première partie 8 peut ainsi présenter sensiblement la forme d'un panier.

La deuxième partie 9 de la charnière 3 comprend une partie centrale 16 reliée selon une liaison en rotation à l'axe de rotation 14. La partie centrale 16 présente sensiblement une forme de U et est positionnée entre les deux montants 13. La partie centrale 16 est prolongée sur ses deux côtés latéraux par deux appendices 17, ou oreilles, coplanaires. Chaque appendice 17 est pourvue d'un trou 18 destiné à acceuillir un goujon 10. La première partie 8 et la deuxième partie 9 peuvent être chacune obtenues par déformation d'une plaque métallique.

Dans une deuxième étape du procédé d'assemblage, on fixe la première partie 8 de la charnière 3 à la caisse. En particulier, on peut visser l'embase 12 à la caisse 1 au moyen d'une ou plusieurs vis de fixation traversant des trous de fixation prévus dans la caisse et dans l'embase 12. Cette ou ces vis de fixation peuvent s'étendre sensiblement verticalement. On met également les goujons 10 en place dans les trous 18 prévus à cet effet. Les goujons peuvent être vissés à la deuxième partie 9 de la charnière 3. La charnière 3 peut alors être dans un état d'attente. Dans cet état, la deuxième partie 9 adopte sous l'effet de la gravité une position stable de moindre énergie potentielle. En particulier, les appendices 17 prennent appui contre les montants 13. La configuration de la charnière 3 peut ainsi correspondre à la position de la charnière 6' illustrée sur la figure 1 .

Ensuite, dans une troisième étape du procédé d'assemblage, on insère temporairement une cale 20 de montage dans la charnière 3 pour maintenir la deuxième partie 9 dans une orientation donnée. La cale 20 est donc une pièce destinée à faciliter l'assemblage de la porte 2 puis à être retirée. La cale 20 peut être réutilisée pour le montage de plusieurs véhicules. La cale 20 peut notamment être un élément monobloc, par exemple en plastique, notamment en ABS, ou en variante en métal. Notamment, la cale 20 peut être fabriquée par un procédé de synthèse additive.

La cale 20 est notamment bien visible sur la figure 5. Elle comprend une forme épousant la forme d'une partie de la charnière 3. En particulier, la cale 20 comprend une première surface 21 destinée à prendre appui contre la première partie 8 de la charnière 3 et une deuxième surface 22 destinée à prendre appui contre la deuxième partie 9 de la charnière 3. La première surface 21 et la deuxième surface 22 sont deux surfaces sensiblement opposées d'une première portion 23 de la cale. Plus précisément, la première surface 21 est destinée à prendre appui contre un bord supérieur de la paroi 15. La deuxième surface 22 est destinée à prendre appui contre un bord inférieur des appendices 17. Cette première portion 23 est ainsi destinée à subir des efforts de compression exercés par la charnière 3 lorsque la deuxième partie 9 de la charnière tend à pivoter vers une position correspondant à la position fermée de la porte 2.

La cale 20 comprend également une deuxième portion 24 ayant pour fonction le maintien en position de la cale 20 au sein de la charnière 3. Cette deuxième portion 24 comprend notamment une troisième surface 25 destinée à prendre appui sur une face antérieure de la paroi 15, ce qui empêche la cale 20 de tomber vers l'arrière. Cette deuxième portion 24 comprend aussi une quatrième surface 26 destinée à prendre appui sur chacun des deux montants 13, ce qui empêche la cale 20 de tomber vers l'avant. La cale 20 peut ainsi occuper une position stable au sein de la charnière 3, même en l'absence d'effort appliqué par la deuxième partie 9. Elle ne risque donc pas de tomber suite à un choc ou une vibration. Avantageusement; la cale est compacte et légère et peut être facilement manipulée à une seule main. Comme la cale 20 s'étend seulement entre les deux montants 13, elle ne requiert pas un volume libre autour des charnières 3 pour sa mise en place. Une telle cale peut ainsi être utilisée quelle que soit la géométrie de la caisse. La cale 20 peut en outre comprendre un moyen de préhension, par exemple une poignée, pour faciliter sa manipulation.

Pour mettre en place la cale 20 dans la charnière 3, il suffit de relever manuellement la deuxième partie 9 de la charnière 3, d'insérer la deuxième portion 24 entre les deux montants 13, puis de laisser reprendre appui la deuxième partie 9 de la charnière sur la cale 20. Le poids de la deuxième partie 9 peut participer au bon positionnement et au bon maintien de la cale. La cale peut ainsi être mise en place rapidement et facilement. Cette opération ne requiert pas un geste de grande précision Comme cela est visible sur la figure 2, la cale 20 permet d'orienter les goujons 10 fixés à la deuxième partie 9 sensiblement vers le haut. L'angle A1 formé entre l'axe X0 des goujons en absence de cale et l'axe X1 des goujons en présence de la cale 20 peut être supérieur ou égal à 3°, notamment supérieur ou égal à 4°, et/ou inférieur ou égale à 6°, notamment inférieur ou égale à 5°. Les dimensions de la première portion 23 de la cale permettent d'obtenir la valeur d'angle souhaitée.

A l'issue de cette troisième étape, on obtient un produit intermédiaire de fabrication comprenant la caisse 1 , la charnière 3 et la cale 20 mise en place dans la charnière 3. Ce produit intermédiaire de fabrication est destiné à former un véhicule automobile à l'issue d'un procédé d'assemblage complet.

Ensuite, dans une quatrième étape du procédé d'assemblage, on positionne la porte 2 contre la deuxième partie de la charnière 3. Pour ce faire on peut déplacer la porte, notamment au moyen d'un bras robotisé, suivant un mouvement de translation sensiblement parallèle à l'axe X1 dans lequel s'étendent les goujons. Ce mouvement de translation est illustré par la flèche F sur la figure 2. La porte 2 est donc inclinée d'un angle égal à A1 par apport à sa position fermée. La valeur de l'angle A1 est choisie de manière suffisamment importante pour éviter une interférence entre un accessoire fixé sur la porte 2 et la caisse lors du rapprochement de la porte. En particulier, l'angle A1 peut être supérieur ou égal à 3°, notamment supérieur ou égal à 4°, de sorte à éviter toute collision entre un point bas de la serrure 7 et un bord inférieur 19 de l'ouverture 4 de la caisse. L'inclinaison de la porte lors de la quatrième étape permet de remonter le point bas de la serrure 7 par rapport à la caisse, ce qui permet d'éviter une interférence entre la serrure 7 et la caisse 4. Lors de la quatrième étape, on fait notamment passer les goujons 10 au travers des trous prévus dans l'interface de fixation 11. On vient ainsi positionner l'interface de fixation 11 en appui contre les appendices 17. Grâce à la cale, les appendices 17 sont présentés bien parallèlement à l'interface de fixation 11 .

En remarque, l'angle A1 défini plus haut correspond également à un angle formé entre d'une part une orientation de la porte à l'issue de la quatrième étape, et d'autre part une orientation de la porte dans une position fermée, c’est-à-dire une position où la serrure 7 fixée sur la porte coopère avec la gâche. Autrement dit, la cale 20 permet de conserver la porte entrouverte d'un angle A1 donné. Cet angle est supérieur ou égal à 3°, notamment supérieur ou égal à 4°, et/ou inférieur ou égale à 6°, notamment un angle inférieur ou égale à 5°. Cette valeur de l'angle A1 est suffisante importante pour éviter une interférence entre la serrure 7 et le bord supérieur de l'ouverture 4 de la caisse. Cette valeur est également suffisamment faible pour ne pas générer des efforts de compression trop important sur la cale 20. En effet, si l'angle A1 était plus important, le couple exercé sur la charnière par le poids de la porte 2 serait beaucoup plus important. La cale devrait alors être capable de supporter des efforts de compression plus importants. La cale devrait alors être fabriquée en métal et risquerait plus facilement d'endommager la charnière 3. En outre, si l'angle A1 était plus important, il faudrait prévoir plus de place autour de la caisse car la porte s'étendrait davantage vers l'arrière.

Ensuite, dans une cinquième étape, on fixe la porte 2 à la deuxième partie 9 de la charnière 3. Pour ce faire on peut par exemple serrer des écrous sur les goujons 10. Comme l'interface de fixation 11 de la porte 2 s'étend bien parallèlement aux appendices 17 lors du serrage des écrous, il ne se produit aucun glissement entre l'interface de fixation 11 et les appendices 17. Par conséquent, le serrage des écrous ne modifie pas le positionnement de la porte 2 relativement à la caisse 1. Le procédé d'assemblage permet ainsi une grande précision de positionnement de la porte 2 par rapport à la caisse 1 et donc un aspect esthétique optimisé. La figure 6 illustre le positionnement des appendices 17 et de l'interface de fixation 11 lors d'un procédé d'assemblage dans lequel la cale 20 ne serait pas utilisée. On constate qu'il se formerait alors un angle égal à l'angle A1 entre les appendices 17 et l'interface de fixation 11 lors du serrage des écrous. La présence de cet angle provoquerait un glissement relatif entre ces surfaces lors du serrage et finalement un mauvais ajustement de la position de la porte 2 relativement à la caisse 1 .

Le procédé d'assemblage peut ensuite être poursuivi de la manière suivante : dans une sixième étape, on fixe au moins un vérin, notamment deux vérins, entre la caisse 1 et la porte 2. Les vérins sont configurés pour permettre un maintien autonome de la porte 2 en positon ouverte. Cette étape comprend notamment la fixation d'une première extrémité de l'au moins un vérin à la caisse et la fixation d'une deuxième extrémité de l'au moins un vérin à la porte. Ensuite, dans une septième étape, on retire la cale 20, qui pourra alors resservir au cours du procédé d'assemblage d'un autre véhicule.

En remarque, l'utilisation d'un matériau cassant tel que du plastique pour la fabrication de la cale 20 est avantageuse, car en cas d'oubli de retrait de la cale et de tentative de fermeture de la porte, la cale 20 peut se casser facilement, sans endommager le véhicule.

Finalement, grâce à l'invention on bénéficie d'un procédé d'assemblage simple à mettre en œuvre. Ce procédé permet d'une part la fixation d'accessoires tels qu'une serrure sur la porte préalablement à l'assemblage de la porte sur la caisse. D'autre part, ce procédé permet d'obtenir des véhicules avec une finition optimale. L'invention est particulièrement avantageuse pour améliorer le procédé d'assemblage d'une porte de coffre à une caisse du véhicule lorsque l'axe de rotation de la charnière est positionné à proximité du toit du véhicule comme par exemple pour un véhicule citadin, un monospace ou un SUV. En effet sur ces types de véhicule, l'assemblage des accessoires à la porte de coffre est encore plus complexe à réaliser lorsque la porte de coffre est déjà assemblée à la caisse.