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Définition de charnière
Une charnière permet de faire pivoter un élément mobile appelé "battant" par rapport à un ensemble fixe appelé "charnier" ; elle comprend donc :
- Deux « charnons » (battant et charnier)
- L’axe ou pivot
- Éventuellement des rondelles (laiton, nylon, téflon), bagues, roulements ou paliers, peuvent être nécessaires pour faciliter l’articulation et augmenter sa durabilité.
L’axe de la charnière
Il est parfois appelé gond, pivot, tige, goujon, broche ou goupille.
Il peut être très différent :
- En nature : acier, inox, laiton, nylon, etc.
- En forme : axe sans tête, à tête ronde, en tôle d’acier roulée (axe élastique), avec graisseurs, etc.
La longueur de l’axe détermine
la hauteur de la charnière.
Il est le plus souvent solidarisé avec l’un ou l’autre des deux charnons (soudure, écrasage, rivetage, vissage, renflement, moletage ou déformation) ; ce n’est toutefois pas le cas des charnières pour lesquelles on privilégie la facilité de démontage ; par exemple charnières "à tige coudée".
Le charnon
Il est lui-même composé d’une « planche » (ou aile) et des « nœuds » (joint ou œil). Pour les charnières dont le nombre de nœuds est impair on parle selon leur position de « nœuds femelles » et de « nœuds mâles » et par extension de charnons mâles ou femelles.
Les charnons peuvent être de nature très différente ... :
- Acier, acier inox, fonte
- Cuivre, laiton, bronze
- Aluminium, zamak
- Plastiques, etc.
... Et être issus de :
- Bruts de forge ou de fonderie
- Profils laminés ou extrudés
- Tôles ou plats laminés
On différencie souvent les charnières par la manière selon laquelle sont réalisés ses charnons :
- Charnière en tôle à nœuds roulés (en simple ou double feuille)
- Charnière usinée issue de profil ou de bruts
- Charnière soudée "à nœuds rapportés"
A noter que :
Bien que l’on parle de "planche" pour désigner la partie plate d’une charnière, il existe d’autres types de charnière ayant des formes particulières. En effet, ceci est vrai des charnières issues de brut et issues de tôlerie pouvant comporter une partie roulée constituant le nœud d’une charnière ou un nœud de charnière soudé, etc.
De plus, les deux charnons d’une même charnière peuvent être très différents.
Par exemple cette charnière est composée d’un charnon issu d’un profil alu extrudé et d’un charnon issu d’un profil laminé acier.
Par ailleurs il peut y avoir toute sorte de finitions et en particulier des perçages et des fraisurages pour permettre la fixation par vis, etc.
Les nœuds
Le nombre des nœuds peut être extrêmement variable :
- Les nœuds sont au moins trois dans le cas d’une charnière : un nœud mâle entouré de deux nœuds femelles.
- Quand il n’y a que deux nœuds l’on parle plutôt de "paumelle" mais on dit aussi "charnière dégondable" ou "charnière fanion".
- Les charnières ayant un grand nombre de nœuds sont appelées "charnières continues" ou "charnières piano".
"Penture" désignait un fer plat dont l’une des extrémités est enroulée sur elle même pour former "l’œil" qui lui même pivote sur le gond . Aujourd’hui penture désigne une charnière avec un charnon femelle (à un ou deux nœuds) fixé sur le bâti et un charnon mâle de plus grande longueur fixé sur l’ouvrant. Les petites pentures utilisées pour les persiennes s’appellent "lacets d’espagnolette".
La position des nœuds (et donc de l’axe) par rapport aux planches est une caractéristique importante de la charnière ; ils peuvent être centrés (-O-), ou plus ou moins déhanchés ( _O_ ) de manière à permettre l’obtention d’une charnière plate quand elle est ouverte.
Le choix d’une charnière
Une charnière doit répondre à de nombreux critères :
- La forme souhaitée
- L’angle d’ouverture
- La capacité de réponse aux efforts auxquels elle est soumise tant ouverte que fermée en fonction de sa position d’utilisation.
- Le couple nécessaire à son propre fonctionnement
- Sa durabilité (usure en fonction du nombre de cycles, risques de chocs et de corrosion)
- Les empilages de jeux
- La facilité, ou l’impossibilité du démontage
- La fixation de la charnière (vis, soudure, etc.)
Tous ces critères sont complémentaires, compatibles, ou contradictoires et toujours coûteux ; les choix peuvent être difficiles. Ce n’est pas un hasard si l’exemple de l’ouverture d’une porte de voiture est pris comme exemple pour illustrer le QFD (Quality function deployment) "maison de la qualité".
Il existe de très nombreuses variantes de charnières :
- A trois planches
- A ressort
- Avec graisseur
- Avec limitation de l’ouverture
- Charnière double
- Fonction-charnières intégrée dans une pièce, etc.
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