Définition
La charnière est un système mécanique permettant de relier deux éléments tout en autorisant un mouvement contrôlé selon un axe défini.
Une charnière est généralement composée de plusieurs charnerons alignés et traversés par une goupille. L’alternance des charnerons permet de créer une articulation stable et résistante.
Le mouvement produit par une charnière est unidirectionnel. Contrairement à un emmaillement libre, la charnière guide précisément l’axe de rotation et limite les mouvements parasites. Ce contrôle améliore la stabilité mécanique et permet des assemblages plus robustes.
Emplacement
Les charnières peuvent être visibles ou intégrées dans la construction du bijou. Leur emplacement influence directement le débattement, la fermeture et l’apparence générale de la pièce.
Lorsque la charnière est centrée sur l’épaisseur de la pièce, le mouvement finit par se bloquer contre l’objet lui-même. Ce système limite l’ouverture mais permet une construction discrète et compacte.
Lorsque la charnière est placée à l’extérieur ou à fleur de la pièce, le mouvement peut devenir complet. Ce principe est comparable à l’ouverture d’un livre ou d’un classeur selon la position du centre de rotation.
Le positionnement du centre du charneron constitue donc un élément fondamental de la conception mécanique. Une mauvaise position peut empêcher la fermeture complète ou provoquer des tensions importantes dans la charnière.
La forme la plus classique utilise trois charnerons ou davantage. En général, le charneron central est placé sur la partie la plus facile à recommencer en cas d’accident lors du brasage ou des réparations.
Pour des raisons de solidité, le charneron central est souvent légèrement plus long que ceux situés aux extrémités. Cette construction permet une surface de brasure plus importante. Les charnerons latéraux bénéficient quant à eux de deux zones de contact, ce qui améliore également leur résistance mécanique.
Types de charnières
Certaines charnières utilisent un seul charneron traversant. Ce système est fréquent dans les broches ou les dispositifs de type « huit de sécurité ». D’autres utilisent deux charnerons associés à des systèmes rivetés ou vissés.
Les charnières peuvent également intégrer des ressorts ou des systèmes de tension. C’est notamment le cas des clips de boucles d’oreilles ou de certains boutons de manchette.
Charnière à ressort présente dans certains types de boutons de manchette
Tubes
Les tubes servant à fabriquer les charnerons peuvent être obtenus de différentes manières.
Ils peuvent être achetés préfabriqués ou réalisés à partir d’un fil percé. Le perçage d’un fil permet de produire un tube très précis et adapté aux dimensions souhaitées. Pour cela, le fil est généralement mis en rotation dans la pièce à main tandis que le foret est maintenu fixe dans un mandrin.
Les tubes peuvent être utilisés directement sans brasure ou être intégrés dans une construction brasée.
Installation et brasage
Sans laser
Lors de la fabrication sans laser, l’alignement des charnerons constitue une étape critique. Les éléments doivent être parfaitement coaxiaux afin de garantir un mouvement fluide sans point dur.
Une méthode consiste à préparer un long tube dans lequel des encoches sont réalisées afin de former les différents charnerons. Cette technique facilite l’alignement mais consomme davantage de matière.
Une autre méthode consiste à préparer chaque charneron séparément aux bonnes dimensions avant assemblage.
Durant le brasage, les charnerons sont généralement montés autour d’une goupille correspondant exactement au diamètre intérieur des tubes. Cette goupille maintient l’alignement pendant toute l’opération.
Afin d’éviter que la goupille ne se brase accidentellement, elle peut être protégée avec du graphite ou du correcteur liquide. Dans certains cas, les éléments sont également maintenus au fil à lier.
Les paillons doivent être extrêmement petits et placés à distance des autres charnerons afin d’éviter les coulures de brasure dans les zones mobiles. Les brasures sont amorties puis on défait l’assemblage afin de terminer séparément les brasures avec une plus faible. Garder la goupille pour maintenir l’axe.
Des légers chanfreins sont généralement réalisés sur les extrémités des charnerons. Ils permettent :
- de limiter les remontées de brasure vers la goupille ;
- d’éviter les surépaisseurs empêchant le bon ajustage des éléments ;
- de faciliter les finitions.
Si de la brasure gêne le mouvement, elle peut être reprise avec une fraise très fine afin de rétablir le passage entre les charnerons.
Avec laser
Avec une soudure laser, les pointages sont souvent réalisés à des endroits facilement accessibles pour permettre les reprises ultérieures. Les pointages peuvent ensuite être retirés lors des finitions.
Goupille
La goupille joue un rôle essentiel dans le fonctionnement de la charnière. Son diamètre doit correspondre précisément au trou des charnerons. Une goupille trop fine crée du jeu et accélère l’usure. Une goupille trop grosse bloque le mouvement ou déforme les tubes.
La goupille doit rester parfaitement droite. Si elle se déforme, elle peut être redressée en la roulant entre deux tas ou en la mettant en tension.
Une extrémité en bec de flûte facilite l’introduction de la goupille dans des charnières légèrement contraintes ou équipées d’un ressort.
Les goupilles peuvent être :
- brasées ;
- rivetées ;
- vissées.
Dans les systèmes vissés, seul le dernier charneron comporte généralement un filetage.
Finitions
Les finitions d’une charnière doivent toujours être réalisées avec l’assemblage monté. Cette méthode évite de creuser les bords des charnerons et permet de conserver des jeux réguliers entre les éléments.
Laisser un commentaire