FR2535471A1 - Hinge assembly for data transmission. - Google Patents
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Abstract
Description
ENSEMBLE-CHARNIERE POUR LA TRANSMISSION D'INFORMATIONS
La présente invention a pour objet un ensemble formant charnière qui permet la transmission d'informations.entre deux pieces reliées par ledit ensemble.HINGE ASSEMBLY FOR TRANSMITTING INFORMATION
The subject of the present invention is a hinge assembly which allows the transmission of information between two pieces connected by said assembly.
De façon plus précise l'invention concerne un tel ensemble qui permet le pivotement autour d'un axe ou autour de deux axes de préférence parallèles d'une pièce par rapport à l'autre tout en assurant la transmission d'une information codée d'une pièce à l'autre quelle que soit la position relative d'une piece par rapport à l'autre. More precisely, the invention relates to such an assembly which allows pivoting around an axis or around two axes which are preferably parallel from one part with respect to the other while ensuring the transmission of coded information of one piece to another regardless of the relative position of one piece with respect to the other.
Par "ensemble-charnière" ou par "ensemble formant charnière il faut entendre : soit deux ensembles d'organes mécaniques respectivement fixés à chaque pièce et qui, ou bien coopèrent entre eux pour définir un axe de pivotement des deux pièces, ou bien cooperent avec un troisième ensemble d'organes mécaniques pour définir deux axes de pivotement; soit deux ensembles d'organes mécaniques faisant partie intégrante des deux pièces et qui, ou bien coopèrent entre eux pour definir un axe de pivotement des deux pièces, ou bien cooperent avec un troisième ensemble d'organes mécaniques, independant des deux pièces, pour definir deux axes de pivotement. Ultérieurement on emploiera le terme de "charnière" pour désigner ces concepts. By "hinge assembly" or by "hinge assembly" is meant: either two sets of mechanical members respectively fixed to each part and which either cooperate with one another to define a pivot axis of the two parts, or else cooperate with a third set of mechanical members to define two pivot axes; either two sets of mechanical members forming an integral part of the two parts and which either cooperate with one another to define a pivot axis of the two parts, or else cooperate with a third set of mechanical components, independent of the two parts, to define two pivot axes, later we will use the term "hinge" to designate these concepts.
Pour résoudre le problème de la transmission d'informations à travers une charnière plusieurs solutions on déjà été proposes. Une première solution consista à utiliser des fils souples qui sont fixés sur les deux pièces mais qui sont libres au niveau de l'articulation. Pour assurer l'intégrité mecanique des fils il est necessaire de les munir de gaines mécaniquement résistantes. Un tel système n'est utilisable que dans un ensemble de grandes dimensions, par exemple une porte. To solve the problem of transmitting information through a hinge, several solutions have already been proposed. A first solution consisted in using flexible wires which are fixed on the two parts but which are free at the level of the joint. To ensure the mechanical integrity of the wires, it is necessary to provide them with mechanically resistant sheaths. Such a system can only be used in a large assembly, for example a door.
Pour des ensembles de plus petites dimensions une solution consiste à utiliser des contacts rotatifs, un organe de contact étant solidaire de chaque pièce. Cette solution presente l'inconvenient majeur d'engendrer des parasites qui viennent altérer la transmission de l'information codée, en particulier du fait de l'irrégularité de la qualité du contact entre les deux éléments conducteurs. En outre un tel système est tres sensible à l'influence des phénomènes parasites ambiants de nature électromagnétique tels que les fréquences industrielles à 50 ou 100 Hz. For smaller assemblies, one solution consists in using rotary contacts, a contact member being integral with each part. This solution presents the major drawback of generating parasites which alter the transmission of coded information, in particular due to the irregularity of the quality of the contact between the two conducting elements. In addition, such a system is very sensitive to the influence of ambient parasitic phenomena of an electromagnetic nature such as industrial frequencies at 50 or 100 Hz.
Une autre solution consiste à prévoir que la transmission des informations ne pourra- avoir lieu que pour une seule position relative des deux pièces. Les contacts rotatifs sont alors supprimés mais la plage d'utilisation est réduite et il est nécessaire de doter l'ensemble de moyens mécaniques supplémentaires qui immobilisent les- deux pièces dans la position relative oA la transmission d'informations doit avoir lieu. Another solution is to provide that the transmission of information can only take place for a single relative position of the two parts. The rotary contacts are then eliminated but the range of use is reduced and it is necessary to provide the assembly with additional mechanical means which immobilize the two parts in the relative position oA the transmission of information must take place.
Pourremédier à ces inconvenients un premier objet de llinven- tion est de fournir un ensemble-charnière qui soit compatible avec des pieces de dimensions réduites et qui autorise une transmission de l'information pour un très grand nombre de positions relatives
e des deux pièces, en évitant de plus l'introduction de phenomenes parasites dans la transmission de l'information.To remedy these drawbacks, a first object of the invention is to provide a hinge assembly which is compatible with parts of reduced dimensions and which allows information to be transmitted for a very large number of relative positions.
e of the two parts, avoiding in addition the introduction of parasitic phenomena in the transmission of information.
Un deuxieme objet de l'invention est de fournir un tel ensemblecharnière qui ait une grande duree de vie, c'est-à-dire qui puisse supporter un grand nombré de manipulations. A second object of the invention is to provide such a hinge assembly which has a long service life, that is to say which can withstand a large number of manipulations.
Un troisième objet de-l'invention est de fournir un tel ensemble-charnière qui permette une rotation relative des deux pièces d'un angle au moins égal à +1800, la transmission étant assurée quelle que soit l'angle. A third object of the invention is to provide such a hinge assembly which allows relative rotation of the two parts by an angle at least equal to +1800, the transmission being ensured whatever the angle.
Pour atteindre ces buts la charnière selon l'invention comprend deux ensembles d'organes mécaniques respectivement solidaires des deux pièces pour définir au moins un axe de pivotement des deux pièces, et un ensemble de transmission optique d'informations comprenant un convertisseur électro-optique solidaire d'une des pièces pour convertir l'information électrique à transmettre en une information optique correspondante, un convertisseur opto-électrique pour transformer une information optique en une information electri- que correspondante, et des moyens pour définir un chemin optique entre les deux convertisseurs de telle manière que le chemin optique comporte au moins une portion disposée selon l'axe de pivotement ou des portions disposees selon chacun des axes de pivotement. To achieve these goals, the hinge according to the invention comprises two sets of mechanical members respectively secured to the two pieces to define at least one pivot axis of the two pieces, and a set of optical information transmission comprising an electro-optical converter secured one of the parts for converting the electrical information to be transmitted into corresponding optical information, an opto-electric converter for transforming optical information into corresponding electrical information, and means for defining an optical path between the two converters of such that the optical path comprises at least one portion arranged along the pivot axis or portions arranged along each of the pivot axes.
On voit qu'ainsi la charniere comprend une structure mécanique qui définit le ou les axes de pivotement et que l'information est transmise sous forme optique au niveau de -la charnière ce qui supprime tout conducteur électrique et tout contact rotatif. De plus l'information optique n'est pas perturbée si l'on prend des précautions très simples. En outre, comme une partie du chemin optique réaliste entre les deux convertisseurs "suit" le ou les axes de pivotement, la transmission peut avoir lieu. quelle que soit la position relative des deux pièces, tout en utilisant un système optique simple. It can be seen that thus the hinge comprises a mechanical structure which defines the pivot axis (s) and that the information is transmitted in optical form at the level of the hinge, which removes all electrical conductor and all rotary contact. In addition, the optical information is not disturbed if very simple precautions are taken. In addition, as part of the realistic optical path between the two converters "follows" the pivot axis (s), transmission can take place. regardless of the relative position of the two parts, while using a simple optical system.
Dans le cas où il y a un seul axe de pivotement, les deux convertisseurs peuvent se faire face et avoir un axe commun confondu avec l'axe de pivotement des deux pièces. Le chemin optique est donc entièrement disposé selon l'axe de pivotement et les moyens pour definir le chemin optique se réduisent au fait que les faces actives des deux convertisseurs sont disposées en regard l'une de l'autre. In the case where there is only one pivot axis, the two converters can face each other and have a common axis coincident with the pivot axis of the two parts. The optical path is therefore entirely arranged along the pivot axis and the means for defining the optical path are reduced to the fact that the active faces of the two converters are arranged opposite one another.
Une autre solution consiste à disposer les deux convertisseurs pour que leurs axes soient sensiblement perpendiculaires à 1-' axe de pivotement et coupent celui-ci. Le système optique comprend alors, en outre, deux miroirs dont l'un réfléchit le faisceau lumineux selon l'axe de pivotement, et dont l'autre renvoie Ce faisceau réfléchi vers le convertisseur-opto-électronique. Another solution consists in placing the two converters so that their axes are substantially perpendicular to the pivot axis and intersect it. The optical system then further comprises two mirrors, one of which reflects the light beam along the pivot axis, and the other of which reflects this reflected beam back to the opto-electronic converter.
Dans le cas où il y a deux axes de pivotement parallèles, de preférence,. le convertisseur électro-optique a son axe disposé selon le premier axe de pivotement, alors que le convertisseur opto-électrique a son axe confondu avec le second axe de pivotement. Le système optique comprend alors un premier miroir pour renvoyer le faisceau émis par le convertisseur électro-optique vers un deuxième miroir qui renvoie à son tour le faisceau lumineux réfléchi vers le convertisseur opto-électrique de telle manière que le faisceau reçu par ce dernier convertisseur soit disposé selon le deuxième axe de pivotement. In the case where there are two parallel pivot axes, preferably. the electro-optical converter has its axis disposed along the first pivot axis, while the opto-electric converter has its axis coincident with the second pivot axis. The optical system then comprises a first mirror for returning the beam emitted by the electro-optical converter to a second mirror which in turn returns the reflected light beam to the opto-electric converter in such a way that the beam received by this latter converter is arranged along the second pivot axis.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère au dessin annexé sur lequel
- les figures la et lb illustrent un premier mode de realisa
tion dans lequel l'ensemble-charniere présente un seul axe
de pivotement;
- la figure 2 represente une variante du premier mode de
réalisation des figures la et lb,
- les figures 3a et 3b représentent en coupe verticale un
deuxième mode de realisation de l'ensemble-charnière dans
lequel il y a deux axes de pivotement parallèles;
- les figures 4a à 4e montrent le troisième ensemble d'organes
mécaniques de la charniere selon la figure 3;;
- les figures 5a à 5e montrent un des ensembles d'organes
mécaniques faisant partie intégrante d'une des pièces, pour
le mode de réalisation des figures 3;
- la figure 6 est une vue partielle de a charnière des
figures 3 à 5 montrant une variante de réalisation; et
- la figure 7 illustre sous une forme simplifiee des circuits
électroniques réalisés dans les deux pièces couplées par
l'intermédiaire d'une charnière selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of several embodiments of the invention given by way of non-limiting examples. The description refers to the attached drawing in which
- Figures la and lb illustrate a first embodiment
tion in which the hinge assembly has a single axis
pivoting;
- Figure 2 shows a variant of the first mode of
realization of Figures la and lb,
- Figures 3a and 3b show in vertical section a
second embodiment of the hinge assembly in
which there are two parallel pivot axes;
- Figures 4a to 4e show the third set of organs
mechanical hinge according to Figure 3 ;;
- Figures 5a to 5e show one of the sets of organs
mechanical part of one of the parts, for
the embodiment of Figures 3;
- Figure 6 is a partial view of a hinge of
Figures 3 to 5 showing an alternative embodiment; and
- Figure 7 illustrates in simplified form circuits
electronics made in the two parts coupled by
through a hinge according to the invention.
Les figures la et lb illustrent un premier mode de réalisation de la charnière selon lequel deux pièces référencées 2 et 4 peuvent pivoter autour d'un axe unique XX'. Pour cela la pièce 2 comporte des organes mécaniques qui, en coopération avec des organes mecaniques liés à la pièce 4, permettent de definir l'axe de rotation XX'. Figures la and lb illustrate a first embodiment of the hinge according to which two parts referenced 2 and 4 can pivot around a single axis XX '. For this, the part 2 comprises mechanical members which, in cooperation with mechanical members linked to the part 4, make it possible to define the axis of rotation XX '.
Le premier ensemble d'organes mécaniques qui fait partie intégrante de la pièce comprend un premier bras 6 qui porte à son extrémité un tenon 8 cylindrique dont l'axe est confondu avec l'axe XX'. Il comprend également un deuxième bras 10 qui comporte un orifice cylindrique 12 d'axe XX'. Symétriquement la piece 4 comporte un premier bras 14 muni à son extremite d'un tenon 16 cylindrique disposé selon l'axe XX' et un deuxième bras 18 muni à son extrémité d'un trou 20 disposé également selon l'axe XX'. Les alésages 12 et 20 ont des diametres très légèrement supérieurs aux diamètres externes des tenons 8 et 16. On comprend aisément qu'en engageant les tenons 8 et 16 dans les alésages 12 et 20 on réalise une charnière qui definit pour les pièces 2 et 4 un axe de pivotement
XX'.Comme le montre la figure lb les directions des bras font un certain angle avec le plan général des pièces 2 et 4. Ainsi il est possible de replier les pièces 2 et 4 de telle maniere que leurs faces 4a et 2a viennent en contact.The first set of mechanical members which is an integral part of the part comprises a first arm 6 which carries at its end a cylindrical tenon 8 whose axis coincides with the axis XX '. It also includes a second arm 10 which has a cylindrical orifice 12 of axis XX '. Symmetrically the part 4 comprises a first arm 14 provided at its end with a cylindrical tenon 16 arranged along the axis XX 'and a second arm 18 provided at its end with a hole 20 also arranged along the axis XX'. The bores 12 and 20 have diameters very slightly greater than the external diameters of the tenons 8 and 16. It is easily understood that by engaging the tenons 8 and 16 in the bores 12 and 20 there is produced a hinge which defines for the parts 2 and 4 a pivot axis
As shown in FIG. 1b, the directions of the arms make a certain angle with the general plane of the parts 2 and 4. Thus it is possible to fold the parts 2 and 4 in such a way that their faces 4a and 2a come into contact .
Le système optique comprend tout d'abord un convertisseur electro-optique 22 solidaire de la pièce 4. Ce convertisseur électro-optique a un axe xx' perpendiculaire à l'axe XX' et qui coupe ce dernier. Ainsi le faisceau lumineux émis par le convertisseur 22 coupe l'axe XX'. Le système optique comporte également un premier miroir 24 solidaire de l'extrémité de t'ergot 16. Le miroir 24 est incliné de telle maniere qu'il renvoie le faisceau F1 emis par le convertisseur 22 selon l'axe XX' de la charnière. Ce premier faisceau réfléchi est référencé F2. Le système optique comprend égale- ment un convertisseur opto-électrique 26 solidaire de la pièce 2 et dont l'axe yy' est perpendiculaire à l'axe XX' de la charnière et coupe ce dernier.Enfin le système optique comporte un deuxième miroir 28 fixe à l'extrémité de l'ergot 8 et qui présente une inclinaison telle qu'il réfléchisse le faisceau F2 selon l'axe yy' du convertisseur 26 en donnant le faisceau F3. Concrètement le miroir 24 a son centre situé sur l'axe XX' et il fait un angle de l'ordre de 450 avec l'axe XX'. De même le miroir 28 a son centre sur l'axe XX' et fait un angle de 450 avec cet axe, les deux miroirs étant parallèles. Le convertisseur 22 est monté à l'extrémité d'un ensemble de conducteur 30 qui traverse la pièce 4 ou une paroi de la pièce 4 par un trou 32. Les conducteurs 30 servent entre autre à appliquer le signal électrique contenant l'information au convertisseur 22.Ces conducteurs peuvent servir a la fixation mécanique du convertisseur 22 sur la piece 4 ou bien un organe particulier supplémentaire peut être prévu à cet effet. De préférence le convertisseur 22 est constitué par une diode émettrice de lumière. The optical system firstly comprises an electro-optical converter 22 secured to the part 4. This electro-optical converter has an axis xx 'perpendicular to the axis XX' and which cuts the latter. Thus the light beam emitted by the converter 22 intersects the axis XX '. The optical system also includes a first mirror 24 secured to the end of the lug 16. The mirror 24 is inclined in such a way that it returns the beam F1 emitted by the converter 22 along the axis XX 'of the hinge. This first reflected beam is referenced F2. The optical system also comprises an opto-electric converter 26 integral with the part 2 and whose axis yy 'is perpendicular to the axis XX' of the hinge and cuts the latter. Finally the optical system comprises a second mirror 28 fixed at the end of the lug 8 and which has an inclination such that it reflects the beam F2 along the axis yy 'of the converter 26 by giving the beam F3. Concretely, the mirror 24 has its center located on the axis XX 'and it makes an angle of the order of 450 with the axis XX'. Similarly, the mirror 28 has its center on the axis XX 'and makes an angle of 450 with this axis, the two mirrors being parallel. The converter 22 is mounted at the end of a conductor assembly 30 which passes through the part 4 or a wall of the part 4 through a hole 32. The conductors 30 serve inter alia to apply the electrical signal containing the information to the converter 22.These conductors can be used for the mechanical fixing of the converter 22 on part 4 or else an additional particular member can be provided for this purpose. Preferably the converter 22 is constituted by a light emitting diode.
Symétriquement le convertisseur 26 est monte à l'extrémité d'un ensemble de conducteur 34 qui traverse la pièce 2 par un passage 36.Symmetrically the converter 26 is mounted at the end of a conductor assembly 34 which passes through the part 2 via a passage 36.
Ces conducteurs 34 servent en particulier à transmettre l'information sous forme de signal électrique résultant de l'information optique reçue parle convertisseur. Le convertisseur 26 est, par exemple, une diode PIN.These conductors 34 serve in particular to transmit the information in the form of an electrical signal resulting from the optical information received by the converter. The converter 26 is, for example, a PIN diode.
Il résulte de la description précédente que la charnière permet effectivement la transmission sous forme optique de l'information quelle que soit la position relative des pièces 2 et 4. En effet le chemin optique constitué par les faisceaux F1, F2 et F3 ne coupe pas l'axe de rotation -XX', mais une portion de ce chemin optique correspondant au faisceau F2, est disposée selon cet axe. Ce résultat est également dû au fait que le convertisseur 26 et le miroir 28 sont fixes l'un par rapport à l'autre et que le convertisseur 22 et le miroir 24 sont egalement fixes l'un par rapport à l'autre. En ce qui concerne la fabrication des organes mécaniques formant la charnière ils pourraient être constitues par des éléments fixés sur les pièces 2 ou .4.Ils sont plus avantageusement constitues par des prolongements des pièces 2 et 4. Pour permettre le montage il est avantageux de réaliser les pièces 2 et 4 avec leurs prolongements à partir de deux demi-pièces ultérieurement soudées ou collées, comme le montre la figure lb. It follows from the preceding description that the hinge effectively allows the transmission in optical form of the information whatever the relative position of the parts 2 and 4. In fact the optical path formed by the beams F1, F2 and F3 does not intersect the 'axis of rotation -XX', but a portion of this optical path corresponding to the beam F2, is arranged along this axis. This result is also due to the fact that the converter 26 and the mirror 28 are fixed relative to each other and that the converter 22 and the mirror 24 are also fixed relative to each other. As regards the manufacture of the mechanical members forming the hinge, they could be constituted by elements fixed on the parts 2 or .4.They are more advantageously constituted by extensions of the parts 2 and 4. To allow mounting it is advantageous to make parts 2 and 4 with their extensions from two half-pieces subsequently welded or glued, as shown in Figure lb.
Il faut remarquer que le système optique qui vient d'être décrit permet de transmettre des informations seulement dans un sens. Plus précisément ces informations peuvent passer de la pièce 4 a la piece 2. Si l'on veut pouvoir transmettre des informations dans les deux sens une première solution consiste à utiliser des convertisseurs 22 et 26 qui fonctionnent à la fois en emetteur et en récepteur. It should be noted that the optical system which has just been described makes it possible to transmit information only in one direction. More precisely, this information can pass from part 4 to part 2. If one wants to be able to transmit information in both directions, a first solution consists in using converters 22 and 26 which operate both as a transmitter and as a receiver.
Cependant cela complique sensiblement le traitement des informations ainsi transmises. Une autre solution consiste à utiliser deux charnières telles que celle qui est représentée sur la figure la.However, this considerably complicates the processing of the information thus transmitted. Another solution is to use two hinges such as that shown in Figure la.
Une charnière sert à la transmission de l'information dans un sens, l'autre charnière servant à la transmission de l'information dans l'autre sens.One hinge is used to transmit information in one direction, the other hinge is used to transmit information in the other direction.
La figure 2 repré-sente une variante de réalisation de la charnitre de la figure 1 dans laquelle les structures mécaniques sont identiques mais dans laquelle le système optique est différent. Le système optique consiste en un convertisseur électro-optique 22 qui est monté à l'extrémité du tenon 16 et dont l'axe xx' est confondu avec l'axe de pivotement XX'. Le convertisseur 22 est monté à l'extrémité de conducteurs 30' qui sont loges dans un passage 40 qui débouche dans l'axe du tenon 16. De même le convertisseur optoélectrique 26 est monté à l'extrémité du tenon 8 vis- -vis du convertisseur 22 de telle maniere que son axe yy' soit confondu avec l'axe XX'. Le convertisseur 24 est monte à l'extrémité de conducteurs 34' logés dans un passage 42 qui debouche dans la face d'ex trémité du tenon 8. On comprend qu'ainsi le chemin optique se réduit à un trajet rectiligne selon l'axe XX' entre l'émetteur lumineux et le récepteur de lumière. Figure 2 represents a variant embodiment of the charnitre of Figure 1 in which the mechanical structures are identical but in which the optical system is different. The optical system consists of an electro-optical converter 22 which is mounted at the end of the pin 16 and whose axis xx 'coincides with the pivot axis XX'. The converter 22 is mounted at the end of conductors 30 'which are housed in a passage 40 which opens into the axis of the stud 16. Similarly the optoelectric converter 26 is mounted at the end of the stud 8 opposite the converter 22 in such a way that its axis yy 'is merged with the axis XX'. The converter 24 is mounted at the end of conductors 34 'housed in a passage 42 which opens into the end face of the stud 8. It is understood that thus the optical path is reduced to a rectilinear path along the axis XX 'between the light emitter and the light receiver.
Ce mode de réalisation présente l'avantage de simplifier le système optique. En revanche il presente l'inconvénient de diminuer la résistance mécanique de la charnière du fait que les ergots sont en partie alésés. La résistance mécanique de la charnière est donc ainsi diminuée. This embodiment has the advantage of simplifying the optical system. On the other hand, it has the drawback of reducing the mechanical resistance of the hinge due to the fact that the pins are partly bored. The mechanical resistance of the hinge is thus reduced.
En se référant aux figures 3 a 5 on va maintenant décrire un deuxième mode de realisation de la charnière dans le cas où les deux pièces référencées 2' et 4' peuvent pivoter autour de deux axes parallèles respectivement YY' et ZZ'. Ainsi la pièce 2' peut pivoter par rapport à la pièce 4' d'un angle égal à 3600. Comme cela a déjà été indiqué la charnière comprend alors un élement supplémentaire qui coopère avec les organes mecaniques associés aux deux pièces pour définir les deux axes de pivotement. Cet élément supplémentaire est référence 50. Referring to Figures 3 to 5 we will now describe a second embodiment of the hinge in the case where the two parts referenced 2 'and 4' can pivot about two parallel axes YY 'and ZZ' respectively. Thus the part 2 'can pivot relative to the part 4' by an angle equal to 3600. As already indicated, the hinge then comprises an additional element which cooperates with the mechanical members associated with the two parts to define the two axes. pivot. This additional element is reference 50.
On va d'abord définir la structure mécanique de la charnière en se référant plus particulièrement aux figures 4 et 5. La pièce 2' est munie d'une cavité longitudinale cylindrique 52 d'axe YY-'. Cette cavité 52 est constituée par un logement cylindrique central 54 de rayons r et par deux logements cylindriques d-'extrémite 56 et 58 de rayons r' inférieurs au rayon r. La paroi limitant les logements 56 et 58 est percée de fenêtres respectivement référencées 60 et 62 qui correspondent à des angles au centre supérieurs à 1800.De même la paroi limitant le logement central 54 est percée d'une fenêtre 64 correspondant à un angle au centre superieur à 1800. Enfin la pièce 2' est percée de deux passages cylindriques respectivement reférences 66 et 66' qui débouchent dans la cavité centrale 54 au voisinage de ses extrémités superieure et inférieure. La pièce 4' a exactement la même structure que la pièce 2', c'est pourquoi on ne la décrira pas nouveau. We will first define the mechanical structure of the hinge with particular reference to Figures 4 and 5. The part 2 'is provided with a cylindrical longitudinal cavity 52 of axis YY-'. This cavity 52 is constituted by a central cylindrical housing 54 of radii r and by two cylindrical housing d-'extremite 56 and 58 of radii r 'smaller than the radius r. The wall limiting the housings 56 and 58 is pierced with windows respectively referenced 60 and 62 which correspond to central angles greater than 1800. Similarly the wall limiting the central housing 54 is pierced with a window 64 corresponding to a central angle greater than 1800. Finally, the part 2 ′ is pierced with two cylindrical passages, respectively references 66 and 66 ′ which open into the central cavity 54 in the vicinity of its upper and lower ends. Part 4 'has exactly the same structure as part 2', which is why it will not be described new.
La pièce 50 est essentiellement constituee par deux arbres de pivotement respectivement réferencés 68 et 70 disposes selon les axes de pivotement YY' et ZZ' reliés entre eux par un barreau central 72 et par deux barreaux d'extrémité 74 et 76, ces barreaux étant perpendiculaires aux arbres YV' et ZZ'. L'arbre 68 est constitué par une portion centrale cylindrique 78 dont le rayon rl est très légèrement inferieur au rayon r de la cavite 54 et par deux portions cylindriques d'extrémité respectivement référencées 80 et 82 ayant toutes deux un diamètre r'1 très légèrement inférieur au diamètre rt des cavités 56 et 58. L'arbre 70 a exactement la même structure avec la portion cylindrique centrale 78' et les portions cylindriques d'extrémité 80' et 82'.On comprend aisément que lorsque la charnière est montée l'arbre 68 est engagé dans la cavite cylindrique 52 et l'arbre 70 est engagé dans une cavité cylindrique semblable de la pièce 4'. Plus précisément la cooperation des portions cylindriques 80 et 82 avec la paroi interne des cavites 56 et 58 definit le pivotement de la pièce 50 par rapport à la pièce 2'. Il en va de même pour la pièce 4'. En outre on comprend que les fenêtres 60, 62 et 64 permettent le passage des montants 74, 76 et 72 lors de la rotation de la pièce 50 par rapport à la pièce 2' autour de l'axe YY'.Il faut remarquer qu'une portion de chaque extremite cylindrique de l'axe 68 disposée de part et d'autre du barreau transversal 74 ou 76 coopère avec des portions de la surface latérale des logements d'extrémité disposes de part et d'autre des fenêtres 60 ou 62.-Ainsi la totalité de l'effort mécanique exercé entre les pièces 2' et 4' par l'intermédiaire de la pièce 50 est absorbée par les barreaux transversaux 74 et 76. Le barreau central 72 ne joue donc aucun rôle de liaison mécanique. The part 50 is essentially constituted by two pivot shafts respectively referenced 68 and 70 arranged along the pivot axes YY 'and ZZ' connected together by a central bar 72 and by two end bars 74 and 76, these bars being perpendicular to the trees YV 'and ZZ'. The shaft 68 is constituted by a cylindrical central portion 78 whose radius rl is very slightly less than the radius r of the cavity 54 and by two cylindrical end portions respectively referenced 80 and 82 both having a diameter r'1 very slightly less than the diameter rt of the cavities 56 and 58. The shaft 70 has exactly the same structure with the central cylindrical portion 78 ′ and the cylindrical end portions 80 ′ and 82 ′. It is easily understood that when the hinge is mounted the shaft 68 is engaged in the cylindrical cavity 52 and the shaft 70 is engaged in a similar cylindrical cavity of the part 4 '. More precisely, the cooperation of the cylindrical portions 80 and 82 with the internal wall of the cavities 56 and 58 defines the pivoting of the part 50 relative to the part 2 '. The same goes for room 4 '. In addition, it is understood that the windows 60, 62 and 64 allow the passage of the uprights 74, 76 and 72 during the rotation of the part 50 relative to the part 2 'around the axis YY'. It should be noted that a portion of each cylindrical end of the axis 68 disposed on either side of the transverse bar 74 or 76 cooperates with portions of the lateral surface of the end housings disposed on either side of the windows 60 or 62. -Thus the entire mechanical force exerted between the parts 2 'and 4' via the part 50 is absorbed by the transverse bars 74 and 76. The central bar 72 therefore plays no role of mechanical connection.
La partie de la pièce 50 constituée par le barreau central 72 et par les portions cylindriques centrales 78 et 78' est percée de deux cavités qui. sont symétriques par rapport à un plan median de la pièce 50 perpendiculaire aux axes YY' et ZZ'. La cavité superieure est constituée par deux portions 84 et 88 disposées respectivement selon les axes YY' et ZZ' et par une portion 90 disposee à l'inte- rieur du barreau 72 et qui raccorde les portions 84 et 88. Les portions 84 et 88 débouchent à l'extérieur de la pièce par des fenêtres 92 et 94 traversant la paroi externe des portions cylindriques 78 et 78'. La paroi interne de la cavite au niveau des raccordements entre les portions 84 et 90et les portions 88 et 90 définit des surfaces planes 96 et 98 inclinées à 450 par rapport respectivement aux axes YY' et ZZ'.Sur ces surfaces 96 et 98 sont fixes des miroirs 100 et 102. La cavite inférieure a exactement la même forme que la cavité superieure et ses différents elements constitutifs portent les mêmes références que pour la cavite superieure mais affectées du signe '. Comme le montre la comparaison des figures 4 et 5, les fenêtres 92, 94 et 92', 94' sont disposees au même niveau que les passages 66 et 66' ménages dans la pièce 2'. The part of the part 50 constituted by the central bar 72 and by the central cylindrical portions 78 and 78 'is pierced with two cavities which. are symmetrical with respect to a median plane of the part 50 perpendicular to the axes YY 'and ZZ'. The upper cavity is constituted by two portions 84 and 88 respectively arranged along the axes YY 'and ZZ' and by a portion 90 disposed inside the bar 72 and which connects the portions 84 and 88. The portions 84 and 88 open to the outside of the room through windows 92 and 94 passing through the external wall of the cylindrical portions 78 and 78 '. The internal wall of the cavity at the connections between the portions 84 and 90 and the portions 88 and 90 defines flat surfaces 96 and 98 inclined at 450 with respect to the axes YY 'and ZZ' respectively. On these surfaces 96 and 98 are fixed mirrors 100 and 102. The lower cavity has exactly the same shape as the upper cavity and its various constituent elements have the same references as for the upper cavity but assigned the sign '. As shown in the comparison of FIGS. 4 and 5, the windows 92, 94 and 92 ', 94' are arranged at the same level as the passages 66 and 66 'households in room 2'.
En se référant maintenant à la figure 3a, qui montre la charnière monté, on va décrire le système optique. Le système optique est double il comprend un premier ensemble optique qui permet de transmettre une information depuis la pièce 2' vers la- pièce 4' et un ensemble optique symétrique permettant de transmettre une information de la pièce 4' vers la pièce 2'. Le premier ensemble optique comprend un convertisseur électro-optique 110 dont l'axe xx' est disposé selon l'axe YY'. Le convertisseur 110. est monté à l'extré- mité de conducteurs electriques 112 traversant la paroi de la pièce 2' par le-passage 66. Le conve-rtisseur 110 est disposé dans la portion 84 de la cavité superieure de la pièce 50.On comprend que la fenêtre correspondante 92 permet le passage des conducteurs 112 lors de la rotation relative de la pièce 50 par rapport à la pièce 2'. L'ensemble optique comporte egalement un élément convertisseur opto-électrique 114 dont l'axe yy' est disposé selon l'axe de pivotement ZZ'. Le convertisseur 114 est dispose dans la portion de cavité 88 de la pièce 50. Le convertisseur 114 est fixe à l'extré- mité de conducteurs électriques 116 qui sont loges dans l'orifice 66 de la pièce 4'. La fenêtre 94 permet le passage des conducteurs 116 lors de la rotation de la piece 50 par rapport à la piece 4'. Referring now to Figure 3a, which shows the hinge mounted, we will describe the optical system. The optical system is dual. It includes a first optical assembly which makes it possible to transmit information from part 2 'to the part 4' and a symmetrical optical assembly making it possible to transmit information from part 4 'to part 2'. The first optical assembly comprises an electro-optical converter 110 whose axis xx 'is arranged along the axis YY'. The converter 110. is mounted at the end of electrical conductors 112 passing through the wall of the part 2 'through the passage 66. The conveyor 110 is disposed in the portion 84 of the upper cavity of the part 50. It is understood that the corresponding window 92 allows the passage of the conductors 112 during the relative rotation of the part 50 relative to the part 2 '. The optical assembly also includes an optoelectric converter element 114 whose axis yy 'is arranged along the pivot axis ZZ'. The converter 114 is arranged in the cavity portion 88 of the part 50. The converter 114 is fixed at the end of electrical conductors 116 which are housed in the orifice 66 of the part 4 '. The window 94 allows the passage of the conductors 116 during the rotation of the part 50 relative to the part 4 '.
Le fonctionnement du système optique découle de la description précédente. Le faisceau lumineux F'1 émis par le convertisseur 110 selon liaxe YY' est réfléchi par le miroir 100 pour donner le rayon réfléchi F'2 perpendiculaire aux axes YY' et ZZ' et qui traverse la portion de cavité 90. Le faisceau F'2 est réfléchi par le miroir 102 pour donner un nouveau faisceau réfléchi F'3 qui est renvoyé vers le convertisseur 114 selon l'axe de pivotement ZZ'. On comprend qu'ainsi si le chemin optique allant de l'émetteur 110 au récepteur 114 comporte deux portions disposées respectivement selon les axes YY' et ZZ'. Ainsi le chemin lumineux comporte deux portions, correspondant respectivement aux faisceaux F'1 et F'3, qui sont respectivement disposees selon les axes de pivotement YY' et ZZ'. En conséquence, quelles que soient les positions relatives des pièces 2', 50 et 4' le faisceau lumineux emis par le convertisseur 110 est recu par le convertisseur lumineux 114. The operation of the optical system follows from the preceding description. The light beam F'1 emitted by the converter 110 along the axis YY 'is reflected by the mirror 100 to give the reflected ray F'2 perpendicular to the axes YY' and ZZ 'and which passes through the portion of cavity 90. The beam F' 2 is reflected by the mirror 102 to give a new reflected beam F'3 which is returned to the converter 114 along the pivot axis ZZ '. We understand that thus if the optical path from the transmitter 110 to the receiver 114 has two portions arranged respectively along the axes YY 'and ZZ'. Thus the light path comprises two portions, corresponding respectively to the beams F'1 and F'3, which are respectively arranged along the pivot axes YY 'and ZZ'. Consequently, whatever the relative positions of the parts 2 ′, 50 and 4 ′, the light beam emitted by the converter 110 is received by the light converter 114.
Bien entendu le système optique pour la transmission des informations entre la pièce 4' et la pièce 2' est identique au système optique qu'on vient de decrire. Il comporte en particulier l'émetteur 110' solidaire de la pièce 4' et monté à l'extrémité des conducteurs 112' ainsi que le récepteur 114' monté à l'extrémité des conducteurs 116'. Of course the optical system for the transmission of information between the part 4 'and the part 2' is identical to the optical system which has just been described. It comprises in particular the transmitter 110 'integral with the part 4' and mounted at the end of the conductors 112 'as well as the receiver 114' mounted at the end of the conductors 116 '.
Pour permettre l'usinage et le montage de l'ensemble de la charnière il est souhaitable de prévoir que les pièces 2' et 4' soient formées chacunes de deux parties qui sont respectivement soudées entre elles après la mise en place de la pièce 50. De la même manière il peut être souhaitable de prévoir une pièce 50 obtenue par le soudage de deu-x demi-pièces pour en faciliter l'usinage. To allow machining and assembly of the entire hinge, it is desirable to provide that the parts 2 ′ and 4 ′ are each formed of two parts which are respectively welded together after the installation of the part 50. Likewise, it may be desirable to provide a part 50 obtained by welding two half-pieces to facilitate machining.
Il est clair que d'autres systèmes optiques pourraient être utilisés. Il -faut cependant bien sûr que les deux convertisseurs soient respectivement solidaires de l'une et de l'autre des pièces 2' et 4' et bien sûr qu'en outre la sortie du chemin optique soit également fixe par rapport à la pièce 4'. Ceci est obtenu de façon simple si deux portions du chemin optique sont respectivement disposées selon les deux axes de pivotement de la charnière. Ces systèmes optiques pourraient par exemple comporter un nombre diffe- rent de miroirs ou comporter des fibres optiques pour la transmission lumineuse. En particulier on pourrait prevoir un système semblable à celui qui est utilise dans la charnière selon les figures 1. Les convertisseurs 110 et 114 auraient alors leurs axes xx' et yy' perpendiculaires aux axes de pivotement YY' et ZZ'.Un premier miroir supplémentaire à 45 réfléchirait le faisceau selon l'axe YY' pour donner le faisceau F'1 de la figure 3a. Un deuxième miroir supplémentaire dispose sur l'axe ZZ' réfléchirait le faisceau
F'3 vers le convertisseur 114.It is clear that other optical systems could be used. It is however necessary of course that the two converters are respectively secured to one and the other of the parts 2 ′ and 4 ′ and of course that in addition the exit from the optical path is also fixed relative to the part 4 '. This is obtained in a simple way if two portions of the optical path are respectively arranged along the two pivot axes of the hinge. These optical systems could, for example, include a different number of mirrors or include optical fibers for light transmission. In particular, a system similar to that used in the hinge according to Figures 1 could be provided. The converters 110 and 114 would then have their axes xx 'and yy' perpendicular to the pivot axes YY 'and ZZ'. A first additional mirror at 45 would reflect the beam along the axis YY 'to give the beam F'1 of Figure 3a. A second additional mirror has on the axis ZZ 'would reflect the beam
F'3 to the converter 114.
De plus il faut observer que, dans le mode de réalisation décrit, il n'existe aucune liaison électrique entre les pièces 2' et 4'. Il est donc nécessaire de prévoir une source d'alimentation électrique propre à chacune des pièces. Pour éviter cet inconvénient la figure 6 montre une variante de realisation qui permet d'établir une liaison électrique entre les pièces 2' et 4'. Selon ce mode de réalisation il est prévu à l'extrémité du logement 58 de la pièce 2' et du logement correspondant de la piece 4' de placer un contact élastique 120 relié à un conducteur électrique 122. De plus les extrémités des portions d'extrémités 82 et 82' de la pièce 50 ainsi qu'au moins une partie du barreau 76 de cette même pièce sont revêtues d'une couche conductrice référencé 124.Les lames élastiques 120 sont maintenues au contact des extrémités 82 et 82' assurant ainsi une liaison électrique. Par l'intermédiaire de la métallisation 124 on établit ainsi une liaison électrique continue entre les deux conducteurs 122. Comme il s'agit simpl-ement de transmettre de l'énergie électrique et non un signal d'informations codées les parasites pouvant apparaître dans la transmission électrique sont sans inconvénients majeurs. On a bien sûr la même disposition la partie supérieure de la charnière (portions 80 et 80' et barreau 74). In addition, it should be noted that, in the embodiment described, there is no electrical connection between the parts 2 'and 4'. It is therefore necessary to provide a power source specific to each of the rooms. To avoid this drawback, FIG. 6 shows an alternative embodiment which makes it possible to establish an electrical connection between the parts 2 'and 4'. According to this embodiment, at the end of the housing 58 of the part 2 'and of the corresponding housing of the part 4', provision is made for placing an elastic contact 120 connected to an electrical conductor 122. In addition, the ends of the portions of ends 82 and 82 'of the part 50 and at least part of the bar 76 of this same part are coated with a conductive layer referenced 124. The elastic blades 120 are kept in contact with the ends 82 and 82' thus ensuring a electrical connection. By means of metallization 124, a continuous electrical connection is thus established between the two conductors 122. As it is simply a matter of transmitting electrical energy and not a coded information signal, the parasites which may appear in the electrical transmission are without major drawbacks. There is of course the same arrangement the upper part of the hinge (portions 80 and 80 'and bar 74).
La figure 7 illustre un exemple d'utilisation de la charniere selon l'invention. FIG. 7 illustrates an example of use of the hinge according to the invention.
L'appareil, qui est par exemple une calculatrice avec un affichage par cristaux liquides, comprend un premier élément A qui comporte l'unité principale avec les circuits de calcul et un deuxième élément B qui comporte le clavier d'introduction des données et instructions et la cellule d'affichage. Ces deux éléments sont reliés par une charnière C qui a exactement la structure représentée sur les figures 3 à 5. La figure 7 a simplement pour but de montrer comment est organisé le transfert des informations entre l'unite principale A et l'unité B de commande et d'affichage.La charnière C comprend un premier ensemble optique comportant l-'émetteur lumineux e1 lié à l'élément A et le recepteur lumineux d1 lié à l'élément B, et un deuxième ensemble optique comportant l'émetteur e2 lié à l'élément B et le récepteur d2 lié à l'élément A. Les signaux délivrés par les touches actionnées sont appliqués aux entres d'informations a1 et aux entrées d'adresses b1 d'un circuit de codage CC1. L'information ainsi codée est appliquee par la ligne unique li à l'amplificateur A1 puis à l'émetteur e1. Cette même information est recueillie par le récepteur d1 qui l'applique au décodeur CD1 via l'amplificateur A2. Les sorties d'informations a2 et d'adresses b2 du décodeur CD1 redonnent les informations précedemment appliquées au circuit de codage CC1.Ces informations sont traitées par le circuit de calcul de l'unité principale qui délivre des signaux de commande d'afffichage pour afficher le résultat des calculs. -Ces signaux sont appliqués aux entrées a'1 et b'1 d'un circuit de codage CC2. L'information ainsi codee est appliquee par la ligne unique 12 à l'émetteur e2 via
2 a l'amplificateur A3. Le signal lumineux est recueilli par le récepteur d2 et le signal électrique correspondant est appliqué à l'entrée dudécodeur CD2 via l'amplificateur A4. Le circuit de décodage CD2 délivre sur ses sorties a'2 et b12 les signaux de commande du dispositif d'affichage. The apparatus, which is for example a calculator with a liquid crystal display, comprises a first element A which comprises the main unit with the calculation circuits and a second element B which comprises the keyboard for entering data and instructions and the display cell. These two elements are connected by a hinge C which has exactly the structure shown in FIGS. 3 to 5. FIG. 7 is simply intended to show how the transfer of information is organized between the main unit A and the unit B of The hinge C comprises a first optical assembly comprising the light emitter e1 linked to element A and the light receiver d1 linked to element B, and a second optical assembly comprising the emitter e2 linked to element B and the receiver d2 linked to element A. The signals delivered by the keys pressed are applied to the information inputs a1 and to the address inputs b1 of a coding circuit CC1. The information thus coded is applied by the single line linked to the amplifier A1 then to the transmitter e1. This same information is collected by the receiver d1 which applies it to the decoder CD1 via the amplifier A2. The outputs of information a2 and of addresses b2 of the decoder CD1 restore the information previously applied to the coding circuit CC1. This information is processed by the calculation circuit of the main unit which delivers display control signals to display the result of the calculations. -These signals are applied to inputs a'1 and b'1 of a CC2 coding circuit. The information thus coded is applied by the single line 12 to the transmitter e2 via
2 has the amplifier A3. The light signal is collected by the receiver d2 and the corresponding electrical signal is applied to the input of the CD2 decoder via the amplifier A4. The decoding circuit CD2 delivers on its outputs a'2 and b12 the control signals of the display device.
La charnière selon l'invention peut avoir bien sûr beaucoup d'autres applications pour transmettre une information entre deux pièces articulées de petites dimensions portant des circuits elec- triques ou électroniques. The hinge according to the invention can of course have many other applications for transmitting information between two articulated parts of small dimensions carrying electrical or electronic circuits.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8218460A FR2535471A1 (en) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | Hinge assembly for data transmission. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8218460A FR2535471A1 (en) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | Hinge assembly for data transmission. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2535471A1 true FR2535471A1 (en) | 1984-05-04 |
Family
ID=9278882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8218460A Withdrawn FR2535471A1 (en) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | Hinge assembly for data transmission. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2535471A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013007614A1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Matthias Rank | Optical rotary transmission for several channels |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1182185A (en) * | 1967-05-23 | 1970-02-25 | F & C Gould Ltd | Improvements in and relating to Hinges. |
| DE2819125A1 (en) * | 1977-05-05 | 1978-11-16 | Int Standard Electric Corp | DEVICE FOR THE TRANSFER OF INFORMATION BETWEEN TWO MOVING PARTS |
| FR2392553A1 (en) * | 1977-05-26 | 1978-12-22 | Nereides Office Instr Hydro | Rotary joint with opto-electronic coupler - has inductive coupling provided by transformer primary and secondary windings |
-
1982
- 1982-10-29 FR FR8218460A patent/FR2535471A1/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |