FR2699273A1

FR2699273A1 - Dispositif indicateur à aiguille perfectionné.

Info

Publication number: FR2699273A1
Application number: FR9214935A
Authority: FR
Inventors: Bezard Jean-Jacques; Bonutto Alain
Original assignee: Jaeger SA
Current assignee: Jaeger SA
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-17
Anticipated expiration: 2012-12-11
Also published as: FR2699273B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif indicateur à aiguille du type comprenant: un organe d'entraînement (10), une aiguille (20) comportant un index (22) et un arbre (24), centré sur un axe principal (25) et transversal à l'index (22), lequel arbre (24) est entraîné à rotation autour de l'axe principal (25), par l'organe d'entraînement (10), caractérisé par le fait que: l'index (22) est monté et guidé à rotation sur l'arbre (24), autour d'un axe secondaire (21) orthogonal à l'axe principal (25), lequel axe secondaire (21) coïncide avec l'axe longitudinal (23) de l'index (22), le dispositif comprend en outre des moyens (30) d'entraînement controlés de l'index (20) autour dudit axe secondaire (21).

Description

La présente invention concerne le domaine des dispositifs indicateurs à aiguille, notamment pour véhicule automobile.

On a déjà proposé de nombreux dispositifs indicateurs à aiguille.

Ceux-ci comprennent généralement : -un organe d'entraînement composé par exemple d'un logomètre ou d'un moteur pas à pas, et -une aiguille comportant un index et un arbre centré sur un axe principal, et transversal à l'index, lequel arbre est entraîné à rotation autour de l'axe principal par l'organe d'entraînement.

Le but de la présente invention est maintenant de permettre un changement contrôlé de l'aspect de l'index d'aiguille, afin de signaler à l'utilisateur le franchissement d'un seuil, par exemple un seuil de vitesse, un seuil de régime de rotation, un seuil de température, un seuil de niveau de carburant...

On a déjà tenté de proposer des systèmes à cette fin.

En particulier, on a proposé d'intégrer des moyens électrooptiques, par exemple à base de cristaux liquides ou de diodes électroluminescentes, sur l'index. L'aspect de l'index est ainsi modifié par modulation de l'alimentation des moyens électrooptiques.

Toutefois, ces dispositifs connus ne donnent pas totalement satisfaction.

En effet, ces dispositifs connus conduisent à une structure complexe notamment au niveau des moyens d'alimentation des moyens électrooptiques, par exemple à base de spiraux, transformateurs ou coupleurs capacitifs.

De plus, ces dispositifs connus sont également couteux. En particulier, l'intégration des moyens électrooptiques sur l'index complique les processus de fabrication classiques.

Dans le cadre de la présente invention, le but précité est atteint grâce à un dispositif du type comprenant : -un organe d'entraînement, et -une aiguille comportant un index et un arbre centré sur un axe principal, et transversal à l'index, lequel arbre est entraîné à rotation autour de l'axe principal par l'organe d'entraînement, caractérisé par le fait : -l'index est monté et guidé à rotation sur l'arbre autour d'un axe secondaire orthogonal à l'axe principal, lequel axe secondaire coïncide avec l'axe longitudinal de l'index, et -le dispositif comprend en outre des moyens d'entraînement contrôlé de l'index autour dudit axe secondaire.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : -la figure 1 représente une vue schématique dune première variante de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention, -la figure 2 représente une vue schématique d'une seconde variante de réalisation dun dispositif conforme à la présente invention, -la figure 3 représente une vue schématique partielle, selon axe secondaire, d'une aiguille conforme à une variante de réalisation de la présente invention, -les figures 4 et 5 représentent des vues schématiques partielles, selon l'axe secondaire, d'une aiguille conforme à une autre variante de réalisation de la présente invention, dans deux positions stables, -la figure 6 représente une vue schématique en coupe transversale d'un index conforme à une première variante de réalisation de la présente invention, -les figures 7 et 8 représentent, selon une vue en coupe transversale, un index conforme à une autre variante de réalisation de la présente invention, dans deux positions stables, et -la figure 9 représente une vue schématique d'une troisième variante de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention.

On aperçoit sur la figure 1 annexée, un dispositif indicateur comprenant un organe d'entraînement 10 et une aiguille 20.

L'organe d'entraînement 10 peut tre forme par exemple d'un logomètre, ou d'un moteur pas à pas, ou encore de tous moyens équivalents, par exemple un galvanomètre, un dispositif à bilame ou un moteur asservi.

L'aiguille 20 comprend un index 22 et un arbre 24.

L'index 22 est effilé et centré sur un axe longitudinal 23. L'arbre 24 est centré sur un axe 25 orthogonal à axe longitudinal précité 23.

L'arbre 24 est lié à l'organe d'entraînement 10, directement ou indirectement, par exemple par l'intermédiaire d'un train de pignons, de sorte que l'organe d'entraînement 10 entraîne sur commande l'arbre 24 à rotation autour de son axe 25. L'axe 25 de l'arbre 24 est appelé axe principal dans le cadre de la présente invention.

Selon une première caractéristique de l'invention, l'index 22 est monté et guidé à rotation autour d'un axe secondaire 21, sur l'arbre 24. L'axe secondaire 21 coïncide avantageusement avec l'axe longitudinal 23 précité. Par conséquent, l'axe secondaire 21 est avantageusement orthogonal à l'axe principal 25.

L'index 22 peut tre articulé sur l'arbre 24 autour de l'axe secondaire 21, par tout moyen approprié.

Selon le mode de réalisation schématique représenté sur la figure 1, l'index 22 est solidaire d'un tourillon 26 centré sur l'axe 21, lequel tourillon 26 est monté à rotation autour de l'axe 21 dans une chape 27 solidaire de l'arbre 24.

Bien entendu, ces moyens d'articulation tourillon 26/chape 27 représentés sur la figure 1, peuvent tre remplacés pour tous moyens fonctionnellement équivalents.

Selon une seconde caractéristique de l'invention, il est prévu en outre des moyens d'entraînement contrôlé de l'index 20 autour dudit axe secondaire 21.

Selon le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1, ces moyens d'entraînement comprennent des moyens électromagnétiques 30.

Plus précisément, ces moyens d'entraînement comprennent un aimant bipolaire 32 solidaire du tourillon 26 et un bobinage 34.

L'aimant 32 peut tre fixé sur le tourillon 26 par tous moyens connus appropriés. Selon une variante l'axe magnétique nord/sud de l'aimant 32, est orienté diamétralement par rapport à l'axe secondaire 21.

De préférence, l'aimant 32 est placé au regard de l'axe principal 25. Ainsi, l'index 22 peut tre déplacé autour de l'axe secondaire 21 quelle que soit la position angulaire de l'aiguille autour de l'axe principal 25.

Le bobinage 34 est de préférence disposé autour de l'arbre 24. Il est centré sur l'axe principal 25. Le bobinage 34 est de préférence lié à la partie fixe du système par exemple solidaire du bati du logomètre 10.

Selon une variante le bobinage 34 est alimenté en permanence par une tension continue. Selon le sens de la tension appliquée au bobinage 34, la polarité du champ créé par le bobinage 34 est inversée et permet par conséquent d'entraîner l'index 22 et le tourillon 26 à rotation autour de l'axe secondaire 21.

Le dispositif qui vient d'tre décrit permet une commande, c'est-à-dire une rotation de l'index 22 autour de l'axe secondaire 21, quelle que soit la position de l'aiguille 20 autour de l'axe 25. Toutefois, comme indiqué précédemment, de préférence l'index 22 n'est entraîné à rotation autour de l'axe secondaire 21, par commande du bobinage 34, que lors du franchissement d'un seuil déterminé du paramètre visualisé par l'index 22 dans sa rotation autour de l'axe principal 25.

Plus précisément, il est prévu de préférence, des moyens qui limitent l'angle de pivotement de l'aiguille 20 autour de axe secondaire 21, pour éviter que l'aimant 32 ne prenne une orientation nord/sud rigoureusement colinéaire à axe principal 25. En effet, si aimant 32 prenait une telle orientation nord/sud parfaitement colinéaire à l'axe principal 25, l'inversion du sens de courant d'alimentation dans le bobinage 34 resterait sans effet puisque le couple appliqué à l'aimant 32, serait nul.

Pour éliminer cette ambiguïté de position, on peut prévoir, comme cela est schématisé sur la figure 3, par exemple sur la chape 27, des moyens 50 formant butée adaptés pour limiter l'angle de pivotement de l'aiguille autour de l'axe secondaire 21, de sorte que l'axe magnétique de l'aimant 32 soit toujours incliné par rapport à l'axe principal 25.

On a ainsi représenté sur la figure 3, respectivement en traits pleins et en traits interrompus, les deux positions susceptibles d'tre occupées par l'aimant 32, lorsque des butées 50 limitant l'angle de pivotement sont prévues.

On comprend toutefois à l'examen de la figure 3 annexée que l'association de butées 50 à un aimant 32 ayant un axe magnétique diamétral par rapport à l'axe secondaire 21, soit une orientation nord/sud parfaitement radiale par rapport à l'axe secondaire 21, ne permet pas d'obtenir un angle de pivotement de index 22 de 180 autour de l'axe secondaire 21.

Pour obtenir un pivotement de 180 autour de l'axe secondaire 21 tout en évitant en toute sécurité l'arrt ou le maintien de aimant en position instable comme indiqué précédemment, on peut, comme représenté sur les figures 4 et 5, décentrer l'orientation nord/sud de aimant 32 par rapport à l'axe secondaire 21.

En d'autres termes, l'axe magnétique nord/sud de aimant 32 n'est alors orienté diamétralement par rapport à l'axe secondaire 21, mais est décentré par rapport à celui-ci.

L'angle de pivotement de 180 autour de l'axe secondaire 21 doit cependant tre imposé par des moyens formant butée 50 qui garantissent qu'en position stable, l'orientation définie par axe secondaire 21 et le pole de l'aimant 32 le plus proche du bobinage 34 ne soit jamais colinéaire parallèle à l'axe de la bobine 34. On comprend en effet que dans le cas contraire, c'est-à-dire en l'absence de butée 50, le décentrement de l'axe magnétique de l'aimant 32 par rapport à l'axe 21 peut conduire à nouveau à un angle de pivotement inférieur à 180 .

Sur les figures 4 et 5, aimant 32 décentré par rapport à l'axe secondaire 21 est représenté dans ses deux positions alternées stables, en appui sur les butées 50.

Le système qui vient d'tre décrit autorise deux positions alternatives pour l'index 20, selon la polarité d'alimentation du bobinage 34. Dans ce contexte, l'index 22 présente deux faces principales 28,29 diamétralement opposées par rapport à l'axe 21 et présentant un aspect différent. Ces faces principales 28,29 sont présentées alternativement au conducteur du véhicule automobile.

Les faces 28 et 29 peuvent se distinguer par une couleur différente, ou encore par un coefficient de réflexion différent.

La section droite, orthogonale à l'axe secondaire 21, de l'index 22, peut faire l'objet de nombreuses variantes.

Selon la variante schématisée sur la figure 6, l'index 22 présente une section droite rectangulaire. Ses flans 60,61 orthogonaux aux faces principales 28,29 sont visibles dans les deux positions d'équilibre, pour tout observateur décentré par rapport à l'axe principal 25.

Les deux flancs 60,61 sont avantageusement de mme couleur que le fond du cadran.

Selon la variante schématisée sur les figures 7 et 8, l'index 22 présente une section droite en triangle isocèle. Sa face de base est référencée 64. Ses deux autres faces inclinées symétriques sont référencées 62, 63. Son positionnement sur l'arbre 24 est tel, qu'en position d'équilibre, l'index 22 soit symétrique par rapport à un plan passant par l'axe principal 25. (En d'autres termes, sa face de base 64 soit orthogonale à ce plan de symétrie).

Ainsi dans la première position stable représentée sur la figure 7, les deux faces inclinées symétriques 62, 63, par exemple de couleur blanche, sont seules visibles pour un opérateur.

Dans la seconde position stable représentée sur la figure 8, la face de base 64, par exemple de couleur rouge, est principalement visible. Toutefois, les deux faces inclinées précitées 62,63 apparaissent sur les flancs de l'index 22, pour un observateur décentré par rapport à l'axe 25.

On notera que de façon connue en soi, le système comprend de préférence un cadran 40 intercalé entre aiguille 20 et l'organe drentraînement 10. De préférence le bobinage 34 est placé en arrière du cadran 40. Ce cadran 40 qui est parallèle à l'axe secondaire 21 est traversé par l'arbre 24.

Bien entendu, la représentation donnée sur la figure 1 n'est que schématique. En pratique, le moyeu de l'aiguille 20 comportant la chape 27 et l'aimant 32 est de préférence recouvert d'un capuchon d'habillage.

La première variante de réalisation représentée sur la figure 1 et précédemment décrite, exige une alimentation permanente en courant continu du bobinage 34 pour imposer une position permanente et stable à l'aiguille 20.

La variante de réalisation représentée sur la figure 2 permet de s'affranchir d'une telle alimentation permanente du bobinage 34.

A cet effet, selon la seconde variante de réalisation représentée sur la figure 2, il est prévu en outre un aimant auxiliaire 36 en matériau à faible champ coercitif placé autour de l'arbre 24, ou à proximité de celui-ci. L'aimant auxiliaire 36 est réalisé en un matériau polarisable par le bobinage 34. Ainsi, il suffit d'appliquer une impulsion de commande de polarité définie au bobinage 34 pour contrôler la polarité de l'aimant auxiliaire 36, et par conséquent la position de l'aiguille 20.

Sur la figure 2, on a schématisé aimant auxiliaire 36 sous forme d'une bague entourant l'arbre 24.

En variante, l'aimant auxiliaire 36 peut tre intégré à l'arbre 24 lui-mme. L'aimant auxiliaire 36 peut former ainsi une partie de l'arbre 24.

Un résultat similaire peut tre obtenu en réalisant l'arbre 24 en une pièce magnétique ou en plaçant une telle pièce magnétique autour de l'arbre 24 ou à proximité de celui-ci. En effet mme si cette pièce magnétique n'est pas aimantée, une fois l'index 22 orienté convenablement grâce à une impulsion de sens défini appliquée au bobinage 34, l'index 22 sera maintenu en position stable grâce à l'interaction définie entre l'aimant 32 et cette pièce magnétique.

Lorsque les moyens d'entraînement 30 de l'index 22 autour de l'axe secondaire 21 sont de type électromagnétique, comme décrit précédemment en regard des figures 1 à 8, il est prévu de préférence un élément de blindage entre ces moyens d'entraînement 30 et l'organe d'entraînement 10 afin de ne pas perturber le fonctionnement de celui-ci. Par ailleurs, la chape 27 solidaire de l'arbre 24 est de préférence en matériau non magnétique.

Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 9, les moyens d'entraînement de aiguille 20 autour de l'axe secondaire 21 sont formés de moyens mécaniques, en remplacement des moyens électromagnétiques précités.

Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur la figure 9, il est prévu une came 37 sur la face avant 42 du cadran, c'est-à-dire la face de celuici adjacente à l'aiguille 20, et il est prévu au moins un doigt d'entraînement 38 sur l'aiguille 20.

L'homme de l'art comprendra aisément que l'aiguille 20 est ainsi entraînée à rotation autour de l'axe secondaire 21, lorsque le doigt 38 prend appui sur la came 37.

Plus précisément, il est prévu de préférence deux doigts d'entraînement 38, alternativement actifs, selon le sens de rotation, pour déplacer alternativement l'aiguille 20 dans lune ou l'autre de ses deux positions autour de l'axe secondaire 21. Ces deux doigts 38 peuvent coopérer avec une came 37 unique, ou encore en variante avec deux cames respectivement associées.

Selon le mode de réalisation particulier et schématique donné sur la figure 9, le doigt 38 est placé sur l'index 22.

Toutefois, en pratique, ce doigt d'entraînement 38 sera placé de préférence soit radialement sur l'intérieur de l'index 20, au niveau du moyeu de l'aiguille 20, soit radialement sur l'extérieur de l'index visible 22, afin d'tre caché par exemple par l'habillage du tableau de bord.

En variante, l'un au moins de la came 37 ou du doigt 38, est formé d'un système à déclenchement brusque, par exemple à actionnement électromagnétique ou mécanique, pour imposer une rotation brusque à l'index 22 autour de l'axe secondaire 21.

Les dispositifs indicateurs qui viennent d'tre décrits autorisent deux états stables pour l'aiguille 20.

Bien entendu, les systèmes qui viennent d'tre décrits pourront aisément tre adaptés pour présenter un nombre d'états stables de l'aiguille 20 supérieur à deux. Par exemple, dans le cas des moyens d'entraînement de type électromagnétiques représentés sur les figures 1 et 2, il suffit de prévoir un aimant 32 multipolaire et/ou de multiplier les bobinages de commande 34. Le nombre de faces d'aspect différent, de l'index 22, doit tre adapté en conséquence.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'tre décrits mais s'étend à toute-variante conforme à son esprit.

En particulier, les moyens d'entraînement mécanique de l'index 22, autour de l'axe secondaire 21, représentés sur la figure 9, peuvent faire l'objet de nombreuses variantes.

Claims

1. Dispositif indicateur à aiguille du type comprenant : -un organe d'entraînement (10), -une aiguille (20) comportant un index (22) et un arbre (24), centré sur un axe principal (25) et transversal à l'index (22), lequel arbre (24) est entraîné à rotation autour de l'axe principal (25), par l'organe d'entraînement (10), caractérisé par le fait : -l'index (22) est monté et guidé à rotation sur l'arbre (24), autour d'un axe secondaire (21) orthogonal à l'axe principal (25), lequel axe secondaire (21) coïncide avec l'axe longitudinal (23) de l'index (22), -le dispositif comprend en outre des moyens (30) d'entraînement contrôlé de l'index (20) autour dudit axe secondaire (21).

REVENDICATIONS
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est adapté pour définir au moins deux états stables de l'aiguille (20) autour de l'axe secondaire (21).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'index (22) comprend au moins deux facettes (28,29) d'aspect différent présentées successivement selon l'état des moyens d'entraînement contrôlés (30).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les facettes (28,29) de l'index (22) présentent des couleurs différentes.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les facettes (28,29) de l'index (22) possèdent des coefficients de réflexion différents.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'index (22) présente une section transversale généralement rectangulaire (28,29, 60,61).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'index (22) présente une section transversale en forme de triangle isocèle (62,63, 64).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) sont de type électromagnétique.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il est prévu des moyens de blindage magnétique entre l'organe d'entraînement (10) et les moyens (30) d'entraînement contrôlés de l'index (20) autour de l'axe secondaire (21).
10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) comprennent un aimant (32) solidaire de l'aiguille (20) et un bobinage de commande (34).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'aimant (32) est bipolaire et a son axe magnétique diamétral par rapport à l'axe secondaire (21).
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'axe d'aimantation de l'aimant (32) est décentré par rapport à l'axe secondaire (21).
13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que l'aimant (32) est placé en regard de l'axe principal (25).
14. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé par le fait que le bobinage de commande (34) est centré sur l'axe principal (25) et solidaire d'une partie fixe.
15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé par le fait que le bobinage de commande (34) est alimenté en permanence par une tension inversée séquentiellement pour commander à volonté la rotation de l'index (20) autour de l'axe secondaire (21).
16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) comprennent en outre un aimant polarisable (36).
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que l'aimant polarisable (36) entoure l'arbre (24).
18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que l'aimant polarisable (36) est placé sur l'arbre (24).
19. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) comprennent en outre une pièce magnétique placée à proximité du bobinage de commande (34).
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé par le fait que la pièce magnétique est intégrée à l'arbre (24).
21. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé par le fait que la pièce magnétique est placée autour de l'arbre (24) ou à proximité de celui-ci.
22. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 21, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens limitant le pivotement de l'aiguille (20) autour de l'axe secondaire (21) de sorte que l'axe magnétique de l'aimant (32) ne soit jamais colinéaire à l'axe principal (25).
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens formant butée qui garantissent qu'en position stable, l'orientation définie par l'axe secondaire (21) et le pôle de l'aimant (32) le plus proche du bobinage de commande (34) ne soit jamais colinéaire à l'axe du bobinage de commande (34).
24. Dispositif selon l'une des revendications 22 ou 23, caractérisé par le fait que les moyens formant butée (50) imposent une rotation de 180 de l'index (22), autour de l'axe secondaire (21), entre ses deux positions stables.
25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) sont de type mécanique.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) comprennent une came (37) fixe et au moins un doigt de commande (38) solidaire de l'aiguille (20).
27. Dispositif selon l'une des revendications 25 ou 26, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement contrôlés (30) comprennent au moins deux doigts de commande (38) solidaires de l'aiguille (20).
28. Dispositif selon l'une des revendications 26 ou 27, caractérisé par le fait que les doigts d'entraînement (38) sont placés au niveau du moyeu de l'aiguille (20).
29. Dispositif selon l'une des revendications 26 à 28, caractérisé par le fait que l'un au moins de la came (37) ou du doigt de commande (38) est à déclenchement brusque.
30. Dispositif selon l'une des revendications à 29, caractérisé par le fait que l'organe d'entraînement (10) est formé d'un élément choisi dans le groupe comprenant : les logomètres, moteurs pas à pas, galvanomètres, dispositifs à bilame, moteurs asservis.
31. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 30, caractérisé par le fait que les moyens (27) de guidage à rotation de l'index (22) autour de l'axe secondaire (21) sont formés d'un matériau non magnétique.
32. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 31, caractérisé par le fait qu'il comprend un capuchon d'habillage en regard du moyeu de l'aiguille.