FR3051858A1 - Dispositif de montage d'un axe dans un palier et afficheur comprenant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif de montage d'un axe d'articulation dans un palier, par exemple un axe d'assemblage pivotant d'un premier corps mobile avec un second corps support comportant le palier. Dispositif (1) caractérisé en ce que l'axe (2) est tenu dans le palier par pincement sous contrainte élastique entre deux ailes (6 et 6') opposées au moins et en ce qu'il comprend également au moins un moyen (9) de réglage de la position de l'axe (2) dans un plan perpendiculaire à sa direction longitudinale (DL), ledit moyen (9) agissant sur au moins l'une desdites ailes (6, 6').

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne le domaine de l'assemblage articulé de deux éléments ou corps, en particulier l'assemblage pivotant et avec positionnement mutuel précis de tels éléments ou corps, et a pour objet un dispositif de montage d'un axe d'articulation ainsi qu'un système d'assemblage comprenant au moins un tel dispositif.

Il existe de nombreuses constructions dans lesquelles un premier corps mobile est assemblé avec faculté de pivotement avec un second corps fixe, par l'intermédiaire d'un axe d'articulation ou de plusieurs portions d'axe d'articulation alignées entre elles. Lorsque ces constructions comprennent plusieurs pièces, on aboutit souvent, malgré des tolérances de fabrication serrées, à un jeu dans l'articulation et/ou à un désalignement (par rapport à une position souhaitée), du corps mobile dans sa position de déploiement extrême, du fait de l'addition des tolérances.

Lorsqu'un tel assemblage est mis en œuvre dans un contexte embarqué (véhicule, machine), il s'y ajoute en outre une problématique additionnelle liée aux vibrations, au bruit, à la résonance ou analogue, amplifiée par la présence de jeux entre les pièces du montage.

Les problèmes précités existent notamment dans le cadre des dispositifs d'affichage tête haute ("head up display" en anglais) et plus précisément en relation avec le miroir combineur présent dans ces dispositifs et monté pivotant par rapport au boîtier de l'appareil. Un tel miroir doit pouvoir être basculé entre une position escamotée de non utilisation et une position déployée lors de l'utilisation de l'afficheur tête haute. L'accumulation des tolérances des multiples pièces intervenant dans l'assemblage articulé du miroir combineur avec le boîtier résulte en un désalignement dudit miroir, du fait d'un défaut angulaire entre la position réelle de son axe de pivotement et la position théorique que devrait avoir cet axe pour que l'afficheur puisse fonctionner de manière optimale (voir figure 1)·

Compte tenu de la distance de projection de l'image affichée (généralement de l'ordre de 1,5 à 2,0 m), même un faible désalignement angulaire au niveau de l'assemblage entraîne un décentrage important du centre de l'image projetée par rapport à sa position nominale.

Ainsi, à titre d'exemple, pour une distance de projection de 1,6 m, un défaut angulaire inférieur à 0,3° entraine un décalage de l'image projetée de plus de 7 mm.

Un tel défaut peut ainsi aboutir à un décalage latéral entre la région oculaire (zone dans laquelle le conducteur peut voir l'image projetée même s'il bouge sa tête dans les différentes directions) et la région oculaire étendue (zone de projection effective résultant du miroir combineur) qui est tel qu'une partie de l'image projetée se retrouve en dehors de la région oculaire et n'est donc pas visible pour le conducteur dans certaines positions possibles pour la tête de ce dernier (voir figure 2).

Les possibilités de visualisation de l'image projetée par le conducteur en fonction de la position de sa tête sont par conséquent réduites.

En particulier lorsque l'assemblage pivotant est réalisé au moyen d'axes ou de portions d'axe reçus dans des paliers avec établissement de contacts linéaires entre ces éléments (assemblage rigide évitant les jeux, donc les vibrations, et limitant l'effort requis pour le pivotement), il n'est pas possible de réaliser un quelconque ajustement en cas de désalignement.

Par le document US 4,647,967, on connaît un afficheur tête haute qui comprend un dispositif du type périscope apte à mesurer le désalignement du miroir combineur. Toutefois, le montage articulé dudit miroir par rapport au boîtier n'est pas précisé.

Par le document US 5,381,267, on connaît un afficheur tête haute comprenant un mécanisme de montage articulé permettant un déplacement du miroir combineur entre une position opérationnelle et une position de rangement. Ce mécanisme intègre un dispositif de déplacement automatique dudit miroir dans une position opérationnelle prédéfinie sous l'action d'un ressort.

La présente invention a pour but de proposer une solution simple et peu coûteuse permettant de surmonter les limitations de l'état de la technique indiquées ci-dessus, a de manière générale en cas de réalisation d'un assemblage articulé avec montage d'un axe dans un palier, et plus particulièrement dans le contexte d'un afficheur tête haute décrit précédemment. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de montage d'un axe d'articulation dans un palier, par exemple un axe d'assemblage pivotant d'un premier corps mobile avec un second corps support comportant le palier, dispositif caractérisé en ce que l'axe est tenu dans le palier par pincement sous contrainte élastique entre deux ailes opposées au moins et en ce qu'il comprend également au moins un moyen de réglage de la position de l'axe dans un plan perpendiculaire à sa direction longitudinale, ledit moyen agissant sur au moins l'une desdites ailes. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 3 est une vue partielle en perspective d'un appareil d'affichage tête haute pour véhicule automobile ; la figure 4 est une vue éclatée de l'objet représenté figure 3 ; la figure 5 est une vue de détail à une échelle différente d'un dispositif de montage selon l'invention faisant partie de l'appareil représenté figure 3, et, la figure 6 est une vue en coupe selon un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif de montage représenté figure 5.

Les figures 5 et 6 montrent un dispositif 1 de montage d'un axe d'articulation 2 dans un palier 3, par exemple un axe d'assemblage pivotant d'un premier corps mobile 4 avec un second corps support 5 comportant ledit palier.

Conformément à l'invention, l'axe 2 est tenu dans le palier 3 par pincement sous contrainte élastique entre deux ailes 6 et 6' opposées au moins et ledit dispositif 1 comprend également au moins un moyen 9 de réglage de la position de l'axe 2 dans un plan perpendiculaire à sa direction longitudinale DL, ledit moyen 9 agissant sur au moins l'une desdites ailes 6, 6'.

Grâce aux dispositions précitées, on peut garantir un maintien sans jeu de l'axe 2 dans le palier 3 et, en outre, un découplage vibratoire est obtenu entre les deux corps 4 et 5 assemblés entre eux. De plus, un ajustement de la position de l'axe 2 dans le palier 3 est possible.

Préférentiellement, les deux ailes planes 6, 6' pinçant l'axe 2 entre elles font partie d'une même pièce ressort 7 métallique disposée dans le palier 3 et assurant un maintien flottant ferme de l'axe 2 dans le palier 3 par serrage élastique, préférentiellement par contact linéaire avec chacune des deux ailes planes 6 et 6' en regard.

Avantageusement, l'axe 2 est solidaire rigidement du corps mobile 4 et présente une section circulaire, son contact linéaire avec chacune des ailes assurant un montage précis, stable et avec un coefficient de friction limité dans le palier 3.

En accord avec une variante de réalisation préférée ressortant des figures 4 et 6 notamment, la pièce ressort 7 est une pièce profilée et présente en section une forme sensiblement en U, les ailes 6 et 6' déformables élastiquement étant formées par des prolongements repliés intérieurement des deux branches 7' et 7" du U, et les zones cintrées de jonction 8 et 8' entre lesdites branches 7', 7" et lesdites ailes 6, 6' présentant des propriétés ressorts.

Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le palier 3 se présente sous la forme d'une rainure profilée formée dans un corps support 5 et la pièce ressort profilée à section en U 7 est montée avec ajustement et de manière calée avec placage dans ladite rainure 3, constituant avantageusement un insert de chemisage intérieur de la rainure 3.

Les dispositions décrites ci-dessus permettent d'aboutir à une construction simple, économique et permettant d'assurer un réglage précis de la position de l'axe 2, en particulier confondue avec la position optimale, même lorsque les tolérances accumulées, et/ou la tolérance de fabrication du palier 3, entraîne un positionnement désaxé, incliné ou décalé par rapport à ladite position optimale.

En outre, l'industrialisation de cette solution inventive est également simple et peu fastidieuse.

En effet, le palier 3, par exemple formé dans un bras support d'un corps fixe 5 du type boîtier, peut être réalisé avec une tolérance moindre et la pièce ressort 7 peut consister en une tôle pliée du type feuillard d'acier ressort. L'arrangement selon l'invention avec un montage calé et ajusté de la pièce 7 dans la rainure 3 permet à ladite pièce 7 de disposer d'un appui solide et de pouvoir assurer, par l'intermédiaire des prolongements repliés formant ailes 6, 6', un maintien flottant ferme sous contrainte élastique de l'axe 2.

Préférentiellement, le moyen de réglage 9 consiste en un moyen 9 de déformation contrôlée ou de réglage en position de l'une des deux ailes 6 et 6' maintenant l'axe 2 entre elles, apte à déplacer l'axe 2 dans le palier 3 selon une direction perpendiculaire à sa direction longitudinale DL.

Conformément à une variante constructive avantageuse, en particulier simple, économique et opérationnellement précise, le moyen 9 de déformation ou de déplacement forcé de l'une des ailes 6, 6' consiste en une vis de réglage montée dans le corps support 5 de manière à déboucher transversalement dans le palier 3 et à venir en appui sur l'aile 6 concernée.

Selon une caractéristique pratique avantageuse, la vis de réglage 9 vient en engagement avec la pièce ressort 7, par exemple à travers une découpe de cette dernière, de manière à assurer sa rétention dans le palier 3.

En s'étendant à travers une découpe ménagée dans la branche 7' comportant l'aile 6 déformable sous contrainte, la vis 9 (coopérant avec un taraudage de la paroi latérale correspondante de la rainure 3) peut permettre d'empêcher une extraction de la pièce ressort 7, ainsi que son glissement dans sa direction longitudinale.

En accord avec une construction préférée de l'invention, ressortant de la figure 6, les deux ailes de maintien par pincement élastique 6 et 6' arrangées dans le palier 3 en forme de rainure sont orientées de manière au moins légèrement convergente en direction du fond 3' de la rainure 3, délimitant entre elles un volume de réception profilé à section effilée vers le fond 3' de la rainure 3, une pièce 10 de verrouillage du montage de l'axe 2 maintenant ce dernier sous pression entre les deux ailes 6 et 6' en le sollicitant vers ledit fond 3' de rainure 3.

Ainsi, l'axe est maintenu entre trois points d'appui au moins (appuis de type linéaire préférentiellement), dont l'un au moins est de nature élastique.

La pièce de verrouillage 10 peut par exemple être constituée de deux parties complémentaires et coopérantes 10' et 10" destinées à enserrer entre elles le corps support 5, par exemple sous forme de bras ou de nez, comportant le palier 3. La liaison entre les deux parties 10' et 10" peut consister en un emboîtement ergot/cavité avec prise en sandwich du corps support 5 et accrochage sur ce dernier (figures 5 et 6).

En plus de sa fonction de capot pour le palier 3, la pièce 10 peut également fournir une surface de guidage durant le pivotement du corps mobile 4.

Comme l'illustre à titre d'exemple réalisation pratique préférée la figure 6, il peut être prévu que l'axe 2 soit maintenu par serrage entre les deux ailes 6 et 6' et une pièce de verrouillage 10, que ladite pièce de verrouillage 10 et l'aile 6 sur laquelle agit le moyen de réglage 9 fournissent des appuis rigides à l'axe 2, alors que l'autre aile 6' libre fournit un appui élastique audit axe 2, que l'aile 6' libre sollicite élastiquement l'axe 2 contre le moyen de réglage 9 et contre l'aile 6 associée au moyen de réglage, et que les deux ailes 6 et 6' soient configurées et arrangées de telle manière qu'elles sollicitent par coopération l'axe 2 contre la pièce de verrouillage 10.

Avantageusement, les zones de contact de l'axe 2 sont limitées au maximum surfaciquement tout en autorisant son guidage précis en rotation et son maintien ferme (sous contrainte élastique) dans la rainure 3. A cet effet, l'axe 2 est, d'une part, en contact sensiblement linéaire avec chacune des deux ailes 6 et 6' et, d'autre part, en contact sensiblement linéaire ou contact surfacique de faible largeur, éventuellement double, avec la pièce de verrouillage 10.

La pièce de verrouillage 10 constitue ainsi un capot pour le palier 3 retenant l'axe 2 dans ce dernier.

Avantageusement, ladite pièce 10 de verrouillage est sollicitée élastiquement contre l'axe 2, avantageusement à l'encontre de la sollicitation élastique générée par le pincement entre les deux ailes 6 et 6', préférentiellement par un moyen ressort spécifique 10'". L'invention dans son mode de réalisation préféré fournit ainsi un support et un maintien de l'axe 2 dans le palier 3 par l'intermédiaire de deux ailes 6 et 6' d'une pièce ressort 7. Cette pièce ressort 7 est monté en tant qu'insert dans la rainure formant palier 3 et constitue ainsi un chemisage de ce dernier.

Les ailes 6 et 6' maintiennent en place l'axe 2 en y appliquant des contraintes par contact linéaires. La force appliquée à l'axe 2 est déterminée de manière à réduire les frottements autant que possible tout en garantissant un contact permanent et un maintien ferme du corps mobile 4 en position pivotée.

La prévision d'un moyen de réglage 9 sous forme de vis permet de réaliser un ajustement fin de la position de l'axe 2 dans le palier 3, par exemple pour aboutir à un alignement parfait avec un autre axe ou pour compenser un désalignement ou un décalage du corps mobile 4 par rapport à une position optimale.

En outre une telle vis permet de garantir une conservation de l'ajustement final et constitue une solution simple, aisée à mettre en œuvre et peu coûteuse. L'invention concerne également un système d'assemblage articulée d'un élément plan 4, tel qu'un miroir combineur d'un appareil 11 d'affichage tête haute, avec un corps support 5, l'assemblage étant réalisé par l'intermédiaire d'une liaison axiale autorisant un mouvement de pivotement entre l'élément plan 4 et le corps support 5.

Selon un premier mode de réalisation de ce système, non représenté, ce dernier comprend un axe unique 2 solidaire de l'élément plan 4 et solidarisé avec le corps support 5 par l'intermédiaire de deux dispositifs de montage 1 tels que décrits ci-dessus, préférentiellement au niveau des deux extrémités opposées dudit axe 2.

Selon un second mode de réalisation de ce système, ressortant notamment des figures 3 et 4, ce dernier comprend deux axes 2 distincts, espacés et mutuellement alignés, ces deux axes 2 étant solidaires de l'élément plan 4 et montés chacun sur le corps support 5 par l'intermédiaire d'un dispositif de montage 1 décrit précédemment.

Le miroir combineur 4 peut par exemple être pris en sandwich, entre deux pièces formant console de maintien et dont l'une porte l'axe unique ou les axes 2.

Enfin, l'invention porte également sur un appareil d'affichage tête haute 11 comprenant un miroir combineur 4 monté de manière articulée en pivotement sur un boîtier 5 de protection dudit appareil, appareil caractérisé en ce que l'assemblage dudit miroir 4 avec ledit boîtier 5 étant réalisé par l'intermédiaire d'un système tel qu'évoqué ci-dessus.

Le miroir 4 peut, par exemple, être pris en sandwich, dans sa partie inférieure, par deux parties de maintien 12 et 12' complémentaires, dont l'une porte un axe ou une portion d'axe 2.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de montage d'un axe d'articulation dans un palier, par exemple un axe d'assemblage pivotant d'un premier corps mobile avec un second corps support comportant le palier, dispositif (1) caractérisé en ce que l'axe (2) est tenu dans le palier (3) par pincement sous contrainte élastique entre deux ailes (6 et 6') opposées au moins et en ce qu'il comprend également au moins un moyen (9) de réglage de la position de l'axe (2) dans un plan perpendiculaire à sa direction longitudinale (DE), ledit moyen (9) agissant sur au moins l'une desdites ailes (6, 6').
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ailes planes (6, 6') pinçant l'axe (2) entre elles font partie d'une même pièce ressort (7) métallique disposée dans le palier (3) et assurant un maintien flottant ferme de l'axe (2) dans le palier (3) par serrage élastique, préférentiellement par contact linéaire avec chacune des deux ailes planes (6 et 6') en regard.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce ressort (7) est une pièce profilée et présente en section une forme sensiblement en U, les ailes (6 et 6') déformables élastiquement étant formées par des prolongements repliés intérieurement des deux branches (7' et 7") du U, et les zones cintrées de jonction (8 et 8') entre lesdites branches (7', 7") et lesdites ailes (6, 6') présentant des propriétés ressorts.
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le palier (3) se présente sous la forme d'une rainure profilée formée dans un corps support (5) et en ce que la pièce ressort profilée à section en U (7) est montée avec ajustement et de manière calée avec placage dans ladite rainure (3), constituant avantageusement un insert de chemisage intérieur de la rainure (3).
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de réglage (9) consiste en un moyen (9) de déformation contrôlée ou de réglage en position de l'une des deux ailes (6 et 6') maintenant l'axe (2) entre elles, apte à déplacer l'axe (2) dans le palier selon une direction perpendiculaire à sa direction longitudinale (DL).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (9) de déformation ou de déplacement forcé de l'une des ailes (6, 6') consiste en une vis de réglage montée dans le corps support (5) de manière à déboucher transversalement dans le palier (3) et à venir en appui sur l'aile (6) concernée.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6 et l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la vis de réglage (9) vient en engagement avec la pièce ressort (7), par exemple à travers une découpe de cette dernière, de manière à assurer sa rétention dans le palier (3).
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux ailes de maintien par pincement élastique (6 et 6') arrangées dans le palier (3) en forme de rainure sont orientées de manière au moins légèrement convergente en direction du fond (3') de la rainure (3), délimitant entre elles un volume de réception profilé à section effilée vers le fond (3') de la rainure (3), une pièce (10) de verrouillage du montage de l'axe (2) maintenant ce dernier sous pression entre les deux ailes (6 et 6') en le sollicitant vers ledit fond (3') de rainure (3).
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'axe (2) est maintenu par serrage entre les deux ailes (6 et 6') et une pièce de verrouillage (10), en ce que ladite pièce de verrouillage (10) et l'aile (6) sur laquelle agit le moyen de réglage (9) fournissent des appuis rigides à l'axe (2), alors que l'autre aile (6') libre fournit un appui élastique audit axe (2), en ce que l'aile (6') libre sollicite élastiquement l'axe (2) contre le moyen de réglage (9) et contre l'aile (6) associée au moyen de réglage, et en ce que les deux ailes (6 et 6') sont configurées et arrangées de telle manière qu'elles sollicitent par coopération l'axe (2) contre la pièce de verrouillage (10).
10. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'axe (2) est, d'une part, en contact sensiblement linéaire avec chacune des deux ailes (6 et 6') et, d'autre part, en contact sensiblement linéaire ou contact surfacique de faible largeur, éventuellement double, avec la pièce de verrouillage (10).
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la pièce (10) de verrouillage est sollicitée élastiquement contre l'axe (2), avantageusement à l'encontre de la sollicitation élastique générée par le pincement entre les deux ailes (6 et 6'), préférentiellement par un moyen ressort spécifique (10'").
12. 12. Système d'assemblage articulée d'un élément plan (4), tel qu'un miroir combineur d'un appareil d'affichage tête haute, avec un corps support (5), l'assemblage étant réalisé par l'intermédiaire d'une liaison axiale autorisant un mouvement de pivotement entre l'élément plan (4) et le corps support (5), système caractérisé en ce qu'il comprend un axe unique (2) solidaire de l'élément plan (4) et solidarisé avec le corps support (5) par l'intermédiaire de deux dispositifs de montage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, préférentiellement au niveau des deux extrémités opposées dudit axe (2).
13. 13. Système d'assemblage articulée d'un élément plan (4), tel qu'un miroir combineur d'un appareil d'affichage tête haute, avec un corps support (5), l'assemblage étant réalisé par l'intermédiaire d'une liaison axiale autorisant un mouvement de pivotement entre l'élément plan (4) et le corps support (5), système caractérisé en ce qu'il comprend deux axes (2) distincts, espacés et mutuellement alignés, ces deux axes (2) étant solidaires de l'élément plan (4) et montés chacun sur le corps support (5) par l'intermédiaire d'un dispositif de montage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
14. 14. Appareil d'affichage tête haute (11) comprenant un miroir combineur (4) monté de manière articulée en pivotement sur un boîtier (5) de protection dudit appareil, appareil caractérisé en ce que l'assemblage dudit miroir (4) avec ledit boîtier (5) étant réalisé par l'intermédiaire d'un système selon la revendication 12 ou selon la revendication 13.