Dispositif de crantage pour tableau de commande

L'invention se rapporte au domaine des tableaux de commande utilisés pour la commande de différents équipements, notamment pour les véhicules automobiles.

Elle concerne plus particulièrement un dispositif de crantage permettant d'assurer l'indexation pour maintenir un organe de commande d'un tableau de commande dans une position angulaire choisie.

Les tableaux de commande comprennent une platine, au moins un organe de commande, ou bouton, monté en rotation sur la platine autour d'un axe et comportant une couronne crantée munie de crans, ainsi qu'un organe d'indexation porté par la platine et agencé pour coopérer avec les crans.

On connaît déjà des tableaux de commande de ce type qui comprennent au moins un organe de commande qui peut être amené dans l'une quelconque d'une pluralité de positions angulaires choisies, ou positions indexées, en lesquelles l'organe d'indexation vient, à chaque fois, coopérer avec un cran de la couronne crantée. Cela permet de définir une succession de positions différentes qui correspondent à chaque fois à une valeur de réglage particulière de l'équipement qui est commandé par le tableau. Un tel tableau de commande est, par exemple, enseigné par la demande de brevet français FR2872744-A1.

De tels tableaux de commande trouvent une application dans de nombreux domaines, tels que la radio, la navigation, la téléphonie, etc. Ces tableaux peuvent être utilisés en particulier dans le domaine automobile pour commander un équipement, notamment un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile.

Dans cette application particulière, le tableau de commande peut comporter, par exemple, un bouton pour piloter la température de l'habitacle, un bouton pour régler le débit d'air et un bouton pour régler la répartition de la distribution du flux d'air circulant dans l'habitacle. Si la température de l'habitacle peut être ajustée selon différentes zones, le

nombre de boutons peut être augmenté afin d'assurer le réglage indépendant des flux d'air distribués dans les différentes zones.

Ces dispositifs comportent un organe d'indexation réalisé sous la forme d'une lame-ressort, encore appelée "lame de crantage", venant coopérer avec les crans de la couronne crantée pour définir un certain nombre de positions indexées ou nombre de clics. Il est également connu de réaliser l'indexation par une bille sollicitée par un ressort agissant sur les crans de la couronne crantée.

Dans tous les cas, les organes d'indexation connus créent des efforts parasites radiaux et axiaux sur la couronne crantée. Ces efforts entraînent un déséquilibre de la couronne crantée générant des frictions pouvant nuire à la rotation de l'organe de commande. Cela crée des efforts de manipulation parasites qui ne favorisent pas un ressenti agréable pour l'utilisateur final qui doit manipuler les organes de commande d'un tableau de commande tel que décrit en préambule.

De plus, les dispositifs connus requièrent souvent des lames de crantage droites et allongées et comportant des moyens d'accrochage encombrants. Elles requièrent donc de la place pour leur installation et aussi pour le montage. De plus, la platine réceptrice doit être ouvragée en conséquence.

Il est donc souhaitable que de tels dispositifs d'indexation soient simples de réalisation et faciles de montage.

Par ailleurs, les dispositifs d'indexation doivent répondre à des exigences de coûts et de ressenti haptique. En effet, ils doivent être réalisés d'une part de façon économique et peu onéreuse et d'autre part présenter un crantage « noble » ou « doux » comme cela est par exemple connu des boutons de commandes de chaîne HIFI, en particulier avec des boutons de commande ayant un diamètre assez important.

Or, l'indexation des boutons de commande de chaînes HIFI est complexe et onéreux.

L'objet de la présente invention est notamment de surmonter les inconvénients précités.

A cet effet, l'invention propose un organe d'indexation comprenant un support ayant un contour et au moins deux index agencés sur le support caractérisé en ce que les index sont équi-répartis sur le contour du support, caractérisé en ce que les index sont disposés sur des organes déformables respectifs, présentant une extrémité libre.

Les index sont équi-répartis sur le contour du support.

Selon un mode de réalisation, le support est un cadre ayant un contour intérieur.

Optionnellement, les index sont disposés sur des organes déformables respectifs. Ces organes déformables sont des zones déformables réalisés par une portion de cloison interne présentant une extrémité libre ou par un ou des bras avec une extrémité libre.

Les zones déformables peuvent comporter une saignée apte à assurer la déformation de la portion de cloison interne.

Selon un autre aspect, le bras comporte une extrémité fixe attachée au cadre et une extrémité libre de toute liaison avec le cadre.

Selon un mode particulier de réalisation, au moins deux bras sont reliés par paire au cadre par l'intermédiaire de jonction.

Pour obtenir un crantage encore plus doux, il s'est avéré utile de prévoir trois, voir quatre bras reliés au cadre par l'intermédiaire de jonctions pour diminuer la force de crantage pour chaque index.

Si on prévoit quatre bras, ceux-ci sont reliés par paires au cadre par l'intermédiaire de jonctions.

Le cadre se présente par exemple sous la forme d'un parallélogramme, en particulier un carré, ou une forme circulaire.

De façon alternative, les index sont asymétriques.

La présente invention vise en particulier à procurer un tableau de commande du type défini en introduction dont l'organe d'indexation dispose un ressenti agréable sans effort parasite. De même, l'organe d'indexation est facilement réalisé et produit à faibles coûts. Enfin, le montage de ce dernier est aisé sur la platine du tableau de commande.

Grâce à l'invention, on peut réaliser un organe d'indexation simple et fiable. Il est ainsi possible de disposer les index précisément par rapport aux moyens d'indexation pour s'affranchir des jeux et tolérances de fabrication. Un tel dispositif peut être aisément produit par des procédés de moulage.

De plus, par un choix judicieux des matières employées pour la réalisation de l'organe d'indexation, on facilite le glissement des index sur les crans. On évite ainsi l'emploi de graissage ou de tout autre moyen de lubrification.

La présente invention permet également d'avoir un ressenti doux et non bruyant.

Il est par ailleurs facile grâce à la présente invention, d'obtenir une homogénéité de ressentis en fonction du nombre de crans indépendamment du diamètre des boutons rotatifs. Il est également possible d'adapter le nombre et la forme des crans aisément tout en conservant un encombrement réduit.

C'est aussi un but de l'invention de proposer un tableau de commande comprenant au moins un organe d'indexation tel que décrit précédemment.

Elle vise encore à procurer un tableau de commande qui trouve une application dans de nombreux domaines techniques, et notamment dans le domaine des équipements des véhicules automobiles, en particulier les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation.

Le tableau de commande, en particulier pour une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend, notamment un organe d'indexation tel que défini précédemment.

Alternativement ou en complément, le tableau de commande comprend au moins un bouton apte à être entraîné en rotation manuellement par un utilisateur, dans un sens ou dans l'autre, autour d'axes de rotation respectifs qui s'étendent perpendiculairement au plan général d'une platine.

Selon les divers modes de réalisation, le bouton comprend une couronne dentée comprenant des crans coopérant avec les index de l'organe d'indexation.

Préférentiellement, l'organe d'indexation est monté sur la platine par des moyens de fixation, comme des vis ou des rivets.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et donnée à titre d'exemple et doit être lue en se référant aux dessins annexés sur lesquels on a représenté :

- en figure 1, une vue en perspective éclatée d'un tableau de commande comportant trois boutons à positions indexées conformément à l'invention,

- en figure 2, une vue en coupe de dessus d'un organe d'indexation selon un premier mode de réalisation,

- en figure 3, une vue en coupe de dessus d'un organe d'indexation selon un deuxième mode de réalisation, et

- en figure 4, une vue en coupe de dessus d'un organe d'indexation selon un deuxième mode de réalisation.

On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un tableau de commande, désigné dans son ensemble par la référence 10, et comprenant une platine 12, de forme généralement plane sur laquelle sont montés, dans l'exemple, trois boutons rotatifs. Un premier bouton 14 est disposé dans une région centrale de la platine. Un deuxième bouton 16 et troisième bouton 18 sont situés de part et d'autre du bouton 14. Ces boutons sont agencés pour être entraînés en rotation manuellement par un utilisateur, dans un sens ou

dans l'autre, autour d'axes de rotation respectifs qui s'étendent perpendiculairement au plan général de la platine.

Selon l'exemple de réalisation décrit, la platine 12 du tableau de commande est sensiblement plane et l'axe de rotation du bouton s'étend perpendiculairement à ce plan. Néanmoins, des conformations géométriques différentes pourraient être envisagés pour lesquelles la présente invention est également applicable.

Dans un exemple de réalisation préférentiel, ce tableau de commande est destiné à être monté sur la planche de bord d'un véhicule automobile pour commander différents paramètres associés à un équipement de ce véhicule, en particulier une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule.

Dans le cas particulier d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule, les boutons 14, 16 et 18 peuvent servir, par exemple, à régler respectivement la température, le débit d'air et la répartition de distribution d'un flux d'air dans un habitacle de véhicule automobile.

Dans la suite, seul sera décrit en détail le bouton 14. Les boutons 16 et 18 sont réalisés de façon analogue à ce dernier.

Le bouton 14 comprend un corps 20, qui peut, selon une variante de réalisation, être strié pour faciliter sa préhension par l'utilisateur. Ce corps 20 se prolonge par une couronne de butée 22 venant coopérer avec la surface d'une façade (non représentée) afin de maintenir axialement le bouton 14. A la suite de la couronne de butée 22, une couronne crantée 24 et une couronne dentée 26 définissant une pluralité de dents axiales 28 sont disposés respectivement l'une après l'autre.

Le bouton 14 est creux et est destiné à s'engager autour d'un fût cylindrique 30 issu de la platine 12 s'étendant selon une axe XX'. Le bouton 14 est monté mobile en rotation autour de l'axe XX' du fût cylindrique 30. On parle alors d'un bouton avec un axe 30 de large diamètre (c'est-à-dire que le diamètre du fût est dans les mêmes ordres de grandeur ou plus

grand que la hauteur du fût) et creux ce qui permet d'une part d'obtenir une meilleure solidité et d'autre part l'insertion de boutons centraux par exemple du type d'appui (« push » en anglais).

Selon un exemple de réalisation, les dents 28 du bouton 14 viennent s'interfacer avec des parois 32 agencées sur la platine 12 et logeant un dispositif d'encodage (par exemple un encodeur optique). Le dispositif d'encodage est disposé sur un circuit électronique (non représenté) agencé derrière la platine 12 pour assurer une fonction d'encodage.

Dans l'exemple de réalisation, la fonction d'encodage est assurée par un encodeur optique. Dans cette configuration, des ouvertures sont réalisées dans les parois 32 afin de laisser passer des faisceaux lumineux qui interrompus par les dents 28 du bouton 14 lorsque ce dernier est tourné.

Le bouton 14 peut être maintenu dans une position angulaire choisie par coopération d'un dispositif d'indexation constitué d'un organe d'indexation 100 et des crans 25 de la couronne crantée 24. L'organe d'indexation 100 sera détaillé plus précisément en relation avec les figures 2 à 4.

Selon diverses formes de réalisation, les crans peuvent être en forme de vagues, de bosses ou d'encoches.

La figure 2 est une vue en coupe de dessus de l'organe d'indexation 100 selon un premier mode de réalisation tel disposé dans le tableau de commande 10 de la figure 1.

L'organe d'indexation 100 comprend un support agencé sous la forme d'un cadre 104 ayant un contour extérieur 110 et un contour intérieur 106. Selon le présent exemple de réalisation, le cadre 104 est fermé et définit une ouverture 108 pour le passage de la couronne crantée 24. Néanmoins, selon une alternative couverte par la présente invention, le cadre 104 peut être partiellement ouvert.

Selon ce premier mode de réalisation, le cadre 104 se présente sous la forme d'un parallélogramme, en particulier un carré.

Le contour intérieur 106 comporte des index 102 coopérant avec les crans 25 de la couronne crantée 24. En figure 2, les index sont réalisés sous la forme de cloisons internes 124 à extrémité libre et sont au nombre de quatre. Toutefois, les index peuvent prendre d'autres formes de réalisation et être en nombre supérieur à quatre. A minimum, les index sont au nombre de deux, répartis symétriquement.

Les index 102 sont équi-répartis sur le contour intérieur 104. En effet, l'angle défini dont le sommet est sur l'axe XX' et entre deux index 102 successifs est de 90 ^° .

L'équi-répartition des index 102 est définie par une disposition uniforme des index 102 sur le contour intérieur 104. L'angle entre deux index successifs est identique quelque soit le couple d'index successifs choisis. Ainsi, si N index sont répartis sur le contour intérieur 106, alors l'angle entre deux index successifs est de 360 /N.

Une telle disposition permet d'avoir un équilibre de forces exercées par les index 102 sur la couronne crantée 24 lors de la manipulation de celle-ci. Ainsi, la somme vectorielle des forces est nulle et le barycentre de l'organe d'indexation est sur l'axe XX' de rotation de la couronne crantée 24.

Par ailleurs, pour améliorer le ressenti lors de l'utilisation des boutons 14, 16 et 18, le nombre de crans 25 de la couronne crantée 24 est définie de façon à ce que en toutes positions d'indexation, les index 102 soient disposés dans un cran 25. Dans l'exemple décrit, la couronne crantée 24 comporte trente-deux crans 25.

De façon générale, le nombre de cran est un multiple du nombre d'index. La forme et la dimension des index sont adaptées pour obtenir une compacité la plus grande possible. Par ailleurs, la taille des index peut être choisie de façon suffisamment petite pour interférer et pénétrer dans la forme et la géométrie des crans.

Afin de faciliter la manipulation des boutons 14, 16 et 18, les index 102 sont disposés sur des organes déformables respectifs. En figure 2, les organes déformables sont réalisés par les zones déformables. Plus

précisément, les zones déformables sont obtenues à partir de la formation d'une portion de cloison interne 124 présentant une extrémité libre déformable ménagée dans le cadre 104 de l'organe d'indexation 100. Cette portion de cloison 124 est délimitée entre le contour intérieur 106 de l'organe d'indexation 100 et une saignée 126 pratiquée à travers le cadre 104 au voisinage de son contour extérieur 110. La présence de cette saignée 126 autorise un écrasement de la portion de cloison interne 124 lorsque l'index 102 disposé sur cette dernière passe sur le sommet séparant deux crans 25 successifs. La saignée 126 est pratiquée à travers le cadre 104 de l'organe d'indexation 100 pour ménager un dégagement de matière susceptible d'être occupé par la cloison interne 124 lorsqu'elle est déformée.

De préférence, le cadre 104 comporte une pluralité de zones déformables 120 qui sont ménagées sur sa périphérie, en étant disposées sensiblement de façon centrée par rapport aux index 102.

Selon le mode de réalisation de la figure 2, les saignées 126 pratiquées dans le cadre 104 de l'organe d'indexation 100 sont des perçages ou estampages. Elles définissent ainsi les portions de cloisons internes 124 déformables se situant entre le contour intérieur 106 et la saignée 126 et des cloisons externes 122 disposées entre la saignée 126 et le contour extérieur 110.

Lors de la rotation du bouton 14, respectivement des boutons 16 et 18, les index 102 suivent la courbure des crans 25 de la couronne crantée 24. Ainsi, ils viennent en contact avec le sommet séparant deux crans 25 successifs comprimant la zone déformable 120 pour marquer le passage d'une position à une autre. De plus, lors de la rotation du bouton 14, l'élasticité de la zone déformable 120 assure une action tendant à faire venir les index 102 dans le creux d'un cran 25. Elle évite ainsi le maintien en position instable d'un index 102 sur le sommet séparant deux crans 25 successifs.

Enfin, pour la mise en place et le maintien en position de l'organe d'indexation 100 sur la platine 12 du tableau de commande 10, des trous

112 sont disposés de façon répartie sur le cadre 104 afin de permettre le passage de moyen de fixation, comme des vis, des rivets ou des clips.

On se réfère maintenant à la figure 3 pour décrire plus particulièrement une vue en coupe de dessus d'un organe d'indexation selon un deuxième mode de réalisation.

Dans ce deuxième mode de réalisation, le cadre 104 présente une forme circulaire. Une telle disposition permet d'assurer un encombrement réduit de l'organe d'indexation 100. En effet, la forme circulaire du cadre 104 permet de minimiser l'espace de l'ouverture 108 qui ne soit pas occupée par la couronne crantée 24, symbolisée en trait mixte sur la figure 3.

De plus, selon l'exemple de réalisation présenté en figure 3, trois index 120 sont répartis de façon homogène sur le contour intérieur 106 du cadre 104 de l'organe d'indexation 100. Les index 120 selon l'agencement de la figure 3 sont séparés de 120 ^° entre eux.

Les index 102 du contour intérieur 106 coopèrent avec les crans 25 de la couronne crantée 24 et sont disposés sur des organes déformables respectifs 120 réalisés par des bras 130. Les bras 130 sont réalisés sous la forme d'une cloison interne déformable ménagée dans le cadre 104 de l'organe d'indexation 100 au niveau du contour interne 106. Plus particulièrement, chaque bras 130 comporte une extrémité fixe attachée au cadre 104 et une extrémité libre de toute liaison avec le cadre 104. Cette extrémité libre porte l'index 102. Le bras 130 se détache du cadre 104 par un intervalle 132 compris entre le bras 130 et la section de cadre 104 définissant le contour extérieur 110.

La disposition géométrique du bras 130 permet un déplacement élastique de son extrémité libre. En conséquence, l'index 102 peut bouger de façon à permettre le passage d'une position à une autre sans créer d'efforts parasites.

Lors de la rotation du bouton 14, respectivement des boutons 16 et 18, les index 102 suivent la courbure des crans 25 de la couronne crantée 24. Ainsi, ils viennent en contact avec le sommet séparant deux crans 25

successifs comprimant le bras 130 pour marquer le passage d'une position à une autre. Par ailleurs, l'élasticité du bras 130 évite le maintien en position instable d'un index 102 sur le sommet séparant deux crans 25 successifs lors de la rotation du bouton 14.

On se reporte dorénavant à la figure 4 pour décrire plus particulièrement une troisième variante présentée en vue de coupe de dessus de l'organe d'indexation selon la présente invention.

L'exemple de réalisation de la figure 4 est une variante de l'agencement de l'organe d'indexation de la figure 3 comprenant quatre index 102 répartis sur le contour intérieur 106 du cadre 104 de l'organe d'indexation 100.

Une coopération est assurée entre les index 102 du contour intérieur 106 et les crans 25 de la couronne crantée 24. Des bras 140 constituent les organes déformables respectifs 120. Ils sont semblables aux bras 130 décrit en relation avec la figure 3.

Les bras 140 sont reliés par paire au cadre 104 de l'organe d'indexation 100 par l'intermédiaire de jonction 146. Les jonctions 146 attachent les extrémités fixes de chaque bras au cadre 104 de l'organe d'indexation 100.

De part et d'autre des jonctions 146 sont agencés des intervalles 142 compris entre les bras 140 et la section de cadre 104 définissant le contour extérieur 110. Ces intervalles 146 permettent de détacher les bras 140 du cadre 104.

De façon similaire aux degrés de liberté du bras 130 selon la disposition de la figure 3, les bras 140 ont une déformation élastique de leurs extrémités libres afin que les index 102 puissent bouger de façon à permettre le passage d'une position à une autre sans créer d'efforts parasites.

La disposition des bras 130 et 140 telle que décrite en relation avec les figures 3 et 4 permet une symétrie des efforts de friction. Ces efforts de friction sont disposés deux à deux et annulent ainsi la dissymétrie éventuelle de manœuvre dans un premier sens de rotation, par exemple le

sens horaire, et dans un second sens de rotation, par exemple le sens antihoraire.

Selon une réalisation particulière, lors de la rotation du bouton de commande, un bras se désengage d'un cran alors qu'un autre bras s'engage dans un cran.

Lors de la rotation du bouton 14, respectivement des boutons 16 et 18, les index 102 suivent la courbure des crans 25 de la couronne crantée 24. Ainsi, ils viennent en contact avec le sommet séparant deux crans 25 successifs comprimant les bras 140 pour marquer le passage d'une position à une autre. Par ailleurs, l'élasticité des bras 140 évite le maintien en position instable d'un index 102 sur le sommet séparant deux crans 25 successifs lors de la rotation du bouton 14.

Alternativement et afin de favoriser un premier sens de rotation, par exemple le sens horaire, par rapport à un second sens de rotation, par exemple le sens anti-horaire, la forme des index peut être asymétrique.

De façon identique à l'organe d'indexation décrit à la figure 2, la mise en place et le maintien en position de l'organe d'indexation 100 sur la platine 12 du tableau de commande 10 sont réalisés par des moyens de fixation, comme des vis ou des rivets, aménagés à travers des trous 148 disposés de façon répartie sur le cadre 104.

Les boutons 16 et 18 de la figure 1 sont réalisés de façon analogue et ne seront donc pas décrits en détail.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment et s'étend à d'autres variantes.

La couronne crantée est susceptible de nombreuses formes de réalisation. De préférence, elle comporte une succession de creux en arc de cercle définissant les crans. Une alternative de réalisation de la couronne crantée consiste en une succession de bossages en forme d'arc de cercle disposés sur sa périphérie et qui tournent leur concavité du côté du centre de la couronne crantée, c'est-à-dire du côté de son axe de rotation. Ces bossages

définissent ainsi deux à deux une série de crans formés chacun à la jonction de deux bossages consécutifs.

On comprendra que les crans peuvent être réalisés sur la totalité ou sur seulement une partie de la couronne crantée et que les intervalles angulaires définis par ces crans peuvent être égaux ou différents, en fonction des applications choisies.

La forme des bossages ou des creux est susceptible de nombreuses variantes, en fonction du degré de fermeté que devra ressentir l'utilisateur lorsqu'il actionne le bouton en rotation. Il peut s'agir en particulier de formes du type pointe, plat, etc., ou d'une combinaison de telles formes.

Selon une alternative non représentée, il est envisageable d'intervertir les organes supportant les crans et les index. Ainsi, la présente invention couvre également les organes d'indexation comprenant un support ayant un contour extérieur et au moins deux index agencés sur le contour extérieur du support de façon équi-répartie.

Cet exemple de réalisation couvre en particulier les dispositifs dans lesquels les index, tels que les bras ou les parois, sont portés par le bouton rotatif 14.

Ainsi, les index 102 sont disposés en lieu et place de la couronne crantée 24. Les crans 25 sont agencés sur une zone dédiée de la platine 12.

En outre, pour obtenir encore un indexage de meilleure qualité, l'organe d'indexation est réalisé en une autre matière que celle utilisé pour la fabrication du bouton, en particulier l'organe 100 est réalisé en polycetal ( POM PolyOxyMethylène) qui est un matériau souple et glissant ce qui permet de limiter les frottements et améliorer la résistance à l'usure.

En variante, il est également possible de réaliser cet organe 100 en une tôle fine, pliée et emboutie faisant ressort (par exemple en bronze, inox ou acier) soit avec un graissage, soit en réalisant les extrémités libres des organes déformables (120) qui sont en contact avec le crantage avec des patins rapportés en plastique ou en PTF.

La présente invention trouve une application particulière dans les tableaux de commande intégrés à des équipements de nombreux domaines techniques, et notamment dans le domaine des équipements des véhicules automobiles, en particulier les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation.

Ainsi, l'organe d'indexation et le tableau de commande équipé d'un tel organe d'indexation peuvent être appliqués à tous types d'installation ayant un tableau de commande comportant des organes de commande ou boutons manipulés par l'utilisateur afin de régler divers paramètres de l'installation.

Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple et englobe d'autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre des revendications et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.