Brevet FR2274895A1 — publié le 19760109

La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage pour tableau de bord du type à déplacement d'un index sur une échelle rectiligne. On sait que sur une surface donnée de la planche de bord on peut afficher un plus grand nombre de paramètres avec les dispositifs à échelle rectiligne qu'avec les dispositifs classiques à aiguille et cadran rond. Par exemple, il est possible d'afficher les positions des gouvernes d'un avion au moyen de huit index se déplaçant devant huit divisions rectilignes disposées sur la face avant carrée d'un seul élément de dimension standard de l'ordre de dix centimètres de coté. Dans ce type d'appareil l'index est en général solidaire d'un curseur déplacé par vis et écrou ; on connait aussi des dispositifs de ce type dans lesquels l'index est porté par un ruban. Ces solutions classiques donnent toute satisfaction tant que le déplacement de l'index reste proportionnel à la valeur à afficher. On demande souvent dans ce type d'appareil que la lecture soit facilitée et que la précision de lecture soit accrue dans une certaine plage de la division ; la vis est alors remplacée par un cylindre présentant une rainure hélicoidale à pas variable entraînant le curseur par un ergot coopérant avec la rainure, mais cela n'est pas très satisfaisant parce que l'ergot s'use rapidement. Un premier but de l'invention est de réaliser un indicateur a échelle rectiligne avec une cinématique simple de déplacement de l'index de lecture suivant une loi non linéaire de façon que l'échelle de lecture soit dilatée dans une certaine plage. Un deuxième but de l'invention est de réaliser une architecture du mécanisme de commande de l'index telle que deux dispositifs d'affichage puissent s'imbriquer l'un dans l'autre pour former un seul module d'indicateur à deux index occupant le minimum de place. Pour répondre au premier but de l'invention, un axe tourne d'un angle proportionnel à la valeur à afficher. L'axe porte un bras de manivelle muni d'un maneton. Sur le maneton est articulé, par l'une de ses extrémités, un levier dont l'autre extrêmité porte l'index consistant en une goupille cylindrique parallèle à l'axe et au maneton. Le levier est maintenu élastiquement de façon que l'axe, le maneton et l'index soient dans un même plan, le maneton et l'index étant de part et d'autre de l'axe. Dans un certain angle, correspondant à la plage où l'échelle de lecture est dilatée-l'ensemble tourne librement, la goupille index engendre une surface cylindrique que l'on peut, sans erreur appréciable, assimiler à un plan parallèle à celui qui porte l'échelle de lecture. L'angle de rotation libre est limité de part et d'autre par deux butées en forme de couteau ; lorsque le levier rencontre une de ces butées l'arrête du couteau devient le centre instantané de rotation du levier qui partage le levier dans un rapport qui dépend de la position de la butée, l'index continue sa course dans le même sens avec une amplitude moindre. L'action du maneton impose simultanément au levier un glissement longitudinal du levier de sorte que l'index reste sensiblement dans un plan parallèle à celui qui porte l'échelle graduée. Selon une variante, les butées au lieu d'être en forme de couteau présentent une courbe appropriée de sorte que le levier est partagé par le point de contact dans un rapport variable, le mouvement de l'index étant de plus en plus démultiplié à mesure que l'on s'écarte de la plage où l'échelle est dilatée. Selon une deuxième variante, la manivelle porte deux manetons sur lesquels le levier vient en appui élastiquement de façon stable par deux encoches lorsqu'il est dans la plage d'échelle dilatée. Lorsque le levier rencontre l'une ou l'autre des butées il pivote sur l'un ou l'autre des deux manetons. Pour répondre au deuxième but, les axes de commande de deux dispositifs selon l'invention sont deux arbres coaxiaux et les moyens d'asservissement, comprenant un synchro détecteur et un moteur réducteur sont pour l'un des dispositifs disposés du coté opposé à l'index et pour l'autre dispositif du même côté que l'index. Toutes ces caractéristiques et d'autres encore apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée avec références au dessin annexé. Sur le dessin Figure 1 représente schématiquement le dispositif. Figures 2 et 3 sont des schémas correspondant à la figure 1 vue de dessus dans deux positions différentes. . Figure 4 montre une variante dans la forme des butéés. . Figures 5 et 6 sont des schémas correspondant aux figures 2 et 3 dans la variante où la manivelle comporte deux manetons. Figure 7 montre la trajectoire de l'index qui reste contenue entre deux plans très rapprochés parallèles au cadran. Figure 8 montre un exemple d'architecture du dispositif permettant de monter deux appareils dans un encombrement réduit. . Figure 9 est une vue partielle de la figure 8 . Figure 10 est un exemple de cadran d'affichage de plusieurs données. En se reportant à la figure 1 on voit un bâti dont seule une platine 1 a été représentée supportant un cadran gradué 2. Un axe 3 tourillonne dans la platine 1 et est asservi par des moyens connus à tourner d'un angle proportionnel à la valeur du paramètre à afficher. Un bras de manivelle 4 est solidaire de l'axe 3 et porte un maneton 4a , Un levier (ou aiguille) 5 est articulé par une de ses extrêmités sur le maneton 4a tandis que l'autre extrêmité traverse une fente 2a du cadran et porte une goupille 6 qui sert d'index de lecture sur le cadran 2. a La goupille 6 est parallèle à l'axe 3 et au maneton 4a. Un ressort 7 attaché par une extrêmité au plot 5a du levier 5 et par son autre extrêmité à l'extrêmité 3a de l'axe 3 maintient élastiquement l'axe 3, le maneton 4a , l'index 6 dans un même plan, l'axe 3 étant situé entre le maneton a et l'index 6. Deux butées en forme de couteaux 8 et 9, fixées à la platine 1, délimitent une plage angulaire a de part et d'autre de la position médiane du levier 5 (figure 2). A l'intérieur de cette plage angulaire le levier 5 tourne avec l'axe 3 et l'index 6, décrit une surface cylindrique c de grand rayon d'axe 3 qui reste très voisine du cadran 2. A l'intérieur de la plage + a, le sinus d'un petit angle pouvant être confondu avec l'arc, l'index 6 indique de façon linéaire la rotation de l'axe 3. Au-deld de la plage + a le levier vient en contact avec l'une des butées 8 ou 9 qui devient le centre instantané de rotation du levier 5. Le levier 5 est partagé en deux bras non constants a et b l'index 6 a un mouvement démultiplié dans le rapport a et se déplace moins vite par rapport au cadran 2 selon b une loi non linéaire. Le maneton a fait glisser le levier 5 vers la droite d'une quantité d = L (cos a - cos ss) en désignant par L la longueur de la manivelle 4, ce qui fait que l'index 6 suit une surface c' qui s'écarte du cadran 2 tout en restant très voisine. Variantes Pour simplifier on a représenté les deux butées 8 et 9 à égale distance de l'axe 3 mais on peut placer l'une des butées, par exemple 9, en un point plus éloigné de l'axe 3, comme indiqué en 9' en pointillé sur la figure 2 ; dans ce cas le mouvement de l'index 6 au-delà de la plage a serait plus démultiplié vers le haut que vers le bas de la figure 2. Une autre vatiante (figure 4) consiste à mettre des butées 81 et 91 qui, au lieu d'être en forme de couteau comme les butées 8 et 9, présentent un profil enveloppe des positions successives du levier 5, ce qui permet de faire varier la loi de démultiplication du levier 5. Pour déplacer l'index 6 à la limite a de la plage a le point de contact 81a partage le levier 5 dans le rapport ba , après un angle ss le point de contact 81b partage le levier 5 dans le rapport a', plus petit que a. b b On peut encore, en variante, prévoir plusieurs butées a en forme de couteau, par exemple une butée au point 81a et une b deuxième butée au point 81- Les figures 5 et 6 correspondent respectivement aux figures 2 et 3 dans le cas d'une variante avantageuse dans laquelle la manivelle 4 comporte deux manetons 4~ , 4c Le levier 5 est monté par deux encoches 5b , 5c sur lesdits manetons qd , c et rappelé élastiquement en position stable par le ressort 7 dont une extrêmité est attachée au plot a sur le levier 5 et l'autre extrêmité au point 4d sur la manivelle 4. Le fonctionnement est le même que dans le cas des figures 2 et 3 dans la plage + a, la différence apparaît lorsque la rotation sort de la plage, c'est ainsi que si le levier 5 vient en contact avec la butée du bas 8, pour une rotation ss le maneton 4c sort de l'encoche 5c , le levier et l'index sont déplacés sur la droite de la figure 6 d'une quantité d' = L cos S + 6) - cos (a + qui est plus grande que la quantité d de la figure 3 (d étant le demi-angle sous lequel on voit les manetons 4b 4- depuis l'axe 3 et L étant la distance des manetons à l'axe). On peut ainsi par le choix de l'angle 6 et de la distance L modifier la trajectoire de l'index 6. Dans tous les cas il appartient à l'homme de l'art de calculer la division du cadran en dehors de la plage linéaire en fonction du choix qu'il aura fait de la forme, du nombre et de l'emplacement des butées, du nombre et de 17écartement des manetons. La figure 7 a pour utilité de montrer à grande échelle que l'index 6 engendre une surface ondulée qui reste contenue entre deux plans parallèles très rapprochés - figurés en pointillé situés très pres en avant du cadran 2. Les figures 8 et 9 montrent un agencement avantageux pour monter deux dispositifs dans un seul module avec le minimum d'encombrement. Les éléments du premier dispositif sont désignés par les mêmes références que celles utilisées pour les figures précédentes, les éléments du deuxième dispositif sont désignés par les mêmes références affectées d'un accent. Un bâti est formé de deux platines 1 et 1' qui supportent un cadran commun 2 et un axe fixe commun 10. Sur l'axe commun 10 est monté l'axe creux 3 du premier dispositif, relié par un secteur denté conique 11 à un pignon conique 12 solidaire de l'axe d'un récepteur asservi 13. Le récepteur 13 est un synchro détecteur, ou un potentiomètre ou un codeur-décodeur ; il est commandé en rotation par un moteur 14 et un réducteur 15. L'axe 3 porte la manivelle 4 avec le maneton 4a sur lequel est articulé le levier 5 qui présente l'index 6 devant le cadran 2; des butées 8, 9 solidaires de la platine I délimitent une plage angulaire + a de débattement du levier 5. De même sur l'axe commun 10 est monté l'axe creux 3' du deuxième dispositif, relié par le secteur denté 11' à un pignon conique 12' solidaire de l'axe d'un récepteur asservi 13'. Le récepteur 13' est commandé en rotation par le moteur 14' et le réducteur 15'. L'axe 3' porte la manivelle 4' avec le maneton 4'a sur lequel est articulé le levier 5' qui présente l'index 6' devant le cadran 2 ; des butées 8', 9' solidaires de la platine 1' délimitant une plage angulaire + a de débattement du levier 5'. Cette disposition est avantageuse parce qu'elle permet de loger tête-bêche les éléments encombrants 13,14, 15 et 13', 14', 15', sans déborder la largeur indispensable du cadran 2. La figure 10 montre la face avant d'un indicateur sur lequel huit index 6 affichent des paramètres différents sur des divisions dilatées au voisinage du zéro. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'affichage de la valeur d'un paramètre pour tableau de bord d'avion du type comportant un index indicateur se déplaçant sur une échelle graduée rectiligne, caractérisé par un axe asservi à tourner d'un angle proportionnel à la valeur du paramètre à afficher, par une manivelle solidaire de l'axe munie d'un maneton, par un levier articulé sur le maneton par une de ses extrêmités et par un index indicateur fixé à l'autre extrêmité du levier consistant en une goupille cylindrique paral lèle à l'axe et au maneton, par des moyens élastiques pour maintenir l'index, l'axe et le maneton dans un même plan et par des butées délimitant une plage angulaire dans laquelle le déplacement de l'index est proportionnel à la valeur du paramètre à afficher et qui, en dehors de cette plage, servent de centre instantané de rotation au levier dont la rotation se trouve alors démultipliée et par un cadran dont l'échelle rectiligne comporte une zone dilatée divisée selon une loi linéaire du paramètre correspondant à la plage délimité par les butées et, de part et d'autre de cette zone, une division moins dilatée selon une loi non linéaire. 2 - Dispositif d'affichage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les butées qui délimitent la plage angulaire sont au nombre de deux équidistantes de l'axe. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les butées qui délimitent la plage angulaire sont au nombre de deux non équidistantes de l'axe pour que la démultiplication de la rotation du levier d'un côté de la plage angulaire soit différente de la démultiplication de l'autre coté. 4 - Dispositif d'affichage selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les butées présentent un profil qui est l'enveloppe des positions successives du levier pour introduire une loi de variation continue du rapport de démultiplication du levier. 5 - Dispositif d'affichage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plage angulaire est limitée, au moins d'un côté, par deux ou plusieurs butées entrant successivement en contact avec le levier pour faire varier le rapport de démultipli- cation de façon discrète. 6 - Dispositif d'affichage selon la revendication 1 et l'une des revendications 2 - 3 - 4 ou 5 caractérisé en ce que la manivelle comporte deux manetons et que le levier est articulé sures deux manetons par deux encoches. 7 - Dispositif d'affichage comportant deux dispositifs selon la revendication 1 caractérisé en ce que les organes encombrants d'asservissement, récepteur, moteur, réducteur, de l'un des dispositifs sont disposés du côté de l'index, alors que les mêmes organes de l'autre dispositif sont disposés du côté opposé à l'index pour permettre d'assembler les deux dispositifs tête-bêche sans déborder de la largeur d'un cadran commun avec le minimum d'encombrement.