Brevet FR2534711A1 — publié le 19840420

La présente invention concerne un mécanisme d Jindexation, notam- ment pour commutateur rotatif à plusieurs positions d'arrêt séparées par un même angle, ce mécanisme comportant une came d'indexation présentant des sommets et des dépressions formant des crans, et plusieurs éléments d'indexation agencés de façon qu'un déplacement angulaire relatif soit possible entre eux et la came d'in- dexation, et de façon qu'un ou plusieurs d'entre eux s'engagent avec effet d'enclenchement, dans une dépression et que le-ou les autres éléments d'indexation ne s'enclenchent pas dans une dépression, de façon à obtenir un nombre de positions d'arrêt plus grand que le nombre des crans. Un tel mécanisme d'indexation est connu par le brevet américain n O 2 399 906 Dans ce mécanisme, un disque dont le bord comporte des échancrures en forme de segment de cercle équidistantes les unes des autres, est fixé à l'arbre tournant Quatre billes d'indexation coopèrent avec le tracé de came ainsi formé Les billes consécutives sont séparées à chaque-fois de 900 et s'enclenchent simultanément, chacune dans l'une des huit échancrures en forme de segment de cercle. Cet agencement possède donc huit positions d'arrêt Pour doubler le nombre des positions d'arrêt, deux billes d'indexation diagonalement opposées peuvent être agencées avec un décalage angulaire égal à la moitié de l'angle entre échancrures Pour chaque position d'arrêt, il y a alors une paire de billes d'indexation qui sont enclenchées chacune dans une échancrure, tandis que les deux autres billes sont pressées contre le contour circulaire que le disque comporte entre les échancrures, et prennent une position instable. En outre, par le brevet allemand _ 2230 856, il est connu de parvenir à une division de l'angle entre crans d'un disque d'in- dexation en agençant deux disques d'indexation identiques l'un au- dessus de l'autre et en les décalant de la moitié du pas entre crans. Lors de la rotation, les billes diagonalement opposées 'lsautent" en direction axiale, donc perpendiculairement au plan des disques, d'un disque à l'autre Cela implique donc un encombrement axial plus im- portant. La présente invention a pour but d'obtenir un nombre très 25347 1 1 élevé de positions d'arrêt, tout en ayant une grande précision angu- laire et une caractéristique d'enclenchement suffisante, cela avec un mécanisme d'indexation même très miniaturisé pour commutateurs rota- tifs, commutateurs encodeurs, potentiomètres rotatifs à positions fixes, etc. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'il y a au moins N éléments d'indexation qui, par rapport à une position initiale commune, sont disposés chacun selon un rapport d'indexation angulaire différent, N, m étant un nombre entier au moins égal à 1 et au plus égal à N et indiquant le numéro d'emplacement d'un élément d'indexation, et N étant un nombre entier supérieur à 3 et égal au nombre total des élémentsd'indexation nécessaires. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures anne- xées. La figure 1 représente un mécanisme indexeur selon l'in- vention, vu en coupe selon C-D de la figure 2; et la figure 2 représente le mécanisme indexeur vu en coupe faite selon la ligne A-B de la figure 1. La référence 1 désigne un bouton de commande rotatif dans lequel une couronne d'indexation 2 est agencée Côté intérieur, cette couronne possède une came d'indexation 5 présentant des sommets 3 et des dépressions 4 Les surfaces 6 reliant les sommets aux dépressions et constituant des surfaces de glissement pour des éléments d'indexation réalisés sous forme de billes 7, 8, 9 et 10 sont de préférence au moins approximativement rectilignes et forment des rampes obliques de façon que l'angle qu'elles forment deux à deux dans chaque dépression 4 soit de 70 à 1100, de préférence de l'ordre de 90 Dans cet exemple de réalisation, il y a douze telles dépressions ("crans"). Un support pour les billes 7, 8, 9, 10 réalisé sous la forme d'une bague 12, est monté à rotation sur un tourillon Il qui constitue, par exemple, une pièce d'un seul tenant avec la couronne d'indexation 2 Ce support est muni d'un collet intérieur 13 qui s'applique sur 253471 1 un relief de tourillon 11 La fixation de la bague 12 est réalisée par deux pattes de retenue 14 qui traversent le collet intérieur 13 et sur lesquelles une rondelle 15 est glissée Les extrémités des pattes de retenue 14 sont cambrées et arrêtent la bague 12 avec un faible jeu axial Ainsi, la came d'indexation 5 peut tourner par rapport aux éléments -d'indexation 7, 8, 9 et 10 La bague 12 compor- te des trous borgnes 16 disposés de préférence radialement et aména- gés de façon à recevoir les billes d'indexation 7, 8, 9, 10 qui, sous l'action de ressorts de compression 17, sont pressées contre la came d'indexation 5. Dans le cas o il y a douze crans sur la couronne 5, l'an- gle entre crans -est a = 30 Toutefois, avec les quatre billes d'indexation représentées, 7, 8, 9 et 10, agencées selon l'invention, on obtient un angle "' de 7,5 entre positions d'arrêt Cet angle résulte de ce que les billes 7, 8, 9 et 10 et les trous borines 16 sont disposés de façon que chacune des billes d'indexation 7, 8, 9, 10 se trouve, par rapport à celle qui la suit immédiatement en considérant une position initiale commune (par exemple la position de la bille 7),-décalée d'un angle qui correspond à l'angle entre crans de la couronne d'indexation 5 ou à un multiple entier de cet angle, plus (ou moins) une valeur angulaire a' égale à cet angle divisé par le nombre des billes d'indexation. Dans cet exemple, cela donne 300:4 = 7,5 . Le rapport de division de l'angle entre crans est donc 1:4 = n, N étant le nombre des billes d'indexation 7, 8, 9 qui doi- vent assurer l'échelonnement fin des positions d'arrêt Il faut donc que N soit un entier supérieur à trois. Dans cet exemple, les billes 7, 8, 9 et 10 sont alors, par rapport à la position de référence O précités, localisées comme suit en considérant une rotation dans le sens horaire; la-bille 7 est à O a'; la bille 8 à x a-1 a'; la bille 9 à y c-2 a'; et la bille 10 za-3 a' D'une façon générale, si l'on attribue à chaque bille d'in- dexation un numéro constitué par un nombre m de la suite I n, on obtient alors pour les différentes billes un décalage V = N Cela 25347 1 1 indique de combien de fois l'angle de division fine ' une bille d'in- dexation est décalée par rapport à une valeur de référence Dans l'exemple, la troisième bille (bille 9), avec m = 3 et N 4, est dé- 3 -1 11 calée de = 2 de l'angle a, donc de 2 ' a = 2 a = 2 a', l'ex- pression; U donnant l'angle de division a'. Avec l'invention, pour chaque position d'arrêt, l'une des billes d'indexation 7, 8, -9 et 10 s'enclenche dans une dépression 4 tandis que les autres s'appliquent sur des surfaces de glissement obliques 6 ou éventuellement sur un sommet 3 Il n'est pas évident, au premier abord, qu'un positionnement parfait soit obtenu malgré la position instable des dernières billes mentionnées même si l'on dési- re une subdivision très fine, c'est-à-dire un angle et' très petit. Si l'on considère la chose plus en détail, on peut toutefois consta- ter que les forces de rappel dues aux billes en condition instable s'annulent mutuellement, au moins presque complètement Il est mani- feste qu'il y avait jusqu'à présent un préjugé s'opposant au dévelop- pement de tels mécanismes d'indexation bien que la miniaturisa- tion des composants ait depuis longtemps créé un besoin de tels méca- nismes à division très fine. La qualité de l'effet d'enclenchement du mécanisme selon l'invention repose en outre sur le fait que malgré la petitesse de l'angle a' entre position d'arrêt, une bille d'indexation 7 i 8, 9, accomplit, de la position d'enclenchement au fond de la dépres- sion (cran) 4 jusqu'à la position d'arrêt suivante, une course de levée beaucoup plus grande que si la came 5 de la couronne 6 était di- visée de façon correspondante. Sur la figure 1, pour illustrer cela, on a représenté au- dessus de la bille 7 un tracé de came à denture fine Avec l'angle de division à', la denture fine 18 et la bille positionneuse 19 à petit diamètre qu'il faut alors, la course de cette bille 19 est de 40 à % de la profondeur des dents Cette course exprimée en pourcentage est encore presque atteinte avec l'agencement selon l'invention, comme on peut le voir en considérant les positions des billes 8 et 10 et en les comparant à celle de la bille 7 Toutefois, comme la profon- deur des dents est, dans cet exemple de réalisation, beaucoup plus 253471 1 grande, il en résulte que la course de levée des billes d'indexation 7, 8, 9 et 10 est, elle aussi, beaucoup plus grande. Il convient en outre de souligner qu'une came d'indexation 5 telle que celle utilisée par l'invention, comportant une division "non-fine" est plus facile à réaliser avec une grande précision que ne l'est une came à division fine. D'une façon connue en soi, on peut prévoir, en plus des quatre billes d'indexation 7, 8, 9 et 10 représentées dans l'exemple, d'autres billes d'indexation agencées de la même façon, avec un décalage angu- laire, de manière à pouvoir accroître l'effet d'enclenchement. Au lieu de billes d'iiidexation 7, 8, 9 et 10, on peut aussi prévoir d'autres éléments d'indexation tels que, par exemple, des doigts, des galets, etc Au lieu de la couronne crantée 2, on peut aussi utiliser une bague ayant des reliefs et dépressions sur son pourtour ou sur une face. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la distance angulaire entre deux éléments d'indexation 7, 8, 9, 10 est comprise entre 30 et 900, et cette distance angulaire correspond à un anglea entre crans, ou à un multiple entier de celui-ci, plus ou moins m 1 donc plus ou moins (n 1) "', En outre, là bague 12 peut être munie d'une douille filetée de façon que le mécanisme puisse être facilement inséré et fixé dans un trou et puisse être actionné par le bouton de commande 1 Pour l'en- traînement d'un axe d'interrupteur, ou de tout autre arbre, etc, le tou- rillon Il est muni d'un évidement central 21 à section non circulaire, par exemple d'une fente, dans lequel une pièce à faire tourner, dotée d'une forme correspondante, peut être introduite. 25347 1 1 REVENDICATIONS 1 Mécanisme d'indexation, notamment pour commutateurs rotatifs à plusieurs positions d'arrêt séparées par un même angle, ce mécanisme comportant une came d'indexation présentant des sommets et des dépressions formant des crans, et plusieurs éléments d'indexation agen- cés de façon qu'un déplacement angulaire relatif soit possible entre eux et la came d'indexation et de façon qu'un ou plusieurs d'entre eux s'en- gage, avec effet d'enclenchement, dans une dépression et que le ou les autres éléments positionneurs ne s'enclenchent pas dans une dépression, de façon-à obtenir un nombre de positions d'arrêt plus grand que le nombre des crans, caractérisé en ce qu'il y a au moins N éléments d'indexation ( 7, 8, 9, 10) qui, par rapport à une position initiale commune, sont dispos, chacun selon un rapport d'indexation angulaire d f- éetrent, m 1 m étant un nombre entier au moins égal à 1 et au plus égal à N et indiquant 1 l numéro d'emplacement d'un élément d'indexation ( 7, 8, 9, 10), et N étant un nombre entier supérieur à 3 et égal au nombre total des éléments d'in- dexation nécessaires ( 7, 8, 9, 10). 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came d'indexation ( 5)est agencée sur une couronne d'indexation ( 2) qui entoure les éléments d'indexation ( 7,8, 9,10). 3 Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments d'indexation sont réalisés sous la forme de billes d'indexation ( 7, 8, 9, 10) pressées élastiquement contre la came d'in- dexation ( 5). 4 'Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments d'indexation ( 7, 8, 9, 10) sont disposés dans une bague ( 12) qui est entourée par la couronne d'inde- xation( 2), et en ce que cette bague ( 12) et cette couronne ( 2) peuvent tourner l'une par rapport à l'autre. 5 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des éléments d'indexation consécutifs ( 7, 8, 9, ) sont séparés par une distance angulaire comprise entre 30 et 90 , laquelle correspond à l'angle (a) entre crans ou à un multiple entier de cet angle (a), plus ou moinsm N 6 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la came d'indexation ( 5) présente des surfaces de glissement ( 6) à rampe oblique, et en ce que les surfaces de glissement ( 6) consécutives d'une même dépression ( 4) forment entre elles un angle compris entre 70 et 110 . 7 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couronne d'indexation ( 2) est munie d'un tou- rillon ( 11) pour la pièce ( 12) portant les éléments d'indexation ( 7, 8, 9, 10). 8 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce ( 12) portant les éléments d'indexation ( 7, 8, 9, 10) est munie d'une douille filetée ( 20). 9 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1-à 8, caractérisé en ce que la couronne -d'indexation ( 2) est dotée d'une par- tie ( 1) pour l'actionner. 10 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tourillon ( 11) est réalisé sous la-forme d'un entraîneur pour un composant à entraîner. 11 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le tourillon 11 comporte un évidement ( 21) à section non-circulaire.