Brevet FR2704315A1 — publié le 19941028

" Dispositif indicateur avec un disque gradué et index mo- bile indiquant une valeur de graduation pour véhicule au- tomobile " Etat de la technique L'invention part d'un dispositif indicateur no- tamment pour un véhicule automobile avec un disque gradué et un index mobile pour l'indication d'une valeur de l'échelle du disque gradué. On connaît déjà un dispositif indicateur (DE-OS- 20 64 025) dans lequel pour indiquer par exemple la vitesse du véhicule un index monté de façon à pouvoir tourner et qui a une longueur constante est mis en place sur un disque gradué et montre alors grâce à son mouvement de rotation, le chiffre correspondant du disque gradué. Pour pouvoir distinguer l'index, notamment pendant la nuit, un éclairage est nécessaire. En outre, l'index monté de façon à pouvoir tourner ne peut du fait de sa longueur constante être mis en oeuvre que pour des échelles dont le contour externe est approximativement rond. Par ailleurs, dans le document men- tionné plus haut, on présente un dispositif indicateur pour la représentation de pictogrammes qui sont projetés au moyen de faisceaux lumineux sur le disque antérieur de re- couvrement du dispositif indicateur. Ce dispositif indica- teur n'est cependant que peu approprié pour l'indication de valeurs changeantes. 2 2704315 Avantages de l'invention Le dispositif indicateur selon l'invention, dont l'index est un faisceau lumineux, présente par contre l'avantage que la longueur de l'index est variable, cette S longueur s'adaptant automatiquement à la forme du disque gradué. De ce fait, ce dispositif indicateur peut être mis en oeuvre avec des disques gradués de forme quelconque. Comme autre avantage, il y a lieu de considérer que l'index est lui-même lumineux et qu'ainsi un éclairage supplémen- taire peut être économisé. D'autres caractéristiques de l'invention permet- tent des compléments avantageux et des améliorations du dispositif indicateur mentionné plus haut. Il est particulièrement avantageux de rendre le faisceau- lumineux visible grâce à un milieu opalin, notam- ment fluorescent, car on obtient ainsi un contraste net par rapport à l'arrière plan. L'opalescence obtenue avec des particules fluorescentes augmente alors avantageusement l'intensité lumineuse de l'index. En disposant le disque de diffusion et le disque gradué l'un sur l'autre, un disque gradué déjà existant peut être combiné avec le disque diffusant spécial. L'uti- lisation de plexiglas coloré dans la masse représente à nouveau une forme de réalisation susceptible d'être fabri- quée économiquement, facile à mettre en oeuvre et stable. En disposant des zones diffusantes à l'intérieur du disque gradué, la valeur de graduation correspondant à la position de l'index peut être lue par luminescence. Il est en outre avantageux de produire le faisceau lumineux pour l'index au moyen d'une source de lumière à semi-conducteur, car celle- ci peut être réalisée d'une façon particulièrement peu en- combrante et consommant peu de courant. La mise en oeuvre d'une diode laser comme source de lumière à semi-conducteur, sert avantageusement à obte- nir une lumière fortement focalisée, grâce à quoi une lec- 3 2704315 ture précise du dispositif indicateur est garantie. La réa- lisation de la source de lumière à semi-conducteur avec une luminosité et/ou une couleur commutable permet à l'utilisa- teur d'adapter l'indication à ses préférences personnelles et aux conditions de l'environnement ainsi qu'à faire la distinction entre plusieurs index. Par la modification de la couleur du faisceau lu- mineux lors du dépassement d'une valeur limite, on peut par exemple intégrer une fonction optique de l'avertissement dans le dispositif indicateur. La limitation du faisceau lumineux par un orifice d'émission apporte cet avantage qu'une limitation supplé- mentaire en résulte pour l'amélioration de la précision de lecture du dispositif indicateur. En outre, en variation du diamètre du faisceau lumineux, une adaptation complémen- taire de la luminosité de l'index aux conditions de visibi- lité personnelle et conditionnée par l'environnement peut s'effectuer. L'intégration de la source de lumière à semi- conducteur dans la partie mobile du dispositif indicateur, représente une variante avantageuse par rapport à une opti- que complexe avec des miroirs ou des fibres. L'alimentation en courant de la source de lumière à semi-conducteur au moyen de contact par frottement, ap- porte une solution avantageuse à l'amenée du courant car ainsi la linéarité du dispositif indicateur ne peut pas être perturbée par un câble. Par réflexion du faisceau lumineux en sens in- verse, on obtient l'avantage d'une luminosité accrue. En disposant plusieurs faisceaux lumineux comme index à l'intérieur d'un dispositif indicateur, plusieurs valeurs peuvent être lues simultanément sur ce dispositif. Elles peuvent être avantageusement représentées par une co- loration différente. 4 2704315 Dessins Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins ci-joints et vont être exposés plus en détail dans la description ci-après. La figure 1 montre un dispositif indicateur en vue de dessus. La figure 2 est une vue latérale en coupe du dis- positif indicateur de la figure 1. La figure 3 montre un autre dispositif indicateur en vue de dessus. La figure 4 est une vue latérale en coupe du dis- positif indicateur de la figure 3. Description des exemples de réalisation Le dispositif indicateur représenté sur la figure 1 et la-- figure 2, comprend un boîtier 20, comportant une cavité 27 à peu près circulaire dans laquelle sont fixés l'un sur l'autre un disque diffusant 40 et un disque gradué 41. La limitation externe des deux disques 40, 41 forme une couronne réfléchissante 26 insérée dans la cavité circu- laire 27 dans le boîtier 20. La limitation interne des deux disques 40, 41 forme un évidement rond 21 se trouvant dans le boîtier 20, et qui se trouve à l'intérieur de la cavité 27 dans le boîtier 20. Le disque gradué 41 comporte à sa périphérie externe des traits de graduation. A l'intérieur de l'évidement rond 21 se trouve un boîtier de protection 23 qui est disposé entre deux arbres 24, 25 alignés l'un sur l'autre qui est ainsi monté de façon à pouvoir tourner dans le boîtier 20. A l'intérieur du boîtier de protection 23 est disposée une source de lumière à semi-conducteur 30 qui comporte sur son côté supérieur une diode laser 31. Sur la paroi en face de la diode laser 31, le boîtier de pro- tection 23 comporte un orifice d'émission 15. Sur son côté inférieur, la source de lumière à semi-conducteur 30 com- porte deux amenées du courant électrique 17 qui sont ame- nées dans la direction axiale des arbres 24, 25 à travers 2704315 le boîtier de protection 23 sur des contacts à frottement 18. En face de ces contacts à frottement 18, se trouvent des balais de contact 19 qui aboutissent à d'autres amenées de courant électrique 16 qui, vont à l'extérieur à travers le boîtier 20. Le boîtier de protection 23 comporte en ou- tre dans la zone perpendiculaire à l'orifice d'émission 15 un filetage dans lequel est vissée une vis sans tête 13. Le boîtier 20 comporte en outre dans la zone au-dessus de l'évidement rond 21, une paroi frontale 14 qui recouvre cet évidement rond 21 et dans laquelle l'arbre 25 est monté de façon à pouvoir tourner. La vis sans tête 13 est accessible à partir de l'avant à travers une ouverture d'accès 12 qui est ménagée dans la paroi frontale 14 du boîtier 20. La figure 2 montre le dispositif indicateur de la figure 1 en vue latérale en coupe le long de la ligne II- II. La figure 1 montre une représentation en coupe du dis- positif indicateur de la figure 2 le long de la ligne I-I de la figure 2 Au moyen des autres amenées de courant électrique 16, des balais de contact 19, des contacts à frottement 18 ainsi que des amenées de courant électrique 17, le courant électrique arrive à la source de lumière à semi-conducteur , dans laquelle ce courant est amené à la diode lumineuse ou diode laser 31 qui produit en conséquence un index lumi- neux. Cet index lumineux est limité par l'orifice d'émis- sion 15 à un faisceau lumineux 11. Le faisceau lumineux 11 arrive sur le disque dif- fusant 40, disposé sur le parcours du faisceau lumineux 11, et dans lequel le faisceau lumineux 1l se transforme du fait de la diffusion à l'intérieur du disque diffusant 40 en un faisceau lumineux dispersé qui est ainsi visible. En outre, le faisceau lumineux dispersé 10 subit une réflexion sur la couronne réfléchissante 26 et est précisément réflé- chi dans sa direction d'incidence. De ce fait, la luminosi- té du faisceau de lumière dispersé 10 s'accroît. Grâce à 6 2704315 l'amenée du courant électrique au moyen des contacts à frottement 18, une transmission des mouvements de rotation sur les arbres 24, 25 avec le boîtier de protection 23 pla- cé entre eux et la source de lumière à demi-conducteur 30 est possible sans perturbation. A travers l'orifice d'accès 12, le diamètre de l'orifice d'émission 15 peut être modi- fié au moyen de la vis sans tête 13, tandis que l'orifice d'émission est autant que possible construit de façon qu'il n'arrive à l'extérieur aucun rayon diffracté. Ce réglage s'effectue de façon adéquate dans une position de repos du dispositif indicateur, la position de repos déterminant l'emplacement de l'orifice d'accès 12. Grâce à ce réglage, la luminosité du faisceau lumineux dispersé 10 peut être adaptée à des besoins individuels. L'utilisation d'un dis- que de plexiglas coloré ou opalin comme disque diffusant 40 est particulièrement avantageuse. Au lieu du disque en plexiglas opalin, on peut également utiliser un autre maté- riau opalin tel que par exemple un gaz ou bien un liquide. Comme dans un dispositif indicateur traditionnel, la conversion d'un couple proportionnel à une grandeur de mesure, par exemple la vitesse, peut s'effectuer au moyen d'un dispositif non représenté sur le dessin en un mouve- ment de rotation du boîtier de protection 23 avec la source de lumière à semi-conducteur 30 et donc du faisceau lumi- neux 10, grâce à quoi la position du faisceau lumineux 10 par rapport au disque gradué 41 indique la valeur de la grandeur de mesure produisant ce couple. Sur la figure 3 et la figure 4, est représenté un autre exemple de réalisation d'un dispositif indicateur. Il se distingue de celui repré- senté sur les figures 1 et 2 en ce qu'il n'est pas prévu de disque diffuseur 41 mais seulement un disque gradué 40 sur lequel sont disposées des zones diffusantes 22 en forme de chiffres. Par ailleurs, la couronne réfléchissante 26 est supprimée. La figure 4 montre le dispositif indicateur de la figure 3 en vue latérale suivant une coupe le long de la 7 2704315 ligne de coupe IV-IV. La figure 3 montre une représentation du dispositif indicateur de la figure 4 le long d'une ligne de coupe III-III. Le faisceau lumineux 1 tombe à l'intérieur du disque gradué 49 sur la zone diffusante 22 qui alors s'il- lumine. Ainsi, pour l'utilisateur du dispositif indicateur, la valeur du chiffre correspondant à la position du fais- ceau lumineux 1l est bien lisible. Ce dispositif indicateur convient surtout pour des appareils indicateurs de la vitesse d'un véhicule, de la vitesse de rotation, du niveau de l'essence,.ou autres dans des véhicules automobiles, mais également aussi pour d'autres appareils de mesure avec indication analogique, tels que des appareils de mesure à cadre mobile, des baro- mètres des manomètres, des thermomètres, ou autres D'autres dispositifs indicateurs non représentés ici peuvent égale- ment être équipés d'une lampe à incandescence classique au lieu de la diode lumineuse ou de la diode laser 31. Il est en outre possible de disposer la source de lumière à semi- conducteur 30 en dehors du boîtier décrit ci-dessus et d'amener le faisceau 10 obtenu au disque diffusant 40 par l'intermédiaire d'une optique à miroir ou à fibre. L'ali- mentation en courant de la source de lumière à semi- conducteur 30 peut, en variante, s'effectuer également par l'intermédiaire d'un câble flexible, comme également par l'intermédiaire d'une batterie rapportée à l'intérieur du boîtier de protection 23. Le principe décrit ci-dessus peut être également mis en oeuvre pour la réalisation d'un dispositif indica- teur avec un déplacement en translation de l'index. Grâce à la disposition de systèmes disposés coaxialement l'un dans l'autre, il est possible de réunir dans un dispositif indi- cateur plusieurs index en faisceau lumineux l! s'illuminant notamment selon des couleurs diverses. Le déplacement du faisceau lumineux peut dans d'autres types de réalisation 8 2704315 s'effectuer également du fait du déplacement de l'orifice d'émission 15 ou bien même du disque gradué 41, grâce à quoi dans le deuxième cas, la valeur de graduation à indi- quer est toujours susceptible d'être lue au même emplace- ment et une amenée de courant plus simple peut être construite. De façon particulièrement avantageuse se pré- sente l'agencement d'un dispositif qui lorsque la valeur de graduation dépasse une valeur limite déterminée, provoque une modification du faisceau lumineux dans sa couleur ou également dans son diamètre. Ainsi, un avertissement con- cernant la vitesse ou bien un avertissement concernant la température est susceptible d'être intégré dans le disposi- tif indicateur. Au lieu d'une zone diffusante 22 sur le disque gradué 41, il est également prévu de disposer un film col- lecteur de lumière sous la forme de valeurs de graduation sur un disque en plexiglas et d'éclairer ce film. 9 2704315 R E V E N D I C A T I ONS 1) Dispositif indicateur notamment pour un véhi- cule automobile avec un disque gradué et un index mobile pour l'indication d'une valeur de graduation sur le disque gradué, dispositif caractérisé en ce que l'index est un faisceau lumineux (11). 2) Dispositif indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce dispositif comporte un milieu opalin, notamment fluorescent, et en ce que le faisceau lu- mineux (11) lors de son entrée dans ce milieu opalin de- vient un faisceau lumineux (10) dispersé visible. 3) Dispositif indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le milieu opalin est un disque diffusant (40), notamment en matière plastique coloré dans la masse, recouvrant le disque gradué (41). 4) Dispositif indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque gradué (41) comporte au moins une zone (22) avec un milieu opalin. ) Dispositif indicateur selon une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une source de lumière à semi- conducteur (30), de préférence une diode laser ou une diode lumineuse, qui produit le faisceau lumi- neux (11). 6) Dispositif indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le faisceau lumineux (11) est sus- ceptible d'être commuté au moyen de la source de lumière à semiconducteur (30) sur des luminosités et/ou des couleurs différentes. 7) Dispositif indicateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le faisceau lumineux (11) change de couleur lors du dépassement d'une valeur limite de la valeur de graduation indiquée. 8) Dispositif indicateur selon une des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que la section transversale 2704315 du faisceau lumineux (11) peut être modifiée par un orifice d'émission (15). 9) Dispositif indicateur selon une des revendica- tions 5 à 8, caractérisé en ce que la source de lumière à semi- conducteur (30) est mobile sur son montage et que des amenées de courant électrique (17) sont reliées par l'in- termédiaire de contacts à frottement (18) et de balais de contact (19) à la source de lumière à semi-conducteur (30) et servent à amener le courant à la source de lumière à se- mi-conducteur (30). ) Dispositif indicateur selon une des revendi- cations 2 à 9, caractérisé en ce que sur le bord externe du milieu opalin est disposée une couronne réfléchissante (26) qui réfléchit en sens inverse le faisceau lumineux dispersé (10) visible. 11) Dispositif indicateur selon une des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du dis- positif indicateur, sont disposés plusieurs faisceaux de lumière (11), notamment de diverses couleurs, jouant rôle d'index mobiles grâce auxquels différentes valeurs peuvent être indiquées indépendamment les unes des autres sur le disque gradué (41).