Brevet FR2780527A1 — publié le 19991231

DOIGT D'INDEXAGE SANS JEU POUR MECANISME D'INDEXATION La présente invention concerne le domaine des commutateurs à indexage mécanique, et plus particulièrement les doigts d'indexage mobiles en translation par rapport à une pièce et constamment rappelés vers une position externe pour suivre le profil d'une came d'une seconde pièce en mouvement relatif par rapport à la première. De tels mécanismes à cames et doigts d'indexage sont utilisés par exemple dans les leviers de commutation équipant les volants des automobiles, pour modifier l'allumage des phares, changer la vitesse de balayage des essuie-glace, etc... La configuration est alors tournante, avec des pièces qui effectuent un mouvement relatif de rotation. L'indexation met toujours en oeuvre un double mouvement: d'une part ledit mouvement relatif des deux pièces, et d'autre part le mouvement de 1 5 I'organe réalisant l'indexation proprement dite, en l'occurrence le doigt d'indexage. Ce doigt comporte en général une portion sommitale de volume particulier, destinée à s'insérer dans des évidements de la came prévus aux différentes positions d'indexage mécanique. Celles-ci correspondent dans la plupart des cas à des commutations sur un circuit électrique gérant les fonctions réalisables par la manipulation du levier. Les formes respectives de ladite portion sommitale du doigt d'indexage et des évidements prévus pour la recevoir sont conçues de telle sorte que, en combinaison avec la raideur des moyens de rappel, la commutation puisse être effectuée aisément par l'utilisateur. Les reliefs de la came doivent à cet effet présenter une certaine douceur, et des changements de pente progressifs. Il est cependant nécessaire que le positionnement relatif soit suffisamment précis pour que la commutation électrique fonctionne correctement. En outre, le confort d'utilisation du levier nécessite un positionnement précis aux différentes positions indexées, sans jeu parasite trop important. Le compromis entre ces exigences a priori contradictoires dépend notamment de la maîtrise des jeux fonctionnels, et plus particulièrement des jeux entre la portion sommitale et les évidements, en position indexée. L'objectif habituel est donc, outre d'arriver à des formes améliorant le comportement en mouvement des pièces d'indexage, de réduire autant que possible les jeux entre les surfaces qui coopèrent. Parmi les solutions utilisées jusqu'ici, la plus naturelle consiste à réaliser des pièces avec des tolérances fines, suffisamment pour que les jeux soient notablement réduits. L'inconvénient de cette solution réside bien entendu dans le coût prohibitif des pièces obtenues. Celles-ci ne peuvent plus être utilisées dans des ensembles du type levier de commande sous-volant, pour lesquels les prix sont constamment tirés vers le bas, faute de quoi les constructeurs ne les acceptent pas. Les doigts d'indexage comprennent en général un corps principal allongé notamment guidé en translation dans une première pièce, sur lequel.,s'exercent les moyens de rappel, et la portion sommitale précitée. Celle-ci est parfois constituée d'un rouleau rotatif demeurant au contact de la came de l'autre pièce, les évidements d'indexage étant alors prévus pour recevoir au moins la partie hémicylindrique externe desdits rouleaux. L'inconvénient de cette solution est également économique, notamment parce que chaque doigt se compose alors de deux éléments à assembler, et entraîne un coût global de fabrication plus élevé. 1 5 Des solutions en une pièce reproduisant une forme comparable à la précédente ont également été proposées, deux ressorts étant alors utilisés pour réduire les jeux. Outre le ressort axial repoussant le doigt d'indexage au contact de la came, un second ressort agissant latéralement permet de plaquer la portion sommitale contre la paroi de l'évidement, faisant ainsi disparaître tout jeu parasite. Cette solution est également techniquement compliquée, et souffre du même inconvénient que la précédente: ajout d'une pièce à l'assemblage, qui nécessite au surplus un montage précis, et augmentation corrolaire du coût de fabrication. La présente invention propose une solution qui remédie aux inconvénients précités, et permet notamment d'aboutir à un doigt d'indexage réalisé en une seule pièce, dont la forme particulière a été étudiée de telle sorte que les jeux mécaniques soient pratiquement supprimés lorsque ledit doigt est inséré dans un évidement d'indexation. Le doigt d'indexage de l'invention est constitué de deux volumes superposés, un corps d'allure parallélépipédique guidé en translation axiale dans un premier élément, surmonté d'une partie d'allure hémicylindrique formant l'organe suiveur toujours au contact d'une came d'indexage liée à un second élément pouvant être animé d'un mouvement relatif par rapport au premier, ladite partie étant notamment prévue pour s'insérer dans des évidements arrondis de la came aux différentes positions d'indexation, le doigt d'indexage étant constamment maintenu au contact de la came par des moyens de rappel s'exerçant axialement, et il est caractérisé en ce que, en vue de minimiser les jeux entre la partie d'allure hémisphérique dudit doigt et les évidements de la came, une portion d'au moins deux faces parallèles entre elles et à l'axe de translation du doigt d'indexage d'au moins un des volumes superposés présente une orientation résultant d'une rotation de quelques degrés autour de l'axe central du doigt d'indexage, lesdites portions parallèles entre elles étant symétriques par rapport audit axe central. En d'autres termes, le principe à la base de l'invention est d'appliquer une torsion à différentes parties du doigt d'indexage, pour simuler une rotation réelle qui aboutirait à un calage de celui-ci dans les évidements de la came. Il est en effet clair que s'il y a du jeu alors que le volume d'extrémité et l'évidement sont seulement sensiblement coaxiaux, ce jeu disparaît si ledit volume tourne à l'intérieur dudit évidement. A titre principal, ladite rotation affecte la partie d'allure hémisphérique surmontant le corps d'allure parallélépipédique du doigt d'indexage. Toutefois, si l'on en reste à cette configuration, la partie hémisphérique orientée en biais n'entre en contact avec l'évidement dans lequel elle se trouve qu'en deux zones linéaires opposées par rapport à l'axe de rotation, ce qui ne constitue pas la meilleure garantie de stabilité. Il peut en effet se produire des légers glissements qui, par l'impression qu'ils donnent, annihilent l'effet principal de l'invention. C'est pourquoi, de préférence, deux zones de l'enveloppe du volume supérieur d'allure hémisphérique, situées aux extrémités longitudinales de celle-ci, de part et d'autre de la génératrice sommitale et symétriquement par rapport à l'axe central, conservent une orientation parallèle aux faces correspondantes du corps d'allure parallélépipédique. Pour que la totalité de l'environnement de ces zones de coin bénéficie de l'avantage procuré par la rotation selon l'invention, au moins une portion de chaque face transversale du volume hémisphérique surmontant le corps parallélépipédique est orientée dans la direction obtenue après ladite rotation. De même, au moins une portion de la face du volume parallélépipédique d'allure parallèle à ladite face transversale du volume hémisphérique est orientée dans la direction obtenue après ladite rotation. Selon la configuration préférentielle adoptée, seule la moitié de ces faces, celle située du côté de la zone d'extrémité longitudinale du volume hémisphérique non affectée par la rotation subit ladite rotation. Le doigt d'indexation réalise donc, de préférence en une seule pièce, les fonctionnalités des dispositifs de l'art antérieur grâce à cette forme particulière optimisant en fait les contacts entre surfaces réceptrices et surfaces incidentes. Selon une variante, la partie d'allure hémisphérique peut correspondre à un rouleau cylindrique dépassant du corps principal d'allure parallélépipédique. Les angles de rotation possible, de préférence le même pour toutes les surfaces d'un doigt subissant une torsion, sont faibles, par exemple compris entre 1 et 6 . L'invention s'applique enfin non seulement aux doigts d'indexage individualisés, mais encore aux commutateurs qui en sont munis, par exemple dans le cadre plus général du levier de commande sous-volant. L'invention va à présent être décrite plus en détail, notamment en référence aux figures annexées, pour lesquelles: - la figure 1 présente un cadre d'application de l'invention, à savoir un levier de commande sous-volant de véhicule automobile; - la figure 2 montre une coupe agrandie d'une telle configuration - la figure 3 représente une vue en élévation de face d'un doigt d'indexage selon l'invention; - la figure 4 en est une vue de côté; et - la figure 5 est une vue en perspective du doigt d'indexage, rendant mieux compte de sa configuration globale. Dans les différentes figures précitées, les mêmes signes de référence sont affectés aux mêmes éléments. Toutes ces figures se réfèrent à une configuration possible de l'invention, prise à titre d'exemple, réalisée en une seule pièce. La représentation de la figure 1 montre un levier (L) de commande sous-volant, et illustre un contexte technique particulier dans lequel l'indexage mécanique est très utilisé. Dans ce cadre, un doigt d'indexage (D) coopère avec une came (C) lui permettant de prendre trois positions stables d'indexage, correspondant à 3 positions de commutation distinctes sur un circuit électrique (non représenté), aboutissant à 3 fonctions commandées par le levier (L). La figure 2 précise le principe du fonctionnement d'un doigt d'indexage (D) comportant essentiellement un corps constitué d'un premier volume (1) guidé en translation dans un logement (3), et soumis à l'action d'un ressort (4) qui maintient un second volume (2) surmontant le premier au contact de la came (C). Le volume supérieur (2) agit en fait comme suiveur de came, alors que le volume inférieur (1) réalise la liaison mécanique avec la pièce mécanique en mouvement par rapport à la came (C). Le principe étant ainsi posé dans le contexte particulier des leviers de commande sous-volant de l'automobile, les particularités propres aux doigts d'indexage de l'invention apparaissent aux figures 3 à 5. La figure 5 montre l'aspect général de chaque doigt d'indexage: il s'agit de deux volumes superposés, un volume inférieur (1) du type parallélépipédique surmonté d'un volume supérieur (2) du type hém icylindrique. L'invention, qui consiste en une rotation de quelques degrés d'au moins des portions de ces volumes, s'applique surtout au volume supérieur (2). Ainsi, la figure 3 montre l'orientation légèrement en biais dudit volume (2), laquelle apparaît encore plus clairement en figure 4. Cette dernière est la plus complète en terme de représentation des orientations des faces ou portions de faces ayant subi une torsion. De fait, les faces longitudinales (5, 5') du volume supérieur (2) sont affectées par ladite rotation ou torsion, à l'exception de leurs extrémités opposées (6, 6'), qui restent parallèles aux faces correspondantes (7, 7') du volume parallélépipédique (1), c'est-à-dire également parallèles à l'axe initial (A), et non à l'axe principal (A') du volume supérieur (2) après rotation. Dans ce cas, la rotation de (A) à (A') est d'environ 3 . Elle affecte également les demi-faces transversales (8, 8') du volume supérieur (2) contiguës aux zones (6, 6'), ainsi que les demi-faces (9, 9') correspondantes du volume parallélépipédique (1). En d'autres termes, les demi-faces les plus proches des zones de contact avec les évidements de la came (C) subissent également la torsion appliquée du volume sommital (2). La raison du maintien des zones (6, 6') parallèles à l'axe (A) s'explique, comme mentionné auparavant, par la nécessité d'agrandir la surface de contact entre ledit volume (2), après torsion, et les creux des cames (C). En l'absence de telles zones (6, 6'), ledit contact se ferait uniquement au niveau des arêtes séparant les faces longitudinales (5, 5') des faces transversales (8, 8'). Il s'agirait alors d'un contact linéaire vertical moins performant. Les zones affectées par la torsion peuvent bien entendu être modifiées, notamment selon la forme de la came. Comme déjà mentionné, la partie supérieure peut par exemple être une portion de rouleau qui est reliée mécaniquement au corps principal. La configuration du doigt représenté peut également être sujette à des variations qui entrent dans le cadre de l'invention si elles sont comprises dans le domaine des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Doigt d'indexage constitué de la superposition de deux volumes, un corps d'allure parallélépipédique (1) guidé en translation axiale dans un premier élément, surmonté d'une partie d'allure hémicylindrique (2) formant l'organe suiveur toujours au contact d'une came d'indexage (C) liée à un second élément pouvant être animé d'un mouvement relatif par rapport au premier, ladite partie (2) étant notamment prévue pour s'insérer dans des évidements arrondis de la came (C) aux différentes positions d'indexation, le doigt d'indexage étant constamment maintenu au contact de la came (C) par des moyens de rappel (4) s'exerçant axialement, caractérisé en ce que, en vue de minimiser les jeux entre la partie d'allure hémisphérique (2) dudit doigt et les évidements de la came (C), au moins une portion d'au moins deux faces (5, 5'; 8, 8'; 9, 9') parallèles entre elles et à l'axe de translation du doigt d'indexage d'au moins un des volumes superposés (1, 2) présente une orientation résultant d'une rotation de quelques degrés autour de l'axe central du doigt d'indexage, lesdites portions des faces (5, 5'; 8, 8'; 9, 9') parallèles entre elles étant symétriques par rapport audit axe central. 2. Doigt d'indexage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite rotation affecte la partie d'allure hémisphérique (2) surmontant le corps d'allure parallélépipédique (1) du doigt d'indexage. 3. Doigt d'indexage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que deux zones (6, 6') de l'enveloppe du volume supérieur d'allure hémisphérique (2) situées aux extrémités longitudinales de celle-ci, de part et d'autre de la génératrice sommitale et symétriquement par rapport à l'axe central, conservent une orientation parallèle aux faces correspondantes (7, 7') du corps d'allure parallélépipédique (1). 4. Doigt d'indexage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une portion de chaque face transversale (8, 8') du volume hémisphérique (2) surmontant le corps parallélépipédique (1) est orientée dans la direction obtenue après ladite rotation. 5. Doigt d'indexage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une portion de la face (9, 9') du volume parallélépipédique (1) d'allure parallèle à ladite face transversale (8, 8') du volume hémisphérique est orientée dans la direction obtenue après ladite rotation. 6. Doigt d'indexage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la moitié de la face (8, 8'; 9, 9') située du côté de la zone d'extrémité longitudinale (6, 6') du volume hémisphérique (2) non affectée par la rotation subit ladite rotation. 7. Doigt d'indexage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les volumes superposés sont d'une seule pièce. 8. Doigt d'indexage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie d'allure hémisphérique (2) correspond à un rouleau cylindrique dépassant du corps principal d'allure parallélépipédique (1). 9. Doigt d'indexage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle de rotation est compris entre 1 et6 . 10. Commutateur muni d'un indexage mécanique dont le doigt d'indexage répond aux caractéristiques de l'une quelconque des revendications 1 à 9.