Brevet FR3002335A1 — publié le 20140822

La présente invention est relative aux dispositifs de commande avec tenue à l'arrachement, en particulier aux dispositifs de commande pour commander le fonctionnement d'un ou plusieurs organes d'un véhicule automobile par un utilisateur. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de commande comprenant un 5 commutateur ayant un corps et une tige de commande s'étendant selon un axe A, ladite tige de commande étant en matière plastique et montée au moins avec un degré de liberté par rapport au corps, et le dispositif de commande comprenant un bouton en plastique moulé comprenant un évidement axial d'axe A dans lequel est reçue la tige de commande. 10 Il est connu selon l'art antérieur, par exemple du document JP 2005 064 083 A, de disposer un ressort hélicoïdal pour serrer le bouton autour de la tige de commande. Ce mode de réalisation présente néanmoins les désavantages suivants : soit la tenue à l'arrachement du bouton est insuffisante (ressort hélicoïdal pas assez serré et insuffisamment actif), soit l'effort d'insertion du bouton est trop 15 grand (ressort hélicoïdal trop serré et trop fortement actif). Pour remédier à cet inconvénient, la demanderesse propose ici un dispositif comprenant : - un commutateur ayant un corps et une tige de commande s'étendant selon un axe jusqu'à un bout, ladite tige de commande étant en matière plastique et 20 montée au moins avec un degré de liberté par rapport au corps, - un bouton en plastique moulé comprenant un évidement axial dans lequel est reçue au moins en partie la tige de commande, - une pièce d'ancrage réalisée en tôle métallique découpée et pliée. La pièce d'ancrage comprend une portion transverse interposée entre le bout de la 25 tige de commande et un épaulement de l'évidement axial du bouton, et la pièce d'ancrage comprend une pluralité de premières griffes, dirigées à l'opposé du corps, en biais en direction de l'axe et en appui sur la tige de commande, et une pluralité de secondes griffes, dirigées vers le corps et orientées en biais en s'écartant de l'axe, lesdites secondes griffes étant en appui sur le bouton. 30 Grâce à ces dispositions, la tenue à l'arrachement du bouton par un utilisateur est importante alors que l'effort d'insertion de la pièce d'ancrage et du bouton sont modérés. En effet, l'ancrage et l'arc-boutement des premières et secondes griffes, qui fonctionnent comme des harpons, rendent très difficile un retrait du bouton alors que dans le sens d'insertion les premières griffes glissent sur la tige de commande, et le bouton 35 peut glisser facilement sur les secondes griffes. Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la pièce d'ancrage peut présenter au moins trois languettes sur lesquelles sont agencées les premières et secondes griffes, chacune des languettes étant sensiblement plate, agencée parallèlement à l'axe A, s'étendant à angle droit à partir de la portion transverse et s'interposant radialement entre le bouton et tige de commande. Ainsi, les languettes forment une interface adéquate entre la tige de commande et le bouton ; ceci est également favorable pour maintenir un bon centrage du bouton par rapport à la tige de commande, les trois languettes étant de préférence bien réparties de façon circonférentielle ; - chacune des trois languettes comporte au moins une première griffe et une deuxième griffe, de sorte que chaque languette à elle seule procure un effet d'anti-arrachement. Ainsi, l'encombrement axial nécessaire pour la fonction antiarrachement peut être très faible ; - chacune des trois languettes comporte une pluralité de première et seconde griffes, disposées sur deux rangées décalées axialement, de préférence en alternance sur chaque rangée, de sorte que les efforts subis en cas de traction sur le bouton sont bien répartis. La performance de tenue à l'arrachement est ainsi particulièrement optimisée ; - les premières et secondes griffes sont obtenues par emboutissage à partir d'un flan plat comportant au moins trois branches radiales s'étendant à partir d'une portion centrale, après quoi les branches radiales du flan sont repliées à angle droit pour former lesdites languettes et la portion centrale forme alors la portion transverse. La pièce d'ancrage ainsi formée est très facile à réaliser au moyen d'un outil à suivre classique en découpage métallique ; - le bouton comprend des murets souples avec une face avant sensiblement plate. L'insertion du bouton sur la pièce d'ancrage est ainsi facilitée et requiert un effort minimal ; - les premières griffes et les secondes griffes forment une râpe de chaque côté de la languette, de sorte que l'opération d'emboutissage pour obtenir les premières et secondes griffes est un procédé bien maîtrisé ; - les premières griffes comportent une arête de découpe favorisant la pénétration de la griffe dans la tige de commande, et/ou les secondes griffes comportent une arête de découpe favorisant la pénétration de la griffe dans la surface intérieure des murets souples, moyennant quoi on met à profit un phénomène de l'opération de formage pour renforcer la faculté d'accrochage des griffes dans la pièce en vis-à-vis ; - l'au moins un degré de liberté est une rotation autour de l'axe A. Cela est le cas pour un commutateur rotatif, ce dernier pouvant être muni ou non d'un autre degré de liberté ; - la tige de commande peut être sensiblement lisse et présenter une longueur de dépassement à partir du corps inférieure à 7 mm, de préférence avec un méplat, de sorte que le dépassement axial du bouton est limité et la zone d'accrochage performante bien que peu haute ; - le commutateur en question est un commutateur électrique ou électronique configuré pour commander le fonctionnement d'un ou plusieurs organes d'un véhicule automobile par un utilisateur. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de commande selon l'invention, intégré dans un ensemble de commande. - la figure 2 représente une vue éclatée en perspective du dispositif de commande de la figure 1, - la figure 3 montre une coupe transversale du dispositif selon la ligne sur la figure 1, - la figure 4 montre une coupe longitudinale du dispositif selon la ligne IV-IV sur la figure 3, - les figures 5A et 5B représentent la pièce d'ancrage avant et après formage, et - la figure 6 représente un détail des contacts entre la pièce d'ancrage, le bouton et la tige de commande. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un ensemble de commande dans lequel est intégré un 30 dispositif de commande selon l'invention. L'ensemble de commande comprend un commutateur 60 monté sur une carte électronique 11. Une paroi de façade 10 sépare un espace intérieur 80 comprenant la carte électronique 11 d'un espace extérieur 81, appelé espace utilisateur dans lequel peut se trouver un utilisateur. Ledit utilisateur peut manoeuvrer le commutateur 60 au moyen d'un 35 bouton 2 qui fait saillie de la paroi de façade 10 vers l'espace utilisateur 81. Le bouton 2 s'étend depuis la carte électronique 11 selon un axe A, qui peut être appelé axe principal du commutateur 60. Le commutateur 60 comprend un corps 6 avec une embase 62 et un col 61. Sur ce corps 6 est monté une tige de commande 1. Dans l'exemple illustré, il s'agit d'un montage à rotation autour de l'axe A avec une course dans la direction axiale. D'une manière générale, la tige de commande 1 est montée avec un moins un degré de liberté, qui peut être, par exemple mais non exclusivement, une rotation autour de l'axe A comme dans le cas d'un encodeur ou d'un sélecteur rotatif, ou ledit degré de liberté peut être une translation parallèle à A, comme dans le cas d'un bouton poussoir ou d'un bouton de type 'push-pull'. On peut également appliquer l'invention à un montage de type « manette de jeu » (joystick' en anglais) ou molette de manette de jeu. Comme visible aux figures 1 à 6, le commutateur 60 comprend la tige de commande 1 montée par rapport au corps 6. L'embase 62 est équipée de pattes de montage 65 qui viennent se loger dans des trous de la carte électronique 11 et qui servent de positionnement et maintien préalablement au soudage des broches électriques 64 sur la face inférieure de la carte électronique 11. La tige de commande 1 se présente dans l'exemple illustré comme une tige cylindrique dans laquelle est ménagée une zone de méplat 8, habituellement plane. Une zone périphérique complémentaire 18 représente le complément circonférentiel de la zone de méplat. La tige de commande 1 s'étend jusqu'à un bout 19, qui forme son extrémité axiale et qui n'est pas nécessairement une surface plane. Le bouton 2 susmentionné comprend une zone de préhension 27 avec une forme générale en cloche et des formes concaves en surface extérieure, un évidement axial 12 généralement centré sur l'axe A. Dans cet évidement axial 12 est agencé un épaulement 29 prévu pour servir de butée au mouvement axial d'assemblage. En outre, le bouton 2 comprend des murets souples 21, 22, 23 destinés à fournir une interface mécanique par rapport à la tige de commande 1, parmi lesquels un premier muret 21 destiné à se positionner en vis-à-vis de la zone de méplat 8, et au moins deux deuxièmes murets 22, 23 destinés à se positionner en vis-à-vis de la zone périphérique complémentaire 18. Chacun des murets souples présente une face avant 21a, 22a, 23a sensiblement plane et orientée vers l'axe, et de préférence la normale à cette face peut passer par l'axe A. Les murets souples sont agencés dans un espace intérieur de la zone préhension 27 du bouton ; ils sont de préférence répartis de façon équilibrée autour de l'axe, à 120° l'un de l'autre dans l'exemple illustré. Une pièce d'ancrage 3 est destinée à être interposée entre le bouton 2 et la tige de commande 1, cette pièce d'ancrage sert d'interface mécanique tant pour le 35 positionnement que pour la fonction anti-arrachement entre le bouton 2 et la tige de commande 1. La pièce d'ancrage 3 est réalisée en tôle métallique découpée et pliée ; on pourra notamment choisir tout acier convenant à la découpe fine par un outil à suivre, par exemple un acier inox ou une tôle revêtue. Comme illustré notamment à la figure 5B, la pièce d'ancrage 3 comprend une 5 portion transverse 30 s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe A, et trois languettes 31, 32, 33 s'étendant à angle droit à partir de la portion transverse. Chacune des trois languettes 31, 32, 33 est sensiblement plate agencée parallèlement à l'axe A, les languettes étant de préférence réparties de façon équilibrée autour de l'axe, à 1200 l'une de l'autre dans l'exemple illustré de manière à venir en vis-à-vis des murets 10 souples 21, 22, 23 susmentionnés. Bien sûr, le nombre de languettes pourrait être différent par exemple supérieur à trois voire même égal à deux. La pièce d'ancrage 3 peut être obtenue grâce à un outil de formage à suivre. Pour ce faire, comme illustré à la Figure 5A, avant formage, on part d'un flan plat 3' 15 d'épaisseur constante (épaisseur comprise entre 0,1 mm à 0,5 mm) prédécoupé comportant trois branches radiales 31', 32', 33' rectangulaires s'étendant à partir d'une portion centrale 30'. On pratique ensuite un emboutissage à plat pour créer des premières griffes 4 et des secondes griffes 5 de part et d'autre du flan plat 3'. Une matrice et un poinçon comprennent chacun des projections en légère saillie pour générer des formes 20 embouties. La profondeur de ces formes embouties est bien maîtrisée et le coût des outillages matrice et poinçon est modéré, car on travaille sensiblement dans un plan. Après quoi les branches 31', 32', 33' sont repliées à angle droit pour former languettes 31, 32, 33 susmentionnées et la portion centrale 30' forme alors la portion transverse 30, reliée à chacune des languettes par une ligne de coude 36. 25 Les premières et secondes griffes 4, 5 sont formées comme des harpons pour permettre une accroche dans un sens et un glissement dans le sens opposé. Il faut noter que l'opération d'emboutissage visant à créer les griffes permet d'obtenir des arêtes vives 7, visibles en particulier à la figure 6, pour améliorer la fonction d'accrochage de la fonction harpon. 30 Après formage et assemblage comme illustré aux figures 3, 4 et 6, les premières griffes 4 sont agencées vers l'intérieur de la pièce d'ancrage 3, orientées en biais en direction de l'axe A et dirigées à l'opposé du corps 6. Ces premières griffes 4 présentent chacune une arête vive 7 en appui sur la tige de commande 1. Par ailleurs, les secondes griffes 5 sont agencées vers l'extérieur de la pièce 35 d'ancrage 3, orientées en biais en s'écartant de l'axe A et dirigées vers le corps 6. Ces secondes griffes 5 peuvent présenter aussi chacune une arête vive 7 en appui sur le bouton 2. Dans une variante de réalisation non représentée, les premières griffes 4 et/ou les secondes griffes 5 pourraient aussi présenter une certaine élasticité pour faciliter l'assemblage. La portion transverse 30 est prise en sandwich entre le bout 19 de la tige de 5 commande 1 et l'épaulement 29 déjà mentionné. On remarquera que la première languette 31 ainsi que le premier muret 21 sont plus proches de l'axe A que les autres languettes et les autres murets, ceci en raison de la présence du méplat 8 sur lequel ils s'appuient. On réalise ainsi un détrompeur pour n'autoriser qu'une seule position de l'anneau d'ancrage 3 sur la tige de commande 1 et 10 qu'une seule position d'assemblage du bouton 2. Si un utilisateur essaie d'arracher le bouton 2, la force de traction est transmise par le bouton 2 vers la pièce d'ancrage 3 par les secondes griffes 5 qui empêchent le déplacement du bouton 2 vers l'extrémité 19 de la tige de commande 1 ; l'effort exercé étant réparti sur la pluralité des secondes projections agencées tout autour 15 de l'axe. L'effort subi par la pièce d'ancrage 3 est transmis à la tige de commande 1 au moyen des premières griffes 4. Ces premières griffes 4 s'arc-boutent sur la tige de commande 1 ce qui rend tout retrait quasiment impossible, tout du moins si on essaie d'arracher le bouton 2 à la main. Chacune des trois languettes 31, 32, 33 comporte au 20 moins une première griffe 4 et une deuxième griffe 5, de manière à bien équilibrer la répartition des efforts autour de l'axe A. Avantageusement selon un aspect de l'invention, chacune des languettes 31, 32, 33 comprend une pluralité de premières et secondes griffes disposées sur deux rangées décalées axialement, de préférence en alternance sur chaque rangée. 25 De la sorte, on peut considérer que chacune des languettes 31, 32, 33 forme une râpe sur chacune de ses deux faces. Comme illustré en particulier à la figure 5B, la première languette 31 comprend deux premières griffes 41 et quatre secondes griffes 51, réparties sur deux rangées, chaque rangée contenant une première griffe 41 encadrée par deux secondes 30 griffes 51. La troisième languette 33 comprend quatre premières griffes 42, 43, 44, 45 et deux deuxièmes griffes 52, 54 réparties sur deux rangées, chaque rangée contenant une seconde griffe encadrée par deux premières griffes. La deuxième languette 32 est similaire à la troisième languette 33. 35 Selon un aspect optionnel de la présente invention, la tige de commande 1 est sensiblement lisse, et la dureté de sa surface n'est pas trop élevée pour permettre l'accrochage des arêtes des premières griffes 4. De plus la tige de commande 1 présente une longueur de dépassement E à partir du corps inférieure à 7 mm, ce qui permet d'avoir un encombrement limité le long de la direction axiale A, et/ou d'avoir un dépassement du bouton limité par rapport à la paroi de la façade 10. Il est aussi à noter que le bouton 2 peut être monobloc bi-matière, ou multi- pièces. Dans le cas de la bi-matière, on peut choisir un composé élastomère pour la zone de préhension 27 et un plastique plus dur pour la base qui comprend les murets 21, 22, 23. Toutefois, la dureté de la surface des murets ne doit pas être trop importante de manière à favoriser l'accrochage des deuxièmes griffes 5. Selon un aspect optionnel de la présente invention, l'évidement axial 12 du 10 bouton 2 est borgne, la zone de préhension 27 ne présentant aucune bordure ou jonction qui pourrait être inesthétique. Il faut noter que l'épaulement 29 peut être confondu avec le fond de l'évidement axial 12, ou bien décalé comme illustré sur les figures. Il n'est pas exclu que le bouton 2 contienne d'autres fonctions comme un guide de lumière pour une identification lumineuse en surface. 15 Avantageusement selon un aspect de l'invention, le faible dépassement du bouton 2 par rapport à la paroi de façade 10 permet de répondre aux exigences du règlement de l'industrie automobile appelé ECE21 qui concerne la protection des occupants en cas de choc. De plus, la matière de la zone de préhension peut être choisie pour avoir une dureté inférieure à 50 Shores. 20 Le procédé pour assembler le dispositif de commutation est le suivant : i. on forme une pièce d'ancrage 3 telle que décrite plus haut à partir d'un flan plat 30' métallique, ii. on installe la pièce d'ancrage 3 ainsi formée sur la tige de commande 1 en plaquant la portion transverse 30 contre le bout 19 de la tige de commande 1, 25 iii. on insère le bouton 2 sur la tige de commande 1 équipée de la pièce d'ancrage 3 jusqu'à ce que l'épaulement 29 arrive en butée contre la portion transverse 30. Au cours de l'étape ii., les premières griffes 4 glissent le long de la surface extérieure de la tige de commande 1. 30 Au cours de l'étape iii., les faces avant des murets souples 21, 22, 23 glissent le long des secondes griffes 5. Après l'étape iii., une tentative de retour en arrière provoque l'ancrage et l'arc-boutement des premières griffes 4 et secondes griffes 5 comme décrit précédemment. Selon la présente invention, le commutateur 60 n'est pas nécessairement un 35 commutateur électrique, il peut s'agir d'un commutateur mécanique, par exemple pour commander un câble. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande, comprenant : - un commutateur (60) ayant un corps (6) et une tige de commande (1) s'étendant selon un axe (A) jusqu'à un bout (19), la tige de commande (1) étant en matière plastique et montée au moins avec un degré de liberté par rapport au corps (6), - un bouton (2) en plastique moulé comprenant un évidement axial (12) d'axe (A) dans lequel est reçue au moins en partie la tige de commande (1), - une pièce d'ancrage (3) réalisée en tôle métallique découpée et pliée, la pièce d'ancrage (3) comprenant une portion transverse (30) interposée entre le bout de la tige de commande (1) et un épaulement (29) de l'évidement axial (12) du bouton (2), et la pièce d'ancrage (3) comprenant une pluralité de premières griffes (4), dirigées à l'opposé du corps (6), en biais en direction de l'axe (A) et en appui sur la tige de commande (1), et une pluralité de secondes griffes (5), dirigées vers le corps (6) et orientées en biais en s'écartant de l'axe (A), lesdites secondes griffes (5) étant en appui sur le bouton (2). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, dans lequel la pièce d'ancrage (3) présente au moins trois languettes (31, 32, 33) sur lesquelles sont agencées les premières et secondes griffes, chacune des languettes étant sensiblement plate et agencée parallèlement à l'axe (A), s'étendant à angle droit à partir de la portion transverse (30) et s'interposant radicalement entre le bouton (2) et la tige de commande (1). 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, dans lequel chacune des trois languettes (31, 32, 33) comporte au moins une première griffe (4) et une deuxième griffe (5). 4. Dispositif de commande selon la revendication 2, dans lequel chacune des 25 trois languettes (31, 32, 33) comporte une pluralité de premières et secondes griffes disposées sur deux rangées décalées axialement, de préférence en alternance sur chaque rangée. 5. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les premières et secondes griffes sont obtenues par emboutissage à partir d'un flan plat (3') 30 comportant au moins trois branches radiales (31', 32', 33') s'étendant à partir d'une portion centrale (30'), après quoi les branches radiales (31', 32', 33') sont repliées à angle droit pour former lesdites languettes (31, 32, 33) et la portion centrale (30') forme alors la portion transverse (30). 6. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le bouton (2) comprend des murets (21, 22, 23) souples avec une face avant (21a, 22a) sensiblement plate. 7. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les 5 premières griffes (4) et les secondes griffes (5) forment une râpe de chaque côté de la languette. 8. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'au moins un degré de liberté est une rotation autour de l'axe (A). 9. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la 10 tige de commande (1) est sensiblement lisse et présente une longueur de dépassement (E) à partir du corps inférieure à 7 mm, de préférence avec un méplat (8). 10. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le commutateur (60) est un commutateur électrique ou électronique configuré pour commander le fonctionnement d'un ou plusieurs organes d'un véhicule automobile par un 15 utilisateur.