Brevet FR3011295A1 — publié le 20150403

Articulation à rotule et dispositif de fixation orientable correspondant La présente invention concerne le domaine des articulations à rotule. Il est possible d'utiliser dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, un dispositif de fixation pour la fixation amovible d'un appareil numérique portatif. Un tel appareil numérique est par exemple un téléphone portable, un ordiphone (« smartphone » en anglais), un terminal de géolocalisation ou encore un lecteur numérique, par exemple pour la lecture de fichiers musicaux et/ou vidéo. Le dispositif de fixation est avantageusement orientable pour permettre à l'utilisateur d'orienter l'appareil de manière ergonomique, afin de pouvoir facilement lire l'écran de l'appareil et commander l'appareil. L'orientation est par exemple autorisée par l'intermédiaire d'une articulation à rotule disposée entre une base fixe et un support mobile du dispositif de fixation, le support étant destiné à recevoir l'appareil. Une articulation à rotule permet une rotation dans tous les sens autour d'un centre de rotation, dans une plage angulaire déterminée, ce qui permet à l'utilisateur de choisir l'orientation qui lui convient. Après de multiples utilisations, il est possible que l'articulation à rotule ne se maintienne plus dans une position déterminée de manière fiable, ce qui peut entraîner des déplacements involontaires du support, ou que l'effort nécessaire pour modifier l'orientation du support varie, ce qui peut être interprété négativement par l'utilisateur en termes de qualité perçue. Un des buts de l'invention est de proposer une articulation à rotule qui puisse fonctionner durablement en permettant des déplacements sous un effort sensiblement constant. A cet effet, l'invention propose une articulation à rotule comprenant une partie mâle possédant une rotule et une partie femelle possédant un logement de rotule configuré pour recevoir la rotule à rotation autour d'un centre de rotation et délimité par une surface interne de logement, dans laquelle la rotule comprend un évidement et la partie femelle comprend un doigt s'insérant dans l'évidement de la rotule reçue dans le logement de rotule, le doigt et l'évidement étant agencés pour assurer un contact entre la rotule et la surface interne de logement. Dans des modes de réalisation particuliers, l'articulation à rotule comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le doigt est en contact avec une surface interne d'évidement de l'évidement ; - la surface interne d'évidement est sphérique centrée sur le centre de rotation ; - le contact entre le doigt et la surface interne d'évidement est un contact surfacique, en particulier un contact surfacique sphérique, ou un contact ponctuel ; - le doigt est en contact surfacique sphérique avec la surface interne d'évidement, par une surface externe de doigt, la surface interne d'évidement et la surface externe de doigt étant sphériques, de même rayon et centrées sur le centre de rotation ; - la partie mâle et la partie femelle sont chacune réalisées en matière plastique, éventuellement renforcée de fibres ; - la partie mâle est réalisée en métal et la partie femelle est réalisée en en matière plastique, éventuellement renforcée de fibres ; - le logement de rotule débouche par une ouverture pour l'insertion de la rotule dans le logement ; - la partie femelle comprend une paroi de fond fermant le logement, le doigt faisant saillie de la paroi de fond ; - la partie femelle comprend une paroi périphérique délimitant le logement de rotule ; - la paroi périphérique comprend une pluralité de fentes divisant la paroi périphérique en une pluralité de segments de paroi séparés par les fentes ; - l'articulation à rotule comprend une bague de serrage entourant la paroi périphérique. L'invention concerne également un dispositif de fixation orientable comprenant une base et un support orientable monté mobile sur la base par l'intermédiaire d'une articulation à rotule telle que définie ci-dessus. Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif de fixation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la partie mâle est solidaire du support et la partie femelle est solidaire de la base ; - le support est venu de matière avec la partie mâle, le support comprenant une tige s'étendant à partir de la rotule ; - le support est destiné à recevoir un appareil numérique portatif, tel qu'un téléphone portable, un appareil de géolocalisation, un assistant numérique personnel, un lecteur numérique, ou un écran tactile. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de fixation orientable comprenant une articulation à rotule, avant assemblage de l'articulation à rotule ; et - la Figure 2 est une vue en coupe du dispositif de fixation orientable de la Figure 1, après assemblage de l'articulation à rotule. Le dispositif de fixation 2 des Figures 1 et 2 comprend une base 4 et un support 6 monté mobile sur la base 4 par l'intermédiaire d'une articulation à rotule 8 possédant un centre de rotation O, de manière à pouvoir orienter le support 6 par rapport à la base 4 par rotation autour du centre de rotation O. L'articulation à rotule 8 comprend une partie mâle 10 et une partie femelle 12 destinées à s'emboîter l'une dans l'autre. La partie mâle 10 comprend une rotule 14 et la partie femelle 12 comprend un logement de rotule 16 pour recevoir la rotule 14 à rotation autour du centre de rotation O. La rotule 14 reçue dans le logement 16 (Figure 2) est mobile en rotation autour du centre de rotation O, avec un débattement angulaire limité comme illustré sur la Figure 2. La rotule 14 comprend une surface externe de rotule 18 sphérique et convexe, centrés sur un centre de rotule O' (Figure 1) qui coïncide avec le centre de rotation O lorsque la rotule 14 est reçue dans le logement de rotule 16 (Figure 2). La surface externe de rotule 18 présente la forme d'un segment de sphère. Le logement de rotule 16 est délimité par une surface interne de logement 20 sphérique et concave centrée sur le centre de rotation O. La surface interne de logement 20 présente la forme d'un segment de sphère. La surface externe de rotule 18 et la surface interne de logement 20 possèdent le même premier rayon R1. La rotule 14 est guidée en rotation autour du centre de rotation O du fait du contact surfacique entre la surface externe de rotule 18 et de la surface interne de logement 20 qui sont sphériques, de même rayon et centrées sur le centre de rotation O. La partie femelle 12 présente un axe centrale A-A'. Elle comprend une paroi périphérique 22 annulaire centrée sur l'axe centrale A-A' et délimitant le logement de rotule 16. La surface interne de logement 20 est formée sur la paroi périphérique 22. A une extrémité axiale, le logement de rotule 16 débouche à l'extérieur par une ouverture 24 (Figure 1) qui permet l'insertion de la rotule 14 dans le logement de rotule 16. L'ouverture 24 est délimitée par un bord libre 26 de la paroi périphérique 22. L'ouverture 24 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe centrale A-A'. La surface interne de logement 20 est contenue dans un demi-espace délimité par un plan perpendiculaire à l'axe central A-A' et passant par le centre de rotation O. La rotule 14 est évidée. Elle comprend un évidement 30 possédant une surface interne d'évidement 32. Le centre de rotule O' est situé à l'intérieur de l'évidement 30. Lorsque la rotule 14 est reçue dans le logement de rotule 16, le centre de rotation O est situé à l'intérieur de l'évidement 30. Dans l'exemple illustré, la surface interne d'évidement 32 est sphérique et centrée sur le centre de rotule O' (Figure 1). La surface interne d'évidement 32 est ici concave. L'évidement 30 débouche à l'extérieur de la rotule 14 par une entrée 34. Entre la surface interne d'évidement 32 et l'entrée 34, l'évidement 30 présente une forme divergeant en direction de l'entrée 34. La rotule 14 est tronquée et présente une face de troncature 38 qui est ici plane. L'évidement 30 est ménagé dans la face de troncature 38. L'entrée 34 débouche sur la face de troncature 38. La partie femelle 12 comprend un doigt 40 en saillie dans le logement de rotule 16. Le doigt 40 est agencé de telle manière a s'insérer dans l'évidement 30 lorsque la rotule 14 est reçue dans le logement de rotule 16, le doigt 40 et l'évidement 30 étant agencés pour maintenir un contact entre la rotule 14 et la surface interne de logement 20. Le doigt 40 vient au contact de la rotule 14 à l'intérieur de l'évidement 30 de manière à maintenir la rotule 14 en contact la surface interne de logement 20 lors du débattement de la partie mâle 10 par rapport à la partie femelle. Le doigt 40 offre un contre-appui à la rotule 14, opposé à l'appui de la surface interne de logement 20. Le doigt 40 empêche la rotule 14 de s'écarter de la surface interne de logement 20, en particulier suivant l'axe central A-A'. Le doigt 40 et l'évidement 30 sont agencés pour maintenir un contact permanent entre la rotule 14 et la surface interne de logement 20 lors de la rotation de la partie mâle 10 par rapport à la partie femelle 12 autour du centre de rotation O. Plus spécifiquement, le doigt 40 est configuré de manière à venir en contact avec la surface interne d'évidement 32. Le doigt 40 est l'évidement 30 sont agencés pour maintenir un contact permanent entre le doigt 40 et la surface interne d'évidement 32 lors de la rotation de la partie mâle 10 par rapport à la partie femelle 12 autour du centre de rotation O. Sur les Figures 1 et 2, le doigt 40 est en contact surfacique avec la rotule 14 à l'intérieur de l'évidement 30, plus particulièrement avec la surface interne d'évidement 32. Le doigt 40 possède une surface externe de doigt 44, par laquelle le doigt 40 est en contact surfacique avec la surface interne d'évidement 32. La surface externe de doigt 44 est ici convexe. Telle qu'illustrée, la surface externe de doigt 44 présente la forme d'une calotte sphérique de même deuxième rayon R2 que la surface interne d'évidement 32. Le deuxième rayon R2 est inférieur au premier rayon R1. Lorsque la rotule 14 est reçue dans le logement de rotule 16, la surface externe de doigt 44 et la surface interne d'évidement 32 sont concentriques et centrées sur le centre de rotation O. En variante, le doigt 40 est en contact ponctuel avec la rotule 14 à l'intérieur de l'évidement 30, plus particulièrement avec la surface interne d'évidement 32. La partie femelle 12 comprend une paroi de fond 46 fermant le logement 16 à son extrémité axiale opposée à l'ouverture 24. Le doigt 40 s'étend en saillie de la paroi de fond 46 axialement en direction de l'ouverture 24. La paroi de fond 46 est pleine ou ajourée. En variante, la partie femelle 12 est dépourvue de paroi de fond et est ouverte à son extrémité axiale opposée à l'ouverture 24. Dans ce cas, le doigt 40 est par exemple relié à la paroi périphérique 22 par une ou plusieurs nervures radiales. La rotule 14 est insérable dans le logement 26 au travers de l'ouverture 24 par encliquetage. La paroi périphérique 22 comprend une pluralité de fentes 50 s'étendant axialement dans la paroi périphérique 22 depuis le bord libre 26. Les fentes 50 délimitent dans la paroi périphérique 22 une pluralité de segments de paroi 52 séparés par les fentes 50. Les fentes 50 confèrent aux segments de paroi 52 une certaine flexibilité radiale, ce qui permet d'insérer la rotule 14 axialement dans le logement de rotule 16 par encliquetage au travers de l'ouverture 24. A l'état libre, l'ouverture 24 présente un diamètre minimal inférieur au diamètre de la surface externe de rotule 18. Lors de l'insertion, les segments de paroi 52 se déforment radialement vers l'extérieur pour autoriser le passage de la rotule 14, puis reviennent en position par retour élastique lorsque la rotule 14 est en position dans le logement de rotule 16. Les fentes 50 s'étendent dans la surface interne de logement 20. La surface interne de logement 20 est formée de segments de surface interne séparés par les fentes 50. Chaque segment de surface interne s'étend sur un segment de paroi 52 respectif. L'articulation à rotule 8 comprend une bague de serrage 54 prévue pour être emmanchée autour de la paroi périphérique 22. De préférence, la bague de serrage 54 est configurée pour exercer sur les segments de paroi 52 un effort de serrage dirigé radialement vers l'intérieur. La bague de serrage 54 est avantageusement élastique radialement. A cet effet, elle est fendue comme visible sur la Figure. La bague de serrage est réalisée par exemple en métal. La partie femelle 12 est fixée sur la base 4 du dispositif de fixation 2. La partie mâle 16 comprend une tige 58 s'étendant à partir de la rotule 14, ici à l'opposé de la face de troncature 38 de la rotule 14. Le support 6 est solidaire de la tige 58. Lorsque la rotule 14 est reçue dans le logement de rotule 16, la rotule 14 est guidée en rotation dans le logement 16 du fait du contact entre la surface externe de rotule 18 et la surface interne de logement 20 qui sont sphériques, concentriques, de même rayon R1 et centrées sur le centre de rotation O. Le doigt 40 s'oppose au déplacement de la rotule 14 à l'écart de la surface interne de logement 20. Le doigt 40 est en contact permanent avec la surface interne d'évidement 32. Le doigt 40 maintient la rotule 14 engagée dans le logement de rotule 16, en contact permanent avec la surface interne de logement 20. Ceci assure un maintien isostatique de la rotule 14 à l'intérieur du logement de rotule 16. Lorsque le doigt 40 est en contact surfacique sphérique centré sur le centre de rotation O avec la rotule 14 à l'intérieur de celle-ci, la rotule 14 est également guidée en rotation du fait du contact entre le doigt 40 et la rotule 14. L'évidement 30 et le doigt 40 coopèrent de manière à autoriser le débattement angulaire de la rotule 14 autour du centre de rotation O. Dans le cas présent, l'évidement 30 diverge à partir de la surface interne d'évidement 32 et vers l'entrée 34, de manière à ne pas interférer avec le doigt 40 lors de la rotation de la rotule comme illustré sur la Figure 2. La rotule 14 est maintenue en position par friction entre la surface interne de logement 20 et la surface externe de rotule 18. Dans le cas d'un contact surfacique du doigt 40 avec la rotule 14 à l'intérieur de l'évidement 30, la rotule 14 est en outre maintenue par friction entre le doigt 40 et la rotule 14. L'articulation à rotule 8 assure un maintien en position précis de la rotule, de manière durable, et en limitant la variation de l'effort nécessaire à la rotation de la rotule au cours du temps. Dans un mode de réalisation, la partie mâle 10 et la partie femelle 12 sont chacune réalisée en matière plastique, renforcée ou non avec des fibres, notamment des fibres de verre. La partie mâle 10 et la partie femelle 12 sont de préférence chacune réalisées en une seule pièce de matière. La partie mâle 10 et la partie femelle 12 sont avantageusement réalisées par moulage de matière plastique, notamment par moulage par injection. La partie mâle 10 réalisée en matière plastique et comprenant une rotule 14 évidée est obtenue facilement par moulage sans défauts de surface, du type retassure, qui pourraient apparaître si la rotule 14 était pleine. En particulier, la partie mâle 10 est facilement obtenue avec une surface externe de rotule 18 et une surface interne d'évidement 32 sans défauts de surface dus au moulage, ce qui assure ensuite un bon guidage de la partie mâle 10 reçu dans la partie femelle 12, avec un maintien permanent du contact entre la rotule 14 et la surface interne de logement 20. En variante, la partie mâle 10 est réalisée en métal et la partie femelle 12 est réalisée en matière plastique, renforcée ou non avec des fibres, notamment des fibres de verre. La partie mâle 10 et la partie femelle 12 sont de préférence chacune réalisées en une seule pièce de matière. La partie mâle 10 réalisée en métal est facilement obtenue avec une rotule 14 présentant une surface externe de rotule 18 sans défaut permettant un guidage satisfaisant en coopération avec la partie femelle 12 réalisée en matière plastique à moindre coût. De manière générale, la partie mâle 10 est de préférence réalisée en une seule pièce de matière, en particulier en matière plastique ou en métal, et/ou la partie femelle 12 est réalisée en une seule pièce, en particulier en matière plastique. Des matières plastiques de tous types sont envisageables pour la réalisation de la partie mâle 10 et/ou de la partie femelle 12. De préférence, la matière plastique est du polyamide (PA) ou du polyoxyméthylène (POM), renforcé ou non avec des fibres, notamment des fibres de verre. Le dispositif de fixation 2 est par exemple configuré pour la fixation d'un appareil numérique portatif dans un véhicule, en particulier un véhicule automobile. La base 4 est par exemple configurée pour une fixation permanente ou temporaire dans le véhicule. Une fixation temporaire sur une surface vitrée est réalisée par exemple à l'aide d'une ventouse. Le support 6 est configuré pour recevoir l'appareil numérique portatif. Cet appareil numérique est par exemple un téléphone portable, un ordiphone, un appareil de géolocalisation, un lecteur numérique, ou un écran tactile. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation des Figures 1 et 2. En particulier, dans le mode de réalisation des Figure 1 et 2, la base 4 est solidaire de la partie femelle 12 et le support 6 est solidaire de la partie mâle 10. En variante, la configuration est inversée, et la base est solidaire de la partie mâle et le support est solidaire de la partie femelle. De marnière générale, l'articulation à rotule est agencée entre la base et le support, l'un étant solidaire de la partie femelle et l'autre de la partie mâle. REVENDICATIONS1.- Articulation à rotule (8) comprenant une partie mâle (10) possédant une rotule (14) et une partie femelle (12) possédant un logement de rotule (16) configuré pour recevoir la rotule (14) à rotation autour d'un centre de rotation (0) et délimité par une surface interne de logement (20), dans laquelle la rotule (14) comprend un évidement (30) et la partie femelle (12) comprend un doigt (40) s'insérant dans l'évidement (30) de la rotule (14) reçue dans le logement de rotule (16), le doigt (40) et l'évidement (30) étant agencés pour assurer un contact entre la rotule (14) et la surface interne de logement (20). 2.- Articulation à rotule (8) selon la revendication 1, dans laquelle le doigt (40) est en contact avec une surface interne d'évidement (32) de l'évidement (30). 3.- Articulation à rotule (8) selon la revendication 2, dans laquelle le contact entre le doigt (40) et la surface interne d'évidement (32) est un contact surfacique, en particulier un contact surfacique sphérique, ou un contact ponctuel. 4.- Articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la partie mâle (10) et la partie femelle (12) sont chacune réalisées en matière plastique, éventuellement renforcée de fibres. 5.- Articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la partie mâle (10) est réalisée en métal et la partie femelle (12) est réalisée en en matière plastique, éventuellement renforcée de fibres. 6.- Articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie femelle (12) comprend une paroi périphérique (22) délimitant le logement de rotule (16). 7.- Articulation à rotule selon la revendication 6, dans lequel la paroi périphérique (22) comprend une pluralité de fentes (50) divisant la paroi périphérique en une pluralité de segments de paroi (52) séparés par les fentes (50). 8.- Articulation à rotule selon la revendication 7, comprenant une bague de serrage (54) entourant la paroi périphérique (22). 9.- Dispositif de fixation orientable comprenant une base (4) et un support (6) orientable monté mobile sur la base par l'intermédiaire d'une articulation à rotule (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10.- Dispositif de fixation orientable selon la revendication 9, dans lequel le support (6) est destiné à recevoir un appareil numérique portatif, tel qu'un téléphone portable, un appareil de géolocalisation, un assistant numérique personnel, un lecteur numérique, ou un écran tactile.