Brevet FR3052888A1 — publié le 20171222

Dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une boule de commande ou « trackball » et boule de commande associée Le domaine général de l'invention est celui des boules de commande, connues aussi sous le nom de « trackballs ». Ces dispositifs sont utilisés pour commander un curseur graphique sur un ou des écrans de visualisation. On peut ainsi sélectionner et/ou modifier une unité de visualisation, une fenêtre d'affichage ou un paramètre affiché. Le domaine plus particulier de l'invention est celui des trackballs utilisés dans les cockpits d'aéronef. Les cockpits d'aéronefs modernes comportent un système de visualisation comprenant plusieurs écrans d'affichage. La commande et la modification des informations affichées se fait au moyen de différents interfaces homme-machine. La trackball constitue une de ses interfaces. Elle est constituée principalement d'une boule de commande dont la partie supérieure est accessible à l'utilisateur. La partie inférieure repose sur des capteurs de mouvement qui peuvent être de différents types et qui détectent les rotations de la boule dans deux directions perpendiculaires. Les informations des capteurs permettent de déplacer un curseur graphique sur un écran de visualisation. En application aéronautique, la boule de commande est soumise, pendant certaines phases de vol, à des vibrations ou à des accélérations qui peuvent être élevées. Aussi, il n'est pas possible de la laisser tourner librement. Elle doit être freinée pour empêcher tout mouvement parasite pendant ces phases critiques. Ce réglage est délicat dans la mesure où la boule doit être suffisamment freinée pour ne pas être sensible aux vibrations mais la rotation doit rester suffisamment souple pour qu'un utilisateur puisse tourner la boule sans effort important. Actuellement, le réglage du frein est assuré par un montage représenté en figure 1. Une bague 2 comportant un joint souple 3 est fixée 30 sur le corps 4 du dispositif qui comporte la boule de commande 1. Cette bague entoure la partie supérieure de la boule de commande. La force de 3052888 2 freinage du joint souple est assurée par des cales 5 disposées entre la partie inférieure de la bague 2 et le corps 4. Elle est symbolisée par les deux flèches blanches inclinées de la figure 1. Cette solution présente deux inconvénients. Elle est complexe à mettre en oeuvre. Par ailleurs, en 5 exploitation, les forces de freinage augmentent progressivement. Ce durcissement est dû à un encrassement des différents éléments mécaniques tels que les axes, les bagues, les roulements, lié à une utilisation intensive sur avion. A terme, la boule de commande doit être déposée, démontée et nettoyée. 10 Le dispositif selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. En effet, il permet d'effectuer facilement le réglage sans avoir à démonter ou à changer ou à nettoyer des pièces mécaniques. Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une 15 boule de commande ou « trackball », caractérisé en ce qu'il comporte : - une bague tournante en forme de cylindre creux circulaire droit, ladite bague comportant un joint annulaire de freinage souple, la périphérie extérieure du cylindre comportant : - un premier oblong incliné d'un angle de quelques degrés par 20 rapport à la base du cylindre ; - une première pluralité de crans identiques perpendiculaires à ladite base du cylindre, le diamètre intérieur du cylindre creux étant d'un diamètre supérieur à celui de la boule de commande et le diamètre intérieur du joint annulaire étant inférieur à celui de boule de commande ; 25 - Un support fixe comportant : - Un évidement circulaire de diamètre égal à celui de la périphérie extérieure du cylindre ; - un pion fixe et un doigt d'indexage agencés de façon que, la bague étant montée dans l'évidement du support fixe, le pion fixe se loge dans l'oblong de la bague et le doigt d'indexage dans un des crans de la bague, la rotation de la bague entraînant le déplacement du pion dans l'oblong, le changement de cran indexé et un mouvement de translation de la bague parallèlement à l'axe de révolution du cylindre. 3052888 Avantageusement, le cylindre creux de la bague comporte au moins un second oblong identique au premier oblong et une seconde pluralité de crans identique à la première pluralité de crans. Avantageusement, la périphérie extérieure du cylindre comporte 5 un levier de manoeuvre de la bague. Avantageusement, le support fixe comporte des marquages permettant de repérer la position du levier de manoeuvre. Avantageusement, la périphérie extérieure du cylindre comporte à l'entrée de l'oblong une fente permettant d'entrer la bague tournante dans le 10 support. Avantageusement, le support comporte des moyens d'obturation de la fente de façon à éviter tout retrait de la bague tournante montée dans son support. Avantageusement, ledit dispositif à boule de commande comporte 15 un dispositif de réglage de l'effort de freinage de ladite boule selon l'une des revendications précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non 20 limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 représente le montage d'une boule de commande selon l'art antérieur ; La figure 2 représente le principe technique du dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une boule de commande selon l'invention ; 25 La figure 3 représente une vue de face éclatée d'un dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une boule de commande selon l'invention ; La figure 4 représente une vue en coupe de la bague tournante ; La figure 5 représente une vue de face du dispositif de réglage précédent, une fois assemblé. 30 La figure 2 représente le principe technique du dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une boule de commande selon l'invention. Pour obtenir l'effort souhaité sur la boule de commande, la bague 2 comportant le joint souple 3 n'est plus fixée sur le support mais est mécaniquement réglable en hauteur comme indiqué par les flèches doubles 3052888 blanches de la figure 2. Ainsi, lorsque l'utilisateur élève la bague dans son support, la pression exercée par le joint sur la boule diminue et cette pression augmente dans le cas contraire. Cette disposition présente trois avantages principaux. Le premier est une réduction considérable du temps 5 de réglage et d'assemblage de la trackball. Le second avantage est la possibilité d'ajuster l'effort de réglage sans démontage par l'utilisateur final. Enfin, on assure une plus grande durée de vie de la trackball dans la mesure où, lorsque la boule s'encrasse, on peut réduire l'effort nécessaire à la rotation par un simple déplacement de la bague. 10 Il existe différents moyens mécaniques permettant d'assurer la translation de la bague. Cependant, cette translation a un certain nombre de caractéristiques. Son amplitude est faible, de l'ordre du millimètre. On doit donc assurer le réglage avec une grande précision. La position de la bague 15 doit également se conserver lorsque l'utilisateur fait tourner la boule de commande. Enfin, le réglage doit se faire simplement par l'utilisateur. Le dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une boule de commande selon l'invention remplit ces différents critères. La bague comporte des moyens mécaniques permettant de transformer sa rotation en 20 un mouvement de translation de faible amplitude, la transformation étant assurée par un pion fixe coulissant dans un oblong mobile. Ce dispositif est représenté sur la vue de face éclatée de la figure 3. Celle-ci comporte une bague tournante 20, une boule de commande 10 et un support 30 représenté en coupe partielle. 25 La bague tournante 20 est en forme de cylindre creux circulaire droit. La bague 20 est surmontée d'un joint 21 annulaire de freinage souple. Elle comporte un épaulement circulaire 22. Cet épaulement possède un levier de manoeuvre 27. La périphérie extérieure 23 du cylindre comporte : - un premier oblong 24 incliné d'un angle de quelques degrés 30 par rapport à la base du cylindre. Plus cet angle est faible, plus la rotation de la bague doit être importante pour provoquer son déplacement en rotation; - une première pluralité de crans 25 identiques perpendiculaires à ladite base du cylindre. Le diamètre intérieur du cylindre creux est d'un diamètre supérieur 35 à celui de la boule de commande et le diamètre intérieur du joint annulaire 3052888 5 est inférieur à celui de boule de commande. La périphérie extérieure du cylindre comporte à l'entrée de l'oblong 24 une fente ou échappatoire 26 permettant d'entrer la bague tournante dans le support 30. Cette fente peut comporter des moyens d'obturation afin d'éviter tout retrait involontaire de la 5 bague dans son support. Le support fixe 30 comporte : - Un évidement circulaire 31 de diamètre égal à celui de la périphérie extérieure du cylindre ; - un pion fixe 32 et un doigt d'indexage 33 ; 10 - des marquages permettant de repérer la position du levier de manoeuvre 27. La figure 4 représente une vue en coupe de la bague tournante 20. Elle comporte les crans 25 et la fente 26. La forme des crans permet de 15 régler la force nécessaire pour passer d'un cran à l'autre. Plus les crans sont profonds, plus le saut de cran nécessite une force importante. L'intervalle entre deux crans détermine la sensibilité du dispositif de réglage de l'effort de freinage. Le nombre de crans détermine le nombre de positions possibles de la bague et sa course en rotation. 20 La figure 5 représente la bague tournante 20 montée dans son support 30. La bague 20 est montée dans l'évidement 31 du support fixe et repose sur son épaulement 22. Le pion fixe 32 se loge dans l'oblong 24 de la bague et le doigt d'indexage 33 dans un des crans 25 de la bague. 25 La rotation de la bague est assurée par le levier de manoeuvre 27. Il entraîne le déplacement du pion 32 dans l'oblong 24, le changement de cran indexé et un mouvement de translation de la bague parallèlement à l'axe de révolution du cylindre. Le joint souple 21 qui repose sur la boule de commande 10 exerce alors une pression plus ou moins forte selon l'élévation 30 de la bague 20. Le cylindre creux de la bague peut comporter au moins un second oblong identique au premier oblong et une seconde pluralité de crans identique à la première pluralité de crans. Ce second ensemble oblong-crans 35 étant disposé symétriquement par rapport au premier ensemble oblong- 3052888 6 crans. On évite ainsi les effets d'arc-boutement de la bague dans son support. La réalisation des différentes pièces mécaniques du dispositif ne 5 pose pas de problèmes particuliers dans la mesure où elles ne nécessitent pas de haute précision de réalisation. REVENDICATIONS1. Dispositif de réglage de l'effort de freinage d'une boule de commande ou « trackball », caractérisé en ce qu'il comporte : - une bague tournante (20) en forme de cylindre creux circulaire droit, ladite bague comportant un joint (21) annulaire de freinage 5 souple, la périphérie extérieure du cylindre comportant : - un premier oblong (24) incliné d'un angle de quelques degrés par rapport à la base du cylindre ; - une première pluralité de crans (25) identiques perpendiculaires à ladite base du cylindre, le diamètre intérieur du cylindre 10 creux étant d'un diamètre supérieur à celui de la boule de commande et le diamètre intérieur du joint annulaire étant inférieur à celui de boule de commande ; - Un support fixe (30) comportant : - Un évidement circulaire (31) de diamètre égal à celui de la 15 périphérie extérieure du cylindre ; - un pion fixe (32) et un doigt d'indexage (33) agencés de façon que, la bague étant montée dans l'évidement du support fixe, le pion fixe se loge dans l'oblong de la bague et le doigt d'indexage dans un des crans de la bague, la rotation de la bague entraînant le déplacement du pion 20 dans l'oblong, le changement de cran indexé et un mouvement de translation de la bague parallèlement à l'axe de révolution du cylindre. 2. Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre creux de la bague comporte au moins un second oblong 25 identique au premier oblong et une seconde pluralité de crans identique à la première pluralité de crans. 3. Dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie extérieure du cylindre 30 comporte un levier de manoeuvre (27) de la bague (20). 3052888 8 4. Dispositif de réglage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support fixe comporte des marquages permettant de repérer la position du levier de manoeuvre. 5. Dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie extérieure du cylindre comporte à l'entrée de l'oblong une fente (26) permettant d'entrer la bague tournante dans le support. 6. Dispositif de réglage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support comporte des moyens d'obturation de la fente de façon à éviter tout retrait de la bague tournante montée dans son support. 7. Dispositif à boule de commande ou trackball comportant au 15 moins une boule, caractérisé en ce que ledit dispositif à boule de commande comporte un dispositif de réglage de l'effort de freinage de ladite boule selon l'une des revendications précédentes.