Brevet FR2607221A1 — publié le 19880527

On connait déjà des lampes électriques à piles, telles que des lampes de poche, des torches et des lanternes, dont on peut régler L'orientation du faisceau lumineux par rapport à l'axe d'un boîtier. Par exemple, on trouve régulièrement sur le marché des lampes de lecture ou analogues avec un "col" flexible par lequel passent des fils menant à une ampoule à l'extrémité du flexible (on connaît aussi des lampes de bureau de ce type). De même, il existe des lanternes qui comportent un boîtier de lampe articulé relié par des fils à une grande batterie. Dans le brevet des E.U.A. n 1 832 563 (1931), il est proposé de fabriquer une lampe de poche réglable par l'assemblage de deux boîtiers en forme de cylindres elliptiques tronqués en les disposant bout à bout et en les réunissant par Leurs extrémités tronquées, lesquelles sont circulaires. Deux piles sont placées bout à bout dans un boîtier et l'ampoule est montée dans l'autre boîtier. En tournant le bottier à ampoule autour d'un élément de fixation qui relie les deux boîtiers, on peut changer la direction du faisceau de la lampe, par rapport à l'axe du boîtier à piles, à partir d'une orientation suivant l'axe du bol- tier à piles jusqu'à un angle de 90degrés avec cet axe. Les boîtiers sont en métal et l'une des branches du circuit électrique entre les piles et l'ampoule passe par les boîtiers, lesquels se joignent bord à bord aux extrémités tronquées pour maintenir le contact électrique dans toutes les positions du boîtier contenant l'am- poule. L'autre branche du circuit électrique est constituée de pièces de contact fixées sur des plaques de matériau électriquement isolant montées dans les boîtiers, au droit de leurs extrémités tronquées. La liaison mécanique entre les boîtiers, comme les connexions électriques des pièces de contact de cette dernière branche du circuit, sont constituées par un élément de fixation au centre des disques isolants. La lampe de poche selon ce brevet requiert de nombreuses opérations coûteuses de fabrication et d'assemblage, telles que la réalisation des boîtiers métalliques et des plaques isolantes, la mise en place des pièces de contact du circuit sur les disques isolants et la fixation par sertissage des disques dans Les extrémités des boîtiers. Cette dernière opération pose des difficultés particulières du fait qu'il faut des surfaces de contact lisses à L'endroit o les extrémités repliées vers l'intérieur des boîtiers se joignent, ceci afin de permettre un réglage aisé de la lampe et de préserver de bons contacts électriques. Comme les cir- conférences de ces surfaces sont plus petites que celles des parois des boîtiers, il est impossible d'obtenir les surfaces lisses dési- rables parce qu'une division radiale le long des bords repliés vers l'intérieur semble essentielle pour éviter la déformation. L'un des buts techniques de l'invention est de sirlLifier les processus de fabrication et d'assemblage pour pro- duire une lampe de poche ou une lampe électrique analogue dont le faisceau soit orientable par rapport à l'axe du boîtier. Un autre but est de procurer une lampe de ce type ayant un centre de gravité situé relativement bas afin d'augmenter la stabilité lorsque la lampe est posée debout. Encore un autre but est d'assurer un réglage facile et en douceur par pivotement ou rotation du boîtier ou de la partie de boîtier portant l'ampoule, ainsi que le maintien d'un bon contact électrique entre les pièces de contact se déplaçant t'une par rapport à l'autre. Une lampe électrique à piles selon l'invention, notamment une lampe de poche, possède plusieurs composants en eux- mêmes connus, tels qu'un élément de boîtier à piles et un élément de boîtier séparé pour une ampoule, une ampoule montée dans cet élément, au moins deux piles disposées dans l'élément à piles, de même que des pièces conductrices prévues dans les éléments du boîtier pour former un circuit électrique entre les piles et l'ampoule. Les élé- ments du boîtier ont la forme de cylindres elliptiques tronqués, présentant des sections droites avec les mêmes grands et petits axes et se terminant chacun à une extrémité tronquée par un bord circu- laire situé dans un plan incliné d'un angle A choisi sur l'axe du cylindre et dont le diamètre correspond au grand axe de la section droite elliptique. Le petit axe de cette section est égal au cosinus de l'angle A multiplié par le grand axe. Les éléments du boîtier sont réunis par leurs bords circulaires et de manière que l'élément contenant l'ampoule puisse tourner sur l'élément à piles autour d'un axe perpendiculaire audit plan et passant par les centres géomé- triques des bords circulaires. Selon l'invention, une telle lampe est caractéri- sée en ce que les éléments du bottier sont moulés d'un polymère rigide, que l'élément à piles contient deux piles cylindriques identiques, placées côte à côte, avec une pile retournée par rapport à l'autre, de sorte que des bornes de polarités opposées des piles sont situées à chaque bout de l'élément à piles, et en ce que les pièces conductrices comprennent une première pièce de contact fixée à l'élément àpiles près de son bord circulaire et ayant une partie en contact électrique avec la borne adjacente d'une des piles, ainsi qu'une deuxième pièce de contact, fixée à l'élément à ampoule, qui est appliquée en permanence contre la première pièce de contact, sur toute la plage de rotation et d'orientation de l'élément à ampoule, et dont une partie est en contact électrique avec un élé- ment de connexion (le culot par exemple) de l'ampoule. Selon des modes de réalisation préférés, la pre- mière et la deuxième pièce de contact sont constituées par des anneaux disposés pour s'appliquer l'un contre l'autre le long de leur pourtour dans toutes les positions angulaires de l'élément de bottier contenant l'ampoule. De plus, les pièces conductrices for- mant le circuit comportent de préférence une troisième pièce de contact coordonnée à l'élément à piles et possédant une première partie située sensiblement dans ledit plan et au centre géométrique du bord circulaire, et une seconde partie en contact électrique avec la borne de l'autre pile. Une quatrième pièce de contact, de forme générale sphérique, est montée sur l'élément à ampoule de manière à être en contact électrique avec l'autre élément de connexion de l'ampoule (le plot central par exemple) et avec la troisième pièce de contact, l'agencement étant tel que la quatrième pièce de contact maintienne la liaison électrique entre ledit élément de connexion de l'ampoule et la troisième pièce de contact dans toute la plage de rotation et d'orientation de l'élément à ampoule. De préférence, la lampe selon l'invention possède en outre Les caractéristiques décrites ci-après. Les éléments du boîtier comportent des parois annu- laires d'extrémité, s'étendant vers l'intérieur à partir des bords circulaires respectifs, dont l'une présente un trca circulaire con- centrique au bord circulaire et dont l'autre porte des pattes susceptibles d'être engagées dans ce trou et de permettre le coulis- sement circonférentiel relatif, les pattes étant pourvues de Lèvres dirigées vers l'extérieur et venant s'appliquer contre le dessous de la paroi d'extrémité autour du trou. L'une des parois d'extrémité comporte un creux annulaire dans sa face externe et les première et deuxième pièces de contact sont constituées en partie par des anneaux reçus dans ce creux, de manière à s'appliquer l'un contre l'autre le Long de Leur pourtour dans toutes les positions angulaires de l'élément de boîtier contenant l'ampoule. Un interrupteur à coulisse est monté dans une paroi d'extrémité de l'élément à pile située à l'opposé et à distance de l'extrémité tronquée, l'interrupteur comportant des pièces conduc- trices agencées pour établir et pour rompre un circuit électrique entre les bornes des piles situées près de cette paroi d'extrémité. Lorsque l'élément à ampoule d'une lampe selon L'in- vention est tournée à une position o son axe est aligné avec l'axe de l'élément à piles,le faisceau lumineux de la lampe est également aligné avec l'axe de l'élément à piles. A mesure que, par sa rotation, l'élément à ampoule est éloigné de cette position alignée, le faisceau lumineux s'écarte progressivement de l'axe de l'élément à piles, jusqu'à ce que, à la déviation maximale par rapport à la position alignée, le faisceau lumineux fasse avec l'axe duboltierà pilesun angle de 90 degrés par exemple, qui est égal au double de l'angle A entre cet axe et les plans des bords circulaires des extrémités tronquées. La lampe selon l'invention est donc très utile parce qu'elle peut être posée debout sur le sol, une table ou une autre surface, et l'élément de boîtier contenant l'ampoule peut être réglé pour que le faisceau lumineux soit orienté selon les désirs. Les pièces du circuit électrique sont combinées avec des sous-ensembles de la lampe, ce qui facilite la fabrication et l'assemblage final. Les éléments du boîtier sont des pièces moulées, en plastique, relativement simples, qui, selon des modes de réalisation préférés, s'assemblent par emboîtement et enclique- tage. L'élément à piles ne demande pas de pièce longitudinale pour le circuit électrique puisque cette fonction est remplie par les piles. La disposition de l'interrupteur dans le fond du boîtier simplifie la fabrication et permet un montage encastré de l'inter- rupteur, ce qui rend sa manoeuvre accidentelle peu vraisemblable. La juxtaposition des piles rend la lampe compacte et lui donne un centre de gravité situé bas, ce qui favorise la stabilité de la lampe lorsqu'elle est posée verticalement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée, en perspective, d'une lampe de poche selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale de la lampe prise suivant le petit axe de la section droite elliptique des éléments du boîtier; et - la figure 3 est une coupe semblable mais prise suivant le grand axe. La lampe représentée comporte un bottier constitué de deux éléments: un élément 10 pour les piles et un élément 12 pour l'ampoule. Les deux éléments ont la forme de cylindres elliptiques ayant les mêmes grands et petits axes en section droite. Une extré- mité 14, 16 de chaque élément de boîtier est définie par un bord circulaire situé dans un plan faisant un angle de 45degrés avec L'axe du cylindre elliptique concerné et dont le diamètre correspond au grand axe de La section droite elliptique. Pour que ce bord circu- laire soit défini par le plan de 45 degrés, la section droite ellip-- tique du cylindre doit satisfaire à la relation: (petit axe) = (grand axe) x (cosinus 45 degrés). A l'état assemblé de La lampe, l'élément à piles et l'élément à ampoule sont réunis, par leurs extrémités circulaires, de manière à permettre la rotation de l'élé- ment à ampoule autour d'un axe perpendiculaire au plan de 45 degrés des extrémits 14, 16 et passant par les centres géométr-ques des bords circulaires. Ainsi, le faisceau lumineux peut être orienté sous tous les angles compris entre 0 et 90 degrés par rapport à l'axe de l'élément à piles. Il n'est pas obligatoire que les éléments du boîtier possèdent les formes géométriques de la lampe représentée. Pour n'importe quel cylindre elliptique, il existe un plan incliné sur l'axe du cylindre et coupant le cylindre suivant une surface de coupe circulaire dont le diamètre correspond au grand axe de la section droite elliptique du cylindre. Si l'on désigne par A l'angle formé entre ce plan incliné et l'axe du cylindre, l'élément à ampoule du boîtier peut être tourné sur l'élément à piles pour donner au faisceau lumineux toute direction désirée faisant un angle compris entre 0 degré et le double de l'angle A avec l'axe du cylindre. L'angle A est de préférence de 45 degrés parce qu'on obtient ainsi la plage de réglage maximale du faisceau. Néanmoins, on peut utiliser d'autres angles d'inclinaison des bords circu- laires des éléments du boîtier, les sections droites elliptiques des cylindres correspondant, bien entendu, chaque fois à la rela- tion:(petit axe) = (grand axe) x (cosinus de l'angle A). Dans l'exemple représenté, l'extrémité tronquée 14, de forme circulaire, de l'élément de boîtier 10 contenant les piles, comporte une paroi annulaire 18 avec un trou 20 concentrique au bord extérieur circulaire. De façon analogue, l'extrémité 16 de l'élément à ampoule 12 comporte une paroi annulaire 22 avec un trou concentrique 24. Depuis le bord du trou 24, une série de pattes 26 font saillie de la paroi 22 et pénètrent, à l'état assemblé, dans le trou 20 de la paroi 18 de l'élément 10, de manière à permettre le coulissement dans le sens circonférentiel. Les pattes 26 portent des lèvres 28 faisant saillie vers l'extérieur et qui sont situées sous la paroi 18 à l'état assemblé, de manière à retenir l'élément 12 contenant l'ampoule sur l'élément 10 contenant les piles. Les pattes 26 sont élastiques pour permettre l'assemblage des éléments 10 et 12 par la disposition des pattes 26 en regard du trou 20 et l'application d'une pression sur les éléments pour produire l'encli- quetage des pattes de l'élément 12 dans l'élément 10 et la retenue consécutive par les Lèvres 28. Sur la figure 3, les parties des parois 18 et 22 situées derrière le plan de la coupe ne sont pas représentées pour simplifier la représentation et la rendre plus claire. L'élément 12 du boîtier contient un porte-ampoule 28 en forme de coupelle, avec une partie 30 constituant la douille destinée à recevoir le culot d'une ampoule ordinaire L pour lampe de poche. Un diffuseur 32 (voir figure 1) est maintenu dans l'extré- mité supérieure ouverte de l'élément 12. Une plaque-support 34 pour les piles est disposée dans la partie supérieure de l'élément à piles,o elle est maintenue à la position axiale voulue, d'un côté par la jonction 35 entre la paroi latérale et la paroi d'extrémité 18 et d'autre part par des nervures 36 venues de moulage à l'intérieur de la paroi latérale. La plaque-support 34 comporte deux appendices latéraux 38 qui empêchent son basculement et la maintiennent en place lors de l'assemblage et pendant le remplacement des piles. Le fond de l'élé- ment à pile est fermé par un couvercle 40 qui est mis en place par encliquetage mais peut être enlevé, pour le remplacement des piles, en introduisant un tournevis ou un outil semblable dans une encoche 42 (voir figure 1) sur le bord du couvercle et en inclinant ensuite l'outil pour faire sortir le couvercle. Les éléments 10 et 12 du boîtier, la plaque- support 34, le porte-ampoule 28, le couvercle 40 du fond et le diffu- seur 42 sont avantageusement produits par moulage par injection de polymères. Ces pièces moulées sont peu coûteuses à fabriquer et permettent des techniques d'assemblage manuel par emboîtement et encliquetage. Des pièces de contact élastiques 44 et 46 sont montées sur le côté intérieur du couvercle 40 par leur pressage sur de petits ergots 48 et 50 par des trous (dont l'un est désigné par 52 par exemple) dont les bords portent des crocs de retenue. Une saillie 54 sur un bouton d'interrupteur 56 traverse un trou rectangu- laire 58 - dans lequel elle peut coulisser - ménagé dans le couvercle et est pourvue d'un tenon 40 sur lequel une lame de contact mobile 62 de l'interrupteur est fixée par un trou avec des crocs 61. A la position illustrée sur la figure 3, l'interrupteur est fermé du fait que la lame mobile relie les pièces de contact 44 e: 46 l'une à l'autre. Lorsque le bouton de l'interrupteur est déplacé vers le bas, à partir de la position représentée sur la figure 3, la partie supérieure de La lame 62 s'écarte de la pièce de contact 44, de sorte que L'interrupteur est ouvert. La plaque support 34 pour les piles est équipée d'une pièce de contact élastique 64, que l'on fait glisser sur chant dans une fente 66 de la plaque 34 jusqu'à ce qu'eLLe soit supportée dans une saillie 68. La pièce de contact 64 comporte une extrémité discode 70 qui, lorsque la lampe de poche est assemblée, est située sensiblement au centre de l'extrémité circulaire 16 de L'éLément à piles 10 et dans le plan de la paroi annulaire 18. A cette position, elle s'applique contre une pièce de contact sphé- rique 72 prévue dans le porte-ampoule 28. Le plot central 74 de l'ampoule L, la pièce de contact 72 et l'extrémité discorde 70 restent mutuellement en contact dans toutes les positions angu- laires de L'élément de boîtier contenant l'ampoule, ce qui est assuré par une force résultant de la déformation élastique de la pièce de contact 64. L'autre extrémité de cette dernière est for- mée par une languette 76 qui est repliée vers l'extérieur de l'autre côté de la plaque 34 et contre laquelle vient s'apDliquer une borne de la pile B1 (la borne négative dans la représenta- tion de la figure 3). La paroi annulaire 18 de l'éLément de boîtier à piles 10 présente une rainure annulaire 80 de faible profondeur, dans laquelle sont disposées deux pièces de contact sous forme d'anneaux 82 et 84 en matériau conducteur. L'anneau 82, situé du c8té de l'élément à piles, comprend une languette 86 qui traverse une fente 88 de la paroi 18 et une fente 90 de la plaque 34 et est repliée ensuite vers l'intérieur pour établir le contact avec une borne de la pile B2 (la borne négative dans la représentation de la figure 1). L'anneau 84 comporte une languette 85 qui traverse une fente 92 de la paroi 22 de l'éLément à ampoule 12, est repliée ensuite vers l'intérieur pour traverser une fente 94 de la douille 30 et pour être repliée ensuite, à l'intérieur de la douille pour établir le contact avec le culot de l'ampoule L. Une application face à face des anneaux 82 et 84 l'un contre l'autre sur Leur pour- tour, assure la préservation d'une bonne liaison électrioje à la jonction entre l'élément du boîtier contenant les piles et l'élé- ment contenant l'ampoule dans toute la plage de rotation et d'orien- tation de l'élément à ampoule. Il est évident que l'un des anneaux pourrait être remplacé par un coussinet de contact, mais il est pré- férable d'employer deux anneaux pour assurer le contact permanent, sinon des interruptions risquent de se produire pour une raison ou une autre entre le coussinet et l'anneau. En se basant sur la représentation des figures 1 et 2 (la figure 3 montre une autre disposition des piles, possible aussi), le circuit électrique est composé ainsi: plot central 74 de l'ampoule L; pièce de contact sphérique 72; pièce de contact 64; borne positive de la pile B1; borne négative de la pile B1; pièce de contact 44; lame mobile 62 de l'interrupteur; pièce de contact 46; borne positive de la pile B2; borne négative de la pile B2; anneau de contact 82; anneau de contact 84; paroi latérale du culot de l'ampoule L. R E V E N D I C A T IO N S 1 - Lampe électrique à. piles, notamment lampe de poche, présentant un boitier en deux parties ou éléments orientables l'un par rapport à l'autre, un élément à piles (10) et un élément à ampoule (12), une ampoule (L) montée dans l'élément à ampoule, au moins deux piles (B1, B2) disposées dans l'élément à piles, de même que des pièces conductrices (82, 84, 64, 72, 44, 46, 62) prévues dans les éléments du boîtier pour former un circuit électrique entre les piles et l'ampoule, les éléments du boîtier ayant la forme de cylindres elliptiques tronqués, présentant des sections droites avec les mêmes grands et petits axes et se terminant chacun à une extrémité tronquée par un bord circulaire (14, 16) situé dans un plan incliné d'un angle A choisi sur l'axe du cylindre et dont le diamètre correspond au grand axe de la section droite elliptique, le petit axe de cette section étant égal au cosinus de l'angle A multiplié par le grand axe, et les éléments du boîtier étant réunis par leurs bords circulaires (14, 16) et de manière que l'élément contenant l'ampoule puisse tourner sur l'élément à piles autour d'un axe perpendiculaire audit plan et passant par les centres géométriques des bords circulaires, caractérisée en ce que les éLé- ments (10, 12) du boîtier sont moulés d'un polymère rigide, que l'élément à piles (10) contient deux piles cylindriques (B1, B2) identiques, placées côte à côte, avec un pile retournée par rapport à l'autre, de sorte que des bornes de polarités opposées des piles sont situées à chaque bout de l'élément à piles, et en ce que les pièces conductrices comprennent une première pièce de contact (82) fixée à l'élément à piles (10) près de son bord circulaire (14) et ayant une partie (86) en contact électrique avec la borne adja- cente d'une des piles (B2), ainsi qu'une deuxième pièce de contact (84) fixée à l'élément à ampoule (12),qui est appliquée en perma- nence contre la première pièce de contact, sur toute la plage de rotation et d'orientation de l'élément à ampoule, et dont une partie (84) est en contact électrique avec un élément de connexion (le culot par exemple) de l'ampoule (L). 2 - Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et deuxième pièces de contact (82, 84) sont constituées en partie au moins par des anneaux agencés pour s'appli- quer l'un contre l'autre sur leurs pourtours dans toutes les posi- tions angulaires de l'élément à ampoule (12). 3 - Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pièces conductrices formant le circuit comportent une troisième pièce de contact (34) coordonnée à l'éLément à piles et possédant une première partie (70) située sensiblement dans ledit plan et au centre géométrique du bord circulaire, ainsi qu'une seconde partie (76) qui est en contact électrique avec la borne adjacente de l'autre pile (B1), et en ce qu'une quatrième pièce de contact (72), de forme générale sphérique, est montée sur l'élément à ampoule (12), en contact électrique avec l'un des éLéments de connexion (le plot central par exemple) de l'ampoule (L) et avec la troisième pièce de contact (64), l'agencement étant tel que la quatrième pièce de contact, de forme sphérique, maintient la liaison électrique entre ledit élément de connexion de l'ampoule et la troisième pièce de contact dans toute la plage de rotation et d'orientation de l'élément contenant l'ampoule. 4 - Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments (10, 12) du bottier comportent des parois annu- laires d'extrémité (18, 22), s'étendant vers l'intérieur à partir des bords circulaires respectifs, dont l'une (18) possède un trou circulaire (20) qui est concentrique au bord circulaire (14) corres- pondant et dont l'autre (22) porte une série de pattes (26) qui sont emboîtées dans le trou (20), de manière à permettre le cou- lissement circonférentiel relatif, les pattes portant des Lèvres (28) faisant saillie vers l'extérieur et s'appliquant contre le dessous de la paroi d'extrémité (18) autour du trou (20). - Lampe selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'une (18) des parois d'extrémités présente un creux annu- laire (80) dans sa face externe et que les première et deuxième pièces de contact (82, 84) sont constituées en partie au moins par des anneaux disposés dans ce creux et agencés pour s'appliquer l'un contre l'autre le long de leurs pourtours dans toutes les positions angulaires de l'élément du boîtier contenant l'ampoule. 6 - Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un interrupteur à coulisse (44, 46, 62) est monté dans une paroi d'extrémité (40) de l'éLément de boîtier contenant les piles, à l'opposé et à distance de l'extrémité tronquée, l'inter- rupteur comprenant des pièces conductrices de contact qui sont agencées pour établir et pour interrompre un circuit électrique entre les bornes des piles situées à proximité de ladite paroi d'extrémité.