Brevet FR2780526A3 — publié le 19991231

FR 2780526 A3 19991231 FR 9808039 A 19980624 -1- Dispositif d'indexation de roue dentée, ou d'élément tournant, dans un mécanisme. Il y a souvent besoin, par exemple, dans des mécanismes à engrenages, notamment dans les mécanismes de serrures, d'indexer une roue dentée, ou un élément tournant, afin de placer celle-ci dans une position angulaire de rotation déterminée, et ceci de façon sensible pour la personne actionnant le mécanisme. Les mécanismes d'indexation les plus répandus et les plus connus sont ceux des serrures. Ils comportent généralement, d'une part un plat (ou plusieurs plats) ménagé(s) sur la circonférence d'une saillie axiale généralement cylindrique de roue dentée, ladite saillie formant ainsi une came solidaire de la roue dentée, et d'au- tre part un ressort, en fil rond ou à lame, généralement enroulé sur plusieurs tours, l'enroulement étant placé autour d'un pilier fixe, une extrémité du ressort étant en appui sur la saillie axiale généra- lement cylindrique de la roue dentée et l'autre extrémité de celui-ci étant en appui sur une partie fixe du boîtier (ou coffre) de serrure. En tournant, la roue dentée présente le plat au ressort en appui sur la circonférence de sa saillie axiale formant came et la personne qui actionne la roue dentée, directement ou par l'intermédiaire d'une autre roue dentée en prise avec la roue dentée, comportant la saillie axiale formant came, ressent une légère secousse correspondant à l'application du ressort contre le plat. Cette secousse signifie que -2-- la position angulaire de rotation correspondant à l'indexation de la roue dentée est atteinte. Dans le cas d'une serrure, ceci correspond généralement à une position permettant de sortir la clé du cylindre, ou barillet, de la serrure. On comprendra aisément que, dans les serrures dans les- quelles la dimension en épaisseur est limitée par certaines contrain- tes, par exemple les contraintes imposées par la faible épaisseur des logements à l'intérieur desquels doivent être insérées les serrures à larder, comme cela est le cas avec les profilés, aluminium ou au- tres, du commerce utilisés pour la réalisation de portes, ou de fenêtres, un tel système d'indexation, dont l'épaisseur s'ajoute dans le sens axial de la roue dentée, à l'épaisseur de divers autres éléments mécaniques, parmi lesquels la roue dentée munie du disposi- tif d'indexation elle-même, est un gros inconvénient alors que l'on recherche l'épaisseur la plus faible possible. La présente invention a donc pour but de proposer un dis- positif d'indexation de roue dentée, ou d'élément tournant qui soit conçu de manière à ne pas venir ajouter une épaisseur supplémentaire à l'épaisseur de la roue dentée proprement dite, qu'il s'agit d'in- dexer, et qui permette de surcroît de ne pas encombrer l'espace intérieur du coffre de la serrure, dans le cas o l'invention est appliquée à une roue dentée, ou à un autre élément tournant d'un mécanisme de serrure. L'application à des serrures n'est pas limita- tive, car la description qui suit montre que le dispositif, selon l'invention, proposé peut être utilisé dans de nombreux autres méca- nismes. La solution proposée par l'invention se caractérise par le fait que le mécanisme d'indexation est implanté dans un logement pratiqué dans l'épaisseur de la roue dentée, ou de l'élément tour- nant qu'il s'agit d'indexer qu'il se compose, des éléments suivants, agencé entre eux comme défini: - un logement pratiqué dans l'épaisseur de la roue dentée, ou de l'élément tournant, ouvert sur l'une des faces de celle-ci, ou de celui-ci; -3-- - une came fixe, de forme généralement cylindrique, solidaire d'une partie fixe du support du mécanisme, ladite came fixe étant dispo- sée en ce qui concerne sa plus grande part dans le logement, coaxialement ou approximativement coaxialement à la roue dentée, ou à l'élément tournant, et sa circonférence extérieure comportant une partie plate, ou approximativement plate; - un ressort en fil rond, ou à lame, disposé dans le logement, ledit ressort comportant une partie courbe dont la forme épouse celle de la circonférence extérieure de la came fixe, et dont au moins une des extrémités libres forme une branche approximativement rectili- gne, la partie courbe entourant partiellement la circonférence de la came à très faible distance de celle-ci, l'extrémité libre rec- tiligne, ou les extrémités rectilignes, étant reliée, ou reliées, à la partie courbe par un ou plusieurs enroulements; - un plot d'entraînement solidaire de la roue dentée, ou de l'élément tournant, ou plusieurs plots d'entraînement solidaires de la roue dentée, ou de l'élément tournant, faisant saillie dans le logement à partir du fond dudit logement, qui constitue la partie pleine de la roue dentée, et un enroulement du ressort, ou plusieurs enroule- ments du ressort, étant disposé, ou disposés, autour dudit plot d'entraînement, ou desdits plots d'entraînement. Bien entendu, la roue dentée, ou l'élément tournant, est munie par ailleurs des éléments nécessaires pour assurer sa rotation autour de son axe géométrique dans le mécanisme: axe, moyeu, touril- lon, berceau qui sont des moyens connus qu'il n'est pas nécessaire de décrire et qui ne font pas partie de la présente invention. Dans une version perfectionnée, l'invention propose un ressort à double effet comportant une partie centrale qui épouse par- tiellement la forme de la circonférence de la came et qui entoure partiellement celle-ci, à très faible distance de celle-ci, cette partie centrale se prolongeant de chaque côté par un ou plusieurs enroulements, un enroulement de chaque côté étant enfilé autour d'un plot respectif solidaire de la roue dentée, les enroulements de cha- -4- cun des côtés se prolongeant par une branche respective, rectiligne, ou approximativement rectiligne, ces branches formant les deux extré- mités libres du ressort. Le fonctionnement du système est le suivant. Dans le cas du premier ressort décrit, dit à simple effet, lorsque la roue dentée est entraînée soit dans un sens soit dans l'autre, elle entraîne elle-même par son ergot l'enroulement placé autour de l'er- got et par là l'ensemble du ressort. La branche qui épouse la forme de la circonférence de la came glisse contre celle-ci, de même que la branche approximativement rectiligne. Lorsque la branche approximati- vement rectiligne rencontre la partie approximativement rectiligne de la came, elle s'applique sur celle-ci et crée un point dur pour la poursuite de la rotation de la roue dentée, du fait de la poussée du ressort sur cette partie approximativement plate de la came. Dans le cas du second ressort décrit plus haut, dit ressort à double effet, le fonctionnement est similaire. Lorsque la roue dentée est tournée, elle entraîne par ses deux plots les enroulements placés autour de ceux-ci, la partie centrale courbe glisse contre la came fixe, de même que les deux branches libres approximativement rectilignes et lorsque ces deux branches libres approximativement rectilignes ren- contrent la partie approximativement rectiligne de la came, elles s'appliquent sur celle-ci en provoquant un point dur pour la pour- suite de la rotation de la roue dentée. On comprendra aisément que le ressort à double effet pré- sente un grand intérêt en ce sens que pour obtenir une même dureté, on peut employer un ressort moins nerveux qui sera moins susceptible de casser par fatigue, après de nombreuses utilisations, que le res- sort à simple effet. En ce qui concerne le choix du nombre d'enroulements, il est clair qu'en disposant plus d'enroulements, si on le peut, on peut également augmenter la longévité du ressort, à efficacité égale. Du reste, diverses variantes sont décrites dans les exemples de réali- sation exposés ci-après en relation avec les dessins. La figure 1 représente un exemple de mécanisme d'indexa- -5- tion utilisant un ressort à simple effet, en position d'indexation. La figure 2 représente le même mécanisme d'indexation que celui de la figure 1, en position de rotation normale. La figure 3 représente un ressort à double effet seul, à échelle agrandie par rapport aux figures 1 et 2. La figure 4 représente le ressort de la figure 3, monté avec les autres éléments du mécanisme d'indexation, à la même échelle que les figures 1 et 2, en position d'indexation. La figure 5 représente une coupe du mécanisme, selon la ligne de coupe V-V de la figure 4, ainsi que du support dudit méca- nisme qui n'est pas visible sur la figure 5. On remarquera que dans les figures 1, 2 et 4 o elle appa- rait, la roue dentée ne comporte pas de dents classiques: ceci est volontaire pour bien montrer que l'invention ne s'applique pas seule- ment aux roues dentées classiques, mais en fait également à tout élé- ment de mécanisme tournant sur un axe géométrique dans le mécanisme et présentant l'épaisseur suffisante pour qu'y soit ménagé un loge- ment pour la came fixe et le ressort selon l'invention, l'épaisseur pleine subsistante étant suffisante pour assurer la robustesse de la roue dentée, ou de l'élément tournant. Sur la figure 1, on remarque: la roue dentée 1, le ressort 2, le logement 3 dans la roue dentée, la came centrale fixe 4 et un plot d'entraînement 5, soli- daire de la roue dentée 1. Le ressort comporte une branche courbe 21 qui épouse la forme de la circonférence de la came fixe 4; un premier enroulement 22 qui est placé autour du plot d'entraînement 5, et un second enrou- lement 23 qui se prolonge par la branche rectiligne, ou approximati- vement rectiligne 24. Le logement 3 a une forme convenable pour loger le ressort 2. Il faut faire remarquer qu'il serait possible qu'un plot d'entraînement soit également présent, à droite sur la figure, pour implanter le ressort à simple effet indifféremment à gauche, ou à droite, au choix du fabricant. -6- Il serait également possible de prévoir une version sim- plifiée, dans laquelle il n'y aurait qu'un seul enroulement qui se prolongerait par une branche rectiligne, ou approximativement recti- ligne, jouant le même rôle que dans la version représentée sur la figure. Cependant, l'expérimentation a montré qu'on obtenait une meilleure longévité du ressort à simple effet soumis à un très grand nombre d'actionnements, en utilisant au moins deux enroulements, comme c'est le cas dans le ressort des figures 1 et 2. Le fonctionnement du dispositif d'indexation est expliqué à l'aide des figures 1 et 2. Dans le cas de la figure 2, la roue dentée, (ou l'élément tournant) tourne normalement, le ressort ne gênant pratiquement pas sa rotation. Dans le cas de la figure 1, la partie rectiligne, ou approximativement rectiligne, 24 du ressort 2 est venue s'appliquer contre la partie plate, ou approximativement plate, 41 de la came fixe 4, rendant plus difficile la rotation de la roue dentée, (ou de l'élément tournant). En cas de rotation dans le sens inverse, le même phénomène se reproduit lorsque la partie rectiligne, ou approximativement rectiligne, 24 du ressort 2 est venue s'appliquer contre la partie rectiligne 41 de la came fixe 4. La figure 3 représente, à échelle agrandie pour mieux montrer les enroulements, un ressort à double effet 2'. Une partie centrale courbe 2'a est destinée à entourer partiellement la circon- férence de la came centrale fixe 2. La partie centrale 2'a se pro- longe de chaque côté par deux enroulements successifs 2'bl et 2'b2, et respectivement 2'cl et 2'c2, réalisés ici dans le même sens pour les enroulements de chacun des côtés, mais en sens inverse en ce qui concerne les enroulements qui se correspondent de chaque côté, c'est- à-dire les enroulements 2'bl et 2'cl d'une part et les enroulements 2'b2 et 2'c2 d'autre part. Les pas des enroulements d'un même côté sont inversés, ce qui permet d'éviter que l'épaisseur totale du res- sort excède la somme de deux épaisseurs de fil plus un léger écart entre les fils aux points de croisement des fils en 51, 61, 52 et 62 sur le dessin. -7- Après les deux enroulements 2'bl et 2'b2 du côté droit sur le dessin et respectivement 2'cl et 2'c2 du côté gauche sur le dessin, le ressort se termine par deux parties rectilignes, ou appro- ximativement rectilignes, 24b et respectivement 24'c. La figure 4 mon- tre le ressort à double effet 2' en place dans le logement 3 de la roue dentée, ou élément tournant, 1. On retrouve, en dehors du res- sort 2' qui diffère du ressort 2 des figures 1 et 2, tous les mêmes éléments que dans les figures 1 et 3, à savoir le logement 3 et la came fixe 4; le plot d'entraînement 5 solidaire de la roue dentée, ou élément tournant, 1, est doublé d'un plot identique 5' à droite sur le dessin. Comme le montre la figure 4, ce deuxième plot d'en- trainement est entouré par l'un des enroulements, l'enroulement 2'bl du ressort à double effet 2'. La figure 5 montre le mécanisme en coupe, selon la ligne A-A de la Fi9ure 1; on y reconnaît les éléments déjà cités, (logement 3, ressort 2, roue dentée 1, came fixe 4), aux- quels s'ajoute ici le support fixe de la came fixe. Ce support fixe de la came fixe peut être dans le cas le plus courant le fond d'un coffre de serrure, dans lequel est implanté l'ensemble du mécanisme de serrure. La came fixe peut être fixée par soudure, rivetage, ou par tout autre moyen de fixation connu. Ici elle est représentée fixée au moyen d'un plot traversant la paroi du coffre, ledit plot étant riveté, ou bouterollé contre la face extérieure du coffre. Cette figure montre clairement la distinction entre la pièce fixe (came fixe 4) et les pièces susceptibles de tourner (roue dentée 1, ressort 2 entraîné par les plots 5, 5' de la roue dentée 1) car les figures 1, 2 et 4 ne suffisent pas à elles seules pour comprendre comment la came fixe est reliée à un élément fixe. Le fonctionnement du dispositif d'indexation de la figure 4 est analogue à celui du dispositif des figures 1 et 2, à ceci près que, comme le ressort comporte deux parties rectilignes, ou approximativement rectilignes, superposées 24b et 24'c, ces parties rectilignes s'appliquent simulta- nément contre la partie rectiligne, ou approximativement rectiligne, de la came centrale fixe 4 et poussent ensemble contre celle-ci. -B- On comprend aisément qu'en raison de la double poussée ainsi obtenue, la résilience du ressort 2' à double effet peut être moindre que celle du ressort à simple effet. Le ressort étant moins "nerveux", sa longévité après de nombreuses utilisations est nette- ment supérieure à celle du ressort 2 à simple effet. De plus, du fait du double effet, le point dur d'indexation obtenu est identique dans les deux sens de rotation de la roue dentée, alors qu'avec le ressort à simple effet, un sens de rotation donne un meilleur résul- tat que l'autre, c'est-à-dire une indexation plus sensible pour l'utilisateur. Le dispositif d'indexation ainsi proposé atteint tous les objectifs de l'invention indiqués plus haut. Il faut bien entendu comprendre que des variantes sont possibles sans sortir du champ de l'invention; par exemple, la forme de la came n'est pas nécessairement celle d'un cylindre à base circu- laire, elle peut présenter un tour qui ne soit pas parfaitement cir- culaire. De même, la partie plate, ou approximativement plate, de la came peut affecter la forme d'un V fortement ouvert, ou comporter un léger bombé, en créant, de ce fait, deux parties rectilignes, ou approximativement rectilignes, séparées par une arête, ou par le sommet du léger bombé. Ceci permet de sentir deux positions angulai- res, très proches l'une de l'autre, de la roue dentée, ou de l'élé- ment tournant. Ces deux positions angulaires, proches l'une de l'au- tre, peuvent avantageusement correspondre au décalage angulaire qui existe dans les barillets du marché, entre les barillets à panneton déporté et les barillets à panneton non déporté. Une telle conformation permet d'éviter d'avoir deux cala- ges différents de roue dentée pour l'enlèvement de la clé; la per- sonne actionnant la clé acquiert rapidement la mémoire de la position angulaire (la première ou la seconde) qui correspond au type de barillet employé, c'est-à-dire à panneton déporté, ou bien à panneton non déporté. La rédaction des revendications tient compte de ces diffé- rentes possibilités ouvertes par l'invention, telle qu'elle vient d'être décrite. -9- Revendications 1. Dispositif d'indexation d'une roue dentée, ou d'un élément tournant de mécanisme, caractérisé en ce qu'il est constitué des éléments suivants, agencés entre eux comme défini: - un logement (3) pratiqué dans l'épaisseur de la roue dentée, ou de l'élément tournant, (1), ouvert sur l'une des faces de celle-ci, ou de celui-ci, - une came fixe (4), de forme généralement cylindrique, solidaire d'une partie fixe du support du mécanisme, ladite came fixe (4) étant disposée pour en ce qui concerne sa plus grande part dans le logement, coaxialement, ou approximativement coaxialement, à la roue dentée, ou à l'élément tournant, (1), et sa circonférence extérieure comportant une partie plate, ou approximativement plate, - un ressort (2, 2') en fil rond, ou à lame, disposé dans le logement (3), ledit ressort (2, 2') comportant une partie courbe (2a, 2'a) dont la forme épouse celle de la circonférence extérieure (41) de la came fixe (4), et dont au moins une des extrémités libres forme une branche approximativement rectiligne (24, 24'b, 24'c), la par- tie courbe (2a, 2'a) entourant partiellement la circonférence de la came, à très faible distance de celle-ci, l'extrémité libre rec- tiligne (24), ou les extrémités rectilignes (24'b, 24'c), étant reliée, ou reliées, à la partie courbe (21, 2a, 2'a) par un ou plusieurs enroulements (22, 23, 2'bl, 2'b2, 2'cl, 2'c2), - un plot d'entraînement (5) solidaire de la roue dentée, ou de l'élément tournant, ou deux plots d'entrainement (5, 5') solidaires de la roue dentée, ou de l'élément tournant, faisant saillie dans le logement (3) à partir du fond dudit logement, qui constitue la partie pleine de la roue dentée, et un enroulement du ressort, ou deux enroulements (22, 2'bl, 2'cl) immédiatement voisins de la partie courbe (2, 2'a) du ressort étant disposé, ou disposés, autour dudit plot d'entraînement (5), ou desdits plots d'entraîne- ment (5, 5'). -10- 2. Dispositif d'indexation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (2) comporte successivement une par- tie courbe (2a) constituant une extrémité libre du ressort qui entoure partiellement la circonférence de la came fixe, un enroule- ment (22) suivi d'un autre enroulement (23) et une partie rectiligne, ou approximativement rectiligne, (24). 3. Dispositif d'indexation selon la revendication 2, dans lequel les hélices des enroulements sont réalisées dans le même sens, mais avec un pas inversé, de manière à ce que le ressort présente au plus une épaisseur égale à deux diamètres du fil qui le constitue, ou à deux largeurs de la lame qui le constitue, plus un léger écartement entre les parties de fil superposées, ou les parties de lame superpo- sées. 4. Dispositif d'indexation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort qui épouse la forme de la circon- férence de la came comporte une partie courbe centrale (2'a) qui entoure partiellement la circonférence de la came, à très faible distance de celle-ci, ladite partie courbe centrale se prolongeant de chaque côté par deux enroulements successifs (2'bl, 2'b2 et 2'cl, 2'c2), lesdits enroulements étant suivis par les deux extrémités libres (24'c, 24'b) respectives du ressort, les extrémités libres respectives étant rectilignes, ou approximativement rectilignes, pou- vant venir en appui sur la circonférence de la came fixe, ou éven- tuellement sur la partie plate, ou approximativement plate, selon la position angulaire de rotation de la roue dentée, ou de l'élément tournant, (1), un enroulement (2'bl, 2'b2) de chacun des côtés étant disposé autour d'un plot respectif (5, 5') solidaire de la roue den- tée, ou de l'élément tournant, (1). 5. Dispositif d'indexation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les spires des enroulements successifs, d'un côté ou de l'autre de la partie centrale du ressort, sont réalisées en sens inverses d'un côté par rapport à l'autre côté, le pas des spires des enroulements successifs de chacun des côtés étant alter- -11- nativement inversé d'un enroulement à l'enroulement suivant du même côté, de manière telle que le ressort n'a au plus que l'épaisseur correspondant à deux fois le diamètre du fil, ou deux fois la lar- geur de la lame, plus un très léger écart entre deux brins superposes du fil, ou de la lame du ressort. 6. Dispositif d'indexation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie plate (42) de la came fixe (4) affecte une forme de V très ouvert, les deux plats ainsi constitués se rejoignant par une arête peu marquée dans la partie centrale de la partie plate (42). 7. Dispositif d'indexation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la partie plate (42) de la came fixe (4) est très légèrement courbe, en présentant un léger bombé dans la partie centrale de la partie plate (42).