Brevet FR2871730A1 — publié le 20051223

La présente invention concerne les instruments de dessin technique et scolaire, et se rapporte en particulier à un compas de dessin doté de moyens de verrouillage de l'écartement de ses branches. Dans un tel compas de dessin, le verrouillage de l'écartement des branches doit assurer une résistance à l'écartement des branches variable et réglable: suffisamment faible, lors de l'ajustement de l'ouverture des branches, pour une manipulation facile, rapide et précise, et suffisamment importante pour éviter un écartement des branches non souhaité lors du traçage d'un cercle. A titre d'exemple, l'on peut citer les documents US 0 533 819, DE 178 912, US 2 928 180, FR 2 106 709, GB 2 278 316 qui décrivent de tels compas. Le verrouillage de l'écartement des branches s'effectue par exemple par pincement de l'axe d'un balustre dans le cas d'un compas à balustre, ou encore par vissage de la chape dans le cas d'un compas à joues de friction. Ces techniques imposent des compas encombrants, demandent un effort important et sont peu commodes d'emploi, en particulier pour les enfants. La présente invention vise à éviter ces inconvénients en fournissant un compas de dessin comportant des moyens de verrouillage de l'écartement des branches, qui soit compact, facile d'emploi, en particulier pour les enfants, et peu onéreux à fabriquer. A cet effet, l'invention a pour objet un compas de dessin doté de moyens de verrouillage de l'écartement de ses branches, articulées par des secteurs ou disques d'articulation respectifs dans une chape, les moyens de verrouillage de l'écartement des branches comportant un levier excentrique monté pivotant, du côté d'une aile de la chape, autour d'un axe parallèle au plan des branches, et apte à faire coulisser de part en part de la chape, dans une direction orthogonale au plan des branches, un axe de blocage qui agit, directement ou indirectement, sur les secteurs ou disques d'articulation des branches et/ou sur un organe lié cinématiquement à ces secteurs ou disques d'articulation de manière à bloquer en rotation les deux branches du compas. Un simple geste de soulèvement ou d'abaissement d'un levier excentrique assure ainsi, de façon ergonomique, un verrouillage ou un déverrouillage aisé de l'écartement des branches du compas. Dans un premier mode de réalisation, l'axe de blocage est réalisé 35 sous la forme d'une vis de blocage dont la tête est en appui sur une aile de la chape, et sur la queue de laquelle vis, du côté de l'autre aile de la chape, est vissé un écrou sur lequel est monté pivotant le levier excentrique. En position non verrouillée du compas, il existe un jeu fonctionnel entre la chape et les articulations des branches du compas, jeu qui permet l'ouverture libre du compas. Le serrage de la chape par la vis de blocage supprime ce jeu fonctionnel et empêche, par friction, d'écarter les branches l'une de l'autre. Les deux branches peuvent être articulées sur des axes distincts, parallèles et espacés, les secteurs d'articulation des branches étant dentés sur leur périphérie de manière à s'engrener l'un dans l'autre, l'axe ou vis de blocage étant situé hors de la zone des secteurs d'articulation enserrés entre les ailes de la chape sous l'action dudit axe ou vis de blocage, ce qui empêche la rotation libre des branches autour de leurs axes d'articulation. Les deux branches peuvent également être articulées suivant un même axe autour de l'axe ou vis de blocage qui traverse leurs disques d'articulation, chacun en friction avec une des ailes de la chape sous l'action dudit axe ou vis de blocage, ce qui empêche l'écartement des branches. Dans ce cadre, il est envisageable d'intercaler entre les disques d'articulation une plaque formant joue de friction et comportant une lumière centrale, de forme oblongue suivant l'axe médian de la chape, destinée à être traversée par l'axe ou vis de blocage, ladite plaque étant surmontée d'une tige de forme sensiblement cylindrique destinée à coulisser axialement à l'intérieur de la chape. Le serrage s'applique alors à la fois sur les articulations des branches du compas et sur cette plaque formant joue de friction. Les disques d'articulation comportent chacun, sur leurs faces en vis-àvis, un ergot prévu pour coulisser dans une rainure en arc de cercle ménagée sur le disque d'articulation en vis-à-vis, en traversant, le cas échéant, un trou oblong correspondant ménagé sur la plaque formant joue de friction. Etant immobilisée en rotation par sa tige cylindrique, la plaque formant joue de friction transmet le mouvement d'une branche à l'autre branche qui exécute un mouvement symétrique. Dans le même temps, grâce à la forme oblongue, suivant l'axe médian de la chape, de la lumière centrale de la plaque, la tige de cette dernière coulisse axialement à l'intérieur de la chape du compas. Le vissage de l'écrou, support du levier excentrique, sur la vis de blocage permet en outre d'ajuster la résistance initiale des branches à l'écartement, c'est-à-dire l'effort à exercer à l'extrémité de l'une des deux branches pour les écarter l'une de l'autre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'axe de blocage comporte une ouverture traversée de façon coulissante par une tige de transmission mobile axialement à l'intérieur de la chape dans le plan des branches, et prévue pour permettre un écartement symétrique des branches par rapport à l'axe médian de la chape, l'axe de blocage étant apte à bloquer en translation la tige de transmission par friction sur la paroi de son ouverture. Selon une possibilité, la tige de transmission comporte une première portion de forme sensiblement cylindrique destinée à coulisser axialement à l'intérieur de la chape au travers de l'ouverture de l'axe de blocage, et une seconde portion de forme adaptée pour venir en prise entre les secteurs ou disques d'articulation des branches. En particulier dans ce dernier cas, les deux branches peuvent être articulées sur des axes distincts, parallèles et espacés, les disques ou secteurs d'articulation des branches étant dentés sur leur périphérie de manière à engrener avec la seconde portion dentée ou annelée de la tige de transmission. Ainsi, en actionnant le levier excentrique, l'ouverture ménagée sur l'axe de blocage, et traversée de façon coulissante par la tige de transmission, est décalée de sorte que la tige de transmission est désaxée et ne peut plus coulisser librement à l'intérieur de la chape. C'est en bloquant la tige de transmission que l'on bloque, indirectement, l'écartement des branches du compas. Selon un autre aspect, dans un souci d'ergonomie et de compacité, la chape et le levier excentrique présentent des formes complémentaires de sorte que le levier peut se rabattre sur la chape jusqu'à s'y encastrer par exemple en position de verrouillage de l'écartement des branches. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemples quelques formes de réalisation d'un compas selon l'invention, sur lequel dessin: - la figure 1 est une vue en perpective d'un compas de dessin conforme à un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en perspective et en éclaté de ce même compas; - la figure 3 est une vue en coupe suivant l'axe III-III de la figure 1 du compas précédent en position déverrouillée; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 en position verrouillée du compas; - la figure 5 est une vue schématique, en coupe dans le plan des branches, d'un compas de dessin conforme à un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue schématique, en coupe selon l'axe VI-VI du compas de la figure 5; - la figure 7 est une vue similaire à la figure 2 d'une troisième forme de réalisation du compas selon l'invention - la figure 8 est une vue schématique, en coupe dans le plan des branches, d'un compas de dessin conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention; - la figure 9 est une vue schématique, en coupe selon l'axe VIII-VIII du compas de la figure 8. Sur toutes les figures, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères, éventuellement suivis du signe "prime". Comme indiqué en figure 1, le compas, désigné globalement par la référence numérique 1, comporte deux branches 3, 4, par exemple métalliques, articulées suivant un axe d'articulation 8 commun dans une chape 2 du compas. Un levier excentrique 9, monté pivotant du côté d'une aile 2b de la chape 2, permet de verrouiller l'écartement des branches 3, 4. Les équipements tels que pointe ou mine, portés par les extrémités des branches 3, 4 ne sont pas représentés, n'étant pas concernés par l'invention. Dans les trois formes de réalisation illustrées en figures 2, 3, 4, 7, 8 et 9, le levier excentrique 9 est monté pivotant, autour d'un axe 11 parallèle à l'aile 2b de la chape 2, cet axe 11 traversant un écrou 10 vissé sur la queue d'une vis de blocage 8 dont la tête est en appui sur la face extérieure de l'autre aile 2a de la chape 2. Le levier excentrique 9 comporte une fourche d'articulation dont les deux parties actives sont excentrées pour former des cames 9a, 9b prenant appui sur l'extérieur de l'aile 2b de la chape 2 et agissant sur la queue de la vis 8. Comme illustré en figure 2, les branches 3 et 4 sont articulées autour de la vis de blocage 8, laquelle traverse leurs disques d'articulation 6, 7 en leur centre. Une plaque 5b forme une joue de friction entre les disques 5 d'articulation 6, 7 et comporte une lumière centrale 5d, de forme oblongue suivant l'axe médian de la chape 2, destinée à être traversée par la vis de blocage 8. La plaque 5b est réalisée en forme de disque, par exemple en matière plastique, de type polyamide chargé de fibre de verre, et surmontée 10 d'une tige cylindrique 5a destinée à coulisser axialement à l'intérieur de la chape 2 suivant son axe médian. Les disques d'articulation 6, 7 comportent chacun, sur leurs faces en visà-vis, un ergot 6c, 7c prévu pour coulisser dans une rainure en arc de cercle correspondante ménagée sur le disque d'articulation 6, 7 en vis-àvis. Chaque ergot 6c et 7c traverse un trou oblong 5c correspondant ménagé sur la plaque 5b. En position abaissée du levier excentrique 9 (voir figure 3), le compas est en position réglable, non verrouillée, c'est-à-dire qu'il existe un jeu fonctionnel (frottement faible) entre les ailes 2a, 2b de la chape 2 et les disques d'articulation 6 et 7, jeu qui permet d'écarter ou de rapprocher - librement les branches 3 et 4 pour ajuster le rayon d'un cercle ou d'un arc de cercle à tracer. Lors du pivotement et du rabattement vers le haut du levier 9 (voir figure 4), les cames 9a et 9b du levier 9 pressent les deux disques d'articulation 6, 7 des branches 3, 4, la joue de friction 5a ainsi que les ailes 2a, 2b de la chape 2, assurant ainsi par friction le verrouillage de l'écartement des branches 3, 4. Les branches 3 et 4 restent alors bloquées dans la position réglée précédemment de sorte qu'il est possible de réaliser plusieurs cercles ou arcs de cercle de rayon identique. La figure 7 illustre une variante de réalisation proche de celle de la figure 2, dans laquelle les disques d'articulation 6, 7 viennent directement en prise l'un contre l'autre, les ergots 6c et 7c coulissant directement dans la rainure en arc de-cercle correspondante-du-disque en vis-à-vis 7, 6. En position relevée, de verrouillage, du levier excentrique 9, les cames 9a et 9b du levier 9 pressent les deux disques d'articulation 6, 7 l'un contre l'autre entre les ailes 2a, 2b de la chape 2, de manière à ce que, par la friction des disques d'articulation 6, 7 entre eux et contre les ailes 2a et 2b, l'écartement des branches 3, 4 soit empêché. Dans la variante de réalisation illustrée en figures 8 et 9, les deux branches 3, 4 sont articulées sur des axes 11 et 12 distincts, parallèles et espacés. Chaque secteur d'articulation 6, 7 des branches 3, 4 comporte une denture 6b, 7b complémentaire pour s'engrener l'un dans l'autre. La vis de blocage 8 est située hors de la zone des secteurs d'articulation 6, 7, par exemple sur la chape 2 au-dessus de ces secteurs d'articulation 6, 7 (cf. fig. 8). En position relevée du levier excentrique 9, chacun des secteurs d'articulation 6, 7 est enserré entre les ailes 2a et 2b de la chape 2. La friction qui en résulte empêche les secteurs d'articulation 6, 7 de tourner librement de sorte que l'écartement des branches 3, 4 est empêché. Dans les trois formes de réalisation précédentes, illustrées en figures 2, 3, 4, 7, 8 et 9, il est possible d'ajuster la résistance à l'écartement des branches 3 et 4, à savoir l'effort à exercer à l'extrémité d'une branche 3 ou 4 pour écarter les branches l'une de l'autre, par le vissage ou dévissage de l'écrou 10 sur la vis de blocage 8. D'une manière générale, le compas objet de l'invention est conformé de manière à ce que la résistance à l'écartement des branches, telle que définie ci-dessus, soit avantageusement inférieure à 90 grammes-force en position non verrouillée du compas, et supérieure à 280 grammes-force, en position verrouillée. Dans le mode de réalisation illustré en figures 5 et 6, les deux 25 branches 3 et 4 sont articulées par des secteurs d'articulation 6', 7' sur des axes distincts 12 et 13, parallèles et espacés. Un axe de blocage 8' est monté coulissant, parallèlement aux axes d'articulation 12 et 13 des branches 3, 4, entre des paliers de guidage ménagés dans les ailes 2a, 2b de la chape 2. L'axe de blocage 8' est situé hors de la zone des secteurs d'articulation 6', 7', par exemple sur la chape 2 au-dessus de ces secteurs d'articulation 6', 7' (voir figure 5) . Le levier excentrique 9 est monté pivotant autour d'un axe 11 parallèle au plan des branches 3, 4, du -côté de l'aile 2b de la chape 2, et il comporte, comme précédemment, une fourche d'articulation dont les deux parties actives sont excentrées pour former des cames 9a, 9b agissant, par l'intermédiaire de l'axe 11, sur la queue de l'axe de blocage 8' pour le faire coulisser. L'axe de blocage 8' comporte dans sa zone médiane une ouverture oblongue 8'a (voir figure 6) à travers laquelle est apte à coulisser axialement, en direction de l'intérieur de la chape 2, une première portion cylindrique 5'a d'une tige 5', par exemple métallique. Une seconde portion cylindrique 5'b de la tige 5' est annelée pour (voir figure 5) venir en prise par engrènement entre les secteurs d'articulation 6', 7' comportant à cet effet des dentures 6'b et 7'b. Le soulèvement du levier 9 exerce une traction sur la queue de l'axe de blocage 8', par conséquent l'ouverture 8'a est translatée de sorte que la tige 5' est désaxée et empêchée de coulisser librement dans la chape 2. La rotation des dentures 6'b et 7'b étant ainsi empêchée, les branches 3 et 4 sont bloquées en rotation. Dans les formes de réalisation détaillées ci-dessus, la chape 2 et le levier 9 présentent des formes complémentaires. Le levier excentrique 9 peut ainsi se rabattre sur la chape 2 jusqu'à s'y encastrer, ce qui contribue à la compacité et à l'ergonomie du compas. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse au contraire toutes les variantes, consistant par exemple à appliquer l'invention à un compas de toute conception (à joues de friction, à engrenage...), et en tout matériau (matières plastiques, métalliques...). REVENDICATIONS 1. Compas de dessin doté de moyens de verrouillage de l'écartement de ses branches (3, 4), articulées par des secteurs ou disques d'articulation (6, 6', 7, 7') respectifs dans une chape (2), caractérisé en ce que les moyens de verrouillage de l'écartement des branches (3, 4) comportent un levier excentrique (9) monté pivotant, du côté d'une aile (2b) de la chape (2), autour d'un axe (11) parallèle au plan des branches (3, 4), et apte à faire coulisser de part en part de la chape (2), dans une direction orthogonale au plan des branches (3, 4), un axe de blocage (8, 8') qui agit, directement ou indirectement, sur les secteurs ou disques d'articulation (6, 6', 7, 7') des branches (3, 4) et/ou sur un organe (5, 5') lié cinématiquement à ces secteurs ou disques d'articulation (6, 6', 7, 7') de manière à bloquer en rotation les deux branches (3, 4) du compas (1). 2. Compas de dessin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de blocage est réalisé sous la forme d'une vis de blocage (8) dont la tête est en appui sur une aile (2a) de la chape (2), et sur la queue de laquelle vis (8), du côté de l'autre aile (2b) de la chape (2), est vissé un écrou (10) sur lequel est monté pivotant le levier excentrique (9). 3. Compas de dessin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux branches (3, 4) sont articulées sur des axes (12, 13) distincts, parallèles et espacés, les secteurs d'articulation (6, 7) des branches (3, 4) étant dentés sur leur périphérie de manière à s'engrener l'un dans l'autre, l'axe ou vis de blocage (8) étant situé hors de la zone des secteurs d'articulation (6, 7) enserrés entre les ailes (2a, 2b) de la chape (2) sous l'action dudit axe ou vis de blocage (8). 4. Compas de dessin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux branches (3, 4) sont articulées suivant un même axe autour de l'axe ou vis de blocage (8) qui traverse leurs disques d'articulation (6, 7), chacun en friction avec une des ailes (2a, 2b) de la chape (2) sous l'action dudit axe ou vis de blocage (8). 5. Compas de dessin selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'est intercalée entre les disques d'articulation (6, 7) une plaque (5b) formant joue de friction et comportant une lumière centrale (5d), de forme oblongue 35 suivant l'axe médian de la chape (2), destinée à être traversée par l'axe ou vis de blocage (8), ladite plaque (5b) étant surmontée d'une tige (5a) de forme sensiblement cylindrique destinée à coulisser axialement à l'intérieur de la chape (2). 6. Compas de dessin selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les disques d'articulation (6, 7) comportent chacun, sur leurs faces en vis-à-vis, un ergot (6c, 7c) prévu pour coulisser dans une rainure en arc de cercle ménagée sur le disque d'articulation (6, 7) en vis-à-vis, en traversant, le cas échéant, un trou oblong (5c) correspondant ménagé sur la plaque (5b) formant joue de friction. 7. Compas de dessin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de blocage (8') comporte une ouverture (8'a) traversée de façon coulissante par une tige de transmission (5') mobile axialement à l'intérieur de la chape (2) dans le plan des branches (3, 4), et prévue pour permettre un écartement symétrique des branches (3, 4) par rapport à l'axe médian de la chape (2), l'axe de blocage (8') étant apte à bloquer en translation la tige de transmission (5') par friction sur la paroi de son ouverture (8'a). 8. Compas de dessin selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige de transmission (5') comporte une première portion (5'a) de forme sensiblement cylindrique destinée à coulisser axialement à l'intérieur de la chape (2) au travers de l'ouverture (8'a) de l'axe de blocage (8'), et une seconde portion (5'b) de forme adaptée pour venir en prise entre les secteurs ou disques d'articulation (6', 7') des branches (3, 4). 9. Compas de dessin selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux branches (3, 4) sont articulées sur des axes distincts, parallèles et espacés, les disques ou secteurs d'articulation (6, 7) des branches (3, 4) étant dentés sur leur périphérie de manière à engrener avec la seconde portion (5'b), dentée ou annelée, de la tige de transmission (5'). 10. Compas de dessin selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la chape (2) et le levier excentrique (9) présentent des formes complémentaires de sorte que le levier (9) peut se rabattre sur la chape (2) jusqu'à s'y encastrer, par exemple en position de verrouillage de l'écartement des branches (3, 4).