Brevet FR3031690A1 — publié le 20160722

Couteau fermant à blocage de lame à bille La présente invention a trait à un couteau fermant à blocage de lame à bille posée sur un ressort en élastomère. Pour maintenir en position dépliée la lame d'un couteau fermant, on connait un dispositif à virole, tel que celui divulgué par FR 2 855 995. On connait également des couteaux dont la lame est pourvue d'un logement de réception d'une pièce mobile ou ressort. De tels couteaux sont par exemple décrits dans FR-A-2906750, US-A-1357398, FR-A-2851189 ou DE-A-2123537. Il existe également des dispositifs de blocage à virole fixe comme décrit dans FR 2 971 183 ou à blocage par insertion comme décrit dans FR 2 935 283. Il existe aussi des blocages à billes tels que divulgués dans FR 2 610 237 mais devant être souvent accompagnés d'un autre dispositif complémentaire afin d'assurer une force de maintien de la lame suffisante, par exemple un ressort additionnel. Il existe également un système de blocage à bille décrit dans le document US 5 699 615 (CHEN SHUN-FU [TW]) mais celui-ci diffère également du concept expliqué ci-après. Ces différents mécanismes sont relativement complexes à fabriquer car ils nécessitent un nombre plus élevé de pièces, entrainant un coût de conception et de fabrication important. Ils sont également soumis à l'usure par friction au niveau de l'organe de blocage ou à fatigue par la sollicitation régulière d'un ressort métallique. La présente invention entend plus particulièrement à remédier aux inconvénients des différents dispositifs cités ci-dessus et à apporter une nouvelle solution technique simple en utilisant un dispositif à (au moins une) bille posée sur un puissant ressort en élastomère pour maintenir la lame dans sa position dépliée ou repliée. L'utilisation d'un ressort en élastomère va apporter également les avantages suivants : un cout de fabrication très bas, un encombrement et une masse très faibles pour une charge élevée, une infinité de forme possible, - une solution inoxydable et inusable, la transformation des contraintes axiales en contraintes radiales. A cet effet, l'invention a pour objet un couteau fermant à blocage de lame à bille, réalisé avec un nombre restreint de pièces faciles à fabriquer, comprenant : - le manche, constitué d'une seule pièce ou de deux demi-manches longitudinaux assemblés, par exemple, par des entretoises, au moins une lame montée sur un axe et libre en rotation entre une position dépliée hors du manche et une position repliée à l'intérieur du manche, le dispositif de blocage à bille localisé dans le manche et constitué de : o une bille en matériau dur et inoxydable, un ressort en élastomère de forme cylindrique, un tube en matériau inoxydable destiné à recevoir le ressort en élastomère, une rondelle de forme adaptée, interface de contact entre la bille et le ressort en élastomère, o un couvercle de forme adaptée, fixé à l'intérieur du manche et muni d'un perçage pour l'axe de la lame et d'un perçage pour retenir la bille mais la laisser saillante à 1 1 l'intérieur du manche. Lorsque la lame est complètement dépliée hors du manche ou repliée dans le manche, celle-ci vient s'appuyer sur une butée intégrée dans le manche. Cette butée peut être le manche lui-même, une entretoise ou un simple clou (ou rivet). Ce dispositif servira uniquement à limiter la rotation de la lame entre sa position dépliée hors du manche et sa position repliée dans le manche. Lorsque la lame est totalement dépliée ou repliée, le dispositif de blocage à bille inséré dans le manche va localiser et maintenir fermement la lame dans sa position grâce à une empreinte adéquatement réalisée sur le talon de cette lame. Ce maintien ferme de la lame dans sa position repliée ou dépliée est particulièrement important afin d'éviter que la lame ne se déplie, par exemple dans une poche, ou ne se replie sur les doigts de l'utilisateur. Ce blocage à bille contribue donc à une conception sécurisée. Ce blocage à bille constitue un cran forcé. Dans le dispositif de blocage à bille, le couvercle ou la platine fixé à l'intérieur du manche sera muni d'un perçage afin de retenir la bille mais la laisser saillante à l'intérieur manche. Lors de la rotation de la lame, celle-ci exerce une force de pression sur la bille. Cette force de pression comprime le ressort en élastomère, oblige la bille à rentrer dans le manche et permet alors la rotation de la lame. Dans ce dispositif, le talon de la lame est pourvu d'au moins deux empreintes adaptées au diamètre de la bille. Une empreinte servira à recevoir la bille lorsque la lame est totalement dépliée hors du manche, la seconde empreinte recevra la bille lorsque la lame est totalement repliée à l'intérieur du manche. Lorsque la lame est en position dépliée ou repliée, la bille va donc localiser et maintenir fermement la lame dans sa position en exerçant une force suffisante sur les empreintes du talon. Cette force est assurée par le puissant ressort en élastomère. Dans ce dispositif également, le puissant mais très petit ressort en élastomère est logé dans le manche du couteau ou idéalement dans un tube inoxydable, lui-même logé dans le manche. Ce 30 ressort en élastomère est de forme cylindrique et éventuellement percé en son centre. Les avantages d'un ressort en élastomère sont nombreux : les dimensions et formes géométriques voulues peuvent être facilement obtenues par découpage ou tout autre moyen, son encombrement et sa masse sont très faibles pour une force de compression élevée, 35 - son prix est très bas, 11 est possible d'obtenir, par essais successifs ou calcul, la force et l'encombrement adéquats pour s'intégrer harmonieusement dans le manche du couteau, la dureté du ressort peut également être choisie afin d'obtenir la force voulue lorsque la bille est comprimée par la lame en rotation et lorsque la lame est bloquée dans sa position 40 repliée ou dépliée. lorsque le ressort est comprimé, sa déformation élastique va transformer la plupart des forces axiales en forces radiales. Cette caractéristique est particulièrement importante car elle va permettre de diminuer les contraintes mécaniques dans le manche du couteau. En effet, la force radiale ainsi transmise par le ressort en compression sera appliquée aux 45 parois du tube de logement du ressort et pas directement sur le manche en bois du couteau. 1 2 Dans ce dispositif également, le ressort en élastomère est surmonté d'une rondelle en matériau lisse et inoxydable. La bille est posée sur cette rondelle afin de pouvoir tourner librement. La rondelle pleine sert également d'interface de contact entre la bille et le ressort. Le dispositif de blocage à bille se présente alors comme un petit piston. Selon des aspects avantageux mai non obligatoires de l'invention, le couteau peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : La lame est montée sur un axe constitué d'une vis de reliure. Ce dispositif complémentaire permet d'ajuster le serrage de la lame dans le manche et donc la force nécessaire pour la déplier ou la replier. Le manche du couteau est réalisé d'une seule pièce, par exemple par moulage ou usinage de différents matériaux. Cette conception permet, par exemple, d'utiliser le manche lui-même comme butée de lame et donc de réduire encore le nombre de pièces nécessaires. Le ressort en élastomère est placé dans le manche, sans tube de réception. Cette conception sera privilégiée si le manche est en matériau lisse et robuste, autre que le bois, par exemple en alliage d'aluminium ou de magnésium. La lame est guidée en rotation par des rondelles de friction localisées de part et d'autre de son talon et montées sur son axe. la lame est montée sur un roulement à billes pour en améliorer le confort et la longévité de rotation. La bille est en matériau dur mais autre que métallique, par exemple en céramique. Le couteau comporte deux dispositifs de blocage à bille, situés de part et d'autre du talon de la lame. Le couvercle est remplacé par des platines métalliques sur lesquelles sont montées les demi-manches. Le couvercle ou les platines du dispositif de blocage à bille sont réalisés dans un matériau qui améliore le frottement et le confort en rotation de la lame, par exemple en laiton ou en bronze au béryllium. La bille est posée directement sur le ressort en élastomère sans l'intermédiaire d'une rondelle d'interface. Le ressort en élastomère est de forme autre que cylindrique, par exemple parallélépipédique. Le ressort est monté sur une vis de réglage insérée dans le manche. Le manche est alors muni d'un perçage fileté à cet effet. Ce dispositif complémentaire permet : o d'ajuster la force de compression du ressort en élastomère, o de remplacer aisément les composants du système de blocage, à savoir le ressort, la bille et la rondelle de contact. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un couteau fermant à blocage à bille conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue éclatée d'un couteau avec dispositif à blocage à bille (4) conforme à un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 est une vue de face en coupe du couteau présenté à la figure 1, la lame (3) étant en position dépliée hors du manche (1). La figure 3 est une vue de face en coupe du couteau présenté à la figure 1, la lame (3) 1 3 étant en position repliée dans le manche (1). La figure 4 est une vue de face en coupe du couteau présenté à la figure 1, la lame (3) étant en position intermédiaire, c'est-à-dire entre sa position repliée dans le manche (1) et sa position dépliée hors du manche (1). - La figure 5 est une vue de face de la lame (3) et qui montre l'emplacement des empreintes (8) et (9) sur talon de celle-ci. Ces empreintes sont destinées à recevoir la bille (4) comprimée par le ressort (6). La figure 6 est une vue en coupe du talon de la lame (3) illustrée par la figure 5. Cette vue en coupe du talon montre le détail des empreintes (8) et (9) réalisées pour recevoir la bille (4), La figure 7 montre une vue en coupe du dispositif de blocage à bille inséré dans un demi-manche (1) du couteau présenté à la figure 1. Le dispositif est constitué de la bille (4) saillante à l'intérieur du demi-manche (1), d'une rondelle (5), d'un ressort en élastomère (6) et d'un tube inoxydable (7). - La figure 8 montre la déformation élastique du ressort en élastomère (6) soumis à une force axiale (Fa) et qui transmet une force radiale (Fr). Ceci contribue à diminuer les contraintes mécaniques dans le demi-manche (1). La figure 9 est une vue éclatée d'un couteau fermant avec dispositif de blocage à bille (4) conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de blocage à bille est muni d'une vis de réglage (13) complémentaire. La figure 10 est une vue de face en coupe du couteau présenté à la figure 9, la lame (3) étant en position dépliée hors du manche (1). La figure 11 est une vue de face en coupe du couteau présenté à la figure 9, la lame (3) étant en position repliée dans le manche (1). - La figure 12 est une vue de face en coupe du couteau présenté à la figure 9, la lame (3) étant en position intermédiaire, c'est-à-dire entre sa position repliée dans le manche (1) et sa position dépliée hors du manche (1). La figure 13 montre une vue en coupe du dispositif de blocage à bille inséré dans le manche (1) du couteau présenté à la figure 9. Le dispositif est constitué de la bille (4) saillante à l'intérieur du manche (1), d'une rondelle d'interface (5), d'un ressort en élastomère (6) et d'une vis de réglage (13). Le couteau représenté à la figure 1 comprend : 2 demi-manches longitudinaux (1) de forme allongée et galbée sur le dessous. Chaque demi-manche est muni d'au moins un perçage à l'avant afin de recevoir l'axe (2) de la lame (3), et un autre perçage afin de recevoir le dispositif de blocage à bille (4), 3 entretoises (10) pour l'assemblage des demi-manches (1), dont une au moins servira de butée pour la lame, 1 lame (3) montée sur un axe (2) et libre en rotation entre une position dépliée hors du manche et repliée dans le manche, le dispositif de blocage à bille constitué d'au moins : une bille (4) de blocage saillante à l'intérieur du demi-manche (1), une rondelle pleine en matériau inoxydable (5), un ressort cylindrique en élastomère (6), o un tube de guidage en matériau inoxydable (7), un couvercle (11) en matériau inoxydable, servant également de rondelle de friction afin d'assurer une rotation confortable de la lame. 1 4 Le dispositif de blocage à bille (4) logé dans le demi-manche (1) est dimensionné de façon à ce que la bille (4) exerce une force suffisante sur l'empreinte (8) ou (9) réalisée sur le talon de la lame (3), lorsque celle-ci est complètement dépliée ou repliée. L'assemblage des deux demi-manches est également prévu pour permettre la rotation de la lame (3) autour de son axe (2), de sa position pliée à sa position dépliée ou inversement, sans interférence mécanique entre le talon de la lame (3) et les demi-manche (1). Le mouvement de rotation de la lame (3) est illustré à la figure 3 et s'effectue selon la direction (Dl). Le talon de la lame (3) est pourvu d'empreintes (8) et (9) à la géométrie particulière comme illustré à la figure 6. Ces empreintes (8) et (9), lorsque la lame (3) est en position repliée ou dépliée, épousent la forme de la bille (4). Ces empreintes (8) et (9) sont réalisées par un perçage chanfreiné du talon de la lame (3). L'angle du chanfrein et la profondeur de l'empreinte peuvent être ajustés selon la force requise pour manoeuvrer la lame lorsqu'elle est repliée ou dépliée. Lorsque la lame est en position dépliée hors du manche, l'empreinte (9) reçoit la bille (4), avec une force de compression générée par le ressort en élastomère. Lorsque la lame est en position repliée dans le manche, l'empreinte (8) reçoit la bille (4), avec une force de compression générée par le ressort en élastomère. Dans un autre mode de réalisation non illustré, le couteau peut comporter deux blocages à bille (4) situés dans des demi-manches (1) et de part et d'autre du talon de la lame. Dans un autre mode de réalisation non illustré, le couvercle (11) peut être remplacé par des platines recouvrant intégralement l'intérieur des demi-manches (1). Le couteau représenté à la figure 9 comprend : Un manche (1) réalisé d'une seule pièce, de forme allongée et galbée sur le dessous. Ce manche (1) est muni d'au moins un perçage à l'avant afin de recevoir l'axe (2) de la lame (3), et un autre perçage afin de recevoir le dispositif de blocage à bille (4), - Une lame (3) montée sur un axe (2) et libre en rotation entre une position dépliée hors du manche et repliée dans le manche, Des rondelles de friction (12) situées de part et d'autre du talon de la lame et montées sur l'axe (2) de celle-ci. le dispositif de blocage à bille constitué d'au moins : o une bille (4) de blocage saillante à l'intérieur du manche (1), une rondelle pleine en matériau inoxydable (5), un ressort cylindrique en élastomère (6), une vis de réglage (13). Le dispositif de blocage à bille (4) logé dans le demi-manche (1) est dimensionné de façon à ce que la bille (4) exerce une force suffisante sur l'empreinte (8) ou (9) réalisée sur le talon de la lame (3), lorsque celle-ci est complètement dépliée ou repliée. Le manche (1) est également muni d'une découpe afin de permettre la rotation de la lame (3) autour de son axe (2), de sa position pliée à sa position dépliée ou inversement, sans interférence mécanique entre le talon de la lame (3) et le manche (1). Le mouvement de rotation de la lame (3) est illustré à la figure 12 et s'effectue selon la direction (D1). 1 5 Le talon de la lame (3) est pourvu d'empreintes (8) et (9) à la géométrie particulière comme illustré à la figure 6. Ces empreintes (8) et (9), lorsque la lame (3) est en position repliée ou dépliée, épousent la forme de la bille (4). Ces empreintes (8) et (9) sont réalisées par un perçage chanfreiné du talon de la lame (3). L'angle du chanfrein ainsi que la profondeur de l'empreinte peuvent être ajustés selon la force requise pour manoeuvrer la lame lorsqu'elle est repliée ou dépliée. Lorsque la lame est en position dépliée hors du manche, l'empreinte (9) reçoit la bille (4), avec une force de compression générée par le ressort en élastomère. Lorsque la lame est en position repliée dans le manche, l'empreinte (8) reçoit la bille (4), avec une force de compression générée par le ressort en élastomère. Dans ce mode de réalisation illustré à la figure 9, la vis de réglage sera a bout plat ou à bout cuvette. Cette vis de réglage permet d'ajuster la force appliquée sur le ressort. De plus, dans ce mode de réalisation, le dispositif de blocage à bille sera démontable et remplaçable par démontage de cette vis sans tête. Dans un autre mode de réalisation non illustré, le couteau peut comporter deux dispositifs blocage à bille (4) situés dans le manche (1) et de part et d'autre du talon de la lame (3). 1 6 REVENDICATIONS1. Couteau fermant à blocage de lame à billes comprenant : le manche (1), constitué de deux demi-manches longitudinaux assemblés par des entretoises (10), au moins une lame (3) montée sur un axe (2) et libre en rotation entre une position dépliée hors du manche (1) et une position repliée à l'intérieur du manche (1), un dispositif de blocage à bille localisé dans le manche (1) et constitué de : une bille (4) saillante à l'intérieur d'un demi-manche (1). Cette bille (4) est en matériau dur et inoxydable, une rondelle (5) de forme adaptée, destinée à créer une interface de contact entre la bille (4) et le ressort (6) en élastomère, un ressort (6) en élastomère de forme cylindrique. La déformation élastique de ce ressort particulier va permettre de diminuer les contraintes mécaniques dans le demi-manche en transformant une partie de la force axiale (Fa) en force radiale (Fr) comme illustré à la figure 8, un tube (7) en matériau inoxydable destiné à recevoir le ressort (6) en élastomère. Ce tube (7) est soumis aux contraintes radiales (Fr) générées par la déformation élastique du ressort (6) en élastomère. un couvercle (11) de forme adaptée et muni d'un perçage pour l'axe (2) de la lame (3) et d'un perçage pour éventuellement retenir la bille (4) (si le talon de la lame ne la recouvre pas durant sa rotation) mais la laisser saillante à l'intérieur du demi-manche (1). Couteau fermant selon la revendication 1 mais la lame (3) est montée sur un axe (2) constitué d'une vis de reliure permettant d'ajuster le serrage de la lame (3). Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le manche (1) est réalisé d'une seule pièce, par exemple par moulage ou usinage de différents matériaux, les entretoises (10) ne sont alors pas nécessaires. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ressort (6) élastomère est placé dans le manche, sans tube de réception. Cette conception sera privilégiée si le manche est en matériau lisse autre que le bois, par exemple en alliage d'aluminium ou de magnésium. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (3) est guidée en rotation par des rondelles de friction localisées de part et d'autre de son talon et montées sur son axe. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (3) est montée sur un roulement à billes pour en améliorer la rotation. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bille (4) est en matériau dur mais pas nécessairement métallique, par exemple en céramique. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que deux dispositifs de blocage à bille sont utilisés de part et d'autre du talon de la lame (3) et situés dans les demi-manches (1). Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le couvercle (11) est remplacé par des platines métalliques sur lesquelles sont montées les demi-manches (1). Dans ce mode de réalisation, les perçages dans les platines peuvent ne pas être conçus pour retenir les billes si le talon de la lame les recouvre lors de la rotation 1 7entre sa position ouverte et fermée. 10. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le couvercle (11) ou les platines du dispositif de blocage à bille sont réalisés dans un matériau destiné à améliorer le frottement en rotation de la lame, par exemple en bronze au béryllium. 11. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la bille (4) est posée directement sur le ressort (6) en élastomère sans l'intermédiaire d'une rondelle d'interface. 12. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ressort (6) en élastomère est de forme autre que cylindrique, par exemple parallélépipédique. 13. Couteau fermant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ressort est monté sur une vis de réglage (13) insérée dans le manche (1). Le manche est alors muni d'un perçage fileté à cet effet. Ce dispositif complémentaire permet : o d'ajuster la force de compression du ressort en élastomère, o de remplacer aisément les composants du système de blocage, à savoir le ressort, la bille et la rondelle de contact. 1 8