Brevet FR3156474A1 — publié le 20250613

L’invention porte sur une charnière comportant un premier élément (2) et un deuxième élément (4), chaque élément étant destiné à être fixé à une partie à articuler l’une par rapport à l’autre, dans laquelle le premier élément (2) comporte un corps muni d’une partie mâle (6) et le deuxième élément (4) comporte un corps muni d’une partie femelle (8) comprenant deux flasques (10) parallèles entre lesquels la partie mâle (6) est insérée, la partie mâle (6) et la partie femelle (10) étant articulées l’une par rapport à l’autre au moyen d’un axe (16), dans laquelle le corps du deuxième élément (4) comporte un alésage (36) traversant et débouchant entre les flasques (10), dans laquelle le deuxième élément (4) comporte une bille (38) logée dans l’alésage (36) et maintenue en position dans l’alésage (36) au moyen d’un ressort (34) logé dans l’alésage (36), la position de la bille (38) étant telle qu’elle fait saillie entre les flasques (10) et coopère mécaniquement avec la partie mâle (6) du premier élément (2), et dans laquelle le deuxième élément (4) comporte une coupelle(50) interposée entre la bille (38) et le ressort (34). [Fig.2] Charnière à bille pour écrin à fonctionnement silencieux DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR La présente invention se rapporte à une charnière à bille et à une boîte, par exemple un écrin, comportant au moins une telle charnière. Les pièces d’horlogerie et les bijoux sont souvent présentés et/ou conservés dans des écrins. Il est requis que ces écrins offrent un aspect esthétique remarquable. Il comporte un boîtier recevant la pièce d’horlogerie ou le bijou et un couvercle refermant le boîtier. Le couvercle est articulé sur le boîtier au moyen d’au moins une charnière. Afin de préserver l’aspect esthétique de l’écrin à la fois lorsque le couvercle est ouvert et lorsque le couvercle est fermé, il est souhaitable d’utiliser des charnières qui sont peu visibles. Par ailleurs, afin d’offrir une sensation de qualité lors de la manipulation du couvercle, on cherche à utiliser des charnières assurant un maintien en position ouverte ou en position fermée. Il existe des charnières désignées « charnières à bille compressée par un ressort » comportant deux éléments de forme cylindrique reliées l’une à l’autre par un axe au niveau de l’une de leurs extrémités, autour duquel les deux éléments pivotent l’un par rapport à l’autre. L’un des éléments est monté dans un perçage réalisé dans le boîtier et l’autre élément est monté dans un perçage réalisé dans le couvercle. L’un des éléments comporte un alésage débouchant aux deux extrémités longitudinales de l’élément, une bille est logée dans l’alésage et fait saillie de l’une des extrémités longitudinales et est maintenue en position par un ressort monté dans l’alésage La bille coopère avec l’autre élément et assure un maintien en position relative des éléments dans deux positions stables pliée et déployée. Cette charnière donne satisfaction, mais lors de sa manipulation un bruit de claquement se fait entendre. Or un tel bruit peut être préjudiciable à l’impression de qualité de l’écrin. C’est par conséquent un but de la présente demande d’offrir une charnière présentant un fonctionnement silencieux. Le but énoncé ci-dessus est atteint par une charnière à bille comportant deux éléments articulés l’un par rapport à l’autre, une bille et un ressort montés dans un des éléments, le ressort appliquant la bille contre l’autre élément. Selon l’invention, une coupelle est disposée entre le ressort et la bille. Très avantageusement, la coupelle est en matériau synthétique, de préférence en matériau plastique. Les inventeurs ont découvert que le bruit était généré par le frottement entre la bille et le ressort. Grâce à l’invention, l’actionnement de la charnière est silencieux ce qui améliore encore la sensation de qualité ressentie par l’utilisateur lorsqu’il manipule le couvercle. La présente invention a alors pour objet une charnière comportant un premier élément et un deuxième élément, chaque élément étant destiné à être fixé à une partie à articuler l’une par rapport à l’autre. Le premier élément comporte un corps muni d’une partie mâle et le deuxième élément comporte un corps muni d’une partie femelle comprenant deux flasques parallèles entre lesquels la partie mâle est insérée, la partie mâle et la partie femelle étant articulées l’une par rapport à l’autre au moyen d’un axe. Le corps du deuxième élément comporte un alésage traversant et débouchant entre les flasques. Le deuxième élément comporte une bille logée dans l’alésage et maintenue en position dans l’alésage au moyen d’un ressort logé dans l’alésage, la position de la bille étant telle qu’elle fait saillie entre les flasques et coopère mécaniquement avec la partie mâle du premier élément, et le deuxième élément comporte une coupelle interposée entre la bille et le ressort. Avantageusement, la coupelle est en matériau synthétique, de préférence en matériau plastique, par exemple en POM (polyoxyméthylène) ou en PEEK (polyétherétherkétone). Dans un exemple de réalisation, le ressort est un ressort hélicoïdal et la coupelle comporte un pion sur une face opposée à celle en contact avec la bille, ledit pion étant logé dans une extrémité du ressort hélicoïdal. La bille est avantageusement retenue dans l’alésage du côté de l’axe par un usinage réalisé dans les flasques. Dans un exemple de réalisation, la partie mâle comporte deux sièges pour loger une portion de la bille, les deux sièges étant disposés sur la partie mâle de sorte que la bille soit en partie logée dans l’un des sièges dans une première position relative des premier et deuxième éléments, et dans l’autre siège dans une deuxième position relative des premier et deuxième éléments. De préférence, le premier élément, le deuxième élément et la bille sont en métal. Par exemple, le corps du premier élément et le corps du deuxième élément sont cylindriques. Le corps du premier élément et le corps du deuxième élément comportent avantageusement une structuration sur leur surface extérieure. La présente invention a également pour objet un écrin comportant un boîtier, un couvercle et au moins une charnière selon l’invention, reliant le boîtier et le couvercle, le corps du premier élément de la charnière étant immobilisé dans un logement dans le boîtier ou le couvercle, et le corps du deuxième élément de la charnière est immobilisé dans un logement du couvercle ou du boîtier. La présente demande sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels : - FIG. 1 est une vue en perspective d’un exemple de charnière selon l’invention, - FIG. 2 est une vue en éclaté de la charnière de la FIG. 1 , - FIG. 3 est une vue de côté d’un exemple d’écrin mettant en œuvre deux charnières de la FIG. 1 en position ouverte. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION Sur les figures 1 et 2, on peut voir un exemple de charnière selon l’invention. La charnière C comporte deux éléments 2, 4 articulés en rotation l’un par rapport à l’autre autour d’un axe Y. Le premier élément 2 comporte un corps s’étendant le long d’un axe X1. Dans l’exemple représenté, le corps est de forme cylindrique à section circulaire. Le premier élément 2 comporte, à une extrémité longitudinale 2.1, une partie mâle 6 configurée pour coopérer avec une partie femelle 8 portée par une extrémité longitudinale 4.1 du deuxième élément 4. La partie mâle 6 s’étend le long de l’axe X1 Le deuxième élément 4 comporte un corps s’étendant le long d’un axe X2. Comme l’élément 2, le corps de l’élément 4 est de forme cylindrique à section circulaire. La partie femelle 8 comporte deux flasques 10 parallèles entre eux et s’étendant de part et d’autre de l’axe X2. les flasques ménagent entre eux un espace pour loger la partie mâle 6. Chaque flasque 10 comporte un perçage 12 et la partie mâle 6 comporte un perçage 14. Lorsque la partie mâle 6 est placée entre les deux flasques, les perçages 12 et 14 sont alignés et reçoivent un axe 16 solarisant le premier élément et le deuxième élément entre eux et formant l’axe de rotation Y. Dans l’exemple représenté, l’axe 16 comporte à une extrémité longitudinale une tête 16.1 de diamètre plus grand que celui des perçages 12. Lorsque l’axe 16 est en place dans les perçages 12 et 14, l’autre extrémité longitudinale est déformée pour éviter que l’axe 16 ne s’échappe. Sur la FIG. 3 , on peut voir un écrin comportant deux charnières C selon un exemple de réalisation, une seule est visible. L’écrin comportant un boîtier 18 et un couvercle 20 reliés entre eux par les charnières C. Le boîtier et le couvercle peuvent être dans le même matériau ou des matériaux différents, par exemple en bois recouvert ou non, par exemple de tissu ou de cuir. Dans l’exemple représenté, l’écrin a une forme rectangulaire ainsi que le couvercle. Le boîtier comporte deux perçages 22 débouchant dans une face supérieure d’un bord latéral 24 du boîtier. Chacun des perçages 22 reçoit le corps d’un deuxième élément d’une charnière C. Le couvercle comporte également deux perçages 26 dans une face inférieure d’un bord latéral 28 destiné à être en regard du bord latéral 24 du boîtier. Chacun des perçages 26 reçoit le corps d’un premier élément d’une charnière C. Il sera compris que le corps du premier élément peut être monté dans le boitier et le corps du deuxième élément peut être monté dans le couvercle. Le maintien des corps des éléments dans le boîtier et le couvercle est avantageusement assuré par un montage à force, par exemple ils sont chassés et collés . De préférence, la face latérale des corps comporte des moyens 32 pour augmenter ce maintien. Les moyens 32 comportent par exemple une structuration moletée . La charnière C comporte également des moyens de maintien pour assurer le maintien en position fermée et en position ouverte. Ces moyens comportent un ressort 34, un ressort hélicoïdal dans l’exemple représente, monté dans un alésage 36 traversant (représenté en pointillés) réalisé dans le corps du deuxième élément. L’alésage 36 s’étend le long de l’axe X2. L’alésage 36 comporte une extrémité longitudinale 36.1 débouchant entre les flasques et une deuxième extrémité longitudinale 36.2 débouchant à l’opposé de l’extrémité portant les flasques. Dans l’exemple représenté, le diamètre de l’alésage 36 est un peu plus grand que la distance entre les flasques 10 et lors de sa réalisation il attaque légèrement l’intérieur des flasques sur une faible longueur, cet usinage des flasques forme une butée axiale pour la bille. Du côté de la deuxième extrémité 36.2, le diamètre est légèrement plus grand et reçoit un bouchon 40. Les moyens de maintien comportent également une bille 38 destinée à coopérer avec le premier élément. Le diamètre de l’alésage est suffisant pour loger la bille 38. La bille 38 est montée dans l’alésage 36 et s’interpose entre la première extrémité 36.1 de l’alésage 36 et une extrémité du ressort. Le ressort 34 est monté en compression dans l’alésage 36 entre la bille 38 en butée contre l’usinage des flasques et le bouchon 40 monté dans la deuxième extrémité longitudinale 36.2 et fixée à celle-ci. Le bouchon 40 est par exemple soudé ou collé au corps du deuxième élément. La deuxième extrémité de l’alésage 36 est configurée pour que la bille 38 fasse saillie entre les deux flasques. Les moyens de maintien comportent également dans la partie mâle un premier siège (non visible) dans une face d’extrémité longitudinale 44 de la partie femelle, et un deuxième siège 46 dans une face d’extrémité latérale 48 de la partie femelle. Dans cet exemple, les sièges sont des cuvettes configurées pour loger une partie de la bille. Alternativement les sièges sont des bossages et la bille comporte un creux pour recevoir l’un ou l’autre des bossages. La face d’extrémité longitudinale 44 de la partie mâle se raccorde à la face d’extrémité latérale 48 par un arrondi de sorte à former un chemin sans arête pour la bille. Dans l’exemple représenté, les sièges sont disposés à angle droit l’un par rapport à l’autre de sorte que la position du couvercle en position ouverte soit perpendiculaire à la position du couvercle en position fermée. Selon l’invention, une coupelle 50 est interposée entre l’extrémité du ressort 24 et la bille 38, de sorte à former un siège pour la bille 38. De préférence, cette coupelle 50 est en matériau synthétique, de préférence en matériau plastique, avantageusement en matériau plastique rigide, par exemple en POM (polyoxyméthylène) ou en PEEK (polyétherétherkétone). De manière avantageuse, la coupelle comporte sur une face opposée logeant la bille un pion 52 pénétrant dans le ressort entre les spires, ce qui assure un maintien de la coupelle et facilite l’assemblage. En effet, le pion est monté à force dans l’extrémité du ressort et forme un ensemble d’un seul tenant qui peut être facilement mis en place dans l’alésage 36, après insertion de la bille dans l’alésage. Le fonctionnement de la charnière va maintenant être décrit en relation avec l’écrin de la FIG. 3 . En position fermée, le couvercle est rabattu sur le boîtier. Le premier et le deuxième élément sont orientés à angle droit l’un par rapport à l’autre et la bille est logée dans le siège 46. Du fait de l’effort exercé par le ressort sur la bille, le maintien en position fermée est assuré. Lorsque l’on veut ouvrir l’écrin, on exerce un effort sur le couvercle pour le faire pivoter. La bille sort du siège 46 en se déplaçant à l’encontre de l’effort exercé par le ressort et glisse ou roule sur le bord de la partie mâle jusqu’à rejoindre l’autre siège, bloquant ainsi le couvercle en position ouverte. Dans cet exemple, le couvercle est à angle droit par rapport au boîtier et le premier et deuxième élément sont alignés. Grâce à l’invention, la manipulation du couvercle se fait sans générer de bruit au niveau des charnières. A titre d’exemple, les éléments sont en métal, par exemple en acier inoxydable, par exemple SUS304 ou 316L. Dans l’exemple représenté, les éléments ont une forme cylindrique. Toute autre forme est envisageable, par exemple, ils peuvent avoir une section rectangulaire, triangulaire ou carrée. La forme est choisie en fonction notamment de la place disponible pour les insérer. Par ailleurs, dans l’exemple représenté les deux éléments ont la même longueur. On peut cependant envisager que l’un des éléments soit plus long que l’autre. Dans l’exemple représenté, le corps est en une seule partie et le ressort est reçu entièrement dans l’alésage. En variante, le corps est en deux parties, chacune des parties comportant une portion de l’alésage. En variante, la bille est remplacée par un élément cylindrique, type rouleau, qui pourrait rouler comme la bille. La forme de l’alésage 36 serait adaptée. Nous allons maintenant décrire un exemple d’assemblage de la charnière selon l’exemple représenté. On part de morceaux de métal cylindrique issus d’une barre en métal. Le premier élément est réalisé par usinage pour réaliser la partie mâle munie d’un perçage transversal. La surface extérieure peut être en partie structurée. Le deuxième élément est également réalisé par usinage pour former les deux flasques munis chacun d’un perçage et de l’alésage traversant. L’alésage présentant deux zones de diamètre différent est réalisé par exemple en deux passes La surface extérieure peut être en partie structurée. La bille est ensuite introduite dans l’alésage. Puis la coupelle est mise en place. C’est ensuite le ressort qui est introduit dans l’alésage. Le ressort 34 est ensuite comprimé et le bouchon 40 est introduit dans l’extrémité de l’alésage 36 et est solidarisé dans l’alésage 36 par exemple par collage ou soudage. Les deux éléments 2, 4 sont ensuite assemblés en disposant la partie mâle entre les deux flasques, en insérant l’axe 16 dans les perçages et en déformant l’extrémité de l’axe pour qu’il ne s’échappe pas. La charnière est prête à être utilisée. La charnière selon l’invention a été décrite dans une application d’articulation d’un couvercle d’un écrin par rapport au boîtier d’un écrin. Il sera compris que celle-ci peut être utilisée dans d’autres applications. Charnière comportant un premier élément (2) et un deuxième élément (4), chaque élément étant destiné à être fixé à une partie à articuler l’une par rapport à l’autre, dans laquelle le premier élément (2) comporte un corps muni d’une partie mâle (6) et le deuxième élément (4) comporte un corps muni d’une partie femelle (8) comprenant deux flasques (10) parallèles entre lesquels la partie mâle (6) est insérée, la partie mâle (6) et la partie femelle (10) étant articulées l’une par rapport à l’autre au moyen d’un axe (Y), dans laquelle le corps du deuxième élément (4) comporte un alésage (36) traversant et débouchant entre les flasques (10), dans laquelle le deuxième élément (4) comporte une bille (38) logée dans l’alésage (36) et maintenue en position dans l’alésage (36) au moyen d’un ressort (34) logé dans l’alésage (36), la position de la bille (38) étant telle qu’elle fait saillie entre les flasques (10) et coopère mécaniquement avec la partie mâle (6) du premier élément (2), et dans laquelle le deuxième élément (4) comporte une coupelle (50) interposée entre la bille (38) et le ressort (34). Charnière selon la revendication 1, dans lequel la coupelle (50) est en matériau synthétique, de préférence en matériau plastique, par exemple en POM (polyoxyméthylène) ou en PEEK (polyétherétherkétone). Charnière selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le ressort (34) est un ressort hélicoïdal et la coupelle (50) comporte un pion (52) sur une face opposée à celle en contact avec la bille (38), ledit pion (52) étant logé dans une extrémité du ressort hélicoïdal. Charnière selon l’une des revendications 1, 2 et 3, dans laquelle la bille est retenue dans l’alésage du côté de l’axe (Y) par un usinage réalisé dans les flasques (10). Charnière selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle la partie mâle (6) comporte deux sièges (42, 46) pour loger une portion de la bille, les deux sièges (42, 46) étant disposés sur la partie mâle (10) de sorte que la bille (38) soit en partie logée dans l’un des sièges (42, 46) dans une première position relative des premier (2) et deuxième (4) éléments, et dans l’autre siège dans une deuxième position relative des premier et deuxième éléments. 6. Charnière selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle le premier élément, le deuxième élément et la bille (38) sont en métal. 7. Charnière selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle le corps du premier élément et le corps du deuxième élément sont cylindriques. 8. Charnière selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle le corps du premier élément et le corps du deuxième élément comportent une structuration sur leur surface extérieure. 9. Ecrin comportant un boîtier, un couvercle et au moins une charnière selon l’une des revendications 1 à 8, reliant le boîtier (18) et le couvercle (20), le corps du premier élément (2) de la charnière étant immobilisé dans un logement dans le boîtier (18) ou le couvercle (20), et le corps du deuxième élément (4) de la charnière est immobilisé dans un logement du couvercle (20) ou du boîtier (18).