| EP0071319 | Boomerang launcher. |
| FR2266529A | ||||
| FR2591905A |
L'invention est relative à un dispositif pour imprimer à un objet, de préférence un objet de faible épaisseur, un libre mouvement de pivotement rapide sur lui-même, par exemple autour de l'un de ses axes. Cet objet peut par exemple être un anneau, un tore, un disque, une toupie, une sphère, et d'une manière plus générale un objet ayant une forme de révolution.
L'invention s'applique en particular aux jouets.
On connaît déjà, par le brevet FR-A-2.266.529 (STA-EMPFLI) auquel on pourra se référer, un dispositif permettant d'imprimer à un objet un libre mouvement de pivotement sur lui-même. Dans ce dispositif connu, l'objet est d'abord amené en appui contre deux butées escamotables, constamment rappelées l'une vers l'autre par un ressort. L'utilisateur appuie sur l'objet pour provoquer l'écartement des butées, contre l'action du ressort. Lors de l'enfoncement de l'objet, les butées restent constamment en appui contre celui-ci, jusqu'à un écartement maximal à partir duquel, dans un second temps, sous l'action de rappel du ressort, elles se rapprochent en expulsant puissamment l'objet, dans la même direction que celle de son enfoncement, pour le diriger vers des moyens à cames qui percutent transversalement l'objet de manière à lui imprimer un mouvement de pivotement autour d'un axe qui coïncide généralement avec l'axe de déplacement de l'objet dans le dispositif.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif du même type, c'est-à-dire à butées et à cames, en le perfectionnant notamment quant aux moyens qui assurent l'expulsion de l'objet et aux moyens qui lui impriment son mouvement de pivotement sur lui-même.
Suivant un autre aspect, l'invention a pour but de perfectionner le dispositif connu ci-dessus quant aux moyens permettant d'amener l'objet en position d'appui sur les butées, c'est-à-dire en position d'attente d'expulsion.
Suivant un autre aspect encore, l'invention a pour but de perfectionner le dispositif connu ci-dessus en prévoyant des moyens qui facilitent le lancement de l'objet par rapport à la surface de réception sur laquelle il est destiné à évoluer en pivotant autour de l'un de ses axes.
Suivant encore un autre aspect, l'invention a pour but de perfectionner le dispositif connu ci-dessus en donnant à l'objet une énergie cinétique de pivotement sans la prélever sur l'énergie cinétique due au mouvement longitudinal d'expulsion.
Conformément à une première variante de la présente invention, le dispositif pour imprimer à un objet un libre mouvement de pivotement rapide sur lui-même, notamment autour de l'un de ses axes, comportant un corps présentant un couloir pour le passage dudit objet, des premiers moyens pour forcer le déplacement dudit objet le long du couloir, de l'entrée vers la sortie de celui-ci, des deuxièmes moyens pour expulser l'objet vers la sortie du couloir, lesdits deuxièmes moyens étant rappelés élastiquement en permanence en direction de l'axe du couloir et étant mobiles, sous l'action du déplacement forcé de l'objet, entre une position déployée active pour laquelle ils s'étendent en partie en travers dudit couloir, sur le trajet de l'objet, et une position rétractée inactive pour laquelle ils libèrent le passage, en restant en contact avec la périphérie de l'objet, des troisièmes moyens à came, prévus en regard de la sortie du couloir et agencés pour agir sur l'objet expulsé sous l'effet du rappel élastique des deuxièmes moyens, l'action des moyens à came se faisant selon au moins un couple de deux forces égales et de sens contraires appliquées au voisinage de la périphérie de l'objet et perpendiculaires à la direction d'avance de l'objet après expulsion de celui-ci, de sorte que ledit couple imprime à l'objet un mouvement de pivotement rapide sur lui-même, autour d'un axe parallèle à la direction d'avance de l'objet, est caractérisé par le fait que les deuxièmes moyens et les troisièmes moyens font partie intégrante d'au moins un levier articulé sur le corps autour d'un pivot d'axe perpendiculaire à la direction d'avance de l'objet, ledit levier coopérant avec des moyens élastiques de rappel en position déployée active et avec des moyens de butée définissant ladite position déployée active.
Dans une seconde variante de réalisation, également conforme à la présente invention, le dispositif pour imprimer à un objet un libre mouvement de pivotement rapide sur lui-même, notamment autour de l'un de ses axes, comportant un corps présentant un couloir pour le passage dudit objet, des premiers moyens pour forcer le déplacement dudit objet le long du couloir, de l'entrée vers la sortie de celui-ci, des deuxièmes moyens pour expulser l'objet vers la sortie du couloir, lesdits deuxièmes moyens étant rappelés élastiquement en permanence en direction de l'axe du couloir et étant mobiles, sous l'action du déplacement forcé de l'objet, entre une position déployée active pour laquelle ils s'étendent en partie en travers dudit couloir, sur le trajet de l'objet, et une position rétractée inactive pour laquelle ils libèrent le passage, en restant en contact avec la périphérie de l'objet, des troisièmes moyens à came, prévus en regard de la sortie du couloir et agencés pour agir sur l'objet expulsé sous l'effet du rappel élastique des deuxièmes moyens, l'action des moyens à came se faisant selon au moins un couple de deux forces égales et de sens contraires appliquées au voisinage de la périphérie de l'objet et perpendiculaires à la direction d'avance de l'objet après expulsion de celui-ci, de sorte que ledit couple imprime à l'objet un mouvement de pivotement rapide sur lui-même, autour d'un axe parallèle à la direction d'avance de l'objet, est caractérisé par le fait que les deuxièmes moyens et les troisiemes moyens font partie intégrante d'au moins un ressort à lame emprisonné à ses deux extrémités dans des logements du corps, conformé par pliages, pouvant être déformé, sous l'action de l'objet enfoncé par les premiers moyens, entre une position déployée active -qui constitue sa position normale- et une position rétractée inactive qu'il abandonne pour revenir élastiquement vers sa position déployée active dès que l'objet est expulsé sous l'action des deuxièmes moyens.
De préférence, le dispositif comporte deux leviers (ou deux ressorts) similaires qui sont disposés symétriquement par rapport à l'axe de la direction d'avance de l'objet à l'intérieur du couloir dudit dispositif.
Avantageusement, chaque levier ou chaque ressort comporte successivement, sur sa face tournée vers le trajet de l'objet, une rampe de butée propre à arrêter l'objet avant son expulsion et une came agencée pour agir transversalement sur l'objet et lui imprimer le mouvement de pivotement. La rampe se termine par un bord actif d'expulsion forcée de l'objet vers la came ; de préférence, la distance entre ce bord actif et la came est telle que l'objet en cours d'expulsion coopère à la fois avec ledit bord et avec ladite came, avant que ledit levier ou que ledit ressort revienne en position déployée active, pour que la came imprime à l'objet un mouvement de pivotement alors qu'elle se déplace encore vers la position déployée active et que l'objet en cours d'expulsion est encore poussé par ledit bord actif ; de préférence, la came est constituée par une facette, notamment plane, s'étendant parallèlement à la direction d'expulsion et suivant un plan incliné par rapport au plan de basculement du levier ou au plan de rappel élastique du ressort.
Dans la première variante de réalisation, le levier peut présenter, entre la rampe et la came, un évidement de réception d'une broche qui est fixe par rapport au corps et qui constitue une butée de limitation de la position déployée active du levier.
Un ressort peut alors être prévu entre le corps et le levier pour rappeler celui-ci en permanence vers sa position déployée active.
Suivant un autre aspect de l'invention, applicable aux deux variantes de réalisation, le corps comporte une poignée présentant deux canaux parallèles : un premier canal formant magasin de réception des objets en appui les uns sur les autres à leur périphérie, et un second canal de réception d'un piston d'expulsion qui comprend une extrémité extérieure de manoeuvre, dépassant de la poignée, et une extrémité intérieure active propre à coopérer avec l'objet à expulser, un ressort étant prévu pour rappeler le piston d'expulsion vers sa position de repos, lesdits deux canaux communiquant à leurs extrémités inférieures par une partie coudée du premier canal débouchant dans le second canal sensiblement au niveau de l'extrémité active du piston d'expulsion. La longueur du second canal, au-delà de son raccordement avec la partie coudée du premier canal, est avantageusement telle qu'un seul objet à la fois puisse accéder au second canal, sous le piston d'expulsion, l'objet suivant, quand le premier objet est en position d'attente d'expulsion, étant en appui sur celui-ci en restant dans la partie coudée de raccordement et en y étant maintenu par le piston d'expulsion quand celui-ci est actionné pour expulser le premier objet, et le deuxième objet ne venant prendre par gravité la place précédente du premier objet qu'après que le piston d'expulsion soit revenu sensiblement à sa position de repos sous l'action du ressort de rappel.
De préférence, le piston d'expulsion présente une cavité longitudinale qui, d'une part, reçoit ledit ressort de rappel du piston, ce ressort étant en appui contre une extrémité de la cavité et, d'autre part, est traversée, au voisinage de son autre extrémité, par une broche transversale fixe formant butée pour le ressort.
Le piston d'expulsion peut aussi comporter des moyens de butée propres à limiter sa course d'enfoncement de telle manière que, pour cette position extrême d'enfoncement, l'extrémité active du piston ne puisse pas interférer avec ladite rampe et, ainsi, ne puisse pas gêner le retour du levier ou du ressort vers sa position déployée active. Ces moyens de butée du piston d'expulsion sont par exemple constitués par l'extrémité extérieure profilée courbe et élargie du piston venant en butée contre le bord supérieur du corps.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, l'extrémité inférieure du corps comporte des moyens de couplage à un support pour faciliter ou réguler l'expulsion de l'objet, ledit support constituant un appui pour le corps et définissant la hauteur à laquelle l'objet est expulsé par rapport à sa surface d'évolution qui le reçoit pour l'accomplissement de son mouvement de pivotement sur lui-même.
On comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation avant, partiellement arrachée, du dispositif selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe verticale longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue arrachée, en élévation avant, montrant la partie inférieure du dispositif de la figure 1, l'objet à expulser étant sur le point d'être expulsé;
- la figure 4 est une vue en perspective montrant seulement les deux leviers dans leur position déployée active, avec leur rampe et leur came ;
- la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 1, montrant seulement les cames des deux leviers et la coopération de celles-ci avec l'objet pour lui imprimer son mouvement de pivotement pendant son expulsion ; et
- la figure 6 est une vue arrachée, en élévation avant, de la partie inférieure d'une variante du dispositif, variante dans laquelle chaque levier est remplacé par un ressort à lame plié.
En référence aux dessins, et en particulier aux figures 1 et 2, le dispositif selon l'invention comporte un corps (1) dans lequel des objets (2), qui sont de préférence de faible épaisseur, par exemple en forme d'anneau, de tore ou de disque, mais qui peuvent également avoir par exemple une forme sphérique ou plus généralement de révolution, peuvent être introduits par gravité et duquel ils sont expulsés un à un, en étant animés d'un libre mouvement de pivotement rapide sur eux-mêmes, autour d'un axe qui est en général parallèle à la direction d'expulsion, c'est-à-dire parallèle à la direction de sortie du dispositif.
Le corps (1), qui est par exemple constitué en plusieurs pièces de matière plastique moulées et/ou usinées, comporte une partie supérieure qui constitue une poignée (3) et à l'intérieur de laquelle sont ménagés deux canaux parallèles. Un premier canal (4) formant magasin est destiné à recevoir les objets (2) en appui les uns sur les autres à leur périphérie. Le canal (4) est de section droite rectangulaire dont les dimensions permettent aux objets (2) d'être reçus avec un léger jeu suivant une pile unique. Ce canal (4) est ouvert à sa partie supérieure pour l'introduction manuelle unitaire des objets (2). Un second canal (5) est destiné à recevoir un piston d'expulsion (6) qui présente une extrémité extérieure de manoeuvre (7) dépassant de la poignée (3) et une extrémité intérieure active (8) propre à coopérer avec l'objet à expulser. Le piston (6) se présente sous la forme d'une lame de section constante dont l'extrémité (7) porte une pièce profilée (9) d'actionnement, courbe et élargie. Le canal (5) est également de section rectangulaire, pour permettre le coulissement axial avec jeu du piston (6) entre ses deux positions extrêmes.
La lame du piston (6) présente, à l'intérieur du canal (5) et sur la plus grande partie de sa longueur, une cavité longitudinale (10), fermée à ses deux extrémités, qui, d'une part, reçoit un ressort de compression (11) venant en butée contre l'extrémité (10a) de la cavité (10) adjacente à l'extrémité extérieure (7) et, d'autre part, est traversée, au voisinage de son autre extrémité intérieure (8), par une broche transversale fixe (12) assujettie à la paroi extérieure (13) du canal (5) et à la paroi (14)séparant les canaux (4) et (5). Le ressort (11) s'appuie sur l'extrémité supérieure (10a) de la cavité et sur la broche (12) pour solliciter en permanence le piston (6) vers sa position inactive haute représentée sur les figures 1 et 2.
Comme montré sur ces deux figures, les grands côtés des sections droites rectangulaires des canaux (4) et (5) sont parallèles.
Le premier canal (4) débouche, par une partie inférieure coudée (4a), dans le second canal (5), dans la zone de la partie active intérieure (8) du piston (6) en position inactive. L'agencement est tel que, lorsqu'un objet (2A) est présent à l'extrémité inférieure du canal (5), sous le piston (6), en attente d'expulsion, comme cela sera décrit ci-après, le second objet (2B) de la pile d'objets en attente est situé dans la partie coudée (4a) du canal (4), en étant en appui contre un point de la périphérie du premier objet (2A), la partie inférieure de l'objet (2B) étant située à un niveau à peine inférieur à celui du bord inférieur du piston (6). Ainsi, quand le piston (6) est actionné vers le vas pour expulser le premier objet (2A), il maintient l'objet (2B) dans la partie coudée (4a) du canal (4), en ne permettant à cet objet (2B) de venir occuper la position précédente de l'objet (2A) que lorsqu'il sera revenu, sous l'effet du ressort (11), sensiblement à sa position de repos inactive.
On va décrire maintenant les moyens permettant d'expulser les objets (2) un à un en leur imprimant un mouvement de pivotement sur eux-mêmes.
Sous la poignée (3), le corps (1) présente une partie intermédiaire (15) de plus grande largeur mais sensiblement de même épaisseur que la poignée (3). Cette partie intermédiaire (15) constitue le couloir de passage des objets et il contient les moyens pour expulser et faire pivoter lesdits objets.
Ces moyens comportent un levier (16) qui est articulé sur le corps (1) autour d'un pivot (17) d'axe perpendiculaire à la direction d'avance des objets dans le dispositif, ce levier, sur sa face tournée vers l'axe (26) du dispositif, et dans le sens de passage des objets, présentant successivement : une rampe (18) de butée et d'arrêt des objets un à un en position d'attente d'expulsion et d'écartement forcé du levier, un bord actif (19) d'expulsion forcée de l'objet, ce bord étant constitué par l'extrémité inférieure de la rampe (18), et une came (20) coopérant avec l'objet pour lui imprimer son mouvement de pivotement rapide après, mais de préférence également pendant, son expulsion.
Le levier (16) est rappelé vers sa position déployée active intérieure, pour laquelle il constitue une butée pour l'objet à expulser, par un ressort (21) qui agit entre la paroi de la partie intermédiaire (15) et le levier lui-même, et qui à cette fin s'appuie dans le fond d'une fente (28) ménagée dans la face du levier la plus éloignée de l'axe de symétrie (26). Cette position active déployée est bornée par une butée fixe constituée par une broche (22) portée par le corps (1) et reçue dans une cavité (23) ménagée dans le levier (16), entre le bord (19) d'extrémité de la rampe (18) et la came (20).
Pour rendre l'expulsion de l'objet aussi rapide que possible, de préférence, comme représenté sur les figures 1 à 5, le dispositif selon l'invention comporte deux leviers (16) disposés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (26) de l'ensemble. Le deuxième levier (16) est identique au premier levier et, de la même manière, coopère avec un ressort (21) et une butée (22) qui limite son retour vers l'axe (26). Toutefois, en variante, on peut concevoir que seul l'un des leviers (16) est mobile autour du pivot (17), le second levier étant fixe.
Comme montré en particulier sur les figures 4 et 5, les cames (20) sont constituées par des facettes planes, parallèles entre elles et à la direction d'expulsion de l'objet (2), mais inclinées par rapport au plan de basculement des leviers (16). Ces facettes sont espacées d'une distance telle que l'objet (2), quand il est expulsé vers elles par les bords (19), vient au contact des bords supérieurs des facettes (2), par deux points non diamétralement opposés, ce qui provoque sur l'objet (2) un léger mouvement de premier pivotement, comme montré par les flèches (27) de la figure 5, lui permettant de passer entre les deux facettes (20). Toutefois, étant donnée la grande vitesse d'expulsion de l'objet (2), ce petit mouvement de pivotement résulte en fait d'un choc qui transforme une partie très importante de l'énergie cinétique due à l'expulsion en une énergie cinétique de pivotement très rapide autour d'un axe parallèle à celui du dispositif.
Toutefois, suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, pour augmenter encore l'effet des cames (20), la distance en hauteur entre les bords (19) et les cames (20) est telle que l'objet (2), en cours d'expulsion, commence à coopérer avec les cames par les facettes de celles-ci avant d'avoir cessé de coopérer avec les bords (19), c'est-à-dire avant que les leviers (16) soient revenus à leur position de repos. Ainsi, l'objet (2), en cours d'expulsion par les bords (19) qui le poussent, vient en appui contre les cames (20) qui se rapprochent, ce qui augmente encore l'effet de pivotement et imprime à l'objet un énergie cinétique de pivotement sans prélever celle-ci sur l'énergie cinétique d'expulsion axiale.
On va compléter maintenant la description du dispositif par celle du fonctionnement des moyens permettant d'expulser et de faire pivoter l'objet. Lorsque l'objet (2A) est à l'extrémité inférieure du canal (5), sous le piston (6) et en butée contre les rampes (18) des leviers (16), le piston (6) est enfoncé manuellement, contre l'action du ressort (11), jusqu'à venir en appui contre l'objet (2A). L'enfoncement du piston se poursuivant, l'objet (2A) descend progressivement sur les rampes (18), en écartant les leviers (16) contre l'action des ressorts (21), jusqu'à la position extrême rétractée inactive, représentée à la figure 3, pour laquelle les bords (19) des rampes (18) sont en appui sur deux points diamétralement opposés de l'objet. Au-delà de cette position, sous l'action permanente d'enfoncement du piston (6), et dès que les deux points diamétralement opposés de l'objet sont descendus au-delà des bords (19), les ressorts (21) sollicitent les leviers (16) vers leur position rentrée, ce qui provoque l'expulsion (29) de l'objet par les bords (19) vers les cames (20), comme indiqué précédemment.
La position extrême d'enfoncement du piston (6) est définie par la venue en butée de la pièce profilée élargie (9) contre le haut du corps de la poignée (3). Pour que le piston (6) ne gêne pas le mouvement des leviers (16), et notamment leur retour vers la position déployée active de la figure 1, la position extrême d'enfoncement du piston (6) et le profil du bord inférieur de la partie active (8) du piston sont tels que, pour la position d'enfoncement extrême du piston (6), la partie active (8) ne vient pas interférer avec les leviers (16) quand ceux-ci sont en position déployée active.
Suivant un autre aspect encore de l'invention, l'extrémité inférieure du corps (1) comporte des moyens de couplage à un support, schématisé en (24), pour faciliter ou réguler l'expulsion de l'objet (2), ledit support (24) constituant un appui pour le corps (1) et définissant la hauteur à laquelle l'objet est expulsé par rapport à sa surface d'évolution (non représentée) qui le reçoit pour l'accomplissement de son mouvement de pivotement rapide sur lui-même. Le support (24) permet donc, non seulement de lancer l'objet (2) à une hauteur prédéterminée par rapport à cette surface, mais également de constituer un appui pour l'utilisateur qui n'a qu'à faire reposer l'extrémité inférieure du corps sur le support, ce qui lui permet d'actionner le piston (6) sans que l'ensemble du dispositif se déplace en hauteur ou en inclinaison. A titre d'exemple, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le corps (1) est prolongé de deux pattes latérales terminales (25) qui sont enfoncées dans le support (24).
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation, non plus qu'au mode d'application, qui ont été décrits et l'on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre.
En particulier, il est possible de substituer au(x) levier(s) (16) un ou deux ressorts à lame (30), découpés et conformés de façon appropriée, qui par leur souplesse et leurs pliages constituent par chacun d'eux les moyens à rampes (18), pour arrêter les objets (2) en position d'attente d'expulsion, les moyens (19) d'expulsion forcée des objets l'un apprès l'autre, ainsi que les moyens de came (20) imprimant à l'objet expulsé son mouvement de pivotement rapide autour de l'un de ses axes.
Une telle variante de réalisation a été représentée à la figure 6.
Dans cette variante, toutes les parties hautes du corps (1), les canaux (4) et (5), le piston (6) ainsi que la partie intermédiaire (15) de corps plus large que le haut dudit corps sont identiques aux parties en question de la réalisation représentée aux figures 1 et 2.
Chaque levier est dans cette variante remplacé par un ressort plat (30) dont la lame est emprisonnée à ses deux extrémités, respectivement haute et basse, dans des logements, respectivement (31) et (32). Chaque ressort plat est plié et conformé de sorte que, de son extrémité haute à son extrémité basse, il forme successivement : un plat (33) sensiblement parallèle à l'axe de symétrie (26), une rampe (34) inclinée de haut en bas, vers l'axe (26), un repli (35) sensiblement orthogonal à l'axe (26), une came (36) propre à provoquer le pivotement sur lui-même de l'objet expulsé, et enfin un retour (37) dont l'extrémité pénètre le logement (32).
Pour ses segments (33), (34), (35) et (36), chaque lame de ressort (30) est perpendiculaire au plan de coupe vertical du dispositif utilisé pour la représentation de la figure 6.
Dans les coudes (38) et (39) que la came (36) forme avec le repli (35) et le retour (37), la lame est conformée de sorte que, comme une came (20), elle soit plane et inclinée par rapport à ce plan de coupe.
Les deux cames (36) sont, toujours comme les cames (20), conformées de sorte à être parallèles entre elles et à la direction d'expulsion de l'objet dans le couloir de passage défini à l'intérieur du corps (15).
Le fonctionnement de cette variante de réalisation va être décrit en référence à la figure 6, dans laquelle le ressort à lame de la moitié gauche est en position déployée active et le ressort à lame de la moitié droite est en position rétractée inactive.
L'objet (2A), dans sa position normale d'attente d'expulsion, est en appui contre les deux rampes (34) sous le piston (6). Sous l'effet de l'enfoncement de ce piston, chaque ressort (30) se rétracte vers un bras (15) du dispositif jusqu'à ce que l'objet enfoncé vienne en appui, par ses deux points diamétralement opposés, contre les arêtes (40) formées chacune par une rampe (34) et un repli (35) (moitié droite de la figure 6). Ces arêtes ont la même fonction que le bord (19), c'est-à-dire que sous l'effet de l'enfoncement permanent du piston, lorsque l'objet franchit le seuil des arêtes (40), les ressorts (30) reviennent brusquement vers leur position déployée active (moitié gauche de la figure 6) et expulsent l'objet vers le bas, vers les cames (36), par leurs arêtes (40), sous l'effet du rapprochement élastique brusque des deux lames.
L'objet expulsé vient ensuite au contact des deux cames (36) qui lui donnent le mouvement de pivotement rapide recherché.
Par la mise en oeuvre de cette variante, dans laquelle chaque ressort remplit par lui-même trois fonctions (attente, expulsion, pivotement de l'objet), on supprime avantageusement les pivots (17), les ressorts de compression (21) et les butées (22) délimitant la position déployée active des leviers (16), ces trois moyens (17), (21) et (22) appartenant par construction à chaque ressort (30).