Bouton-poussoir à deux positions et procédé de fabrication de ce bouton-poussoir Le présent breveta pour objet un bouton pous soir à deux positions, comprenant un manchon, un poussoir à ressort coulissant axialement dans ce man chon et une bille emprisonnée entre ces deux orga nes par deux rainures, qui sont pratiquées dans des faces adjacentes de ces deux organes, qui se croisent dans toutes les positions de manoeuvre du poussoir et qui ont une profondeur approximativement égale au rayon de la bille,
l'une de ces rainures étant cons tituée par une gorge annulaire et l'autre présentant deux positions d'arrêt décalées axialement l'une par rapport à l'autre et dans lesquelles la bille passe alter nativement à chaque pression axiale exercée sur le poussoir, à l'encontre de son ressort de rappel, ce dernier maintenant la bille dans lesdites positions d'arrêt, quand le poussoir est laissé en repos.
De tels boutons-poussoirs sont utilisés notamment pour commander les cartouches rétractiles des stylos à billes.
Le poussoir ou le manchon de certains de ces boutons-poussoirs porte une pièce indépendante, qui est mise en place après le montage de la bille, pour emprisonner cette dernière entre les deux organes du bouton-poussoir et assurer ainsi une liaison perma nente entre eux, tout en permettant les déplacements axiaux du poussoir. Dans ces boutons-poussoirs, la rainure à deux positions d'arrêt est délimitée par les bords festonnés, situés en regard l'un de l'autre, de deux bagues faites généralement en matière synthé tique et montées toutes deux sur le poussoir. Pour assembler ces boutons-poussoirs, on monte tout d'abord l'une des bagues sur le poussoir, qu'on intro duit alors dans le manchon, puis on met la bille en place dans la gorge du manchon et on chasse la seconde bague sur le poussoir.
Au cours de cette dernière opération, il faut toutefois veiller que la seconde bague soit orientée avec précision par rap port à la première, afin que son bord festonné déli mite, avec celui de la première bague, une rainure dont la forme assure bien le fonctionnement voulu du bouton-poussoir.
Le montage de ces boutons-poussoirs est cepen dant relativement compliqué; il -requiert ou bien une grande attention et beaucoup de dextérité de la part du personnel qui l'effectue ou alors l'utilisation de machines coûteuses et encombrantes.
On connait aussi des boutons-poussoirs dans les quels la rainure à deux positions d'arrêt est fraisée tout entière dans la face latérale du poussoir. Dans ces boutons-poussoirs, la rainure en question s'étend jusqu'à l'une des extrémités du poussoir. Pour assem bler le bouton-poussoir, il faut d'abord placer la bille dans la gorge du manchon, en tenant ce der nier horizontalement, puis amener le poussoir en place, en prenant garde que l'entrée de sa rainure s'engage exactement sur la bille. Ensuite, on fixe un plot présentant un tenon central, à l'extrémité du poussoir, de façon à en fermer l'entrée de la rainure.
Pour cela, on chasse le tenon de ce plot dans un logement axial pratiqué à l'extrémité du poussoir.
Ces boutons-poussoirs ont aussi plusieurs incon vénients. Leur assemblage, trop délicat pour être réalisé sur une machine, doit donc se faire à la main, ce qui ne permet guère de grandes productions. Par ailleurs, l'opération de chassage n'offre pas toute la sécurité souhaitable. Il arrive en effet que les plots se déchaussent en service. En outre, ces boutons- poussoirs comprennent encore trois pièces : le man chon, le poussoir et le plot, qui doivent être usinés et manipulés séparément. Par rapport aux poussoirs faits en une pièce, un poussoir avec plot rapporté a enfin l'inconvénient de causer une perte de matière, due au téton du plot engagé dans un trou du poussoir.
On connaît enfin des boutons-poussoirs dans les quels aussi bien le manchon que le poussoir sont faits chacun en une seule pièce, qui peut être métal lique. L'assemblage de ces boutons-poussoirs, et en particulier la mise en place de la bille, est assuré par un passage d'introduction, qui communique avec la rainure à deux positions d'arrêt. Ce passage débouche à l'une des extrémités de l'organe qui porte la rainure à deux positions d'arrêt ; il présente en outre un étranglement conformé de façon à ne lais ser passer la bille que dans un sens. Pour cela, cet étranglement présente une rampe douce du côté de l'entrée du passage d'introduction et une rampe abrupte ou même une face perpendiculaire au pas sage du côté de ladite rainure.
Ces derniers boutons-poussoirs ont cependant un grave inconvénient en pratique. On ne parvient pas à usiner la gorge, la rainure, le passage et surtout l'étranglement à des cotes offrant une sécurité de fonctionnement satisfaisante. Si l'étranglement n'est pas assez fort, la bille ne tarde pas à le passer dans le sens interdit. Elle sort alors du passage d'intro duction, ce quia pour effet de dissocier le poussoir du manchon et d'entraîner la mise au rebut du bou- ton-poussoir. En renforçant l'étranglement, on se heurte à deux autres difficultés. Ou bien la bille n'arrive pas à le passer au moment de l'assemblage, ou alors elle le passe en l'élargissant ou en s'abîmant.
Or, un étranglement déformé lors de l'assemblage met la durée de vie du bouton-poussoir sérieuse ment en danger. Quant à une bille abîmée, elle compromet immédiatement le fonctionnement du bouton-poussoir.
Le but du présent brevet est de pallier tous les inconvénients mentionnés, en créant un bouton- poussoir de fonctionnement sûr et durable et de fabrication simple et peu coûteuse.
Le bouton-poussoir selon le présent brevet est caractérisé en ce que l'un des deux organes (man chon, poussoir) du bouton-poussoir présente une saillie résultant d'une déformation d'une partie de cet organe, en ce que l'autre organe présente un épaulement, qui tient lieu de butée axiale à cette saillie et limite ainsi la course axiale du poussoir dans une direction, et en ce que la zone annulaire de l'organe portant la rainure à deux positions d'arrêt, qui est située en regard de la gorge annulaire de l'autre organe dans cette position axiale extrême du poussoir, s'étend entre la rainure à deux positions d'arrêt et un logement,
qui est relié à cette rainure et qui a une profondeur au moins égale au diamètre de la bille.
Le présent brevet comprend également un pro cédé, caractérisé en ce qu'on pose la bille dans le logement de montage et en'ce qu'on engage le pous soir dans le manchon, de façon à amener la gorge annulaire et le logement de montage en regard l'un de l'autre, en ce qu'on fait tomber la bille du loge- ment de montage dans la gorge annulaire, en ce qu'on déplace le poussoir pour amener la rainure à deux positions d'arrêt en regard de la gorge annulaire, et en ce qu'on forme la saillie par déformation d'une partie du manchon ou du poussoir.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du bouton-poussoir selon la revendication I et illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé selon la revendication II.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de la partie supérieure d'un stylographe à bille pourvu dudit bou- ton-poussoir, la fi-. 2 une vue partielle développée du poussoir, la fig. 3 et la fig. 4 des vues partielles, en coupe, illustrant deux étapes successives de l'exemple de mise en oeuvre du procédé.
Le stylographe à bille représenté à la fig. 1 com prend un corps tubulaire 1, en matière plastique, dans lequel est logée une cartouche rétractile 2. Cette dernière est sollicitée par un ressort à boudin (non représenté) qui l'entoure et qui la pousse vers le haut en s'appuyant, d'une part, sur un épaulement de la cartouche, et, d'autre part, sur une collerette interne (non représentée) que présente le corps 1. Un manchon 3 présentant un filetage 4 et une colle rette supérieure 5 est vissé dans la partie supérieure du corps 1, la collerette 5 s'appuyant contre l'extré mité du corps 1. Ce manchon présente un alésage cylindrique 6, qui le traverse dans toute sa longueur.
Une gorge annulaire 7, de profil trapézoïdal, est pra tiquée dans la face interne de la paroi du manchon 3, au voisinage de son extrémité inférieure. Le man chon 3 présente encore un prolongement tubulaire 8 dont les deux faces sont venues d'usinage cylindri ques (fig. 3). Cette partie 8 a une épaisseur de paroi inférieure à celle du reste du manchon 3, de sorte qu'elle peut être déformée facilement. Son diamètre intérieur est un peu plus grand que le diamètre de l'alésage 6 ; elle donne ainsi naissance à une saillie interne 19 du manchon 3.
Un poussoir cylindrique 9 présentant une colle rette 10 à son extrémité inférieure, est engagé dans le manchon 3 et peut coulisser librement dans l'alésage 6. Dans la face latérale de ce poussoir est creusée une rainure 11, de profondeur constante, mais de largeur variable, dont le tracé rappelle celui du con tour d'un coeur (fig. 2). La pointe du c#ur est diri gée vers le bas, tandis que la partie festonnée se trouve en haut. La pointe du coeur se prolonge vers le bas en diminuant de largeur et aboutit dans un logement de montage 12, plus profond que la rainure 11.
Le bouton-poussoir comprend en outre un organe de verrouillage, qui est constitué par une bille 13 dont les dimensions correspondent au profil de la gorge 7, et à celles de la rainure 11. Cette bille est engagée en partie dans la gorge 7 du manchon 3 et en partie dans la rainure 11 du poussoir 9. Comme on le voit à la fig. 1, la partie tubulaire 8 du manchon est légè rement repliée vers l'intérieur ; elle occupe ainsi sa position définitive de service. La collerette 10 forme un épaulement, qui bute axialement contre le bord inférieur de la partie tubulaire déformée 8, sous l'action du ressort de rappel du poussoir 9, lorsque ce dernier se trouve dans sa position supérieure.
Dans cette première position d'arrêt, une zone annulaire 18 du poussoir 9 s'étendant à travers la partie infé rieure de la rainure 11, se trouve en regard de la gorge 7, de sorte que la bille 13 ne peut traverser la zone 18, lorsque le bouton-poussoir est en con dition de service et ne peut par conséquent pas rou ler dans le logement 12. Si on presse sur le poussoir 9 dans la position de la fig. 1, ce dernier déplace la cartouche 2 vers le bas contre l'action de son res sort. La bille 13 parcourt la branche gauche de la rainure 11 (fig. 2) et parvient ainsi au sommet du lobe de gauche de la rainure 11, après avoir glissé contre une rampe oblique 14, qui forme une portion du bord supérieur de la rainure 11.
Si on relâche alors le poussoir, celui-ci se déplace vers le haut sous l'action du ressort, qui agit sur la cartouche 2. La bille 13 glisse contre une rampe 15 qui limite la par tie supérieure de la rainure 11 vers le bas et elle parvient dans un creux 16 dans le fond duquel la force du ressort la maintient. Le poussoir est alors bloqué dans une seconde position d'arrêt telle, que la pointe de la cartouche 2 du stylo à bille est extraite du corps 1, ce qui permet l'utilisation de l'instrument. Pour faire rentrer la cartouche rétractile dans le corps 1, c'est-à-dire la ramener dans la posi tion représentée à la fig. 1, il suffit de presser une nouvelle fois sur le poussoir 9.
La bille 13 glisse alors à partir de sa seconde position d'arrêt contre une rampe 17 du bord supérieur de la rainure 11 et parvient au sommet du lobe de droite de la partie supérieure du coeur. Lorsqu'on relâche le poussoir 9, ce dernier est sollicité vers le haut et la bille glisse dans la branche droite de la rainure 11, en permet tant au poussoir 9 de se mouvoir sous l'action du ressort. Le déplacement axial du poussoir 9 ne se termine que lorsque la collerette 10 vient buter con tre le prolongement tubulaire 8. A ce moment, le poussoir se trouve de nouveau, dans sa première position d'arrêt représentée à la fig. 1.
A chaque nouvelle pression sur le poussoir 9, la bille 13, qui est emprisonnée entre deux rainures qui se croisent dans toutes les positions de manoeuvre du poussoir 9, parcourt immuablement la même portion de che min, toujours dans le même sens.
Pour que le dispositif décrit puisse fonctionner de façon correcte, il est clair que la profondeur de la gorge 7 et celle de la rainure 11 doivent toutes deux être approximativement égales au rayon de la bille 13, ces parties étant ajustées les unes aux autres de telle façon que les déplacements de la bille se fassent sans jeu et sans coincement.
Comme on le voit en particulier à la fig. 3, la profondeur du logement 12 est en revanche supé rieure au diamètre de la bille 13. Ce fait a pour con séquence de permettre un assemblage extrêmement facile et rapide du bouton-poussoir décrit. En effet, le prolongement tubulaire 8 du manchon 3 est venu d'usinage avec une forme cylindrique. Son diamètre intérieur est ajusté au diamètre extérieur de la colle rette 10 de telle façon que cette dernière peut s'y engager librement.
Pour monter le bouton-poussoir décrit, on pro cède de la façon suivante: on place une bille dans le logement 12 en tenant le poussoir 9 horizontale ment et le logement 12 vers le haut. Cette opéra tion peut s'effectuer très rapidement, en engageant le poussoir sous l'orifice inférieur d'un distributeur, d'une trémie ou d'un chargeur contenant les billes et agencé de telle façon qu'une bille en sorte et tombe dans le logement 12, chaque fois qu'on introduit un poussoir dans ledit dispositif. Le poussoir 9 portant la bille 13 est alors introduit dans le manchon 3 jusqu'à ce que la saillie 19 bute axialement contre la collerette 10 (fig. 3).
Comme la bille est entière ment noyée dans le logement 12 dont la profondeur est supérieure au diamètre de la bille, le poussoir 9 peut être introduit librement dans l'alésage 6. Lors que la saillie 19 bute contre la collerette 10, le loge ment 12 et par conséquent la bille 13 se trouvent en regard de la gorge 7. Il suffit ainsi de faire tour ner le poussoir 9 de 180 autour de son axe, pour que la bille 13 sorte du logement 12 et tombe dans la gorge 7. On peut alors extraire partiellement le poussoir 9 du manchon 3, de façon à faire sortir la collerette 10 de la portion tubulaire 8, comme on le voit à la fig. 4.
La bille 13 parvient alors dans la partie de la rainure 11 qui forme la pointe du coaur. Dès ce moment, le bouton-poussoir peut être tenu verticalement, la collerette 10 étant dirigée vers le haut. On peut le placer sur une potence pour rabat tre la portion tubulaire 8 d'un coup de poinçon, contre le corps du poussoir 9 et le faire passer de sa position initiale de montage (fig. 3 et 4) à sa position définitive de service, représentée à la fig. 1. A ce moment, le dispositif est verrouillé, c'est-à-dire que le manchon 3 et le poussoir 9 sont liés l'un à l'autre d'une façon permanente.
Le poussoir ne peut plus se déplacer à l'intérieur du manchon qu'entre deux positions extrêmes qui sont déterminées, d'une part, par le fait que la bille 13 bute contre le bord supé rieur des lobes supérieurs de la rainure 11, et, d'au tre part, par le fait que la collerette 10 du poussoir bute contre le bord inférieur de la partie tubulaire 8 du manchon. En d'autres termes, comme le logement 12 est du côté de la zone 18 opposé au caeur, la bille 13 ne peut plus jamais y retourner.
Le bouton-poussoir décrit réunit donc les avan tages d'une très grande simplicité de fabrication, puis qu'il n'est constitué que de deux pièces usinées : le manchon et le poussoir, et d'une très grande rapidité d'assemblage. D'autre part, la rainure 11, usinée tout entière dans la même pièce, peut être tracée avec toute la précision désirable. Le bouton-poussoir décrit est donc d'un prix de revient extrêmement bas, tout en fonctionnant de façon absolument sûre. Il se prête particulièrement bien à une utilisation dans les stylos à billes, où le prix de revient et la sûreté de fonc tionnement sont d'une importance décisive.