FR3126265A1 - Système multi contacts électriques à goupilles avec clef - Google Patents

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Abstract

Système multi contacts à goupilles avec clef. L’invention concerne un système composé d’un corps de boitier (3) et d’un couvercle (2) fixé au-dessus de lui formant un boitier (25) présentant un alésage sur sa face avant (39) permettant l’introduction (37) d’une clef (1) par l’utilisateur, le corps du boitier (3) étant traversé de puits (18) de haut en bas contenant chacun et dans cet ordre une goupille (13) pouvant coulisser (36) dans ce puits (18) poussée vers le haut par un ressort (16) appuyé contre un bouchon (10) qui ferme ce puits (18) fixé dans la partie inférieure (24) du corps de boitier (3), cette clef (1) agissant sur les goupilles (13) venant se placer en appui sur elles dans leur logement de goupille (8) et les enfonçant en position basse ou les laissant en position haute dans leur puits (18), de telle sorte que les goupilles (13) ne sont pas en contact direct avec leur bouchon (10) en position haute formant un interrupteur ouvert (19) alors qu’elles sont en contact direct avec leur bouchon (10) en position basse formant un interrupteur fermé (20) Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à servir de dispositif de contact pour les véhicules.

Description

Système multi contacts électriques à goupilles avec clef
L’invention concerne un système multi contacts électriques constitué d’un boitier contenant plusieurs puits contenant chacun une goupille, un ressort de goupille et un bouchon, le boitier est au moins en partie en matière électriquement isolante et est alésée de telle sorte qu’une clef puisse le traverser. Un contact électrique est fixé au boitier de telle sorte que la clef vienne toucher ce contact quand elle est introduite. La clef métallique conduit l’électricité à chaque goupille et pousse ou non chaque goupille contre son bouchon de puits. Chaque bouchon est relié par un fil électrique à un transpondeur qui va vérifier que les bouchons électrifiés correspondent au code qui lui est propre. Une temporisation peut être avantageuse pour que le transpondeur transmette le bon signal à l’effecteur.
État de la technique
Il existe les serrures mécaniques qui vont du loquet aux serrures à goupilles, les serrures électrifiées qui permettent d’activer un servomoteur ou un système électromagnétique, les serrures commandées par des reconnaissances d’image (empreintes digitales, rétine, iris, visage…), les serrures à commande radio etc…
Les serrures à goupilles sont parmi les plus utilisées et leur industrialisation est parfaitement maîtrisée. Elles reposent sur l’utilisation de goupilles superposées dans des puits de telle sorte que quand la clef vient pousser contre la goupille supérieure, l’interface des goupilles est coïncident avec un plan de césure permettant à un rotor de tourner dans un stator ou à une partie mobile de glisser par rapport à une partie fixe. Cette technologie éprouvée est très fiable, mais demande une haute qualité d’usinage avec de faibles tolérances.
Toutes ont leurs avantages et leurs inconvénients, sachant que la serrure idéale doit répondre à plusieurs impératifs parfois difficilement conciliables.
Ainsi, la clef doit être pratique, pas chère, facile à produire mais difficile à reproduire, être robuste mais peu encombrante… La serrure doit être résistante au crochetage, « bumpage », perçage, attaques brutales tout en étant le meilleur marché possible, pas trop lourde ni encombrante pour pouvoir être fixée sur les portes sans trop les abimer, faciles à fabriquer avec le moins d’usinage possible, garder une bonne lubrification dans le temps, résister au piratage pour les serrures à commande numérique ou informatique…
Aucune serrure n’est inviolable à ce jour. Comme toujours en matière de protection contre le vol, le concept universel est que pour être efficace, il faut que le système de fermeture demande plus d’énergie ou plus d’argent pour le forcer que les choses qu’il y a à protéger, ou en tout cas, demande tellement de temps que le malfaiteur a toutes les chances d’être interrompu avant d’avoir terminé son forfait.
Dans la plupart des véhicules, la clef de contact permet en la tournant dans la serrure, de mettre le contact par connexion de deux fils conducteurs et de fermer ainsi le circuit électrique permettant d’alimenter le véhicule. En la tournant d’avantage, ou en appuyant sur un interrupteur, le système ferme le circuit du démarreur et le moteur est lancé. Ce système classique est très pratique et d’usage reconnu, mais il suffit d’arracher la serrure ou d’accéder aux deux fils de contact et au fil du démarreur pour mettre le véhicule en fonction. De plus, ces serrures à barillet et goupilles coûtent assez cher car elles demandent une grande précision d’usinage et l’utilisation d’alliages de métaux de bonne qualité.
Des systèmes par clé électronique contiennent une télécommande par infrarouge ou radio et un transpondeur. Lorsque le conducteur active le contact, le transpondeur active le passage du courant électrique et le véhicule démarre. Le transpondeur se compose généralement de deux pièces situées dans la clef et dans le contacteur du véhicule. Le transpondeur peut également être relié à l’électrovanne sur la pompe à carburant et empêcher l’allumage pour constituer un anti-démarrage très efficace. Un démontage complexe et long est le seul moyen d’utiliser le véhicule. Mais ces systèmes peuvent être piratés et quelques fois très rapidement avec le bon outillage électronique ou informatique et la course entre le voleur et la protection est souvent gagnée par le malfaiteur. De plus, le coût de ce type de dispositif est assez élevé et limite son utilisation aux véhicules de luxe.
De nombreux brevets ont été déposés concernant les dispositifs multi contacts (US9748685B2, EP2485334B1, US20120202391A1 …) mais ces systèmes ne sont pas prévus pour être connectés et déconnectés des dizaines de milliers de fois et ne sont donc pas utilisables comme système de clef et de serrure.
Le brevet US6945803B2 expose un système avec multi contacts mais qui ne permet pas de combinaisons pour en faire un système de boitier avec clef.
Des cartes constituées d’une matière isolante sur lesquelles court un circuit imprimé avec des zones de contact permettant de fermer sélectivement un ou plusieurs circuits existent, mais elles ont le défaut d’être fragiles, du fait de leur composition plastiques et de l’usure des contacts si la carte est fréquemment introduite et retirée du boitier électrique qu’elle commande. Ce type de carte permettant l’ouverture de portes par exemple sera plutôt de type magnétique ou radio.
Divulgation de l'invention
Un objet de l'invention est de fournir un système de contacts électriques à goupilles et la clef correspondante qui commande un dispositif de transpondeur.
Cet objet est réalisé par un mode de réalisation. Des configurations avantageuses sont indiquées, la description suivante et les figures, ces configurations pouvant constituer, en soi ou en combinaison d'au moins deux de ces configurations l'une avec l'autre, un perfectionnement avantageux ou préféré de l'invention.
Un dispositif selon l’invention comprend une clef et un boitier multi contacteur relié à un transpondeur par un ou plusieurs conducteurs électriques.
Selon un mode de réalisation, le boitier est constitué d’un couvercle alésé pour permettre l’introduction de la clef et le corps du boitier. Le couvercle est fixé sur le corps par exemple à l’aide de vis ou de colle ou tout autre moyen préféré par l’homme de l’art. Le couvercle est fabriqué en matière plastique ou composite isolantes ou en matière métallique. Le boitier est composé d’une matière électriquement isolante comme une matière plastique ou composite par exemple. Le corps est percé de part en part dans le sens de la hauteur par plusieurs puits dans chacun desquels est disposé de haut en bas une goupille, un ressort de goupille et un bouchon pour obturer chaque puits. Les goupilles sont conductrices électriques et sont fabriquées en métal par exemple. Chaque goupille est poussée par un ressort de goupille vers le couvercle et bloquée par lui ou par un rebord à l’extrémité du puits. Ce ressort ne doit pas conduire l’électricité entre la goupille et le bouchon. Cette qualité est apportée grâce à sa composition ou par un revêtement isolant ou par une rondelle isolante placée entre le ressort et la goupille ou entre le ressort et le bouchon ou par tout autre moyen préféré par l’homme de l’art. Le bouchon est composé d’une matière conductrice comme du métal par exemple ou permet au minimum le passage d’un courant électrique entre les deux extrémités du bouchon. Sous le bouchon est fixée une fiche électrique ou le bouchon est usiné de telle sorte qu’il se prolonge par une fiche électrique suivant la préférence de l’homme de l’art. Les goupilles et les ressorts ont un diamètre tel qu’ils puissent coulisser tout en étant guidés dans les puits. Le bouchon est fixé à l’extrémité du puits par vissage, collage, forçage ou tout autre moyen préféré par l’homme de l’art. Les hauteurs des constituants sont calculées de telle sorte que la goupille ne peut sortir du puits même en l’absence de clef, soit par blocage contre un rebord du puits, soit par le couvercle fixé au boitier, que la goupille enfoncée par la clef dans sa position basse (fermée) vienne au contact du bouchon et permette ainsi le passage de l’électricité alors qu’en position haute (ouverte) il n’y ait pas de contact et que le ressort permette ces deux positions. La goupille et le bouchon sont usinés de telle sorte que le contact puisse avoir lieu en position fermée et soient isolés électriquement en position ouverte.
Afin de limiter les besoins d’ajustage parfait et les coûts générés par un usinage à faible tolérance, le contact entre la goupille et le bouchon doit être possible et certain en position fermée avec une certaine tolérance. L’homme de l’art pourra utiliser un système de conducteur élastique entre la partie inférieure de la goupille et la partie supérieure conductrice du bouchon ou par exemple un usinage en forme de fiche de la base de la goupille qui vient se ficher dans un usinage femelle de la partie supérieure du bouchon ou tout autre système préféré par l’homme de l’art.
Chaque puits et ses éléments peut être considéré comme un interrupteur électrique. Chaque puits et ses éléments sont isolés électriquement des autres puits grâce à la composition en matière isolante du boitier.
Sans clef, toutes les goupilles sont en position ouverte et isolées électriquement de leur bouchon.
Les goupilles, ressorts de goupilles, bouchons de puits sont utilisés classiquement dans les serrures à goupille et leur usinage, distribution, conditions d’utilisation sont particulièrement maitrisés. Ce système présente notamment une résistance à l’usure et une fiabilité d’utilisation bien connues de l’homme de l’art. Leur utilisation dans l’objet de l’invention apporte un réel intérêt et une véritable originalité en étant utilisé comme interrupteur électrique.
La clef est composée d’un corps conducteur électrique comme du métal par exemple et d’une poignée qui peut être isolante en matière plastique par exemple, fixée sur le corps ou recouvrant celui-ci partiellement. En position d’utilisation, le corps est enfoncé dans le boitier grâce à l’alésage du couvercle ou par un alésage du corps du boitier suivant les préférences de l’homme de l’art. Le corps est constitué de dents ou de logements alésés dans ce corps et destinés à être en contact avec les goupilles pour les placer dans leur position ouverte (goupille en position haute et pas de contact électrique entre la goupille et le bouchon) ou fermée (goupille en position basse et contact électrique entre la goupille et le bouchon).
La clef sert de conducteur électrique entre toutes les goupilles qui s’appuient contre elle.
Selon un mode de réalisation, un élément conducteur est fixé au boitier par exemple sous le couvercle de telle sorte qu’il vienne au contact de la clef quand elle est introduite dans le boitier et dépasse par une fiche par exemple de ce boitier vers l’extérieur afin de pouvoir y connecter un pôle de l’alimentation électrique. L’homme de l’art choisira, mais préférentiellement le pôle moins ou masse y sera connecté. Ainsi, la clef sera conductrice de ce courant et le transmettra aux goupilles. En fonction de sa position, chaque goupille en appui contre la clef transmettra le courant ou non à son bouchon. L’utilisation d’un couvercle en métal pourra être préférée par l’homme de l’art, la fiche électrique y étant directement reliée, l’appui de la clef contre la face inférieure du couvercle permettant de relier la clef à la masse.
Selon un mode de réalisation, les fiches des bouchons sont chacune reliées au transpondeur grâce à un fil électrique via un connecteur.
Un transpondeur est un appareil automatique qui transmet un message prédéterminé en réponse à un signal reçu prédéterminé. La transmission peut se faire par onde radio ou filaire en réception et ou en émission. Ce choix est fait par l’homme de l’art, même si ici la liaison entre le multi contacteur et le transpondeur sera probablement filaire. Si le transpondeur est placé à un endroit d’accès difficile, la transmission entre celui-ci et l’effecteur aura probablement intérêt également à être filaire.
Quand la clef est hors du boitier, aucun courant n’est envoyé vers le transpondeur par le boitier. Quand la clef est en place, il existe un courant dans chaque fil émanant d’une fiche de bouchon où la goupille est poussée vers le bas en position fermée et en contact avec le bouchon par la clef. Le transpondeur est construit de telle sorte qu’il ne fonctionne qu’avec les bons circuits électrifiés. Si c’est la bonne clef, le boitier envoie du courant au transpondeur par les bons fils et le transpondeur envoie l’ordre de mise en fonction à l’effecteur. Suivant les préférences de l’homme de l’art et l’utilisation, l’effecteur peut consister en l’électrovanne de la pompe à carburant pour un véhicule à explosion, la mise sous tension des moteurs électriques pour un véhicule électrique, le servomoteur d’un pêne électrique pour une serrure par exemple et sans limitation. La mauvaise clef n’a pas l’action escomptée sur le transpondeur et l’effecteur n’est pas activé.
Selon un autre mode de réalisation et afin de limiter les coûts engendrés par l’utilisation d’un faisceau électrique constitué d’autant de fils électriques qu’il y a de puits, une résistance est fixée sous chaque bouchon, ou relié à lui, ou intégré à lui en fonction des préférences de l’homme de l’art. Les résistances sont toutes reliées électriquement à un fil conducteur électrique commun qui les relie au transpondeur. D’un point de vue électrique, l’objet de l’invention peut être représenté par un ensemble de résistances montées en parallèle. Ces n résistances numérotées r1, r2,…, rncorrespondant à n goupilles en position fermée peuvent être remplacées par une résistance équivalente Reqavec Req= (r1+ r2+…+ rn) / (r1x r2x…x rn). Les résistances doivent être toutes différentes les unes des autres et leur valeur choisie de telle sorte que la combinaison de ces n résistances ait une résistance équivalente Requnique et représentative des n goupilles enfoncées en position fermée. Dans cette configuration, le transpondeur sera activé si et seulement si la bonne résistance équivalente est obtenue. Ce contrôle peut être fait en utilisant un ohmmètre intégré au circuit du transpondeur ou en vérifiant la bonne intensité délivrée par le circuit du système au transpondeur ou toute manière préférée par l’homme de l’art. Le conducteur électrique reliant le boitier au transpondeur aura une résistance connue et intégrée au calcul de la résistance Reqpour le transpondeur par l’homme de l’art.
Selon un mode de réalisation, le temps étant un facteur important dans les vols, une temporisation pourra être prévue dans le transpondeur qui ne transmettra l’information à l’effecteur que si les bons circuits sont électrifiés pendant un délai suffisant, ou si la bonne valeur de résistance équivalente est mesurée pendant ce délai suffisant. Cette temporisation ainsi que tout le système électronique du transpondeur et l’envoi du signal à l’effecteur ainsi que son choix seront choisis par l’homme de l’art. Le transpondeur pourra être placé par l’homme de l’art à un endroit difficilement accessible tel qu’il serait nécessaire de dépenser beaucoup d’énergie, de matériel ou de temps pour y accéder et tenter d’intervenir sur celui-ci.
Selon un autre mode de réalisation, l’alimentation de la clef est fournie par la connexion de la masse à la fiche d’un bouchon via une goupille en position fermée contre la clef. Ce bouchon sera relié ou non à une résistance en fonction du choix de l’homme de l’art.
Le système suivant l’invention est assimilable à une serrure de contact dans laquelle il n’y a pas d’élément mobile autre que les goupilles afin de limiter les coûts, d’augmenter la résistance à l’usure et de faciliter son utilisation. L’utilisateur introduit la clef dans le boitier, ce qui envoie le bon signal au transpondeur qui autorise par exemple la mise en route du véhicule. Ce système peut être associé à d’autres systèmes de sécurité déjà utilisés comme les transpondeurs à code centralisé qu’on trouve dans les systèmes mains libres par exemple.
Brève description des figures
Les figures n’ont pas toutes la même échelle pour des raisons de clarté
La illustre une représentation schématique et en perspective par la face supérieure et arrière d'un exemple de réalisation pour un système de verrouillage selon l'invention avec la clef en place,
La illustre une représentation schématique et en perspective par la face inférieure d'un exemple de clef
La est une représentation schématique et en perspective par la face supérieure et arrière d’une coupe antéro-postérieure verticale passant par plusieurs puits du dispositif avec sa clef en position
La montre un détail en vue latérale d’une coupe antéro-postérieure verticale passant par deux puits avec une goupille dans un logement de goupille de la clef et une goupille enfoncée dans son puits
La illustre les deux positions de goupilles fermant ou ouvrant le circuit électrique.
La montre un détail d’une coupe antéro-postérieure verticale passant par un puits et le contact de la fiche de masse et la clef.
La illustre une représentation schématique et en perspective par la face inférieure et arrière d'un exemple de réalisation pour un système multi contacts selon l'invention avec la clef en place et les fils électriques reliant le boitier au transpondeur et l’effecteur
La illustre une représentation schématique latérale d'un exemple de réalisation pour un système multi contacts selon l'invention avec la clef en place, une résistance par bouchon et le fil électrique commun reliant le boitier au transpondeur et l’effecteur

Claims (16)

  1. Système multi contacts composé d’un corps de boitier (3) et d’un couvercle (2) fixé au-dessus de lui formant un boitier (25) présentant un alésage sur sa face avant (39) permettant l’introduction (37) d’une clef (1) par l’utilisateur, le corps du boitier (3) étant traversé de puits (18) de haut en bas contenant chacun et dans cet ordre une goupille métallique (13) pouvant coulisser (36) dans ce puits (18) poussée vers le haut par un ressort (16) appuyé contre un bouchon (10) qui ferme ce puits (18) fixé dans la partie inférieure (24) du corps de boitier (3), cette clef (1) agissant sur les goupilles (13) venant se placer en appui sur elles dans leur logement de goupille (8) et les enfonçant en position basse ou les laissant en position haute dans leur puits (18),
    caractérisé en ce que les goupilles (13) ne sont pas en contact direct avec leur bouchon (10) en position haute formant un interrupteur ouvert (19) alors qu’elles sont en contact direct avec leur bouchon (10) en position basse formant un interrupteur fermé (20)
  2. Système multi contacts selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que le corps du boitier (3) est en matériau isolant électrique afin d’isoler électriquement chaque puits (18) et ce qu’il contient
  3. Système multi contacts selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisé en ce que les goupilles (13) et les bouchons (10) sont usinés de telle sorte qu’il puisse y avoir un contact électrique entre eux quand les goupilles (13) sont en position basse
  4. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 3,
    caractérisé en ce que les ressorts de goupille (16) sont recouverts d’un matériau isolant électrique afin d’empêcher le passage de courant électrique entre la goupille (13) et le bouchon (10) quand l’interrupteur est ouvert (19)
  5. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 3,
    caractérisé en ce qu’une rondelle (14) en matériau isolant électrique est placée entre le ressort (16) et sa goupille (13) ou entre le ressort (16) et son bouchon (10) afin d’empêcher le passage de courant électrique entre la goupille (13) et le bouchon (10) quand l’interrupteur est ouvert (19)
  6. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 3,
    caractérisé en ce que les bouchons (10) sont composés en partie coronaire (42) de matériau isolant et en partie centrale (26) de matériau conducteur
  7. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 6,
    caractérisé en ce que le corps de clef (7) est en métal
  8. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 7,
    caractérisé en ce que le couvercle (2) est en matériau isolant et qu’une fiche de masse (5) est fixé au boitier (25) de telle sorte que le corps de la clef (7) entre en contact (12) avec elle quand elle est introduite dans le boitier (25)
  9. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 7,
    caractérisé en ce que le couvercle (2) est en matériau conducteur et qu’une fiche de masse (5) est fixée à celui-ci, de telle sorte que le corps de clef (7) est relié à la masse en étant au contact du couvercle (2) quand la clef (1) est introduite dans le boitier (25) entre le couvercle (2) et le corps (3)
  10. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 9,
    caractérisé en ce que un fil conducteur électrique (38) relie chaque fiche de bouchon (11) à une borne répertoriée du transpondeur (30) de telle sorte que le transpondeur (30) reconnaisse chaque fil (38)
  11. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 9,
    caractérisé en ce qu’une résistance (40) est reliée par un pôle à la fiche de bouchon (11) ou intégrée à celle-ci ou au bouchon (10)
  12. Système multi contacts selon la revendication 11,
    caractérisé en ce que les résistances (40) sont reliées par leur autre pôle à un fil électrique commun (27) au transpondeur (30)
  13. Système multi contacts selon l’une la revendication 12,
    caractérisé en ce que le transpondeur (30) mesure la résistance équivalente présente sur le fil commun (27)
  14. Système multi contacts selon l’une des revendications 11 à 13,
    caractérisé en ce que les résistances (40) ont toutes des valeurs telles que toutes les combinaisons possibles de résistances (40) produisent une résistance équivalente unique de telle sorte que toute résistance équivalente correspond uniquement et précisément à une seule combinaison d’interrupteurs fermés (20)
  15. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 14,
    caractérisé en ce que le transpondeur (30) reconnaissant que les bons interrupteurs sont fermés (20) quand la bonne clef (1) est introduite dans le boitier (25) envoie le signal approprié à l’effecteur (32)
  16. Système multi contacts selon l’une des revendications 1 à 15,
    caractérisé en ce que le transpondeur (30) temporise avant d’envoyer le signal à l’effecteur (32)
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