Brevet FR2136842A1 — publié le 19721229

'invention concerne un dispositif de manoeuvre automatique, à l'ouverture et à la fermeture, d'un élément d'obturation tel que porte, fenêtre, etc. ; elle concerne, également, une application de ce dispositif par ia manoeuvre de portes coulissantes, notamment, partes a' simple ou double vantail. Les dispositifs de manoeuvre automatique connus réalisent la manoeuvre gracie à des moyens d'entratnement à double sens d'action, par exemple, moteur électrique réversible qui travaille à la fermeture comme à l'ouverture. A ces moyens de manoeuvre habituels sont adjoints des moyens de manoeuvre de sécurité permettant en cas de panne des premiers moyens d'engendrer automatiquement lfouvertu- re de la porte, comme ltesige la réglementation française pour les portes coulissantes des locaux recevant du public. Ces dispositifs ont plusieurs inconvénients. L'un dieux réside dans leur prix de revient élevé, provenant de la présence de ce système accessoire de sécurité qui accroft sensiblement la complexité de l'ensemble ; c'est à ce point vrai que, très fréquem, ment, ce système de sécurité est omis, ce qui, en cas de panne, peut entraîner de graves accidents. Pour des locaux recevant du pu- blic, l'omission de ce système de sécurité est une faute puisque le dispositif de manoeuvre ntest plus réglementaire. En outre, les systèmes de sécurité accessoires oui équipent les dispositifs classiques, ne sont utilisés que très rarement : uniquement en cas de panne. En conséquence, si ces systèmes sont déficients on ne s'en aperçoit que dans des circonstances où précisément l'on aurait besoin de ce système et où sa déficience engendre un risque important. De plus, ces dispositifs ne répondent pas à la totalité de la réglementation qui veut que ces portes libèrent la baie "en cas de défaut d'énergie ou de défaillance méca nique". Par ailleurs, les systèmes classiques sont obligatoirement équipés d'ensembles moteurs à double sens de marche puisque ces derniers doivent réaliser à la fois la fermeture et l'ouverture re de la porte. La présente invention vise à fournir un dispositif automatique d'ouverture et de fermeture d'un élément d'obturation, doté d'une sécurité intégrée provenant de sa conception même et donnant la faculté d'utiliser des ensembles moteurs à simple sens de marche. A cet effet, le dispositif selon l'invention comprend - des moyens d'ertratnement, à la fermeture, de l'été ment d'obturation, associés à des moyens d'arrêt en fin de course fermeture - des moyens d'accumulation d'énergie mécanique associés à l'élément d'obturation, par exemple ressort élastique, contrepoids, etc., lesdits moyens étant appelés à s'armer sous l'action des moyens d'entrainement lors de la fermeture de l'élément d'obturation et à entraîner, à la commande, l'ouverture de cet élément en libérant l'énergie emmagasinée lors de l'armement - des moyens de blocage de l'élément d'obturation, propres à bloquer ou libérer ledit élément et susceptibles d'entre aotionnés par des moyens de manoeuvre - des moyens de commande d'ouverture, destinés, par l'aotion des moyens de manoeuvre sur les moyens de blocage, à engendrer la libération de l'élément d'obturation qui se trouve, alors, en tratné par action des moyens d'accumulation précités - enfin, des moyens de commande de fermeture susceptibles d'engendrer la mise en marche des moyens d'entratnement et la manoeuvre des moyens de blocage en vue d'immobiliser la porte en fin de course fermeture. Ainsi, les moyens d'entratnement ne réalisent que la fermeture de l'élément d'obturation. On peut, donc, utiliser un ensemble moteur à sens unique de marche. L'ouverture, quant à elle, est réalisée,aussi bien en utilisation normale qu'en cas de panne, par les moyens d'accumulation d'énergie mécanique qui ont été armés lors de la fermeture précédente par les moyens d'entratnementO Notons que ces moyens d'accumulation qui contribuent donc à la sécu- rité du dispositif sont testés à chaque opération d'ouverture. Les moyens de manoeuvre sont, avantageusement constitués, par un électro-aimant lequel, sous tension, entratne le blocage de l'élément d'obturation et, hors tension, la libération de celui-ci. En cas de panne, l'électro-nimnnt n'est plus alimenté et, si la porte (ou plus généralement l'élément d'obturation) se trouve en position fermée, les moyens d'accuzulation mécanique provoquent son déblocage et son ouverture. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens d'entratnement à la fermeture sont constitués par un moteur électrique accouplé à un ensemble de transmission irréversible, monté en bascule grâce à des moyens d'articulation. les moyens de blocage sont alors formés par un pignon, solidaire de l'ensemble moteur et mu par ce dernier ; ce pignon est apte à s'accoupler ou désaccoupler sous l'effet du basculement du moteur avec un organe denté solidaire de l'élément d'obturation : le basculement du moteur est engendré par la mise sous tension de l'électro-aimant, déclenchée par les moyens de commande de fermeture. Notons que ce mode de réalisatior va dans le sens de la sécurité. En effet, en cas de défaillance 4R. moteur ou de l'élec- tro-aimant ou bien en cas d'usure du pignon ou de l'organe denté, l'ouverture se produit automatiquement et met en évidence la présence d'une défaillance.De plus, ce dispositif permet le verrouillage normal de l'élément d'obturation au noyen d'une serrure traditionnelle sSns inconvénient an cas d'action ultérieure par exemple sur le dispositif de commande d'ouverture. il est enfin à noter que l'armement de l'accumulateur modère la vitesse au moteur qui, le cas échéant, n'aura plus besoin de bénéficier de deux vitesses de rotation comme dans les dispositifs classiques : le système de ré- gulation en est très notablement simplifié. Il est, également possible, selon un autre mode de réalisation, d'accoupler le moteur électrique à des moyens d'embrayage électromagnétiques qu remplacent l'électro-aimant précité et le montage en bascule de l'ensemble moteur. En outre, le circuit d'alimentation du moteur est, avantageusement, asservi à l'électro-aimant, de façon à entre ouvert pour l'étant de repos dudit électro-aimant (non traversé par un courant électrique). Ainsi, le moteur ne peut démarrer qWe, l'c'lectro- aimant étant sous tension, lorsque le pignon est en Lise avec l'or- gane denté solidaire de l'élément d'obturation. On évite un engrènement brutal de ce pignon avec cet organe et des usures prématurées de ces éléments. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut être équipé d'un système électrique d'auto-maintien, susceptible de maintenir ouvert le circuit de ltélectro-aimant pendant toute l'ou- verture de l'élément d'obturation ; ce système comprend un contact de fin de course ouverture, appelé à remettre le circuit de l'éleo 'ro-aimnnt dans son état de fonctionnement seulement lorsque l'élé- ment d'obturation est entièrement ouvert. On élimine ainsi la possibilité d'un engrènement du pignon an cours d'ouverture : un tel engrènement risquerait d'entratner des détériorations du dispositif. De plus, le dispositif peut accessoirement entre doté de moyens de ralentissement progressif, réglés pour agir sur l'organe dtobturation pendant la dernière phase d'ouverture ; ces moyens peuvent, par exemple, autre pneumatiques. L'invention s'étend à l'application du dispositif ci-desaus décrit pour la manoeuvre d'une porte coulissante ; dans le cadre de cette application, les moyens de blocage sont constitués par un pignon solidaire du moteur et par une crémaillère solidaire de la porte et avec laquelle ledit pignon est susceptible de venir en prise. Bn outre, dans ce cas, les moyens dlaccurm;ilation d'énergie mécanique constitués, en particulier, par des moyens élastiques de rappel sont, de préférence, associés à la porte coulissante par l'intermédiaire d'un organe de démultiplication apte à permettre une course importante de la porte coulissante pour des allongements réduits desdits moyens élastiques. On prolonge, ainsi, considérable- ment la durée de vie de ces moyens élastiques en ne leur faisant subir que des allongements relatifs réduits. Remarquons quten cas de vieillissement il est peu cofteux de changer ceux-ci. l'organe de démultiplication précité peut très simplement Entre constitué par une première poulie, sur le pourtour de laquelle s'enroule un premier cible de transmission lié à la porte coulissante ; un autre cible de transmission lié aux moyens élastiques de rappel vient s 1enrouler sur une seconde poulie de diamètre inférieur, solidaire de la première ; cette seconde poulie peut présenter la forme d'un tronc de cône, en vue de déterminer une démultiplication de rapport variable selon la position du cible sur cette poulie.Cette démultiplication variable au cours de l'ouverture pourra permettre de régulariser la vitesse de la porte en compensant l'affaiblissement en fin d'ouverture de la puissance des moyens élastiques ; elle pourra également -en enroulant le cible en permutant la disposition des spires par rapport au cas précédent- fournir une plus grande nervosité au démarrage et une plus grande douceur en fin de course. L'invention ayant été exposée dans sa forme générale, la description qui suit, en référence au dessin annexé, en présente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation qui permettra de mieux comprendre ses caractéristiques, buts et avantages ; sur ce dessin, la figure représente, en perspective avec arraché partiel, un dispositif de manoeuvre automatique d'une porte coulissante à simple vantail. Le dispositif décrit à titre d'exemple, est intégré dans un profilé 1 en vue de former un ensemble compact prat à poser en linteau au-dessus d'une porte telle que 2. Cette porte a été repré3entée sur la figure dans une position proche de l'ouverture. les flèches 2 et O indiquent respectivement les sens de fermeture et d'ouverture. La porte 2 est suspendue à un système de rails 7, le long duquel elle a la faculté de coulisser par exemple grâce à des galets de soutien ; elle est solidaire d'une crémaillère 4, disposée dents vers le bas et avec laquelle un pignon 5 est susceptible de venir engreneur. le pignon 5 est monté sur l'arbre tournant d'un ensemble moto-réducteur 6 irréversible : ce pignon peut tourner dans le sens de la flèche indiquée sur la figure ; ce sens correspond à un déplacement de la porte vers la fermeture. Dans l'autre sens, le pignon 5, lorsqu'il se trouve en prise avec la crémaillère 4, fait office de cliquet d'arrtt, interdisant tout déplacement de la porte vers la position d'ouverture (de gauche à droite sur la figure). Notons que le moteur de l'ensemble 6 peut être un moteur électrique du type non universel (monophasé ou triphasé) ; au prix de quelques modifications à la portée d'un homme de l'art, ce moteur pourrait autre un moteur linéaire à champ glissant sans dispo 3itif d'inversion de sens de marche. De plus, l'ensemble 6 est articulé sur une chape 7 qui lui permet de basculer dans un plan parallèle à la porte entre deux positions d'arr8t ; pour l'une, le pignon 5 est en prise avec la crémaillère 4, pour l'autre il est libéré de celle-ci. l'ensemble 6 est équilibré sur ses pivots de façon que, au repos (non soumis à une force extérieure), il prenne naturellement cette dernière position. Le basculement de 1 'ensemble 6 est engendré par un électroaimant 8 susceptible d'attirer un bras 9 lié à l'ensemble 6. Xn outre, le circuit d'alimentation du moteur comprend un contact 10 appelé à ouvrir ce circuit lorsque l'électro-aimant 8 est hors tension et, au contraire, à autoriser sa fermeture lorsque cet électro-aimant sous tension attire le bras 9. Par ailleurs, la porte 2 est liée à un câble 11, enroulé dans la gorge d'une poalie 12 et fixé en bout à celle-ci. Cette poulie comporte un moyeu conique 13 autour duquel est appelé à s'enrouler un autre câble 14, fixé en bout à celui-ci et relié à son extrémité libre à ur ressort 15 accroché par l'intermédiaire d'un organe de tension 16 au profilé 1. Pour être complets, mentionnons un rupteur de fin de course fermeture 17 qui, sous l'action de la porte, ouvre le circuit d'alimentation du moteur, une boite classique de commande 18 contenant transformateur, relais, temporisateurs et régulation et assurant le déclenchement de la fermeture en fin de course ouverture, enfin un dash-pet 1Ç qui, en fin d'ouverture, amortit l'action du ressort 15. L'alimentation en énergie électrique est, en l'exemple, réalisée par le secteur. 'le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant. Supposons la porte fermée à un instant donné (donc située à gauche sur la figure) : l'électro-aimant 8 est sous tension et le pignon 5 en prise avec la crémaillère 4 bloque la porte ; le ressort 15 est tendu. La commande d'ouverture qui peut btre un tapis contacteur, ouvre le circuit de l'électro-aimant 8 lequel, mis hors tension, relâche le bras 9 et autorise le basculement de l'ensemble 6 : le pignon 5 libère la crémaillère et la porte coulisse vers la droite (ouverture) sous l'action du ressort 15 qui se détend. Notons que l'extension du ressort est très réduite par la poulie de démultiplication 12 qui permet d'éviter une détérioration trop rapide de celui-ci en raison d'allongements importants. la conicité du moyeu 13 sur lequel est enroulé le cible 14 comme repréenté sur la figure, engendre un rapport de démultiplication décroissant depuis le démarrage jusqu'en fin de course : le démarrage est donc réalisé avec une nervosité importante, la vitesse de la porte s'affaiblissant ensuite jusqu'en fin de course. Tt'arrBt fectue en douceur gracie au dash-pot 19. En fin d'ouverture, la boite de commande 18 referme le circuit d'alimentation de l'électro-aimant 8 et celui du moteur 6 toutefois la mise en marche de ce moteur ne peut se produire que lorsque le contacteur 10 s'est à nouveau fermé sous l'action de l'électro-aimant, c'est-à-dire lorsque le pignon 5 se trouve correctement en prise avec la crémaillère 4 : on évite ainsi des engrènements brutaux de ce pignon et une usure prématurée. La rotation du pignon 5 produit le déplacement de la porte vers la gauche (fermeture), déplacement au cours duquel s'effectue le réarmement du ressort 15. En fin de course fermeture, le rupteur 17 coupe l'alimentation du moteur : la porte s'arr8te, mais l'électro-aimant restant sous tension, elle reste en place bloquée par le pignon 5 en prise avec la crémaillère 4.Un nouveau cycle est prêt à commencer, Si accidentellement une panne intervenait, l'électro-ai mant 8 relAcherait le bras 9 en raison de l'interruption de son alimentation et, la crémaillère 4 étant libérée du pignon de bloca ge 5, le ressort 1 5 serait à mime de provoquer l'ouverture de la porte. Un tel dispositif, de par sa conception même, assure lui mame le rôle de système de sécurité, sans qu'il soit besoin de prévoir un appareillage spécial qui, dans les dispositifs classiques, est nécessaire pour remplir les conditions réglementaires de vécu, rité. Cet appareillage spécial accroît le prix de revient de 1 'ins- lallation et, de plus, n'est testé qu'en cas de panne ce qui se révèle dangereux comme il a été dit. Au contraire, la sécurité du dispositif selon l'invention est testée à chaque ouverture puisque cette sécurité et ce dispositif ne font qu'un. Un tel dispositif permet d'utiliser des ensembles moteurs à simple sens de marche qui n'exigent pas la présence de circuits d'inversion de marche et d'organes de variation de vitesse, qui sont, dans la pratique, encombrants, bruyants et cofteus ; en particulier dans le cas des moteurs linéaires. L'invention ayant, maintenant, été exposée et son intérêt justifié sur un exemple détaillé, le demandeur s'en réserve l'ex- clusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENDICATIONS I - Dispositif de manoeuvre automatique, à l'ouverture et à la fermeture, d'un élément d'obturation tel que porte, fenêtre, etc..., ce dispositif com prenant - un moteur d'entraînement, à la fermeture, de l'élément d'obturation, associé à des moyens d'arrêt en fin de course fermeture - des moyens d'accumulation d'énergie mécanique associés à l'élu ment d'obturation, par exemple ressort élastique, contrepoids, etc..., lesdits moyens étant appelés à s'armer sous l'action du moteur électrique lors de la fermeture de l'élément d'obturation et à entraîner, à la commande, I'ouverture de cet élément en libérant l'énergie emmagasinée lors de l'armement ; - des moyens de blocage de l'élément d'obturation, propres à bloquer ou libérer ledit élément ;; - des moyens de commande d'ouverture, destinés à engendrer la libération des moyens de blocage et, donc, celle de l'élément d'obturation, lequel se trouve, alors, entraîné par action des moyens d'accumulation précités ; - des moyens de commande de fermeture, susceptibles d'engendrer la mise en marche du moteur électrique et la manoeuvre des moyens de blocage en vue d'immobiliser l'élément d'obturation en fin de course fermeture ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que - le moteur est accouplé à des moyens de transmission irréversibles, conférant à l'arbre de sortie la possibilité de tourner dans un seul sens de rotation correspondant à la fermeture de l'élément d'obturation ;; - l'arbre de sortie précité est accouplé à un embrayage électromagnétique, commandé par les moyens de commande précités, cet embrayage étant embrayé lorsqu'il est mis sous tension et débrayé lorsqu'il est mis hors tension ; - l'embrayage précité est accouplé, à sa sortie, à un organe de transmission du mouvement à l'élément d'obturation, lequel organe, à côté de cette fonction de transmission de la rotation du moteur, fait office, pendant l'arrêt de celui-ci, de moyens de blocage propres à bloquer ou à libérer l'élément d'obturation selon que l'embrayage est embrayé ou débrayé. 2- Dispositif de manoeuvre automatique selon la revendication I caractérisé en ce que l'organe de transmission précite est constitué par un pignon en prise avec un organe denté solidaire de l'élément d'obturation, ledit pignon étant susceptible d'être accouplé avec le moteur ou désaccouplé de celui-ci par les moyens d'embrayage. 3- Dispositif de manoeuvre automatique selon l'une des revendications 1 ou 2 utilisé pour la manoeuvre d'une porte coulissante et dans lequel les moyens d'accumulation d'énergie mécanique sont constitués par des moyens élastiques de rappel associés à la porte coulissante par l'intermédiaire d'un organe de démultiplication, ledit dispositif étant caractérisé en ce que l'organe de démultiplication est constitué par une poulie, sur le pourtour de laquelle est destiné à s'enrouler un premier câble de transmission lié à la porte coulissante, un autre câble de transmission lié aux moyens élastiques de rappel étant susceptible de s'enrouler sur une poulie de diamètre inférieur, solidaire de la première. 4- Dispositif de manoeuvre automatique selon la revendication 3 caractérisé en ce que la seconde poulie précitée présente la forme d'un tronc de cône déterminant une démultiplication de rapport variable selon la position du câble sur ce tronc de cône.