Brevet FR2177579A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne un système de manoeuvre automatique de porte pivotante et pliante. Elle concerne également une porte, notamment pour véhicules de chemins de fer, comportant ce système de manoeuvre automatique. On connait des portes constituées de deux vantaux articulés l'un sur autre, le premier pivotant autour d'un axe fixe, alors que le second vantail est agencé pour pivoter autour d'un autre axe, à l'aide d'une articulation mobile dans une direction sensiblement parallèle au plan de la porte fermée et perpendiculaire aux axes de rotation des vantaux. Au moins pour les portes de dimensions modérées, la manoeuvre de chaque porte à la main est souvent considérée comme suffisante. Cependant, sur les véhicules de transport en commun, et en particulier sur les chemins de fer, il est intéressant de réaliser rapidement la fermeture de toutes les portes au moment du départ, pour des raisons de sécurité. Pour ce faire il est commode de disposer d'un système de manoeuvre automatique à commande centralisée, permettant en outre de bloquer les portes fermés, aussi longtemps que nécessaire pendant la marche du train. Souvent les portes sont bloquées en permanence en position de fermeture, sauf pendant les arrêts normaux. Bien entendu, une commande de secours plombée permet toujours aux voyageurs de manoeuvrer la porte en toutes circonstances inopinées. Dans certains systèmes connus le blocage des portes fermées est assuré par un dispositif de maintien du verrouillage mécanique, prévu aussi pour être actionné à la main lorsque le système automatique de manoeuvre n'est pas employé. Mais il est particulièrement commode, dans le cas où existe une fermeture automatique, d'assureur le blocage de la porte en maintenant effet moteur, une fois la porte fermée. On admet alors, pour des raisons de sécurité, que effort à exercer dans le sens de manoeuvre naturelle de la porte, pour vaincre cet effet de blocage, doit dépasser largement 20 kg. Dans le cas dune porte pivotante et pliante, le blocage doit s'exercer à la fois sur le deuxième vantail dans le sens transversal, et sur la charnière commune aux deux vantaux, dans une direction également transversale. On connaît des systèmes de manoeuvre variés, pour des portes pivotantes et pliantes. Les uns actionnent le premier vantail en rotation autour de son axe fixe. Les autres agissent par translation plus ou moins rectiligne, avec une course assez longue et des mécanismes souvent compliqués, outre divers dispositifs auxiliaires de renvoi de mouvement, de verrouillage, et de déverrouillage. Mais, parmi les systèmes connus, aucune réalisation simple et commode ne permet de satisfaire correctement 11 ensemble des conditions énoncées plus haut. L'invention a pour but de résoudre toutes ces difficultés, en permettant de réaliser un dispositif de manoeuvre automatique de porte pivotante et pliante, à la fois robuste, peu encombrant, simple, peu onéreux, et assurant un effort moteur important et sensiblement constant, en particulier en fin de manoeuvre de fermeture. Selon l'invention, le dispositif de manoeuvre pour une fermeture comportant un encadrement et une porte pivotante et pliante qui comprend elle-même un premier vantail articulé sur un axe fixe par rapport à ltencadrement et un second vantail articulé sur le premier vantail suivant un second axe parallèle au premier axe, ce second vantail étant en outre monté de manière pivotante autour d'un troisième axe parallèle aux deux axes précités, l'articulation du second vantail sur ce troisième axe étant montée à coulisse suivant une direction perpendiculaire aux trois axes et sensiblement parallèle au plan de la porte fermée, est caractérisé en ce qutil comporte des moyens moteurs pour appliquer au second vantail un couple de rotation autour du troisième axe, le sens de rotation de ce couple étant déterminé pour manoeuvrer la porte dans le sens désiré. En actionnant le second vantail par un couple de rotation appliqué autour du troisième axe, comme le prévoit l'invention, on évite les inconvénients signalés plus haut. Avec un mécanisme simple, cette solution permet notamment d'appliquer pendant toute la manoeuvre un couple moteur sensiblement constant à chacun des deux vantaux. Ce dispositif permet aussi, après la manoeuvre de fermeture, de disposer à la fois d'un effort transversal important au droit de la serrure, pour bloquer la porte fermée, et d'un couple important pour appuyer transversalement la charnière commune aux deux vantaux, et la maintenir en position de fermeture. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le troisième axe est matérialisé par un pivot solidaire du second vantail et portant un levier transversal. Ce pivot est lié rotativement à un chariot monté à coulisse suivant une direction parallèle au plan de la porte fermée et perpendiculaire aux trois axes des vantaux. Ce chariot porte un organe moteur de longueur variable, tel qutun vérin ou un ressort, capable d'exercer une force motrice entre un point d'attache fixé au chariot et l'extrémité du levier solidaire du pivot. Dtautres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description dtune réalisation préférée, présentée ci-après à titre d'exemple non limitatif, et par rapport aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement une porte pivotante et pliante, avec son système de manoeuvre conforme à l'invention, et son alimentation,en position ouverte, vue par dessus en plan. La figure 2 représente la porte de la figure 1, en position intermédiaire. La figure 3 représente la porte de la figure 1 en position fermée. La figure 4 représente en détail le mécanisme de manoeuvre de la porte de la figure 1, vu par dessus, en plan, dans la position ouverte, et dans la position fermée de la porte, avec arrachements partiels. La figure 5 est une vue en élévation du mécanisme de la figure 4, en coupe suivant V-V. La figure 6 est une vue schématique, analogue aux figures 1 à 3, et représente une variante de l'invention assurant automatiquement la manoeuvre d'ouverture et de fermeture de la porte avec un vérin à double effet. La porte pivotante et pliante 1, équipée d'un système de manoeuvre conforme à ltinvention, comporte deux vantaux 11 et 12 (figures 1 à 3). Cette porte 1 est montée dans un encadrement 21, 22, 23, 24 (figures 1 à 4) prévu pour se raccorder à la structure d'une voiture de chemins de fer. Les éléments 21 et 23 constituent les montants de la porte 1 et les éléments 22 et 24 des traverses horizontales reliant ces montants 21, 23. Les deux vantaux 11 et 12 possédent trois axes de pivotement. Le premier axe 14, fixe par rapport à l'encadrement 21, 22, 23, 24 relie à cet encadrement le premier vantail 11. Celui-ci est en outre articulé sur le second vantail 12, suivant le deuxième axe 15, parallèle au premier axe 14. Le deuxième vantail 12 est également monté pour pouvoir pivoter autour dtun troisième axe 16 parallèle aux deux premiers. En position de fermeture de la porte (figure 3), les trois axes 14, 15, 16 ne sont pas alignés. L'axe 14 se trouve en effet sensiblement dans le plan de symétrie longitudinale du premier vantail 11. Mais l'axe 15 de la charnière 13, reliant les deux vantaux 11, 12 est déporté en dehors du volume des deux vantaux. Cette forme dissymétrique de la charnière 13, en elle-même connue, permet de réduire l'encombrement transversal des deux vantaux 11, 12, par rapport au passage libéré par la porte ouverte, entre les deux montants 21, 23 (figure 1). La charnière dissymétrique 13, avec son axe déporté 15 (figure 3) améliore aussi le blocage positif de la porte fermée, comme on le verra plus loin. Au-dessus des deux vantaux 11, 12, se trouve une glissière à billes 4 (figures 4 et 5), montée parallèlement à la traverse 24, entre les montants 21, 23 de l'encadrement de la porte 1. La glissière 4 est un profilé rigide en acier, comportant deux ailes verticales 41, 42, dont les faces internes correspondent aux faces parallèles d'un coulisseau 49, retenu entre les deux ailes 41, 42 de la glissière 4 par deux séries de billes 43 régulièrement espacées et maintenues en place par une tôle à empreintes 44 constituant une cage pour les deux séries de billes 43. Celles-ci sont disposées sur une longueur suffisante pour permettre le déplacement du coulisseau 49 (figure 4), sur toute la longueur de la glissière 4. Sur le coulisseau 49 (figures 4 et 5) se trouve boulonné un chariot 3 constitué d'une plaque rigide en acier, en forme de trapèze allongé et disposé horizontalement. Le chariot 3 porte un roulement à billes 58 dans lequel est monté un pivot vertical 59 dont l'axe correspond au troisième axe 16 du deuxième vantail 12 (figures 1 à 3). A son extrémité inférieure le pivot .59 est assujetti à la traverse 12a du cadre supérieur de la porte 12 au moyen de la chape boulonnée 17 (figure 5). Le pivot 59 porte des cannelures longitudinales qui le rendent solidaire en rotation de la chape 17 et du vantail 12. Un levier transversal 35, monté à l'extrémité supérieure du pivot 59, est également solidaire en rotation du pivot. Le chariot 3, à son extrémité opposée au roulement 5 3 et à l'axe 16, porte une articulation 32, solidaire d'un vérin pneumatique 31 à simple effet, dont l'articulation 32 permet le débattement angulaire, dans un plan parallèle à celui du chariot 3. Le vérin 31 comporte un piston interne 33 solidaire d'une tige motrice 34 dont l'extrémité est reliée par un axe à rotule 36 à l'extrémité libre du levier 35, solidaire du pivot 59. Pour l'alimentation du vérin 31, une canalisation d'air comprimé 25 (figure 1, 2, 3) est reliée au réseau de la voiture, au-dessus de la traverse 24 . Sur la canalisation 25, de l'amont vers l'aval, sont montés successivement un robinet d'isolement 26, une électro-vanne à deux positions 27 et un robinet de secours 28. le robinet 26 permet de couper l'alimentation du vérin à air comprimé 31. Dans une première position, l'électro-vanne 27 assure l'isolement de la partie amont de la canalisation et la mise à l'atmosphère de la partie aval, par le tube d'échappement 27a. Le robinet de secours 28 assure normalement le fonctionnement libre de la canalisation située en aval de l'électro-vanne 27. Mais la manoeuvre de la poignée de secours 28b du robinet 28 isole la partie de la canalisation en amont de ce robinet, et met en communication avec l'atmosphère le vérin 3t (échappement 28a). Le robinet de secours 28 est relié au vérin à air comprimé 31 par une canalisation flexible 29 de forme hélicoldale dont l'axe des spires est sensiblement parallèle à la glissière 4 qui définit le mouvement transversal du vérin 31. Cette canalisation hélicoldale 29 aboutit à l'orifice 38 communiquant avec le volume interne du cylindre du vérin. En position d'ouverture de la porte, le piston 33 du vérin se trouve rapproché de l'orifice 38 (figure 1) et éloigné de l'autre orifice 39, correspondant à l'autre face du piston. Cet orifice 39 est en libre communication avec l'atmosphère. On va maintenant exposer le fonctionnement de la porte 1 manoeuvrée par le dispositif qui vient d'être décrit. Lorsque la porte 1 est en position d'ouverture (figure 1), les deux vantaux pivotants 11, 12 sont accolés l'un sur autre, contre le montant 21. Le robinet d'isolement 26 de la canalisation dtair comprimé 25 est ouvert. L'électro-vanne 27 est en position de repos, isolant la partie amont de la canalisation d'air comprimé, et mettant la partie aval du cireuit en communication avec l'atmosphère par l'orifice d'échappement 28a. Le robinet de secours 28 est en position de repos, assurant la libre communication dans le circuit aval de l'électro-vanne 27 et isolant son propre orifice d'échappement 28a. Pour fermer la porte 1, on actionne ltélectro-vanne 27 (localement ou à distance). Ltair comprimé parvient à la canalisation hélicoidale 29 et à l'orifice d'admission 38 du vérin 31. Le piston 33 se déplace dans le cylindre, chassant par l'orifice 39 l'air contenu de l'autre côté du piston 33. Repoussée par le piston 33, la tige 34 du vérin actionne l'extrémité 36 du levier 35 qui fait tourner autour de 11 axe 16, et dans le sens de la flèche f la chape 17 et le second vantail 12. Celui-ci se déplace vers le montant 23, entraînant la partie libre du premier vantail 11, relié au vantail 12 par la charnière 13, d'axe 15. Le déploiement vers le montant 23 des deux vantaux 11, 12 repousse dans le même sens le chariot 3, solidaire du second vantail 12 par le pivot d'axe 16 et la chape 17. La distance entre les axes 14 et 16 augmente avec le déploiement des48deux vantaux 11, 12 vers le montant 13. Le pivot 59 suit la fente/dans latraverse 24 (Fig.5). Agissant par effet de rotation sur le pivot 59, solidaire du second vantail 12, suivant le troisième axe 16 (figures 4 et 5) le vérin 31 permet en déplacement continu de terminer la fermeture de la porte 1 (figure 3). Dans cette position de fermeture de la porte les vantaux 11 et 12 se trouvent dans le prolongement l'un de l'autre et ferment entièrement le passage entre les montants 21 et 23. En fin de fermeture, des pênes 19 disposés verticalement à l'extrémité libre du vantail 12 stengagent automatiquement dans des trous de retenue 19a des traverses supérieure et inférieure 22 et 24, pour assurer, d'une manière connue, le verrouillage mécanique de la porte en position fermée. La stabilité de la charnière 13 dans cette position est assurée par la forme dissymétrique de cette charnière, formant butées et par effet moteur du vérin 31 qui appuie sur cette butée. Tant quton maintient la pression d'air comprimé sur le piston 33, la porte 1 se trouve bloquée en position de fermeture. En effet, le couple exercé par le vérin 31 sur deuxième vantail 12 maintient en position d'appui la charnière dissymétrique 13. Le couple-moteur ainsi maintenu sur le pivot 59 dans le sens de la fermeture stoppose à l'effort transversal luron pourrait appliquer sur la charnière 13, ou sur les vantaux 11 ou 12, pour essayer d'ouvrir la porte à la main, après avoir déverrouillé les pênes 19 à laide de la poignée intérieure la. De même, le couple de blocage appliqué sur le pivot 59 dtaxe 16, en plus de l'effet dtarc-boutement des deux vantaux 11 et 12 alignés par la charnière 13, se traduit, au droit de la poignée intérieure 18a ou de la poignée extérieure lb par un effort transversal qui empêche d'écarter le vantail 12 par rapport au montant 23 dans le sens de l'ouverture. Dès qu'on cesse dtagir sur l'électro-vanne 27, pour maintenir la porte bloquée après sa fermeture, la canalisation d'air comprimé 25 se trouve isolée, et l'orifice 38 du vérin est mis en communication avec l'atmosphère par l'orifice de purge 27a. On peut alors ouvrir la porte 1 à la main sans effort excessif pour l'amener à nouveau dans la position de la figure 1. Bien entendu, le robinet de secours 28 permet d'ouvrir à la main la porte 1 en toutes circonstances, en isolant la canalisation d'alimentation 25 et en mettant en libre communication avec l'atmosphère l'orifice 38 du vérin 31. Les valeurs numériques suivantes peuvent être citées pour la réalisation préférée quton vient de décrire - Diamètre interne du vérin 31 : 60 mm - Course utile : 95 mm - Pression de l'air d'alimentation : 7 bars - Poussée transversale 'a vaincre sur la la poignée intérieure lta ( porte fermée) : 40 kg (environ) - Largeur du premier vantail 11 : environ 280 mm - Distance entre les axes 14 et 15 : 265 mm - Largeur du second vantail 12 : environ 6to mm - Distance entre les axes 15 et 16 : 235 mm - Distance entre les axes 36 et 16 (Longueur utile du levier 35) : 70 mm Parmi les variantes possibles de l'invention, une autre réalisation avantageuse (figure 6) permet d'effectuer automatiquement la fermeture et l'ouverture de la porte 1, au moyen d'une électro-vanne 127 à deux positions, analogue à l'électro- vanne 27 qu'on vient de décrire, et dtun vérin à air comprimé analogue au vérin 31, mais agencé pour fonctionner à double effet. Dans cette variante avantageuse de l'invention, le vérin 3lest monté de manière différente de celle des figures 1 à 5, par inversion du levier transversal 35, pour que la fermeture de la porte corresponde à l'enfoncement de la tige 34 dans le cylindre 31. L'orifice 39 est alimenté en air comprimé pour les deux positions de ltélectro-vanne 127. Dans une première position l'orifice 38 est mis en libre communication avec ltatmosphère par l'échappement 27cet la tige 34 subit donc un effort d'enfoncement permanent qui bloque la porte en position de fermeture. Dans la seconde position de ltélectro-vanne, l'autre partie du vérin (orifice 38) est également alimentée en air comprimé. La tige 34 subit donc un effort prépondérant dans le sens de ltouverture, puisque la section de la tige 34 du piston 33 contribue à réduire l'effort utile appliqué au vérin par l'air comprimé introduit par l'orifice 39 du côté de la tige 34, alors que la pleine section du cylindre 31 intervient pour l'air comprimé admis du côté de l'orifice 38. Autrement dit, la porte 31 est alors prête à s'ouvrir automatiquement dès quton agit sur la poignée intérieure 18a ou sur la poignée extérieure lSb, pour déverrouiller les pênes 19 engagés dans les trous l9a. Dans ce cas, le robinet de secours commandé par la poignée 28b est dédoublé en deux parties 128 respectivement associées aux orifices 38 et 39 du vérin. Si ltélectro-vanne 127 est ramenée en première position, l'orifice 38 est mis en communication avec l'atmosphère par l'échappement 27a. Seul 11 orifice 39 reste alimenté. La porte 1 se ferme sous l'action de la tige 34 qui s'enfonce dans le vérin 31, et maintient la porte bloquée en position de fermeture, jusqutà la prochaine ouverture automatique commandée, par mise en seconde position de ltélectro-vanne 127. On voit que ce dispositif assure à la fois le blocage pneumatique de la porte en position fermée, et son maintien en position ouverte. On peut aussi réaliser une autre variante (non représent de l'invention, assurant le déverrouillage automatique de la porte 1. Pour ce faire le levier 35 est agencé avec un débattement angulaire sur le pivot du second battant 12 (axe 16). La came correspondante sert à actionner dans le sens de 11 ouverture un linguet qui manoeuvre la serrure 18, pour libérer les pênes 19 du vantail 12, avant que celui-ci ait commencé à être sollicité en rotation. Bien entendu, l'invention n?est pas limitée aux réalisations quton vient de décrire, à titre d'exemples non limitatifs, et on peut y apporter de nombreuses variantes sans sortir du domaine de l'invention. REVEND SCAT IONS 1. Dispositif de manoeuvre pour une fermeture comportant un encadrement et une porte pivotante et pliante qui comprend ellemême un premier vantail articulé sur un axe fixe par rapport à l'encadrement et un second vantail articulé sur le premier vantail suivant un second axe parallèle au premier axe, ce second vantail étant en outre monté de manière pivotante autour d'un troisième axe parallèle aux deux axes précités, l'articulation du second vantail sur ce troisième axe étant montée à coulisse suivant une direction perpendiculaire aux trois axes et sensiblement parallèle au plan de la porte fermée, caractérisé en ce qu?i1 comporte des moyens moteurs pour appliquer au second vantail un couple de rotation autour du troisième axe, le sens de rotation de ce couple étant déterminé pour manoeuvrer la porte dans. le sens désiré. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le troisième axe est matérialisé par un pivot solidaire du second vantail et portant un levier transversal, et en ce que les moyens moteurs sont montés entre ce levier et un second point d'attache solidaire en translation du troisième axe. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens moteurs sont constitués par un organe de longueur variable, tel qu'un vérin ou un ressort, capable d'exercer une force motrice entre ses deux points d'attache. 4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qutil comporte un chariot monté à coulisse suivant une direction sensiblement parallèle au plan de la porte fermée et perpendiculaire aux trois axes des vantaux, ce chariot portant l'articulation du second vantail sur le troisième axe et les moyens moteurs associés au levier. 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le chariot porte un vérin à fluide moteur, ce vérin étant relié à l'une des extrémités d'une canalisation d'alimentation dont 11 autre extrémité est fixée à l'encadrement de la porte. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la canalisation est flexible, de forme hélicoîdale, l'axe des spires de cette canalisation étant disposé dans une direction sensiblement parallèle à la direction de déplacement du chariot. 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 5, destiné à la fermeture automatique d'une porte susceptible dtêtre ouverte manuellement, caractérisé en ce qu'il comporte un vérin pneumatique à simple effet relié à une source d'air comprimé par un robinet à deux positions, l'une de ces positions correspondant à l'alimentation du vérin en air comprimé dans le sens de fermeture de la porte, et l'autre position à la mise à ltatmos- phère du vérin pour 11 ouverture de la porte à la main. 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 3 à 5, destiné à la fermeture et à ltouverture automatiques d'une porte pivotante et pliante, caractérisé en ce qutil comporte un vérin pneumatique à double effet, dont la tige traverse seulement une des deux parties du volume du cylindre divisé par le piston, ce vérin étant relié à une source d'air comprimé par un robinet à deux positions dont la première position correspond à l'alimentation en air comprimé de la sortie du cylindre traversée par la tige de piston et à la mise à l'atmosphère de l'autre partie du cylindre, et dont la deuxième position correspond à l'alimentation simultanée des deux parties du cylindre. 9. Porte, notamment pour véhicule de chemins de fer, caractérisé en ce qutelle comporte un dispositif de manoeuvre automatique conforme à l'une des revendications 1 à 8.