Brevet FR2318296A1 — publié le 19770211

La présente invention est relative à des perfectionnements aux dispositifs d'ouverture d'exutoires de fumées et de chaleur, principalement utilisés en combinaison avec une retenue fusible de ces exutoires, ainsi que différents systèmes de détection de fumées et de chaleur, déclenchant l'o werture automatique de ces exutoires en cas d'incendie. Dans la technique actuelle de la construction, les exutoires de fumées et de chaleur sont exigés de plus en plus fréquemment, avec des performances de plus en plus rigoureuses, par les compagnies d'assurances assistées par les organismes de contrôle de qualité, ce qui pose de nombreux problemes aux constructeurs. En effet, une telle ouverture doit pouvoir se réaliser dans n'importe quelle condition, meme lorsque l'exutoire est recouvert dtune épaisse cotl- che de neige ou de glace, ou lorsque des objets divers sont tombés sur l'exutoire et en entravent l'ouverture. C'est pourquoi l'on est obligé de prévoir des dispositifs très puissants en vue de réaliser une telle ouverture, malgré des obstacles imprévisibles. Ces dispositifs doivent donc instantanément mettre en oeuvre une puissante force qui doit être maintenue pendant toute llou- verture de l'exutoire, et être totalement amortie en fin de course. La puissance des dispositifs ainsi mis en oeuvre a donc nécessité le renforcement et la consolidation systématique de toutes les parties constituantes des exutoires afin de résister aux tensions maximales en position fermée, et d'amortir totalement ces forces en position ouverte. Ces problèmes ont conduit à la réalisation d'exutoires lourds et com- pliqués dans lesquels les puissantes forces maintenues sous tension se développaient en permanence dans toutes les parties constituantes de l'appareil d'exutoire ainsi également maintenues sous tension permanente, ces pressions élevées étant exercées en permanence sur les flancs de costières, sur le chassis ouvrant et sur les charnières, en particulier, le tout devant être particulièrement robuste, rendant très élevé le cout total de l'exutoire. En outre, étant donné la complexité de ces mécanismes, les risques de panne ou de fonctionnement non satisfaisant sont nombreux. La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients et ap porte une solution très simple et très économique à ces problèmes en prévoyant la réalisation du dispositif d'ouverture en un mécanisme compact et complète- ment autonome dans lequel toutes les tensions des forces d'ouverture sont rassemblées et compensées excluant complètement toute tension dans les autres é1é- ments constituant l'exutoire, ce qui permet la réalisation de celui-ci en matériaux beaucoup plus légers tels que l'aluminium de faible épaisseur et les matières plastiques.Elle permet une fabrication en série très facile de dispositifs autonomes (kits), abaissant considérablement le coût des mécanismes d'ouverture, qui peuvent être ensuite tlVs facilement installés dans des ian- terneaux existants, transformant ainsi en exutoires automatiques de fumMes et de chaleur, de simples lanterneaux qui n'ont pas du tout été conçus pour cela, tout en réalisant une efficacité fonctionnelle optimale en même temps qu'un résultat esthétique de type résidentiel. Le dispositif suivant l'invention se caractérise principalement en ce qu'il forme une unité complète et indépendante qui s'intègre entre le châssis dormant et le châssis ouvrant de l'exutoire, et qutil est constitué d'au moins un bras fixe formant bâti et d'au moins un bras pivotant, articulé par un mécanisme à grande puissance, compact et autonome, dans lequel la force d'ouverture ne s'appuie pas sur la partie dormante de l'exutoire, mais uniquement sur le bras fixe et ne s'applique pas directement sur la partie ouvrante de l'exutoire mais uniquement sur le bras pivotant. Cette force est transmise à l'extrémité de celui-ci par un élément extensible pour s'exercer uniquement sur une charnière fixée sur le châssis ouvrant et située au seul point de rencontre de celui-ci avec le prolongement du bras pivotant, la retenue du bras pivotant pour maintenir l'exutoire en position fermée étant prévue au moyen d'au moins un crochet pivotant, dont le déverrouillage est commandé par divers moyens de traction, parmi lesquels un levier pivotant maintenu en position de retenue par un électro-aimant, la force d'ouverture de l'exutoire étant puissante au démarrage pour être amortie en fin de course. L'invention sera mieux comprise en se reportant å la description en même temps qu'aux dessins annexés qui représentent uniquement à titre d'exem ples des modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un dispositif autonome ayant fonctionné et ouvert l'exutoire de fumées et de chaleur; - la figure 2 représente schématiquement le développement progressif de la pièce coulissante du bras pivotant au cours de l'ouverture de l'exutoire;; - la figure 3 représente schématiquement deux modes préférentiels de crochets pivotants mettant en évidence le plan approximativement vertical, perpendiculaire au plan vertical de l'ensemble du dispositif autonome, dans lequel travaillent les forces de retenue et passant par la butée de retenue, le crochet pivotant et ltaxe de celui-ci; - les figures 4, 5, 6 et 7 représentent des coupes schématiques en élévation de dispositifs autonomes n'ayant pas fonctionné, dans lesquels les forces et tensions sont toutes rassemblées et compensées à l'intérieur du dispositif autonome, à l'exception de la figure 6 dont le bâti est divisé en deux parties; - la figure 4 représente schématiquement un mode de réalisation utilisant un ressort comme force d'ouverture, et un piston à gaz ou à liquide comme frein amortisseur, et ensuite comme force de refermeture;; - la figure 5 représente schématiquement un mode de réalisation utilisant un piston à gaz couine force d'ouverture, commande manuellement et par électro armant; - la figure 6 représente schématiquement un mode de réalisation particulier-pour des unités de très petites dimensions, ne nécessitant qu'une force d'ouverture proportionnellement fort réduite, et comportant un bras pivotant et deux bras fixes; - la figure 7 représente schématiquement un mode de réalisation pour des unités de grandes dimensions, nécessitant une force d'ouverture beaucoup plus puissante, et comportant un bras fixe et deux bras pivotants;; - les figures 8, 9, 10 et 11 représentent des sections schématiques cor -respondant aux coupes représentées par les figures 4, 5, 6 et 7, et mettant en évidence le caractère compact des différents dispositifs autonomes ainsi que les plans verticaux, parallèles et rapprochés dans lesquels travaillent toutes les forces et tensions qui sont rassemblées dans ces dispositifs; - la figure 12 représente schématiquement deux modes de réalisation pré- férentiels de cownande.manuelle d'ouverture de l'intérieur comme de I'extérieur. En se reportant au dessin, un exutoire comporte une costière 1 fixée à demeure sur l'ouverture du toit par un bord périphérique 2 et dont les flancs 3 sont surmontés par un rebord 4 dont un côté supporte les charnières 5 sur lesquelles pivote un élément 6 dtobturation de l'ouverture de l'exutoire, dont le cadre 7 supporte une charnière 8 fixée à une pièce de liaison 9 coulissant dans le bras pivotant 10 fixé en il au bras fixe 12. A celui-ci est fixé un crochet pivotant 13 qui accroche une butée de retenue 14 fixée a la pièce 9. On a ainsi fait le tour du dispositif et on comprend aisément quten y incorporant des forces d'ouvertures et de retenues, avec les commandes appropriées, on obtient une unité complète qui constitue un dispositif autonome et compact s'intégrant indifféremment dans des lanterneaux anciens ou nouveaux, dont la costière peut être meme en bois ou en matières plastiques légères. Les forces d'ouvertures sont constituées, soit par des ressorts 15 actionnant des leviers coudés 16 pivotant en 17 sur le bras fixe 72 et coulissant en 18 dans un guide sur le bras pivotant 10, comme représenté sur la figure 4, soit par des pistons à gaz 19 pivotant en 20 sur le bras fixe 12 et actionnant en 21 le bras pivotant 10, comme représenté sur les figures 5 et 6, soit par la combinaison de ces deux systèmes pour obtenir une puissance beaucoup plus grande, comme représenté sur la figure 1. L'exutoire a deux vantaux de la figure 7, comporte un dispositif d'ouverture à deux bras pivotants fixés sur un seul bras fixe qui leur est commun, et qui permet l'utilisation de ressorts beaucoup plus longs que les bras pivotants qu'ils actionnent, ce qui permet de dégager une puissance beau coup plus grande tout en garantissant une longeite plus grande des ressorts. Les pistons 19 a gaz ou à liquide des figures 1, 4 et 7 sont, suivant les besoins, soit du type pression-frein, pour augmenter la puissance initiale et amortir la fin de course, soit du type exclusivement amortisseur lorsque la force d'ouverture est suffisante au démarrage et trop forte en fin de course, soit du type frein-pression, pour amortir la fin de course, et refermer ensuite 11 exutoire, par réinjection sur commande de gaz ou de liquide. il est évident qu'ils peuvent être employés seuls-sans mécanisme a ressorts comme dans les figures 5 et 6. La puissance des ressorts et des pistons doit toujours être calculée avec soin en fonction de la surface de l'exutoire et des exigences des organismes de contrôle Les performances les plus élevées peuvent être obtenues par le dispositif autonome suivant l'invention sans aucun problème pour les autres éléments constitutifs de l1exutoire. Seuls les bras, les axes et les systèmes de retenue des dispositifs autonomes doivent être calculés et adaptés pour répondre aux performances exigées, et tous les tests peuvent être réalisés ai-. sèment en laboratoires sur les dispositifs avant montage sur les exutoires encombrants et de manipulation très difficile. On comprend ainsi facilement les nombreux avantages apportés par 1' invention aux constructeurs. Quant aux systèmes de commande de l'ouverture de l'exutoire, ils sont constitués de la butée 14 retenue par le crochet pivotant 13, et de moyens de traction sur le crochet 13 pour le maintenir en position de verrouillage et de déverrouillage. Le système le plus simple (figure 12) comporte un fusible 22 situé, de préférence, au milieu de l'exutoire, un tendeur 23 mettant le ressort 24 sous tension dans la position de fermeture du crochet pivotant 13, la fonte du fusible sous l'effet de la chaleur déclenchant l'ouverture automatique de lle- xutoire. Ce système est habituellement complété par un second ressort 25 et une commande manuelle 26 (figure 3) qui permet le contrôle périodique du bon fonctionnement du dispositif autonome d'ouverture. L'ouverture de l'exutoire peut être commandée à distance au moyen dsun circuit de liquide ou de gaz sous pression injecté dans le piston 19.L'invers ion de la pression dans le piston permet de commander à distance la refermeture de l'exutoire. L'ouverture de l'exutoire peut également être commandée a distance au moyen d'un circuit électrique a basse tension reliant une installation de détecteurs de fumées et de chaleur connectée a un électro-aimant 27 de très faible puissance (figures 1 et 5) maintenant contre le bras fixe 12 l'extremi- té d'un petit bras de levier 28 pivotant en 29 sur ce même bras fixe, et relié par une tringlerie comportant un fusible 22, un tendeur 23 et un ressort 24 ou 25 au crochet pivotant 13. Au lieu de transporter des exutoires encombrants de l'atelier de construction mécanique à ceux de peinture et ensuite d'électricité pour passer au laboratoire de tests, l'invention apporte une solution très simple et très économique à tous les problèmes de fabrication. Il en est de même des problèmes de chantier, où les dispositifs autonomes peuvent très avantageusement être installés dans les costières après la pose de celles-ci dans l'étanchéité des toitures. REVENDICATIONS 1.- Dispositif compact et autonome a grande puissance pour l'ouverture d'un exutoire de fumées et de chaleur, s'xntégran* entre le chassies ouvrant et le nassis dormant de l'exutoire, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'au moins un bras fixe formant batik sur lequel est fixé au moins un bras pivotant, articulé par un mécanisme dans lequel la force d'ouverture, s'appuyant sur le bras fixe et s'appliquant sur le bras pivotant est transmise au chassies ouvrant au moyen d'une charnière fixée sur une pièce de liaison coulissant dans l'extrémité du bras pivotant, celui-ci étant retenu au moyen d'au moins un crochet pivotant articulé par un moyen de verrouillage et de déverrouillage, la force d'ouverture étant à grande puissance dès ie démarrage et amortie en fin de course, les tensions du mécanisme étant totalement reprises dans le systeme du dispositif autonome, toutes les forces et tensions travaillant dans des plans verticaux parallèles et rapprochés, de manière à rendre impossible la distorsion d'un des éléments constitutifs de l'exutoire. 2.- Dispositif compact et autonome selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras pivotant est accroché au bras fixe au moyen d'au moins un crochet pivotant monté sur le bras fixe. 3.- Dispositif compact et autonome suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la retenue du bras pivotant est réalisée entre, d'une part au moins un crochet pivotant, et d'autre part, une butée de retenue montée sur le bras pivotant, les moyens de commande étant constitués par des moyens de traction sur le crochet, afin de le maintenir en position d'accrochage, et des moyens de déverrouillage de cette traction, un organe fusible sous l'action de la chaleur étant inséré dans le circuit de traction. 4.- Dispositif compact et autonome selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'entre le bras pivotant et le bras fixe, est prévu un accrochage réalisé entre, d'une part une butée de retenue montée en équerre sur le bras pivotant, et d'autre part, au moins un crochet pivotant maintenu par un moyen de commande sur le neume bras fixe, l'axe du crochet pivotant étant situé dans le plan formé par la butée de retenue. 5.- Dispositif compact et autonome selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, d'une part, la force d'ouverture consiste en un mécanisme constitué d'un levier coudé fixé à un point de pivotement sur le bras fixe et prévu pour s'appliquer à une extrémité dans un guide sur le bras pivotant, alors qu'à l'autre extrémité il reçoit l'action d'un ressort fixé au bras fixe, l'extrémité sur laquelle s'exerce l'action du ressort étant d'une part écartée de l'axe passant par le point d'appui du levier sur le bras pivotant et le point de pivotement, d'une distance telle que le bras de levier ainsi ménagé par rapport au point de pivotement soit suffisant pour pro voquer avec puissance l'impulsion de départ, et d'autre part écartée du point de pivotement d'une distance telle que, pendant la duree de rotation et dès le début de l'ouverture, le moment d'ouverture soit égal au moment négatif créé par le poids propre du cadre ouvrant et maintenant ainsi en toute position in termdiaire de l'ouverture de l'exutoire une force quasi constante jusqu a une ouverture prédéterminée à partir de laquelle cette force décrolt, le ressort formant finalement butoir, et d'autre part, en ce que toutes les forces d'ou ouverture, croissantes et décroissantes ainsi que toutes les tensions internes du mécanisme travaillent dans des plans parallèles et rapprochés, rendant ainsi impossible la distorsion d'un des éléments constitutifs de l'exutoire 6.- Dispositif compact et autonome selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé par le fait que le mécanisme constituant la force d'ouverture est équipé d'un amortisseur de fin de course supplémentaire. 7.- Dispositif autonome, selon ltune quelconque des revendicatlons I et 2, caractérisé par le fait que la force d'ouverture est constituée d'un piston à gaz s'appuyant sur le bras fixe et s'appliquant sur le bras pivotant, ces deux bras étant constitués de profilés U opposés pour former le logement du piston à gaz, celuici jouant également le rôle d'amortisseur en fin de course. 8.- Dispositif compact et autonome selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 7, caractérisé par le fait que la force d'ouverture est double et constituée à la fois, d'urne parut, d'un ressort actionnant un levier coudé et, d'autre part, d'un piston à gaz, celui-ci jouant également le rôle d'amortisseur en fin de course. 9.- Dispositif compact et autonome selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'ouverture de l'exutoire est obtenue par une traction exercée manuellement sur une tringlerie à ressort reliée au crochet pivotant afin de déverrouiller celui-ci ainsi que le bras pivotant. 10.- Dispositif compact et autonome selon l'une quelconque des. revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'ouverture de l'exutoire est obtenue à distance par divers moyens de commande d'un électro-aimant de très faible puissance, maintenant contre le bras fixe du dispositif autonome, l'extrémité d'un petit bras de levier pivotant également sur ce même bras fixe et relié par une tringlerie à ressort fixée au crochet pivotant qui maintien le dispositif dans sa position fermée.