Brevet FR2597581A1 — publié le 19871023

L'invention est relative à un dispositif de compensation de levage de porte frontale de cheminée à double régime de chauffe. Elle trouvera notamment son application dans le domaine du chauffage domestique. Depuis quelques années, les cheminées à double régime de chauffe ont trouvé un regain d'intérêt. En effet, elles permettent d'associer spectacle et efficacité. Ce type de cheminées peut fonctionner avec différents combustibles, toutefois les bûches de bois représentent l'essentiel de la consommation. Ces cheminées sont généralement adossées à une paroi murale et présentent un être alimenté en oxygène par des ouïes d'aération. Ces oules sont généralement dotées de registres d'alimentation qui permettent le contr8le du régime de chauffe à foyer fermé. L'être est garni de chenets de support des bûches et présente également dans le fond un cendrier de récupération. Les cheminées à double régime de chauffe sont équipées d'une porte frontale qui permet de fermer ou non l'âtre. Lorsque la porte est ouverte, la cheminée peut fonctionner à foyer ouvert et offrir le spectacle des flammes. Ce régime de chauffe est convivial mais peut plus difficilement être contrôlé, ce qui affaiblit le rendement du chauffage. Lorsque la porte frontale est fermée, il y a un parfait centrale de la combustion et le rendement de la cheminée atteint une valeur maximum. Ainsi, l'un et l'autre régimes offrent des avantages qui, selon les circonstances, permettront d'adopter l'allure de chauffe la plus appropriée. Une attention particulière doit être apportée quant à l'esthétique de la cheminée. En effet, il s'agit d'un élément occupant une place centrale dans un salon d'h@bitation et en détermine en quelque sorte le ceractère. Ausei, que@ due soit le régime de chauffe adopté, le cheminée doit présenter une esthétique agréable. Le vision d'une porte frontale de cheminée ouverte ou entrebaillée dégage un sentiment de désordre préjudiciable à la notion de spectacle offert par la vision des flammes, Les fabricants de cheminées se sont donc évertuée à escamoter la porte frontale lorsque la cheminée fonctionne à foyer ouvert. Deux solutions sont proposées, d'une part des portes qui se rabattent contre les parois latérales de ou un relevage de la porte frontale sous la hotte supérieure qui ainsi masque la vision de la porte relevée. La première solution est plus simple, toutefois nn est nécessaire de disposer d'une zone de dégagement de part et d'autre de le cheminée pour permettre la rotation des portes contre les parois latérales. De plus, certaines contraintes dans les dimensions sont imposées, en psrticulier la largeur i l'âtre ne peut excéder deux fois se profondeur. Dans les cheminées où la porte frontale s'escanote par relevage sous la hotte, des difficultés sont rencontrées au niveau des forces à mettre en jeu pour relever précisément s abaisser le porte frontale. En effet, il s'agit d'un orgeme massif lourd et encombrant qui se manoeuvre difficilement. Les mécanismes auxiliaires de conpensation astre levage généralement employés jusqu'à présent, sont @al edaptés étant donné qu'ils n'offrent pas une compensation rigoureuse er?n fonction de la position de la porte frontale dans som nouvement de levage. Soit ir s'agit de dispositifs à ressort, fragiles, non constants dans le temps, et qui sont calculés pour contrebalancer le poids de la porte frontale dans sa position médiane de relevage. C'est-à-dire que l'opérateur doit fournir un effort dirigé vers le bas pour abaisser la porte frontale et la verrouiller en position fermée et au contraire fournir un effort dirigé vers le haut pour soulever la porte et la verrouiller en position escamotée dans la hotte.En cas de déverrouillage, la porte subit 11 effort du mécanisme de compensation qui la repousse en position médiane. I1 est donc nécessaire de disposer de deux verrouillages pour la position haute et pour la position basse, de plus la compensation est très mal réalisée dans ces deux positions extrêmes, ce qui oblige à développer des efforts importants pour modifier le régime de chauffe de la cheminée. Certains constructeurs se sont orientés vers une solution de compensation du levage à contrepoids. La simplicité et la robustesse de ces mécanismes en font des accessoires très fiables dans le temps. Malheureusement, les dispositifs simples à contrepoids fournissent un effort de compensation constant, mal adapté aux systèmes d'articulation das portes frontales. Ce qui se traduit par l'obtention d'une seule position stable de la porte. Soit le dispositif de compensation est largement dimensionné, ce qui fait que la position stable est la position haute et l'opérateur doit fournir un effort pour rabaisser la porte frontale, soit la position stable est la position basse, auquel cas l'opérateur doit fournir un effort pour relever la porte et la bloquer en position haute. En conclusion, les dispositifs de compensation existants ne sont pas satisfaisants étant donné qu'ils demandent malgré tout des efforts de manoeuvre importants. - Le but principal de la présente invention est de présenter un dispositif de compensation de levage de porte frontale de cheminée qui facilite la manoeuvre en produisant un effort de compensation variable en fonction de la position de la porte. L'effort à fournir est donc des plus limités et sert principalement à vaincre 1' effort dynamique. En outre, il n'est pas nécessaire de disposer de doyens de verrouillage de la porte dans ses positions extrêmes qui constituent des positions stables. Un autre but de la présente invention est de présenter un dispositif de compensation qui présente une grande fiabilité dans le temps et une grande robustesse. Par ailleurs, le dispositif de compensation de la présente invention est parfaitement compatible avec les impératifs économiques et pourra donc jouir d'un large développement. D'autres buts et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le dispositif de compensation de levage de porte frontale de cheminée à double régime de chauffe, qui trouvera notamment son application dans le domaine du chauffage domestique, ladite porte étant supportée par des bras articulés qui lui permettent de s'escamoter dans la hotte en régime à foyer ouvert et de s'appliquer devant l'ouverture de l'âtre en régime à foyer fermé, est caractérisé par le fait qu'il présente des moyens pour offrir deux positions d'équilibre correspondant au régime à foyer ouvert et au régime à foyer fermé, les positions intermédiaires étant instables. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 représente un foyer à double régime de chauffe en vue de face, équipé d'un dispositif de compensation selon la présente invention, - la figure 2 représente une vue de côté en coupe du foyer à double régime de chauffe selon la présente invention, - la figure 3 illustre les différents éléments composant le dispositif de compensation de levage selon la présente invention, - la figure 4 schématise le diagramme des forces de compensation du poids de la porte en position relevée, - la figure 5 représente le diagramme de compensation du poids de la porte en position fermée, - la figure 6 illustre le diagramme des forces de compensation du poids de la porte en position intermédiaire. La présente invention vise un dispositif de compensation de levage de porte frontale de cheminée à double régime de chauffe. Elle trouvera notamment son application dans le domaine du chauffage domestique. Les cheminées à double régime de chauffe sont largement utilisées en raison des larges avantages qu'elles offrent. Elles permettent de bénéficier d'un régime à foyer ouvert dans lequel on peut assister au spectacle des flammes de la combustion. Dans le régime à foyer fermé, l'admission d'air est parfaitement maîtrisée d'où une maîtrise du régime de chauffe et l'obtention d'un haut rendement calorifique. L'ajustement du régime de chauffe est réalisé grâce à la mise en place d'une porte frontale susceptible de venir fermer l'âtre ou eu contreire d'être escamotée durant le fonctionnement à foyer ouvert. Pour des raisons importantes d'esthétique, l'escamotage de la porte frontale est généralement réalisé par un relevage de la porte sous la hotte. En raison du poids de la porte frontale massive, il est nécessaire de disposer d'un mécanisme de compensation pour faciliter la manoeuvre. Juaqu'à présent, les dispositifs de compensation existants ne sont pas satisfaisants car la compensation n'est pas adaptée à la position occupée par la porte frontale dans son mouvement, ce qui crée un état de déséquilibre permanent particulièrement nuisible dans les positions extrêmes occupées par la porte. La figure 1 représente en vue de face le foyer (1) à double régime de chauffe. Ce foyer (1) est destiné à être adossé à une paroi murale et à être reliée à un conduit (2) d'évacuation des fumées. La cheminée (1) présente un âtre (3) destiné à recevoir le combustible qui, généralement, est constitué par des bûches de bois supportées par des chenets (4). Un cendrier inférieur (5) accessible en façade avant reçoit les résidus de la combustion. Par ailleurs, des cules (6).et (6') latérales d'aération jumelées à des registres non représentés permettent de contrôler l'admission d'air. Une porte frontale (7) permet de déterminer l'allure du régime de chauffe. En position fermée, telle que représentée à la figure 1, la porte frontale (7) vient masquer l'ouverture de l'âtre (3) et ainsi fermer le foyer. La porte (7) est mobile pour, dans le régime de chauffe à foyer ouvert, dégager l'ouverture de l'âtre (3) qui ainsi, offre le spectacle des flammes. L'invention concerne les portes frontales (7) dont l'escamotage se fait par levage de la porte sous la hotte. La figure 2 représente, en vue de côté, la coupe de la cheminée (1), dans laquelle la porte frontale (7) est représentée en traits pleins en position basse et en traits mixtes en position relevée où elle est masquée par la hotte (8). Le dispositif (9) de compensation de levage de la porte frontale (7) est représenté en pointillés. La porte (7) est supportée par des bras articulés (10), reliés entre eux pour la synchronisation, qui déterminent son mouvement de levage. Les bras (10) de support sont articulés autour d'un axe de pivotement (11) et la porte (7) elle-même est articulée en rotation sur les bras supports (10) autour d'un axe (12). Selon la caractéristique principale de la présente invention, le dispositif de compensation (9) présente des moyens pour offrir deux positions d'équilibre correspondant au régime à foyer ouvert et au régime à foyer fermé, les positions intermédiaires étant instables. Il s'agit d'une caractéristique facilitant la manoeuvre de la porte frontale (7). En effet, il n'est pas nécessaire de disposer, dans ces conditions, d'un verrouillage de la porte en position extrême puisqu'il s'agit de positions d'équilibre stable. I1 faut toutefois noter la présence d'un organe de verrouillage (13) placé au niveau inférieur de la porte (7) dont la fonction est d'assurer l'étanchéité de la fermeture de la porte (7) sur l'ouverture de l'âtre (3). La figure 3 représente un mode préférentiel de réalisation des moyens du dispositif (9) de compensation de levage de la porte frontale. Ces moyens se présentent sous la forme d'un mécanisme à contrepoids (14) comprenant un élément de liaison souple (15) tel qu'une chaîne ou un câble, par exemple, attaché au contrepoids (14) et à un point d'ancrage fixe (16). Les moyens se composent également d'une poulie de renvoi fixe (17) et d'une seconde poulie de renvoi (18) solidaire du bras articulé (10) de support de la porte L'avantage d'un mécanisme à contrepoids est sa robustesse et se stabilité dans le temps. L'obtention de deux positions d'équilibre pour le -dis-positif de compensation de levage (9) à contrepoids (14) est réalisée grâce à une géométrie de construction particulière. Il faut souligner à cet égard que les états d'équilibre sont obtenus par une compensation rigoureuse des forces mises en jeu et non pas par la mise en place de butées auxiliaires, toujours délicates à utiliser lorsque les forces mises en jeu sont importantes. Il faut également souligner que la force tirée de l'utilisation d'un contrepoids est constante et par conséquent difficile à utiliser pour réaliser deux positions d'équilibre stable qui font l'objet de l'étude détaillée suivante. Tout d'abord, le mécanisme à contrepoids (14) permet d'obtenir une force de compensation du levage de la porte frontale (7) qui s'affaiblit fortement en position relevée. Cette brusque diminution de la force de compensation permet d'obtenir une position d'équilibre stable telle qu'illustrée à la figure 4. Cette forte diminution de la force de compensation est obtenue notamment en positionnant le point fixe (16) d'ancrage de l'élément de liaison (15) au même niveau que ce-lui occupé par la poulie de renvoi fixe (17). Parallèlement à cette disposition, il faut prévoir qu'en position relevée la poulie de renvoi (18) fixée sur le bras articulé (10) vienne se positionner sensiblement entre la poulie fixe (17) et le point d'ancrage (16) telle qu'illustrée dans la partie droite de la figure 4. Le diagramme des forces fait alors apparaître que la résultante R de la composition des forces P, correspondant à l'action de la pesanteur sur le contrepoids (14), s'amenuise fortement en raison de l'alignement progressif de l'élément de liaison (15) entre le point fixe (16) et la poulie de renvoi (17). L'incidence de l'inclinaison du bras de support (10) pour la réalisation de cette position d'équilibre est faible étant donné que c' est la valeur du module de la résultante qui diminue dans ce cas. La seconde position d'équilibre stable, rencontrée lorsque la porte est fermée, est illustrée à la figure 5. Contrairement à la première position d'équilibre exposée précédemment, cette seconde position d'équilibre est obtenue grâce à une orientation particulière des forces mises en jeu. Le diagramme correspondant est donné dans la partie droite de la figure 5. Tout d'abord, la poulie de renvoi (18) fixée sur le bras articulé (10) est, lorsque la porte (7) est placée en position basse, située à un niveau inférieur à l'axe d'articulation (11) de ce même bras (10) de support. En outre, la poulie de renvoi (18) fixée au bras de support (10) se situe à l'extérieur du chemp délimité par la verticale (19) du point fixe d'ancrage (16) et la verticale (20) de la poulie de renvoi fixe (17). Cette seconde disposition géométrique permet d'incliner les forces P engendrées par l'enroulement de l'élément de liaison (15) autour de la poulie (18) de renvoi fixée sur le bras (10). Il s'ensuit une inclinaison de la résultante R qui a tendance à s'incliner parallèlement à l'axe du bras de support (10). Cette tendance eu parallélisme est d'ailleurs renforcée par l'inclinaison du bras support (10) suite eu positionnement à un degré supérieur de l'axe de pivotement (11) par rapport à l'axe de rotation de la poulie de renvoi (18). Cette orientation de la résultante R par rapport à l'axe du bras de support (1Q) se traduit par une diminution de la force tangentielle T qui produit le couple de levage et une augmentstion de la force axiale A qui n'a aucune incidence sur le levage. La diminution de la force tangentielle T réduit la force de compensation de levage et crée une position d'équilibre. En position intermédiaire, telle qu'illustrée à la figure 6, les forces de compensation sur la porte (7) sont plus importantes et facilitent le levage de celle-ci. En particulier, la résultante R sur la poulie mobile (18) des forces du contrepoids (14) sur l'élément de liaison (15) présente une amplitude élevée et de plus, cette résultante R se décompose en une force tangentielle T elle-même de forte amplitude en raison de l'inclinaison du bras de support (10), et en une force axiale A de faible valeur. L'objectif est par conséquent parfaitement atteint avec le mécanisme décrit. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif de compensation de levage de porte frontale de cheminée à double régime de chauffe, qui trouvera notamment son application dans le domaine du chauffage domestique, ladite porte (7) étant supportée par des bras articulés (10) qui lui permettent de s'escamoter dans la hotte (8) en régime à foyer ouvert et de s'appliquer devant l'ouverture de l'âtre (3) en régime à foyer fermé, c a r a c té r i s é par le fait qu'il présente des moyens (9) pour offrir deux positions d'équilibre à la porte (7) correspondant au régime à foyer ouvert et au régime à foyer fermé, les positions intermédiaires étant instables. 2. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les doyens (9) se présentent sous la forme d'un mécanisme à contrepoids (14) comprenant un élément de liaison (15) souple attaché au contrepoids (14) et à un point d'ancrage fixe (16), une première poulie de renvoi fixe (17) et une seconde poulie de renvoi (18) placée sur le bras articulé (10) de support de la porte (7). 3. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que le module de la force de compensation de levage diminue fortement lorsque la porte (7) est en position relevée. 4. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que le point fixe d'ancrage (16) et la poulie de renvoi fixe (17) présentent un même niveau. 5. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que lorsque la porte (7) est en position relevée, la poulie de renvoi (18) du bras articulé (10) vient se positionner sensiblement entre la poulie fixe (17) de renvoi et le point d'ancrage fixe (16). 6. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait qu'en position abaissée de la porte (7), la résultante des forces de compensation vient s'orienter selon l'axe du bras de support (10). 7. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait qu'en position fermée de la porte (7), la poulie de renvoi (18) fixée sur le bras support (10) est située à un niveau inférieur à celui de l'axe d'articulation (11) dudit bras de support (in). 8. Dispositif de compensation de levage, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait qu'en position fermée de la porte (7), la poulie de renvoi (18) du bras de support (10) se situe à l'extérieur du champ délimité par la verticale (19) du point d'ancrage (16) et la verticale (20) de la poulie de renvoi fixe (17).