Brevet FR2600369A1 — publié le 19871224

L'invention concerne un mécanisme d'embrayage, notamment destiné aux serrures électroniques. L'arrivée des circuits logiques à microprocesseurs et leur possibilité de fonctionnement avec une très faible consommation d'énergie a donné naissance à un grand -nombre d'applications de commande à distance dans lesquelles il n'est pas possible en pratique d'utiliser d'énergie provenant d'une autre source que des piles. Dans ces opérations, il est essentiel que l'énergie consommée soit réduite au minimum et en conséquence, que la durée de possibilité de prise de décision du microprocesseur soit prolongée. On a constaté qu'une telle application était constituée par les serrures électroniques à combinaisons de type pouvant être reprogrammé. L'utilisation d'un microprocesseur alimenté par une pile élimine la nécessité du câblage de porte et permet en outre l'utilisation de telles serrures dans des emplacements éloignés, o de l'énergie n'est pas facilement disponible. Un problème posé jusqu'à 20 présent a été la quantité d'énergie nécessaire à la mise en fonctionnement du mécanisme de verrouillage lorsque le microprocesseur a décidé que cette opération était convenable. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 526 256 25 décrit un mécanisme d'embrayage qui peut être considéré comme un mécanisme dont l'invention est un perfectionnement. La présente invention concerne un mécanisme d'embrayage qui ne consomme qu'un courant très faible, par utilisation, en partie, d'énergie appliquée mécaniquement et 30 facilitant la mise en position de coopération du mécanisme d'embrayage, et une combinaison d'un jeu d'un électroaimant de verrouillage et d'un capteur de mouvement, à fonctionnement synchronisé, et d'un obturateur mécanique qui peut être libéré. l'invention concerne donc un méca35 nisme d'embrayage qui nécessite un très faible courant pour fonctionner, lorsqu'un ordre de commande de l'embrayage correspondant à une décision a été reçu. L'invention concerne aussi un mécanisme simple, fiable et rentable d'embrayage. Elle concerne aussi un mécanisme d'embrayage qui peut être utilisé en combinaison avec un circuit logique à microprocesseur dans de nombreuses applications. Elle concerne aussi un mécanisme d'embrayage destiné à être utilisé avec une serrure électrique à combinaison qui peut être alimentée par une pile. Plus précisément, l'invention concerne un méca10 nisme d'embrayage destiné à une serrure électronique ou à une application analogue, et comprenant un premier élément rotatif d'embrayage monté afin qu'il puisse tourner librement autour d'une broche et par rapport à celle-ci, cet élément ayant un premier élément formant une mâchoire, un 15 second élément d'embrayage, monté afin qu'il puisse se déplacer en translation le long de la broche et en rotation en commun avec la broche et ayant un second élément de mâchoire destiné à coopérer avec le premier élément de mâchoire afin qu'il assure la rotation de l'un des éléments d'embraya20 ge à la suite de la rotation de l'autre des éléments d'embrayage, un dispositif placé entre les éléments d'embrayage et retenant normalement ceux-ci à distance l'un de l'autre, un dispositif destiné à repousser élastiquement l'un des éléments d'embrayage afin qu'il se déplace vers l'autre des éléments d'embrayage, lors de la rotation de l'un des éléments d'embrayage, afin que les éléments de mâchoire-viennent en coopération, un dispositif destiné à empêcher sélectivement le déplacement du premier élément d'embrayage vers l'autre si bien que le premier et le second élément de mâchoire ne 30 peuvent pas provoquer la coopération et la rotation du premier élément d'embrayage à la suite de la rotation de l'autre élément d'embrayage, le perfectionnement comprenant un dispositif de verrouillage incorporé au dispositif destiné à empêcher sélectivement le déplacement du premier élément d'em35 brayage, un dispositif de synchronisation destiné à libérer le dispositif de verrouillage, et un dispositif de détection de mouvement destiné à libérer autrement le dispositif de verrouillage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective éclatée du mécanisme de verrouillage selon l'invention, appliqué à une serrure; la figure 2 est une élévation latérale qui représente, en trait plein, la plaque interne d'embrayage, le toucheau de came, le bloc de toucheau, les ressorts de rappel et les bras de rappel, ces derniers étant représentés en coopération avec la plaque interne d'embrayage, et en traits interrompus, le toucheau de came et le bloc de toucheau, en position déplacée ou repoussée par effet de came; 15 la figure 3 est une élévation latérale de gauche du dispositif de la figure 2 dans laquelle cependant la plaque interne de l'embrayage n'est représentée qu'en traits mixtes; et la figure 4 est un schéma électronique indiquant 20 la relation entre la fonction de verrouillage synchronisé et la fonction de détection de mouvement selon l'invention. Les figures 1 à 4 représentent un mécanisme d'embrayage selon l'invention, incorporé à un mécanisme de serrure de porte. Le mécanisme de serrure de porte est des25 tiné à être utilisé avec un mécanisme de prise de décision ou à séquence logique à microprocesseur ou autre, qui assure l'excitation d'un électro-aimant de verrouillage tel que l'électro-aimant 15 représenté sur la figure 1. Il faut que la quantité d'énergie consommée, nécessaire au fonctionnement de l'électro-aimant 15, soit minimale. Il faut aussi que le mécanisme d'embrayage qui assure la liaison entre la poignée externe et la broche, tire son énergie de fonctionnement essentiellement de la rotation de la poignée externe. En outre, il faut que la 35 mise en coopération du mécanisme d'embrayage permette la rotation de la broche de manoeuvre de la serrure, par la poignée externe. La serrure peut être de toute configuration commode ou classique qui met en oeuvre une broche commandée manuellement pour la manoeuvre du mécanisme de verrouillage. On se réfère maintenant à la figure 1; le mécanisme d'embrayage selon l'invention comporte une plaque externe 1 d'embrayage montée afin qu'elle tourne autour d'une partie cylindrique d'une broche externe 7. Lors du montage, la plaque externe d'embrayage 1 n'est pas libre de se déplacer axialement en translation le long de la bro-che externe 7. Une poignée externe 5 en forme-de bec de cane 10 est représentée fixée à la plaque externe 1 d'embrayage afin qu'elle tourne avec elle, sous la commande d'un dispositif non représenté. Il faut noter que la poignée externe peut être fabriquée comme partie de la plaque externe 1 d'embrayage ou peut être fixée à celle-ci par tout disposi15 tif commode. La plaque externe d'embrayage a un jeu de mâchoires externes opposées 3 et une came 21 de manoeuvre placée à la périphérie externe de la plaque externe 1. Une plaque interne coopérante 2 d'embrayage est 20 montée sur une broche interne 8 de-section carrée. La plaque interne 2 d'embrayage tourne avec la broche 8 et peut se déplacer librement en translation suivant l'axe de la broche d'une position interne à une position externe dans laquelle un organe femelle 4 complémentaire de mâchoire coo25 père avec l'organe 3 formant une mâchoire externe. Les hommes du métier peuvent noter que la rotation de la poignée externe et de la plaque externe d'embrayage ne provoque pas la rotation de la broche externe, et que la broche interne ne tourne pas tant que la plaque interne d'embrayage n'est 30 pas déplacée vers l'extérieur et tant que les éléments complémentaires de mâchoire de l'embrayage ne coopèrent pas. Après mise en coopération, la broche interne 8 peut être tournée par la poignée externe 5. Un ressort hélicoïdal 10 est placé autour de la broche externe 7 et est centré partiellement dans une cavité formée dans la face de la plaque externe 1 d'embrayage. Le rôle du ressort hélicoïdal 10 est de repousser élastique- ment la plaque interne 2 d'embrayage hors de la plaque externe 1. Une plaque 9 de montage constitue une base de positionnement du mécanisme de serrure. La figure 1 est une perspective éclatée du mé5 canisme selon la présente invention et il faut noter que, après montage, la face 31 de la plaque externe 1 d'embrayage est très proche de la face externe de la plaque 9 de montage ou est au contact de cette dernière, les mâchoires externes d'embrayage étant concentriques au trou 32 de la pla10 que de montage et pénétrant partiellement dans ce trou. Le diamètre de la périphérie de la plaque interne 2 d'embrayage est légèrement inférieur au diamètre du trou 32, si bien qu'elle peut pénétrer dans le trou et permettre la mise en coopération des éléments de mâchoire. Un obturateur 11 est représenté monté sur la plaque 9 par l'intermédiaire d'un axe 12 d'obturateur. Le montage permet la rotation de l'obturateur 11 autour de l'axe 12. Un axe 16 de butée fixé dans la plaque 9 de montage et dépassant vers l'extérieur de celle-ci, entre dans un orifi20 ce rectangulaire 33 formé dans l'obturateur 11 afin qu'il limite la rotation de cet obturateur. Comme représenté sur -la figure 1, l'obturateur est dans sa position de libération ou supérieure qui permet à la plaque interne d'embrayage de venir au contact de la plaque externe d'embrayage. Les hommes 25 du métier peuvent aussi noter que l'obturateur peut être entraîné en rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre comme représenté sur la figure 1, et dans cette position, il bouche partiellement le trou 32 et est au contact de la plaque interne d'embrayage qui passe dans le 30 trou 32. La position de l'obturateur 11 est commandée par l'électro-aimant 15. La position représentée sur la figure 1 est la position commandée ou de libération. Un ressort 17 d'embrayage repousse l'obturateur 11 afin qu'il tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre vers la position de blocage ou de contact lorsque l'électro-aimant 15 n'est pas excité. Le noyau de l'électro-aimant est relié à l'obtu- rateur 11 par un axe 14 d'électro-aimant. Le mécanisme qui repousse la plaque interne d'embrayage vers la plaque externe d'embrayage est constitué essentiellement de cinq éléments, un toucheau 20 de came, un bloc 23 de toucheau, des ressorts 24 de rappel, des bras de rappel, et une bobine 26. Ces différents éléments, dans leur position de coopération après montage, sont représentés sur les figures 2 et 3. La bobine 26 est fixée à la plaque interne 2 d'embrayage et est libre de se déplacer axialement en translation le long de la broche 8. Le toucheau 20 de came a un arbre 22 de came q-oui pénètre dans un trou d'appui formé dans le toucheau 20. Le toucheau 20 peut être retenu par tout dispositif convenable sur l'arbre 22; par exemple par une 15 bague élastique. Il faut noter que l'arbre 12 de came peut tourner librement dans son support, dans le mode de réalisation préféré; cependant, il n'est pas nécessaire que le toucheau de came tourne, autrement que pour la réduction du frotte20 ment et l'augmentation de la commodité de manoeuvre. Le toucheau 20 de came est placé dans la came 21 et constitue un dispositif de positionnement de la poignée ainsi qu'un dispositif destiné à faire tourner le bloc 23 de toucheau lorsque ce toucheau 20 est chassé hors de la 25 came 21 et se déplace à la périphérie de diamètre maximal de la plaque externe 1 d'embrayage. Le bloc 23 de toucheau a deux ressorts 24 de rappel. Seul le ressort droit est visible sur la figure 1. Un ressort correspondant est placé du côté gauche du bloc 23 de toucheau. Les bras 25 de rappel sont montés afin qu'ils tournent autour du bloc 23 de toucheau sur un axe commun 27 de montage. Les hommes du métier peuvent noter que, étant donné que les bras 24 de rappel sont placés entre le bloc 23 de toucheau et les bras 25 de rappel, le mouvement du toucheau de came et en conséquence du bloc du toucheau provoque l'entraînement en rotation des bras de rappel dans le sens des aiguilles d'une montre à gauche sur la figure 1, sous l'action de la force de rappel créée par les ressorts 24 de rappel. Le bloc 23 de toucheau et les bras 25 de rappel sont montés sur la plaque 9 de montage dans une selle 28 en U, par l'intermédiaire de l'axe 27 de montage, comme représenté. Il faut noter que la rotation de la poignée 5 provoque une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre des bras de rappel qui coopèrent à leur tour avec la bobine 26 et repoussent la plaque interne d'embrayage vers 10 la plaque externe d'embrayage. Il faut aussi noter que, lorsque l'obturateur 11 est dans sa position de coopération, le mouvement relatif du bloc 23 de toucheau et des bras 25 de rappel est absorbé par les ressorts 24 de rappel. Ceci permet une ro15 tation de la poignée externe 5 sans rotation de la broche 8 ni manoeuvre de la serrure. Lorsque l'électro-aimant 15 est excité, par un dispositif quelconque, l'obturateur 11 tourne vers une po7 sition dans laquelle il constitue, sur sa longueur, un ob20 stacle pour la plaque interne d'embrayage, et les bras de rappel repoussent la plaque interne d'embrayage au contact de la plaque externe d'embrayage lorsque la poignée est tournée. En conséquence, les organes 4 et 3 formant les mâchoires internes et externes viennent en coopération. Ainsi, 25 la poursuite de la rotation de la poignée 5 provoque une rotation de la broche 8. Lorsque la broche 8 constitue un élément de manoeuvre dans une serrure, sa rotation peut être utilisée afin qu'elle assure le fonctionnement de la serrure ou de son mécanisme. Une poignée interne 6 est directement montée sur la broche 8 et peut être utilisée pour la rotation de la broche directement à tout moment, sans mise en coopération des plaques d'embrayage. A cet effet, mis à part l'utilisation d'un électro-aimant 15 de verrouillage, le fonctionnement du mécanisme d'embrayage est tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 526 256, cédé à Schlage Lock Company. La présente invention réduit considérablement l'énergie consommée par réduction du temps nécessaire à l'excitation de l'électro-aimant. En plus de cette réduction d'énergie consommée, la sécurité de la serrure est accrue par utilisation d'un dispositif de détection de mouvement combiné à l'électro-aimant de verrouillage et à un dispositif de synchronisation. La combinaison peut être utilisée pour la détection du fonctionnement de la serrure et pour l'indication d'une tentative d'ouverture 10 non autorisée. On se réfère maintenant à la figure 1; elle représente un dispositif électronique de détection de mouvement, tel qu'un dispositif d'analyse optique 40, avantageusement monté sur la plaque 9 au moyen de rivets 44. Une cible 42 ou 15 un code d'identité est représenté fixé à la plaque externe 1 d'embrayage. Après montage et lors du fonctionnement, l'analyseur optique "lit" ou détecte le passage de la cible 42 d'une manière bien connue dans une fente carrée 43 découpée dans la plaque 1 à cet effet. La figure 4 est un schéma illustrant le fonctionnement des différents éléments mis en oeuvre selon l'invention. Selon la technique antérieure, le mécanisme d'embrayage a été excité à la suite d'un ordre d'ouverture transmis par le circuit logique 50 de la serrure. L'électro25 aimant 15 a été excité pendant une période commode de temps, par exemple 8 secondes, comme déterminé par le dispositif 55 de synchronisation ou de minutage. Si l'opérateur n'était pas suffisamment rapide, il pourrait arriver à la fin de la période de comptage et il devrait à nouveau déclencher la serrure pour un second cycle de fonctionnement. Pendant ce second cycle, l'électro-aimant était alimenté constamment et consommait un courant provenant de la pile. Selon l'invention, l'électro-aimant 15' fonctionnant en courant continu est pulsé ou excité pendant un temps court qui suffit seulement au retrait du plongeur et à son verrouillage magnétique en position d'ouverture. A cet effet, une tension positive est appliquée par exemple à une borne A de l'électro-aimant 15'. A ce moment, le circuit de synchronisation et le détecteur ou capteur de mouvement 40 sont commandés, et deux opérations sont possibles. Lorsque la poignée de la serrure n'est pas tournée afin 5 qu'elle fasse elle-même tourner la plaque externe 1 de l'embrayage, le circuit de synchronisation réarme la serrure après une période relativement longue, par exemple de 15 secondes, par application d'une tension positive à la borne B pendant une période qui suffit au déverrouillage de l'électroaimant. Le détecteur de mouvement peut aussi être désexcité. Dans la seconde possibilité, la poignée de la serrure est tournée afin que la serrure soit ouverte et le détecteur 40 de mouvement détecte une rotation suffisante pour que la serrure soit ouverte, et la serrure est ensui15 te réarmée par une courte application de la tension positive à la borne B. Les hommes du métier peuvent noter que le temps nécessaire à l'excitation de l'électro-aimant 15' a été réduit d'environ 8 secondes à un temps de l'ordre de 1 se20 conde ou moins. La présence du détecteur 40 de mouvement peut avoir un second rôle utile en ce que, lorsque la poignée de la serrure est tournée sans déclenchement convenable du fonctionnement de la serrure, un dispositif 60 d'alarme 25 peut transmettre un signal sonore pendant une période minutée, avertissant ainsi les occupants d'une tentative de pénétration. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux mécanismes qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil à embrayage consommant très peu d'énergie, destiné à une serrure électronique ou un dispositif analogue, du type qui comprend un mécanisme d'embraya5 ge à électro-aimant, commandé par un dispositif logique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (40, 42) de détection de mouvement placé à proximité du mécanisme d'embrayage et destiné à détecter le fonctionnement d'une partie du mécanisme d'em10 brayage, et l'électro-aimant (15) est un électro-aimant de verrouillage. destiné à permettre la mise en coopération du mécanisme d'embrayage (3, 4) , l'électro-aimant (15) étant déverrouillé afin qu'il empêche la coopération du mécanisme 15 d'embrayage (3, 4) lorsque le détecteur de mouvement a détecté la fin du fonctionnement. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (55) de minutage destiné à déverrouiller l'électroaimant (15) afin qu'il supprime la coopération du mécanisme d'embrayage (3, 4) après l'écoulement d'un temps déterminé. 3. Mécanisme d'embrayage destiné à une serrure électronique ou à un dispositif analogue, du type qui comprend un premier élément rotatif (1) d'embrayage monté afin qu'il tourne librement autour d'une broche (8) et par rapport à celle-ci, cet élément ayant un premier élément de mâchoire (3), un second élément d'embrayage (2), monté afin 30 qu'il puisse se déplacer en translation sur la broche (7, 8) et tournant en commun avec cette broche, le second élément d'embrayage ayant un second élément de mâchoire(4) destiné à coopérer avec le premier élément de mâchoire (3) et à assurer la rotation de l'un des éléments d'embrayage (2) à la suite de la rotation de l'autre des éléments d'embrayage (1), un dispositif (11) placé entre les éléments d'embrayage et maintenant normalement ceux-ci à distance l'un de l'autre, un dispositif (20, 21, 22, 23, 24, 25) destiné à repousser élastiquement l'un des éléments d'embrayage (4) afin qu'il se déplace vers l'autre des éléments d'embrayage (3) à la suite de la rotation de l'un des éléments d'embrayage et provoque la mise en coopération des éléments de mâchoire,-et un dispositif (11, 15) destiné à empêcher sélec10 tivement le déplacement du premier élément d'embrayage (2) vers l'autre élément d'embrayage (1), de manière que le premier et le second élément de mâchoire (3, 4) ne puissent pas être en coopération et ne puissent pas faire tourner le premier élément d'embrayage (2) à la suite de la rotation 15 de l'autre élément d'embrayage (1), ledit mécanisme étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (15) de verrouillage incorporé au dispositif (11, 15) destiné à empêcher sélectivement 20 le déplacement du premier élément d'embrayage (2), un dispositif (55) de synchronisation destiné à libérer le dispositif de verrouillage (15), et un dispositif (40, 42) de détection de mouvement destiné à libérer autrement le dispositif de verrouillage (11, 15) à la suite d'un fonctionnement choisi de la serrure. 4. Mécanisme d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (15) est un électro-aimant de verrouillage qui n'est plus alimenté après le fonctionnement afin qu'il permette un fonc30 tionnement continu de la serrure sans consommation d'énergie. 5. Mécanisme d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (55) de synchronisation applique de l'énergie assurant le déverrouillage du dispositif (11, 15) de verrouillage après un temps prédéter35 miné. 6. Mécanisme d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (40, 42) de détection de mouvement applique de l'énergie destinée à assurer le déverrouillage du dispositif de verrouillage après détection d'un mouvement choisi associé au fonctionnement et a l'ouverture de la serrure. 7. Mécanisme d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que le dispositif (40, 42) de détection de mouvement détecte en outre une tentative non autorisée de mise de la serrure en fonctionnement par détection du mouvement du premier élément rotatif d'em10 brayage (1), et par déclenchement d'un dispositif d'alarme (60). 8. Mécanisme d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en outre en ce que le dispositif de détection de mouvement est un analyseur optique (40, 42).