Brevet FR2707323A1 — publié le 19950113

La présente invention a pour objet un dispositif de verrouillage à commande magnétique; plus précisément, elle concerne un dispositif de verrouillage à barillet dans lequel des aimants fixés dans des trous de la clé coopèrent avec d'autres aimants mobiles dans le barillet. On sait qu'un dispositif de verrouillage à barillet classique est généralement installé dans le montant de la porte à verrouiller, que le barillet est constitué d'un stator fixe et d'un rotor pouvant être mis en rotation par une clé autour d'un axe perpendiculaire au plan de la porte, que les différentes positions du rotor par rapport au stator - commandées par la clé - correspondent aux états bloqué ou débloqué du dispositif, et que le rotor est équipé d'un organe mécanique actionnant le système de verrouillage ou de déverrouillage proprement dit de la porte. On sait aussi que la "combinaison" caractéristique de la clé peut être mécanique: c'est le cas le plus fréquent o le "code" est obtenu par des découpes plus ou moins complexes; mais ce code peut aussi être magnétique. De tels dispositifs sont déjà connus, par exemple, par la description du brevet français n 2.541.345: dans ce brevet, le rotor du barillet est percé d'ouvertures radiales à travers lesquelles peuvent basculer des pièces chevauchant l'interface rotor-stator pour assurer le blocage ou le déblocage du dispositif; le basculement de ces pièces est obtenu par les actions mutuelles de petits aimants disposés transversalement sur la clé et sur lesdites pièces. Cependant, la construction et l'assemblage de ces systèmes sont souvent compliqués, et donc fragiles et d'un coût élevé. Suivant l'invention, un dispositif de verrouillage à commande magnétique comportant un barillet constitué d'un stator fixe et d'un rotor pouvant être mis en rotation par une clé autour d'un axe perpendiculaire au plan de la porte à verrouiller, dans lequel des aimants fixés dans des trous de la clé coopèrent avec d'autres aimants mobiles dans le barillet, est caractérisé en ce que, d'une part lesdits aimants ont une forme allongée, sont - 2- enserrés dans des douilles en métal ferro-magnétique, et sont disposés parallèlement à l'axe du barillet au cours des manoeuvres du dispositif, d'autre part ledit stator est percé de trous dans lesquels les aimants du barillet sont montés coulissants, en étant 5 repoussés par des ressorts de compression disposés du côté opposé à la clé, tandis que ledit rotor a la forme d'une cuvette cylindrique qui entoure le stator et dont le fond est percé de trous fermés du côté faisant face à la clé, les trous du stator, ceux du rotor, et ceux de la clé étant disposés avec la même10 répartition géométrique, et les aimants du stator et de la clé étant identiques deux par deux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les douilles en métal ferro-magnétique dans lesquelles les aimants sont enserrés sont ouvertes du côté de la face frontale de la clé15 pour les aimants de la clé, et du côté du fond du rotor pour les aimants du stator. Suivant l'invention, des moyens de couplage mécanique, de tout type connu, sont prévus dans la face externe du fond du rotor et sur la face frontale de la clé.20 Dans une variante avantageuse de l'invention, une rondelle mince est montée entre le stator et le rotor, dans le fond de ce dernier, cette rondelle comportant des ouvertures en correspondance exacte avec les trous du stator, et une saillie radiale pouvant coopérer avec deux ergots respectivement25 solidaires du stator et du rotor à une distance angulaire inférieure à celle de deux trous contigus du stator. Suivant l'invention, cette rondelle peut tourner autour d'un pivot qui tourillonne dans un trou axial du stator sous l'action d'un ressort de torsion logé dans ledit trou axial.30 Le dispositif suivant l'invention apporte de nombreux avantages: tout d'abord, il est absolument inviolable comme on l'expliquera plus loin; de plus, il permet le blocage et le déblocage des deux côtés de la porte, c'est-à- dire aussi bien de l'intérieur que de l'extérieur; d'autre part, l'usinage et le35 montage de ses divers éléments sont simples - et donc peut coûteux - car toutes les opérations se font parallèlement à l'axe -3- du barillet; le nombre de codes, c'est-à-dire de combinaisons possibles des aimants et de leurs mises en oeuvre, est considérable (plusieurs centaines de millions); enfin, le dispositif est étanche. 5 On va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre non limitatif, en se référant au dessin annexé sur lequel: - La Figure 1 est une vue en coupe dans un plan perpendiculaire à celui de la porte, montrant le dispositif de verrouillage et la clé. - La Figure 2 est une vue en coupe partielle dans un plan parallèle à celui de la porte. - Les Figures 3 A et 3 B sont des schémas illustrant le r8ôle des douilles. - La Figure 4 est une vue en coupe de la clé. - La Figure 5 est une vue en coupe partielle du barillet équipé de la rondelle intermédiaire. - Les Figures 6 à 10 sont des vues de face simplifiées du stator, de la rondelle, et du rotor dans des positions relatives différentes. Comme on le voit sur la Figure 1, l'ensemble du dispositif, objet de l'invention, désigné par 1, est installé dans le montant 2 de la porte à verrouiller. De manière connue, une poignée 3, traversant le montant 2, est munie d'un pêne 4 pouvant pénétrer dans une gâche 5 fixée dans le dormant 6 de la porte. La rotation de la poignée autour de son axe, qui permet l'ouverture ou la fermeture de la porte, peut être verrouillée par le dispositif à barillet 1 de diverses manières: dans le système représenté, un coulisseau 7 actionné par un excentrique 8 du rotor du barillet30 coopère avec un fraisage 9 dans la poignée 3. Le barillet est constitué d'un stator 11 fixé dans le montant 2 de la porte, et d'un rotor 12 qui, conformément à l'invention, a la forme d'une cuvette cylindrique entourant le stator 11, et dont le fond 13 fait face à la clé 14 lorsque cette35 dernière est en position active. Cette clé est formée d'un corps 14 en matériau amagnétique, - 4 - comme de l'aluminium par exemple, percé d'un certain nombre de trous, tels que 15, perpendiculaires à la face frontale 10 de la clé; des petits aimants de forme allongée, tels que 16, enserrés dans des douilles en métal ferro-magnétique, telles que 17, sont 5 fixés dans les trous 15. La face frontale 10 de la clé, également en matériau amagnétique, est pourvue de deux ergots, tels que 19, dont le rôle est d'une part d'assurer le positionnement correct de la clé par rapport au barillet, d'autre part d'entraîner le rotor en rotation après son déblocage, et enfin de limiter le couple de10 rotation imposé au dispositif (comme on va l'expliquer plus loin). Les douilles 17 sont fermées du côté opposé à la face frontale pour des raisons explicitées plus loin. Enfin, la clé 14 est munie d'un élément de préhension de tout type connu, tel qu'une barrette 18, par exemple. Le stator 11 du barillet est percé d'un certain nombre de trous, tels que 20, parallèles à l'axe du barillet; des aimants de forme allongée, tels que 21, identiques deux par deux à ceux de la clé, enserrés dans des douilles en métal ferro-magnétique, telles que 22, sont montés coulissants dans les trous 20. Les20 douilles 22 sont ouvertes du côté du fond du rotor pour les mêmes raisons explicitées plus loin; du côté opposé, ces douilles 22 comportant un appendice axial, tel que 23, autour duquel est monté un petit ressort de compression, tel que 24, prenant appui à l'arrière du stator 11; les appendices sont fixés à une platine25 25 parallèle à la porte, dont le rôle sera précisé plus loin. Conformément à l'invention, les aimants 21 ont des dimensions géométriques, des caractéristiques magnétiques, et des positions relatives rigoureusement identiques à celles des aimants 16 de la clé. Les orientations magnétiques nord-sud des aimants 21 et celles des aimants 16 peuvent être identiques, et dans ce cas ils s'attirent lorsqu'ils sont face à face; mais leurs orientations magnétiques nord-sud peuvent aussi être inversées, et alors ils se repoussent lorsqu'ils sont face à face; c'est ce dernier montage qui sera généralement préféré car il produit des35 forces plus efficaces pour le déplacement des éléments mobiles. D'autres part, le fond 13 du rotor est percé de trous, tels que 26, dont les diamètres et les positions relatives sont identiques à ceux des trous 20 du stator; ces trous 26 sont fermés du côt6 extérieur, soit en étant des trous borgnes, soit au moyen d'une plaquette rapportée sur la face externe du rotor. Enfin, le fond 13 du rotor, du côté extérieur, ou bien ladite plaquette rapportée, comporte deux petits trous 27 dont les dimensions et les positions relatives correspondent à celles des ergots 19 de la clé 14. L'un des rôles jou6s par les douilles ferro-magnétiques 17 des aimants 16 de la clé, et les douilles 22 des aimants 21 du stator est illustré par les Figures 3 A et 3 B. On voit sur le premier schéma (Figure 3 A) deux aimants enserrés dans leurs douilles, o ils sont fixés par collage, par exemple avec de l'"Araldite" (marque déposée), placés exactement face à face, les pôles de même nom se faisant face; les lignes de champ magn6tique15 sont très concentr6es et rigoureusement symétriques; elles produisent donc une force de répulsion mutuelle maximale. Par contre, sur le second schéma (Figure 3 B), les deux aimants sont légèrement décalés et l'effet est totalement inversé: les deux aimants s'attirent. Cela revient à dire que la "d6finition" du20 code magnétique est considérablement augmentée par cette disposition de la présente invention. Le fonctionnement du dispositif, objet de l'invention, est - le suivant: lorsque la clé est présentée correctement face au barillet, c'est-à-dire les ergots 19 engagés dans les trous 27, les aimants 16 de la clé repoussent les aimants 21 du stator contre l'action des ressorts 24; ces petits déplacements font sortir les aimants 21 des trous borgnes 26 du fond du rotor et libèrent ainsi la rotation de ce dernier que l'on obtient en tournant la clé.30 Etant donn6 leur mat6riau et leur nombre, les douilles 22 présentent une résistance au cisaillement telle qu'il est impossible de faire tourner le rotor avec un outil susceptible de s'engager dans le logement de la clé. Et dans le cas o l'on utiliserait une clé ayant la même disposition des ergots mais un35 code magnétique différent, donc sans pouvoir repousser les aimants 21, si l'on voulait forcer la rotation du rotor, les ergots -6- seraient cisaillés mais pas les douilles 22. Enfin, suivant l'invention, on peut toujours réduire la profondeur du logement de la clé dans le dispositif pour rendre impossible même une tentative d'effraction. 5 La commande du dispositif de l'intérieur s'obtient à l'aide de la platine 25: il suffit de la tirer en arrière pour faire reculer l'ensemble des aimants 21 et débloquer ainsi le rotor. A l'inverse, si l'on veut verrouiller le dispositif de l'intérieur, il suffit de repousser la platine 25 et de la bloquer dans cette posiiton par tout moyen connu. On voit sur la Figure 4, qui est une vue en coupe simplifiée, un exemple de répartition des aimants dans la clé ou dans le barillet; on conçoit que la rotation de la clé et donc du rotor puisse faire passer devant le stator des aimants différents15 dans les mêmes positions relatives, ce qui aurait pour effet de perturber le fonctionnement du dispositif qui ne "reconnaîtrait" pas le code magnétique ainsi présenté. Conformément à l'invention, on peut éviter cet inconvénient, et augmenter encore le nombre (déjà très élevé) de codes possibles du dispositif en utilisant pour chaque combinaison existante des aimants, des positions angulaires différentes du rotor grâce à une pièce supplémentaire dont le rôle va être décrit ci-après. Une rondelle métallique mince 28 (Figure 5) comportant un pivot central 29 tourillonnant dans un trou axial 30 du stator 11, est montée entre ce dernier et le fond 13 du rotor 12; cette rondelle est percée d'ouvertures, telles que 31 (Figure 7), en correspondance exacte avec les trous 20 du stator 11; d'autre part, cette rondelle comporte une saillie radiale 32 formée par30 deux découpes périphériques 33 et 34, cette saillie pouvant coopérer avec deux ergots 35 et 36 respectivement solidaires du stator et du rotor; ces ergots sont disposés à une distance angulaire inférieure à celle de deux trous contigus d'une même orbite. Enfin, le trou axial 30, fermé par un culot 37, contient 35 un ressort de torsion 38 exerçant son couple entre le culot 37 et le pivot 29 de la rondelle 28. -7- Le fonctionnement de cette rondelle 28 va maintenant être expliqué en se référant aux Figures 6 à 10. La Figure 6 est une vue de face simplifiée du stator 11: on y voit quatre trous, tels que 20 contenant des aimants 21 (non représentés), le trou axial 30, ainsi que l'ergot 35. Sur la Figure 7, on voit la rondelle 28 placée devant le stator non visible, quatre trous tels que 31 correspondant aux trous 20 du stator, la saillie radiale 32 entre les deux découpes périphériques 33 et 34, et l'ergot 35. La Figure 8 représente le fond 13 du rotor 12 placé devant la rondelle 28, les quatre trous tels que 26 correspondant aux précédents, l'ergot du stator, et l'ergot 36 fixé dans le fond du rotor, côté intérieur, ainsi que l'excentrique 8 qui commande le verrouillage proprement dit de la serrure. Les Figures 6, 7 et 8 représentent les différents organes en position de repos, c'est-à-dire dispositif bloqué. La séquence des opérations d'ouverture ou de déblocage est la suivante: la clé 14 ayant été correctement mise en place (les ergots 19 dans les trous 27), les aimants 16 de la clé repoussent ceux 21 du stator, libérant ainsi la rotation du rotor 11 et de la20 rondelle 28. Le ressort de torsion 38 fait alors tourner la rondelle 28 jusqu'à l'amener en butée contre l'ergot 35 du stator; cette position, représentée sur la Figure 9, est celle d'un léger décalage angulaire entree le stator et la rondelle qui masque ainsi les trous 20 du stator, empêchant les aimants de ce dernier25 de reprendre leurs positions initiales, ce qui provoquerait le blocage de toute rotation. A partir de cette position, la poursuite de la rotation de la clé entraîne celle du rotor sans entraîner celle de la rondelle 28 qui continue à masquer les aimants du stator; cette rotation clé-rotor s'arrête en butée lorsque le déverrouillage est obtenu, par exemple lorsque l'excentrique 8 a fini de dégager le coulisseau 7, par tout moyen connu. Dans cet état final, les éléments précédents ont les positions représentées sur la Figure 10. Pour refermer ou rebloquer le dispositif, on fait tourner la clé en sens inverse, ce qui provoque d'abord la rotation du - 8- rotor également en sens inverse, jusqu'à ce que l'ergot 36 du rotor vienne repousser la saillie radiale 32 de la rondelle 28 pour la ramener à sa position initiale; alors, les aimants du stator poussés par les ressorts de compression 24 repassent dans 5 les trous 31 de la rondelle 28 et ceux 26 du rotor, ce qui a pour effet de rebloquer ce dernier. On voit que les avantages apportés par la présente invention sont très nombreux et très intéressants. D'abord, on dispose d'un nombre considérable de possibilités: avec une clé cylindrique d'un diamètre de 20 mm, ayant 14 logements pour les aimants, on peut obtenir plus de 7 millions de combinaisons, avec seulement 8 aimants; les demandeurs ont d'ailleurs mis au point un programme informatique permettant de gérer toutes ces combinaisons.15 La précision de lecture du code est extrêmement fine grace aux douilles ferro-magnétiques. Le mécanisme est simple et efficace permettant une réalisation industrielle aisée et peu coûteuse. Toute tentative d'effraction détruit le rotor, supprimant ainsi le seul moyen d'ouverture du dispositif. Il est possible d'exploiter une rotation de 0 à 350 degrés du rotor, ce qui permet d'actionner plusieurs pênes. Le clé peut avoir une forme quelconque et elle peut être entourée d'un cache antimagnétique.25 Bien entendu, un certain nombre de variantes peuvent être apportées au dispositif tel qu'il vient d'être décrit sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que l'on pourra augmenter encore le nombre des codes possibles en modifiant les formes des éléments tels que les aimants30 (cylindriques, tubulaires ou autres), des douilles, ou du champ magnétique au voisinage de ces éléments. -9 - REVENDICATIONS 1 - Dispositif de verrouillage à commande magnétique comportant un barillet constitué d'un stator fixe (11) et d'un rotor (12) pouvant être mis en rotation par une clé (14) autour d'un axe perpendiculaire au plan de la porte à verrouiller(2), dans lequel des aimants (16) fixés dans des trous (15) de la clé (14) coopèrent avec d'autres aimants (21) mobiles dans le barillet, caractérisé en ce que, d'une part lesdits aimants (16 et 21) sont enserrés dans des douilles (17 et 22) en métal ferro- magnétique, et ont leurs axes magnétiques disposés parallèlement à l'axe du barillet au cours des manoeuvres du dispositif, d'autre part ledit stator (11) est percé de trous (20) dans lesquels les aimants (21) du barillet sont montés coulissants, en étant repoussés par des ressorts de compression (24) disposés du côté opposé à la clé (14), tandis que ledit rotor (12) a la forme d'une cuvette cylindrique qui entoure le stator (11) et dont le fond (13) est percé de trous (26) fermés du côté faisant face à la clé, les trous (20) du stator, ceux (26) du rotor, et ceux (15) de la clé étant disposés avec la même répartition géométrique, et les aimants (21) du stator et de la clé étant identiques deux par20 deux. 2 - Dispositif de verrouillage à commande magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les douilles (17 et 22) en métal ferro-magnétique dans lesquelles les aimants (16 et 21) sont enserrés sont ouvertes du côté de la face frontale de la clé (14) pour les aimants (16) de la clé, et du côté du fond (13) du rotor pour les aimants (21) du stator. 3 - Dispositif de verrouillage suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens de couplage mécanique, de tout type connu, sont prévus (27) dans la face externe du fond du rotor et (19) sur la face frontale de la clé. 4 Dispositif de verrouillage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une rondelle mince (28) est montée entre le stator (11) et le rotor (12), dans -10 - le fond (13) de ce dernier, cette rondelle comportant des ouvertures (31) en correspondance exacte avec les trous (20) du stator (11), et une saillie radiale (32) pouvant coop6rer avec deux ergots (35 et 36) respectivement solidaires du stator et du rotor à une distance angulaire inf6rieure à celle de deux trous contigus. - Dispositif de verrouillage suivant la revendication 4, caractéris6 en ce que cette rondelle (28) peut tourner autour d'un pivot (29) qui tourillonne dans un trou axial (30) du stator sous10 l'action d'un ressort de torsion (38) logé dans ledit trou axial.