Brevet FR2718165A1 — publié le 19951006

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT EN ROTATION D'UNE BARRIERE MOBILE L'invention concerne un dispositif d'entraînement en rotation d'une barrière mobile autour d'un axe entre deux positions extrêmes dont l'une correspond à la fermeture d'un passage et l'autre correspond à l'ouverture de ce passage. Elle est plus particulièrement relative à un dispositif d'entraînement en rotation du bras d'une barrière mobile. On connaît déjà divers dispositifs d'entraînement permettant de placer le bras d'une barrière mobile telle qu'une barrière de péage autoroutier ou de parking ou autre, par exemple, soit dans une position de fermeture au moins partiellement horizontale dans laquelle le bras pivotant ferme un passage, soit dans une position d'ouverture au moins partiellement verticale dans laquelle il libère ledit passage. Dans les dispositifs connus, on utilise généralement un moteur électrique dont la course angulaire de rotation peut être inférieure à un tour, dont l'arbre de sortie peut rester immobile alors que le moteur est sous tension sans que celui-ci ne soit détérioré, et qui peut fonctionner dans les deux sens de rotation à volonté. Un tel moteur est connu en luimême et est généralement constitué d'une moteur monophasé blocable à couple constant, couramment désigné par l'expression "moteurcouple". Le dispositif d'entraînement comprend généralement un arbre mené monté sur un bâti de façon à pouvoir pivoter autour de l'axe horizontal perpendiculaire au bras, ledit bras étant entraîné par une de ses extrémités en rotation par cet arbre mené qui est lui-même entraîné en rotation par une bielle menée, pivotant autour du même axe horizontal. L'arbre de sortie du moteur électrique est couplé à un système bielle-manivelle, et la manivelle a son extrémité libre reliée à l'extrémité libre de la bielle menée, le moteur entraînant la bielle du système bielle-manivelle en rotation. De tels dispositifs se sont avérés délicats à régler du point de vue de la cinématique, et des positions relatives des arbres, bielles et manivelles, pour que le bras soit effectivement entraînée sur 90" entre la position horizontale et la position verticale. De plus, avec de tels dispositifs connus, le temps nécessaire au passage de la lisse entre ses deux positions extrêmes est généralement considéré comme trop important, notamment pour les barrières modernes de péage autoroutier qui doivent permettre un péage de plus en plus rapide, voire sans arrêt des véhicules. Egalement, ces dispositifs connus comportent un nombre trop important de pièces en mouvement, sujettes à l'usure, et bruyantes, ce qui rend le dispositif peu fiable et nécessite de fréquentes interventions. Par ailleurs, le bras d'une telle barrière mobile doit, pour des raisons de sécurité, pouvoir être bloqué en position horizontale. Il faut en effet généralement éviter qu'un utilisateur puisse le relever manuellement. Or, la seule résistance du moteur est généralement insuffisante à cet égard. C'est pourquoi, dans les dispositifs connus, lorsque le bras est en position horizontale, le système bielle-manivelle est disposé de façon à être à un de ses points morts haut ou bas, effectuant ainsi un blocage mécanique en position horizontale. Mais, il s'avère qu'avec de tels dispositifs, il est difficile en pratique d'obtenir un blocage en position verticale, notamment compte-tenu des problèmes d'encombrement et des autres contraintes imposées par affieurs. De ce fait, en cas de fort vent horizontal, le bras de la barrière en position verticale peut être ramené de façon intempestive vers sa position horizontale et gêner ainsi le libre passage des gens ou des véhicules. Egalement, les butées limitant la course de rotation de la bielle entraînée par le moteur engendrent des phénomènes de vibrations dans les positions extrêmes de la lisse. Ces phénomènes sont bien évidemment indésirables et engendrent en particulier des usures très rapides des paliers de montage des arbres et des liaisons mécaniques. De tels dispositifs d'entraînement connus sont actuellement installés et utilisés sur les péages autoroutiers. Des problèmes similaires se posent dans le cas de portails dont le battant pivote autour d'un axe vertical fixe sous l'action d'un moteur. L'invention vise à remédier simultanément aux inconvénients susmentionnés des dispositifs d'entraînement de l'art antérieur. L'invention a donc pour objet de proposer un dispositif d'entraînement qui soit simple à régler, beaucoup plus rapide, permettant notamment un passage entre ses deux positions extrêmes en très peu de temps. Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif d'entraînement qui puisse réaliser non seulement un blocage du bras dans une position extrême, notamment horizontale, mais également un blocage dans l'autre position extrême, notamment verticale, et ce de façon simple et économique. Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif d'entraînement. Ainsi le dispositif d'entraînement selon l'invention entraîne en rotation le bras d'une barrière mobile autour d'un axe entre deux positions extrêmes, une position ouverte et une position fermée et inversement, comprenant un arbre mené monté sur un support de façon à pivoter autour de l'axe comprenant une bielle menée et un moteur électrique comprenant une bielle menante, l'arbre moteur étant relié à l'arbre mené par un système d'entraînement et est caractérisé en ce que le système d entraînement est tel que la bielle menée est reliée à la bielle menante par l'intermédiaire d'une pièce mobile en translation reliée à la bielle menante par une biellette intermédiaire. Selon une caractéristique complémentaire, la bielle menée est constituée par un pignon mené denté, tandis que la pièce mobile en translation est une crémaillère coopérant avec ledit pignon denté, ladite crémaillère étant disposée entre le pignon mené et deux galets de guidage. Selon une autre caractéristique complémentaire de l'invention, la biellette intermédiaire est articulée par lune de ses extrémités sur la bielle menante autour d'un premier axe et par l'autre de ses extrémités sur la crémaillère autour d'un deuxième axe, tandis-que le dispositif comprend un système élastique, tel qu'un ressort de compression, sollicitant le système d'entraînement dans une position correspondant à la position ouverte du bras. Notons aussi que le dispositif comprend avantageusement un système de butées limitant le pivotement de la bielle menante pour définir les positions extrêmes du bras de la barrière, ledit système de butées étant constitué par deux butées élastiques destinées à coopérer avec un prolongement du premier axe d'articulation de la biellette intermédiaire sur la bielle menante. Selon une disposition préférée, le moteur électrique est un moteur du type à couple constant. dont l'arbre moteur est parallèle à l'arbre mené. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 illustre un exemple d'utilisation du dispositif de l'invention dans le cadre d'une barrière de péage autoroutier. La figure 2 est une vue de dessus. Les figures 3 à 6 représentent un mode d'exécution du dispositif selon l'invention. La figure 3 est une vue de face du dispositif dans la position ouverte de la barrière. La figure 4 est une vue similaire à la figure 3 mais dans la position fermée de la barrière. La figure 5 est une vue schématique du dispositif dans une position intermédiaire illustrant de façon simplifiée les différents éléments du dispositif. La figure 6 est une vue latérale selon F de la figure 3. La figure 7 est une vue en coupe selon VI-VI. Les figures 8 et 9 sont des vues illustrant un autre type d'utilisation du dispositif de l'invention. Les figures 10 et 11 illustrent une variante d'exécution dans des vues similaires aux figures 1 et 2. La figure 12 représente une autre variante en perspective. Le dispositif selon l'invention porte la référence générale (1) et est illustré à titre d'exemple à la figure 1 dans le cadre d'une barrière du type de celle que l'on trouve sur les péages autoroutiers ou à l'entrée de parkings privatifs. Ainsi, et comme cela est illustré, l'installation comporte : le dispositif selon l'invention (1) qui est porté par un bâti inférieur (2) fixé sur un socle en béton (3), ledit dispositif (1) portant une lisse, ou un bras pivotant (4) mobile autour d'un axe horizontal (5), entre deux positions extrêmes, une position de fermeture (PF) ou position horizontale dans laquelle le bras est disposé sensiblement horizontalement, et une position d'ouverture (PO) ou position verticale dans laquelle ledit bras est sensiblement vertical. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif (1) est amovible pour être à volonté, fixé sur le bâti (2) ou désolidarisé de celui-ci pour être éventuellement utilisé sur un autre bâti ou dans un autre type d'application que celui d'une barrière de péage. Le dispositif (1) selon l'invention formant un ensemble monobloc démontable. A cet effet, le dispositif (1) comprend un support (6) qui porte l'ensemble des éléments d'entraînement et qui est formé par un étrier (80) ayant la forme d'un U ouvert vers le haut réalisé en tôle d'acier et constitué par une paroi inférieure (7) repliée latéralement vers le haut pour former deux parois latérales (8, 9). Par ailleurs, il est prévu au moins une paroi latérale externe (10) disposée vers l'extérieur parallèlement et à distance de la paroi latérale (8) pour créer un espace latéral (12) dans lequel le système d'entraînement (23) est disposé, la paroi latérale externe (10) constituant une paroi de protection. Notons aussi que l'ensemble constitué par le support (6) avec ses deux parois latérales (8, 9) est symétrique par rapport au plan vertical (P). Le bras (4) est solidaire d'un arbre mené (14) monté pivotant sur le support (6) selon l'axe (5) grâce à deux paliers (15, 16) par exemple du type à roulement qui sont fixés sur la face interne (17, 18) des parois latérales (8, 9) grâce à des boulons (19). Bien entendu, les parois latérales (8, 9) sont percées des trous nécessaires au passage des boulons (19) et de l'arbre mené (14). Un moteur électrique (20) est prévu pour entraîner le mouvement de rotation de l'arbre mené (14) et provoquer ainsi le pivotement du bras (14) d'une position à l'autre telles que cellesì ont été décrites précédemment. Le moteur (20) est disposé entre les deux parois latérales (8, 9) de façon à ce que son axe moteur (21) soit parallèle à l'axe (5) de pivotement du bras. A cet effet, ledit moteur est fixé sur la face interne (17) de la paroi latérale (8) de façon à ce que l'arbre moteur (22) fasse saillie vers l'extérieur dans l'espace latéral (12). Le moteur électrique (20) est un moteur qui peut être arrêté de force sous tension sans subir de détérioration telle qu'un grillage de ses bobinages. On peut utiliser par exemple un moteur électrique monophasé à condensateur à couple constant. Le moteur électrique (20) est choisi et commandé par un dispositif approprié de façon à pouvoir tourner dans l'un ou l'autre sens de rotation selon que le bras doit être levé de la position horizontale à la position verticale ou abaissé de la position verticale à la position horizontale. Un tel dispositif de commande d'un tel moteur électrique est connu en lui-même et n'a donc pas à être décrit ni représenté. Selon l'invention l'arbre moteur (22) du moteur (20) est disposé pour s'étendre parallèlement à l'arbre mené (14). Ledit arbre moteur (22) étant relié indirectement audit arbre mené (14) par l'intermédiaire d'un système d'entraînement (23) qui comprend un ensemble de pièces mobiles les unes par rapport aux autres, permettant de provoquer la rotation de l'arbre mené (14) quand il y a rotation de l'arbre moteur (22). Aussi, l'arbre moteur (22) est relié à l'arbre mené (14) par l'intermédiaire d'une bielle menante (24), d'une bielle intermédiaire (25), d'une crémaillère (26) et d'un pignon mené (27). La bielle menante (24) est solidaire de l'arbre moteur (22), tandis que le pignon mené (27) est solidaire de l'arbre mené (14). La crémaillère (26) est destinée à coopérer avec le pignon (27) tandis qu'elle est mobile en translation horizontale. A cet effet, ladite crémaillère (26) est disposée entre le pignon (27) et deux galets de guidage (28, 29) pour être retenue verticalement vers le haut et vers le bas entre les pignons (27) et les deux galets de guidage (28, 29) alors que son déplacement horizontal est autorisé. Le mouvement horizontal de la crémaillère provoque la rotation du pignon (27) et donc de l'arbre mené (14), entraînant ainsi le pivotement du bras (4) de sa position horizontale vers sa position verticale et inversement. Par ailleurs, le déplacement de la crémaillère est commandé par la biellette intermédiaire d'entraînement (25). A cet effet ladite biellette intermédiaire (25) est montée articulée par l'une de ses extrémités sur la bielle menante (24) autour d'un premier axe (30) et par l'autre de ses extrémités sur la crémaillère (26) autour d'un deuxième axe (31). Le dispositif comprend, entre autre, un système de butées destiné à définir les deux positions extrêmes du bras, ainsi qu'un système élastique destiné à solliciter le bras vers sa position d'ouverture. Ainsi, l'extrémité de la crémaillère qui est opposée à celle où est articulée la biellette intermédiaire (25), comprend une équerre d'appui (32) fixée sur ladite crémaillère (26) par deux vis (33, 34) et dont les parois (35, 36) se prolongent vers le bas, la paroi latérale d'extrémité (36) comprenant un trou (37) permettant le passage d'une tige de guidage (38) qui, par ailleurs, est retenue par son extrémité opposée sur une équerre de retenue (39) grâce à une vis d'extrémité (40), ladite équerre (39) étant, quant à elle, fixée sur la face externe (41) de la paroi latérale (8), tandis qu'un ressort de compression (42) est disposé autour de la tige de guidage (38) dont les extrémités sont en appui, d'une part, sur l'équerre de retenue (39) et, d'autre part, sur l'équerre d'appui (32). Le système de butée est constitué par deux butées élastiques (43, 44) sur lesquelles le prolongement (45) de l'axe (30) de liaison entre la bielle menante (24) et la biellette intermédiaire (25), est destiné à venir en butée dans les positions extrêmes du mouvement. Ces deux butées (43, 44) sont logées dans des logements correspondants (46, 47) réalisés dans une pièce de retenue (48) fixée sur la face externe (41) de la paroi latérale (8) par l'intermédiaire de deux boulons (49, 50). Ainsi la rotation de l'axe (30) autour de l'axe moteur (22) se trouve limitée par coopération du prolongement (45) avec les deux butées (43, 44) qui sont élastiques, et réalisées en matériaux synthétiques souples. Notons aussi qu elles sont avantageusement de forme cylindrique et leur position respective est telle que dans la position extrême barrière fermée, le moteur étant alimenté, le prolongement (45) exerce un léger effort de compression sur la butée, pour solliciter à l'écrasement celle-ci. En cas de panne de courant, l'effort de compression provoque la libération de la contrainte et la libération de la butée qui se décomprime en provoquant le déplacement vers le haut du prolongement. Ce déplacement a pour effet de faciliter la levée de la barrière en cas de panne de courant, le mouvement étant alors amorcé, et poursuit grâce à l'action du ressort de compression (42). Le dispositif de l'invention comprend des moyens de réglage permettant de régler les positions extrêmes (PO, PF) du bras de la barrière et de régler la position des butées élastiques (43, 44). Ainsi la position angulaire relative de la bielle menante (24) par rapport à l'arbre moteur (22! est réglable. De même, la position angulaire relative du pignon mené (27) par rapport à l'arbre mené (14) est réglable. A cet effet, le prolongement (65) de la bielle menante (24) au-delà de l'arbre (22) comprend une fente (66) et le serrage sur ledit arbre est assuré par une vis ou un boulon de serrage (67). De même, la partie du pignon mené (27) se trouvant au-delà de l'arbre mené (14) par rapport à la denture (270) comprend une fente (68) et le serrage et le maintien du pignon sur l'arbre est assuré par une vis (670). Par tailleurs, les boulons (49 et 50) de fixation de la pièce de retenue (48) passent au travers de trous oblongs (69, 70) réalisés dans la paroi latérale (8). Ainsi, la position relative de la pièce de retenue (48) par rapport à l'axe moteur (21) est réglable. Comme nous l'avons déjà dit en préambule, le dispositif de l'invention avec son support (6), son arbre mené (14), son moteur (20) et son système d'entraînement (23) est autonome et amovible et peut être monté sur tout type de bâti, comme celui illustré à la figure 1, et ce, grâce, par exemple, à des écrous de retenue (71). Par tailleurs, un capot de protection et de décoration (72) peut être prévu pour couvrir l'ensemble du dispositif. Notons aussi qu'il est prévu dans le bâti (2) une porte d'accès (73) permettant d'avoir accès au circuit électrique de commande. il va de soit que le dispositif de l'invention peut trouver d'autres types d'application que celui d'être utilisé dans le cadre d'une barrière de péage et c'est le cas, par exemple, de l utilisation illustrée aux figures 7 et 8 qui montre une mini barrière du type de celle qui peut interdire ou libérer un emplacement de parking. Selon l'illustration proposée, le dispositif d'entraînement (1) est partiellement encastré dans le sol (S) pour entraîner en pivotement une barrière (140) autour d'un axe horizontal (5), le dispositif (1) prenant place dans un boîtier (60) fermé par un capot (61) de faible hauteur. Ledit boîtier (60) étant disposé dans une cavité (62) réalisée dans le sol. Les figures 10 et 11 illustrent une variante selon laquelle le dispositif (1) est utilisé pour entraîner deux bras (4, 4') pour former simultanément deux barrières symétriques. Par ailleurs, dans cette variante, le dispositif d'entraînement (1) avec son capot de protection est disposé non pas sur un bâti métallique comme dans l'exécution de la figure 1, mais sur un mur (200). Selon les modes de réalisation représentés par les figures 1 à 1 1 le déplacement du bras de la barrière se fait dans un plan vertical, mais il pourrait en être autrement, comme cela est représenté à la variante illustrée à la figure 12 selon laquelle le dispositif est tel que le mouvement du ou des bras (4, 4') constituant la ou les barrières se fait dans un plan horizontal. La variante telle qu'illustrée comprend deux bras (4, 4'), chacun des bras étant formé par un étrier métallique. Par ailleurs, il y est prévu deux bras (4, 4') mais il pourrait n'y en avoir qu'un (4 ou 4') sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Il va de soit que le dispositif de l'invention peut être équipé avec un autre type de moteur qu'un moteur électrique. En effet, le moteur peut aussi être hydraulique ou pneumatique. Notons que le réglage en hauteur des butées élastiques (43, 44) permet d'obtenir ou non le déverrouillage en cas de panne de courant. Par ailleurs, il est possible, en cas de panne de courant, d'obtenir l'ouverture du bras aussi bien que sa fermeture. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement en rotation d'un bras (4, 4', 140) d'une barrière mobile autour d'un axe (5) entre deux positions extrêmes, une position ouverte (PO) et une position fermée (PF) et inversement, comprenant un arbre mené (14) monté sur un support (6) de façon à pivoter autour de l'axe (5) comprenant une bielle menée (27) et un moteur électrique (20) comprenant un arbre moteur (22) comprenant une bielle menante (24), l'arbre moteur (22) étant relié à l'arbre mené par un système d'entraînement (23) caractérisé en ce que le système d'entraînement (23) est tel que la bielle menée (27) est reliée à la bielle menante (24) par l'intermédiaire d'une pièce mobile en translation (26) reliée à la bielle menante (24) par une biellette intermédiaire (25). 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bielle menée (27) est constituée par un pignon mené denté, tandis que la pièce mobile en translation (26) est une crémaillère coopérant avec ledit pignon denté. 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2 caractérisé en ce que la crémaillère (26) est disposée entre le pignon mené (27) et deux galets de guidage (28, 29). 4. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la biellette intermédiaire (25) est articulée par lune de ses extrémités sur la bielle menante (24) autour d'un premier axe (30) et par l'autre de ses extrémités sur la crémaillère (26) autour d'un deuxième axe (31). 5. Dispositif d'entraînement selon lune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un système élastique (42) sollicitant le système d'entraînement (23) dans une position correspondant à la position ouverte (PO) du bras (4, 140). 6. Dispositif d'entraînement selon la revendication 5 caractérisé en ce que le système élastique est une ressort de compression (42) sollicitant la crémaillère (26). 7. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un système de butées (43, 44) limitant le pivotement de la bielle menante (24) pour définir les positions extrêmes du bras (4, 140) de la barrière. 8. Dispositif d'entraînement selon la revendication 7 caractérisé en ce que le système de butée est constitué par deux butées élastiques (43, 44) destinées à coopérer avec un prolongement (45) du premier axe (30) d'articulation de la biellette intermédiaire (25) sur la bielle menante (24). 9. Dispositif d'entraînement selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur électrique (20) est un moteur du type à couple constant. 10. Dispositif d'entraînement selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'arbre moteur (22) est parallèle à l'arbre mené (14). 11. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est constitué par un étrier (80) en forme de U ouvert vers le haut réalisé en tôle d'acier et constitué par une paroi inférieure (7) repliée latéralement vers le haut pour former deux parois latérales (8, 9) portant l'arbre mené (14) tandis que lune des parois (8) porte le moteur (20), et une pièce de retenue (48) retenant les deux butées élastiques (43, 44).