Brevet FR2734307A1 — publié le 19961122

La presente invention concerne un dispositif de fermeture de bâtiment occupant au sol un minimum d'emprise tant dans les positions ouvertes et fermees que pendant les manoeuvres. I1 est fréquent, surtout dans les bâtiments à usage d'habitation, que l'implantation de porte pose problème par manque de place. Nous pouvons citer entre autres le cas de chevauchement des zones d'emprise au sol de portes battantes trop proches, entraînant chocs et dégradations, ou porte placée en tête ou en pied d'escalier peu sécurisante. Le dispositif selon l'invention permet de resoudre certains de ces problèmes. Au niveau terminologie, pour éviter les confusions de sens des mots ouverture et fermeture, désignant aussi bien des actions que des moyens, ce dispositif sera nommé porte dans la description, bien qu'il ait des fonctions plus générales de fermeture, de volet ou de portail par exemple. Le terme de passage décrira l'ouverture dans la paroi que le dispositif doit obturer ou révéler. De plus, le terme 'sous plafond' fait référence à une zone de l'espace limitée en hauteur par une surface horizontale, tandis que le terme 'sous rampant' designe une zone délimitée en hauteur par une ou plusieurs surfaces dont le profil est globalement incliné, comme un dessous de toiture ou d'escalier. Le dispositif est constitué de trois parties distinctes et d'un systéme d'entraînement, à savoir un ensemble de rails dans lesquels coulisse un groupe de panneaux assurant la fermeture, et d'un caisson de stockage, situé au-dessus du passage, dans lequel viennent se ranger les panneaux quand la porte est ouverte. Les rails, possédant au moins deux gorges, sont fixes de part et d'autre du passage sur toute la hauteur de ce dernier. Ils assurent le positionnement de la porte et participent à l'étanchéité optique et aéraulique de celle-ci. Les panneaux coulissants dans ces rails sont alignés sur le même axe vertical en position de fermeture, donc l'un au-dessus de l'autre, et stocké verticalement l'un à coté de l'autre dans le caisson en position d'ouverture. A noter que ces panneaux peuvent être isolants afin de parfaire l'isolation thermique. Le nombre de panneaux n'est pas fixé, il dépend de la hauteur de ceux-c, ainsi que de la hauteur du passage. Cependant, il est toujours possible d'ajouter ou d'enlever des panneaux sans que le dispositif soit à modifier. Le rôle du caisson est de stocker les panneaux quand la porte est ouverte, et éventuellement de contenir le dispositif d'entraînement. I1 est placé au-dessus du passage. 1l prend la forme d'un parailélépipede, rectangle si le plafond est horizontal, rhombique dans les autres cas. Le mouvement de la porte, et donc de l'ensemble des panneaux, est entierement contrôlé par le panneau inférieur. Si l'on cherche à remonter uniquement ce panneau, l'ensemble des autres remonte et se range automatiquement dans le caisson. A l'inverse, descendre ce panneau oblige les autres à sortir du caisson et à s'empiler verticalement. Le mouvement de remontée, donc d'ouverture, nécessite une force de traction verticale de bas en haut, appliquée sur le panneau inférieur, alors que le mouvement inverse se fait par simple gravitation, de sorte que seul un freinage est nécessaire. Le système générant les forces permettant la manoeuvre de cette porte ne fait pas partie intégrante du brevet, qu'il soit d'ordre manuel, mécanique, pneumatique, électrique... Cependant, la transmission des ces forces au panneau inférieur se fait par câbles et poulies invisibles, pouvant participer à la sécurité anti-chute et à la sécurité anti-écrasement. En effet, puisque le mouvement de descente ne se fait que par gravité, la rupture des câbles entraîne la descente rapide de la porte. Pour pallier ce danger, les câbles peuvent être doublés. Cependant, ces câbles étant invisibles, la rupture de l'un d'eux peut passer inaperçu. I1 est donc proposé un système composé de deux câbles reliés entre eux par une résistance électrique, et traversés par un courant électrique basse tension, le tout surveillé par un système électrique ou électronique de securité. Ce dernier systeme, bien que n'entrant pas dans la description de l'invention, est apte à analyser et à détecter la rupture d'un câble ou l'écrasement d'un objet situé sur la trajectoire de la porte, uniquement en comparant les tensions aux extrémités des câbles de manoeuvre, et en agissant en conséquence. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la description qui suit, ainsi que des dessins illustrant l'invention. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter dans les dessins annexés. La figure 1 est un éclaté schématique de principe montrant les rails (1), une suite de panneaux (2) dont une partie est rangée dans le caisson (3). La figure 2a montre les parties constituantes d'un panneau. Ce dernier, comme tous les autres, dispose de deux biseaux (4), à l'exception du panneau inférieur qui n'en possede qu'un en haut, de couvre-joints (5), de deux roues (6) sur ses flancs en position basse, de deux doigts ou roulettes (7) sur ses flancs en position haute et excentrée et de deux roulettes (8) semi-encastrées. Les diamètres des roues (6) et des doigts (7) sont différents, ainsi que leurs longueurs, afin que chacun de ces éléments pénètre bien dans la gorge appropriee des rails (1). La figure 2b montre une partie de rail (1) muni au moins d'une petite gorge profonde (9) et d'une grande gorge (10), la premiére étant taillée dans la seconde. En position de travail, les doigts (7) dont la longueur est supérieure à ltepaisseur des roues (6), pénètrent et coulissent dans les gorges (9), tandis que les roues (6) cheminent dans les gorges (10). Les couvre-joints n'ont qu'un rôle esthétique lorsque la porte est fermée, masquant ainsi le raccord entre panneaux. Les fonctions des autres dispositifs seront expliquées plus avant. La figure 3 est une coupe partielle vue de dessus, montrant l'encastrement rail-panneau. A noter que les roues (6), les doigts (7) et les roulettes (8) parcourent des chemins parallèles, mais ne se recouvrant pas. La figure 4 montre un flanc du casson (3) dans sa version sous rampant, l'autre flanc étant symétrique. On y reconnaît le prolongement des petites gorges (9) se raccordant à des gorges linéaires et inclinées de mêmes dimensions (11), soit directement, soit par une section courbe de faible rayon (12). Les grandes gorges (10), elles, s'évasent du coté du caisson suivant un rayon de courbure beaucoup plus important que les gorges (12), formant ainsi une partie courbe (14) se raccordant à une partie linéaire inclinée (13) parallèle aux gorges (11). Les doigts (7) du panneau (2) coulissent donc successivement dans les gorges (9), (12) et (11), tandis que les roues (6) s'appuient sur les flancs des gorges (10), (14) puis (13), pendant la phase de remontée. Les figures 5a, 5b, 5c expliquent la cinématique des panneaux (2) dans le caisson (3) pendant la remontée. Cette cinématique est strictement inverse lors de la phase de descente. La figure 5a montre la phase d'échappement d'un panneau (16) qui est poussé verticalement de bas en haut par un panneau (15). Le doigt (7) étant toujours dans une partie verticale de la gorge (9), la partie haute du panneau (16) poursuit toujours une trajectoire verticale ascendante. Cependant, la gorge (10) s'élargissant, le panneau (16) commence à basculer autour de l'axe du doigt (7), cela grâce, premièrement, à la position excentrée du doigt (7) donnant une position d'équilibre du panneau (16) légèrement inclinée quand celui-ci est suspendu au doigt (7), et deuxiémement à la poussée horizontale qu'engendrent les biseaux (4) des panneaux (15) et (16). La figure 5b montre la phase de roulage. La phase précédente étant terminée, la roulette (8) du panneau pousseur (15) vient s'appliquer sur la face du panneau (16). Le panneau pousseur (15) continuant à remonter, la roulette (8) diminue les forces de frottement entre les panneaux (15) et (16) tout en localisant l'usure dans une zone masquée par le rail (1). Lors de cette phase, le panneau (16) continue de basculer autour de l'axe du doigt (7) de ce panneau. La figure 5c montre la phase d'engagement du panneau (16) dans la gorge (11). Plus le panneau (16) s'écarte de la verticale, plus le moment engendré par le poids propre du panneau augmente, jusqu'à l'instant ou le panneau (16) va retrouver sa position d'équilibre en pivotant autour de l'axe de la roulette (8) du panneau poussant (15) tout en engageant son doigt (7) dans la gorge inclinée (11). Le panneau poussant (15) deviendra à son tour panneau poussé, et ainsi de suite jusqu'au dernier panneau, qui, lui, restera dans les gorges (9) et (10). Les figures 6a et 6b permettent de comparer les géométries des gorges dans le caisson suivant les deux types possibles de ce dernier : sous rampant et sous plafond. La figure 6a montre les gorges (9), (10), (11), (12), (13) et (14) dans une configuration sous rampant. Les gorges (11) et (13) sont inclinées, au plus près possible de la pente du rampant (22). Le profil du caisson (3) est alors rhombique, permettant ainsi de maintenir constante la hauteur du passage sur toute la profondeur du caisson. La figure 6b montrent les mêmes gorges dans une disposition sous plafond (23). Les gorges (11) et (13) sont maintenant horizontales, et le caisson (3) est un parallélépipède rectangle. Cependant, cette configuration ne permet pas d'utiliser la gravité pour le dégagement des panneaux des gorges (11) et (13) lors de la fermeture de la porte. La figure 7 montre un dispositif permettant le dégagement des panneaux des gorges horizontales (11) et (13). I1 est constitué d'une barre de poussée (17) coulissante dans la gorge (11), d'une butée (18) limitant la course de la barre (17), et d'un dispositif de rappel de la barre (19) qui peut être un ressort ou un contrepoids, connecté à la barre par câbles avec ou sans poulies de renvoi. Ainsi, lors de la remontée des panneaux (2), ces derniers repoussent la barre de poussée vers le fond du caisson (3), bandant ainsi le ressort ou remontant le contrepoids. Cette énergie accumulée est utilise à l'inverse lors de la descente pour pousser les panneaux dans les gorges verticales (9) et (10). Les figures 8a et 8b montrent des implantations possibles de passage pour les câbles accrochés au panneau inférieur (2). En figure 8a, le rail (1) ne dispose que des gorges (9) et (10). Un premier câble (20) passe en fond de gorge (9) dont la profondeur est supérieure à la longueur du doigt (7). La roue (6) est une roue à gorge, gorge dans laquelle peut passer un autre câble (20). En figure 8b, le premier câble passe toujours en fond de gorge (9), tandis qu'une autre gorge (21) est taillée dans le rail (1) pour le passage du deuxième câble (20). La figure 9 montre le schéma théorique du passage des câbles (20a) et (20b) autour du panneau inférieur. Ces câbles, conducteurs d'électricité, sont reliés entre eux par une résistance (24), formant ainsi la moitié d'un pont diviseur de tension. A une extrémité du câble (20a) est appliquée la polarité positive d'une source électrique basse tension. Les autres extrémités des câbles sont reliées à un dispositif électrique ou électronique de sécurité (25) qui en analyse le comportement électrique suivant les cas ci-dessous - en cas de rupture du câble (20a) entre le plus et la résistance (24), les trois autres extrémités des câbles ne sont plus sous tension. - en cas de rupture du câble (20a) entre la résistance (24) et l'extrémité opposée au plus, cette dernière n'est plus alimentée. - en cas de rupture du câble (20b), quelle qu'en soit la localisation, une des deux extrémités ne sera plus sous tension. Ainsi, le dispositif de sécurité (25) est apte à détecter la rupture d'un des deux câbles, et d'agir en conséquence, par exemple en bloquant immédiatement le dispositif d'entraînement par un moyen n'entrant pas dans le brevet, car trop dépendant de la source d'énergie actionnant la porte. La figure 10 montre le dispositif permettant de détecter l'écrasement d'un objet se trouvant sur la trajectoire de la porte lors de sa fermeture. Il est constitué d'une platine conductrice d'électricité (26) maintenue à faible distance du fond du panneau inférieur (2) par un système élastique (27). En situation d'écrasement d'un objet, le système élastique (27) se comprime, la platine (26) remonte et vient en contact des câbles (20a) et (20b), court circuitant ainsi la résistance (24). Instantanément, les quatre extrémités de ces câbles sont au même potentiel électrique, situation que peut détecter le dispositif électrique ou électronique de sécurité (25) qui peut agir en conséquence, par exemple en bloquant immédiatement le dispositif d'entramement ou en demandant l'ouverture de la porte à ce dernier.Ce dispositif permet également, bien sur, de détecter la fermeture totale de la porte par contact avec le sol. A noter que le système élastique (27) peut utiliser sans problème la gravité pour retrouver sa position d'origine; la trajectoire de déformation pouvant être contrôlée par coulisseaux, charnières, Ainsi, par l'intermédiaire de deux câbles conducteurs reliés par une résistance, et d'une platine mobile et conductrice d'électricité en fond de panneau inférieur, il est possible de manoeuvrer la porte, de constater la rupture d'un câble, et de détecter l'écrasement d'un objet pendant la fermeture, et donc d'agir en conséquence, et cela sans que d'autre câblage électrique soit nécessaire. On souligne l'intérêt des ces dispositions dans toutes les implantations critiques d'ouvertures de bâtiment, qu'elles soient portes, portails, fenêtres ou volets, particulièrement en tête ou pied d'escalier, en minimisant l'emprise au sol que réclame par exemple une porte battante. Mais l'usage de ce dispositif n'est pas limité à ces seuls cas, et dépend de l'imagination du concepteur utilisant ce dispositif. Ainsi, l'invention ne se limite aucunement à celui des ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS - 1 - Système de fermeture principalement adapté au bâtiment, se substituant notamment aux portes, portails, fenêtres et volets, caractérise en ce qu'il comprend un ensemble de rails verticaux (1) situés de part et d'autre de l'ouverture à obturer, assurant le guidage d'un groupe de panneaux (2) dont le nombre n'est pas limité, qui , en position de fermeture, sont empilés verticalement l'un au-dessus de l'autre, et en position d'ouverture, sont stocké verticalement l'un à coté de l'autre dans un caisson (3) placé audessus de l'ouverture à obturer et pouvant contenir le dispositif moteur.La force à exercer pour l'ouverture ou la fermeture du système ne doit être appliquée que sur le panneau inférieur, à savoir le panneau le plus bas en position de fermeture, la transmission de cette force se faisant par un système de doubles câbles (20) ceinturant le panneau inférieur et remontant dans le caisson de façon invisible pour atteindre le dispositif moteur. - 2 - Système de fermeture suivant la revendication 1, caractérise en ce que les rails de guidage (1) sont munis de deux gorges (9) et (10) de largeurs et profondeurs différentes, taillées l'une dans l'autre, mais dont les axes sont décalés, dont le rôle est le guidage des panneaux (2); cette géométrie permettant de mettre autant de panneaux que nécessaire pour s'adapter à la hauteur de passage sans rien changer au dispositif. - 3 - Système de fermeture suivant les revendications 1 et 2, caractérise en ce chaque panneau (2) coulissant dans les rails de guidage (1) est muni sur ses flancs de roues ou doigts (6) et (7) de dimensions adaptées aux gorges (9) et (10) des rails (1) dans lesquelles elles pénètrent, assurant ainsi le guidage et le positionnement du panneau dans les rails. Les petites roues ou doigts (7), rentrant dans les gorges (9) les plus profondes sont en position haute et excentrée, Les grosses roues (6) pénétrant dans les gorges (10) sont en position basse et centrée. - 4 - Système de fermeture suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que tous les panneaux (2) sont biseautés (4) en haut et bas à l'exception du panneau inférieur n'ayant qu'un biseau haut, et munis de roulettes (8) permettant le dégagement des panneaux de leur position empilée verticalement et leur introduction dans le caisson de stockage (3) , tout en limitant le frottement des panneaux entre eux. - 5 - Système de fermeture suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les flancs du caisson de stockage (3) sont munis de gorges (11) et (13) linéaires et parallèles entre elles, de mêmes dimensions que les gorges (9) et (10) des rails de guidage, dont le rôle est le stockage des panneaux (2) en position verticale côte à côte, et raccordées à ces dernières par des gorges courbes (12) et (14) de profil différent; la gorge (12) étant facultative. - 6 - Système de fermeture suivant les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que la géométrie des flancs du caisson (3) est d'ordre rhombique, suivant au plus près la pente du rampant (22) sous lequel le caisson est accroché; les gorges (11) et (13) de stockage des panneaux étant alors parallèles à cette pente, permettant ainsi d'utiliser la pesanteur pour favoriser la fermeture du système. - 7 - Système de fermeture suivant les revendications 1 et 5, caractérise en ce que la géométrie des flancs du caisson (3) est d'ordre rectangulaire, suivant au plus prés le plafond (23) horizontal sous lequel le caisson est accroché; les gorges (11) et (13) de stockage des panneaux étant alors horizontales elles aussi. - 8 - Système de fermeture suivant les revendications 1,5 et 7, caractérisé en ce que les panneaux (2) sont poussés depuis leur position de rangement jusqu'aux rails de guidage (1) par une barre de poussée (17) transversale coulissante dans les petites gorges (11) du caisson (3) , et dont le mouvement est assuré par un système (19) de câbles, poulies, ressorts ou contrepoids, et dont la course est limite par une butée (18). - 9 - Système de fermeture suivant les revendications 1,2 et 3, caractérise en ce que le dispositif de transmission de la force motrice au panneau inférieur est assuré par une paire de câbles (20) invisibles ceinturant ,pour le suspendre, le panneau inférieur (2) et remontant dans le caisson de stockage (3), pour atteindre le dispositif moteur, dans les gorges (9) et/ou (21) des rails (1) et/ou les gorges des roues (6) des panneaux (2), chaque câble étant suffisant pour manoeuvrer le système de fermeture de façon autonome, en cas de rupture de l'autre câble. - 10 - Système de fermeture suivant les revendications 1 et 9, caractérise en ce que un dispositif électrique ou électronique de sécurité (25) utilise ces câbles (20a) et (20b) pour détecter la rupture de l'un d'eux ou l'écrasement d'un objet lors de la descente par variation de potentiel électrique à leurs extrémités; l'écrasement étant détecté par une mise en court-circuit d'une résistance électrique (24), située entre les deux câbles, par l'intermédiaire d'une platine mobile (26) et conductrice d'électricité placée en bas du panneau inférieur et reliée à ce dernier par un dispositif élastique (27) ou non; cette fonction pouvant être utilisée pour détecter la fermeture totale de la porte par contact avec le sol.