Brevet FR2744753A1 — publié le 19970814

Serrure électromécanique autonome à accumulation d'énergie et libération inertielle au déverrouillage. L'invention concerne une serrure électromécanique autonome à accumulation d'énergie et libération inertielle au déverrouillage, coopérant préférablement avec un système de contrôle et de gestion d'accès programmable, pour la fermeture de portes de bureau ou de locaux divers des types: battante, coulissante, portails, barrières, etc., dénommées moyens d'accès, commandés par exemple au moyen d'un système de contrôle et de gestion d'accès programmable. On connaît déjà des systèmes de serrures électriques à verrouillage à électro-aimant, fonctionnant pour le verrouillage d'accès. Ils présentent l'inconvénient majeur de fournir un très faible effort de manoeuvre au décollage du pêne, avec une consommation ponctuelle très importante, du fait que l'électro-aimant prend sa force seulement au moment ou il a déjà réduit son entrefer. On connaît également des systèmes à serrure motorisée fonctionnant au moyen d'un dispositif vis-écrou qui développe un effort important et constant sur toute la course, mais présente l'inconvénient de nécessiter trois à quatre détecteurs de fin de course, contrôles de position sortie et rentrée, et position porte ouverte et porte fermée.Ces détecteurs diminuent fortement la fiabilité de ces serrures, car en automatisme, on a constaté que 80% des pannes sont dûes à ces moyens de contrôle de position et de fin de course. Ces dispositifs à serrure électromécanique et les moyens de gestion d'accès présentent également d'autres importants inconvénients suivants: - faiblesse de la durée d'autonomie des systèmes, - fiabilité incertaine du fonctionnement en atmosphère parfois humide et très froide, accroissant considérablement les efforts d'ouverture, notamment en cas de gel. Le problème à résoudre consiste à commander l'ouverture d'une serrure de porte avec un minimum d'énergie électrique à partir d'une source autonome disposée à l'intérieur de la serrure, tout en développant une importante énergie mécanique pour débloquer le pêne. Le problème est résolu selon l'invention en emmagasinant, dans la serrure, de l'énergie mécanique ou électrique de déverrouillage, en agissant sur un ressort par l'intermédiaire d'une poignée d'ouverture manoeuvrée par l'opérateur, ou pour les portes massives, au moyen de l'énergie cinétique de la masse de la porte tendant un ressort d'accumulation d'énergie en fin de fermeture de la porte. L'énergie accumulée par le ressort est restituée de façon inertielle au moment du déblocage électrique d'une gâchette retenant ledit ressort. La serrure comporte en outre, en fin de commande d'ouverture, un moyen de conservation de l'état ouvert, évitant le maintient de l'alimentation électrique du moyen de déblocage. Elle pallie en outre les divers inconvénients cités précités et permet de réaliser des serrures autonomes de longue durée, de contrôle et de gestion d'accès programmables insensibles aux variations des conditions extérieures, mettant en oeuvre un effort manuel de déverrouillage du pêne. La serrure selon l'invention est utilisable aussi bien dans les zones non équipées d'alimentation électrique traditionnelle que dans les lieux disposant du secteur électrique, par des personnes habilitées avec ou sans communication avec une unité centrale informatique. Elle peut êttre utilisée pour l'ouverture et la fermeture de tous types de portes d'accès aux: lieux publics ou non, parkings, halls d'immeubles, parcs, salles de spectacles, administrations, bureaux, banques, zones dangereuses (nucléaire, chimie), zones sensibles (militaires), laboratoires, centres de recherche, barrières d'autoroutes etc. Selon un premier mode de réalisation, la serrure selon l'invention se monte dans un boîtier électromécanique disposé à l'intérieur du local à protéger, une plaque extérieure, faisant fonction de plaque de propreté contient le lecteur de clé à puce ou similaire et éventuellement un moyen de blocage d'une clé mécanique de secours. Selon un second mode de réalisation, on transforme une serrure classique à larder, déjà en place, en serrure électronique, en fixant sur la porte le boîtier électromécanique muni des systèmes de ladite serrure: un moyen d'ouverture situé à l'intérieur du local à fermer, toujours actif pour des raisons de sécurité incendie, un moyen d'accumulation inertiel d'énergie mécanique ou électrique, un moyen de verrouillage de l'accumulateur d'énergie mécanique, un moyen de déverrouillage électromécanique libérant l'énergie accumulées, un moyen de déblocage inertiel du pène faisant fonction de mémoire mécanique. Selon un troisième mode de réalisation, qui conserve toutes les spécificités du second, la serrure comporte: - une gâchette constituée par un levier en appui sur une butée en position de verrouillage, munie d'un cran de verrouillage; - un électro-aimant agissant brutalement pour déverrouiller la gâchette après une course morte; - un marteau comportant un cran verrouillé par la gâchette; - un ressort de rappel (de torsion, traction ou compression) coopérant avec le marteau et faisant fonction d'accumulateur d'énergie pour mouvoir le marteau; - un levier verrou sur lequel agit le marteau de déverrouillage et faisant fonction de mémoire mécanique d'ouverture, comportant un autre cran; - un levier crochet coopérant avec le cran du levier verrou et comportant un second cran; - un pène articulé sur l'axe de la poignée intérieure;; - une plaque verrou de poignée extérieure, articulée sur l'axe de la poignée extérieure; - une barre de transmission d'effort, pour l'accumulation d'énergie mécanique au moyen du ressort de rappel du marteau, disposée entre le marteau et la plaque verrou. Selon un quatrième mode de réalisation, la serrure coopérant avec une serrure classique à larder comporte en outre: - un levier se prolongeant par une butée verrouillant une plaque verrou solidaire de la poignée extérieure; - un levier solidaire de la poignée intérieure, comportant une rampe de dégagement du verrou bloquant la poignée intérieure, et un doigt de poussée actionant la plaque solidaire du pène; - un identifiant électronique coopérant avec un boîtier électronique de lecture; les autres éléments de la serrure additionnelle sont placés à l'intérieur d'un couvercle fixé sur le côté intérieur de la porte. Selon un Sème mode de réalisation, on ajoute à ladite serrure un levier escamotable de l'intérieur par un bouton de manoeuvre à deux positions, "normale" et "verrouillée", interdisant le verrouillage de la poignée extérieure pour laisser à volonté l'accès libre. Selon un 6ème mode de réalisation, on ajoute à ladite serrure un système de blocage de la clé mécanique de secours pour éviter l'utilisation non autorisée. Il comporte un disque cranté coopérant avec un cliquet anti-retour et un détecteur de passage des crans déclenchant une alarme dès le début de la rotation de ladite clé et la maintenant prisonnière. Selon un 7émue mode de réalisation, le moyen d'accumulation d'énergie est complété par au moins un système inertiel destiné à libérer l'énergie accumulée sous forme d'impact provoqué par le marteau de déverrouillage. Selon un 8ème mode de réalisation, les moyens d'accumulation d'énergie par au moins un ressort et les moyens inertiels à choc sont conjugués. Selon un 9ème mode de réalisation, les portes massives comportent: - un moyens de récupération de l'énergie cinétique à déformation élastique et à libération énertielle, - des moyens de mise en tension du moyen de récupération de l'énergie cinétique, - un moyen de blocage de la gâche, - un moyen électromécanique de libération inertielle de l'énergie accumulée, soulevant la gâchette et débloquant la gâche. Selon un 10ème mode de réalisation, L'énergie de déblocage de la gachette est récupérée sous forme électrique dans un accumulateur coopérant avec un régulateur électronique. La serrure autonome selon l'invention présente les divers avantages suivants: - très importante force d'extraction du pêne obtenue à partir d'une très faible source d'énergie électrique autonome interne; la force de verrouillage du pêne est telle que les efforts parasites internes ne peuvent pas gêner son bon fonctionnement; - consommation électrique très réduite du moyen de déverrouillage électromécanique pour un effort d'extraction très important, ce qui confère une autonomie d'une durée très supérieure à celle des serrures électromécaniques connues; - fonctionnement par impulsion; - grande fiabilité du fait de la facilité d'extraction du pêne, même dans un environnement humide et très froid; - mécanisme fixé du côté intérieur au local, ce qui évite l'ouverture par vandalisme et permet de la transformer en serrure multipoints; - commande mécanique de verrouillage du pêne sorti;; - dispositif automatique de sécurité déverrouillant le pêne en cas de fermeture de la porte - utilisation d'un identifiant du commerce à capacité variable suivant les besoins, associés à son lecteur muni ou non d'une sécurité de présence; - fonctionnement fiable entre -20" et + 60"C; - transformation en serrure normale en tournant un bouton à deux positions, "normale" ou "électronique"; L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en regard de dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs de réalisation, dans lesquels on a montré:: - figure 1 et 2, une vue schématique en élévation et en coupe, d'un exemple de serrure selon l'invention en position ouverte; - fig.3, une vue schématique en élévation de la fig. I de la serrure en position fermée; - fig.4, une vue schématique en élévation des fig. 1 et 3, dans laquelle la poignée est bloquée en position verrouillée; - fig.5, une vue schématique en élévation identique à la fig. 4 en position normale; - fig.6, une vue schématique en coupe transversaledes fig. I à 5 montrant l'adaptation de la serrure sur une porte déjà munie d'une serrure classique à larder;; - fig.7, une vue schématique en élévation d'un exemple de serrure selon l'invention équipée d'un moyen de récupération et d'accumulation d'énergie sous forme électrique, - fig.8, une vue schématique en élévation d'un moyen de récupération d'énergie de déverrouillage pour les portes massives. Les figures 1, 2 montrent schématiquement, vue en élévation et en coupe, un premier exemple non limitatif, de serrure selon l'invention en position ouverte. La figure 3 la montre en position fermée.Elle comporte: - un capot 1 fixé sur une platine P; - une gachette 3 constituée par un levier articulé sur un axe 4 normalement en appui sur une butée 5 en position de verrouillage; elle est munie d'un cran 6 de verrouillage; - un électro-aimant 2 agissant brutalement pour déverrouiller la gâchette après une course morte C, au moyen d'une vis V bloquée sur le noyau de l'électro-aimant; - un marteau 8, articulé sur un axe 9, comportant un cran 10 retenu, en position verrouillé, par le cran 6 de la gâchette; - un ressort de rappel (de torsion, traction ou compression) coopérant avec le marteau et faisant fonction d'accumulateur d'énergie pour mouvoir le marteau 8; - un levier verrou 14, articulé sur un axe 15, comportant un cran 16 sur lequel agit la partie active 17 du marteau 8 et faisant fonction de mémoire mécanique d'ouverture, il comporte un autre cran 18; - un levier crochet 19, articulé sur un axe 20, comportant un crochet 21 coopérant avec le cran 18 du levier 14 et un second cran 22; - un pêne 24 articulé sur l'axe 26 de la poignée intérieure 27;; - une plaque verrou 28 de poignée extérieure 29, articulée sur un axe 30 de la poignée extérieure 29, tournant dans un moyeu 31 solidaire du capot 1; - une barre 33 de transmission d'effort, pour l'accumulation d'énergie mécanique au moyen du ressort de rappel du marteau 8, articulée en 34 sur la plaque 28 et agissant sur un doigt 35 solidaire du marteau 8, par l'intermédaire d'un lumière 36 de compensation de course pour tendre le ressort de rappel au moment de la manoeuvre de la poignée pour reculer le pène et ouvrir la porte; - une poignée intérieure 27 solidaire de l'axe 26 et du pène 24; - une poignée extérieure 29 tournant librement dans le moyeu 31. ce premier exemple de réalisation de la serrure selon l'invention fonctionne de la façon suivante: lorsque le boîtier électronique a identifié le demandeur et autorisé l'accès, l'électro- aimant 2 est actionné. La gâchette 3 se soulève sous l'effet du choc provoqué en fin de course morte de l'électro-aimant, et libère le marteau 8; ce dernier, sous l'effet de son ressort de rappel, prend de la vitesse et frappe le levier 14 qui s'écarte ainsi que le crochet 19. qui déverrouille la plaque 28 solidaire du pêne et de.la poignée extérieure qui devient active et permet l'ouverture. La récupération d'énergie de déverrouillage s'effectue pendant la rotation de la poignée par l'intermédiaire du bras 33. Celui-ci relève le marteau 8 qui s'accroche sur la gâchette 3 en fin de course. Dans cette configuration, la serrure reste déverrouillée après ouverture. Pour provoquer son reverrouillage, il suffit de tourner la poignée en arrière. La plaque 28, tournant à l'envers, soulève le bras 33 qui arme le marteau 8. Les figures 4, 5 et 6 montrent schématiquement, en position verrouillée (fig. 4 poignée extérieure 29 bloquée, ce qui interdit l'ouverture de la porte), et en position ouverte (fig. 5) une première variante simplifiée de réalisation de la serrure des figures 1, 2 et 3.Les leviers 14 et 19 (fig. 1) sont remplacés par un unique levier 40 articulé en 15 et comportant le même cran 16 que celui du levier 14. Il se prolonge en 41 pour former à son extrémité une butée 42. Cette butée se verrouille sur un cran 43 de la plaque verrou 45 analogue à la plaque 28 (fig. 1 et 2), solidaire de la poignée extérieure, ce qui pour effet de la bloquer. Un levier 46, escamotable de l'intérieur par un bouton de manoeuvre non représenté, permet de conserver le prolongement 41 en dehors du cran 43 pour laisser l'accès libre de l'extérieur.Le prolongement 41 comporte un chanfrein réduisant la course de déverrouillage. Un levier 48, articulé sur l'axe 25 et solidaire de la poignée intérieure, comporte une rampe 44 pour dégager le verrou 41 bloquant la poignée intérieure par le cran 43. De l'autre côté de l'axe il comporte un prolongement muni d'un doigt de poussée 49.Dans une première partie de la course de la poignée intérieure, la rampe 44 dégage l'extrémité du verrou 41 qui verrouillait l'ouverture, dans une seconde partie de la rotation de la poignée, le doigt 49 vient pousser la plaque 45 solidaire du pène qui rentre et libère la porte. La figure 6 montre schématiquement la coupe longitudinale suivant les figures 4 et 5. Elle montre la disposition, sur une porte 50, d'un lecteur de clé à puce ou de carte à mémoire ou autre identifiant électronique 51, et du boîtier électronique 52, les leviers 45 et 48, du doigt 49 solidaires des carrés 53 et 54 avec leur poignée intérieure 27 et extérieur 29, une pile 55, un barillet B de serrure mécanique de sécurité et une clé mécanique pour le déverrouillage mécanique du pêne en cas de panne du boîtier électronique, avec possibilité d'usage unique.En option on ajoute un système retenant la clé prisonnière en cas d'ouverture avec une clé de secours ou une copie de clé de secours lorsque l'électronique est active, ce qui correspond à une tentative d'effraction. Ce système comporte une disque cranté 56 coopérant avec un cliquet anti-retour, non représenté, permettant la rotation du doigt de barillet dans le sens de l'ouverture, mais interdisant son retour et donc son extraction du barillet, et un détecteur 57 de passage des crans déclenchant une alarme dès le début de la rotation de la clé. On a également montré, déjà en place, une serrure classique à larder 58 et son pène 59. L'identifiant électronique 50 ainsi que le le disque d'alarme 56 et le capteur 57 sont solidaires d'une plaque avant 61 fixée sur l'extérieur de la porte. Les autres éléments de la serrure sont placés à l'intérieur du couvercle 62 fixé sur le côté intérieur de la porte ce qui rend cette serrure anti-vandalisme puisque rien n'est accessible de l'extérieur. La figure 7 montre un exemple schématique d'une serrure selon l'invention comportant un moyen de récupération et d'accumulation d'énergie électrique, une plaque 28 simplifiéee, solidaire de la poignée extérieure. Cette plaque est bloquée, en position verrouillée de la serrure, par une butée 63 fixée sur une tige coulissante 64 tirée, au déverrouillage, par l'électroaimant 2, libérant la rotation de la plaque 28 de poignée extérieure. Une came 65 permet de remonter l'ensemble de déverrouillage de l'intérieur sans agir sur le boîtier électronique, en tournant un bouton intérieur (non représenté) calé sur l'axe 66. Le pène 67 comporte un secteur denté 68 engrénant sur un pignon à roue libre 69 entraînant en rotation un générateur électrique 70 chargeant un accumulateur électrique 71 coopérant avec un régulateur électronique 72.A chaque rotation de la poignée intérieure, pour sortir du local, on actionne le générateur 71 qui charge l'accumulateur 72. La figure 8 montre un exemple de récupération d'énergie sur les portes lourdes au moyen d'un ressort à lame 75. L'inertie de ces portes doit être apte à tendre le ressort d'accumulation d'énergie 75. Bien entendu, l'exemple présenté est non limitatif de l'invention. On peut utiliser divers types et formes de ressort ou de disposition du pêne sans sortir de l'invention.La porte est munie d'une gâche 76 comportant un cran de verrouillage 77 dans lequel vient s'insérer l'extrémité 78 d'un pêne basculant 79, articulé sur un axe 80. Le pêne 79 comporte un prolongement en équerre 81. La lame de ressort 75 porte une masse inertielle rapportée 82 et est retenue tendue à son extrémité par un levier 83 analogue à la gâchette des autres versions. Un moyen électro-mécanique, tel que par exemple un électro-aimant ou un petit moto-réducteur, soulève la gâchette 83 à l'ouverture de la porte. La masse 82 emportée par la lame 75, vient fraper le pêne en 81. il bascule en se dégageant du cran 87, libérant la gâche 76 et permettant l'ouverture de la porte. Une came 85, articulée en 86, disposée normalement dans la position montrée en traits pointillés, en position déverrouillée de la porte, tourne sous l'action de la rampe 87 de la gâche 76 en tendant le ressort qui revient en butéee sur le cran de la gâchette. REVENDICATIONS: 1 - Serrure electromécanique autonome pour système de contrôle et de gestion d'accès programmable destinée au verrouillage de portes coulissantes, battantes, barrière ou portails dénommés moyens d'accès, comportant une serrure électromécanique et son boîtier de commande électrique à carte ou clé à puce ou autre identifiant, un barrillet de serrure de sécurité pour le déverrouillage mécanique du pène en cas de panne du boîtier électronique, caractérisée en ce qu'elle comporte: - un moyen d'accumulation d'énergie mécanique, - un moyen de verrouillage de l'accumulateur d'énergie mécanique - un moyen de déverrouillage électromécanique libérant brutalement l'énergie accumulées, - un moyen de déblocage inertiel du pêne faisant fonction de mémoire mécanique. 2 - Serrure selon la revendication 1, comportant une serrure mécanique traditionnelle à larder (58) avec un barillet (B), un pêne (59) et son carré de manoeuvre (53); caractérisée en ce qu'elle comporte en outre: - une gâchette (3) constituée par un levier en appui sur une butée (5) en position de verrouillage, munie d'un cran (6) de verrouillage; - un électro-aimant (2) agissant brutalement pour déverrouiller la gâchette après une course morte (C); - un marteau (8), comportant un cran (10) verrouillé par le cran (6) de la gâchette; - un ressort de rappel (de torsion, traction ou compression) coopérant avec le marteau et faisant fonction d'accumulateur d'énergie pour mouvoir le marteau (8); - un levier verrou (14) sur lequel agit le marteau de déverrouillage (8) et faisant fonction de mémoire mécanique d'ouverture, comportant un autre cran (18);; - un levier crochet (19), comportant un crochet (21) coopérant avec le cran (18) du levier (14) et un second cran (22); - un pêne (24) articulé sur l'axe (26) de la poignée intérieure (27); - une plaque verrou (28) de poignée extérieure (27), articulée sur un axe (30) de la poignée extérieure (29); - une barre (33) de transmission d'effort, pour l'accumulation d'énergie mécanique au moyen du ressort de rappel du marteau (8) articulé sur la plaque (28); - une poignée intérieure (27) solidaire de l'axe ( 26) et du pêne (24); - une poignée extérieure (29) tournant librement dans le moyeu (31). 3 - Serrure selon la revendication 1, rendant électronique une serrure classique à larder, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre: - un levier (40) se prolongeant en (41) par une butée (42) verrouillant, sur un cran (43), une plaque verrou (45) solidaire de la poignée extérieure; - un levier (48) solidaire de la poignée intérieure, comportant une rampe (44) de dégagement du verrou (41) bloquant la poignée intérieure, et un doigt de poussée (49) actionant la plaque (45) solidaire du pêne; - un identifiant électronique (51) coopérant avec un boîtier électronique (52); -une plaque avant (61) fixée sur l'extérieur de la porte, comportant l'identifiant électronique (50), les autres éléments de la serrure additionnelle sont placés à l'intérieur d'un couvercle (62) fixé sur le côté intérieur de la porte. 4 - Serrure selon les revendications I et 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un levier (46) escamotable de l'intérieur par un bouton de manoeuvre à deux positions, "normale" et "verrouillée", interdisant le verrouillage de la plaque (45). 5 - Serrure selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'elle comporte un système de blocage de la clé mécanique comportant un disque cranté (56) coopérant avec un cliquet anti-retour et un détecteur (57) de passage des crans, déclenchant une alarme dès le début de la rotation de la clé, en ce qu'il est disposé à l'intérieur de la plaque avant (61). 6 - Serrure selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le moyen d'accumulation d'énergie mécanique de déverrouillage est un ressort de rappel agissant sur le marteau (8). 7 - Serrure selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 6, caractérisée en ce que le moyen d'accumulation d'énergie est complété par au moins un système inertiel destiné à libérer l'énergie accumulée sous forme d'impact provoqué par le marteau (8). 8 - Serrure selon les revendications I et 3, caractérisé en ce que les moyens d'accumulation d'énergie par au moins un ressort et les moyens inertiels à choc sont conjugués. 9 - Serrure selon les revendication I et 3, caractérisé en ce qu'elle se présente sous forme d'un boîtier électromécanique adaptable sur une serrure existante. 10 - Serrure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte, pour les portes massives au moment de leur fermeture: - un moyens (75) de récupération de l'énergie cinétique à déformation élastique et à libération inertielle, - des moyens (85, 86, 87) de mise en tension du moyen (75) de récupération de l'énergie cinétique, - un moyen (78) de blocage de la gâche (76), - un moyen électromécanique de libération inertielle de l'énergie accumulée, soulevant une gâchette (83) et débloquant la gâche. 11 - Serrure selon la revendication I, caractérisé en ce que l'énergie est récupérée sous forme électrique dans un accumulateur (71) coopérant avec un régulateur électronqiue (72).