Brevet FR2791083A1 — publié le 20000922

l La présente invention concerne une porte de sécu- rité à translation verticale à ouverture rapide et, en parti- culier, une porte de grande dimension notamment destinée à équiper des halls d'exposition ouverts au public ou à des ap- plications voisines par exemple dans le domaine de l'industrie, de l'armée, de la grande distribution, etc... On n'a encore jamais proposé de porte à transla- tion verticale de grande dimension, c'est-à-dire ayant une largeur pouvant aller jusqu'à 8 à 10 mètres pour une hauteur pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres, susceptible d'équiper un local appelé à recevoir une foule nombreuse et respectant les normes de sécurité imposées par les autorités pour permettre une évacuation rapide du public en cas d'urgence, en particulier pouvant s'ouvrir en quelques secon- des, de préférence en moins de cinq secondes à une hauteur suffisante pour permettre le passage fixée en règle générale à 2,05 mètres. La présente invention a pour objet de combler cette lacune. A cet effet, elle concerne une porte de sécurité, caractérisée en ce qu'elle comporte: - au moins un vantail ou vantail inférieur s'ouvrant vers le haut par translation verticale - des organes de motorisation reliés au vantail inférieur par l'intermédiaire d'un système de câbles ou de sangles texti- les et de poulies pour commander le déplacement de ce van- tail dans un mode de fonctionnement normal ou dans un mode de fonctionnement de sécurité, et - des organes de commutation susceptibles de commander le transfert des organes de motorisation du mode de fonction- nement normal au mode de fonctionnement de sécurité. La porte conforme à l'invention peut comporter un seul vantail ou plusieurs vantaux superposés auquel cas seul le vantail inférieur est motorisé. Ce ou ces vantail(aux) est(sont) équipé(s), de préférence, de galets de guidage la- téraux coulissant dans des rails de guidage montés sur les montants latéraux d'un cadre dormant. Lorsque la porte de sécurité comporte plusieurs vantaux superposés, ceux-ci sont décalés dans le plan hori- zontal de façon à pouvoir être repliés côte à côte lorsque la porte est en position d'ouverture; le déplacement des van-5 taux supérieurs successifs est automatiquement entraîné par celui du vantail inférieur grâce à des taquets équipant les vantaux à leurs extrémités et venant successivement en butée deux à deux pour permettre l'ouverture ou la fermeture de la porte, vantail après vantail. Conformément à l'invention, les vantaux sont en règle générale constitués d'un cadre à profil en U et d'une âme isolante, par exemple en polyuréthane ou en laine miné- rale, revêtue de part et d'autre d'une tôle d'acier ou de tout autre constituant; ils peuvent, en outre, comporter des parties vitrées ou encore avoir une structure particulière anti-effraction, blindée, antirayonnement, isolante, anti- bruit etc... Dans ce dernier cas, il est avantageux de prévoir des organes susceptibles de garantir l'étanchéité à l'air et/ou l'isolation acoustique tels que brosses, joints gonfla- bles, joints comprimés,... Le vantail inférieur est de plus en règle géné- rale équipé d'un système pare-chute imposé par les autorités. Il est à noter que lorsqu'elle est de grande di- mension, la porte de sécurité conforme à l'invention peut avoir un poids atteignant plusieurs tonnes. Selon l'invention, en mode de fonctionnement nor- mal et en particulier pour permettre le passage de gros en- gins, la motorisation de la porte, que ce soit dans le sens de son ouverture ou de sa fermeture, est assurée par un vérin hydraulique à double effet essentiellement vertical dont la tige est reliée au vantail inférieur par le système de câbles ou de sangles textiles et de poulies et dont les chambres de piston sont de manière classique reliées à une centrale hy- draulique de commande par l'intermédiaire d'un circuit hy- draulique. Ce vérin hydraulique est monté de sorte que l'extension de sa tige entraîne le déplacement du vantail in- férieur vers sa position d'ouverture tandis que sa rétraction entraîne son déplacement vers sa position de fermeture. En mode de fonctionnement de sécurité, la motori- sation de la porte est assurée par des organes d'actionnement de secours directement reliés à la tige du vérin hydraulique. Ces organes d'actionnement de secours sont susceptibles d'emmagasiner de l'énergie mécanique lorsque le vantail infé- rieur est fermé et de la restituer automatiquement, ce sans apport d'énergie extérieure pour ouvrir ce vantail à une hau- teur permettant le passage en mode de fonctionnement de sécu- rité. Selon l'invention, les organes d'actionnement de secours peuvent être constitués par au moins un ressort héli- coïdal dont l'une des extrémités est reliée au sol tandis que l'autre extrémité est reliée à la tige du vérin hydraulique ou encore par au moins un ressort à bandage par torsion coo- pérant avec un tambour auxiliaire. De tels ressorts doivent avoir une énergie méca- nique potentielle supérieure à la masse du vantail inférieur. De façon avantageuse, ces organes d'actionnement de secours sont toutefois en règle générale constitués par un contrepoids placé en hauteur et ayant une masse supérieure à celle du vantail inférieur; il est à noter que, dans le cas de portes de très grande dimension, la masse de ce contre- poids qui circule, bien entendu, dans une cage fermée et pro- tégée, peut atteindre plusieurs tonnes. Selon l'invention, la commutation de la porte de sécurité du mode de fonctionnement normal au mode de fonc- tionnement de sécurité est assurée par une électrovanne de sécurité mise sous tension qui est branchée sur le circuit hydraulique pour isoler le vérin de la centrale hydraulique lorsqu'elle n'est pas alimentée en électricité et commander sa vidange dans une conduite de dérivation reliée à un réser- voir, suite à la mise sous pression par gravité du fluide hy- draulique. La présence de cette électrovanne de sécurité qui fonctionne en sécurité positive, c'est-à-dire commande la commutation de la porte en mode de fonctionnement de sécurité dès qu'elle n'est plus alimentée en courant correspond à une caractéristique essentielle de l'invention: en effet, grâce à cette configuration, toute coupure d'électricité survenant lorsque le vantail inférieur de la porte est fermé, entraîne de façon quasi immédiate la commutation de l'électrovanne de sécurité et par suite la vidange naturelle du vérin hydrauli- que et la libération de l'énergie emmagasinée par les organes d'actionnement de secours en particulier par le contrepoids qui est plus lourd que le vantail inférieur pour ouvrir la porte à une hauteur permettant le passage. Cette coupure d'électricité peut à titre d'exemple être consécutive à une action sur un déclencheur manuel placé à proximité de la porte, à une panne de courant ou encore à un ordre donné par un poste central de contrôle. Il est à noter que le transfert de la porte en mode de fonctionnement de sécurité peut s'effectuer en un temps largement inférieur à 1 seconde, vu qu'il est consécu- tif à la simple commutation d'une électrovanne. Le retour de la porte en mode de fonctionnement normal est alors en règle générale obtenu par la levée de l'ordre de transfert de la porte en mode de fonctionnement de sécurité, par l'intermédiaire d'un opérateur habilité à la sécurité du site. Selon une autre caractéristique de l'invention, la porte de sécurité est équipée d'une barre antipanique ho- rizontale connue en elle-même; la poussée vers l'avant de cette barre, dans le sens de la sortie par une foule en pani- que entraîne automatiquement le transfert de la porte de sé- curité en mode de fonctionnement de sécurité et l'ouverture du vantail inférieur à une hauteur permettant le passage, suite à l'actionnement de contacteurs associés à l'électro- vanne de sécurité pour commander la rupture de l'alimentation en courant de celle-ci. Il est à noter qu'en cas de panique, la foule exerce sur la porte de sécurité une force horizontale de na- ture à contrecarrer la force verticale permettant son ouver- ture en mode de fonctionnement de sécurité en particulier suite au déplacement vers le bas du contrepoids. Pour tenir compte de ce problème et compenser cette force horizontale, il est prévu, conformément à l'invention, de surlester le contrepoids en lui ajoutant une masse supplémentaire par mètre linéaire de porte, ou le cas échéant de choisir en conséquence l'énergie potentielle du ou des ressorts. Dans le cas d'un hall d'exposition fréquenté par un public très nombreux, il peut être prévu, conformément à l'invention, d'associer l'électrovanne de sécurité à une uni- té de gestion centralisée des issues de secours disposant de quelques secondes pour annuler l'ordre de transfert de la porte en mode de fonctionnement de sécurité en présence d'une coupure de l'alimentation en courant de cette électrovanne. On peut ainsi éviter toute ouverture intempestive de la porte, en particulier en cas d'actionnement inopportun de la barre antipanique; une temporisation de quelques secondes doit bien entendu être alors prévue entre la coupure de l'alimentation en courant de l'électrovanne de sécurité et le transfert de la porte en mode de fonctionnement de sécurité. Selon une caractéristique particulièrement avan- tageuse de l'invention, la conduite de dérivation est équipée d'un robinet de réglage du débit de vidange du vérin hydrau- lique en mode de fonctionnement de sécurité, notamment d'un robinet à vis micrométrique pouvant être réglé manuellement. Cette caractéristique permet de régler la vitesse d'ouverture du vantail inférieur en mode de fonctionnement de sécurité, ou en d'autres termes, le temps mis par ce vantail pour se lever à la hauteur permettant le passage imposée par les normes en vigueur qui est en règle générale de 2,05 mètres. Il est à noter que lors de ce mouvement, le vérin hydraulique permet d'amortir la chute du contrepoids. Ce réglage peut avantageusement être effectué de sorte que la porte de sécurité atteigne la hauteur susmen- tionnée de 2,05 mètres en moins de cinq secondes. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, la conduite de dérivation est équipée d'un robi- net de réglage auxiliaire se fermant progressivement après que, en mode de fonctionnement de sécurité, le vantail infé- rieur ait atteint la hauteur prédéterminée de passage permet- tant l'évacuation de façon à freiner fortement son mouvement ou l'arrêter complètement selon les besoins. Ce robinet de réglage auxiliaire peut, à titre d'exemple, être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'une came de commande coopérant avec un galet actionné par le contre- poids lorsqu'il s'est déplacé vers le bas d'une distance cor- respondant au levage du vantail inférieur à la hauteur permettant le passage. Conformément à cette caractéristique, après avoir atteint cette hauteur permettant le passage, ce de préférence en moins de cinq secondes, la porte poursuit son mouvement d'ouverture, en particulier jusqu'à une hauteur supérieure elle aussi imposée par les normes pour permettre l'arrivée d'un volume suffisant d'air de désenfumage en cas d'incendie, hauteur qui est de préférence de 3 mètres, mais ce en étant progressivement freinée: en effet, le robinet de réglage auxiliaire étrangle alors progressivement la section de la conduite de dérivation en se fermant au fur et à mesure que le vantail inférieur s'ouvre, ce qui conduit à le ralentir puis à l'arrêter en douceur lorsqu'il a atteint la hauteur supérieure souhaitée; la porte de sécurité conforme à l'invention est, en règle générale, conçue de sorte que lors- qu'en mode de fonctionnement de sécurité le vantail inférieur atteint cette hauteur supérieure, il accoste sur la poutre linteau du cadre dormant ou vient en contact avec le vantail immédiatement supérieur par l'intermédiaire des taquets dont il est équipé à son extrémité supérieure. Il est à noter que, lorsqu'elle comporte au moins deux vantaux, la porte de sécurité conforme à l'invention est de préférence équilibrée de sorte que la masse de l'ensemble des deux vantaux inférieurs soit légèrement supérieure à celle du contrepoids ou le cas échéant à l'énergie poten- tielle du ou des ressorts. Dans ce cas, la position d'équilibre de la porte de sécurité correspond à la position d'ouverture extrême ob- tenue en mode de fonctionnement de sécurité ou, en d'autres termes, à la position de désenfumage. Les caractéristiques de la porte de sécurité à translation verticale qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels: * la figure 1 représente la face interne de la porte de sécu- rité, * la figure 2 est un schéma du principe de fonctionnement de cette porte. Selon les figures 1 et 2, la porte de sécurité, qui est montée sur un portique P est constituée de plusieurs vantaux superposés mobiles en translation verticale, dont seuls les deux vantaux inférieurs 1, 1' sont représentés. Selon l'exemple représenté sur la figure 1, le vantail inférieur 1 comporte quatre parties vitrées 19 et est équipé d'un pare-chute 20. Chacun des vantaux 1,1' est constitué d'un cadre non représenté renfermant une âme isolante 2 revêtue de part et d'autre par des plaques parfaitement planes 3 (figure 2). De façon non représentée sur les figures, chacun des vantaux 1, 1' est équipé de galets de guidage latéraux coulissant dans des rails de guidage montés sur les montants latéraux du portique P. Les différents vantaux 1, 1' sont décalés dans le plan horizontal de façon à leur permettre de se replier côte à côte selon la flèche A en position d'ouverture de la porte et sont munis à leurs extrémités de taquets 4, 4' suscepti- bles de venir en butée deux à deux pour permettre l'ouverture ou la fermeture de la porte, vantail après vantail. Plus précisément, le vantail inférieur 1 est re- lié à des organes de motorisation qui seront décrits plus en détail dans la suite de cet exposé par un système de câbles en acier ou de sangles synthétiques 5 et de poulies 6, alors que les vantaux supérieurs ne sont pas motorisés. Comme on peut s'en rendre compte sur la figure 2, lorsque les organes de motorisation commandent l'ouverture de la porte selon la flèche A, le vantail inférieur 1 est dans un premier temps seul à se lever par translation verticale puis, lorsque le taquet 4 vient en appui contre le taquet 4' du vantail 1' immédiatement supérieur, ce vantail 1' est au- tomatiquement entraîné dans ce mouvement et ainsi de suite. Lors de la fermeture de la porte, ce mouvement se reproduit en sens inverse. Selon les figures 1 et 2, en mode de fonctionne- ment normal, les organes de motorisation sont constitués par un vérin hydraulique à double effet 7 monté verticalement10 dont les chambres de piston sont reliées de manière classique à une centrale hydraulique de commande 10 par un circuit hy- draulique 11 représentés schématiquement sur la figure 2. La tige 8 du vérin 7 est, quant à elle, reliée au système susmentionné de câbles 5 et de poulies 6 de façon à commander le déplacement du vantail inférieur 1 par transla- tion verticale et par suite l'ouverture ou la fermeture de la porte. La configuration de ce système est telle que l'extension de la tige 8 du vérin 7 selon la flèche a en- traîne le déplacement du vantail inférieur 1 vers le haut se- lon la flèche A et, par suite, l'ouverture de la porte tandis que sa rétraction selon la flèche b entraîne le déplacement du vantail inférieur 1 vers le bas selon la flèche B et par suite la fermeture de la porte. Selon les figures, la tige 8 du vérin 7 est di- rectement reliée à sa partie inférieure à un contrepoids 9 dont la course est représentée en pointillés sur la figure 2 et dont la masse est voisine de la somme des masses des deux vantaux inférieurs 1 et 1' de sorte que la position dans laquelle le taquet 4 vient en appui contre le taquet 4' cor- respond à la position d'équilibre du système. En conséquence, lorsque la porte est fermée, le contrepoids 9 emmagasine de l'énergie mécanique pouvant être restituée lors de l'ouverture de la porte, ce sans apport d'énergie extérieure. Il est à noter que de manière non représentée et sans pour cela sortie du cadre de l'invention, le contrepoids 9 pourrait être remplacé par un ressort bande susceptible d'emmagasiner de l'énergie mécanique lorsque la porte est fermée et de la restituer suite à sa rétraction en mode de fonctionnement de sécurité. Par ailleurs et selon la figure 2, le circuit hy- draulique 11 est équipé d'une électrovanne de sécurité 12 se trouvant normalement constamment sous tension de façon à per- mettre la communication des chambres de piston du vérin hy- draulique 7 et de la centrale hydraulique 10. En présence d'une rupture de l'alimentation en électricité de l'électrovanne 12, celle-ci bascule automati- quement pour isoler la centrale hydraulique 10 et mettre les chambres de piston du vérin 7 en communication avec une con- duite de dérivation 13 reliée à un réservoir de fluide hy- draulique 14. Cette commutation du mode de fonctionnement normal du vérin 7 dans un mode de fonctionnement de sécurité, qui se produit quasi instantanément, entraîne la mise sous pression par gravité du fluide hydraulique présent dans les chambres de piston du vérin 7 et le transfert de ce fluide selon la flèche c dans le réservoir 14. Dans ce mode de fonctionnement, l'énergie mécani- que emmagasinée par le contrepoids 9 en position de fermeture de la porte est automatiquement restituée, ce qui entraîne l'ouverture selon la flèche A du vantail inférieur 1. Il est à noter que le basculement de l'électrovanne 12 en mode de fonctionnement de sécurité peut être commandé par l'actionnement d'une barre antipanique 21 connue en elle-même équipant le vantail inférieur 1 sur sa face interne. Selon la figure 2, la conduite de dérivation 13 est équipée d'un robinet à vis micrométrique 15 pouvant être réglé manuellement de façon à faire varier le débit de vi- dange du vérin 7 en mode de fonctionnement de sécurité et par suite la vitesse d'ouverture du vantail inférieur 1. Cette vitesse d'ouverture peut être réglée de fa- çon que ce dernier atteigne la hauteur de passage de 2,05 mètres imposée par les normes en moins de 5 secondes. Selon la figure 2, lorsque le contrepoids 9 a at- teint la position correspondant à l'ouverture du vantail in- férieur 1 à la hauteur permettant le passage, celui-ci ac- tionne un galet 16 coopérant avec une came 17 représentés schématiquement et commandant la mise en oeuvre d'un robinet de réglage auxiliaire 18 également branché sur la conduite de dérivation 13. Ce robinet 18 se ferme alors progressivement de manière à diminuer la section de la conduite de dérivation 13 et, par suite, à freiner le mouvement vers le bas du contre- poids 9 et l'ouverture du vantail inférieur 1 selon la flèche10 A de sorte que celui-ci atteigne en douceur la position d'équilibre. En règle générale, dans cette position, la porte est ouverte à une hauteur d'environ 3 mètres, ce qui corres- pond à la hauteur imposée par les normes en vigueur en cas15 d'incendie pour permettre l'arrivée d'air de désenfumage. Il R E V E N D I C A T I ONS 1 ) Porte de sécurité en particulier de grande dimension à ouverture rapide, caractérisée en ce qu' - elle comporte: - au moins un vantail (1) ou vantail inférieur s'ouvrant vers le haut par translation verticale des organes de motorisation reliés au vantail inférieur (1) par l'intermédiaire d'un système de câbles ou de sangles textiles (5) et de poulies (6) pour commander le déplacement de ce vantail (1) dans un mode de fonction- nement normal ou dans un mode de fonctionnement de sécu- rité, et - des organes de commutation susceptibles de commander le transfert des organes de motorisation du mode de fonc- tionnement normal au mode de fonctionnement de sécurité, - les organes de motorisation sont constitués, d'une part, par un vérin hydraulique à double effet (7) essentiellement vertical dont la tige (8) est reliée au vantail inférieur (1) par le système de câbles ou de sangles textiles (5) et de poulies (6) et dont les chambres de piston sont reliées à une centrale hydraulique de commande (10) par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique (11) de façon à commander le déplacement du vantail inférieur (1) en mode de fonctionnement normal, de sorte que l'extension de la tige (8) du vérin (7) entraîne le déplacement de ce vantail (1) vers sa position d'ouverture tandis que sa rétraction entraîne son déplacement vers sa position de fermeture, et, d'autre part, par des organes d'actionnement de secours (9) directement reliés à la tige (8) du vérin hydraulique (7) et susceptibles d'emmagasiner de l'énergie mécanique lors- que le vantail inférieur (1) est fermé et de la restituer automatiquement, ce sans apport d'énergie extérieure en mode de fonctionnement de sécurité, pour ouvrir ce vantail (1) à une hauteur permettant le passage, et - les organes de commutation sont constitués par une électro- vanne de sécurité sous tension (12) branchée sur le circuit hydraulique (11) pour isoler le vérin (7) de la centrale hydraulique (10) lorsqu'elle n'est pas alimentée en élec- tricité et permettre sa vidange par la libération de l'énergie mécanique emmagasinée dans une conduite de déri- vation (13) reliée à un réservoir de fluide hydraulique (14), de façon à transférer les organes de motorisation dans le mode de fonctionnement de sécurité. ) Porte de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes d'actionnement de secours sont constitués par au moins un ressort ayant une énergie mécanique potentielle su- périeure à la masse du vantail inférieur. ) Porte de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes d'actionnement de secours sont constitués par un contrepoids (9) placé en hauteur et ayant une masse supé- rieure à celle du vantail inférieur (1). 4 ) Porte de sécurité selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce que la conduite de dérivation (13) est équipée d'un robinet (15) de réglage du débit de vidange du vérin (7). ) Porte de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que la conduite de dérivation (13) est équipée d'un robinet de réglage auxiliaire (18) se fermant progressivement après que, en mode de fonctionnement de sécurité, le vantail inférieur (1) ait atteint une hauteur permettant le passage prédétermi- née de façon à freiner fortement son mouvement ou l'arrêter complètement selon les besoins. 6 ) Porte de sécurité selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce qu' elle comporte plusieurs vantaux (1, 1') superposés dont seul le vantail inférieur (1) est motorisé, les vantaux (1, 1') étant décalés horizontalement les uns par rapport aux autres et étant équipés, à leurs extrémités, de taquets (14, 14') coopérant deux à deux de sorte que le déplacement d'un van- tail par translation verticale soit entraîné automatiquement par celui du vantail voisin. ) Porte de sécurité selon la revendication 6, caractérisée en ce que la masse de l'ensemble des deux vantaux inférieurs (1, 1') est légèrement supérieure à celle du contrepoids (9) ou à l'énergie mécanique potentielle du ou des ressorts.. 8 ) Porte de sécurité selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisée en ce qu' elle est équipée d'une barre antipanique (21) connue en elle- même dont la poussée vers l'avant par une foule en panique entraîne la translation verticale vers le haut du vantail in- férieur (1) en mode de fonctionnement de sécurité.