Brevet FR2873150A1 — publié le 20060120

Mécanisme de commande automatique d'une porte coulissante équipée d'au moins un vantail mobile. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un mécanisme de commande d'ouverture et de fermeture 1 o d'une porte automatique munie d'au moins un vantail coulissant, et comprenant: des moyens de suspension et de guidage du vantail le long d'un rail de roulement horizontal et fixe, un moteur d'entraînement du vantail par l'intermédiaire d'un entraîneur relié à une courroie de transmission montée sur une poulie, des moyens accumulateurs d'énergie destinés à être armés pendant la phase de fermeture du vantail, et à restituer l'énergie emmagasinée lors de la phase d'ouverture normale ou de secours, et des moyens de retenue du vantail en position de fermeture. 20 Etat de la technique Les documents FR-A-2742474 et WO 90/13723 décrivent des portes coulissantes équipées de dispositifs d'ouverture ou de fermeture de secours faisant usage d'un ressort à boudin ou d'un tendeur à corde élastique, susceptible d'être armé pendant le mouvement de fermeture, et maintenu tendu par l'action de retenue d'un frein ou embrayage, soit par le moteur de commande ou par un électro-aimant auxiliaire. En cas de coupure du réseau d'alimentation, le frein ou l'électro-aimant sont débloqués, entraînant la détente du ressort ou du tendeur qui assure l'ouverture automatique de la porte. La cinématique du mécanisme comporte généralement un motoréducteur couplé à une courroie crantée de transmission, laquelle est conformée selon une boucle fermée. En cas de rupture ou d'incident mécanique du réducteur empêchant la rotation de l'arbre de sortie du réducteur ou de la poulie associée, la courroie reste bloquée, interdisant toute ouverture ou fermeture malgré la présence de dispositifs de sécurité. L'usage d'une courroie crantée en boucle fermée est rendu nécessaire par la présence de contacteurs électromécaniques ou électroniques de fin de course pour contrôler l'ouverture et la fermeture de la porte, et afin d'arrêter le moteur en cas de coincement. Il est également nécessaire de contrôler, notamment de décélérer, la vitesse d'ouverture de la porte pour éviter les chocs sur la butée en fin de course d'ouverture. Pour éviter les chocs de fermeture, et respecter les normes de forces 1 o maximum en cas de coincement, le déplacement dans le sens de la fermeture doit aussi être contrôlé, ce qui nécessite généralement un moteur équipé d'un régulateur de couple et de vitesse qui augmente le coût de revient du mécanisme. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à remédier aux inconvénients précités, et à réaliser in mécanisme de porte automatique doté d'une cinématique fiable, à énergie réduite, et bénéficiant d'une sûreté optimum de fonctionnement. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la courroie de transmission à section lisse non crantée, est conformée selon une boucle ouverte, ayant une extrémité en liaison avec un ressort principal d'ouverture, et une extrémité opposée en liaison avec un ressort secondaire de mise sous tension de la courroie, la raideur du ressort principal étant supérieure à celle du ressort secondaire. Pendant le mouvement d'ouverture normale de la porte, le moteur n'a pas besoin d'être actionné, le déplacement intervenant par la restitution de l'énergie mécanique emmagasinée dans le ressort principal. On peut en plus accélérer l'ouverture en alimentant le moteur à sens de rotation réversible. L'usage d'une courroie lisse en boucle ouverte permet un certain degré de patinage sur la poulie en cas d'incident ou de blocage, et autorise également une ouverture ou fermeture manuelle libre lorsqu'elle est associée à un motoréducteur à grande réversibilité. Pour commander la fermeture de la porte, on alimente le moteur dans le sens approprié, et son couple permet de tendre le ressort principal. La vitesse d'ouverture est plus rapide au départ, conjuguant l'effet de ressort de fermeture dans l'état armé au couple constant du moteur, et va décroître en fonction de la tension du ressort principal. Une telle cinématique des mouvements d'ouverture et de fermeture permet d'obtenir une ouverture la plus rapide possible pour dégager le passage, un ralentissement en fin de course d'ouverture, et une ouverture de secours. 1 o Selon une caractéristique de l'invention, le moteur est monté mobile sur un support soumis à l'action d'un troisième ressort, et coopérant avec un contacteur susceptible d'être commuté soit dans un état fermé d'alimentation du moteur, soit dans un état ouvert de coupure de l'alimentation. Le support peut être formé par une console, et le moteur est monté oscillant sur l'axe de la poulie de transmission. La console peut aussi être constituée par un coulisseau monté à coulissement dans une glissière. Ce troisième ressort a une force plus importante que la composante des deux ressorts attachés à la courroie. Lorsque les vantaux se ferment sous l'action du moteur, ou s'ouvrent sous la seule détente du ressort principal, le contacteur du moteur n'est pas actionné. Dès que la porte est en butée de fin de course de fermeture, la brève détente du ressort principal provoque l'ouverture du contacteur, et coupe l'alimentation du moteur en actionnant simultanément le frein moteur ou l'électro-aimant immobilisant la courroie. Le troisième ressort peut bien entendu être remplacé par tout autre moyen de 25 rappel, notamment un contre-poids. Selon une caractéristique de l'invention, le rail est équipé d'un électroaimant disposé en fin de course de fermeture du vantail, l'excitation de l'électro-aimant étant maintenue jusqu'à l'émission d'un signal d'ouverture provoquant le déblocage du vantail, suivi de la détente du ressort principal d'ouverture. Il est clair que l'électro-aimant peut être remplacé par un frein intégré dans le moteur. Dans le cas d'une porte à deux vantaux coulissants, l'électro-aimant de fermeture est associé à l'un des vantaux, et un organe amortisseur coopère avec une butée de l'autre vantail pour obtenir un accostage amorti. En cas de coupure accidentelle de l'alimentation électrique, le frein moteur ou l'électro-aimant est débloqué, et la porte s'ouvre automatiquement sous l'action de détente du ressort principal. En cas de rupture du réducteur bloquant la poulie d'entraînement, la porte peut également s'ouvrir manuellement grâce au glissement de la courroie lisse sur la poulie. En cas de rupture de la courroie de transmission, l'un des vantaux s'ouvrira automatiquement sous l'effet de détente du ressort principal, et l'autre peut s'ouvrir manuellement. 1 o Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du mécanisme de commande automatique selon l'invention d'une porte coulissante à deux vantaux, et équipée d'un dispositif d'ouverture de secours, les vantaux étant représentés en position de fermeture; la figure 2 montre le mécanisme de la figure 1 en position d'ouverture; la figure 3 illustre un détail de réalisation des figures 1 et 2, représentant le montage basculant du moteur en cas d'ouverture du contacteur suite à l'immobilisation normale ou accidentelle des vantaux. Description d'un mode de réalisation préférentiel. En référence aux figures 1 et 2, une porte automatique à deux vantaux V1, V2 est actionnée par un mécanisme de commande MC comprenant un moteur 11 du type motoréducteur destiné à entraîner les vantaux V1, V2 par l'intermédiaire d'une courroie de transmission 7. Le premier vantail V1 de droite est porté par un chariot à galets 3, 4 de roulement, et le deuxième vantail V2 de gauche est associé à un autre chariot à galets 5, 6 de roulement. Les galets respectifs des deux chariots peuvent rouler dans un rail 16 de guidage horizontal fixe, de manière à déplacer les deux vantaux V1, V2 selon des mouvements opposés de translation entre la position de fermeture (figure 1) et la position d'ouverture (figure 2). La courroie de transmission 7 est avantageusement lisse et non crantée, par exemple de section plate ou ronde, et est agencée en boucle ouverte s'étendant au-dessus des deux vantaux V1, V2, après passage sur une poulie 14 lisse entraînée en rotation par le moteur 11. Un entraîneur 17 du deuxième vantail V2 de gauche est fixé au brin inférieur de la courroie 7 lisse, et un autre entraîneur 18 solidaire du premier vantail V1 de droite est relié au brin supérieur de la courroie 7. II en résulte deux mouvements synchronisés d'écartement ou de rapprochement des vantaux V1, V2, respectivement lors de l'ouverture et de la fermeture de la 1 o porte. Le mécanisme MC comprend en plus un ressort principal 8 d'ouverture inséré entre l'entraîneur 17 du deuxième vantail V2 et un point d'attache 30 fixe situé à l'opposé du moteur 11. Le ressort 8 est constitué à titre d'exemple par un ressort de traction hélicoïdal, lequel peut être remplacé par tout autre organe accumulateur d'énergie, notamment un vérin. Un deuxième ressort 9 est attaché à l'extrémité de l'autre entraîneur 18 et un point d'attache 31 fixe, et exerce une force antagoniste par rapport au premier ressort 8. La réaction élastique des deux ressorts 8, 9 aux extrémités opposées de la boucle ouverte maintient en permanence la courroie 7 tendue pendant les mouvements d'ouverture et de fermeture des vantaux V1, V2. Le deuxième ressort 9 possède une force plus faible et une flexibilité plus grande que le premier ressort 8. L'ensemble moteur 11 et poulie14 est monté pivotant sur une console 19 solidaire du rail 16, et étant articulée sur un axe 21, constitué avantageusement par l'axe de la poulie 14. La console 19 est soumise à l'action d'un troisième ressort 10 de rappel, ayant une force supérieure à celles combinés des deux autres ressorts d'énergie 8, 9. Une palette 32 du moteur 11 est sollicitée par le ressort 10, et est destinée à coopérer avec un contacteur d'arrêt 15 inséré électriquement dans le circuit d'alimentation du moteur 11. La console 19 permettant le pivotement du moteur 11 peut bien entendu être remplacée par tout autre support, notamment un coulisseau coulissant dans une glissière. En position de fermeture (figure 1), l'immobilisation des vantaux V1, V2 contre une butée 22 et une armature 13 intervient soit au moyen d'un frein 26 associé au moteur 11, soit par l'intermédiaire d'un électroaimant 12 en forme de ventouse électromagnétique. Un amortisseur 20, de préférence réglable en position, est prévu pour ajuster l'accostage des deux vantaux V1, V2 en fin de course de fermeture. Le signal de fermeture engendre l'alimentation du moteur 11 et l'entraînement de la 1 o courroie 7, maintenue tendue par le ressort secondaire 9, jusqu'à la position fermée de la porte (figure 2). Pendant cette phase de fermeture s'opère simultanément l'armement du ressort 8 principal, lequel se tend pour emmagasiner l'énergie nécessaire servant pour l'ouverture normale et de secours, par exemple en cas de coupure accidentelle de l'alimentation électrique. En fin de course de fermeture correspondant à la venue en butée des vantaux V1, V2 contre la butée 22 et l'armature 13, le couple du moteur 11 provoque son pivotement sur la console 19 (figure 3) avec une mise sous tension du ressort 10. Il en résulte l'ouverture du contact du contacteur 15 qui interrompt l'alimentation électrique du moteur 11, et provoque l'activation du frein 26 électromagnétique. Le contacteur 15 coopère de préférence avec un dispositif d'actionnement ayant une sensibilité. croissante au fur et à mesure de la course de fermeture de la porte. La sensibilité est maximale avant la venue en contact des deux vantaux V1, V2 du fait de la composante du ressort principal 8, qui se soustrait à l'effort d'actionnement du contacteur 15. A la place du frein 26, les vantaux V1, V2 peuvent rester fermés sous la seule action de retenue de l'électroaimant 12 lequel est excité par le signal de commande de fermeture. L'émission du signal d'ouverture par le détecteur de passage (non représenté) du type radar ou à cellule photoélectrique, coupe l'excitation de l'électroaimant 12, ou du frein 26, entraînant une ouverture automatique des vantaux V1, V2 suite à la détente du ressort 8 libérant son énergie mécanique emmagasinée. Une telle ouverture des deux vantaux V1, V2 est facilitée par la cinématique réversible du réducteur de vitesse du moteur 11, par exemple constitué par un train d'engrenages à faible réduction, et par le maintien permanent en tension de fa courroie 7 dû au ressort secondaire 9, mais qui n'oppose qu'une force mineure au ressort principal 8. Une ouverture plus rapide des vantaux V1, V2 peut être obtenue par l'alimentation temporisée du moteur 11 couplée au signal d'ouverture, le couple du moteur s'additionnant alors à la force du ressort principal 8. Le moteur 11 sera ensuite 1 o coupé pendant la phase d'ouverture. Le détecteur de passage rétablit ensuite l'alimentation du moteur 11 pour commander une refermeture immédiate ou temporisée des vantaux V1, V2 en cas de non détection de personnes dans le champ du détecteur. Dans le cas contraire, la porte reste ouverte tant que détecteur de passage détecte une présence. A titre d'exemple, la force de traction du ressort principal 8 est compris entre 30N et 80N, alors que la force opposée de traction du ressort secondaire 9 est compris entre 10N et 40N. II en résulte une force utile d'ouverture des vantaux comprise entre 20N et 40N. L'enroulement de la courroie de transmission 7 lisse en boucle ouverte attachée aux deux ressorts 8, 9 permet d'obtenir une ouverture de secours de la porte dans différents cas de rupture accidentelle d'un organe électrique ou mécanique du mécanisme MC. Le réglage du tarage des ressorts 8 et 9 permet d'assurer la fiabilité et la reproductibilité de la sécurité soumise à des normes d'énergie maximum en fermeture. En cas d'interruption de l'alimentation électrique, le relâchement du frein 26 etlou l'absence d'excitation de l'électroaimant 12, provoque l'ouverture automatique des vantaux V1, V2 suite à la détente du ressort 8 d'ouverture libérant l'énergie mécanique de ce dernier. Lors d'une rupture de la courroie de transmission 7, le vantail de gauche V2 peut toujours s'ouvrir suite à la détente du ressort 8. L'ouverture est d'ailleurs accélérée car le ressort 9 est inopérant. L'autre vantail V1 peut néanmoins être manoeuvré manuellement étant donné que le ressort 9 est relativement souple (force de 10 à 40N). Lors d'un incident du moteur 11 d'entraînement, notamment en cas de blocage de l'arbre de sortie du réducteur du moteur 11, ou de la poulie 14, la courroie de 1 o transmission 7 peut néanmoins glisser ou patiner sur la poulie 14, et autoriser l'ouverture manuelle des vantaux V1, V2. En cas de rupture du ressort secondaire 9, les vantaux V1, V2 s'ouvrent plus rapidement après l'émission du signal d'ouverture, et sous la seule détente du ressort principal 8. En cas de rupture du ressort principal 8, le moteur 11 provoque l'ouverture motorisée du vantail V1, et l'autre vantail peut être déplacé manuellement vers la position d'ouverture. En cas de coincement des vantaux V1, V2 pendant la course de fermeture, le couple moteur engendré par le moteur 11 provoque un allongement du ressort 10, entraînant l'ouverture du contacteur 15 pour la mise hors tension du moteur 11. La détente du ressort principal 8 sollicite ensuite la réouverture instantanée des vantaux V1, V2. On note que la présente invention a l'avantage de répondre à tous les cas de rupture accidentelle d'un organe électrique ou mécanique, et permet d'opérer avec facilité une ouverture ou une fermeture manuelle des vantaux V1, V2. Il est clair que la présente invention s'applique également à une porte à un seul vantail coulissant. Revendications 1. Mécanisme de commande d'ouverture et de fermeture d'une porte automatique munie d'au moins un vantail (V1, V2) coulissant, et comprenant: des moyens de suspension et de guidage du vantail (V1, V2) le long d'un rail de 1 o roulement (16) horizontal et fixe, un moteur (11) d'entraînement du vantail (V1, V2) par l'intermédiaire d'un entraîneur (18, 17) relié à une courroie de transmission (7) montée sur une poulie (14), des moyens accumulateurs d'énergie destinés à être armés pendant la phase de fermeture du vantail, et à restituer l'énergie emmagasinée lors de la phase 15 d'ouverture normale ou de secours, et des moyens de retenue du vantail en position de fermeture, caractérisé en ce que la courroie de transmission (7) à section lisse non crantée, est conformée selon une boucle ouverte, ayant une extrémité en liaison avec un ressort principal (8) d'ouverture, et une extrémité opposée en liaison avec un ressort secondaire (9) de mise sous tension de la courroie (7), la raideur du ressort principal (8) étant supérieure à celle du ressort secondaire (9). 2. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la courroie (7) lisse est plate ou rectangulaire. 3. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la courroie (7) lisse est ronde. 4. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (11) est monté mobile sur un support et maintenu en tension par un organe de rappel, en coopérant avec un contacteur (15) susceptible d'être commuté soit dans un état fermé d'alimentation du moteur (11), soit dans un état ouvert de coupure de l'alimentation. 2873150 5. Mécanisme de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moteur (11) est monté oscillant sur l'axe (21) de la poulie (14) de transmission, et maintenu par une console (19) fixe du support. 6. Mécanisme de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support du moteur (11) est formé par un coulisseau monté à coulissement dans une glissière. 7. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en 1 o ce que le moteur (11) est pourvu d'un frein (26) électromagnétique, lequel est mis sous tension en fin de fermeture par le signal de fermeture du contacteur (15) pour maintenir le vantail (V1, V2) en position fermée, et mis hors tension par un signal d'ouverture provoquant le déblocage dudit vantail, suivi de la détente du ressort principal (8) d"ouverture. 8. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rail (16) est équipé d'un électro-aimant (12) disposé en fin de course de fermeture du vantail (V1, V2), l'excitation de l'électro-aimant (12) étant maintenue jusqu'à l'émission d'un signal d'ouverture provoquant le déblocage du vantail, suivi de la détente du ressort principal (8) d'ouverture. 9. Mécanisme de commande selon la revendication 8, appliqué à une porte à deux vantaux coulissants (V1, V2), caractérisé en ce que l'électro-aimant (12) est associé au deuxième vantail (V2), et qu'un organe amortisseur (20) coopère avec une butée (22) du premier vantail (V1). 10. Mécanisme de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'amortisseur (20) est réglable en position pour obtenir un accostage amorti des deux vantaux (V1, V2) en fin de course de fermeture. 11. Mécanisme de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le contacteur (15) coopère avec un dispositif d'actionnement ayant une sensibilité croissante au fur et à mesure de la course de fermeture de la porte.