Brevet FR2919885A1 — publié le 20090213

MECANISME DE VERROUILLAGE POUR PORTE AUTOMATIQUE COULISSANTE 10 DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION 15 L'invention est relative à un mécanisme de verrouillage en fermeture d'une porte automatique munie d'au moins un vantail mobile, ledit mécanisme comprenant : - un électro-aimant de commande d'un verrou vers une position de verrouillage pour maintenir le vantail fermé, 20 - et des moyens de déverrouillage du verrou pour libérer et autoriser l'ouverture dudit vantail. ETAT DE LA TECHNIQUE 25 Il est connu d'utiliser des portes coulissantes équipées de systèmes de verrouillage destinés à maintenir la porte fermée, soit pour des raisons de sécurité des personnes se trouvant à l'intérieur, soit pour la sécurité des biens après le départ des personnes. 30 Une norme NFS 61937, régit les dispositifs autorisés, ou interdits, pour la conception de ces verrous. Il en résulte qu'en présence de personnes dans les locaux, et si la porte est une issue de secours, le verrou doit impérativement s'ouvrir en cas de panne de courant, 35 afin de libérer les occupants. En conséquence, le verrouillage de la porte n'est pas anti-effraction, puisque la coupure de l'alimentation électrique va se traduire par une ouverture instantanée de la porte. A l'inverse, en l'absence de personnes dans les locaux, le verrouillage pourra rester actionné même en cas de coupure de l'alimentation électrique. Un déverrouillage manuel doit être accessible à l'intérieur, afin qu'une personne involontairement restée enfermée, puisse se libérer. L'application de cette norme se traduit de la façon suivante : L'utilisation de dispositifs de verrouillage à déblocage par impulsion électrique est interdite dans tous les lieux publics et privés où demeurent des personnes, par exemple les hôtels, ou maison de retraite, ainsi que pour les portes faisant office d'issue de secours. Le mécanisme de verrouillage généralement adopté lorsque la situation l'exige, destiné à sécuriser quelque peu les intrusions intempestives, n'est donc pas un verrou piloté par un électro-aimant bistable, mais un ou plusieurs barreaux électromagnétiques à rupture de courant de forte puissance, (2500 à 5000 N) maintenus sous tension par l'alimentation électrique, et hors tension conformément à la norme, par la coupure commandée, télécommandée et auto commandée de l'alimentation électrique. La puissance requise pour le maintien en collage du barreau reste raisonnable, de l'ordre de 8 W, ce qui a justifié leur emploi. Les inconvénients de ce dispositif sont cependant les suivants : -Le barreau magnétique, malgré sa puissance, n'assure qu'un collage par attraction magnétique de la porte entre ouvrant et dormant. La porte n'est donc pas verrouillée, puisqu'il est facile de débloquer le ou les vantaux, en forçant longitudinalement ceux-ci, par exemple avec un simple tournevis, malgré le maintien sous tension des barreaux. -Un barreau magnétique est nécessaire par vantail, et son coût est significatif 30 dès lors que l'on souhaite une force importante. De plus, il est encombrant, de l'ordre de 250mm x 40mm x40mm et de ce fait, visible et inesthétique. Dans le cas où les locaux sont inoccupés, le verrouillage de sécurité est autorisé. Le dispositif généralement utilisé est alors un véritable verrou constitué d'au moins une solide tige d'acier poussée par un électro- aimant bistable. En cas de rupture de l'alimentation électrique, le verrou reste fermé, car il faut une impulsion électrique de commande pour l'ouvrir. Un ressort de rappel sécurise l'ouverture du verrou, par exemple à cause du frottement de la tige de verrouillage dans son logement. Un deuxième type de verrou peut, à la place de l'électro-aimant bistable, être 10 actionné par un actionneur électrique linéaire bistable à encombrement et puissance identique. Les inconvénients de ce dispositif sont les suivants : l'électro-aimant doit être bistable, ce qui implique des forces d'actionnement plus faibles et un coût plus élevé ; 15 un aimant permanent maintient la position verrouillée, et il faut donc une impulsion électrique pour assurer le déverrouillage. Par conséquent, en cas de coupure de courant, la porte restera verrouillée. En outre, les deux dispositifs proposés étant totalement différents, ils obligent le 20 fournisseur comme le client à bien réfléchir avant toute installation au choix de la sécurité de fermeture. Un autre inconvénient des solutions connues à ce jour est que l'application de la norme implique qu' il n'était pas possible d'assurer un verrouillage positif d'une porte 25 automatique en condition normale d'utilisation, sans disposer d'une puissance de 150W en basse tension pour assurer le maintien de ressorts, sachant que cette puissance supplémentaire requise est du même ordre que la puissance du moteur d'entraînement .La conséquence serait alors de doubler la puissance, donc le coût et l'encombrement de l'alimentation basse tension de la carte de commande. 30 Aucun constructeur ne propose donc un verrouillage positif d'une porte automatique dès lors que les lieux reçoivent du public en permanence, ou que la porte doit faire office de porte de secours, ce qui est très souvent le cas, par exemple lorsqu'il n'y a qu'un seul accès . OBJET DE L'INVENTION Un premier objet de l'invention consiste à concevoir un mécanisme économique et standardisé de verrouillage positif d'au moins un vantail d'une porte coulissante, adaptable aussi bien pour un verrouillage dans l'état maintenu que dans l'état libéré, en cas de coupure du courant. Un deuxième objet de l'invention est d'augmenter les forces de poussée et de rappel du verrou, tout en réduisant les forces de frottement contre la tige de verrouillage, afin de s'assurer d'un fonctionnement fiable indépendamment des frottements parasites du mécanisme de verrouillage. Un troisième objet de l'invention est de diminuer le courant d'appel et de maintien du mécanisme de verrouillage, afin de réduire la consommation de la carte électronique 20 de commande. Un quatrième objet de l'invention est de proposer un dispositif compact, ou tout est intégré, invisible pour l'utilisateur, et pouvant s'adapter à n'importe quel type de porte automatique coulissante. 25 Le mécanisme de verrouillage selon l'invention est caractérisé en ce que le verrou comporte au moins une tige de verrouillage solidaire du noyau mobile de l'électro-aimant monostable avec interposition d'un ressort de rappel, le maintien du verrou en position verrouillée étant assuré par une ventouse électromagnétique à disque 30 métallique, ayant une force d'attraction magnétique supérieure à la force antagoniste du ressort de rappel de l'électro-aimant. La tige en acier faisant office de verrou est poussée par l'électro-aimant monostable, disposant d'une force de poussée supérieure à un électro-aimant bistable à puissance et taille équivalente. Selon un mode préférentiel de réalisation, deux tiges de verrouillage peuvent être rappelées par deux puissants ressorts, afin de pallier à la défaillance éventuelle d'un ressort, et sécuriser la réouverture du verrou, même en cas d'importants frottements des tiges de verrouillage dans leur logement. Le maintien des tiges en position verrouillée est assuré par une seule petite ventouse électromagnétique qui sera soit à émission soit à rupture de courant . La norme NFS 61937 précise que la force de rappel d'un ressort doit être 10 fois supérieur à l'effort requis pour le déverrouillage, inclus les frottements. L'avantage de cette ventouse est déterminant .En effet : La force de la ventouse est limitée à la force de rappel des ressorts de rappel et aux frottements, de l'ordre de 60N au maximum, contre 2500N à 5000N pour chaque barreau magnétique décrit dans les applications connues précédentes. Le coût, la consommation électrique, et l'encombrement d'une telle ventouse sont évidemment bien moindres. Le choix du modèle de ventouse sera déterminé par sa fonction en application de la norme, les deux versions étant parfaitement interchangeables. La ventouse à émission dispose d'un circuit magnétique polarisé par un aimant permanent d'une force de 120 N environ. La ventouse ne consomme donc pas de courant une fois collée. C'est la solution requise pour des locaux devant rester déserts et fermés sur de longues durées, ou disposant de plusieurs accès. La protection des lieux restera assurée même avec coupure volontaire ou accidentelle du courant. Le déverrouillage nécessite un courant d'appel de faible puissance, pour s'opposer à la force magnétique de 120N de l'aimant permanent pendant une fraction de seconde, la détente des ressorts de rappel se chargeant alors de reculer et déverrouiller les tiges de verrouillage. En outre, le dispositif de verrouillage peut recevoir optionnellement une batterie de secours, qui prend le relais en cas de panne de courant. La ventouse électromagnétique à rupture de courant ne dispose pas d'aimant permanent, mais comporte une simple bobine d'excitation dans son circuit magnétique. Elle doit être alimentée pendant toute la durée du collage. La consommation requise est très faible, inférieure à la préconisation de la norme NFS 61937, soit 3,5W. Sa force de collage est de 200N environ, ce qui est largement supérieur à la force de rappel des ressorts. En cas de coupure de courant, la bobine n'est plus excitée, et l'aimantation de la ventouse est annulée. Les ressorts de rappel déverrouillent instantanément la porte, qui s'ouvre simultanément sous l'effet du tendeur élastique de réouverture à puissance intrinsèque. La ventouse doit cependant être homologuée aux normes incendie en vigueur, afin que sa rémanence soit en dessous des seuils indiqués. C'est la solution préconisée pour les lieux recevant du public jour et nuit, ou le 20 déverrouillage suivi de l'ouverture de la porte en moins de 1 seconde en cas de panne de courant, est obligatoire. Une solution alternative consiste à standardiser le mécanisme avec la seule ventouse à rupture de courant, et d'équiper l'installation d'une batterie de secours, 25 avec contrôle de charge et tension. En cas de coupure de courant, la batterie assurera la continuité de l'alimentation nécessaire au maintien du verrouillage, ce qui permet de conserver la porte verrouillée dans le cas de locaux autorisés. C'est encore la solution préconisée si une batterie de secours est déjà présente, par exemple pour assurer la continuité de fonctionnement normal (ouverture/fermeture) 30 de la porte pendant une panne électrique. En outre, le circuit de commande est programmé pour reconnaître le type de ventouse installé, et s'adapter aux conditions d'utilisation requises. Le mécanisme retenu est avantageusement équipé d'un détecteur de position 5 permettant de vérifier en permanence la position ouverte ou fermée du verrou. Un mécanisme simple de déverrouillage manuel est prévu, accessible de l'intérieur, afin de pallier à un éventuel blocage ou disfonctionnement du verrou en position fermée. 10 La (ou les) gâche de verrouillage est munie d'un roulement, afin de réduire les frottements de chaque tige de verrouillage en réouverture, si par exemple une traction est effectuée sur les vantaux simultanément au déverrouillage. 15 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 20 limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe du mécanisme de verrouillage équipant une porte automatique à deux vantaux coulissants. La figure 2 montre une vue en plan du mécanisme de verrouillage de la figure 1 en position fermée. 25 La figure 3 montre ce mécanisme en position ouverte. La figure 4 montre le mécanisme en perspective, sans le rail de guidage, ni les portes coulissantes. 30 DESCRIPTION D' UN MODE DE REALISATION PREFERENTIEL En référence aux figures 1 à 4, un mécanisme de verrouillage pour porte automatique est constitué d'un support 1 fixé sur le rail 15 par des vis 7 permettant le réglage longitudinal du mécanisme. Le corps d'un électro-aimant monostable 2 est fixé par vis 18 sur le support 1, et son noyau mobile est fixé sur l'équipage mobile 9. Une ventouse électromagnétique 3 est fixée également sur la partie supérieure du support 1, et fait face à un disque métallique 4 articulé sur une rotule à bille 19, et fixé sur l'équipage mobile 9. Sur l'équipage mobile 9 sont fixées deux colonnes ou tiges 5a, 5b en acier traité ou inoxydable, coiffées d'un ressort respectivement 6a, 6b et qui coulissent dans le support 1. La bobine d'excitation de l'électroaimant 2 est placée sous la ventouse électromagnétique 3, et entre les deux ressorts 6a, 6b des tiges 5a, 5b. Un détecteur de proximité 8 est fixé sur l'équipage mobile 9. Les vantaux des portes coulissantes 17a, 17b, sont guidés sur le rail 15 par des galets 14a,14b, et suspendus par l'intermédiaire des supports 16a,16b. Des butées de verrouillage 10a,10b, solidaires des vantaux 17a, 17b, et donc mobiles, sont respectivement fixées et réglables longitudinalement par des vis 13 sur les supports de vantaux 16a,16b. Ces butées sont équipées de galets de roulement 11 a,11 b, montés sur un axe 12a,12b. Le réglage respectif des butées 10a,10b, ainsi que du support 1 du mécanisme grâce aux vis 7, permet de régler parfaitement le jeu minimum de verrouillage entre les tiges 5a,5b et les galets 10a,10b, ainsi que l'axe de fermeture XX'. Le verrouillage s'opère après l'obtention d'un signal indiquant la fermeture des portes conformément à la fig 2. Une brève émission de courant dans l'électro-aimant 2 a pour conséquence de rapprocher l'équipage mobile 9 du support 1 et de coller le disque métallique 4 en contact avec la ventouse électromagnétique 3. Les tiges de verrouillage 5a,5b, avancent dans la position verrouillée des figures 1 et 2, et viennent à proximité immédiate des galets 1 1 a,11 b. La force d'attraction de la ventouse 4 est toujours supérieure à la force conjuguée des ressorts 6a, 6b, et donc apte à conserver le mécanisme en position verrouillée, tant qu'un signal contraire n'est pas émis. Si la ventouse 3 est un modèle à émission, celle-ci restera naturellement collée grâce à son aimant permanent jusqu'à réception d'un signal d'ouverture porte. Il en résulte une brève rupture d'aimantation de la ventouse 3, les puissants ressorts de rappel 6a, 6b se chargeant alors d'écarter l'équipage mobile 9 du support 1, ce qui a également pour conséquence de reculer les tiges 5a, 5b et donc de libérer les vantaux 17a,17b, qui s'écartent en direction respective des flèches F et H , conformément à la fig3. En cas de coupure de l'alimentation électrique, la ventouse 3 restera collée, et donc la porte verrouillée. Si nécessaire, une poignée ou un câble solidaire de l'équipage mobile 9 peuvent permettre de reculer manuellement celui-ci , afin de libérer la porte en cas de panne de courant. Si la ventouse 3 est un modèle à rupture de courant, celle-ci restera alimentée avec une très faible puissance, inférieure à 3 W. En cas de coupure de l'alimentation électrique, la ventouse 3 sera inopérante, et la porte libérée comme précédemment. La présence d'une batterie de secours, non représentée, peut avantageusement suppléer au bon fonctionnement du mécanisme de verrouillage en cas de coupure de courant, dans le cas de locaux sans public et devant restés verrouillés, même en cas de coupure électrique. La batterie pourra alors alimenter pendant longtemps le mécanisme compte tenu de la très faible consommation électrique de la ventouse. L'avantage de la présente invention est qu'une réouverture de la porte verrouillée reste possible de l'extérieur grâce à la batterie, et malgré la coupure de courant, grâce au maintien de toutes les fonctionnalités de la porte. Le choix d'une batterie de secours permet en outre de standardiser totalement le choix d'une ventouse à rupture, un seul contact sur la carte électronique de commande permettant d'activer ou non la coupure d'alimentation de la ventouse en cas de coupure de courant, pour répondre aux exigences de la norme NFS 61937. Le détecteur de position 8 permet de connaître en permanence la position du 5 mécanisme, verrouillé ou libre, afin d'éviter des blocages tant en fermeture qu'en ouverture de porte, et de relayer un signal si des impératifs de sécurité l'exigent. Le contact entre les tiges 5a, 5b, et les butées 10a 10b, source de frottement, a été transformé en roulement grâce à la présence des galets 12a, 12b. Une très faible 10 source de frottement est essentielle à la fiabilité du mécanisme, dont le fonctionnement est conditionné à la force d'un ressort, et la puissance d'une ventouse. Le mécanisme de verrouillage selon l'invention est standard, et peut être adapté à 15 une porte automatique à un vantail, ou à deux vantaux. Revendications 1. Mécanisme de verrouillage en fermeture d'une porte automatique munie au moins d'un vantail (17a, 17b) mobile, ledit mécanisme comprenant : - un électro-aimant (2) de commande d'un verrou vers une position de verrouillage pour maintenir le vantail fermé, - et des moyens de déverrouillage du verrou pour libérer et autoriser l'ouverture dudit vantail (17a, 17b), caractérisé en ce que le verrou comporte une tige de verrouillage (5a, 5b) solidaire du noyau mobile de l'électro-aimant (2) monostable avec interposition d'un ressort de rappel (6a, 6b), le maintien du verrou en position verrouillée étant assuré par une ventouse (3) électromagnétique à disque (4) métallique, ayant une force d'attraction magnétique supérieure à la force antagoniste du ressort de rappel (6a, 6b) de l'électro-aimant (2). 2. Mécanisme de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ventouse (3) électromagnétique est du type à émission de courant, comprenant un circuit magnétique polarisé par un aimant permanent de maintien, le déverrouillage intervenant par l'émission d'un signal de commande dans la ventouse engendrant un flux de désaimantation antagoniste à celui de l'aimant permanent. 3. Mécanisme de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ventouse (3) électromagnétique est du type à rupture de courant, comprenant un circuit magnétique non polarisé par un aimant permanent, le déverrouillage étant provoqué par l'interruption de l'alimentation électrique de la ventouse. 4. Mécanisme de verrouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque (4) métallique de la ventouse (3) et le noyau mobile de l'électro-aimant (2) sont montés sur l'équipage mobile (9) à l'encontre30de la force élastique du ressort de rappel (6a, 6b) de la tige de verrouillage (5a, 5b). 5. Mécanisme de verrouillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ventouse (3) électromagnétique à rupture de courant est connectée à une batterie de secours pour maintenir le verrouillage actif après une coupure accidentelle de l'alimentation. 6. Mécanisme de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un détecteur de position (8) coopère avec le verrou pour vérifier la position verrouillée ou déverrouillée de l'équipage mobile (9). 7. Porte automatique ayant au moins un vantail coulissant équipé d'un mécanisme de verrouillage selon l'une des revendications 1 à 6.15