Brevet FR2953547A1 — publié le 20110610

La présente invention concerne une ventouse électromagnétique à billes pour le maintient fermé d'une porte, permettant de rendre automatique et notamment à distance, la commande de sa manoeuvre en réponse à un signal codé. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La plupart des ventouses électromagnétiques agissent par attraction d'une plaque de métal en fer appelée contreplaque associée au battant de la porte, grâce à une force 10 d'attraction comprise entre 500 et 5000 Newton. Cette force d'attraction est exercée par le corps de la ventouse électromagnétique situé généralement sur le dormant de la porte. Dans la plupart des cas, on trouve deux ventouses de valeur de rétention théorique de 3000 N, l'une située en bas de porte et l'autre en haut de porte. 15 La force d'attraction du corps de la ventouse est obtenue grâce à un bobinage autour d'un noyau de fer doux alimenté par une alimentation électrique de 12 ou 24 Volts. Ces dispositifs se trouvent fréquemment utilisés dans les halls d'immeubles. Le principal avantage de ces dispositifs est de permettre, en cas de coupure de l'alimentation 20 électrique un déblocage de la contreplaque par la disparition du champ électrique. Les limites de ce procédé sont : 1. baisse de performance du pouvoir d'attraction avec le temps dû à la dégradation 25 de la surface de contact entre le corps de la ventouse et la contreplaque par la corrosion et les dépôts de poussières. 2. baisse de performance du pouvoir d'attraction avec le temps dû à la dégradation de la surface de contact entre le corps de la ventouse et la contreplaque quand la porte se voile et que la contreplaque n'est plus positionné de manière adéquate. 30 3. mauvaise résistance aux essais d'effraction par des vibrations causées par des chocs violents exercés sur le battant de la porte. En effet, les vibrations agissent comme un effet de levier et la moindre désolidarisation de la contreplaque avec le corps de la ventouse fait chuter la force de rétention dans des proportions extrêmement importantes. 35 OBJET DE L'INVENTION Par la présente invention, on entend proposer une solution permettant grâce à un blocage par des billes de métal ou autre matériau de dureté suffisante (2 - figure 1) de la 40 contreplaque munie d'un ergot (4 - figure 2), d'augmenter la résistance de la ventouse au forçage. Ce procédé utilise la force électromagnétique d'un solénoïde (3 û figure 3) pour permettre ou non aux billes de venir bloquer le passage de l'ergot. Un procédé électronique améliore le dispositif à partir d'un capteur de présence (9) de l'ergot 4 (ampoule Reed par exemple, associée à un aimant inséré dans l'ergot) associé à 45 un retardement du déclenchement de l'alimentation pour éviter que le dispositif ne se verrouille avant l'insertion de l'ergot. 1 De plus le dispositif électronique diminue le courant initial permettant le blocage des billes pour diminuer la consommation électrique en mode de maintient statique lorsque la porte est fermée. La tolérance de positionnement de la ventouse, en particulier dans le cas où la porte se voilerait, est facilitée par le fait que les billes permettent un jeu dans le sens vertical et également en profondeur. De même que pour la ventouse électromagnétique classique, la disparition du courant électrique induit une mise au repos du dispositif de blocage des billes permettant l'ouverture libre de la porte. RESUME DE L'INVENTION A cet effet donc, l'invention a pour objet une ventouse électromagnétique à billes comportant un procédé de blocage des billes par une pièces mobile de bas en haut sous l'action d'un solénoïde situé au dessus de la dite pièce mobile, un ressort assisté par la force de gravitation de la partie mobile, permet le retour de la partie mobile en position repos. Le corps de la ventouse est généralement situé sur le dormant de la porte de manière à ce qu'il soit inaccessible lorsque la porte est fermée et la contreplaque munie d'un ergot est situé sur le battant de la porte. L'ergot a une forme présentant une cavité en longueur permettant aux billes de se loger partiellement dans cette dernière bloquant ainsi le mouvement de l'ergot, la porte étant alors bloquée en position fermée. Lorsque le solénoïde n'est pas alimenté, la partie mobile est en position basse assistée par la force de gravitation, les billes sont libres de se mouvoir de sorte qu'elles ne bloquent pas l'ergot et que la porte est susceptible d'être ouverte librement. Plusieurs états de positions sont possibles : • Porte ouverte : Capteur de présence ne détectant pas l'ergot, le mécanisme de la ventouse n'est pas alimenté et les billes sont libres de se mouvoir de sorte que l'ergot peut rentrer librement dans la cuvette du corps de la ventouse. • Porte presque fermée : Le capteur de présence détecte la présence de l'ergot et déclenche le dispositif électronique pour créer un léger retard dans l'alimentation du solénoïde typiquement de 0.5 secondes (temps pouvant être modifié si besoin) pour éviter que les billes ne se bloquent avant que l'ergot ne soit enfoncé complètement (position porte fermée). Le courant alimentant le solénoïde est à son maximum (typiquement 3 Ampères sous 12 Volts continus) pour créer une force de translation de la partie mobile qui empêche les billes de se mouvoir. La force de translation est typiquement de 5 Newton. 2 • Porte fermée : L'ergot est enfoncé complètement dans la ventouse. Le solénoïde est alimenté par une tension ayant baissé pour permettre uniquement une force de maintient. La force de maintient est typiquement de 1,5 Newton. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : 10 • La figure 1 représente la position de la ventouse sur la porte. Le corps de la ventouse 1 est fixé sur le chambranle de la porte (partie fixe entourant la porte pouvant être parfois constitué de profilé en acier ou aluminium) et l'ergot 4, est fixé sur la porte. 15 • La figure 2 est une vue de trois quart du corps de la ventouse conformément à l'invention. Le corps de la ventouse est généralement fixé au chambranle de la porte. Les billes 2 sont situés sur les parois latérales de la cuvette de chaque coté (par exemple 3 de chaque coté). Des trous 2a sont ménagés dans la paroi extérieure pour le passage des billes vers la cuvette intérieure 11 lors du montage 20 de la ventouse. • La figure 3 est une vue de trois quarts de l'ergot remplaçant la contreplaque d'une ventouse classique. L'ergot est généralement fixé sur la porte en vis-à-vis du corps de la ventouse de sorte qu'il puisse pénétrer dans la cavité du corps de la ventouse lorsque la porte est fermée. On visualise la partie 4 dans laquelle les 25 billes peuvent partiellement se loger pour effectuer le blocage de l'ergot. L'ergot est fixé par soudure ou autre moyen sur la plaque 3. • La figure 4 permet de visualiser les pièces actionnant le blocage des billes. La partie 5 représente la pièce mobile qui sert au blocage des billes (2) par action de tirage vers le haut effectuée par le solénoïde (6) par l'intermédiaire du noyau 30 plongeur (6a). Le ressort de rappel (7) permet à la pièce mobile de revenir en position basse. La carte électronique (8) permet de suspendre l'alimentation du solénoïde (6) pendant une demi-seconde environ après que le capteur de position de l'ergot (9) ait détecté la présence de ce dernier. L'alimentation électrique (12) est alors convoyée par la connexion électrique (10) au solénoïde (6). 35 • La figure 5 est une vue de dessous du corps de la ventouse pour visualiser la partie mobile (5) et la partie (11) qui représente la cuvette vue de dessous dont les parois latérales permettent la sortie partielle des billes servant à bloquer l'ergot. • La figure 6 représente les billes (2), la cuvette (11) et les cavités (13) • La figure 7 représente en détail la vue d'une bille 2 avec la cavité 13 située dans 40 la partie 5 et la cuvette 11 qui loge la bille dans sa paroi de sorte que la bille soit libre de se mouvoir horizontalement pour libérer le passage à l'ergot. • La figure 7a représente la partie mobile 5 remontée par attraction par le solénoïde lorsque ce dernier est alimenté. La bille est alors bloquée et ne peut laisser le passage à l'ergot. La porte est alors bloquée en position fermée. 45 • La figure 8 montre les parois de la cuvette 11 et les billes 2. 3 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 représente la position de la ventouse sur la porte. Le corps de la ventouse 1 est fixé sur le chambranle de la porte et l'ergot 4, est fixé sur la porte. Il est important de fixer le corps de la ventouse en positionnant le solénoïde en position haute pour que la force de gravité s'exerce sur la partie mobile 5 vers le bas qui correspond à la position privilégié « porte ouverte ». La ventouse à billes est composée de deux parties. L'une que nous appelons le corps de la ventouse 1 représenté en figure 2 est encastré sur la partie fixe de la porte, dans le chambranle ou dans un profilé métallique. Une cavité 11 au centre du corps de la ventouse contient les billes 2 dans les murs de ses parois latérales. Chaque bille est logée dans cette paroi. Les billes sont par exemple au nombre de 6, c'est-à-dire 3 de chaque coté pour enserrer l'ergot lorsque la porte est fermé. Le nombre de bille n'est pas restrictif : le dispositif pourrait fonctionner avec une seule bille mais sa puissance de rétention de l'ergot serait diminuée. Les billes 2 ont pour fonction de vernir bloquer l'ergot représenté en figure 3, ce dernier étant composé d'une pièce en métal ayant de chaque coté en sa longueur, une cavité 4 dans lesquelles les bille 2 peuvent partiellement se loger dans le cas ou la porte est fermée. Cet ergot se trouve fixé sur la porte elle-même de telle sorte qu'il vienne en vis-à-vis du corps de la ventouse lors de la fermeture de la porte, pénétrant ainsi dans le corps de la ventouse (figure 1). Les billes 2 ont une liberté de mouvement perpendiculaire à l'axe de la ventouse. Les figures 4 et 6 permettent de voir le positionnement des billes et leur liberté de mouvement dans la cavité 13 de la paroi de la cuvette 11 (figure 6) qui permet aux billes de libérer l'ergot 4 lors de la commande de l'ouverture de la porte. La figure 7 représente en détail la vue d'une bille 2 avec la cavité 13 située dans la partie 5 et la cuvette I 1 qui loge la bille dans sa paroi. La bille peut ainsi se mouvoir dans la partie 13 pour libérer l'ergot. Le principe retenu pour le blocage des billes est basé sur la présence de courant électrique aux bornes du solénoïde 6. De ce fait, lorsque le solénoïde est alimenté par un courant électrique typiquement de 12 Volts continus, issue d'une alimentation électrique du marché non représentée, la pièce mobile 5 est tirée longitudinalement vers le haut par le noyau plongeur 6a du solénoïde lorsqu'il est alimenté par le courant ce qui a pour conséquence le blocage des billes 2. Lorsque le courant électrique disparait, le noyau plongeur 6a (figure 4) du solénoïde ressort vers le bas, aidé par le ressort 7, ayant pour effet le rappel de la pièce 5 en position basse. Les billes ont à nouveau la possibilité de se loger partiellement dans les cavités 13 pour libérer l'ergot 4. 4 Le corps de la ventouse doit être de préférence fixé avec le solénoïde en position haute pour que la pièce mobile 5 soit attirée vers le bas permettant la mobilité des billes 2 dans les cavités 13. L'avantage de ce mode de fixation est que les portes seront ouvertes par défaut en cas d'absence de courant électrique pour favoriser leur ouverture en cas de d'urgence (communément appelé, mode de sécurité positive). La commande de l'alimentation est réalisée au moyen d'une unité électronique de commande non représentée qui réagit à un signal codé en provenance de l'extérieur de la porte (lecteur de badge, bouton poussoir de sortie ou interphone). De ce fait, l'invention peut être associée à tous les systèmes de commande du marché. Une carte électronique 8 représentée sur la figure 4 est alimentée par l'alimentation électrique 12 et reçoit l'information du capteur de présence 9 qui lui indique que l'ergot 4 est positionné dans la cuvette 11. Cette information est ensuite traitée par la carte électronique pour alimenter le solénoïde via le circuit électrique 10 avec un délai d'environ 0,5 secondes après la détection de l'ergot 4. Le deuxième traitement effectué par la carte électronique consiste à alimenter pendant une seconde environ le solénoïde après le délai d'environ 0,5 secondes avec la puissance normale d'alimentation, permettant le mouvement longitudinal vers le haut de la pièce 5, puis ensuite, de baisser la puissance par diminution de la tension d'alimentation par exemple à 5 Volts au lieu de 12 Volts initialement. Cette puissance plus faible permet le maintient en position haute de la pièce 5 tout en évitant à l'ensemble de consommer inutilement du courant électrique lors du maintient de la pièce 5 en position de blocage des billes (figure 7a). Le but de ce traitement électronique est donc triple : • relier l'information du capteur, • créer un délai de sécurité avant le blocage des billes pour éviter le risque d'un blocage prématuré avant que la pièce 4 ne soit au fond de la cuvette et donc la fermeture incomplète de la porte, • diminuer la consommation du dispositif. Des tolérances mécaniques sont prises en compte dans les trois dimensions : l'ergot 4 peut pénétrer plus que nécessaire dans la cuvette pour une tolérance en profondeur, la plaque 3 est fixée par vis à travers deux orifices oblongs 3a (figure 3) pour la tolérance en largeur et pour la tolérance en hauteur, l'ergot 4 est moins long que la longueur de la cuvette d'environ deux centimètres. 5 REVENDICATIONS1. Ventouse électromagnétique à billes (2) comportant un mécanisme de blocage fixé sur le chambranle de la porte (1) de sorte qu'un ergot (4) fixé sur la porte soit bloqué par une ou plusieurs billes mobiles à l'intérieur de la cuvette (11) de la ventouse électromagnétique à billes. 2. Ventouse électromagnétique à billes selon la revendication 1, caractérisée en ce que le blocage des billes (2) soit effectué par la translation d'une pièce mobile de blocage (5) des billes tirée par le noyau d'un solénoïde (6, 6a) lors de la présence de courant électrique alimenté par le circuit d'alimentation (12, 10). 3. Ventouse électromagnétique à billes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la mise en translation de la pièce mobile de blocage des billes (5) soit retardé par une électronique (8) afin d'éviter un blocage prématurée avant la fermeture complète de la porte. 4. Ventouse électromagnétique à billes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la consommation électrique de la ventouse soit diminuée par la carte électronique (8) après le mouvement de blocage des billes (2) pour assurer une tension électrique minimum pour le maintient de la pièce mobile de blocage (5) à l'aide du solénoïde (6).