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EP1518989B1 - Ferme-porte encastrable - Google Patents

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Info

Publication number
EP1518989B1
EP1518989B1 EP04104658A EP04104658A EP1518989B1 EP 1518989 B1 EP1518989 B1 EP 1518989B1 EP 04104658 A EP04104658 A EP 04104658A EP 04104658 A EP04104658 A EP 04104658A EP 1518989 B1 EP1518989 B1 EP 1518989B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
door
door closer
piston
housing
belleville washers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04104658A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1518989A1 (fr
Inventor
Xavier Grillot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain SEVA SA
Original Assignee
Saint Gobain SEVA SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain SEVA SA filed Critical Saint Gobain SEVA SA
Publication of EP1518989A1 publication Critical patent/EP1518989A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1518989B1 publication Critical patent/EP1518989B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F3/00—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices
    • E05F3/04—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices with liquid piston brakes
    • E05F3/10—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices with liquid piston brakes with a spring, other than a torsion spring, and a piston, the axes of which are the same or lie in the same direction
    • E05F3/104—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices with liquid piston brakes with a spring, other than a torsion spring, and a piston, the axes of which are the same or lie in the same direction with cam-and-slide transmission between driving shaft and piston within the closer housing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F3/00—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices
    • E05F3/22—Additional arrangements for closers, e.g. for holding the wing in opened or other position
    • E05F3/227—Additional arrangements for closers, e.g. for holding the wing in opened or other position mounted at the top of wings, e.g. details related to closer housings, covers, end caps or rails therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the present invention relates to a door closers with hydraulic damping, of the type comprising a housing that can be positioned in the opening or the frame of a door and causing the return of the door to a closed position, as well as the manufacturing process of this door farm.
  • It relates more particularly to a closer in the housing of which is mounted at least one drive shaft movable in rotation along an axis oriented in a first direction and projecting outside said housing, and two rollers also movable each. rotation along an axis oriented in said first direction, said rollers each cooperating on the one hand with said shaft and on the other hand respectively with a piston movable in translation along an axis oriented in a second direction substantially perpendicular to the first direction, a first piston being subjected to the action of return means and a second piston separating two hydraulic chambers connected by a conduit system (s).
  • a conduit system s
  • the present invention intends to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a compact door closer and narrow enough to be concealed in the opening or the frame, without the need to provide a lever arm.
  • the present invention intends to allow a forced closure in both directions of closure at an angle of up to + 180 °, -180 ° or ⁇ 180 ° with respect to the closed position.
  • the present invention thus relates in its broadest sense to a door closer according to claim 1.
  • said return means comprise a plurality of identical or different Belleville washers mounted substantially coaxially in said second direction, c ' that is to say, the direction of the axis of the piston movable in translation.
  • return means means that are intended to exert the force that will recall, that is to say, bring the door in its closed position.
  • the plurality of washers form a single unit: they are all coaxial and positioned so that their axis is perpendicular to the axis of the drive shaft.
  • said Belleville washers are mounted on a central guide tube.
  • At least a portion of said adjacent Belleville washers are mounted upside down, that is with the inside diameter of a washer oriented in the opposite direction to the inside diameter of at least one adjacent washer and / or at least a portion of said adjacent Belleville washers are mounted substantially parallel, that is to say with the inner diameter of a washer oriented in the same direction relative to the inner diameter of at least one adjacent washer.
  • Said Belleville washers preferably have an identical inner diameter and / or an identical outside diameter.
  • Said biasing means preferably cause the door to return to a closed position regardless of the direction of opening.
  • the present invention also relates to a door in the opening or the frame of which is positioned a hydraulic damping door closer according to the invention, said door closer being of the type comprising a housing in which is mounted at least one shaft mobile rotating drive protruding outside said housing, said drive shaft being connected by this protruding portion respectively to said frame or said opening of the door.
  • said housing is hidden inside said opening or said frame.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing a hydraulic damping door closer, of the type comprising a housing in which is mounted at least one drive shaft movable in rotation along an axis oriented in a first direction and making projecting outside said casing, as well as two rollers also movable each in rotation along an axis oriented in said first direction, said rollers each cooperating on the one hand with said shaft and on the other hand respectively with a piston movable in translation according to an axis oriented in a second direction substantially perpendicular to the first direction, a first piston being subjected to the action of return means and a second piston separating two hydraulic chambers connected by a conduit system (s), according to which said return means by selecting a plurality of identical or different Belleville washers and mounting coaxially said Belleville washers in said second direction, said selection and said assembly being operated according to the desired force which is exerted by said biasing means on said first piston.
  • the adjacent Belleville washers are preferably mounted upside down or parallel to each other.
  • the selection and assembly of said Belleville washers is preferably operated according to at least the strength of the desired door closer.
  • said Belleville washers are mounted prestressed inside said housing.
  • the present invention also relates to a use of return means comprising a plurality of identical or different Belleville washers for a hydraulic damping door closer.
  • the door closer according to the invention is embeddable in a profile wood, aluminum, steel or other, either in the lintel above the door, or in the upper cross opening of the door , either in the bottom rail (skirting board) of the door.
  • the door closer according to the invention can not be arranged in a floor pivot, that is to say with the housing integrated in the ground because it does not have a width sufficient to achieve adequate support.
  • the door closer does not have a lever arm or a sliding arm that extends beyond either the door or the lintel.
  • the door closer according to the invention is designed to be installed either at the time of installation of the door which it causes the closure, or to be installed after the installation of the door to allow the closure of a door. door that did not previously have a door closer or that had a failing door closer.
  • the force of the door closer can be adjusted from 3 to 5 or even from 2 to 5 (according to EN1154) by means of a setting screw on which it is possible to act, for example with a six-sided key.
  • the closing speed can be set in two ranges: from 0 to 25 ° for the end position; from 0 ° to 180 ° over the entire closing range.
  • the figure 1 is a perspective view of a first embodiment of the hydraulic damping door closer according to the invention.
  • This door closer (1) comprises a housing consisting of a casing (2) substantially parallelepipedic and a cylindrical tube (3) having an axis, the casing and the cylindrical tube being arranged in such a way that the cylindrical tube enters the casing by a face of the latter, the axis of the cylindrical tube being positioned substantially perpendicular to said face of the casing.
  • a rotatable drive shaft (4) is mounted in the housing of the door closer (1) and more precisely in the housing (2) protruding outside said housing, so that the the shaft is oriented in a first direction A.
  • the axis of the cylindrical tube (3) is oriented in a second direction A 'which is perpendicular and secant to the first direction A.
  • the casing (2) also comprises two tubular rollers (5, 6) each movable in rotation along an axis oriented parallel to said first direction A.
  • Said rollers (5, 6) each cooperate on the one hand with said shaft (4) and on the other hand respectively with a piston (7, 8) movable in translation along an axis oriented along the second direction A '.
  • a first piston (7) is subjected to the action of return means and a second piston (8) separates two hydraulic chambers (9, 9 ') connected by a conduit system (18).
  • the case has an overall length of about 35 cm; the housing (2) has a width of about 3.5 cm and a height about 4.2 cm and the cylindrical tube (3) has an outside diameter of about 3.5 cm.
  • said return means comprise a plurality of identical or different Belleville washers (10) mounted substantially coaxially along said second direction A '.
  • said Belleville washers (10) are mounted on a central guide tube (11) whose axis coincides with the axis of the cylindrical tube (3).
  • 100 identical steel washers each having an outside diameter equal to 32 mm and an internal diameter equal to 16 mm, have been arranged for a height of 2 mm, all in simple opposition, that is to say with the concavities of the adjacent washers in opposition.
  • This arrangement has made it possible to obtain a piston stroke (7) of the order of 10 cm.
  • the durability of the return means is increased because the tests conducted have shown that return means composed of Belleville washers can reach one million cycles without significant loss of characteristics, while a helical spring of equivalent size does not exceed 500 thousand cycles without significant loss of characteristics.
  • a Belleville washer also called “spring washer” is, in known manner an annular washer, generally made of metal or metal alloy, having an inner diameter and an outer diameter, the inner diameter being less than the outside diameter, the annular shape being not flat but conical. A Belleville washer thus extends over a height greater than the thickness of the material constituting the ring.
  • a Belleville washer depends on the compressive force to which it is subjected. This compression is usually oriented parallel to the axis of the annular shape. Generally, a Belleville washer is made of an elastic material and it resumes its original height when it is no longer subjected to a compressive force.
  • the washers that were chosen all had the same inside diameter and the same outside diameter, the same thickness and the same height at rest.
  • washers that all have the same inside diameter but some have a different outside diameter, and possibly a different thickness and / or height.
  • rollers (5, 6) are each respectively mounted on a cylindrical pin (13, 14), via the roller (5) of needles (12) mounted between the latter and the cylindrical pin (13). ).
  • the outer diameter of the rollers (5, 6) is constant over their entire length, but the shaft (4) has a cam constituted by an increase in its outer radius of curvature substantially over the entire height of the cam profile in contact with the rollers (5, 6).
  • the latter is preferably mounted at an upper end on a tubular needle bushing (24) and at a lower end on a bearing (20), for example a bearing ball.
  • the distal end of the housing that is to say the end farthest from the shaft (4), is provided with a thread on the inner face of the cylindrical tube (3).
  • This thread is intended to allow to screw a distal plug (21) having on its outer surface a complementary thread.
  • a hardened steel washer (22) is positioned at each end of the return means to prevent premature wear of the contact surface on the one hand of the distal plug (21) and on the other hand of the piston (7).
  • the piston (7) is provided at its periphery with an O-ring (23) in contact with the inner face of the housing (2), to prevent the oil in the chamber (9) from propagating in the cylindrical tube (3).
  • the piston (7) is thus in contact at a first end with respect to the direction A 'with a washer (22) and at the other end with the roller (5).
  • An O-ring (19) is also positioned around the shaft (4), at the top cap (25) which holds the inner part of the shaft (4) in the housing (2).
  • the proximal end of the housing that is to say the end closest to the shaft (4), is also provided with a thread on the inner face of the housing (2). This thread is intended to allow to screw a proximal plug (26) having on its outer surface a complementary thread.
  • the piston (8) is also provided at its periphery with an O-ring (27) positioned in the inner face of the casing (2), to prevent the oil in the chamber (9, 9 ') from propagating respectively in the other chamber (9 ', 9) without passing through the ducts (18) formed in the wall of the housing (2).
  • the piston (8) is thus in contact at a first end with respect to the direction A 'with the roller (6) and at the other end with the chamber (9').
  • a spring (16) is positioned in this chamber (9 '), substantially coaxial with the direction A', between the face of the piston (8) and the face of the adjacent proximal plug (26).
  • a safety valve (17) is also positioned between the two opposite faces of the piston (8) with respect to the direction A 'to allow passage of the oil from the chamber (9') to the chamber (9) in case of overpressure.
  • a nonreturn valve (15) is also positioned between the two opposite faces of the piston (8) with respect to the direction D, visible on the figure 6 .
  • the two ducts (18), visible Figures 4 and 5 are each provided with a needle (28) for regulating the flow of oil and therefore the speed of return of the door in its closed position (0 °) and each have at their end opening on the outer face of the housing (2) a locking ball (29).
  • a filling plug (30) is used to fill the oil door closer through the housing wall (2).
  • the second variant, illustrated figure 7 to 9 differs from the first essentially by the positioning of the non-return valve (15), the number of springs (16) and the absence of a filling plug (30), as can be seen by comparing the figures.
  • the door closer (1) allows the opening of the door in both directions of opening, from 0 ° to 180 ° and causes its automatic closing. However, it is obvious that it can also be used for a door that opens only in one direction and at a smaller angle, for example 90 °.
  • the force of the door closer can be adjusted from 3 to 5 (according to EN1154) by means of a set screw on which it is possible to operate, for example with a hexagonal key.
  • the closing speed can be set in two ranges: from 0 to 25 ° for the end position; from 0 ° to 180 ° over the entire closing range.
  • Step one Opening the door
  • the door is taken directly on the axis of the door closer.
  • the opening of the door drives the shaft (4) in rotation. This rotation causes the translation of two pistons (7, 8), via the two rollers (5, 6).
  • the piston (7) moving comes to compress the damping means consist of washers (10) of the type "Belleville" assembled heads spades.
  • the stack of washers is preloaded before mounting the device.
  • the return means relax and exert on the piston (7) a force similar to that of the opening, but in the opposite direction.
  • This force exerted on the roller (5) induces a torque on the shaft (4) via the cam profile and this torque causes the closing of the door.
  • the triggering pressure of the valve is obtained by design: no calibration necessary, the stiffness of the spring of the valve, its length in load and the surface of passage of the oil define this pressure.
  • the choice of closing means is simplified as a function of the desired torque. Indeed, knowing the compressive strength values of each washer, it is possible to realize the return means by selecting a plurality of identical or different Belleville washers (10) and substantially coaxially mounting said Belleville washers (10) in said second direction A ', said selection and said mounting being operated according to the desired force exerted by said means recall on said first piston (7), integrating, for example the weight of the door or an average weight.

Landscapes

  • Closing And Opening Devices For Wings, And Checks For Wings (AREA)
  • Wing Frames And Configurations (AREA)
  • Specific Sealing Or Ventilating Devices For Doors And Windows (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Tea And Coffee (AREA)
  • Dairy Products (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte à un ferme-porte à amortissement hydraulique, du type comprenant un boîtier pouvant être positionné dans l'ouvrant ou le dormant d'une porte et provoquant le retour de la porte vers une position de fermeture, ainsi qu'au procédé de fabrication de ce ferme porte.
  • Elle concerne plus particulièrement un ferme-porte dans le boîtier duquel est monté au moins un arbre d'entraînement mobile en rotation selon un axe orienté selon une première direction et faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ainsi que deux galets également mobiles chacun en rotation selon un axe orienté selon ladite première direction, lesdits galets coopérant chacun d'une part avec ledit arbre et d'autre part respectivement avec un piston mobile en translation selon un axe orienté selon une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, un premier piston étant soumis à l'action de moyens de rappel et un deuxième piston séparant deux chambres hydrauliques reliées par un système de conduit(s).
  • L'art antérieur connaît à ce titre la demande de brevet européen N° EP 146 693 qui porte sur un ferme-porte dont le boîtier est fixé contre la porte, dans sa partie supérieure et dont l'arbre d'entraînement est relié à un bras d'actionnement pivotant, l'extrémité distale de ce bras coulissant dans un moyen de guidage fixé contre le dormant.
  • L'art antérieur connaît par ailleurs la demande de brevet britannique N° GB 1 128 751 qui porte sur un ferme-porte dont le boîtier est positionné dans un renfoncement, dans le linteau au-dessus de la porte et dont les moyens de rappel sont constitués d'au moins deux ensembles (empilements) de rondelles Belleville positionnés côte à côte, afin de permettre de réaliser une force de rappel présentant différentes valeurs à différents états d'ouverture de la porte, comme expliqué dans ce document.
  • Il apparaît ainsi que jusqu'à maintenant, il était difficile de disposer la totalité du ferme-porte à l'intérieur de l'ouvrant ou du dormant de la porte, soit en raison de la présence d'un bras de levier ou d'un bras coulissant à l'extérieur du boîtier, soit en raison de la largeur des moyens de rappel utilisés.
  • La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un ferme-porte compact et suffisamment étroit pour pouvoir être dissimulé dans l'ouvrant ou le dormant, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un bras de levier.
  • Ainsi, le ferme-porte dans sa totalité est inaccessible aux actes de malveillance ou de vandalisme.
  • En outre, la présente invention entend permettre une fermeture forcée selon les deux sens de fermeture selon un angle pouvant aller jusqu'à +180°, -180° ou ±180° par rapport à la position fermée.
  • La présente invention se rapporte ainsi dans son acception la plus large à un ferme-porte selon la revendication 1. Dans ce ferme-porte lesdits moyens de rappel comprennent une pluralité de rondelles Belleville identiques ou différentes montées sensiblement coaxialement selon ladite deuxième direction, c'est-à-dire, la direction de l'axe du piston mobile en translation.
  • Par « moyens de rappel", on entend des moyens qui sont destinés à exercer la force qui va rappeler, c'est-à-dire ramener, la porte dans sa position de fermeture.
  • La pluralité de rondelles forme un ensemble unique : elles sont toutes coaxiales et positionnées de manière à ce que leur axe soit perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraînement.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, lesdites rondelles Belleville sont montées sur un tube de guidage central.
  • Au moins une partie desdites rondelles Belleville adjacentes sont montées tête-bêche, c'est-à-dire avec le diamètre intérieur d'une rondelle orienté dans le sens opposé par rapport au diamètre intérieur d'au moins une rondelle adjacente et/ou au moins une partie desdites rondelles Belleville adjacentes sont montées sensiblement parallèles, c'est-à-dire avec le diamètre intérieur d'une rondelle orienté dans le même sens par rapport au diamètre intérieur d'au moins une rondelle adjacente.
  • Lesdites rondelles Belleville présentent, de préférence, un diamètre intérieur identique et/ou un diamètre extérieur identique.
  • Lesdits moyens de rappel provoquent, de préférence, le retour de la porte vers une position de fermeture quel que soit le sens d'ouverture préalable.
  • La présente invention se rapporte également à une porte dans l'ouvrant ou le dormant de laquelle est positionné un ferme-porte à amortissement hydraulique selon l'invention, ledit ferme-porte étant du type comprenant un boîtier dans lequel est monté au moins un arbre d'entraînement mobile en rotation faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ledit arbre d'entraînement étant relié par cette partie faisant saillie respectivement audit dormant ou audit ouvrant de la porte.
  • Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit boîtier est caché à l'intérieur dudit ouvrant ou dudit dormant.
  • La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un ferme-porte à amortissement hydraulique, du type comprenant un boîtier dans lequel est monté au moins un arbre d'entraînement mobile en rotation selon un axe orienté selon une première direction et faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ainsi que deux galets également mobiles chacun en rotation selon un axe orienté selon ladite première direction, lesdits galets coopérant chacun d'une part avec ledit arbre et d'autre part respectivement avec un piston mobile en translation selon un axe orienté selon une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, un premier piston étant soumis à l'action de moyens de rappel et un deuxième piston séparant deux chambres hydrauliques reliées par un système de conduit(s), selon lequel on réalise lesdits moyens de rappel en sélectionnant une pluralité de rondelles Belleville identiques ou différentes et en montant sensiblement coaxialement lesdites rondelles Belleville selon ladite deuxième direction, ladite sélection et ledit montage étant opérés en fonction de la force souhaitée qui est exercée par lesdits moyens de rappel sur ledit premier piston.
  • Les rondelles Belleville adjacentes sont, de préférence, montées tête-bêche ou parallèles les unes par rapport aux autres.
  • La sélection et le montage desdites rondelles Belleville est, de préférence, opéré en fonction au moins de la force du ferme-porte désirée.
  • Selon une variante de l'invention, lesdites rondelles Belleville sont montées précontraintes à l'intérieur dudit boîtier.
  • Pour la mise en oeuvre du procédé, il peut en outre être nécessaire de définir un profil de came particulier pour l'arbre d'entraînement.
  • La présente invention se rapporte également à une utilisation de moyens de rappel comprenant une pluralité de rondelles Belleville identiques ou différentes pour un ferme-porte à amortissement hydraulique.
  • Ainsi, le ferme-porte selon l'invention, à force réglable, est encastrable dans un profil bois, aluminium, acier ou autre, soit dans le linteau au-dessus de la porte, soit dans la traverse haute d'ouvrant de la porte, soit dans la traverse basse (plinthe) de la porte.
  • Le ferme-porte selon l'invention ne peut pas être disposé en pivot de sol, c'est-à-dire avec le boîtier intégré dans le sol car il ne présente pas une largeur suffisante pour réaliser un maintien adéquat.
  • De plus, une fois installé, il est complètement invisible pour éviter tout acte de vandalisme. La force de rappel de la porte dans sa position de fermeture étant directement transmise par l'arbre principal, le ferme-porte ne comporte pas de bras de levier ou de bras coulissant qui dépasse soit de la porte soit du linteau.
  • Le ferme-porte selon l'invention est conçu pour pouvoir être installé soit au moment de l'installation de la porte dont il engendre la fermeture, soit pour pouvoir être installé après l'installation de la porte afin de permettre la fermeture d'une porte qui ne comportait pas auparavant de ferme-porte ou qui comportait un ferme-porte défaillant.
  • Il présente une très grande résistante à l'usage et est moins onéreux à fabriquer que les ferme-porte de l'art antérieur. Il est en outre plus facile à fabriquer et surtout plus facile à adapter en fonction de la force de fermeture souhaitée.
  • La force du ferme-porte est réglable de 3 à 5, voire de 2 à 5, (au sens de la norme EN1154) par l'intermédiaire d'une vis de réglage sur laquelle il est possible d'agir, par exemple avec une clef six pans.
  • La vitesse de fermeture est réglable sur deux plages : de 0 à 25° pour la fin de course ; de 0° à 180° sur toute la plage de fermeture.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation faite ci-après à titre nullement limitatif en référence aux figures annexées :
    • La figure 1 illustre une vue générale en perspective d'une première variante de réalisation du ferme-porte selon l'invention ;
    • La figure 2 illustre une vue générale en coupe longitudinale axiale de la variante de la figure 1 ;
    • La figure 3 illustre une vue générale de dessus de la variante de la figure 1 ;
    • La figure 4 illustre une vue partielle en coupe longitudinale selon BB de la figure 3 ;
    • La figure 5 illustre une vue partielle en coupe longitudinale selon CC de la figure 3 ;
    • La figure 6 illustre une vue partielle en coupe longitudinale selon DD de la figure 3 ;
    • La figure 7 illustre une vue générale en coupe longitudinale axiale d'une seconde variante de réalisation de l'appareil dans une position de fermeture de la porte (0°);
    • La figure 8 illustre une vue générale en coupe transversale axiale de la variante de la figure 7 dans une position de fermeture de la porte (0)° ; et
    • La figure 9 illustre une vue générale en coupe transversale axiale de la variante de la figure 7 dans une position d'ouverture de la porte à 90°.
  • Il est précisé que les proportions entre les divers éléments représentés ne sont pas rigoureusement respectées dans ces figures afin d'en faciliter la lecture.
  • La figure 1 représente une vue en perspective d'une première variante de réalisation du ferme-porte à amortissement hydraulique selon l'invention.
  • Ce ferme-porte (1) comprend un boîtier constitué d'un carter (2) sensiblement parallélépipédique et d'un tube cylindrique (3) présentant un axe, le carter et le tube cylindrique étant disposés de telle manière que le tube cylindrique rentre dans le carter par une face de ce dernier, l'axe du tube cylindrique étant positionnée sensiblement perpendiculairement à ladite face du carter.
  • Un arbre d'entraînement (4) mobile en rotation est monté dans le boîtier du ferme-porte (1) et plus précisément dans le carter (2) en faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, de telle manière que l'axe de l'arbre est orienté selon une première direction A.
  • L'axe du tube cylindrique (3) est orienté selon une deuxième direction A' qui est perpendiculaire et sécante à la première direction A.
  • Comme on peut le voir sur la figure 2, le carter (2) comporte également deux galets (5, 6) tubulaires mobiles chacun en rotation selon un axe orienté parallèlement à ladite première direction A.
  • Lesdits galets (5, 6) coopèrent chacun d'une part avec ledit arbre (4) et d'autre part respectivement avec un piston (7, 8) mobile en translation selon un axe orienté selon la deuxième direction A'. Un premier piston (7) est soumis à l'action de moyens de rappel et un deuxième piston (8) sépare deux chambres hydrauliques (9, 9') reliées par un système de conduits (18).
  • Dans l'exemple illustré sur les figures 1 à 6, le boîtier présente une longueur hors tout d'environ 35 cm ; le carter (2) présente une largeur d'environ 3,5 cm et une hauteur d'environ 4,2 cm et le tube cylindrique (3) présente un diamètre extérieur d'environ 3,5 cm.
  • Selon l'invention, lesdits moyens de rappel comprennent une pluralité de rondelles Belleville (10) identiques ou différentes montées sensiblement coaxialement selon ladite deuxième direction A'.
  • Pour faciliter le positionnement des rondelles de manière à ce qu'elles soient exactement parallaxes les unes avec les autres et avec l'axe du tube cylindrique (3), lesdites rondelles Belleville (10) sont montées sur un tube de guidage central (11) dont l'axe est confondu avec l'axe du tube cylindrique (3).
  • Dans un exemple de réalisation on a disposé 100 rondelles identiques en acier, chacune de diamètre extérieur égal à 32 mm, de diamètre intérieur égal à 16 mm, pour une hauteur de 2 mm, toutes en opposition simple, c'est-à-dire avec les concavités des rondelles adjacentes en opposition.
  • Cette disposition a permis d'obtenir une course du piston (7) de l'ordre de 10 cm.
  • En utilisant ces rondelles Belleville pour la restitution du couple de fermeture sur la porte, on obtient, à dimensions de boîtier équivalentes, un couple plus grand qu'avec un (ou plusieurs) ressort(s) hélicoïdal(aux) et il n'est plus nécessaire d'utiliser un bras de levier ou un bras coulissant. En effet, avec un ferme-porte tel que celui illustré sur les figures 1 à 6, présentant les dimensions exposées ci-dessus, le moment de fermeture délivré est de l'ordre de 50 Nm, alors qu'avec un ferme-porte présentant des dimensions équivalentes mais muni d'un ressort hélicoïdal de compression, le moment de fermeture délivré est environ deux fois moins élevé, soit de l'ordre de 25 Nm.
  • En outre, la longévité des moyens de rappel est augmentée car les tests menés ont montré que des moyens de rappel composés de rondelles Belleville peuvent atteindre le million de cycles sans perte notable de caractéristiques, alors qu'un ressort hélicoïdal de dimension équivalente ne dépasse pas 500 mille cycles sans perte notable de caractéristiques.
  • Un autre intérêt de l'usage des rondelles Belleville réside dans le fait que l'on évite ainsi tout effet de rotation des moyens de rappel sur eux-même, tel qu'il se produisait auparavant avec les ressorts. Cette rotation du ressort entraînait souvent une rotation du piston associé et par conséquent une perte d'efficacité.
  • Une rondelle Belleville, encore appelée « rondelle ressort » est, d'une manière connue une rondelle de forme annulaire, généralement en métal ou en alliage métallique, présentant un diamètre intérieur et un diamètre extérieur, le diamètre intérieur étant inférieur au diamètre extérieur, la forme annulaire n'étant pas plate mais conique. Une rondelle Belleville s'étend ainsi sur une hauteur supérieure à l'épaisseur de la matière constituant l'anneau.
  • La hauteur d'une rondelle Belleville dépend de la force de compression à laquelle elle est soumise. Cette compression est habituellement orientée parallèlement à l'axe de la forme annulaire. Généralement, une rondelle Belleville est fabriquée dans un matériau élastique et elle reprend sa hauteur initiale lorsqu'elle n'est plus soumise à une force de compression.
  • Ainsi, il est possible de monter toutes les rondelles Belleville (10) adjacentes en opposition simple ou tête-bêche, comme illustré sur la figure 2, c'est-à-dire de telle manière que le diamètre intérieur d'une rondelle est orienté dans le sens opposé par rapport au diamètre intérieur de chaque rondelle adjacente.
  • Toutefois, il est également possible de monter toutes les rondelles Belleville (10) adjacentes parallèles, c'est-à-dire avec le diamètre intérieur d'une rondelle orienté dans le même sens par rapport au diamètre intérieur d'au moins une rondelle adjacente.
  • Il est également possible de monter dans un tube cylindrique (3), des rondelles Belleville (10) adjacentes tête-bêche et des rondelles Belleville (10) adjacentes parallèles.
  • Pour faciliter le montage, les rondelles qui ont été choisies avaient toutes le même diamètre intérieur et le même diamètre extérieur, la même épaisseur et la même hauteur au repos.
  • Toutefois, il est possible de choisir des rondelles qui ont toutes le même diamètre intérieur mais dont certaines ont un diamètre extérieur différent, ainsi qu'éventuellement une épaisseur et/ou une hauteur différente.
  • Toutes les configurations associant les différentes caractéristiques d'agencement des rondelles Belleville ci-dessus semblent possibles.
  • Comme on peut le voir sur la figure 2, les galets (5, 6) sont montés respectivement chacun sur une goupille cylindrique (13, 14), par l'intermédiaire, pour le galet (5) d'aiguilles (12) montées entre celui-ci et la goupille cylindrique (13).
  • Le diamètre extérieur des galets (5, 6) est constant sur toute leur longueur, mais l'arbre (4) présente une came constituée par une augmentation de son rayon de courbure extérieur sensiblement sur toute la hauteur du profil de came en contact avec les galets (5, 6).
  • Pour faciliter la rotation de l'arbre (4) sur son axe, ce dernier est de préférence monté à une extrémité supérieure sur une douille à aiguille tubulaire (24) et à une extrémité inférieure sur un roulement (20), par exemple un roulement à billes.
  • L'extrémité distale du boîtier, c'est-à-dire l'extrémité la plus éloignée de l'arbre (4), est munie d'un filetage sur la face intérieure du tube cylindrique (3). Ce filetage est destiné à permettre de visser un bouchon distal (21) présentant sur sa surface extérieure un filetage complémentaire. Une rondelle (22) en acier trempée est positionnée à chaque extrémité des moyens de rappel pour éviter une usure prématurée de la surface de contact d'une part du bouchon distal (21) et d'autre part du piston (7).
  • La position du bouchon distal (21) vis-à-vis du tube cylindrique (3) permet de réaliser une précontrainte réglable des rondelles Belleville (10).
  • Le piston (7) est muni à sa périphérie d'un joint torique (23) en contact avec la face intérieure du carter (2), afin d'empêcher que l'huile présente dans la chambre (9) ne se propage dans le tube cylindrique (3). Le piston (7) est ainsi en contact, à une première extrémité par rapport à la direction A' avec une rondelle (22) et à l'autre extrémité avec le galet (5).
  • Un joint torique (19) est également positionné autour de l'arbre (4), au niveau du chapeau supérieur (25) qui retient la partie interne de l'arbre (4) dans le carter (2).
  • L'extrémité proximale du boîtier, c'est-à-dire l'extrémité la plus proche de l'arbre (4), est également munie d'un filetage sur la face intérieure du carter (2). Ce filetage est destiné à permettre de visser un bouchon proximal (26) présentant sur sa surface extérieure un filetage complémentaire.
  • Le piston (8) est également muni à sa périphérie d'un joint torique (27) positionné dans la face intérieure du carter (2), afin d'empêcher que l'huile présente dans la chambre (9, 9') ne se propage respectivement dans l'autre chambre (9', 9) sans passer par les conduits (18) ménagés dans la paroi du carter (2). Le piston (8) est ainsi en contact, à une première extrémité par rapport à la direction A' avec le galet (6) et à l'autre extrémité avec la chambre (9'). Un ressort (16) est positionné dans cette chambre (9'), sensiblement coaxial avec la direction A', entre la face du piston (8) et la face du bouchon proximal (26) adjacente.
  • Une soupape de sécurité (17) est également positionnée entre les deux faces opposés du piston (8) par rapport à la direction A', afin de permettre le passage de l'huile de la chambre (9') vers la chambre (9) en cas de surpression.
  • Un clapet anti-retour (15) est également positionnée entre les deux faces opposés du piston (8) par rapport à la direction D, visible sur la figure 6.
  • Les deux conduits (18), visibles figures 4 et 5, sont chacun muni d'un pointeau (28) permettant de réguler le flux d'huile et par conséquent la vitesse de retour de la porte dans sa position fermée (0°) et présentent chacun à leur extrémité débouchant sur la face extérieure du carter (2) une bille de blocage (29).
  • Un bouchon de remplissage (30) permet de remplir le ferme-porte d'huile à travers la paroi du carter (2).
  • La seconde variante, illustrée figure 7 à 9 diffère de la première essentiellement par le positionnement du clapet anti-retour (15), le nombre de ressorts (16) et l'absence d'un bouchon de remplissage (30), comme on peut le constater en comparant les figures.
  • Le ferme-porte (1) permet l'ouverture de la porte dans les deux sens d'ouverture, de 0° à 180° et provoque sa fermeture automatique. Toutefois, il est évident qu'il peut également être utilisé pour une porte ne s'ouvrant que dans un sens et selon un angle moins grand, de 90° par exemple.
  • Ce ferme-porte provoque la fermeture amortie de la porte depuis l'angle maximal d'ouverture jusqu'à la position de fermeture complète.
  • Il peut être installé de telle manière qu'il soit complètement invisible pour éviter tout acte de vandalisme. Les moyens de rappel utilisés sont si efficaces qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de bras de levier ou de bras coulissant qui dépasse soit de la porte soit du linteau.
  • La force du ferme-porte est réglable de 3 à 5 (au sens de la norme EN1154) par l'intermédiaire d'une vis de réglage sur laquelle il est possible d'agir, par exemple avec une clef six pans.
  • La vitesse de fermeture est réglable sur deux plages : de 0 à 25° pour la fin de course ; de 0° à 180° sur toute la plage de fermeture.
  • Le fonctionnement de la seconde variante du ferme-porte est décrit ci-dessous en référence aux figures 7 à 9 ; toutefois, ce fonctionnement est sensiblement identique à celui de la première variante illustrée figures 1 à 6.
    • Première étape : L'ouverture de la porte
  • La porte se reprend directement sur l'axe du ferme-porte.
  • L'ouverture de la porte entraîne l'arbre (4) en rotation. Cette rotation provoque la translation de deux pistons (7, 8), par l'intermédiaire des deux galets (5, 6).
  • Le piston (7) en se déplaçant vient comprimer les moyens amortisseur constitués de rondelles (10) du type « Belleville » assemblées têtes bêches. L'empilage de rondelles est préalablement précontraint au montage de l'appareil.
  • Dans le même mouvement de came, le piston hydraulique (8) se déplace, laissant ainsi passer l'huile de la chambre (9) vers la chambre (9') par l'intermédiaire du clapet anti-retour (15).
    • Deuxième étape : La fermeture de la porte
  • Lorsque l'opérateur n'agit plus sur la porte après l'avoir ouverte, les moyens de rappel se détendent et exercent sur le piston (7) une force semblable à celle de l'ouverture, mais de sens opposé. Cette force exercée sur le galet (5) induit un couple sur l'arbre (4) par l'intermédiaire du profil de came et ce couple provoque la fermeture de la porte.
  • Dans le même temps, par rotation de l'arbre (4), le piston hydraulique (8) est libéré et les ressorts (16) se détendent, entraînant ainsi la translation du piston (8) et la circulation de l'huile de la chambre (9') vers la chambre (9) par l'intermédiaire de deux conduits (18) - suivant les plages de réglages - et de deux pointeaux régulateurs de pression. La fermeture de la porte est ainsi amortie.
    • Troisième étape : La fermeture forcée
  • Au cours de la fermeture, pour éviter tous dommages à l'appareil lors d'une fermeture forcée (action par exemple d'un opérateur agissant sur la porte violemment dans le sens de la fermeture), l'huile ne passe plus de la chambre (9') vers la chambre (9) par les conduits (18) mais directement à travers la soupape de sécurité (17) positionnée dans le piston (8).
  • La pression de déclenchement de la soupape s'obtient de conception : pas de tarage nécessaire, la raideur du ressort de la soupape, sa longueur en charge et la surface de passage de l'huile définissent cette pression.
  • Grâce au procédé de fabrication selon l'invention, on simplifie le choix des moyens de fermeture en fonction du couple souhaité. En effet, connaissant les valeurs de résistance à la compression de chaque rondelle, il est possible de réaliser les moyens de rappel en sélectionnant une pluralité de rondelles Belleville (10) identiques ou différentes et en montant sensiblement coaxialement lesdites rondelles Belleville (10) selon ladite deuxième direction A', ladite sélection et ledit montage étant opérés en fonction de la force souhaitée qui est exercée par lesdits moyens de rappel sur ledit premier piston (7), en intégrant, par exemple le poids de la porte ou un poids moyen.
  • Il peut en outre être nécessaire de définir un profil de came particulier pour l'arbre d'entraînement (4), pour coordonner la faible course avec l'effort important transmis. La définition de cette forme est à la portée de l'homme du métier.
  • La présente invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet tel que défini par les revendications.

Claims (13)

  1. Ferme-porte (1) à amortissement hydraulique, du type comprenant un boîtier dans lequel est monté au moins un arbre d'entraînement (4) mobile en rotation selon un axe orienté selon une première direction A verticale en position de montage et faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ainsi que deux galets (5, 6) également mobiles chacun en rotation selon un axe orienté selon ladite première direction A, lesdits galets (5, 6) coopérant chacun d'une part avec ledit arbre (4) et d'autre part respectivement avec un piston (7, 8) mobile en translation selon un axe orienté selon une deuxième direction A' sécante et sensiblement perpendiculaire à la première direction A dans un plan vertical, un premier piston (7) étant soumis à l'action de moyens de rappel et un deuxième piston (8) séparant deux chambres hydrauliques (9, 9') reliées par un système de conduit(s), caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent une pluralité de rondelles Belleville (10) identiques ou différentes montées sensiblement coaxialement selon ladite deuxième direction A' sécante et sensiblement perpendiculaire à la première direction A dans un plan vertical.
  2. Ferme-porte (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites rondelles Belleville (10) sont montées sur un tube de guidage central (11).
  3. Ferme-porte (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites rondelles Belleville (10) adjacentes sont montées tête-bêche, c'est-à-dire avec le diamètre intérieur d'une rondelle orienté dans le sens opposé par rapport au diamètre intérieur d'au moins une rondelle adjacente.
  4. Ferme-porte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdites rondelles Belleville (10) adjacentes sont montées sensiblement parallèles, c'est-à-dire avec le diamètre intérieur d'une rondelle orienté dans le même sens par rapport au diamètre intérieur d'au moins une rondelle adjacente.
  5. Ferme-porte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites rondelles Belleville (10) présentent un diamètre intérieur identique et/ou un diamètre extérieur identique.
  6. Ferme-porte (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel provoquent le retour de la porte vers une position de fermeture quel que soit le sens d'ouverture préalable.
  7. Porte dans l'ouvrant ou le dormant de laquelle est positionné un ferme-porte (1) à amortissement hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit ferme-porte étant du type comprenant un boîtier dans lequel est monté au moins un arbre d'entraînement (4) mobile en rotation faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ledit arbre d'entraînement (4) étant relié par cette partie faisant saillie respectivement audit dormant ou audit ouvrant de la porte.
  8. Porte selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit boîtier est caché à l'intérieur dudit ouvrant ou dudit dormant.
  9. Procédé de fabrication d'un ferme-porte (1) à amortissement hydraulique, du type comprenant un boîtier dans lequel est monté au moins un arbre d'entraînement (4) mobile en rotation selon un axe orienté selon une première direction A verticale et faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ainsi que deux galets (5, 6) également mobiles chacun en rotation selon un axe orienté selon ladite première direction A, lesdits galets (5, 6) coopérant chacun d'une part avec ledit arbre (4) et d'autre part respectivement avec un piston (7, 8) mobile en translation selon un axe orienté selon une deuxième direction A' sécante et sensiblement perpendiculaire à la première direction A dans un plan vertical, un premier piston (7) étant soumis à l'action de moyens de rappel et un deuxième piston (8) séparant deux chambres hydrauliques (9, 9') reliées par un système de conduit(s), caractérisé en ce que l'on réalise lesdits moyens de rappel en sélectionnant une pluralité de rondelles Belleville (10) identiques ou différentes et en montant sensiblement coaxialement lesdites rondelles Belleville (10) selon ladite deuxième direction A' sécante et sensiblement perpendiculaire à la première direction A dans un plan vertical, ladite sélection et ledit montage étant opérés en fonction de la force souhaitée qui est exercée par lesdits moyens de rappel sur ledit premier piston (7).
  10. Procédé de fabrication d'un ferme-porte (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites rondelles Belleville (10) adjacentes sont montées tête-bêche ou parallèles les unes par rapport aux autres.
  11. Procédé de fabrication d'un ferme-porte (1) selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la sélection et le montage desdites rondelles Belleville (10) est opéré en fonction au moins de la force du ferme-porte désirée.
  12. Procédé de fabrication d'un ferme-porte (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que lesdites rondelles Belleville (10) sont montées précontraintes à l'intérieur dudit boîtier.
  13. Utilisation de moyens de rappel comprenant une pluralité de rondelles Belleville (10) identiques ou différentes pour un ferme-porte (1) à amortissement hydraulique, du type comprenant un boîtier dans lequel est monté au moins un arbre d'entraînement (4) mobile en rotation selon un axe orienté selon une première direction A verticale et faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier, ainsi que deux galets (5, 6) également mobiles chacun en rotation selon un axe orienté selon ladite première direction A, lesdits galets (5, 6) coopérant chacun d'une part avec ledit arbre (4) et d'autre part respectivement avec un piston (7, 8) mobile en translation selon un axe orienté selon une deuxième direction A' sécante et sensiblement perpendiculaire à la première direction A dans un plan vertical, un premier piston (7) étant soumis à l'action de moyens de rappel et un deuxième piston (8) séparant deux chambres hydrauliques (9, 9') reliées par un système de conduit(s), lesdites rondelles Belleville (10) étant montées sensiblement coaxialement selon ladite deuxième direction A' sécante et sensiblement perpendiculaire à la première direction A dans un plan vertical.
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