FR2500520A1 - Dispositif de commande electromecanique d'une serrure - Google Patents

Abstract

SELON L'INVENTION, LE DISPOSITIF DE COMMANDE ELECTROMECANIQUE D'UNE SERRURE DESTINEE A INTERDIRE L'ACCES A UN EMPLACEMENT RESERVE A DES PERSONNES NON AUTORISEES EST DU TYPE COMPRENANT DES CIRCUITS ELECTRONIQUES 6 DESTINES A COMPARER UN CODE 11 PORTE PAR UNE CLE OU UN ORGANE ANALOGUE 1 AVEC UN CODE ENREGISTRE DANS LA SERRURE. L'INTRODUCTION DE LA CLE 1 DANS LA SERRURE OCCASIONNE L'ACTIONNEMENT D'UN GENERATEUR AUTONOME D'ENERGIE ELECTRIQUE COMPRENANT UN ELEMENT PIEZOELECTRIQUE ET LA LECTURE DU CODE 11 PORTEE PAR LA CLE 1. SELON UNE VARIANTE PREFEREE, CET ELEMENT EST CONSTITUE PAR UNE REGION 10 DE LA CLE, CELLE-CI ETANT REALISEE EN MATERIAU POLYMERE SUSCEPTIBLE DE PRESENTER DES EFFETS PIEZOELECTRIQUES. LORSQUE LA COMPARAISON DES DEUX CODES EST POSITIVE, L'ENERGIE ELECTRIQUE GENEREE ALIMENTE UN ORGANE D'ELECTROMECANIQUE 50-53 DEBLOQUANT LE PENE 4 DE LA SERRURE. LE CODE 11 PORTE PAR LA CLE PEUT ETRE REALISE SELON PLUSIEURS VARIANTES ET METTRE EN JEU NOTAMMENT DES EFFETS MAGNETIQUES OU PIEZOELECTRIQUES, CE CODE POUVANT EN OUTRE ETRE FIXE OU MODIFIABLE.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE ELECTROMECANIQUE D'UNE SERRURE
La présente invention concerne un dispositif de commande électromécanique d'une serrure. Le terrne serrure doit être compris dans le cadre de la présente invention, dans son acceptation la plus générale; c'est à dire un organe interdisant l'accès à un lieu ou une enceinte a des personnes non autorisées, les personnes autorisées étant seules en possession d'une clé valide ou d'un organe codé en faisant office.

L'utilisation de clés de serrure mécaniques usuelles présente un certain nombre d'inconvénients, tels que la perte possible de la clé, usure de cette clé ou de la serrure, clé copiable, serrure crochetable ou encore des inconvénients dûs à des conditions d'utilisation ou des conditions atmosphériques telles que gelée, etc...

Pour certaines applications, il est souhaitable. de pouvoir changer facilement le code d'une serrure ou d'un ensemble de serrures (hotel, lieu où la circulation des personnes est contrôlée) en cas de perte d'une clé par exemple ou de pouvoir attribuer une clé à un nouveau venu. Dans d'autres applications interessant la sécurité (coffre, verrou de sécurité, etc..), une attention particulière doit être portée aux mesures prises pour assurer cette sécurité. Ces mesures conduisent en général dans l'art connu à une forte augmentation de la complexité des mécanismes, sans pour autant éliminer l'inconvénient dO au fait que les clés restent copiables.

Pour pallier ces inconvénients, il a été suggéré l'emploi de clés et de serrures à commande électrique ou électronique. Ces dispositifs permettent de comparer un code mémorisé à un code porté par la clé ou un organe en faisant office ou encore à un code frappé sur un clavier.

De telles serrures nécessitent une alimentation en énergie électrique qui complique ou en rende impossible l'utilisation dans certaines circonstances, par exemple en cas de coupure de l'alimentation électrique. Si on utilise un système autonome d'alimentation comportant des piles ou batteries, il est alors nécessaire d'en vérifier constamment l'état de charge, ce qui constitue une contrainte supplémentaire.

L'invention propose un dispositif de commande électromécanique de serrure perrnettant de pallier les inconvénients de l'art connu. Pour ce faire l'énergie nécessaire à l'alimentation électrique est fournie par un élément piezoélectrique. Dans une variante préférée de l'invention, cet élément est porté par la clé elle-même et l'introduction de la clé, mémorisant en outre un code particulier à cette clé permet la libération d'une quantité d'énergie électrique suffisante pour l'actionnement d'un dispositif électromécanique déverrouillant la serrure. Cette action ne pouvant avoir lieu que lorsqu'il y a identité entre le code porté par la clé et celui enregistré dans la serrure.

L'invention a donc pour objet un dispositif de commande électromécanique d'une serrure interdisant l'accès de personnes non autorisées à un emplacement réservé comportant un organe électromécanique de verrouil lage-dverrouillage, le débloquage dudit organe étant initié sélectivement par l'introduction d'un organe de déclenchement dans la serrure; dispositif principalement caractérisé en ce que la serrure et l'organe de déclenchement sont associés respectivement à des premier et second codes enregistrés, la serrure comportant en outre des circuits électroniques de détection et de lecture du second code lors de l'introduction de l'organe de déclenchement et un circuit électronique de comparaison des premier et second code destiné à émettre un signal électrique d'autorisation lors d'une comparaison positive et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des circuits électroniques et au déblocage sélectif de l'organe électromécanique de verrouillage-déverrouillage est fourni par la captation et la conversion en énergie électrique dune énergie mécanique fournie à un élément actif réalisé en matériau présentant des propriétés piézoélectriques.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à l'aide de la description ci-après et les figures annexées parmi lesquelles:
- la figure 1 est un organigramme illustrant schématiquement le fonctionnement d'une serrure selon l'invention;
- les figures 2 à 7 illustrent des réalisations de clés conformes à l'invention selon plusieurs variantes;
- la figure 8 illustre de façon plus complète un exemple de réalisation concrète d'une serrure selon l'invention;
- la figure 9 est un exernple de réalisation d'un circuit électronique de commande utilisable dans le cadre de l'invention
- la figure 10 est un second exernple de réalisation concrète d'une serrure selon l'invention.

La figure 1 est l'organigramme général illustrant le fonctionnement d'un dispositif de commande d'une serrure selon l'invention. Ce dispositif comporte un élément, symbolisé par une clé portant un code particulier 11.

Dans ce qui suit des exemples de codes seront décrits de façon plus détaillée. Le code 11 porté par la clé 1 doit être comparé à un code enregistré dans la serrure. Pour ce faire, il est utilisé des circuits électroniques 6 comportant un organe détecteur de code 60, des circuits de comparaison et d'autorisation 66 comparant le code détecté 11 avec un code préétabli 67 propre à la serrure et fournissant un signal de commande destiné à actionner un commutateur 68.

Selon la caractéristique principale de l'invention, l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de la serrure est fourni par un générateur d'énergie électrique 65 comportant un élément piézoélectrique. Selon une variante préférée de l'invention l'élément piézoélectrique est porté par la clé elle-même. L'introduction de la clé 1, combinée éventuellement avec l'actionnement manuel d'une poignée, d'une clanche ou d'un levier libère une quantité suffisante d'énergie électrique pour le fonctionnement de la serrure, énergie transformée par effet piézoélectrique dans l'élément porté par la clé. Cette énergie sert à l'alimentation des circuits électroniques qui viennent d'être décrits et à la commande d'un dispositif électromécanique destiné à déverrouiller les divers mécanismes dont est pourvue la serrure.

Sur la figure 1, ces mécanismes sont symbolisés par un pêne 4 actionné par un ressort de rappel 40. Le dispositif électromécanique de commande de déverrouillage est représenté sur la figure 1 par un électroaimant 5, comportant une bobine 50 et un noyau plongeur 51, et un ressort 53. Les mouvements des différentes pièces mobiles du dispositif de la figure 1 sont illustrés par les flèches fl à 3.

Selon une autre variante, la clé ne porte qu'un code 11 et son introduction dans la serrure actionne un générateur interne à la serrure, qui transforme l'énergie mécanique fournie lors de l'introduction de la clé, éventuellement en coopération avec l'actionnement manuelle d'une poignée, clanche ou levier, en énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l'électroaimant 5. Pour ce faire on utilise également un élément piézoélectrique disposé à l'intérieur de la serrure.

Avant de décrire d'une façon plus détaillée des variantes de réalisation de serrures et clés selon l'invention, il est utile d'effectuer un bilan énergétique pour estimer l'énergie électrique nécessaire au bon fonctionnernent de la serrure. En réalité, sous peine d'une consommation excessive d'énergie électrique, le relais électrornagnétique 50 n'actionne pas directement par le noyau plongeur 51 le pêne 4, mais ce noyau 51 actionne une gâchette qui libère le pêne 4. Dans un exemple de réalisation typique, la gâchette est maintenue par un ressort dans la position qui bloque le pêne 4 par une force de 1 N. Un déplacement d'environ un millimètre de la gâchette suffit à débloquer le pêne. L'énergie à fournir est donc W = 10 3 J. Il peut être admis que le coefficient de frottement sur la gâchette sur le pêne multiplie par deux l'énergie mécanique nécessaire.En outre, si on estime le rendement d'un relais électromécanique à environ 20 %, L'énergie électrique qui doit être fournie au relais est donc Wr = 10 J.

En ce qui concerne les circuits électroniques figurant sous la référence 6, il peut être utilisé une technologie à basse consommation d'énergie, par exemple une technologie du type "CMOS". Dans ce cas l'énergie électrique nécessaire est négligeable devant celle nécessaire au fonctionnement du relais. On peut estimer que le temps de fonctionnement des circuits électroniques 6 nécessaires pour la lecture du code, à la comparaison et à l'émission d'un signal de commande du relais est de l'ordre de is. La puissance nécessaire est d'environ 10 4 W pendant ce temps, soit une énergie égale à 10 4 J.

Pour fournir cette énergie, on utilise un élément piézoélectrique qui peut être, dans la variante préférée, portée par la clé 1 ou être situé dans la serrure selon une seconde variante. Dans le premier cas, la clé peut etre réalisée en matériau polymère rendu piézoélectrique dans des régions prédéterminées par des traitements appropriés. Ces traitements sont bien connus de l'homme de métier et comprennent généralement, selon la nature des matériaux, une première phase pendant laquelle les matériaux subissent un étirement mécanique important : de l'ordre de 300 à 500%. Cet étirement induit une anisotropie mécanique. Pour créer l'anisotropie mécanique nécessaire à la manifestation des effets piézoélectriques, le matériau est soumis ensuite à un champ électrique intense, de l'ordre de 500 KV/cm à 1 MV/cm.

Certains matériaux peuvent être également rendus piézoélectriques par un procédé décrit dans la demande de brevet français NO 79 00 200, déposée le 4 Janvier 1979.

De nombreux matériaux polymères sont utilisables et, par exemples non limitatifs, le polyfluorure de vinylidène (PVF2) qui présente un coefficient piézoélectrique d = 10 à 20 CN . Le rendement de conversion électromécanique d'un tel polymère est environ 4.10-2 Il s'en suit que pour obtenir l'énergie électrique nécessaire au bon fonctionnement de la serrure, il faut fournir une énergie mécanique de l'ordre de 0,25 J. Cette énergie est compatible avec celle qui peut être fournie par l'actionnement manuel d'une poignée, d'un levier ou d'une clanche ou tout organe analogue.

II reste à vérifier que l'énergie électrique transformée par le polymère piézoélectrique est négligeable devant son énergie électrique interne. En effet, si ces deux énergies sont comparables, la transformation électromécanique d'énergie serait irréversible, puisqu'elle correspondrait à la dépolari- sation complète du piézoélectrique.Le rapport entre l'énergie transformée et l'énergie stockée ne doit pas en pratique, dépasser 1%, sous peine de dépolariser graduellement l'élément piézoélectrique. Dans2 le cas du PVF2 précité, l'énergie stockée vérifie la relation: Ws= 1/2 P dans laquelle x P = 0,D6 et (coefficient de polarisation permanente) et X = (cr - 1) o1010 F m 1 où X est la susceptibilité soit W5 = 18.106 J.m . L'énergie électrique à fournir étant de l'ordre de 10-3 J, le volume minimum de matériau piézoélectrique nécessaire est donc 2 10 8 m3.

Dans l'exemple de réalisation pratique l'épaisseur du matériau poly mère est 1 mm se qui correspond à une surface S = 2 10 5 m2 pour le volume minimum. Si on adopte une longueur active de la clé, c'est à dire polarisée, de l'ordre de 5 cm, la largeur active doit être égale ou supérieure à 0,4 mm.

La clé ou tout organe en faisant fonction est l'un des deux éléments essentiels du dispositif de commande selon l'invention. Des exemples de réalisation vont etre décrits de façon plus détaillée dans se qui suit en relation avec les figures 2 à 7.

Cette clé doit en général remplir trois fonctions:
- elle doit porter un code, lu par les circuits électroniques 6, tel que après décodage et comparaison le mécanisme de verrouillage dont est muni la serrure s'ouvre en cas de concordence de ce code 11 porté par la clé et du code 67 enregistré dans la serrure;
- elle doit pouvoir être introduite dans la serrure sans ambiguïté;
- et dans la variante préférée, lors de l'introduction dans la serrure, elle doit fournir l'énergie nécessaire au déclenchement du pêne, si le code porté par la clé concorde avec celui enregistré dans la serrure.

Un premier exemple de réalisation est illustré par la figure 2. La clé se présente sous la forme d'une plaque mince de forme adaptée à l'usage souhaité, c'est à dire, comme suggéré par la figure 2, à l'ouverture de portes de différents locaux, dont l'accès doit être sélectif. La clé 1 comporte une première zone 10 constituée par une surépaisseur de matériau jouant le r5le de détrompeur lorsque la clé est introduite dans le trou de serrure 2 qui comporte également une gorge 20 de profil complémentaire à la surépaisseur 10. Cette zone est également la zone active polarisée et est destinée à fournir l'énergie électrique nécessaire au déclenchement des organes électromécaniques de déverrouillage de la serrure.La clé 1 comporte une deuxième zone 11 portant le code et une troisième zone 12 portant des indications en clair, imprimées ou en relief, ou encore constituées par une étiquette adhésive.

La libération de l'énergie par effet piézoélectrique peut ête occasionné soit par l'introduction de la clé elle-même soit par actionnement d'une poignée d'ouverture de la porte 3, comme il sera décrit de façon plus détaillée ultérieurement en relation avec la figure 8.

La zone 11 porte un code qui peut être de type mécanique, par exemple constitué d'une série de bossages ou d'aspérités non représentés.

L'introduction progressive de la clé dans le trou de serrure 2 fait se mouvoir des contacts électriques qui fournissent autant de signaux de type binaire aux circuits électroniques 6 (figure 1). Ces signaux électriques représentent un code qui est comparé avec le code enregistré 67.

La figure 3 représente une deuxième variante de réalisation de clé comportant un code de type mécanique. Selon une variante, l'extrémité de la clé introduite dans la serrure comporte une zone crênelée portant le code 11. Lorsque la clé est introduite à fond dans le trou de serrure, les parties en relief de la zone crênelée actionne sélectivement un jeu de contacts électriques 60, ces contacts électriques constituant les organes de lecture du code porté par la clé.

La libération de l'énergie électrique nécessaire à la commande des organes de déverrouillage et égalernent à l'alimentation des circuits électroniques peut être fournis selon le mécanisme illustré sur la figure 3.

Deux rouleaux métalliques 61 et 62, mobiles respectivement autour des axes 610 et 620, pressent la zone 10 polarisée. Par la force de pression exercée sur la bande de matériau polarisée, des charges électriques sont libérées et emmagasinées dans un condensateur C par l'intermédiaire des frotteurs et connexions de liaison 611 et 621 reliés aux deux bornes du condensateur. L'énergie électrique nécessaire étant de l'ordre de 10-2 J, si l'on désire obtenir une tension électrique de 5 V, la capacité électrique du condensateur nécessaire est donc de l'ordre de 800 p F.

L'entraînement de la clé peut s'effectuer par l'intermédiaire de la poignée 3 (figure 2), agissant sur les axes de rotation 610 et 620 des rouleaux 61 et 62. Un exemple d'un tel mécanisme sera décrit d'une façon plus détaillée en relation avec la figure 8.

Si l'on désire changer les conditions de déverrouillage de la serrure, il faut changer, et le code 67 enregistré dans la serrure, et le code 11 porté par la clé, ce par exernple en cas d'une perte d'une clé actionnant cette serrure. II est donc utile de prévoir des moyens de codage permettant de changer le code porté par la clé sans refaire la clé en entier.

La figure 4 illustre un exemple de réalisation de code 11 offrant cette possibilité. La zone de codage comprend des languettes conductrices collées sur une bande support 112, par exemple du type adhésif, collée sur la clé.

Ces languettes conductrices 110 peuvent être déchirées ou retirées (par exemple en 111 sur la figure 4). Un jeu de palpeurs métalliques 60 peut détecter la présence ou l'absence des zones métallisées, un palpeur supplémentaire refermant le circuit électrique par frottement sur une zone 113.

La zone métallisée peut également être fixe et des bandes en matériau isolant peuvent être collées sélectivement sur la zone métallique.

Enfin dans une variante non représentée, des bandes de carton ou autre matériau peuvent être collées sélectivement sur la surface de la clé 1 ou sur son extrémité et former des bossages destinés à refermer sélectivement des pairs de contacts de façon analogue au relief porté l'extrémité de la clé illustrée par la figure 3.

Les codes qui viennent d'être décrits étant du type mécanique, bien que ne présentant pas de difficulté de mise en oeuvre, ont l'inconvénient de ne pas offrir une sécurité maximale. En effet, si par ailleurs on peut disposer d'un support identique portant une zone polarisée 10, par exemple une clé de la même série autorisant l'accès à un autre local, la zone de code 11 de cette clé peut être modifiée et un code déterminé recopié sur cette clé.

La figure 5 illustre l'utilisation d'un code de type magnétique présentant intrinsèquement une meilleure sécurité. Pour ce faire, un film en matériau magnétisable est disposé dans la zone 11. Dans ce film sont enregistrées des variations de champs magnétiques pouvant être lues par une tête de lecture magnétique 60. Procédé connu d'enregistrement magnétique peuvant être mis en oeuvre. Dans certains cas, il sera nécessaire d'utiliser deux pistes, I'une portant le code associé à la clé, L'autre destinée à l'enregistrement d'impulsions d'horloge. En effet, lors de la lecture des informations portées sur la piste portant le code 11, ses informations étant de préférence de type binaire, il est nécessaire de distinguer sans ambigulté des informations indiquant un zéro binaire d'une absence d'information.Il est égalernent nécessaire de détecter le début et la fin de message porté par la zone de code 11.

Bien que la configuration du code enregistrée dans la zone 11 ne soit pas directement lisible ou détectable, la position de cette zone est visueliement localisable du fait de la présence du film en matériau ayant des propriétés magnétiques. il subsiste une possibilité de duplication frauduleuse du code porté par la zone par transfert. En tout état de cause le code peut être détruit ou du moins altéré, par exemple en soumettant le support d'information à des champs magnétiques perturbateurs, que cette exposition soit fortuite ou délibérée.

Pour pallier ces inconvénients, il est préférable selon une disposition illustrée par la figure 6, d'enregistrer le code porté par la clé, également par effet piézoélectrique. Pour ce faire, le procédé décrit dans la demande de brevet français 79 28 039, déposée le 14 Novernbre 1979 peut être utilisé.

L'enregistrement des éléments de code est effectué en soumettant des régions 120 à 123 de la zone 11 à des champs électriques intenses de façon sélective.

Dans une première variante d'exécution non représentée, les polarisations induites dans ces régions ont toutes une même direction et l'en- registrernent s'effectue en "tout ou rien", et la lecture du code enregistré, par la détection de la présence ou non d'un champ induit représentant respectivement, par exemple, des "1" et des "0" binaires. Selon une seconde variante d'exécution, illustrée par la figure 6, le matériau est soumis à un champ électrique intense selon des première et une seconde directions induisant des effets piézoélectriques possédant également une première et une seconde directions de polarisation représentant respectivement, par exemple, des "1" et des "0" binaires.Dans les deux variantes d'exécution, les directions de polarisation sont perpendiculaires aux plans principaux de la clé 1, qui se présente de façon préférentielle sous la forme d'une carte ou tout autre support mince.

Sur la figure 6, pour lire les codes enregistrés, dans les zones 120 à 123 ou les zones actives sont'soumises à des pressions entre un jeu d'électrodes 61 à 64 d'une part, et une contre-électrode 62', ces électrodes et contreélectrode étant réalisées en matériau conducteur de l'électricité. Elles jouent le rôle des organes détecteurs de code 60 précédemment décrits.

Pour obtenir la pression désirée, on utilise un système comprenant des ressorts 611 à 641 dans lesquels coulissent des tiges conductrices 610 à 640 et une plaque 600 en matériau non conducteur liée au chassis de la serrure maintenant la pression sur lesdits ressorts. Par effet piézoélectrique, il se développe entre d'une part, la contre-électrode 62', et le jeu d'électrodes 61 à 64 d'autre part, une différence de potentiel électrique de même polarité que l'anisotropie électrique induite au sein du matériau constituant la clé 1 par les champs électriques précédemment décrits.

Dans le cadre de l'invention, il est également possible d'utiliser des clés de type conventionnel 1, comme illustré par la figure 7 comportant une denture 100, la serrure comportant pour sa part des éléments mécaniques 20 à profil complémentaire 200. En l'absence des autres dispositions propres à l'invention, ces clés peuvent déverrouiller un ensemble de serrures. Outre ces dentures, que l'on peut appeler ici code mécanique, la clé comporte également un second code dans une zone 11, qui est dans l'exemple de la figure 7 constitué par des languettes conductrices 110 portées par un support isolant 112. Le code constitué par les languettes conductrices 110 est destiné à être détecté et lu par un jeu de contacts électriques 60.

La figure 7 illustre également la possibilité, selon une variante de serrure conforme à l'invention, dans laquelle l'élément piézoélectrique 7 est situé non sur la clé 1 mais à l'intérieur de la serrure. Cet élément 7 peut être constitué par une plaque de polymère rendue piézoélectrique ou tout autre matériau piézoélectrique. Il comporte sur une des ses faces une métallisation 61 constituant une première électrode reliée à une des bornes d'un condensateur C. L'autre électrode est constituée par un marteau en matériau conducteur 62 soumis à la pression d'un ressort 623 comprimé par le chassis de la serrure 621. Une gâchette 202 mobile autour d'un axe 203, maintenue en position à l'aide d'un téton 201 lié au chassis de la serrure, maintient le marteau en position haute.Lorsque la clé 1 est introduite dans la serrure, et si les codes mécaniques 100 et 200 sont compatibles, cette clé peut tourner librement autour d'un axe a. Une des dents 101 constituant le code mécanique 100 actionne alors la gachette 202 et libère le marteau 62.

Celui-ci frappe alors l'élément piézoélectrique 7, libérant ainsi par l'effet piézoélectrique des charges électriques qui vont être emmagasinées dans le condensateur C. Le code de la zone 11 est lu par les contacts 60 et comparé au- code enregistré dans la serrure. S'il y a concordance entre ces deux codes, l'électroaimant de déverrouillage (non représenté) est alors actionné et la serrure déverrouillée. Un ressort 204 ramène la gachette 202 en position initiale. Un mécanisme non illustré, par exemple commandé par une poignée dont est munie la serrure, replace le marteau 62 en position haute et réarme ainsi le mécanisme.

I1 doit être bien entendu, que si le code mécanique 100 est commun à toutes les clés, le code de la zone 11 est spécifique à chaque serrure.

D'autres types de code peuvent être utilisés et, par exernple non lirnitatifs, des codes de types optiques. Cependant les organes de lecture dans ces cas sont en général plus complexe et nécessitent plus d'énergie électrique pour leur alimentation.

Un exernple de réalisation concrêt d'une serrure complète va rnaintenant être décrit en relation avec la figure 8. Cette figure a égalernent pour but d'illustrer avec plus de précision le mécanisme de libération de l'énergie électrique.

Dans le cadre de l'exemple décrit, la clé se présente sous la forme d'une carte de type "carte de crédit" comportant une zone active 10 constituant la zone piézoélectrique nécessaire à la libération de l'énergie électrique et une zone de code 11 portant un code propre à la clé 1, qui dans le cas de l'exemple choisi est enregistré par effet piézoélectrique. La carte 1 comporte également des zones 12 portant des indications en clair gravées, imprimées ou sous forme d'étiquettes auto-collantes. Sur la figure 8, a été représentée une flèche indiquant le sens d'introduction de la carte, ce qui est utile dans le cas où il n'y a pas de détrompeurs prévus du type des zones 10 des dispositifs des figures 3 et 5 précédemment décrits.La carte est introduite dans l'orifice faisant fonction de trou de serrure 2 et par l'intermédiaire d'une poignée mettant en rotation les engrenages 30 et 601, la clé 1 est entrainée à l'intérieur de la serrure par les rouleaux 61 et 63 solidaires de l'axe 600 lié à l'engrenage 601. Le rouleau presseur 61 joue le rôle, avec une plaque conductrice 62 sousjacente à la carte, des rouleaux presseurs 61 et 62 précédemment décrits en relation avec la figure 5. Un frotteur 611 recueille l'énergie électrique développée par effet piézoélectrique et la transmet aux circuits électroniques représentés par le module 6. Le second rouleau presseur 63, en coopération avec la contreélectrode 62 sert à lire le code porté par la piste 11, ce de façon séquentielle. Un frotteur 613 transmet les impulsions lues aux circuits électroniques 6.Des rouleaux presseurs supplémentaires au rouleau 63 peuvent être prévus si la zone portant le code 11 comporte plusieurs pistes.

En fin de course de la poignée 3, un téton 300 solidaire de l'engrenage 30 attire un crochet 41 et, par l'intermédiaire d'un ressort 40, exerce une traction sur le pêne 4, ce pêne étant retenu par la gachette 52.

Lorsqu'il y a concordance des codes lus dans la zone 11 et du code associé au circuit électronique 6, le relais électromagnétique 50 actionne à l'aide de noyau plongeur 51 la gachette 52 et libère le pêne qui est attiré par le ressort 40. Pour compléter l'ensemble une lame d'acier 42 formant ressort est également prévue pour repousser le pêne 4. Dans le cas de l'exemple choisi, si comme suggéré par la figure 8, la serrure est destinée à ouvrir une porte donnant accès à un local, la carte formant clé 1 peut être récupérée après passage entre les rouleaux presseurs de l'autre côté de la porte. Pour ce faire, le développement de la circonférence des rouleaux presseurs est calculé de manière à ce que la carte soit entrainée cornplètement et ressorte de l'autre coté de la porte après une rotation de la poignée 3, l'amplitude de la rotation étant suffisante pour tendre le ressort 40.Il est également prévu des moyens non illustrés sur la figure, par exemple du type à ressort, pour ramener la poignée 3 dans sa position initiale après usage.

Les circuits électroniques 6 peuvent être réalisés de différentes manières, ce en accord avec l'organigramme de la figure 1 et sont à la portée de l'homme de métier.

La figure 9 illustre, à titre non limitatif, un exemple de circuits électroniques 6 plus particulièrement adaptés au dispositif illustré par la figure 8, dans lequel le code de la zone 11 est lu de façon séquentielle. Le passage de la zone active 10 entre le rouleau presseur 61 et la contreélectrode 62 cause de l'apparition de charges électriques par effet piézoélectrique qui sont emmagasinées dans le condensateur C qui se charge progressivement. La tension VC recueillie entre les bornes du condensateur est transmise à tout moment à un élément 65 de mise en forme délivrent une tension V' constante lorsque la tension VC atteint un niveau suffisant à l'instant t La tension V' sert à l'alimentation des circuits électroniques et est transmise également à une des entrées d'un commutateur électronique 68 dont la sortie alimente le relais électromagnétique 5. La zone portant le code 11 comporte dans l'exemple choisi deux pistes distinctes 11' et 11" portant respectivement le code à lire et des impulsions d'horloge enregistrées. Pour la lecture, il est utilisé des rouleaux presseurs du type de celui présenté en 63 sur la figure 8. Les signaux recueillis sont transmis à deux amplificateurs de mise en forme 666 et 667 dont les sorties sont reliées respectivement à l'entrée de données d'un registre à décalage 668 à l'entrée d'horloge h du même registre. En outre l'organe 65 délivre une impulsion de remise à zéro transmise à l'entrée de remise à zéro RAZ du registre 668 lorsque la tension VC a atteint le niveau suffisant. Les impulsions lues sur la piste portant le code 11' sont entrées dans le registre 668 et décalées au rythme des impulsions d'horloge.Le contenu du registre est comparé à tout moment au code enregistré dans la serrure. Dans l'exemple de la figure 9, il s'agit d'un code cablé à l'aide de commutateurs 67. Les organes de comparaisons comprennent des portes logiques "OU EXCLUSIF" 661 à 664 suivies d'une porte logique "NON OU" 665 dont la sortie est transmise à une des entrées d'une porte logique "ET" 671. L'autre entrée reçoit la sortie d'un compteur 670 comptant un nombre d'impulsions égal au nombre d'étages du registre à décalage 668. Pour ce faire, les impulsions d'horloge h sont également transmises à ce compteur 670. L'ensemble des éléments 666 à 671 jouent le râle du circuit 66 de la figure 1.La sortie de la porte logique "Er' 671 est transmise à une entrée d'autorisation du commutateur électronique 68 et autorise l'alimentation du relais électromagnétique 5 en cas de concordance des codes 67 et du code lu sur la piste 11' porté par la clé 1. Le compteur 670 est remis à l'état initial par le signal RAZ.

II peut être avantageux, pour diminuer l'énergie électrique nécessaire, de découpler entièrement la fonction autorisation de déverrouillage du dé verrouillage proprement dit. La figure 10 illustre une serrure et un dispositif de commande électromécanique conforme à l'invention incorporant cette disposition particulière. En outre une disposition supplémentaire qui peut être adoptée dans le cadre de l'invention est également illustrée par cette figure. Cette disposition consiste à choisir un code du type rn ce qui est particulièrement avantageux, car les zones portant le code et les zones actives respectivement 10 et 11 des dispositifs qui ont été décrits en relation avec les figures 1 à 9 peuvent être confondues en une seule zone remplissant les deux fonctions: génération d'énergie et codage.

En effet, si on adopte un codage par effet piézoélectrique analogue à celui décrit en relation avec la figure 7 et que le nombre de zones élémentaires 120 à 124 du matériau polymère polarisé selon une première direction soit constant par rapport à celui polarisé selon la seconde direction et que seule la répartition spatiale de ces zones varie, L'énergie résultante qui peut être libérée par effet piézoélectrique est également constante et sert à charger le condensateut C à une valeur déterminée suffisante pour actionner l'électroaimant 50. Simultanément à l'aide du décodeur 8, la position des zones polarisées selon une première direction est détectée et comparée avec un code préétabli enregistré dans la serrure et l'énergie est transmise au condensateur pour le charger, ce uniquement lorsque la comparaison est positive. A cet effet un décodeur à diodes peut être utilisé.

Dans le cadre du dispositif illustré par la figure 10, la serrure comportant un chassis 7 supportant une plaque isolante 70 transpercée par des électrodes 61 à 64 jouant un rôle analogue aux électrodes portant les mêmes références que celles du dispositif illustré par la figure 7. La clé 1 portant les zones élémentaires polarisées par effet piézoélectrique est introduite dans le trou de serrure (non figuré). Cette clé comporte un détrompeur 13 analogue à la surépaisseur 10 de la clé représentée sur les figures 2, 3 et 6, mais ne jouant aucun rôle dans la production d'énergie nécessaire à la charge du condensateur C. La serrure comporte également une contre-électrode constituée par un marteau 74 solidaire d'un levier 71, mobile autour d'un axe 72 et en continuité électrique avec le chassis 7.

Celui-ci est relié à l'une des bornes du condensateur C. Le levier et le marteau 74 sont maintenus en position haute à I'aide du ressort 73. La poignée 3 pour l'ouverture de la porte qui entraine, lorsqu'elle est mise en rotation, une gachette 31 déclenche lors de cette rotation l'action du marteau par compression et dépression brusque du ressort 73. S'il y a concordance entre le code de la serrure 67 et le code enregistré sur la clé, l'électroaimant 50 attire la gachette 52 par l'intermédiaire du noyau plongeur 51 et permet le passage du doigt 31. Celui-ci par sa partie inférieure attire le pêne 4 et déverrouille la serrure, le pinne étant maintenu en position vérrouillée par le ressort 42.Dans le cas contraire la gachette 52 reste en position basse et le doigt 31 est bloqué par cette gachette, ce qui interdit le déverrouillage de la serrure. La gachette peut être guidée comme illustrée par la figure par des rails et prendre automatiquement la position basse par l'effet de la gravité. On comprend aisément que les forces nécessaires au retrait de la gachette sont réduites au minimum par les dispositions qui sont adoptées dans le cadre de l'exemple de réalisation de la figure 10, et le poids de la gachette et la force d'attraction pour son retrait pouvant être très faible. Le marteau 74 ainsi que la plaque en matériau isolant 70 peuvent être pourvu d'un profil arrondi à leurs extrémités de manière à rendre plus aisée l'introduction de la clé 1 entre ces deux pièces.

Dans ce qui précède, tous les codes proposés quelque soit l'effet physique mis en jeu pour l'enregistrement, sont des codes spatiaux, même si leur lecture est du type séquentiel. II est également possible d'incorporer dans une variante non représentée, un dispositif du type mémoire semiconductrice programmable dans l'épaisseur de la clé ou de la carte en faisant office. Pour ce faire, la clé comporte au moins un couple de contacts électriques nécessaire à l'alimentation de la mémoire serniconductrice et à sa programmation ainsi qu'à la restitution du code préalablement enregistré lors de l'introduction de la clé dans la serrure. Le dispositif permettant de programmer la mémoire peut être situé dans la serrure ou encore à un poste central.Dans le premier cas, on utilisera avantageusement un microprocesseur qui permet de programmer la mémoire et également de faire les comparaisons de codes nécessaires pour l'autorisation de déverrouillage de la serrure. Le code est alors enregistré dans une des mémoires ou registres dont est pourvu ce type de dispositif et peut être changé à volonté par le propriétaire de la clé.

Outre les codes binaires dont l'utilisation a été suggérée par la description du dispositif en relation avec les figures 1 à 10, d'autres types de codes tels que codes ternaires ou analogiques sont également utilisables.

Un exemple intéressant est celui d'un code binaire pondéré permettant une hiérarchie parmi les possesseurs de clé, le bit de poids le plus fort permettant par exemple, I'ouverture de toutes les serrures et les bits de poids plus faibles de serrures en nombre de plus en plus restreints. Cette procédure peut être utilisée dans les installations comportant des zones à niveaux d'habilitation différents.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande électromécanique d'une serrure interdisant l'accès de personnes non autorisées à un emplacement réservé comportant un organe électromécanique de verrouillage-déverrouillage (4, 5), le débloquage dudit organe étant initié sélectivement par l'introduction d'un organe de déclenchement (1) dans la serrure ; dispositif caractérisé en ce que la serrure et l'organe de déclenchement (1) sont associées respectivement des premier (67) et second (11) codes enregistrés, la serrure comportant en outre des circuits électroniques (60) de détection et de lecture du second code lors de l'introduction de l'organe de déclenchement et un circuit électronique de comparaison (66) des premier (67) et second (11) codes destiné à émettre un signal électrique d'autorisation lors d'une comparaison positive et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des circuits électroniques (6) et au déblocage sélectif de l'organe électromécanique de verrouillagedéverrouillage (4, 5) est fourni par la captation et la conversion en énergie électrique d'une énergie mécanique fournie à un élément actif (10) réalisé en matériau présentant des propriétés piézoélectriques.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actif (7) réalisé en matériau présentant des propriétés piézoélectriques est disposé à l'intérieur de la serrure, des moyens réalisant la captation (61, 62) et la conversion (C) en énergie électrique de l'énergie emmagasinée étant actionné lors de l'introduction de l'organe de déclenchement (1).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de déclenchement (1) est constitué par une carte en matériau polymère ayant au moins une phase polaire d'un format déterminé comportant au moins une zone (10) ayant été soumise à un traitement approprié pour lui faire acquérir des propriétés piézoélectriques, ce traitement comportant l'exposition du matériau polymère à un champ électrique continu orienté selon une direction orthogonale aux faces principales de la carte.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actif (10) présentant les propriétés piézoélectriques est porté par l'organe de déclenchement (1), des moyens réalisant la captation (61, 62) et la con

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens (61, 62) de captation et de conversion (C) de l'énergie emmagasinée comprennent des organes destinés à presser l'élément actif et à recueillir des charges électriques libérées par effet piézoélectrique, en mettant en contact les surfaces pressées de l'élément actif avec une paire d'électrodes conductrices (611, 612).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits organes comprennent au moins un rouleau presseur en matériau conducteur faisant office d'électrode.

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la serrure est en outre associée à un organe de commande (3) du type poignée de porte ou analogue, dispositif caractérisé en ce que les rouleaux presseurs (61, 62) sont entrainés par l'actionnement manuel de cet organe de commande de manière à fournir l'énergie mécanique nécessaire à la mise en rotation des rouleaux et en ce que l'organe de déclenchement (1) est entrainé à l'intérieur de la serrure par la rotation de ces rouleaux.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de captation et de conversion de l'énergie emmagasinée en énergie électrique comprennent un marteau (62) formant une première électrode destinée à frapper ledit élément actif (7) et faisant office de première électrode, une seconde électrode (61) étant disposée sur une face de l'élément actif opposée à la face frappée.

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la serrure comprend un orifice de profil déterminé (2) destiné à recevoir l'organe de déclenchement (1) et en ce que cet organe comporte au moins une région en surrépaisseur (10) formant détrompeur, L'organe de déclenchement de la région en surrépaisseur ayant un profil complémentaire au profil déterminé.

10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément portant le second code (11) est une région de l'organe de déclenchement comportant un matériau présentant des propriétés magnétiques dans lequel des variations de champs magnétiques réprésentant ledit second code ont été enregistrées et en ce que les circuits électroniques de détection et de lecture de ce code comportent au moins une tête de lecture magnétique (60) destinée à convertir lesdites variations de champs magnétiques en signaux lecture de ce code comportent au moins une tête de lecture magnétique (60) destinée à convertir lesdites variations de champs magnétiques en signaux électriques.

11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément portant le second code (11) est constitué de bossages et d'échancrures représentant ledit second code et actionnant sélectivement un jeu de contacts électriques (60), ces contacts constituant les circuits électroniques de détection et de lecture dudit second code.

12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que i'élément portant le second code (11) est constitué par un support adhésif (112) destiné à être collé sur l'organe de déclenchement (1) comportant un jeu de plages en matériau conducteur (110, 113) dont la disposition dans l'espace représente le second code, et en ce que les circuits électroniques de détection et de lecture de ce code comprennent un jeu de paires de conducteurs (60) mis en court-circuit par la présence desdites plages en matériau conducteur.

13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de déclenchement étant constitué par une carte (1) en matériau polymère ayant au moins une phase polaire et l'élément portant le second code (11) étant constitué par des régions déterminées (120-123) dudit matériau soumise à un traitement approprié pour leur faire acquérir des propriétés piézoélectriques, la répartition spatiale de ces régions est en relation biunivoque avec le second code, ce code se présentant sous la forme d'une combinaison d'états binaires pouvant prendre l'une des deux valeurs logiques "0" ou "1", et en ce que le traitement comporte l'exposition sélective du matériau constituant lesdites régions à un champ électrique continu orienté selon au moins une des deux directions orthogonales aux faces principales de ladite carte de façon à enregistrer ladite combinaison d'états binaires.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les directions de polarisation du champ électrique pouvant prendre l'une ou l'autre des deux directions orthogonales aux faces principales de la carte (1), les valeurs logiques "0" ou "1" sont représentées chacune par l'une de ces deux directions, et en ce que le code est du type n/m, dans lequel n est un nombre entier, m est un nombre entier plus grand que n, n étant en outre le nombre d'états représentés par la première direction de polarisation du charnp électrique et (n - m) celui des états représentés par la seconde direction de polarisation du champ électrique.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'été ment portant le second code (11) et l'élément (10) emmagasinant l'énergie convertie en énergie électrique sont confondus en un seul élément, l'énergie électrique étant fournie par la conversion de l'énergie emmagasinée par effet piézoélectrique dans toutes les régions soumises aux champs électriques continus selon l'une des deux directions de polarisation.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte une série de galets presseurs (61-62) en matériau conducteur faisant office d'un premier jeu d'électrodes et disposé dans l'espace selon ladite répartition des régions prédéterminées, exercant une pression sur ces régions, la carte (1) étant insérée entre ces galets presseurs et une plaque fixe (62') en matériau conducteur faisant office de seconde électrode.

17. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément portant le second code (11) comprend une mémoire programmable enregistrant une série d'impulsions binaires et transmettant en série ces impulsions aux circuits électroniques de détection et de lecture (60) lors de l'introduction de l'organe de déclenchement (1) dans la serrure et en ce que,

L'organe de déclenchement étant constitué par une carte en matériau polymère, la mémoire programmable est un module semi-conducteur disposé dans I'épaisseur du matériau polymère.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que L'organe de déclenchement est une clé (1) comportant une denture (100) de profil déterminé destinée à être introduite dans la serrure, celle-ci comportant une pièce métallique à profil complémentaire (200) et en ce que ladite clé (1) comporte en outre un élément portant le second code (11), ce code ne pouvant être lu et détecté que lorsque la concordance des deux profils déterminés et complémentaires est réalisée.

19. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que L'organe électromécanique de verrouillage-déverrouillage comprend un électroaimant (5) actionnant une gachette (52) permettant ledit déblocage sélectif, et en ce qu'il comprend des circuits permettant la conversion de l'énergie em magasinée en énergie électrique comportant un condensateur (C) de capacité électrique déterminée, destiné à emmagasiner ladite énergie électrique, ce condensateur (C) étant déchargé sélectivement dans l'électroaimant (5) pour commander le déblocage de l'organe électromécanique de verrouillagedéverrouillage lors de la concordance des premier et second codes.