Mécanisme de ferme-porte

Abstract

 Ce mécanisme de ferme-porte comporte un boîtier ( 10) et un arbre (16) qui le traverse axialement, ces deux éléments pouvant tourner l'un par rapport à l'autre. Un rotor cylindrique (20) délimite à l'intérieur du boîtier une chambre annulaire (26) qui est remplie d'un fluide d'amortissement tandis qu'un embrayage unidirectionnel est monté entre ce rotor et l'arbre. L'embrayage glisse pour permettre la libre rotation relative du rotor et du boîtier lorsque la porte s'ouvre mais les rend solidaires en rotation lorsque la porte se ferme, deux joints hélicoïdaux (24, 25) montés aux extrémités de la chambre refoulant alors le fluide d'amortissement vers la partie centrale de cette dernière.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un mécanisme de ferme-porte destiné à assurer une fermeture réglée et automatique des portes.

[0002] D'une façon générale, il existe deux types de mécanismes de ferme-porte déjà connus, un type utilisant un piston qui se déplace dans une chambre remplie d'huile et l'autre type utilisant un élément intérieur qui tourne dans une cuvette remplie d'une gomme visqueuse. Le premier type de ferme-porte exige des tolérances serrées et il est donc coûteux. Toutefois, il peut être réglable et permettre l'ajustement de la vitesse de fermeture. Le deuxième type de ferme-porte est moins coûteux mais n'est généralement pas réglable et il agit même pendant l'ouverture de la porte; il s'oppose ainsi au libre mouvement de cette dernière.

[0003] Le but de l'invention est de réaliser un mécanisme de fermeture de porte utilisant un amortissement rotatif qui n'entre en jeu que dans le sens de la fermeture de la porte et qui en outre soit réglable.

[0004] Cette invention, a en effet pour objet un mécanisme de ferme-porte comprenant un boîtier traversé axialement par un arbre, ces deux éléments pouvant tourner l'un par rapport à l'autre, et étant destinés à être accouplés l'un à la porte par l'intermédiaire d'une tringlerie articulée, et l'autre au battant de la porte,et un rotor cylindrique délimitant à l'intérieur du boîtier, une chambre annulaire qui est remplie d'un fluide d'amortissement du déplacement de la porte, qui comporte en outre,entre l'arbre et le _cy_li_ndreun embrayage qui patine pour permettre leur rotation relative lorsque la porte s'ouvre, mais les rend solidaires en rotation lorsque l'arbre tourne dans le sens de la fermeture de la porte, et, aux extrémités de la chambre d'amortissement,deux joints héli- coidaux en sens inverse qui refoulent le fluide d'amortissement vers la partie centrale de la chambre lors de la rotation du cylindre.

[0005] De préférence, les joints d'étanchéité hélicoïdaux sont constitués par des filets hélicoïdaux formés sur la surface externe du cylindre, soit en prise directe avec la face interne non filetée du boîtier, soit en prise avec des bagues de portée logées dans des évidements prévus dans la face interne du boîtier. Les deux filetages respectivement à droite et à gauche,sont tels que, pendant la fermeture de la porte, ils refoulent le fluide d'amortissement dans l'espace annulaire qui les séparent de sorte que ce fluide freine de plus en plus le déplacement du cylindre et de l'arbre jusqu'à la fermeture complète de la porte. Un fluide d'amortissement approprié est une gomme visqueuse.

[0006] Selon un mode de réalisation préféré un ressort de torsion est monté entre 1'arbre et le boîtier de façon à être enroulé lors de l'ouverture de la porte et à commander la fermeture automatique en se déroulant.

[0007] Une forme préférée d'embrayage est un embrayage à ressort enroulé, qui comprend un ressort hélicoïdal qui a une extrémité ancrée à l'arbre, de sorte que la rotation de l'arbre dans le sens correspondant à l'ouverture de la porte tend à le contracter et que l'arbre peut tourner indépendamment du cylindre, tandis que, la rotation de l'arbre dans le sens opposé, pendant le mouvement de fermeture de la porte, tend à le. dérouler, en l'amenant à attaquer le cylindre pour faire tourner ce dernier avec l'arbre.

[0008] D'autres types d'embrayage unidirectionnel peuvent bien entendu être utilisés.

[0009] Des formes de réalisation pratiques du mécanisme de ferme-porte selon l'invention seront à présent décrites à titre d'exemple, en regard des dessins annexés sur lesquels :

la Fig. 1 montre une coupe axiale d'un mécanisme selon l'invention;

la Fig. 2 est une vue de dessus schématique du ferme-porte dans son ensemble;

la Fig. 3 est une vue en coupe axiale d'une variante de réalisation du mécanisme de ferme-porte;

la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3;

la Fig. 5 est une vue partielle, également en coupe,d'une autre variante de réalisation du mécanisme;

la Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5.

[0010] Le ferme-porte représenté comprend un boîtier 10 muni de deux flasques d'extrémité respéctivement 12 et 14 qui comportent des paliers pour un arbre rotatif 16. Dans le boîtier 10 est également logé un rotor cylindrique 20 qui dans le mode de réalisation de la Fig. 1, tourillonne sur des bagues de portée 22 logées dans des évidements de la face interne du boîtier. Le cylindre 20 comporte en fait des filetages hélicoïdaux 24 et 25 à pas inverses qui sont en contact chacun avec l'une de ces bagues 22. Ainsi les filetages 24 et 25 ferment les deux extrémités_'d'une chambre annulaire 26 formée entre le cylindre et le boîtier et remplie d'un fluide d'amortissement constitué par une gomme visqueuse. Un orifice 27 percé dans chaque flasque 12, 14 et fermé par un bouchon amovible 28 permet le remplissage ou la vidange de la chambre 26.

[0011] Dans le cylindre 20, (Fig. 1) est monté un ressort 30 dont une extrémité 31 est ancrée à l'arbre 16, par l'intermédiaire d'une plaque d'entraînement 18, et dont les spires sont normalement appliquées par expansion contre la face interne du cylindre 20. Toutefois, lorsque l'arbre 16 tourne dans le sens de l'enroulement du ressort 30, les spires de celui-ci s'écartent progressivement du cylindre 20 et supprime la liaison d'entraînement entre les deux organes qui deviennent indépendants en rotation. Le ressort 30 constitue ainsi un embrayage unidirectionel à ressort enroulé.

[0012] Dans le boîtier 10 est également logé du côté opposé de la plaque d'entraînement 18, un ressort de torsion 32, ancré extérieurement sur le flasque d'extrémité 12 et intérieurement sur l'arbre rotatif 16, qui tend à rappeler automatiquement cet arbre 16 vers la position de fermeture de la porte.

[0013] La référence 34 désigne un élément de portée pour la plaque d'entraînement 18 et la référence 36 désigne une bague d'arrêt élastique (circlip).

[0014] Le ferme-porte est monté pour être utilisé avec son axe vertical ; l'une ou l'autre des extrémités peut être l'extrémité supérieure et l'un quelconque des deux éléments, l'arbre 16 et le boîtier 10,peut être fixe. L'autre élément est relié à la porte (ou à la structure d'encadrement) par l'intermédiaire d'un accouplement articulé. Pour simplifier on supposera dans ce qui suit que le boîtier 10 est fixé sur la-porte tandis que l'arbre 16 est relié par une tringlerie articulée 38,40 au dormant de la porte.

[0015] Toutefois, le ferme-porte est toujours monté de manière à obtenir une ouverture libre, et une fermeture automatique commandée. De cette façon, lorsqu'on ouvre la porte, il se produit une rotation relative entre le boîtier 10 et l'arbre 16, ce qui enroule le ressortde torsion 32. En même temps, le ressort d'embrayage 30 est enroulé par l'action de la plaque d'entraînement 18 pour prendre un plus faible diamètre, son contact avec le cylindre se réduit de telle sorte que ce dernier n'est pas entraîné en rotation. L'ouverture de la porte ne produit aucun effet dans la chambre d'amortissement 26.

[0016] Lors de la fermeture commandée, le ressort de torsion 32 se déroule en entraînant l'arbre 16. Le ressort d'embrayage 30 tend alors à se détendre et à attaquer le cylindre 20, de sorte que ce dernier est rendu solidaire en rotation de cet arbre et tourne par rapport au boîtier 10. Le fluide d'amortissement contenu dans la chambre annulaire 26 est alors refoulé parles filetages hélicoïdaux de pas inverse 24, 25 vers la partie centrale, dépourvue de filetage, de cette chambre. Le reflux du fluide visqueux freine la rotation du cylindre 20 et par suite de l'arbre 16 et ainsi ralenti le mouvement de fermeture de la porte. L'action du ressort de rappel 32 est ainsi efficacement amortie.

[0017] En outre, une étanchéité complète de la chambre 26 est assurée puisque les fuites de liquide visqueux sont empêchées par les filetages. Après la fermeture de la porte c'est-à-dire au repos, le fluide tend à se répéndre dans la totalité de la chambre et à remplir les filets 24 et 25 au moins en partie. La quantité de gomme utilisée est de préférence choisie de telle sorte que ce remplissage ne puisse être complet. Cette quantité peut d'ailleurs être modifiée par introduction ou extraction de gomme par les orifices 27 munis du bouchon vissé 28. Un ajustement de la force d'amortissement peut ainsi être obtenu, Avec une quantité de gomme telle qu'une plus grande proportion de spires ou de spires des filets hélicoïdaux est remplie de gomme, on obtient un effet d'amortissement très important.

[0018] .Un amortissement complémentaire peut également être obtenu en formant une ou plusieurs nervures longitudinales sur le cylindre 20, dans sa partie médiane, comme représenté en 42 sur la Fig. 3.

[0019] Bien entendu, le ressort hélicoïdal d'embrayage 30 peut être remplacé par un autre système d'embrayage pourvu qu'il assure l'entraînement du cylindre 20 dans le seul sens de la fermeture de la porte. Les Fig. 3 à 6 montrent des variantes de réalisation de cet embrayage.

[0020] Le mécanisme représenté sur les Fig. 3 et 4, comporte un boîtier 10 dont l'un des flasques 12 est d'une seule pièce avec la paroi latérale_/le flasque 14 servant de couvercle à l'ensemble. A l'intérieur de ce boîtier, les filetages 24 et 25 du cylindre 20 sont directement en contact avec la surface interne du boîtier, sans l'intermédiaire d'aucune bague.

[0021] Sur ces figures l'embrayage comporte deux ma- choires 44, 46 (Fig.4), extérieurement circulairesmais intérieurement profilées,maintenues axialement entre deux disques de retenue respectivement 48 et 50. Une came 52 en prise avec le profilé interne de ces deux mâchoires est rendue solidaire en rotation de l'arbre 16 grâce à une clavette diamètrale 54 formée sur cet arbre à la jonction entre le corps de celui-ci et la partie de plus petit diamètre 17 qui traverse le palier 55 du flasque 14. La came 52 est également en prise avec deux doigts radiaux diamétralement opposés 56, 57 qui sont coincés à leur extrémité opposée à la came entre les mâchoires 44 et 46. La.came 52 est symétrique par rapport à son centre et comporte de chaque côté un évidement 58 bordé par deux épaulements ou dents 60, 61. L'une des dents appui contre le doigt 56 ou 57, tandis que l'autre est en prise avec le bord 62 d'un décrochement 64 de la mâchoire correspondante, dans la position de repos ou de fermeture de la porte.

[0022] Lors de la rotation de la came 52, c'est-à-dire de l'arbre 16 dans le sens de l'ouverture de la porte, indiqué par la flèche f sur la Fig.4, les dents 61 poussent les bords 62 et entraînent les mâchoires 44 et 46 ainsi que les doigts 56 et 57, une légère inclinaison des bords 62 et des dents 61 assurant une retenue efficace des mâchoires. Dans cette position les mâchoires ne sont pas en contact avec le cylindre 20 (Fig. 3) qui n'est pas entraîné.

[0023] Par contre, lorsque sous l'action du ressort 32, l'arbre 16 tourne dans le sens de la fermeture, les dents 61 qui quittentles bords 62 pour se déplacer librement entre les mâchoires. Les dents 60 repoussent les doigts 56 et les obligent à basculer entre les extrémités des mâchoires. Or chaque doigt est en appui à son extrémité en 64 sur une mâchoire et latéralement sur une surface de portée 65 de l'autre. Son basculement écarte les mâchoires et les applique contre le cylindre 20 qui est ainsi entraîné en rotation. De la même manière que précédemment le fluide visqueux est refoulé vers la partie centrale de la chambre 26 et amortit le déplacement.

[0024] Selon une autre variante représenté sur les Fig. 5 et 6, l'embrayage comporte un disque supérieur 70 qui est solidaire de l'arbre en rotation grâce à deux encoches 71, et un disque inférieur libre en rotation.72, mais suceptible d'être rendu solidaire du premier grâce à une patte 74 de ce dernier qui traverse une lumière 75 ménagée à sa périphérie. Le disque supérieur 70 porte deux galets diamétralement opposés 76 qui coopèrent avec des cliquets 78 articulés en 79 sur le disque inférieur 72.

[0025] Comme le montre la Fig. 6 les cliquets 78 sont repoussés vers l'extérieur, et contre les galets 76, par un ressort 80 formé de préférence par un fil recourbé. Dans cette position les-cliquets 78 dépassent au-delà du disque 70 ou 72 et viennent en butée contre des taquets 82 en saillie à l'intérieur du cylindre 20.

[0026] Lorsque l'arbre est entraîné dans le sens de l'ouverture de la porte c'est-à-dire dans le sens de la flèche de la Fig. 6, les cliquets 78 sont repoussés par les taquets 82, contre l'action du ressort 80 et se dégagent vers l'intérieur des galets 76. Ceux-ci viennent appuyés sur des rampes inclinées 83 des cliquets et les maintiennent dans une position escamotée. Pendant ce temps la patte 74 s'est déplacée dans la lumière 75 et en venant en butée contre son extrémité à rendu le disque 72 solidaire du disque 70. L'ensemble tourne en même temps que l'arbre 16 mais sans entrer en contact avec le liquide 20 qui reste immobile.

[0027] Lors de la fermeture de la porte, la rotation en sens inverse de l'arbre 16, ramène les galets 76 dans l'encoche des cliquets 76 et les extrémités de ces cliquets sont à nouveau en saillie. Elles entrent alors en contact avec les taquets 82 par leur face opposée au galet de sorte qu'elles entraînent ces taquets et le cylindre 20 qui tourne en même temps que l'arbre 16.

[0028] Dans une autre modification, une extrémité de l'arbre rotatif porte un tube d'entraînement qui peut tourner dans des paliers situés dans le cylindre, dans le sens de l'ouverture de la porte, et l'embrayage à ressort enroulé est logé au centre du ferme-porte, le ressort de torsion s'étendant à travers le ressort d'embrayage, à partir d'un flasque d'extrémité situé à une extrémité du boîtier pour se loger dans le tube d'entraînement, au-delà de l'autre extrémité du boîtier.

[0029] Il convient également de noter que, le mécanisme décrit dans le présent mémoire est appelé un mécanisme de ferme-porte, parce que ceci constitue sa principale application, mais qu'il peut également être utilisé pour des applications telles que la fermeture de portes d'armoires, de couvercles de boîtes, de hayons de véhicules, de volets roulants, de dispositifs de rappel d'écrans de projection et, d'une façon générale, pour toutes les applications analogues dans lesquelles un mouvement de fermeture ou un mouvement de retour doit s'effectuer d'une façon automatique et maîtrisée.

[0030] Finalement, dans une variante dans laquelle le ressort de torsion formant ressort de rappel est supprimé, le mécanisme peut être utilisé pour établir un accouplement entre deux arbres afin d'éliminer ou de réduire la transmission des vibrations. Le ressort enroulé permet dans ce cas de séparer facilement les deux arbres en leur imposant une rotation inverse.

[0031] Eventuellement un joint d'étanchéité peut être monté autour du cylindre à chacune de ses extrémités mais normalement ceci n'est pas nécessaire.

Revendications

1. Mécanisme de ferme-porte comprenant un boîtier(10)traversé axialement par un arbre(16),ces deux éléments pouvant tourner l'un par rapport à l'autre et étant destinés à être accouplés l'un à la porte par l'intermédiaire d'une tringlerie articulée, et l'autre au battant de la porte, et un rotor cylindrique(20)délimitant à l'intérieur du boîtier, une chambre annulaire (26) qui est remplie d'un fluide d'amortissement du déplacement de la porte caractérisé en ce qu'il comporte en outre entre l'arbre et le cylindre un embrayage unidirectionnel qui patine pour permettre leur rotation relative lorsque la porte s'ouvre, mais les rend solidaires en rotation lorsque l'arbre(16) tourne dans le sens de la fermeture de la porte, et aux extrémités de la chambre d'amortissement, deux joints hélicoïdaux (24, 25) en sens inverse qui refoulent le fluide d'amortissement vers la partie centrale de la chambre (26) lors de-la rotation du cylindre.

2. Mécanisme de ferme-porte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les joints d'étanchéité hélicoïdaux (24, 25) sont constitués par des filets hélicoïdaux de pas inverse formés sur la surface du cylindre (20) et en prise avec le boîtier (10).

3. Mécanisme suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de torsion (32) monté entre l'arbre (16) et le boîtier (10); qui est enroulé par la rotation de l'arbre dans le sens de l'ouverture de la porte et commande la fermeture de la porte en se déroulant.

4. Mécanisme suivant l'une des revendications 1 à 3, caractériséen ce que le boîtier (10) comporte des orifices (27) d'introduction et/ou d'extraction du fluide de la chambre (26).

5. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage unidirectionnel comporte un ressort hélicoïdal (30) enroulé à l'intérieur du cylindre et fixé à l'arbre à une extrémité (31) qui s'écarte pour entrer en contact avec le cylindre (20) lors de la fermeture de la porte.

6. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage comporte deux mâchoires (44,46) associées à des doigts radiaux (56,57) d'écartement dé ces mâchoires jusqu'au contact avec le cylindre (20) et des moyens

(52) solidaires de l'arbre,qui provoquent le basculement d'écartement des doigts sous l'effet de la rotation de l'arbre dans le sens de la fermeture.

7. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage comporte deux cliquets pivotants (78) solidaires de l'arbre en rotation, qui sont rappelés élastiquement contre des galets de verrouillage (76) et en saillie vers l'extérieur pour venir en prise avec le cylindre (20) lors de la rotation de la fermeture de la porte mais sont escamotés vers l'intérieur et éloignés du cylindre par des taquets (82) lors de la rotation d'ouverture de la porte.

8. Mécanisme suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le cylindre (20) comporte dans sa face centrale au moins une.nervure longitudinale (42).

9. Mécanisme suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le boîtier (10) comporte au moins un oriifce (27) de remplissage ou de vidange de la chambre annulaire d'amortissement (26).

Dessins