Procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique et système de ventouse électromagnétique convenant à la mise en oeuvre dudit procédé

Abstract

 La présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système de ventouse destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre, ledit système comprenant une contreplaque (1) et une ventouse électromagnétique (2) intégrant un électroaimant (2') connecté à une alimentation délivrant une tension d'alimentation donnée et étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage de ladite ventouse (2) une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque (1).
Il consiste, à partir d'un système de ventouse électromagnétique adapté, à mettre ledit système dans deux modes de verrouillage, à savoir un mode travail et un mode veille où l'électroaimant exerce sur la contreplaque une force d'attraction et de retenue réduite permettant de réduire la consommation électrique lorsqu'aucune contrainte d'ouverture significative n'est exercée sur la porte ou la fenêtre.

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine des systèmes de verrouillage électrique, plus particulièrement destinés au verrouillage électrique des portes ou des fenêtres dans les bâtiments et a pour objet un procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique. Elle a également pour objet un système de ventouse électromagnétique convenant à la mise en oeuvre d'un tel procédé.

[0002] Dans le domaine du verrouillage électrique des portes ou des fenêtres on connaît la gâche électrique qui est une pièce femelle dont l'ouverture est commandée électriquement et reçoit une pièce mâle ou pêne pour former un obstacle mécanique susceptible de s'opposer à l'ouverture de la porte ou de la fenêtre.

[0003] Ce type de système de verrouillage pose plusieurs inconvénients. Tout d'abord, les contacts mécaniques des pièces mâle et femelle entre elles entraînent une usure des pièces préjudiciable au bon fonctionnement du système de verrouillage et à une fermeture efficace de la porte ou de la fenêtre. En outre, les gâches électriques nécessitent que l'installateur possède des qualifications à la fois en serrurerie et dans le domaine électrique ou électronique.

[0004] Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé de remplacer les gâches électriques par des systèmes de ventouse électromagnétique, dont l'installation et notamment le câblage sont plus simples que ceux des gâches électriques, tout en offrant une plus grande fiabilité du fait de l'absence de toute pièce en mouvement.

[0005] En outre, de part leur conception et leur fonctionnement, les systèmes de ventouse électromagnétique sont parfaitement adaptés pour équiper des portes de sécurité incendie telles que des portes coupe feu.

[0006] Un système de ventouse électromagnétique est usuellement constitué par une plaque métallique ou contreplaque, généralement solidaire de l'ouvrant de la porte ou de la fenêtre et par une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant, généralement solidaire du dormant, de sorte que à l'état de fermeture de la porte ou de la fenêtre, correspondant au mode de verrouillage dudit système, la contreplaque est appliquée et retenue contre l'électroaimant par attraction magnétique.

[0007] L'électroaimant comporte des moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation ou générateur électrique délivrant une tension d'alimentation continue provoquant l'apparition d'un champ magnétique et générant une force d'attraction et de retenue entre l'électroaimant et la contreplaque, ladite force étant une fonction monotone croissante du courant qui traverse l'électroaimant.

[0008] Par ailleurs, il est connu qu'un électroaimant et donc la ventouse électromagnétique intégrant ce dernier, est conçu(e) pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension spécifique communément appelée tension nominale. A cet effet, l'électroaimant est généralement connecté à une alimentation délivrant une tension d'alimentation continue égale à sa tension nominale. Ainsi lorsque l'électroaimant est traversé par un courant nominal à ladite tension nominale, en mode verrouillage du système de ventouse électromagnétique, l'électroaimant exerce une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque. L'ouverture de la porte est réalisée en coupant la tension d'alimentation de l'électroaimant, ce qui a pour effet de supprimer la force d'attraction et de retenue entre l'électroaimant et la contreplaque.

[0009] Les termes de courant, de tension et d'alimentation utilisés dans la présente demande font référence respectivement au courant électrique, à la tension électrique et à une alimentation électrique capable de fournir un courant électrique.

[0010] L'électroaimant qui comporte généralement deux bobines ou enroulements, mais qui peut comporter une unique bobine ou enroulement, est usuellement constitué autour d'un noyau magnétique allongé de section en « E » réalisé le plus souvent à partir d'un matériau magnétique à base de fer doux feuilleté ou d'un matériau magnétique plein et la contreplaque est généralement une contreplaque massive en fer doux.

[0011] La qualité et l'efficacité d'une ventouse électromagnétique dépendent du choix des matériaux et principalement des caractéristiques magnétiques du noyau, ainsi que du bon dimensionnement du ou des bobinages, dont dépend la tension nominale précitée de ladite ventouse. Ainsi, sous réserve du bon choix d'un noyau magnétique approprié, l'efficacité d'une ventouse électromagnétique, en termes de force d'attraction et de retenue, est conditionnée par la configuration de l'enroulement de l'électroaimant, indépendamment de la résistance de ce dernier.

[0012] Dans la pratique courante, les forces d'attraction et de retenue magnétiques entre la contreplaque et la ventouse sont de l'ordre de plusieurs centaines de daN et s'étagent généralement entre 150 et 600 daN environ.

[0013] Un système de ventouse électromagnétique est donc un système à sécurité passive en ce sens que si la tension d'alimentation est nulle, par exemple du fait d'une coupure accidentelle du réseau électrique ou d'une coupure provoquée par un dispositif d'alarme, ledit système de ventouse électromagnétique se déverrouille automatiquement, ce qui autorise l'ouverture de l'ouvrant concerné.

[0014] En corollaire, l'inconvénient est que, à l'état de verrouillage de la porte ou de la fenêtre, les ventouses électromagnétiques de tels systèmes sont activées électriquement de façon permanente, ce qui a pour effet d'entraîner des consommations de courant importantes qui vont à l'encontre des économies d'énergie recherchées actuellement.

[0015] D'autre part, les tensions d'alimentation prévues pour les ventouses électromagnétiques connues, qui relèvent des courants faibles, sont, selon les cas pratiques et les réglementations en vigueur, de l'ordre de 12 V ou de 24 V, voire, pour certains pays comme la France, de 48 V. Pour ce faire, ces ventouses électromagnétiques comportent généralement deux enroulements, qui selon qu'ils sont connectés respectivement en parallèle ou en série s'adaptent respectivement à la tension d'alimentation de 12 V ou à celle de 24 V ou respectivement à la tension d'alimentation de 24 V ou à celle 48 V.

[0016] Pour adapter de telles ventouses électromagnétiques en fonction de la tension d'alimentation, il est connu d'utiliser des cavaliers qui permettent à l'installateur de configurer manuellement, en série ou en parallèle, les enroulements correspondants en fonction de la tension d'alimentation, mais lesdits cavaliers présentent l'inconvénient d'être fréquemment perdus ou cassés, difficiles à manipuler et de donner lieu à des erreurs humaines.

[0017] Par ailleurs, la règlementation actuelle impose la puissance maximale qu'une ventouse électromagnétique, commandée directement par une centrale d'alarme incendie, peut prélever sur cette liaison de commande. Or, la puissance totale nécessaire au bon fonctionnement de la ventouse excède fréquemment cette puissance maximale règlementaire, en sorte que la ventouse ne bénéficie pas de toute la puissance nécessaire à son bon fonctionnement. Pour résoudre ce problème, il a été proposé de rajouter un dispositif extérieur à la ventouse ayant pour fonction de dissocier la liaison de commande de celle de l'alimentation, mais un tel dispositif supplémentaire vient grever d'autant le coût de l'installation.

[0018] Le document US 2010/325967 a pour objet une serrure électromagnétique comprenant un électroaimant, alimenté en énergie par une batterie, montée sur un élément de fermeture mobile tel qu'un battant de porte et une contreplaque fixée sur le battant, ainsi qu'un contrôleur permettant de contrôler le régime de l'électroaimant et comprenant un microcontrôleur qui contrôle la puissance fournie par l'électroaimant via un ensemble de régulation de la tension d'alimentation comprenant une ou plusieurs alimentations régulées et deux lignes d'alimentation séparées qui alimentent chacune une bobine propre ou une bobine commune de l'électroaimant.

[0019] Toutefois, une telle serrure décrite dans ce document US 2010/325967 nécessite de nombreux éléments électriques et magnétiques dont les interactions sont critiques quant à la fragilité globale du système et dont l'accumulation conditionne défavorablement le coût économique de mise en oeuvre. En outre, l'ensemble de régulation utilisé dans une telle serrure a inévitablement, du fait du nombre d'éléments et des deux lignes d'alimentations, pour effet de grever significativement le bilan énergétique global du système et plus particulièrement son rendement. Par ailleurs, avec ce type de serrure la vitesse de variation du champ magnétique est trop lente pour répondre à une sollicitation brutale ou brusque tel qu'un choc sur la porte verrouillée entraînant inévitablement son ouverture avant que le régime de l'électroaimant ne soit suffisant pour produire une force magnétique de retenue permettant de retenir, lors de la contrainte, la contreplaque solidaire du battant contre l'électroaimant.

[0020] La présente invention a pour but de pallier au moins un de ces inconvénients en proposant un procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique permettant de réduire notablement sa consommation électrique lorsque ledit système est en mode verrouillage et son coût de fabrication, ce sans perdre l'efficacité du verrouillage de la ventouse lorsqu'une contrainte d'ouverture significative est exercée sur la porte ou sur la fenêtre concernée, que ce soit une sollicitation instantanée, notamment brutale ou brusque, ou une sollicitation progressive, et tout en limitant le nombre d'organe mis en oeuvre.

[0021] A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système comprenant une contreplaque et une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque.

[0022] Un tel procédé se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste, à partir d'un système de ventouse électromagnétique adapté, en mode verrouillage :

• à commander électroniquement l'électroaimant pour mettre le système dans l'un des deux modes de verrouillage suivants :
  • un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant est commandé de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal provoquant une force d'attraction et de retenue nominale ou sensiblement nominale, ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue intermédiaire inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, pour mettre ledit système en mode travail intermédiaire,
  • un deuxième mode de verrouillage ou mode veille, permettant de réduire la consommation électrique dudit système, où l'électroaimant est commandé de manière à établir dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue nominale ou, le cas échéant, à la force d'attraction et de retenue intermédiaire,
• à assujettir la commande de l'électroaimant soit à la détection, commandant le mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, d'une contrainte d'ouverture de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son ouverture, soit à un signal de commande provenant de l'intérieur ou de l'extérieur dudit système,

et en ce qu'il consiste :

• à commander l'électroaimant en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et de réduction de consommation, de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de fréquence variable ou non,
• à commander l'électroaimant pour réaliser les passages du mode veille au mode travail ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et à attribuer, d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,
• à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue.

[0023] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.

[0024] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler ledit rapport cyclique à ladite valeur prédéterminée choisie.

[0025] Dans une première forme de réalisation de la commande des passages du mode veille au mode travail ou réciproquement, le procédé selon la présente invention peut consister à régler de manière discrète le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour déclencher :

• instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail, lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une contrainte d'ouverture seuil basse inférieure à la contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en travail intermédiaire,
• le passage du mode travail en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse,

[0026] Dans ce dernier cas, la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant la contrainte d'ouverture seuil basse, peut être prévue de sorte à être préférentiellement inférieure à la force d'attraction et de retenue réduite.

[0027] De préférence, dans cette première forme de réalisation, le procédé, selon la présente invention, peut consister, en mode verrouillage, à commander électroniquement l'électroaimant pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération où l'électroaimant peut être commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant temporairement la valeur du rapport cyclique k au-delà de la valeur du rapport cyclique commandant la mise dudit système dans le mode travail et afin d'augmenter la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue nominale F.

[0028] Ainsi, dans ce mode de réalisation préférentiel, la présente invention peut prévoir, pour augmenter substantiellement la valeur du rapport cyclique k que celui-ci soit égal à deux fois le rapport cyclique k en mode travail.

[0029] Un tel mode accélération assurant la transition du mode veille au mode travail, pour lequel le courant électrique moyen dans l'électroaimant est alors augmenté temporairement au-delà du courant commandant le mode travail permet d'améliorer considérablement la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue de la ventouse électromagnétique 2 et plus particulièrement lorsqu'a lieu une détection d'une contrainte d'ouverture, notamment brusque et soudaine. Ainsi, grâce au mode accélération le système selon la présente invention est capable de réagir encore plus rapidement et de ne pas être « pris de vitesse » notamment dans le cas d'un choc brutal et soudain sur la porte ou la fenêtre équipée du système.

[0030] Par ailleurs, on notera également que dans cette première forme de réalisation, si le passage du mode veille au mode travail peut être préférentiellement très rapide, c'est-à-dire instantané ou quasi instantané, le passage du mode travail au mode veille n'est pas nécessairement critique du point de vue de la rapidité ou de l'instantanéité. Toutefois, la présente invention peut néanmoins prévoir que le passage du mode travail en mode veille soit également commandé instantanément ou quasi instantanément.

[0031] Dans une deuxième forme de réalisation de la commande des passages du mode veille au mode travail ou réciproquement, le procédé selon la présente invention peut consister à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation en faisant varier ce dernier de manière continue pour réaliser progressivement :

• le passage du mode veille en mode travail en fonction de l'accroissement progressif de la contrainte d'ouverture détectée,
• le passage du mode travail en mode veille en fonction de la diminution progressive de la contrainte d'ouverture détectée.

[0032] Le procédé selon la présente invention a donc pour but de commander le système de ventouse électromagnétique dans trois états de fonctionnement, le cas échéant quatre états, à savoir un mode de déverrouillage classique et deux modes de verrouillage (veille et travail), le cas échéant trois modes de verrouillage (veille, travail et accélération). Ces différents modes de verrouillage permettent, grâce à l'existence du mode veille, où la force d'attraction et de retenue est réduite, de réduire notablement la consommation en courant électrique de la ventouse. Ceci contrairement aux ventouses actuelles qui ne peuvent être commandées que dans deux états de fonctionnement, ou au prix de nombreux éléments grevant le coût de fonctionnement et la compacité du système, à savoir un mode de déverrouillage classique et un unique mode de verrouillage, correspondant au mode travail selon la présente invention, ce qu'une contrainte d'ouverture soit appliquée ou non sur la porte ou la fenêtre concernée, dans le mode verrouillage, et plus particulièrement sur l'ouvrant de ces dernières.

[0033] Un tel procédé, selon la présente invention, permet une réduction accrue de la consommation globale de la ventouse électromagnétique, à travers ses cycles de fonctionnement et en fonction des forces de retenue qu'elle aura à fournir.

[0034] De préférence, la détection de la contrainte d'ouverture peut être réalisée en détectant un déplacement d'au moins un élément dudit système et plus particulièrement un déplacement de l'électroaimant.

[0035] En outre, la détection de la contrainte d'ouverture peut être réalisée par la mesure d'une variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant, sous l'effet de la contrainte d'ouverture.

[0036] D'autre part, dans le cas où la présente invention prévoit de faire passer progressivement ledit système du mode veille au mode travail en faisant varier progressivement le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, le procédé selon la présente invention peut prévoir d'asservir la variation du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation à un signal fréquentiel dont la fréquence est une fonction continue croissante de la contrainte d'ouverture.

[0037] La réduction de la consommation de la ventouse selon la présente invention est donc obtenue en faisant varier le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation et plus particulièrement en diminuant ledit rapport cyclique par rapport à la valeur qui lui est donné en mode travail, ce de manière à réduire le courant moyen dans l'électroaimant, pour une tension d'alimentation donnée et adaptée.

[0038] Le procédé selon la présente invention permet donc, à volonté, à tension d'alimentation constante, de réduire le courant moyen dans l'électroaimant en réduisant la valeur du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation.

[0039] De ce fait, le procédé de commande selon la présente invention permet de réaliser un découpage du courant électrique directement aux bornes de l'électroaimant en conservant la tension d'alimentation.

[0040] Dans une caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention, celui-ci peut consister en outre :

• à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation connectée à ladite ventouse,
• à commander l'électroaimant en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et d'adaptation de tension, de fréquence variable ou non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension,
• à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et, d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle au courant nominal, à établir dans l'électroaimant,
• à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de manière discrète ou, éventuellement continue,
  ce en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension d'alimentation de l'alimentation à laquelle il est connecté.

[0041] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement l'équation de proportionnalité correspondante, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.

[0042] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité correspondante, pour une valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler ledit rapport cyclique à ladite valeur prédéterminée choisie.

[0043] D'autre part, dans une forme préférentielle de la caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention, celui-ci peut être prévu pour permettre une adaptation automatique et électronique dudit système à deux tensions d'alimentation continues, le cas échéant trois tensions d'alimentation continues, délivrées respectivement par trois alimentations distinctes à savoir, d'une part, une première tension d'alimentation V1, de préférence égale à la tension nominale de ladite ventouse électromagnétique, et, d'autre part, une deuxième tension d'alimentation V2 supérieure à ladite première tension d'alimentation V1, le cas échéant une troisième tension d'alimentation V3 supérieure à ladite deuxième tension d'alimentation V2.

[0044] Dans ce dernier cas le procédé selon la présente invention peut consister à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, pour adapter ledit système à l'une ou l'autre desdites tensions d'alimentation V1, V2, V3, en attribuant audit rapport cyclique une première valeur k1 ou valeur haute, lorsque ledit système est connecté à la première alimentation et une deuxième valeur k2, inférieure à ladite première valeur k1, lorsque ledit système est connecté à la deuxième alimentation, le cas échéant, une troisième valeur k3, inférieure à la deuxième valeur k2, lorsque ledit système est connecté à la troisième alimentation.

[0045] La présente invention a également pour objet un système de ventouse électromagnétique, plus particulièrement pour le verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, ledit système comprenant une contreplaque et une ventouse électromagnétique intégrant un électroaimant muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage dudit système, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à ladite tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque.

[0046] Un tel système se caractérise essentiellement en ce que la ventouse électromagnétique intègre des moyens de traitement et de commande électroniques et des moyens de détection de contrainte d'ouverture, reliés auxdits moyens de traitement et de commande, permettant de détecter et de mesurer la contrainte d'ouverture telle que définie dans le procédé selon la présente invention, en ce que, éventuellement, il comprend ou est associé à des moyens d'émission du signal de commande tel que défini dans ledit procédé et en ce que lesdits moyens de traitement et de commande sont aptes :

• à commander l'électroaimant pour mettre ledit système dans l'un des deux modes de verrouillage, le cas échéant trois modes de verrouillage, à savoir le mode veille ou le mode travail ou, le cas échéant le mode accélération, tels que définis dans ledit procédé,
• à permettre l'assujettissement, tel que défini dans ledit procédé, de la commande de l'électroaimant.

[0047] Conformément à la présente invention, les moyens de traitement et de commande sont aptes à générer le signal de commutation et de réduction de consommation tel que défini dans le procédé selon la présente invention et à commander l'électroaimant en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation dudit signal conformément audit procédé.

[0048] Ainsi, grâce au procédé selon la présente invention et au système permettant sa mise en oeuvre la tension d'alimentation est directement découpée, sans l'intermédiaire de régulateurs de tension, comme c'est le cas, par exemple, pour un dispositif tel que celui décrit dans le document US 2010/325967 de l'art antérieur précité, ce qui assure un rendement énergétique maximal. En outre, un tel système permet de répondre à une sollicitation brutale de la ventouse correspondant par exemple à un choc sur la porte verrouillée et à une augmentation progressive de la poussée sur la porte.

[0049] Dans une caractéristique additionnelle du système selon la présente invention, la ventouse électromagnétique peut intégrer en outre, des moyens de détection de tension permettant au système de détecter et de mesurer la tension d'alimentation de l'alimentation connectée à ce dernier et les moyens de traitement et de commande électroniques peuvent être aptes en outre, d'une part, à générer le signal de commutation et d'adaptation de tension tel que défini dans la caractéristique additionnelle du procédé selon la présente invention et à comparer la tension d'alimentation détectée avec la tension de référence définie dans ladite caractéristique additionnelle et, d'autre part, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension conformément à ladite caractéristique additionnelle et à sa forme préférentielle.

[0050] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :

• la figure 1 montre une vue en coupe transversale schématique d'une ventouse électromagnétique d'un système de ventouse électromagnétique selon la présente invention,
• la figure 2 montre un schéma bloc du système de ventouse électromagnétique selon la présente invention, avec les unités fonctionnelles permettant au système d'être mis en mode veille ou en mode travail en vue de réduire sa consommation électrique,
• la figure 3 montre un schéma-bloc du système de ventouse électromagnétique avec les unités fonctionnelles permettant en outre au système de ventouse électromagnétique de s'adapter automatiquement et électroniquement à la tension d'alimentation,
• la figure 4 montre le circuit de traitement et de commande intégré dans la ventouse du système représenté sur la figure 1 ainsi que les moyens de détection de tension,
• la figure 5 montre un graphique représentant le fonctionnement du système par deux graphiques temporels, l'un concernant la détection d'une contrainte d'ouverture et l'autre concernant le niveau du rapport cyclique en fonction de ladite contrainte.

[0051] Les figures montrent un système de ventouse électromagnétique, selon la présente invention, destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention et comprenant une contreplaque 1 et une ventouse électromagnétique 2 intégrant un électroaimant 2' muni de moyens de raccordement, non représentés, permettant sa connexion électrique à une alimentation 3 délivrant une tension d'alimentation donnée, ledit électroaimant 2' étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction et de retenue F nominale sur la contreplaque 1.

[0052] Le système selon la présente invention sera dénommé par la suite le système.

[0053] La ventouse électromagnétique 2 d'un tel système intègre des moyens de détection de contrainte d'ouverture 10, 11, reliés électriquement aux moyens de traitement et de commande 5, 6, permettant de détecter et de mesurer une contrainte d'ouverture de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son ouverture et les moyens de traitement et de commande 5, 6 sont aptes :

• à commander électroniquement l'électroaimant 2' pour mettre le système dans l'un des deux modes de verrouillage suivants :
  • un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant 2' est commandé de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal provoquant une force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue F intermédiaire inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale ou sensiblement nominale, pour mettre le système en mode travail intermédiaire,
  • un deuxième mode de verrouillage ou mode veille où l'électroaimant 2' est commandé de manière à établir dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue F réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue F nominale ou, le cas échéant, inférieure à la force d'attraction et de retenue F intermédiaire
• à assujettir la commande de l'électroaimant 2' soit à la détection, commandant le mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, de la contrainte d'ouverture, soit, éventuellement, à un signal de commande.

[0054] La détection ou la non détection de la contrainte d'ouverture est réalisée grâce aux moyens de détection de contrainte d'ouverture 10, 11.

[0055] On entendra par sollicitation significative de l'ouverture de la porte ou de la fenêtre concernée une contrainte due à une force extérieure forçant l'ouverture de la porte ou de la fenêtre, non représentés, plus particulièrement l'ouvrant de cette dernière. Une force extérieure forçant l'ouverture de la porte ou de la fenêtre sera comprise, notamment, comme une force susceptible de séparer la contreplaque 1 de l'électroaimant 2' avec lequel elle est en contact en mode verrouillage du système.

[0056] On comprendra qu'en dehors du mode veille, le système pourra être mis de façon classique en mode de déverrouillage où l'électroaimant 2' ne sera pas alimenté en courant de sorte à supprimer la force d'attraction et de retenue F magnétique générée par ce dernier et à autoriser l'ouverture de la porte ou de la fenêtre.

[0057] De préférence, lorsque le système est associé à des moyens d'émission du signal de commande situés à l'extérieur dudit système, lesdits moyens d'émission peuvent être intégrés, par exemple, dans une centrale de contrôle d'accès. Lorsque le système comprend de tels moyens d'émission situés à l'intérieur de ce dernier, lesdits moyens d'émission peuvent être intégrés, par exemple, dans une unité de commande et d'émission intégrée dans la ventouse électromagnétique 2. Le signal de commande peut avoir pour effet de commander le passage du système de ventouse électromagnétique 2 dans le mode veille, durant une certaine période de la journée où la porte ou la fenêtre ne risque pas de subir de contrainte d'ouverture susceptible d'entraîner leur ouverture, notamment de façon forcée. Le signal de commande peut prendre, par exemple, un état logique « 0 » ou « 1 » pour commander le passage en mode veille ou en mode travail.

[0058] Conformément à la présente invention, les moyens de traitement et de commande 5, 6 sont aptes :

• à commander l'électroaimant 2' en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et de réduction de consommation S (figure 2), de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de fréquence variable ou non,
• à commander l'électroaimant 2' pour réaliser les passages du mode veille au mode travail ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant 2' et à attribuer, d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant 2' en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,
• à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue.

[0059] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.

[0060] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées dudit rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre 1 selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler le rapport cyclique k à ladite valeur prédéterminée choisie.

[0061] Les valeurs prédéterminées précitées peuvent être stockées dans des moyens de stockage électroniques du type comprenant une ou plusieurs mémoire(s) électronique(s) pouvant être intégrée(s) dans les moyens de traitement et de commande 5, 6.

[0062] Plus particulièrement, dans une première forme de réalisation, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' en réglant de manière discrète le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour déclencher

• instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail, lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une contrainte d'ouverture seuil basse, inférieure à ladite contrainte d'ouverture seuil haute, pour la mise en travail intermédiaire,
• le passage du mode travail, maximal ou intermédiaire, en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse.

[0063] Toujours dans cette première forme de réalisation du système, la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil peut être de préférence inférieure à la force d'attraction et de retenue F réduite.

[0064] Toujours dans cette première forme de réalisation les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération où l'électroaimant 2' est commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant temporairement la valeur du rapport cyclique (k) au-delà de la valeur du rapport cyclique (k) commandant la mise dudit système dans le mode travail et afin d'accroître la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue nominale (F).

[0065] Plus particulièrement, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être prévus pour pouvoir augmenter substantiellement la valeur du rapport cyclique k, par exemple de sorte que celui-ci soit égal à deux fois le rapport cyclique k en mode travail, ce en vue du passage instantané du mode veille au mode accélération, préalablement au passage en mode travail.

[0066] Un tel mode accélération, assurant temporairement la transition du mode veille au mode travail, pour lequel le courant électrique moyen dans l'électroaimant 2' est alors augmenté temporairement au-delà du courant commandant le mode travail, permet d'améliorer considérablement la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue F de la ventouse électromagnétique 2. Le mode accélération peut être prévu préférentiellement dans le cas où le système comprend des moyens de détection de contrainte d'ouverture, notamment de détection d'une contrainte d'ouverture brusque et soudaine. La commande en mode accélération permet ainsi au système d'être capable de réagir encore plus rapidement et de ne pas être « pris de vitesse » notamment dans le cas d'un choc brusque, brutale et/ou soudain sur la porte ou la fenêtre équipée du système qui ne laisserait pas le temps au système de passer en mode travail entraînant alors l'ouverture de la porte ou de la fenêtre (figure 5).

[0067] Bien entendu, comme on peut le voir également sur la figure 5, le passage en mode accélération peut également avoir lieu dans le cas d'une contrainte progressive telle qu'une poussée ou une traction progressive sur la porte ou la fenêtre en vue de réaliser son ouverture, ce afin de répondre aux réalités pratiques du terrain.

[0068] Dans une deuxième forme de réalisation du système selon la présente invention, les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à commander l'électroaimant 2' en faisant varier, de manière continue, le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour réaliser progressivement :

• le passage du mode veille en mode travail, maximal ou intermédiaire, ce en fonction de l'accroissement progressif de la contrainte d'ouverture détectée,
• le passage du mode travail, maximal ou intermédiaire, en mode veille, ce en fonction de la diminution progressive de la contrainte d'ouverture détectée.

[0069] Dans un mode de réalisation préférentiel des moyens de détection de contrainte 10, 11, ceux-ci peuvent consister en un capteur capacitif 10, 11 intégré dans ledit système et les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent être aptes à mesurer la variation de capacité électrique dudit capteur et à commander l'électroaimant 2' en fonction de ladite mesure, ladite variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant 2', due à la contrainte d'ouverture.

[0070] Par ailleurs, la présente invention peut prévoir d'associer le capteur capacitif 10, 11 à un oscillateur, non représenté, apte à générer un signal fréquentiel logique carré ou rectangulaire traité, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation au signal fréquentiel. Ce dernier peut être traité par les moyens de traitement et de commande 5, 6 en vue de commander l'électroaimant 2' en faisant varier de manière continue ledit rapport cyclique pour mettre progressivement le système dans le mode travail ou veille en fonction de l'accroissement ou de la diminution de la contrainte d'ouverture.

[0071] Par ailleurs, la présente invention peut prévoir d'associer le capteur capacitif 10, 11 à un oscillateur, non représenté, apte à générer un signal fréquentiel logique carré ou rectangulaire traité, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation au signal fréquentiel. Ce dernier peut être traité par les moyens de traitement et de commande 5, 6 en vue de commander l'électroaimant 2' en faisant varier de manière continue ledit rapport cyclique pour mettre progressivement le système dans le mode travail ou veille en fonction de l'accroissement ou de la diminution de la contrainte d'ouverture.

[0072] De préférence, l'oscillateur électronique peut être réalisé à partir d'un circuit intégré multivibrateur astable du type NE555 ou autre circuit capable de fournir un signal logique carré ou rectangulaire dont la fréquence dépend de la capacité du condensateur de mesure.

[0073] La période, et donc la fréquence, dudit signal logique généré par l'oscillateur électronique peut alors être évaluée par les moyens de traitement et de commande par comptage des périodes d'horloge entre deux fronts montants, le nombre de périodes d'horloge ainsi compté étant représentatif de la valeur de la capacité du condensateur de mesure et donc de ladite contrainte d'ouverture.

[0074] Dans une autre variante de la mesure de la variation de capacité du capteur capacitif, celle-ci peut être confiée directement aux moyens de traitement et de commande, par exemple en évaluant la durée de charge de ce dernier lorsqu'il est soumis à un courant de charge constant ou simplement connu.

[0075] De préférence, le capteur capacitif peut comprendre un condensateur muni essentiellement de deux armatures 10 et 11 séparées par un entrefer 13, à savoir une première armature 10 solidaire du support 12 sur lequel est fixé l'électroaimant 2' et une seconde armature 11 solidaire de ce dernier. En outre, l'électroaimant 2' peut être fixé sur son support 12 par l'intermédiaire de moyens de liaison 14 associés à des moyens élastiques de rappel 15 autorisant un déplacement de l'électroaimant 2', depuis une position d'équilibre, sous l'effet d'une contrainte d'ouverture exerçant une traction sur ledit électroaimant 2', avec rappel élastique dudit électroaimant 2' vers sa position d'équilibre lors de la disparition de ladite contrainte, ledit déplacement ayant alors pour effet de modifier l'entrefer 13 entre lesdites armatures 10 et 11 et, partant, sa capacité (figure 1).

[0076] Le support 12 peut présenter une forme de boîtier comprenant une paroi interne ou fond 12' s'étendant sensiblement perpendiculairement à la force de traction susceptible d'être exercée sur l'électroaimant 2' et la première armature 10 peut être fixée sur ledit fond 12', en regard de l'électroaimant 2' tandis que la seconde armature 11 peut être fixée sur une face de l'électroaimant 2' ou face de fixation, en regard de la première armature 10.

[0077] L'électroaimant 2' peut être fixé sur le fond 12' du support 12 en forme de boîtier par l'intermédiaire d'au moins une vis 14 traversant librement le fond 12' et, le cas échéant, la première armature 10, en venant se visser dans la face de fixation de l'électroaimant 2'. En outre, la tête 14' de la ou de chaque vis 14 peut être mobile axialement dans un logement 16 pratiqué ledit fond 12' de sorte à permettre le déplacement de l'électroaimant 2' et son écartement dudit fond 12' lorsqu'une contrainte d'ouverture s'exerce sur ce dernier. Par ailleurs, le ou chaque logement 16 peut comporter une face de butée 16' limitant la course de la tête 14' de la vis 14 correspondante et donc le déplacement en traction de l'électroaimant 2' sous l'effet d'une contrainte d'ouverture. Par ailleurs, la ou chaque vis 14 peut comporter un organe élastique 15 permettant de rappeler élastiquement, lors de la disparition de la contrainte d'ouverture, l'électroaimant 2' vers sa position d'équilibre.

[0078] Le ou chaque organe élastique 15 peut être une rondelle élastique pouvant être prévue pour entourer le corps de la vis 14 correspondante entre sa tête 14' et la face de butée 16' correspondante du support 12 en forme de boîtier.

[0079] Dans une caractéristique additionnelle du système selon la présente invention la ventouse électromagnétique 2 peut intégrer en outre des moyens de détection de tension 4 permettant de détecter la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée à ladite ventouse et les moyens de traitement et de commande électroniques 5, 6 sont aptes en outre :

• à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée audit système,
• à commander l'électroaimant 2' en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et d'adaptation de tension S' (figure 3), de fréquence variable ou non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension,
• à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et de d'adaptation de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant et, d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle au courant nominal, à établir dans l'électroaimant,
• à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de manière discrète ou, éventuellement continue.

[0080] Ceci en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension d'alimentation de l'alimentation à laquelle il est connecté.

[0081] Le réglage de manière continue peut consister en une variation progressive du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur vérifiant sensiblement ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I en fonction du mode veille ou du mode travail.

[0082] Le réglage de manière discrète peut consister à choisir parmi un ensemble de valeurs prédéterminées du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, la valeur prédéterminée vérifiant ladite équation de proportionnalité, pour une valeur prédéterminée du paramètre I selon le mode veille ou le mode travail à commander, et, d'autre part, à régler le rapport cyclique k à ladite valeur prédéterminée choisie.

[0083] Les valeurs prédéterminées précitées peuvent être stockées dans des moyens de stockage électroniques du type comprenant une ou plusieurs mémoire(s) électronique(s) pouvant être intégrée(s) dans les moyens de traitement et de commande 5, 6.

[0084] On rappellera que l'enroulement d'un électroaimant 2' peut être modélisé par une résistance R en série sur une inductance L et que si l'on appelle V(t) la tension appliqué à l'électroaimant 2', sous entendu sa bobine ou enroulement ou son équivalent électrique constitué par au moins deux bobines ou enroulements, et I(t) le courant qui la traverse, l'équation différentielle qui relie la tension V(t) au courant I(t) s'écrit :V(t) = RI(t) + LdI(t)/dt où dI(t) est la dérivée du courant I(t) par rapport au temps .

[0085] On ne tiendra pas compte de l'éventuelle capacité parasite dont les effets aux fréquences qui nous occupent sont négligeables.

[0086] On rappellera également que la variation dans le temps du courant en réponse à un créneau de tension est décrite par une fonction exponentielle décroissante ΔI=I_o(1-e^-t/τ) et que la constante de temps de la bobine τ=L/R varie selon les ventouses électromagnétiques existants sur le marché, mais reste de l'ordre de quelques micro secondes.

[0087] Enfin on notera que le courant moyen qui traverse l'électroaimant 2' et qui provoque l'effet d'attraction magnétique et de retenue de la contreplaque 1 par l'électroaimant 2' est constitué d'une composante active correspondant à l'énergie réellement fournie par l'alimentation 3 et d'une composante réactive correspondant à l'énergie électromagnétique stockée et échangée alternativement entre l'électroaimant 2' et les moyens de traitement et de commande 5, 6. Un tel courant moyen I_m est proportionnel à la tension d'alimentation selon l'équation suivante I_m = kV/R où R est la résistance morte de l'électroaimant 2', k est le rapport cyclique et V la tension d'alimentation. L'alimentation 3 ne voit donc que la composante active de ce courant qui est donc, surtout pour les valeurs intermédiaires du rapport cyclique k, inférieur au courant total.

[0088] Selon la présente invention, les fréquences de découpage du signal de commutation (S) peuvent, par exemple, être de l'ordre de 15 kHz, et donc de période T = 67us. On notera que la constante de temps τ de la bobine est donc beaucoup plus grande que la durée T d'une alternance complète de découpage telle que définie préférentiellement selon la présente invention. Les variations relatives possibles du courant sont donc très faibles, par exemple, inférieures à environ 2%, et il est ainsi possible en première approximation de considérer que les variations de courant dans des intervalles de temps de l'ordre de la période de découpage sont de la forme ΔI=I_o t/τ. Comme t/τ est toujours petit, il est possible de considérer que le courant est sensiblement constant.

[0089] Dans un mode de réalisation préférentiel des moyens de traitement et de commande électroniques 5, 6, ceux-ci peuvent comprendre essentiellement un circuit électronique de traitement et de commande 5 connecté à l'alimentation 3. Ce dernier est adapté notamment pour traiter l'ensemble des informations provenant des moyens respectivement de détection de tension 4 et, le cas échéant, de détection de contrainte d'ouverture 10, 11 et pour générer, en fonction desdites informations, le signal de commutation et de réduction de consommation S et/ou, le cas échéant, le signal de commutation et d'adaptation de tension S' en vue de la commande de l'électroaimant 2'. Les moyens de traitement et de commande 5, 6 peuvent également comprendre un interrupteur de commande 6 électronique pouvant être apte à être commandé en ouverture ou en fermeture par ledit signal S ou S' de sorte à commuter directement et périodiquement aux bornes de l'électroaimant 2' la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation 3 connectée à la ventouse électromagnétique 2 (figure 4).

[0090] De préférence, le circuit électronique de traitement et de commande 5 peut consister en un microcontrôleur 5 alimenté par une tension propre au moyen d'un régulateur de tension 7, intégré ou non dans ledit microcontrôleur 5, connecté à l'alimentation 3 de la ventouse. En outre, l'interrupteur 6 peut consister en un transistor de commutation, par exemple un transistor de type MOSFET canal n ou canal p à enrichissement. Un tel transistor peut être intercalé, par exemple dans le cas d'un transistor canal n, entre le pôle négatif de l'alimentation 3 et le pôle négatif de l'électroaimant 2' ou, le cas échéant, par exemple dans le cas d'un transistor canal p, entre le pôle positif de l'alimentation 3 et le pôle positif l'électroaimant 2'.

[0091] On notera que, le cas échéant, le moyen de stockage des valeurs prédéterminées du rapport cyclique correspondant, peut être intégré dans le circuit électronique de traitement et de commande 5 des moyens de traitement et de commande 5, 6 et plus particulièrement dans le microcontrôleur 5.

[0092] Les moyens de détection de tension 4 peuvent consister essentiellement en un pont diviseur, de préférence associé à un condensateur de filtrage 8 et à une diode Zener 9, ladite diode 9 étant destinée à protéger, le cas échéant, le microcontrôleur d'éventuels dépassements de tension au delà de sa tension maximale.

[0093] Ainsi les deux fonctions, de réduction de la consommation électrique du système et, le cas échéant, d'adaptation de ce dernier à au moins une tension d'alimentation, peuvent faire appel au même principe de commande de l'état de l'électroaimant 2' par variation des rapports cycliques correspondants et l'intégration des moyens permettant la mise en oeuvre de ces deux fonctions dans la ventouse électromagnétique 2 permet d'obtenir un système très compact du point de vue des circuits électroniques.

[0094] Si l'on retient les deux tensions d'alimentation nominales de 12 V et de 24 V, un tel système selon la présente invention, adapté pour assurer les deux fonctions respectivement de réduction de la consommation électrique et, le cas échéant, d'adaptation de tension, peut prendre alors quatre états distincts, déterminés par la combinaison de deux paramètres qui sont :

• le mode de fonctionnement du système (mode veille ou mode travail,
• la tension d'alimentation (12 V ou 24V) de l'alimentation 3 connectée audit système et plus particulièrement à l'électroaimant 2' de la ventouse électromagnétique 2.

[0095] Il résulte de ces paramètres, dans l'exemple particulier d'une adaptation du système selon la présente invention à deux tensions d'alimentation (12 V et 24 V), quatre valeurs possibles du rapport cyclique correspondant commandant la commutation de l'électroaimant 2' comportant un ou plusieurs enroulements. Ainsi, la présente invention peut prévoir, par exemple, préférentiellement, les valeurs suivantes du rapport cyclique pour chaque mode de fonctionnement du système et pour chaque tension d'alimentation précités :

• mode travail, 12 V k = 1
• mode travail, 24 V k < 1, par exemple k = 0,5
• mode veille, 12 V k < 1, par exemple k = 0, 35
• mode veille, 24 V k < 0, 5 (mode travail, 24 V), par exemple k = 0,2.

[0096] Les valeurs numériques du rapport cyclique correspondant sont données uniquement à titre indicatif, mais doivent être ajustées en fonction de la courbe de réponse de la force de d'attraction et de retenue F en fonction du courant moyen traversant l'électroaimant 2' qui n'est pas linéaire du fait de l'effet de saturation par les courants forts.

[0097] Les moyens de détection de tension 4, les moyens de traitement et de commande 5, 6 et le cas échéant les moyens de détection d'une contrainte d'ouverture 10, 11 peuvent être alimentés électriquement de préférence par l'alimentation 3 connectée à la ventouse électromagnétique 2.

[0098] Par ailleurs, la présente invention peut prévoir que l'électroaimant 2 comporte un moyen de raccordement de commande 17, distincts des moyens de raccordement assurant sa connexion électrique à une alimentation 3. Le moyen de raccordement 17 permet de relier électriquement l'électroaimant 2' à une centrale incendie, non représentée, qui active ou désactive l'électroaimant 2, quelque soit l'état de l'alimentation 3 à laquelle il est connecté. En outre la présente invention peut prévoir que la déconnexion dudit moyen de raccordement 17 désactive l'électroaimant 2', quelle que soit l'état de ladite alimentation 3. Une telle possibilité permet une commande indépendante du système de ventouse électromagnétique 2, selon la présente invention, par une centrale incendie, à faible puissance, et dissociée de l'alimentation 3 connectée à ce dernier, qui peut alors rester permanente.

[0099] La mise en oeuvre électronique d'une telle commande par une centrale incendie peut être basée sur la commande électronique des transistors de commutation ou ballast, non représentés, qui se trouvent, de manière connue, en série sur la ou les enroulements de l'électroaimant 2'. La commande, de manière prioritaire, bloque lesdits transistors, interrompant ainsi le courant dans l'électroaimant 2'.

[0100] Ainsi grâce au système selon la présente invention ne nécessite pas plus d'une ligne d'alimentation, provenant directement de l'alimentation continue avec réglage du rapport cyclique k au moyen des moyens de traitement et de commande 5, 6, pour commander l'électroaimant 2' selon le procédé de la présente invention, c'est-à-dire pour commander au moins une bobine, préférentiellement une bobine unique, de l'électroaimant 2'. La tension d'alimentation est ainsi directement découpée, sans l'intermédiaire de régulateurs de tension comme c'est le cas pour des systèmes de l'art antérieur tel que celui faisant l'objet du document US 2010/325967. Le nombre d'organes ou d'éléments constitutifs nécessaire du système selon la présente invention est donc très réduit et garantit une grande compacité et une grande simplicité du système ainsi qu'une fiabilité accrue et un coût modeste.

[0101] La tension d'alimentation continue fournie par la source d'énergie extérieure activant la ventouse est utilisée telle qu'elle, de préférence dans une plage de tension pouvant aller, par exemple, de l'ordre de 10V à 30V, voire davantage et avec un tel procédé et un tel système convenant à sa mise oeuvre, le rendement est proche de 100% car la seule consommation énergétique, qui ne soit pas celle de la ou des bobines de l'électroaimant 2', est due à la partie électronique de commande et plus particulièrement, dans le mode de réalisation préférentiel, au circuit électronique de commande bâti autour du microcontrôleur et du transistor de commutation, de préférence de type MOSFET, fonctionnant en interrupteur.

[0102] Enfin les moyens de détection de contrainte d'ouverture mis en oeuvre dans le système selon la présente invention, et plus particulièrement le capteur de contrainte capacitif dont les armatures du condensateur dudit capteur sont directement solidaires respectivement de la partie fixe (berceau de la ventouse fixé à son substrat) et de la partie mobile (circuit magnétique en contact avec la contreplaque), garantissent une conversion immédiate ou instantanée de la contrainte d'ouverture détectée et appliquée plus particulièrement en variation de capacité électrique dudit capteur. En outre, un tel capteur capacitif est lu directement par les moyens de traitement et de commande et plus particulièrement par le microntrôleur, ce sans intermédiaire.

[0103] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Revendications

1. Procédé de commande d'un système de ventouse électromagnétique destiné plus particulièrement au verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre, ledit système comprenant une contreplaque (1) et une ventouse électromagnétique (2) intégrant un électroaimant (2') muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation (3) délivrant une tension d'alimentation de valeur donnée, ledit électroaimant (2') étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à la tension nominale, une force d'attraction et de retenue (F) nominale sur la contreplaque (1), procédé caractérisé en ce qu'il consiste, à partir d'un système de ventouse électromagnétique adapté, en mode verrouillage :

- à commander électroniquement l'électroaimant (2') pour mettre le système dans l'un des deux modes de verrouillage suivants :

. un premier mode de verrouillage ou mode travail où l'électroaimant (2') est commandé de manière à établir dans ce dernier soit un courant nominal ou sensiblement nominal provoquant une force d'attraction et de retenue (F) nominale ou sensiblement nominale, ce pour mettre ledit système en mode travail maximal soit, éventuellement, un courant intermédiaire provoquant une force d'attraction et de retenue (F) intermédiaire inférieure à la force d'attraction et de retenue (F) nominale ou sensiblement nominale, pour mettre ledit système en mode travail intermédiaire,

. un deuxième mode de verrouillage ou mode veille, permettant de réduire la consommation électrique dudit système, où l'électroaimant (2') est commandé de manière à établir dans ce dernier un courant réduit provoquant une force d'attraction et de retenue (F) réduite inférieure à la force d'attraction et de retenue (F) nominale ou, le cas échéant, à la force d'attraction et de retenue (F) intermédiaire,

- à assujettir la commande de l'électroaimant (2') soit à la détection, commandant le mode travail, ou à la non détection, commandant le mode veille, d'une contrainte d'ouverture de la porte ou de la fenêtre correspondant à une sollicitation significative de son ouverture, soit à un signal de commande provenant de l'intérieur ou de l'extérieur dudit système,

et en ce qu'il consiste :

- à commander l'électroaimant (2') en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et de réduction de consommation (S), de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation, et de fréquence variable ou non,

- à commander l'électroaimant (2') pour réaliser les passages du mode veille au mode travail ou réciproquement en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant (2') et à attribuer, d'une part, au paramètre V la valeur de la tension d'alimentation et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant à établir dans l'électroaimant (2') en fonction du mode veille ou du mode travail à commander,

- à régler le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue.

2. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à régler de manière discrète le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation pour déclencher :

- instantanément ou quasi instantanément, le passage du mode veille au mode travail, lorsque la contrainte d'ouverture détectée est supérieure ou égale à une contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en mode travail maximal, le cas échéant à une contrainte d'ouverture seuil basse inférieure à ladite contrainte d'ouverture seuil haute pour la mise en travail intermédiaire,

- le passage du mode travail en mode veille, lorsque la contrainte d'ouverture n'est plus détectée, c'est-à-dire lorsqu'elle est inférieure ou égale à la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant à la contrainte d'ouverture seuil basse,
et en ce que la force représentative de la contrainte d'ouverture seuil haute, le cas échéant la contrainte d'ouverture intermédiaire, est inférieure à la force d'attraction et de retenue réduite.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste, en mode verrouillage, à commander électroniquement l'électroaimant (2') pour mettre le système dans un troisième mode de verrouillage ou mode accélération où l'électroaimant (2') est commandé de manière à établir temporairement dans ce dernier un courant de valeur supérieure à celle du courant nominal, ce en augmentant temporairement la valeur du rapport cyclique (k) au-delà de la valeur du rapport cyclique (k) commandant la mise dudit système dans le mode travail et afin d'accroître la vitesse de montée de la force d'attraction et de retenue nominale (F).

4. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à régler, de manière continue, le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation en faisant varier ce dernier de manière continue pour réaliser progressivement :

- le passage du mode veille en mode travail en fonction de l'accroissement progressif de la contrainte d'ouverture détectée,

- le passage du mode travail en mode veille en fonction de la diminution progressive de la contrainte d'ouverture détectée.

5. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la détection de la contrainte d'ouverture est réalisée en détectant un déplacement d'une partie dudit système et plus particulièrement un déplacement de l'électroaimant (2').

6. Procédé, selon la revendication 5, caractérisé en ce que la détection de la contrainte d'ouverture est réalisée par la mesure d'une variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant (2').

7. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 5 à 6 prises chacune en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à asservir la variation du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation à un signal fréquentiel, dont la fréquence est une fonction continue croissante de ladite contrainte d'ouverture.

8. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste en outre :

- à détecter et à mesurer la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation (3) connectée à ladite ventouse (2),

- à commander l'électroaimant (2') en commutant périodiquement la tension d'alimentation aux bornes de ce dernier, ce à partir d'un signal périodique carré ou rectangulaire ou signal de commutation et d'adaptation de tension (S'), de fréquence variable ou non et de rapport cyclique variable ou rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension,

- à comparer la tension d'alimentation avec une tension de référence, de préférence égale à la tension nominale, et, à défaut d'égalité entre lesdites tensions d'alimentation détectée et de référence, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de sorte que celui-ci vérifie l'équation de proportionnalité suivante : V * k = RI où le paramètre k est ledit rapport cyclique, avec 0 <= k <= 1, et le paramètre R la valeur de la résistance électrique globale ou moyenne de l'électroaimant (2') et, d'une part, à attribuer au paramètre V la tension d'alimentation détectée et mesurée et, d'autre part, au paramètre I une valeur prédéterminée du courant, proportionnelle au courant nominal, à établir dans l'électroaimant (2'),

- à effectuer le réglage du rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension de manière discrète ou, éventuellement, de manière continue,
ce en vue d'adapter automatiquement et électroniquement ledit système à la tension d'alimentation de l'alimentation (3) à laquelle il est connecté.

9. Procédé, selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il permet une adaptation automatique et électronique dudit système à deux tensions d'alimentation continues, le cas échéant trois tensions d'alimentation continues, délivrées respectivement par trois alimentations distinctes à savoir, d'une part, une première tension d'alimentation V1, de préférence égale à la tension nominale de ladite ventouse électromagnétique, et, d'autre part, une deuxième tension d'alimentation V2 supérieure à ladite première tension d'alimentation V1, le cas échéant une troisième tension d'alimentation V3 supérieure à ladite deuxième tension d'alimentation V2
et en ce qu'il consiste à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension, pour adapter ledit système à l'une ou l'autre desdites tensions d'alimentation V1, V2, V3, en attribuant audit rapport cyclique une première valeur k1 ou valeur haute, lorsque ledit système est connecté à la première alimentation et une deuxième valeur k2, inférieure à ladite première valeur k1, lorsque ledit système est connecté à la deuxième alimentation, le cas échéant, une troisième valeur k3, inférieure à la deuxième valeur k2, lorsque ledit système est connecté à la troisième alimentation.

10. Système de ventouse électromagnétique, plus particulièrement pour le verrouillage d'une porte ou d'une fenêtre dans un bâtiment, ledit système comprenant une contreplaque (1) et une ventouse électromagnétique (2) intégrant un électroaimant (2') muni de moyens de raccordement permettant sa connexion électrique à une alimentation (3) délivrant une tension d'alimentation, ledit électroaimant (2') étant conçu pour fonctionner de façon efficace, optimale ou maximale sous une tension nominale en exerçant, en mode verrouillage dudit système, lorsqu'il est traversé par un courant nominal à ladite tension nominale, une force d'attraction et de retenue nominale sur la contreplaque (1),
système caractérisé en ce que :

- la ventouse électromagnétique (2) intègre des moyens de traitement et de commande (5, 6) électroniques et des moyens de détection de contrainte d'ouverture (10, 11), reliés auxdits moyens de traitement et de commande (5, 6), permettant de détecter et de mesurer la contrainte d'ouverture telle que définie dans la revendication 1,

- lesdits moyens de traitement et de commande sont aptes, d'une part, à générer le signal de commutation et de réduction de consommation (S) défini dans la revendication 1 et à commander l'électroaimant (2'), pour mettre ledit système dans l'un des deux modes de verrouillage, le cas échéant trois modes de verrouillage, à savoir le mode veille ou le mode travail ou, le cas échéant le mode accélération, tels que définis dans la revendication 1 ou, le cas échéant, dans la revendication 3, en réglant le rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation dudit signal conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et, d'autre part, à permettre l'assujettissement de la commande de l'électroaimant (2') tel que défini dans la revendication 1,

et en ce que, éventuellement, ledit système comprend ou est associé à des moyens d'émission du signal de commande tel que défini dans la revendication 1.

11. Système, selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de détection de contrainte d'ouverture (10, 11) consistent en un moyen de détection du déplacement d'au moins un élément du système provoqué par la contrainte d'ouverture et plus particulièrement du déplacement de l'électroaimant (2'), tel que définis dans l'une quelconque des revendications 4 à 5, ledit électroaimant (2') étant fixé sur la porte ou la fenêtre par l'intermédiaire d'un support (12) de fixation.

12. Système, selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de détection de contrainte (10, 11) consistent en un capteur capacitif (10, 11) permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 6 et étant intégré dans ledit système et en ce que les moyens de traitement et de commande (5, 6) sont aptes à mesurer la variation de capacité électrique dudit capteur et à commander l'électroaimant (2') en fonction de ladite mesure, ladite variation de capacité électrique dépendant du déplacement de la partie concernée dudit système, plus particulièrement de l'électroaimant (2'), due à la contrainte d'ouverture.

13. Système, selon la revendication 12, caractérisé en ce que le capteur capacitif (10, 11) est associé à un oscillateur apte à générer le signal fréquentiel, tel que défini dans la revendication 7, sous une forme logique, carrée ou rectangulaire, dont la fréquence diminue continument lorsque la contrainte d'ouverture s'accroît, ce de sorte à asservir la variation progressive du rapport cyclique de commutation et de réduction de consommation audit signal fréquentiel.

14. Système, selon l'une quelconque des revendications 12 à 13, caractérisé en ce que le capteur capacitif comprend un condensateur muni essentiellement de deux armatures (10) et (11) séparées par un entrefer (13), à savoir une première armature (10) solidaire du support (12) sur lequel est fixé l'électroaimant (2') et une seconde armature (11) solidaire de ce dernier et en ce que l'électroaimant (2') est fixée sur son support (12) par l'intermédiaire de moyens de liaisons (14) associés à des moyens élastiques de rappel (15) autorisant un déplacement de l'électroaimant (2'), depuis une position d'équilibre, sous l'effet d'une contrainte d'ouverture exerçant une traction sur ledit électroaimant (2'), avec rappel élastique dudit électroaimant (2') vers sa position d'équilibre lors de la disparition de ladite contrainte, ledit déplacement ayant alors pour effet de modifier l'entrefer (13) entre lesdites armatures (10) et (11) et, partant, sa capacité.

15. Système, selon la revendication 14, caractérisé en ce que le support (12) présente une forme de boîtier comprenant une paroi interne ou fond (12') s'étendant sensiblement perpendiculairement à la force de traction susceptible d'être exercée sur l'électroaimant (2') et en ce que la première armature (10) est fixée sur ledit fond (12'), en regard de l'électroaimant (2') et la seconde armature (11) est fixée sur une face de l'électroaimant (2') ou face de fixation, en regard de la première armature (10).

16. Système, selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'électroaimant (2') est fixé sur le fond (12') du support (12) en forme de boîtier par l'intermédiaire d'au moins une vis (14) traversant librement ledit fond (12') et, le cas échéant, la première armature (10), en venant se visser dans la face de fixation de l'électroaimant (2') et en ce que la tête (14') de la ou de chaque vis (14) est mobile axialement dans un logement (16) pratiqué ledit fond (12') de sorte à permettre le déplacement de l'électroaimant (2') et son écartement dudit fond (12') lorsqu'une contrainte d'ouverture s'exerce sur ce dernier, le ou chaque logement (16) comportant une face de butée (16') limitant la course de la tête (14') de la vis (14) correspondante et en ce que la ou chaque vis (14) comporte un organe élastique (15) permettant de rappeler élastiquement, lors de la disparition de la contrainte d'ouverture, l'électroaimant (2') vers sa position d'équilibre.

17. Système, selon la revendication 16, caractérisé en ce que le ou chaque organe élastique (15) est une rondelle élastique entourant le corps de la vis (14) correspondante entre sa tête (14') et la face de butée (16') correspondante du support (2) en forme de boîtier.

18. Système, selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que la ventouse électromagnétique (2) intègre en outre des moyens de détection de tension (4) permettant de détecter et de mesurer la tension d'alimentation de l'alimentation (3) connectée audit système et en ce que les moyens de traitement et de commande électroniques (5, 6) sont aptes en outre, d'une part, à générer le signal de commutation et d'adaptation de tension (S') tel que défini dans la revendication 8 et à comparer la tension d'alimentation détectée avec la tension de référence définie dans la revendication 8 et, d'autre part, à régler le rapport cyclique de commutation et d'adaptation de tension conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 8.

19. Système, selon l'une quelconque des revendications 10 à 18, caractérisé en ce que les moyens de traitement et de commande (5, 6) comprennent essentiellement, d'une part, un circuit électronique (5) connecté à l'alimentation (3) et étant adapté pour générer le signal de commutation et de réduction de consommation (S) et/ou, le cas échéant, le signal de commutation et d'adaptation de tension (S') et, d'autre part, un interrupteur de commande (6) électronique apte à être commandé en ouverture ou en fermeture par ledit signal (S) ou (S') de sorte à commuter directement et périodiquement aux bornes de l'électroaimant (2') la tension d'alimentation délivrée par l'alimentation (3) connectée à la ventouse.

20. Système, selon la revendication 19 caractérisé en ce que le circuit électronique (5) consiste en un microcontrôleur (5) alimenté par une tension propre au moyen d'un régulateur de tension (7), intégré ou non dans ledit microcontrôleur (5), connecté à l'alimentation (3) de la ventouse électromagnétique (2) et en ce que l'interrupteur de commande (6) consiste en un transistor de commutation, par exemple un transistor de type MOSFET canal n ou canal p à enrichissement, ledit transistor étant intercalé, par exemple dans le cas d'un transistor canal n, entre le pôle négatif de l'alimentation (3) et le pôle négatif de l'électroaimant (2') ou, le cas échéant, par exemple dans le cas d'un transistor canal p, entre le pôle positif de l'alimentation (3) et le pôle positif l'électroaimant (2').

21. Système, selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que les moyens de détection de tension (4) consistent essentiellement en un pont diviseur, de préférence associé à un condensateur de filtrage (4') et à une diode Zener (4"), ladite diode étant destinée à protéger, le cas échéant, le microcontrôleur (5) d'éventuels dépassements de tension au delà de sa tension de fonctionnement maximale.

Dessins