<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est'relative à un appareil d'entrainement mécanique particulièrement adapté pour faire fonctionner des portes et des éléments analogues. Une caractéristique de l'invention, consiste à utiliser un accumulateur d'énergie faisant partie de l'élément moteur de l'appareil, cet accumulateur fournissant la force servant à ramener la porte dans sa position appropriée lorsque, par une manoeuvre manuelle, on l'en a écartée.
Dans les appareils mécaniques assurant le fonctionnement de portes ainsi que dans les appareils analogues, on a prévu des moyens particuliers servant à obliger la porte à revenir dans une position donnée, d'ordinaire la position fermée lorsqu'on l'a écartée à la main de cette position. D'ordinaire, on a préféré utiliser une certaine forme d'organisation mécanique à ressort pour la raison que cette organisation fonctionne même lorsque la force motrice vient à manquer ou que, pour une raison quelconque, le dispositif d'entraînement ne fonctionne pas. Toutefois, des organisations de ce genre présentent plusieurs inconvénients majeurs; ceuxci constituent un élément de dépense appréciable, non seulement à cause du prix du mécanisme à ressort lui-même, mais aussi à cause de la complexité inhérente des organes de transmission qu'on doit utiliser.
Dans dèsnombreux cas, on doit augmenter les dimensions du mécanisme d'entraînement lorsqu'on utilise des dispositifs de rappel à ressort et cependant les considérations d'encombrementet de poidsinfluentdde façon tout à fait importante
EMI1.1
sur la conception de nombreux appareils d' ent;t.â.;1'riemmtli de portes, tels que ceux qui sont conçue pour être utilisés dans des véhicules de transport dans lesquels les questions d'encombrement constituent des considérations primordiales. En outre, les dispositifs de rappel à ressorts présentent une caractéristique inhérente indésirable qui réside dans le fait que, lorsque la porte est ouverte et que le ressottt est comprimé, la force exercée par celui-ci augmente de façon notable.
Il en résulte une gêne pour la manoeuvre manuelle de la porte dans sa position de pleine ouverture et, en outre, la force disponible pour assurer la fermeture de la porte est
EMI1.2
réduite au minimum au moment où cette fbre'e ers-t:"'pïEuSl.,iuêcessai;-e' c 1 É4t,-à- dire lorsque la porte est presque complètement fermée et qu'une force appréciable est nécessaire pour mettre en prise le dispositif de verrouillage. Si, au contraire, lorsque le ressort est en extension (lorsque la porte est presque fermée), ce ressort fournit, pour la fermeture, une force suffisante, la force requise pour comprimer complètement le ressort (lorsque la porte est complètement ouverte) tend alors à être exagérée.
Par exemple, un dispositif de rappel à ressort assurant une force de fermeture d'environ '6,8 kg lorsque la porte est presque complètement fermée, applique par exemple une force de fermeture d'environ 20,4 kg lorsque la porte est presque complètement ouverte. En outre, les dispositifs de rappel à ressort fonctionnent d'une manière inefficace, étant donné que l'élément moteur, chaque fois'que la porte doit être ouverte, doit comprimer le ressort et fournir en même temps la force nécessaire au déplacement de la porte elle-même.
L'appareil conforme à l'invention ne nécessite pas l'utilisation d'un mécanisme de rappel à ressort quelconque ou de tout autre méca- nisme quelconque, autre que les éléinents constitutifs usuels de l'élément moteur lui-même. L'organisation de l'appareil est telle qu'on obtient la fermeture de la porte, que l'appareil automatique d'entraînement reçoive ou non de l'énergie. De plus, grâce à l'appareil objet de l'invention, on peut obtenir pour la fermeture de la porte, une pression sensiblement constante, quelle que soit la position de la porte.
Contrairement à l'effet différentiel de l'ordre de 6,8 à 20,4 kg d'un dispositif de rappel à ressort,un mode de réalisation industriel de l'appareil objet de l'invention peut présenter un effet différentiel d'environ 6,8 à 7,7 kg tant pour la force qui asure la fermeture de la porte, que pour celle qui asure le déplacement de la porte de sa position fermée à sa position ouverte. Etant
<Desc/Clms Page number 2>
donné quil n'est pas nécessaire d'utiliser d'autres éléments constitutifs que ceux qui sont associés d'ordinaire au dispositif hydraulique lui-même, les dimensions,le-poids et le prix de revient se trouvent réduits de
EMI2.1
façon correspondante.
De plus, en raison des Uais ns mé.h.a.Irlques-part:tct#:iè;. resue 1'Jlpp:ue:igrtl# aurquelles on peut obtenir 3.ès r'ésultats désirés,il est possible d'utiliser un dispositif hydraulique plus simple qu'on croyait possible antérieurement de le réaliser et qui se prête, dans quelques modes de-réalisation, à une construction qui permet de réduire plus encore l'encombrement et le poids de l'ensemble de l'appareil.
On obtient ces résultats en utilisant l'accumulateur de l'élément moteur normal comme source de la force assurant la fermeture de laporte. Un accumulateur est un récipient, d'ordinaire de volume appréciable, dans lequel est disposé le fluide moteur sous pression, ce fluide, du fait qu'il remplit l'accumulateur, servant à comprimer un gaz ou un autre élément à l'intérieur d'un bottier fermé, la pression régnant dans ce boîtier augmentant par conséquent au fur et à mesure que le volume du fluide se trouvant dans l'acculumateur augmente. L'accumulateur sert en partie à fournir une grande quantité de fluide moteur sous la pression désirée.
Dans de nombreux cas:., cet accumulateur comporte un interrupteur sensible à la pression et, lorsque la pression tombe en dessous d'une certaine valeur minimum, cet interrupteur fait fonctionner une pompe afin de ramener le fluide moteur à son niveau dans l'accumulateur, en prélevant à cet effet du fluide contenu dans un réservoir, jusqu'à ce que la pression se trouve à nouveau ramenée à sa valeur désirée,
Conformément à la présente invention, qui est décrite'ciaprès en référence à un moteur du type à piston actionné hydrauliquement, lorsque la porte se trouve en position fermée, le côté du piston du moteur hydraulique qui est le plus éloigné de l'extrémité du cylindre correspondant est raccordé directement à l'accumulateur selon un trajet que le fluide hydraulique peut s'écouler dans'deux directions.
Si la porte est ouverte à la main, le piston du moteur d'entraînement se déplace dans une direction telle qu'il chasse du fluide hors de l'extrémité du cylindre vers laquelle se déplace le piston. Etant donné que le reste du dispositif hydraulique est fermé, ce fluide est poussé à l'intérieur de l'accumulateur en suivant le trajet sus-mentionné. Lorsque la force exercée à la main pour ouvrir la porte cesse, le fluide hydraulique se trouvant sous pression dans l'accumulateur reflue dans le cylindre du moteur d'entrainement, ce qui oblige le piston à revenir à sa position initiale* en entraînant ainsi la fermeture de la porte.
Le rapport existant entre le volume normal de l'accumulateur et le volume du fluide hydraulique déplacé par le moteur lorsque la porte est ouverte à la main, détermine l'effet' différentiel dans la force qui assure la fermeture de la porte, par exemple entre les positions de fermeture et d'ouverture, cet effet différentiel étant d'autant plus petit que l'accumulateur est plus important.
Afin d'éviter la formation d'un vide sur l'un des côtés du piston lorsqu'on déplace la porte à la main dans la position d'ouverture, les connexions hydrauliques sont réalisées de telle manière que, au cours du déplacement du piston, du fluide hydraulique ne se trouvant pas sous pression est amené dans le cylindre. Lorsque la force manuelle déplaçant la porte vient à cesser, ce fluide est renvoyé dans le réservoir et la résistance qui est opposée à son écoulement en retour, en raison des orifices, des canalisations et des soupapes à travers lesquels doit passer ce fluide, limite la vitesse à laquelle le piston peut retourner à sa position d'origine, en servant ainsi de frein au mouvement de fermeture de la porte.
Dans un mode de réalisation particulièrement décrit ciaprès, l'organisation adoptée permet au fluide hydraulique qui n'est pas sous pression de pénétrer plus facilent dans le cylindre que d'en sortir ce qui assure ainsi un freinage relativement puissant de la course de fermeture de la porte, sans gêner de façon correspondante son mouvement d'ou-
<Desc/Clms Page number 3>
verture assuré à la main.
Le mode de réalisation de l'invention donné à titre d'ëxem- ple, assure le rappel sous pression de la porte dans la position fermée lorsque la force exercée à la main pour ouvrir celle-ci cesse, cette situa- tion étant la situation usuelle. Bien entendu, il suffit d'une simple in- version des organisations pour que la porte puisse être rappelée en posi- . tion d'ouverture après avoir été amenée à la main en position fermée.
Bien qu'on mentionne particulièrement l'application de l'invention à la commande d'une porte et des positions de fermeture et d'ouverture, il est visible qu'on peut également appliquer l'invention à la commande du dé- placement de tout élément entraîné mécaniquement entre des positions quel- conques.
Pour atteindre ce résultat ete @e réaliser tels autres objets pouvant apparaître ci-après, la présente invention est relative à un mé- canisme et à un appareil servant à faire fonctionner une porte, en parti- culier comme on l'a décrit ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en plan par dessus, le couvercle étant en partie arraché, d'un appareil.conforme à l'invention destiné à faire fonctionner une porte; - la figure 2 est une vue schématique des circuits hydrauliques correspondants; - la figure 3 est une vue partiellement schématique d'une variante d'appareil conforme à l'invention utilisant un moteur d'entrainement du type à piston différentiel, cette vue montrant un agencement simplifié des groupes moteur et accumulateur...
Comme représenté sur les figures 1 et 2, un socle 2 est monté à l'intérieur d'un boîtier 4 comportant un couvercle 6. Toutes les pièces qui, dans l'appareil assurant l'entraînement de la porte, participant au fonctionnement sont montées à l'intérieur du boîtier 4, constituant ainsi un ensemble ramassé d'encombrement et de poids réduits qu'on peut monter facilement .
Ces éléments assurant le fonctionnement comprennent: un moteur hydraulique 8, un obturateur 10 à quatre voies, raccordé cinématiquement à ce moteur ; un embiellage ou transmission désigné de façon générale par 12 au moyen duquel on transforme le déplacement du piston du moteur 8 en un déplacement correspondant d'un bras'de commande 14 réuni de toute manière appropriée à une porte ou autre élément à déplacer ; un accumulateur 16 réalisé de toute manière particulière désirée, destiné à recevoir le fluide hydraulique et à le maintenir sous pression ; uninterrupteur réglable 18 actionné par la pression monté sur cet accumulateur, cet interrupteur commandant le fonctionnement d'un moteur 20 entraînant une pompe hydraulique 22;
enfin, un réservoir 24 pour le fluide hydraulique utilisé conjointement avec les circuits hydrauliques dont la description est donnée ci-après.
Le piston 9 du moteur 8 est relié à une tige de piston 11 traversant l'extrémité de droite 26 du cylindre 13 et obligeant une crémaillère 28 à prendre un mouvement de va-et-vient , la crémaillère engrenant avec un secteur denté 30 donc une butée .périphérique 32 est amenée en prise avec une vis réglable 34 lorsque la crémaillère 28 se déplace vers la droite, les pièces occupant la position représentée sur la figure 1; cette butée 32 correspond à une saillie extérieure de la tige de piston 11, la vis 34 servant rigoureusement de butée vis-à-vis des pièces mobiles du moteur 8 et de la transmission 12. Un arbre 36 fixé au secteur denté 30, traverse le couvercle 6, le bras de commande 14 étant réuni à cet arbre de manière à être entraîné avec lui en rotation.
L'extrémité de droite 26 du cylindre 13 comporte un orifice d'admission 38 raccordé, par une canalisation 40, à un orifice de sortie 42 de l'obturateur 10. L'obturateur 10
<Desc/Clms Page number 4>
comporte un orifice d'échappement 50 raccordé au moyen d'une canalisation 52, d'un raccord en T 54 et d'une canalisation 56, à un orifice d'admission 58 du réservoir 24. Une canalisation 60 réunit le raccord en T 54 à un orifice 55. de la pompe 22 et sert de by-pass pour cette pompe. L'extrémité de gauche27 du cylindre 13 comporte un autre orifice 62 raccordé, au moyen d'une canalisation 64, d'une soupape de retenue 66 et d'une canalisation 68, à un raccord en T désigné par 700Une canalisation 72 réunit le raccord 70 à l'orifice de sortie 74 du réservoir 24.
Une canalisation 76 raccorde le raccord 70 à l'orifice d'aspiration 78 de la pompe 22. Le passage de sortie partant de la pompe 22 traverse l'orifice de sortie 79 et-une soupape réglable 80 dosant le débit pour aboutir à un raccord en T 82. Une canalisation 84 fait communiquer le raccord 82 et l'accumulateur 16 par l'intermédiaire d'une canalisation 86, l'interrupteur 18 sensible à la pression étant également reliée cinématiquement à l'accumulateur. Une canalisation 88 raccorde le raccord 82 à l'orifice d'admission 90 de l'obturateur 10.
Le moteur 8 est reliée à la porte ou autre organe en mouvement, de telle manière que, lorsque son piston a parcouru toute sa course jusqu'à l'extrémité de gauche 27 qui comporte les orifices 44 et 62 (comme représenté sur les figures 1 et 2) , la porte se trbwe fermée C'est sans doute une étude de la figure 2 qui fera le mieux comprendre le fonctionnement de cet appareil.
Du fluide hydraulique non soumis à une pression est amené de l'orifice de sortie 74 du réservoir 24 par l'intermédiaire de canalisations 72 et 76 à l'orifice d'aspiration 78 de la pompe 22 et se trouve chassé de celle-ci par l'orifice de sortie 79 de la pompe, d'où il pénètre dans l'accumulateur 16 par les canalisations 84 et 86, la canalisation de communication 88 contenant du fluide à la même pressiono L'orifice 90 de l'obturateur 10 constitue ainsi l'orifice d'admission de fluide sous pression de cet obturateur. L'orifice 50 constitue l'orifice d'échappement de l'obturateur, cet orifice étant raccordé par les canalisations 52 et 56 à l'orifice d'entrée 58 du réservoir 24. L'orifice 48 de l'obturateur constitue un orifice de sortie raccordé; au moyen de la canalisation 46, à l'orifice 44 du moteur, orifice qui communique avec le côté de gauche du piston 9.
L'orifice 42 de l'obturateur communique, par l'intermédiaire de la canalisation 40, avec l'orifice d'admission 38 du moteur, orifice qui est situé sur le côté de droite du piston 9. Le côté de gauche du piston 9 est également raccordé, par un orifice 62, la canalisation 64, la soupape de retenue 66 ainsi que par les canalisations 68 et 72, au réservoir 24, la soupape de retenue 66 permettant à du fluide de s'écouler dans la direction indiquée par la flèche 67 sur la figure 2. La canalisation 60, communiquant avec la canalisation 56, constitue un bypass ou dérivation partant de la pompe 22 et commandé par une soupape' de détente appropriée quelconque pouvant à volonté faire partie de la pompe 22 ou être montée séparément.
Lorsque la pompe doit être entraînée mécaniquement dans sa position de fermeture et qu'elle y est de force, l'obturateur 10, actionné d'une manière appropriée quelconque, soit directement, soit par un dispositif de commande à distance pneumatique, hydraulique ou électrique, se trouve amenée dans une position pour laquelle les canalisations 88 et 40 sont en communication, ce qui place sous pression le côté de droite du piston 9. L'obturateur 10 met également en-communication la canalisation 46 et la canalisation 52, ce qui permet au côté de gauche du piston 9 d'évacuer le fluide dans le réservoir 24.
Etant donné que la pression s'exerce sur le côté de droite du piston 9 et qu'aucune pression ne s'exerce sur le côté de gauche de celui-ci, le piston se déplace de toute sa course vers l'extrémité de gauche 27 du cylindre 13, afin de fermer-.-la porte.
Si la porte doit être entraînée mécaniquement dans la position d'ouverture, l'obturateur 10 sera actionné de manière à raccorder la canalisation 46 à la canalisation 88 et la canalisation 40 à la canalisa-
EMI4.1
tion 52o Il en résulte ' . -"'-., -,.".,- .,-%- --
<Desc/Clms Page number 5>
que du fluide hydraulique sous pression est appliqué au côté de gauche du piston 9, la pression hydraulique cessant de s'excercer sur le côté de droite du piston. Il s'ensuit que le piston est poussé vers l'extrémité de droite 26 du cylindre 13, ce qui pousse ainsi la crémaillère 28 et force le secteur 30 à tourner jusqu'à ce que son bord 32 vienne en prise avec la vis 34, le bras 13 étant ainsi entraîné de façon correspondante en ro- tation et assurant l'ouverture de la porte.
Lorsque la porte est fermée et que l'obturateur 10 se trou- ve en position convenable, comme décrit précédemment, et si la porte doit être-ouverte à la main, le piston 9 du moteur est tiré vers la droite dans la direction de l'extrémité 26 du cylindre. Cette manoeuvre provoque un déplacement positif du fluide hydraulique qui sort de l'extrémité 26 du cylindre 13 qui correspond au côté de droite du piston 9. Ce fluide s'écoule dans l'accumulateur 16 par les canalisations. 40, 88, 84 et 86.
L'extrémité de gauche 27 du cylindre 13, qui correspond au côté de droite du piston 9 de ce cylindre, se remplit de fluide hydraulique non soumis à la pression, ce fluide étant aspiré dans ce côté du cylindre, principalement par la canalisation 68, la soupape de retenue 66 et la canalisation 64 en suivant le sens de la flèche 67, ces canalisations ayant un diamètre un peu plus grand que celui de la canalisation 46, ce qui provoque le remplissage du côté de gauche du cylindre avec du fluide, sans qu'il s'ex- erce une résistance appréciable quelconque au déplacement du piston 9.
Lorsque la force assurant l'ouverture de la.porte à la main cesse de s'exercer sur celle-ci, la pression du fluide hydraulique s'exerçant sur le côté de droite du piston 9 du moteur oblige ce piston à retourner vers la gauche jusqu'à sa position de fin de course, ce qui oblige ainsi la porte à se fermer, le fluide hydraulique non soumis à la pression situé du côté de gauche du piston 9 s'échappant par les canalisations 46, 52 et 56. Cet échappement qui s'effectue suivant un trajet d'écoulement restreint soit par la pièce 44, la canalisation 46, l'interrupteur réglable 18, soit par quelque autre élément, assure un effet d'amortissement qui freine le retour de la porte dans sa position de fermeture.
Même si le courant vient à manquer au mécanisme d'entraînement hydraulique, de telle manière qu'on ne puisse pas assurer 1'entraînement de la pompe 22, l'appareil continuera à fonctionner pour fournir, par une poussée hydraulique, la force nécessaire à la fermeture de la porte, étant donné que les raccordements réunissant le côté de droite du piston 9 et l'accumulateur 16 sont réalisés de manière qu'aucune fuite appréciable de fluide hydraulique ne puisse se produire. Etant donné que le circuit hydraulique est complètement fermé, aucun effet d'aspiration ne s'opposera à l'ouverture de la porte,et on obtiendra le freinage du mouvement de fermeture de celle-ci.
Dans l'appareil conforme au mode de réalisation particulièrement représenté sur la figure 2, du fluide hydraulique provenant du réservoir 24 et, par conséquent du fluide hydraulique qui n'est pas sous pression, pénètre dans l'extrémité de gauche 27 du cylindre 13 en suivant deux trajets, au cours de l'un de ces trajets, il passe par les canalisations d'assez grand diamètre 72, 68, 64 et par l'orifice également d'assez grand diamètre 62. Ainsi, le piston 9 est relativement libre de se déplacer vers la droite, sans être gêné par aucun effet d'aspiration quelconque s'exerçant sur le côté arrière de ce piston. Toutefois, lorsque le piston 9 se déplace vers la gauche, le fuide hydraulique ne peut quitter l'extrémité de gauche 27 du cylindre 13 que par l'orifice 44 relativement réduit et les canalisations relativement réduites 46, 52, 56.
Par conséquent, dans ce trajet de retour,la résistance opposée à l'écoulement du fluide hydraulique est relativement grande et il en résulte qu'on obtient un effet de freinage assez puissant qui limite la vitesse à laquelle la porte se déplace pour venir dans la position de fermeture sous l'action de la pression dans l'accumulateur 16.
Ce résultat constitue un perfectionnement désirable mais non essentiel et, si on le désire, @ @
<Desc/Clms Page number 6>
on peut supprimer le raccordement assuré par les canalisations 72, 68, 66, 64, 62, la diménsion de l'orifice 44, de la canalisation 46 et des autres canalisations en communication avec celle-ci étant proportionnée pour assurer le conpromis désiré entre un déplacement libre pour l'ouverture de la porte et le freinage du déplacement assurant la fermeture de celle-ci.
L'appareil représenté sur la figure 3 diffère de l'appareil précédemment décrit en ce qu'on utilise un obturateur 10' à trois voies au lieu de l'obturateur 10 à quatre voies et qu'on utilise en outre un moteur 8' comportant un piston à sections différentes, l'accumulateur 16' faisant corps avec ce moteur de manière à constituer un ensemble particulièrement ramassé.
Le moteur 8' comprend des cylindres coaxiaux; l'un d'eux, le cylindre 13a est de grande dimension et l'autre, le cylindre 13b est de petite dimension, des pistons de grande dimension et de petite dimension 9a et 9b respectivement, étant montés dans ces cylindres, ces deux pistons étant fixés à une tige de piston 11' dont l'extrémité active fait saillie au délà de l'extrémité libre du grand cylindre 13a. Des couvercles d'extrémité 92 et 94 sont montés sur les extrémités opposées de l'ensemble des cylindres 13a, 13b et sont maintenus en place par dés tiges 96.
L'accumulateur 16' est fixé directement d'une manière appropriée quelconque au couvercle d'extrémité 94 et de préférence dans l'axe du petit cylindre 13b, un passage 98 par lequel du fluide hydraulique peut passer librement dans les deux sens assurant une communication entre l'accumulateur 16' et l'intérieur du petit cylindre 13b. Le couvercle d'extrémité 94 comporte également un passage 100 assurant la communication entre le passage 98 et une canalisation 102 partant de la pompe 22' entraînée par un moteur 20'. Une canalisation 104 raccorde la pompe 22' à un réservoir 24'.
Une canalisation 106 raccorde la pompe 22' à une soupape de détente 108 et, de là, par une canalisation 110,parvient à la soupape 112 de commande de la vitesse, une canalisation 114 raccordant la soupape 112 à l'obturateur à trois voies 10'. Une canalisation 116 raccorde l'orifice d'échap- pement de l'obturateur 10' au réservoir 24' et une canalisation 118 sert de by-pass ou dérivation entre la soupape de détente 108 et la canalisation 116. Une canalisation 120 raccorde l'orifice de sortie de l'obturateur 10' à un passage 122 ménagé dans le couvercle d'extrémité 92 et communiquant avec 1'intérieur du grand cylindre 13a.
L'appareil représenté sur la'figure 3 fonctionne de la manière suivante. Le moteur 20', commandé par un interrupteur sensible à la pression réuni cinématiquement à l' accumulateur 16', entraîne la pompe 22' de manière à maintenir à une valeur prédéterminée la pression hydraulique régnant dans les canalisations 102 et 106 ainsi que dans l'accumu- lateur 16'. Lorsque la porte est fermée, l'obturateur 10' fait communiquer les canalisations 120 et 116 et ferme la canalisation 114. Par conséquent, la pression appliquée au piston 13b de petite surface pousse la tige de piston 11' vers la gauche, le fluide hydraulique se trouvant dans le grand cylindre 13a s'échappant dans le réservoir 24'.
Lorsque la porte est entraînée mécaniquement dans sa position d'ouverture, on actionne l'obturateur l0' d'une manière appropriée quelconque pour fermer la canalisation d'échappement 116 et raccorder les canalisations 114 et 120. La même pression s'exerce par conséquent'sur le côté de gauche du piston 9a à grande surface et sur le côté de droite du piston 9b de petite surface et, par suite des différences existant entre les surfaces de ces pistons, les pistons 9a, 9b ainsi que la tige de piston 11' se déplacent vers la droite, de manière à ouvrir la porteo Lorsque la porte est fermée et que l'obturateur 10' se trouve en position approprié, et si la porte doit être ouverte à la main, la tige de piston 11' ainsi que les pistons 9a.et 9b se déplacent vers la droite.
Le fluide hydraulique se trouvant dans le cylindre 13b est chassé dans l'accumulateur 16', du fluide étant aspiré
<Desc/Clms Page number 7>
et amené dans le cylindre 13a sur le côté de gauche du piston 9a, à partir du réservoir 24' et en traversant la canalisation 116, l'obtura- ' leur 10!$la canalisation 120 et le passage 122. Lorsqu'on cesse d'appli- quer une force manuelle sur la porte, le fluide hydraulique sous pres- sion exerçant son action sur le c8té de droite du piston 9b pousse les pistons et la tige de piston 11' en arrière dans leur position repré- sentée sur la figure 3, ce qui rappelle la porte dans sa position de fer- meture, le fluide qui se trouve dans le cylindre 13a et qui n'est pas sous pression se trouvant renvoyé au réservoir 24'.
Comme décrit précé- demment en se référant au mode de réalisation représenté sur la figure
2, on peut donner aux canalisations 116, 120, 122 une dimension telle qu'on obtient un compromis désiré entre la-liberté du mouvement d'ouver- ture de la porte et le freinage de son mouvement de fermeture.
On remarquera de la description donnée ci-dessus qu'on as- sure un rappel positif de la porte sans utiliser d'autres'éléments que ceux qui font normalement partie de l'appareil d'entraînement hydraulique.
Ce mouvement de rappel fonctionne même si le courant amené au moteur 20 est coupé. En utilisant l'appareil et l'agencement'décrits et représen- tés, on peut réaliser un mécanisme hydraulique de manoeuvre, d'une porte qui est beaucoup plus simple et plus compact que ce qu'on avait cru jus- qu'ici possible de faire dans le cas où un dispositif de rappel de la porte se trouve incorporé à l'appareilo
REVENDICATIONS.
1. Appareil hydraulique d'entraînement pour portes et éléments analogues, caractérisé, en ce qu'il comprend un moteur hydraulique du type à piston réuni cinématiquement à la porte précitée et susceptible de prendre une première et une seconde position de fonctionnement correspondant respectivement à une première et une seconde position de la porte, une pression hydraulique appliquée sur un côté donné du piston du moteur précité obligeant le piston et la porte à occuper respectivement leur première position, un réservoir pour du fluide hydraulique, un acrumulateur raccordé cinématiquement à ce réservoir, une première canalisation étanche du fluide réunissant l'accumulateur et le côté précité du piston du moteur, cette canalisation étant ouverte dans les deux sens chaque fois que la porte doit occuper la première position, enfin,
une seconde canalisation étanche au fluide réunissant le réservoir et l'autre côté du piston, et permettant au fluide de s'écouler dans les deux sens chaque fois que la porte doit occuper la première position précitée, le déplacement de la porte assuré à la main à partir de la première position préci- tée obligeant du fluide à s'écouler du moteur à l'accumulateur en passant par la première canalisation, et du réservoir au moteur, en passant par la seconde canalisation, la pression régnant dans l'accumulateur obligeant le fluide à s'écouler en sens inverse de manière à obliger la porte à revenir dans sa première position.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a mechanical drive apparatus particularly suitable for operating doors and the like. A characteristic of the invention consists in using an energy accumulator forming part of the driving element of the apparatus, this accumulator supplying the force serving to return the door to its appropriate position when, by a manual operation, it is left. 'removed it.
In mechanical devices ensuring the operation of doors as well as in similar devices, special means have been provided which serve to force the door to return to a given position, usually the closed position when it has been pushed aside by hand. from this position. Usually, it has been preferred to use some form of spring mechanical organization for the reason that this organization works even when the driving force is lacking or, for some reason, the driving device does not work. However, organizations of this kind have several major drawbacks; these are an appreciable expense, not only because of the cost of the spring mechanism itself, but also because of the inherent complexity of the transmission components to be used.
In many cases, the dimensions of the drive mechanism must be increased when using spring return devices, and yet the size and weight considerations are quite important.
EMI1.1
on the design of many door entry devices, such as those designed for use in transport vehicles in which space requirements are of primary concern. Furthermore, spring return devices have an undesirable inherent characteristic which is that when the door is opened and the spring is compressed, the force exerted by it increases markedly.
This results in discomfort for manual operation of the door in its fully open position and, in addition, the force available to ensure the closing of the door is
EMI1.2
reduced to a minimum when this fbre'e ers-t: "'pïEuSl., iuêctest; -e' c 1 É4t, ie when the door is almost completely closed and an appreciable force is required to If, on the contrary, when the spring is extended (when the door is almost closed), this spring provides, for closing, sufficient force, the force required to fully compress the spring (when the door is fully open) then tends to be exaggerated.
For example, a spring loaded return device providing a closing force of about 6.8 kg when the door is almost fully closed, for example applies a closing force of about 20.4 kg when the door is almost fully closed. opened. In addition, spring return devices work inefficiently, since the driving element, whenever the door is to be opened, has to compress the spring and at the same time provide the force necessary to move the door. carries itself.
The apparatus according to the invention does not require the use of any spring return mechanism or any other mechanism, other than the usual constituent elements of the driving element itself. The organization of the device is such that the door is closed, whether or not the automatic drive device receives energy. In addition, by virtue of the apparatus which is the subject of the invention, a substantially constant pressure can be obtained for closing the door, whatever the position of the door.
Unlike the differential effect of the order of 6.8 to 20.4 kg of a spring return device, an industrial embodiment of the apparatus which is the subject of the invention can exhibit a differential effect of approximately 6.8 to 7.7 kg both for the force which ensures the closing of the door, and for that which ensures the displacement of the door from its closed position to its open position. Being
<Desc / Clms Page number 2>
Since it is not necessary to use other constituent elements than those which are ordinarily associated with the hydraulic device itself, the dimensions, the weight and the cost price are reduced by
EMI2.1
corresponding way.
In addition, because of the Uais ns mé.h.a.Irlques-part: tct #: iè ;. resue 1'Jlpp: ue: igrtl # in which one can obtain 3.from the desired results, it is possible to use a hydraulic device that is simpler than previously thought possible and which lends itself, in some modes of -realization, to a construction which further reduces the size and weight of the entire device.
These results are obtained by using the accumulator of the normal driving element as the source of the force ensuring the closing of the door. An accumulator is a container, usually of appreciable volume, in which is placed the working fluid under pressure, this fluid, by the fact that it fills the accumulator, serving to compress a gas or other element within it. a closed casing, the pressure prevailing in this casing therefore increasing as the volume of the fluid in the accumulator increases. The accumulator is used in part to supply a large quantity of working fluid under the desired pressure.
In many cases:., This accumulator has a pressure sensitive switch and, when the pressure drops below a certain minimum value, this switch operates a pump to bring the working fluid back to its level in the accumulator , by taking for this purpose the fluid contained in a reservoir, until the pressure is again reduced to its desired value,
In accordance with the present invention, which is described later with reference to a hydraulically operated piston type motor, when the door is in the closed position, the side of the hydraulic motor piston which is furthest from the end of the cylinder corresponding is connected directly to the accumulator in a path that the hydraulic fluid can flow in two directions.
If the door is opened by hand, the drive motor piston moves in a direction that pushes fluid out of the end of the cylinder to which the piston moves. Since the rest of the hydraulic device is closed, this fluid is pushed inside the accumulator by following the aforementioned path. When the force exerted by the hand to open the door ceases, the hydraulic fluid under pressure in the accumulator flows back into the cylinder of the drive motor, which forces the piston to return to its initial position * thus causing the closing the door.
The ratio existing between the normal volume of the accumulator and the volume of hydraulic fluid displaced by the motor when the door is opened by hand, determines the effect 'differential in the force which ensures the closing of the door, for example between the closed and open positions, this differential effect being all the smaller as the accumulator is greater.
In order to avoid the formation of a vacuum on one side of the piston when moving the door by hand to the open position, the hydraulic connections are made in such a way that, during movement of the piston , hydraulic fluid which is not under pressure is fed into the cylinder. When the manual force moving the door ceases, this fluid is returned to the reservoir and the resistance which is opposed to its return flow, due to the orifices, pipes and valves through which this fluid must pass, limits the flow. speed at which the piston can return to its original position, thus acting as a brake on the closing movement of the door.
In one embodiment particularly described below, the organization adopted allows the hydraulic fluid which is not under pressure to enter the cylinder more easily than to leave it, thus ensuring relatively powerful braking of the closing stroke of the cylinder. door, without correspondingly impeding its movement of
<Desc / Clms Page number 3>
verture insured by hand.
The embodiment of the invention, given by way of example, ensures the return under pressure of the door in the closed position when the force exerted by the hand to open the latter ceases, this situation being the situation. usual. Of course, it only takes a simple inversion of the organizations for the door to be recalled in posi-. opening position after being brought to the closed position by hand.
Although the application of the invention to the control of a door and of the closed and open positions is particularly mentioned, it is visible that the invention can also be applied to the control of the movement of the door. any element driven mechanically between any positions.
In order to achieve this result and to achieve such other objects which may appear below, the present invention relates to a mechanism and to an apparatus for operating a door, in particular as has been described above. after with reference to the accompanying drawing, in which: - Figure 1 is a top plan view, the cover being partly cut away, of an apparatus according to the invention intended to operate a door; - Figure 2 is a schematic view of the corresponding hydraulic circuits; - Figure 3 is a partially schematic view of an apparatus variant according to the invention using a drive motor of the differential piston type, this view showing a simplified arrangement of the motor and accumulator groups ...
As shown in Figures 1 and 2, a base 2 is mounted inside a housing 4 comprising a cover 6. All the parts which, in the device ensuring the drive of the door, participating in the operation are mounted inside the housing 4, thus constituting a compact assembly of reduced bulk and weight which can be easily assembled.
These elements ensuring operation include: a hydraulic motor 8, a four-way shutter 10, kinematically connected to this motor; a connecting rod or transmission generally designated by 12 by means of which the movement of the piston of the engine 8 is transformed into a corresponding movement of a control arm 14 joined in any suitable manner to a door or other element to be moved; an accumulator 16 produced in any particular desired manner, intended to receive the hydraulic fluid and to keep it under pressure; an adjustable switch 18 actuated by the pressure mounted on this accumulator, this switch controlling the operation of a motor 20 driving a hydraulic pump 22;
finally, a reservoir 24 for the hydraulic fluid used in conjunction with the hydraulic circuits, the description of which is given below.
The piston 9 of the engine 8 is connected to a piston rod 11 passing through the right-hand end 26 of the cylinder 13 and forcing a rack 28 to take a back-and-forth movement, the rack meshing with a toothed sector 30 therefore a Peripheral stopper 32 is brought into engagement with an adjustable screw 34 when the rack 28 moves to the right, the parts occupying the position shown in Figure 1; this stop 32 corresponds to an external projection of the piston rod 11, the screw 34 strictly serving as a stop vis-à-vis the moving parts of the engine 8 and of the transmission 12. A shaft 36 fixed to the toothed sector 30 passes through the cover 6, the control arm 14 being joined to this shaft so as to be driven with it in rotation.
The right-hand end 26 of the cylinder 13 comprises an inlet port 38 connected, by a pipe 40, to an outlet port 42 of the shutter 10. The shutter 10
<Desc / Clms Page number 4>
comprises an exhaust port 50 connected by means of a pipe 52, a T-fitting 54 and a pipe 56, to an inlet port 58 of the tank 24. A pipe 60 joins the T-fitting 54 to an orifice 55. of the pump 22 and serves as a bypass for this pump. The left end 27 of cylinder 13 has another port 62 connected, through line 64, check valve 66, and line 68, to a T-fitting designated 700 A line 72 joins the fitting 70 to the outlet 74 of the reservoir 24.
A pipe 76 connects the fitting 70 to the suction port 78 of the pump 22. The outlet passage from the pump 22 passes through the outlet port 79 and an adjustable valve 80 metering the flow to arrive at a fitting in T 82. A pipe 84 communicates the connector 82 and the accumulator 16 via a pipe 86, the pressure-sensitive switch 18 also being kinematically connected to the accumulator. A pipe 88 connects the fitting 82 to the inlet port 90 of the shutter 10.
The motor 8 is connected to the door or other moving member, in such a way that, when its piston has traveled its entire stroke to the left end 27 which comprises the orifices 44 and 62 (as shown in FIGS. 1 and 2), the door is closed It is undoubtedly a study of figure 2 which will make better understand the operation of this apparatus.
Hydraulic fluid not subjected to pressure is brought from the outlet 74 of the reservoir 24 via pipes 72 and 76 to the suction port 78 of the pump 22 and is expelled therefrom by the outlet 79 of the pump, from where it enters the accumulator 16 through the pipes 84 and 86, the communication pipe 88 containing fluid at the same pressure o The orifice 90 of the shutter 10 thus constitutes the pressurized fluid inlet of this shutter. The orifice 50 constitutes the exhaust orifice of the shutter, this orifice being connected by the pipes 52 and 56 to the inlet orifice 58 of the reservoir 24. The orifice 48 of the shutter constitutes an orifice of outlet connected; by means of the pipe 46, to the orifice 44 of the engine, orifice which communicates with the left side of the piston 9.
The orifice 42 of the shutter communicates, via the pipe 40, with the intake port 38 of the engine, which port is located on the right side of the piston 9. The left side of the piston 9 is also connected, by a port 62, the line 64, the check valve 66 as well as the lines 68 and 72, to the reservoir 24, the check valve 66 allowing fluid to flow in the direction indicated by the arrow 67 in FIG. 2. Line 60, communicating with line 56, constitutes a bypass or bypass starting from pump 22 and controlled by any appropriate relief valve which may at will form part of pump 22 or be mounted separately. .
When the pump is to be driven mechanically in its closed position and is forcibly there, the shutter 10, actuated in any suitable manner, either directly or by a pneumatic, hydraulic or electric remote control device , is brought into a position for which the pipes 88 and 40 are in communication, which places the right side of the piston 9 under pressure. The shutter 10 also places the pipe 46 and the pipe 52 in-communication, which allows the left side of piston 9 to drain fluid into reservoir 24.
Since the pressure is exerted on the right side of the piston 9 and no pressure is exerted on the left side thereof, the piston moves its full stroke to the left end 27 of cylinder 13, in order to close -.- the door.
If the door is to be driven mechanically into the open position, the shutter 10 will be actuated so as to connect the pipe 46 to the pipe 88 and the pipe 40 to the pipe.
EMI4.1
tion 52o It follows'. - "'-., - ,."., -., -% - -
<Desc / Clms Page number 5>
that pressurized hydraulic fluid is applied to the left side of the piston 9, the hydraulic pressure ceasing to be exerted on the right side of the piston. It follows that the piston is pushed towards the right end 26 of the cylinder 13, which thus pushes the rack 28 and forces the sector 30 to rotate until its edge 32 engages with the screw 34, the arm 13 thus being correspondingly driven in rotation and ensuring the opening of the door.
When the door is closed and the shutter 10 is in the correct position, as previously described, and the door is to be opened by hand, the motor piston 9 is pulled to the right in the direction of the door. end 26 of the cylinder. This maneuver causes a positive displacement of the hydraulic fluid which leaves the end 26 of the cylinder 13 which corresponds to the right side of the piston 9. This fluid flows into the accumulator 16 through the pipes. 40, 88, 84 and 86.
The left end 27 of cylinder 13, which corresponds to the right side of piston 9 of this cylinder, fills with non-pressurized hydraulic fluid, this fluid being sucked into this side of the cylinder, mainly through line 68, the check valve 66 and the pipe 64 following the direction of the arrow 67, these pipes having a diameter a little larger than that of the pipe 46, which causes the filling of the left side of the cylinder with fluid, without that there is any appreciable resistance to the movement of the piston 9.
When the force ensuring the opening of the door by hand ceases to be exerted on it, the pressure of the hydraulic fluid exerted on the right side of the piston 9 of the engine forces this piston to return to the left up to its end-of-stroke position, which thus forces the door to close, the hydraulic fluid not subjected to the pressure situated on the left side of the piston 9 escaping through the pipes 46, 52 and 56. This exhaust which takes place along a restricted flow path either by the part 44, the pipe 46, the adjustable switch 18, or by some other element, provides a damping effect which slows down the return of the door to its position of closing.
Even if there is no current to the hydraulic drive mechanism, so that the pump 22 cannot be driven, the apparatus will continue to operate to provide, by hydraulic thrust, the force necessary to drive the pump 22. the closing of the door, since the connections joining the right side of the piston 9 and the accumulator 16 are made in such a way that no appreciable leakage of hydraulic fluid can occur. Since the hydraulic circuit is completely closed, no suction effect will oppose the opening of the door, and the closing movement of the latter will be braked.
In the apparatus according to the embodiment particularly shown in FIG. 2, hydraulic fluid from the reservoir 24 and, consequently, hydraulic fluid which is not under pressure, enters the left end 27 of the cylinder 13 in following two paths, during one of these paths, it passes through the pipes of fairly large diameter 72, 68, 64 and through the orifice also of fairly large diameter 62. Thus, the piston 9 is relatively free to move to the right, without being hampered by any suction effect whatsoever exerted on the rear side of this piston. However, when the piston 9 moves to the left, the hydraulic fluid can only leave the left end 27 of the cylinder 13 through the relatively small port 44 and the relatively small lines 46, 52, 56.
Therefore, in this return path, the resistance against the flow of hydraulic fluid is relatively large, and as a result, a fairly powerful braking effect is obtained which limits the speed at which the door moves to come into the door. closed position under the action of the pressure in the accumulator 16.
This result constitutes a desirable but not essential improvement and, if desired, @ @
<Desc / Clms Page number 6>
it is possible to eliminate the connection provided by the pipes 72, 68, 66, 64, 62, the dimension of the orifice 44, of the pipe 46 and of the other pipes in communication with the latter being proportioned to ensure the desired compromise between a free movement for the opening of the door and the braking of the movement ensuring the closing thereof.
The apparatus shown in FIG. 3 differs from the apparatus previously described in that a three-way shutter 10 'is used instead of the four-way shutter 10 and that a motor 8' comprising moreover is used. a piston with different sections, the accumulator 16 'being integral with this engine so as to constitute a particularly compact assembly.
The engine 8 'comprises coaxial cylinders; one of them, the cylinder 13a is of large size and the other, the cylinder 13b is of small size, pistons of large size and of small size 9a and 9b respectively, being mounted in these cylinders, these two pistons being attached to a piston rod 11 ', the active end of which protrudes beyond the free end of the large cylinder 13a. End covers 92 and 94 are mounted on opposite ends of the assembly of cylinders 13a, 13b and are held in place by rods 96.
The accumulator 16 'is attached directly in any suitable manner to the end cover 94 and preferably in the axis of the small cylinder 13b, a passage 98 through which hydraulic fluid can pass freely in both directions ensuring communication. between the accumulator 16 'and the interior of the small cylinder 13b. The end cover 94 also includes a passage 100 providing communication between the passage 98 and a pipe 102 starting from the pump 22 'driven by a motor 20'. A pipe 104 connects the pump 22 'to a reservoir 24'.
A line 106 connects the pump 22 'to an expansion valve 108 and, from there, through a line 110, goes to the speed control valve 112, a line 114 connecting the valve 112 to the three-way shutter 10. '. A line 116 connects the exhaust port of the shutter 10 'to the reservoir 24' and a line 118 serves as a bypass or bypass between the pressure relief valve 108 and the line 116. A line 120 connects the tank. obturator outlet 10 'to a passage 122 formed in the end cover 92 and communicating with the interior of the large cylinder 13a.
The apparatus shown in Figure 3 operates in the following manner. The motor 20 ', controlled by a pressure sensitive switch kinematically joined to the accumulator 16', drives the pump 22 'so as to maintain at a predetermined value the hydraulic pressure prevailing in the pipes 102 and 106 as well as in the 16 'accumulator. When the door is closed, the shutter 10 'communicates the lines 120 and 116 and closes the line 114. Therefore, the pressure applied to the piston 13b of small area pushes the piston rod 11' to the left, the hydraulic fluid located in the large cylinder 13a escaping into the reservoir 24 '.
When the door is driven mechanically into its open position, the shutter 10 'is actuated in any suitable manner to close the exhaust line 116 and connect the lines 114 and 120. The same pressure is therefore exerted. 'on the left side of the large area piston 9a and on the right side of the small area piston 9b and, due to the differences between the areas of these pistons, the pistons 9a, 9b as well as the piston rod 11 'move to the right, so as to open the door o When the door is closed and the shutter 10' is in the correct position, and if the door must be opened by hand, the piston rod 11 'together with the pistons 9a. and 9b move to the right.
The hydraulic fluid in the cylinder 13b is forced into the accumulator 16 ', the fluid being sucked
<Desc / Clms Page number 7>
and brought into cylinder 13a on the left side of piston 9a, from reservoir 24 'and through line 116, plugs line 120 and passage 122 off them. 'apply manual force to the door, the pressurized hydraulic fluid exerting its action on the right side of piston 9b pushes the pistons and piston rod 11' back to their position shown in the figure 3, which recalls the door in its closed position, the fluid which is in the cylinder 13a and which is not under pressure being returned to the reservoir 24 '.
As previously described with reference to the embodiment shown in FIG.
2, the pipes 116, 120, 122 can be given such a dimension as to obtain a desired compromise between the freedom of the opening movement of the door and the braking of its closing movement.
It will be appreciated from the description given above that a positive biasing of the door is ensured without the use of other elements than those which normally form part of the hydraulic drive apparatus.
This return movement operates even if the current supplied to the motor 20 is cut. By using the apparatus and arrangement described and shown, it is possible to realize a hydraulic actuating mechanism of a door which is much simpler and more compact than what had been believed hitherto possible. to do in the event that a door reminder device is incorporated into the appliance.
CLAIMS.
1. Hydraulic drive device for doors and the like, characterized in that it comprises a hydraulic motor of the piston type kinematically joined to the aforementioned door and capable of taking a first and a second operating position corresponding respectively to a first and second position of the door, hydraulic pressure applied to a given side of the piston of the aforementioned engine forcing the piston and the door to respectively occupy their first position, a reservoir for hydraulic fluid, an accumulator kinematically connected to this reservoir, a first fluid-tight pipe connecting the accumulator and the aforementioned side of the engine piston, this pipe being open in both directions each time the door is to occupy the first position, finally,
a second fluid-tight pipe joining the reservoir and the other side of the piston, and allowing the fluid to flow in both directions each time the door must occupy the first aforementioned position, the movement of the door ensured by hand from the aforementioned first position forcing fluid to flow from the engine to the accumulator via the first pipe, and from the reservoir to the engine, passing through the second pipe, the pressure prevailing in the accumulator forcing the fluid to flow in the opposite direction so as to force the door to return to its first position.