EP0903275B1 - Dispositif motorisé de verrouillage de vantail de porte, porte pourvue de ce dispositif et vehicule ferroviaire ainsi équipé - Google Patents

Dispositif motorisé de verrouillage de vantail de porte, porte pourvue de ce dispositif et vehicule ferroviaire ainsi équipé Download PDF

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EP0903275B1
EP0903275B1 EP98402283A EP98402283A EP0903275B1 EP 0903275 B1 EP0903275 B1 EP 0903275B1 EP 98402283 A EP98402283 A EP 98402283A EP 98402283 A EP98402283 A EP 98402283A EP 0903275 B1 EP0903275 B1 EP 0903275B1
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EP
European Patent Office
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door
leaf
motor
longitudinal
tilting
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EP98402283A
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EP0903275A1 (fr
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Jean Lanos
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Faiveley Transport SA
Original Assignee
Faiveley Transport SA
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Publication date
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    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D19/00—Door arrangements specially adapted for rail vehicles
    • B61D19/02—Door arrangements specially adapted for rail vehicles for carriages
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/632—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for horizontally-sliding wings
    • E05F15/652—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for horizontally-sliding wings operated by screw-and-nut mechanisms
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    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/51—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles for railway cars or mass transit vehicles

Definitions

  • the invention relates to the technical field of motorized doors, in particular for vehicles railway, with at least one leaf capable of sliding substantially parallel to the wall where the bay.
  • Its objects are a motorized device for door lock, a door provided with this device and a railway vehicle equipped with at least one device and / or door.
  • the invention is applied to double doors, each leaf of which follows a path either straight translation or so-called “sliding-sliding”.
  • doors with one or more leaves, displaceable along other trajectories along the wall where the bay is located, are also in the fields of the invention.
  • Document FR-A-2.294.306 describes a door to sliding movement.
  • Document EP-A-400.188 describes a double door with motorization which makes it possible to obtain movements of dislocation of the leaves outside the bay.
  • the document GB 2 309 261 describes a system of door locks of the type used in public transport.
  • a worm drives the rotation of a lever which allows a pawl to stop against the door and prevent thus its opening.
  • US-A-3,541,874 describes an apparatus motorized with displacement trip means linear, an electric motor and means of transmission connecting the motor shaft to an element of ordered.
  • a locking mechanism is provided with a freewheel and a ratchet wheel.
  • Document FR-A-2 209 392 describes an actuator for vehicle door, which contains a lever extending from the output shaft, and which moves to a position beyond neutral in relation to the shaft when the door is in the closed position, to lock the door by opposing its movement.
  • Document FR-A-2 417 620 describes a device for sliding door lock controlled by a motor, with at least one leaf connected to a nut mounted on a screw endless, controlled to ensure opening and / or door closing.
  • This nut is guided in a slide which prevents its rotation. It includes means for interrupting, in limit switch, the translational guidance of the nut and allow its angular rotation with the screw, means to limit the angular movement of this nut.
  • Means limit the translation of the nut if is stressed along the screw and is no longer engaged in the slide.
  • Document FR-A-2,599,780 describes a device electromechanical linear actuation for door to sliding movement comprising a motor driving a worm on which is mounted a nut connected to the door to move.
  • the nut is held in rotation by a slide with a setback at the location corresponding to the door limit switch.
  • This step allows a certain rotation of the nut and constitutes a stop preventing movement in back of the nut when acting on it by through the door.
  • the nut basically consists of two parts integral axially with one another, mounted rotatably around each other and shaped so as to ensure their mutual solidarity in rotation with significant angular play, the outer part of the nut cooperating with the slide.
  • Document FR-A-2 663 673 describes a part sliding comprising two leaves mounted sliding one relative to each other to open and close an opening door.
  • the opening and closing of this door are controlled by an electric motor cooperating with a mechanism comprising two movable translation means in two opposite directions.
  • a mechanism comprising two movable translation means in two opposite directions.
  • Each of the means of translation is connected to a leaf.
  • Each leaf has at its upper part a horizontal slide engaged on a slide.
  • Each slide projects from the edge vertical leaf adjacent to the middle of the opening of the door.
  • the two slides are attached to one side of the leaves and are vertically offset from each other, by so that when the leaves are closed, the slides can cross parallel to each other and that the slide of each leaf can engage behind said face of the other leaf.
  • the entire control mechanism including the electric motor, is housed in the space above door opening, without overflowing outside this one.
  • One of the translation means is connected to the slide of one of the leaves at a point close to its free end.
  • the other is connected to the slide of the other leaf at a point close to the vertical edge of this leaf.
  • the document FR-A-2 709 720 describes a device for emergency to control electrically from the outside positive unlocking of at least one door in position closed multi-door vehicle suitable for transport travellers.
  • This device is suitable for being connected to a electromechanical closing control mechanism and locking or unlocking and opening the leaf or leaves constituting each door by actuation of the electrical components resulting in each leaf a control element of this leaf an element of control of this leaf and the locking member corresponding.
  • This device includes a switch located on the exterior facade of the vehicle and electrically connected to a control unit for electrical components, to emit a first electrical signal when you activate this switch.
  • Means are adapted to receive the first electrical signal emitted by the switch and to be generated at minus a predetermined current pulse so that cause the positive unlocking of each leaf.
  • Electrical components include a motor electric drive for each leaf an element of control of this leaf and of the locking member corresponding.
  • this teaching does not allow combine within the same mechanism the training opening and closing of at least one leaf, with its locking in particular in the closed position.
  • the invention therefore aims to obtain a device for door locking with a reduced number of components simple, as well as connections between fixed parts.
  • the device also allows blocking automatic of each leaf in closed position or open, which is safe.
  • one of the objects of the invention is a motorized door locking device, intended for particular to a railway vehicle, with at least one leaf capable of sliding substantially longitudinally parallel to a wall of the vehicle where a bay.
  • This leaf being able to close and clear the opening in the closed and open position respectively, as well as slide along a slide between these positions according to the wall of the vehicle.
  • the tilting of the motor is determined for ensure clearance from or engagement with a end surface against which the finger is or must be brought into abutment, respectively towards or from a longitudinal track of the ramp joining the surfaces end.
  • the tilting body motor motorization means is an electric motor whose outlet has a rotor.
  • tilting body has a stator, this motor being provided with mounting bearings intended for be mounted.
  • the body motor tilting motorization means is a fluid motor under pressure, for example pneumatic or hydraulic, of which the outlet includes the piston, while the tilting body features shirt.
  • the tilting body motor means motorization is arranged with its axis substantially parallel to a longitudinal direction.
  • the output of the tilting body motor means motorization is connected so as to be integral with it rotation of a worm gear longitudinal movement of the leaf, extended parallel to a longitudinal direction, and on which is engaged at least one nut rigidly itself secured to a leaf.
  • the nut is secured to the leaf by via a lug screwed to a slide rail longitudinal guide means, near a front end surface of the ramp.
  • the leaf locking means include a locking finger, for example a roller on the track, extended radially from the tilting body of the motor and mounted swivel with respect to a direction longitudinal.
  • a single ramp of these means is substantially longitudinal, rigidly fixed to the leaf, and for example the ramp is screwed to a central slide rail of longitudinal guide means.
  • the ramp has two opposite surfaces end substantially perpendicular to a direction longitudinal.
  • While the track joining these surfaces is generally extended in longitudinal directions and elevation, possibly with an angle from bottom to top from outside to inside, constant or increasing at less locally, and for example of the order of 5 ° to 30 °.
  • the nut is rigidly secured to a feeler, suitable to be supported on the one hand against a cam, for example rigidly secured to another leaf or to the wall, and on the other hand after displacement under the effect of the support against the cam, against a contactor, connected to the so that the entry in support causes a change in its operating state such as shutdown.
  • contactor also includes contactless switches such as presence detector.
  • the worm has two sections longitudinal with opposite steps, so that a rotation of this screw under the effect of a single motor, causes two displacements in a longitudinal direction, but in opposite direction, nuts of drive means respectively of a leaf.
  • the anchoring means for mounting the door on the wall include two support plates, intended to be placed against and rigidly fixed to the wall and / or a horizontal plane of the vehicle.
  • a leaf suspension beam is essentially constituted by a rail of guide means longitudinal, for example a slide rail telescopic, in "U" shape lying with concavity turned transversely towards the inside of the door.
  • Cross leaf guide means comprise at least one slide rigidly fixed to the anchoring means on the one hand and on the other hand to the beam suspension, for example these means include two transverse cylindrical slides, in the case of a sliding sliding door.
  • the motorization means include a flexible feeding or the like.
  • the suspension beam has means assembly of modular elements capable of conforming the operating device using selected components, depending on the destination door.
  • Another object of the invention is a door equipped, for example at an upper edge of its bay, with minus a motorized locking device as mentioned upper.
  • This door is mounted in a wall where is formed the bay, and which are rigidly integral with anchoring means, for example by screwing.
  • Yet another object of the invention is a railway vehicle fitted with at least one device and / or a door as mentioned.
  • Figure 1 is a partial view elevation in perspective, from inside door with two leaves in the closed position, provided with a device motorized according to the invention.
  • FIG. 2 is a detail view similar to the FIG. 1, which represents the door according to the invention, in the maximum open position called open.
  • Figure 3 is a perspective and exploded view on the one hand, a fixed plate of inking means (to right), for guiding a slide mounted on a sash-sliding leaf, and on the other hand part of locking means.
  • Figure 4 is a perspective and exploded view an electric motor with a pivoting stator as visible in figure 1.
  • Figure 5 is a partial electrical diagram of the wiring of a door like the one in figure 1.
  • Figure 6 is a graph illustrating during operation of a door according to the invention, on the abscissa the time in seconds, and on the ordinate the power in Watts an engine like the one in figure 4.
  • Figure 7 is an enlarged detail view of the door of Figure 1, in the closed position.
  • FIG. 8 is a view similar to FIG. 7, with the door in partially open position.
  • Figure 9 is a detailed view of a mode of realization of a ramp of locking means according to the invention.
  • the direction L called longitudinal is considered as substantially horizontal.
  • the direction T called transverse is also considered to be substantially horizontal. While the direction E called elevation is considered to be substantially vertical.
  • front and rear are considered in the longitudinal direction L, respectively in the bow and in the stern of a leaf of the door when closed.
  • the door of the invention can be arranged at various locations in the vehicle, for example at inside or outside of the passenger compartment of a vehicle or to close a bulkhead transversely and in elevation.
  • constituents of the invention can take different positions or orientations in space, especially during their operation of invention, manufacturing, transportation and storage of its constituents.
  • the reference 1 designates generally a vehicle, and in particular a partition or wall 2 of this vehicle 1.
  • Door 3 includes uprights, combined here with wall 2 for simplicity, as well as two leaves 4.
  • the invention also applies to doors 3 provided with a single leaf 4, of course.
  • door 3 defines in the wall 2 an opening or opening 5, which is essentially or completely cleared by the leaves 4 in the open position of door 3, as in figure 2.
  • each leaf 4 is therefore appreciably complementary (for example to the game of operation and possible opening / closing clearance up close) to the interior contour of one half of bay 5, along the longitudinal L, elevation E and transverse T.
  • Each leaf 4 is here substantially rectangular, as seen in the direction T.
  • Door 3 is a motorized door, i.e. provided with means 6 for driving the leaves 4, in view of their opening and / or closing.
  • this door can be opened manually, especially if emergency.
  • the motorization means 6 include a motor which is described in detail later.
  • the bodies of Figure 3 are intended for a door 3 with a "sliding-sliding" trajectory.
  • each leaf 4 is guided along an arrow F or F ', substantially parallel to the longitudinal direction L, over at least a predetermined distance from the trajectory total.
  • This distance represents most of the path of movement of a leaf 4 between its positions open and closed.
  • each leaf 4 is guided transversely obliquely, in order to be placed substantially opposite a front edge 7 of the opposite leaf.
  • This movement is said to be oblique because it includes a transverse component combined with a component longitudinal, relatively small compared to the transverse component.
  • the edge 7 is then facing an upright of the opening 5, for a single door 3 with leaf 4.
  • This drawdown is close to a movement of rotation of the leaves 4, each about an elevation axis.
  • each leaf 4 In the closed position, each leaf 4 is in a plane parallel to the directions of elevation E and longitudinal L, between an upright 8 and a amount of elevation 2 of bay 5, opposite according to direction L (figure 2).
  • the leaves 4 are thus inserted in the bay 5, in shutting it.
  • the device 10 is motorized and is used for door lock 3.
  • the motor 11 is mounted on the wall 2, here by means of a slide described further.
  • An output 12 of the motor 11 is connected to means 13 for longitudinal movement transmission to leaf 4.
  • the body 15 of the engine is arranged to be driven in joint rotation by output 12, or immobilized in rotation relative to the latter (12).
  • the locking means 14 have on the one hand a finger 16 for locking in position.
  • these means 14 have a ramp 17 substantially longitudinal.
  • This ramp 17 is provided with two surfaces opposite ends 18 and 19.
  • the finger 16 and the ramp 17 are respectively integral with the tilting motor 11 and the leaf 4, on the figures.
  • the finger should be 16 either against the opposite surface 19.
  • the motor 11 to tilting body is electric.
  • Its output 12 includes a rotor.
  • While the tilting body 15 has a stator.
  • This engine 11 is, as is clearly visible on FIG. 4, provided with bearings 21.
  • These bearings 21 allow the mounting of the motor 11 on the destination vehicle 1.
  • the body motor tilting motorization means is a fluid motor under pressure, for example pneumatic or hydraulic, of which the outlet includes the piston, while the tilting body features shirt.
  • the motor 11 is arranged with its axis 22 substantially parallel to the longitudinal direction L, as shown in Figures 4, 7 and 8.
  • Output 12 is connected so as to be integral in rotation with an endless screw 23 of the means 13 longitudinal movement transmission to the leaf 4.
  • This screw 23 is extended parallel to the longitudinal direction L.
  • At least one nut 24 is engaged on the screw 23, itself rigidly secured to a leaf 4.
  • each nut 24 is integral with the leaf 4 corresponding, by means of a tab 25 screwed to a rail 26 of a slide 27.
  • Slide 27 is part of guide means longitudinal of the leaves 4.
  • the means 14 here allow the locking simultaneous of the two leaves 4, and have the finger blocking 16.
  • finger 16 is equipped with a roller 28, for its rolling on the track 20.
  • the finger 16 is extended radially from the tilting body 15 and pivotally mounted relative to a longitudinal direction.
  • a single ramp of these means is substantially longitudinal, rigidly fixed to the leaf, and for example the ramp is screwed to a central slide rail of longitudinal guide means.
  • the ramp has two opposite surfaces end substantially perpendicular to the direction longitudinal L, around axis 22.
  • While the track 20 joining the surfaces 18, 19 is generally extended in the directions longitudinal L and elevation E.
  • track 20 presented by relative to direction E, an angle 29, from bottom to top and from outside to inside, constant in Figures 1 to 8, of the order of 5 ° to 30 °.
  • the track 20 has an angle of bottom up top from outside to inside, ascending from back to front locally, and of the same order of 5 ° to 30 °.
  • the nut 24 is rigidly secured to a feeler 30, able to be supported as in Figure 7, a goes against a lower cam 31, in the example rigidly secured to the other leaf 4.
  • the cam 31 is generally secured to wall 2.
  • This contactor 32 is connected to the motor 11 so that the entry in support makes it possible to cause a change of its operating state such as shutdown.
  • the device 10 being intended for a door for two leaves 4, the worm 23 has two sections longitudinal with opposite steps, so that a rotation of this screw 23 under the effect of a single motor 11, causes two displacements in the longitudinal direction L, but in the opposite direction, of the two nuts 24 of means of transmission or drive 13 respectively, of a leaf 4 corresponding.
  • the anchoring means for mounting the door 3 on the wall 2 include two plates 33 support, such as that visible in Figure 3, in the case of a sliding-sliding door.
  • Each of the plates 33 is intended to be placed against and rigidly fixed to the wall 2 and / or to a plane horizontal such as vehicle ceiling 1.
  • a suspension beam for leaves 4 is essentially constituted by an external rail 34 of means longitudinal guide, here the slide 27.
  • the external rail 34 has, as illustrated on the Figure 7 in particular, in cross section elevation a "U" shaped profile with concavity turned transversely towards the inside of door 3.
  • transverse guide means 35 of the leaf such that partially illustrated in FIG. 3, include at at least one slide 36 rigidly fixed to the plate 33 of the anchoring means on the one hand.
  • each slide 36 is connected to the suspension beam, i.e. at slide 27.
  • these means 35 comprise two transverse cylindrical slides.
  • the motorization means 6 then comprise a flexible feeding or the like.
  • the suspension beam has, according to certain realization of doors 3, means for assembling elements modular, able to conform the operator device to using selected constituents, according to door 3 of destination.
  • door 3 must then be supplied, including the leaves 4 proper, the parts mounting (nuts, washers, etc.) and end stops door open stroke.
  • the slide 27 is of the ball type, and includes, for each leaf, a rail 26, inside a steel rail 34. These different rails, called “interior and exterior”, are connected by two rows of balls, spaced apart by ball cages.
  • Two hanging lugs 25 per leaf 4 connect each of these to its slide rail 26.
  • the leaf 4 is thus screwed to rail 26 using two screws by tab 25.
  • the height and parallelism are here set for leaves 4, by adding washers between these leaves 4 and the suspension system.
  • this is a modular unit, ready to be installed on the leaf suspension system 4 of door 3.
  • This conjugation system uses the screw without end 23 and the nuts 24.
  • Support bearings, on the figure 1 3 in number, ensure the maintenance and positioning of the worm 23, which is thus able to to pivot around the longitudinal axis 22, freely.
  • the nuts 24 are in the embodiment of the figure 1, bronze ball nuts, housed in the bushing each nut 24. Such a socket is provided by half nut 24.
  • the movement F of a leaf 4 along a direction in the longitudinal direction L causes a movement F 'of the other leaf 4 of a double door, but in the opposite direction.
  • Locking and motorization means form a modular unit installed on rail 34 outer of slideway 27, at one longitudinal end of the device 10.
  • the trigger is a permanent magnet and current electric motor continued.
  • the coupling between the motor 11 and the means of transmission 13 provides that the worm 23 is connected to the motor via a coupling elastic mounted on the outlet 12. This provides a positive mechanical connection.
  • the locking means 14 include obviously the locking finger 16 connected to the stator of the motor 11, which is articulated and biased by a spring 44 shown in Figure 4, in reference.
  • the finger of blocking 16 slides on track 20 and then comes to a stop against a rear end surface 18, which is perpendicular to the longitudinal direction L of sliding.
  • door 3 In this position, door 3 is locked from a mechanical point of view, and therefore blocked.
  • Unlocking is obtained automatically by the putting into operation, here by rotation, of the body 15 or stator of motor 11, caused by the reaction torque exercised during the automatic opening cycle.
  • the interlock switch 39 detects and signals the fact that the locking finger 16 immobilizes the leaf 4 of door.
  • This relaxation is obtained using a cable 45 in a V-pulley, connected to the body 15 or stator of the motor 11.
  • This cable causes the body 15 to rotate, such that the roller 28 of the locking finger 7 is disengaged from the rear end surface 18, which releases the leaves 4 from door 3.
  • This cable 45 can be used in case emergency, using a handle 46 shown in the figure 5.
  • a manual release 47 is activated to cut off the power supply of the motor 11. After complete displacement of the handle 46, the door is released to allow manual opening leaves 4.
  • the system can be reset by pushing the handle 46 to its normal operating position.
  • the local control unit 37 constitutes the interface between train supply circuits 48 (for example a 100 V DC power supply and lines train door supply) and trigger 49 of each door 3.
  • train supply circuits 48 for example a 100 V DC power supply and lines train door supply
  • the unit 37 controls the operation of the motor 11 using the signals emitted by the contactors of the device 10, as well as by the lines of the train.
  • control unit 37 room is equipped with a microprocessor.
  • This is used to treat inputs / outputs as well as to manage the torque and speed of motor 11, in operation.
  • Local control unit 37 provides a motor control output signal 11, which includes actually two separate outputs.
  • the electrical interface of the control unit room is equipped with two connectors 40, 41.
  • the first 40 is used for the outputs of the motors 11, the inputs of the switch 32 of closed doors and switch 39 for locked doors.
  • While the second connector 41 is used for closing entries, opening entries, the positive terminal 50 of the battery, negative terminal 51 of the battery, as well as the two input cables of the manual release switch 47.
  • control unit 37 local is fixed to one end of the device 10, by example the one which is longitudinally opposite the motor 11.
  • a cam additional comparable to cam 31 can be installed to detect the fact that the two leaves 4 of a door double have reached their fully closed position.
  • door 3 In the closed position, door 3 is locked mechanically, due to the abutment of finger 16 against the rear end surface 18.
  • This signal is received on the one hand on a unit of local control 37 so that the door relay is placed in the open position, and then the power is power up.
  • Local control unit 37 checks the damping and the end of supply of the motor 11 to the end of its longitudinal travel.
  • the relay of door is placed in the closed position, while the power is turned on.
  • the local control unit 37 provides a maximum force for 0.5 to 0.7 seconds and then cut power supply to motor 11 for 1 to 2 seconds, depending on expected settings.
  • the trigger of the emergency handle 46 causes the unlocking door mechanics.
  • door 3 can be returned to its normal operating state by resetting the handle 46 to zero, used in an emergency to unlock door 3.
  • This unlocking from outside door 3 is possible using an unlocking handle external not shown.
  • a certain number of elements making it possible to obtain such external unlocking are provided outside the vehicle 1, as required.
  • the power supply is of the order of 70 to 110 V, in direct current.
  • the permanent consumption of the device 10 is around 12 Watts and, as illustrated in Figure 6, we finds a peak value 52 at the start of the order of 220 Watts.
  • Closing times are substantially identical.
  • a local control unit 37 weighing from the order of 1.5 kg, a suspension and a device 10 of about 23 kg and an assembly of the electric motor 11 weighing around 5 kg, it is possible to obtain a door assembly 3 weighing less than 30 kg.

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Description

L'invention concerne le domaine technique des portes motorisées, en particulier pour véhicules ferroviaires, avec au moins un vantail apte à coulisser sensiblement parallèlement à la paroi où est ménagée la baie.
Elle a pour objets un dispositif motorisé de verrouillage de porte, une porte pourvue de ce dispositif et un véhicule ferroviaire équipé d'au moins un tel dispositif et/ou porte.
Dans les exemples, l'invention est appliquée à des portes double, dont chaque vantail suit une trajectoire soit de translation rectiligne soit dite "louvoyante-coulissante".
Mais des portes à un ou plusieurs vantaux, déplaçables suivant d'autres trajectoires le long de la paroi où est ménagée la baie, sont également dans le champs de l'invention.
Citons des documents du domaine technique général de l'invention.
Le document FR-A-2.294.306 décrit une porte à mouvement coulissant.
Le document EP-A-400.188 décrit une porte double à motorisation qui permet d'obtenir des mouvements de déboítements des vantaux hors de la baie.
Les documents suivants concernent plus spécialement les dispositifs de motorisation et verrouillage de telles portes.
Le document GB 2 309 261 décrit un système de verrouillage pour les portes du type utilisé dans les transports en commun. Lors de la fermeture de la porte, une vis sans fin entraíne la rotation d'un levier qui permet à un cliquet de venir en butée contre la porte et d'empêcher ainsi son ouverture.
Le document US-A-3 541 874 décrit un appareil motorisé avec des moyens de déclenchement à déplacement linéaire, un moteur électrique et des moyens de transmission reliant l'arbre du moteur à un élément de commande.
Le document US-A-3 745 705 décrit un opérateur de porte pour l'entraínement d'une porte guidée sur rail, avec un arbre rotatif le long duquel est déplaçable un élément d'entraínement relié élastiquement à la porte.
Un mécanisme de verrouillage est prévu avec une roue libre et une roue à rochet.
Le document FR-A-2 209 392 décrit un actionneur de porte pour véhicule, qui contient un levier s'étendant à partir de l'arbre de sortie, et qui se déplace jusqu'à une position au-delà d'un point mort par rapport à l'arbre quand la porte est en position de fermeture, pour enclencher la porte en s'opposant à son mouvement.
Le document FR-A-2 417 620 décrit un dispositif de verrouillage de porte coulissante commandée par un moteur, avec au moins un vantail relié à un écrou monté sur une vis sans fin, commandée pour assurer l'ouverture et/ou la fermeture de la porte.
Cet écrou est guidé dans une glissière qui empêche sa rotation. Il comprend des moyens pour interrompre, en fin de course, le guidage en translation de l'écrou et permettre sa rotation angulaire avec la vis, des moyens pour limiter le débattement angulaire de cet écrou.
Des moyens limitent la translation de l'écrou s'il est sollicité le long de la vis et qu'il n'est plus engagé dans la glissière.
Le document FR-A-2 599 780 décrit un dispositif d'actionnement linéaire électromécanique pour porte à déplacement coulissant comprenant un moteur entraínant une vis sans fin sur laquelle est monté un écrou relié à la porte à déplacer.
L'écrou est retenu en rotation par une glissière présentant un décrochement à l'endroit correspondant à la fin de course de la porte.
Ce décrochement autorise une certaine rotation de l'écrou et constitue une butée empêchant le déplacement en arrière de l'écrou lorsqu'on agit sur lui par l'intermédiaire de la porte.
L'écrou est essentiellement constitué de deux parties solidaires axialement l'une de l'autre, montées rotativement l'une autour de l'autre et conformées de manière à assurer leur solidarisation mutuelle en rotation avec un important jeu angulaire, la partie extérieure de l'écrou coopérant avec la glissière.
Le document FR-A-2 663 673 décrit une partie coulissante comprenant deux vantaux montés coulissants l'un relativement à l'autre pour ouvrir et fermer une ouverture de porte.
L'ouverture et la fermeture de cette porte sont commandées par un moteur électrique coopérant avec un mécanisme comprenant deux moyens de translation mobiles dans deux directions opposées. Chacun des moyens de translation est relié à un vantail.
Chaque vantail porte à sa partie supérieure une glissière horizontale engagée sur un coulisseau.
Chaque glissière fait saillie à partir du bord vertical du vantail adjacent au milieu de l'ouverture de la porte.
Les deux glissières sont fixées à une face des vantaux et sont décalées verticalement l'une de l'autre, de façon que lors de la fermeture des vantaux, les glissières puissent se croiser parallèlement l'une à l'autre et que la glissière de chacun des vantaux puisse s'engager derrière ladite face de l'autre vantail.
L'ensemble du mécanisme de commande, y compris le moteur électrique, est logé dans l'espace situé au-dessus de l'ouverture de la porte, sans déborder à l'extérieur de celle-ci.
L'un des moyens de translation est relié à la glissière de l'un des vantaux en un point proche de son extrémité libre. L'autre est relié à la glissière de l'autre vantail en un point proche du bord vertical de ce vantail.
Le document FR-A-2 709 720 décrit un dispositif de secours pour commander électriquement depuis l'extérieur le déverrouillage positif d'au moins une porte en position fermée d'un véhicule à plusieurs portes adapté au transport des voyageurs.
Ce dispositif est adapté à être relié à un mécanisme électromécanique de commande de la fermeture et du verrouillage ou du déverrouillage et de l'ouverture du vantail ou des vantaux constituant chaque porte par actionnement des organes électriques entraínant pour chaque vantail un élément de commande de ce vantail un élément de commande de ce vantail et l'organe de verrouillage correspondant.
Ce dispositif comporte un commutateur situé sur la façade extérieure du véhicule et relié électriquement à un organe de commande des organes électriques, pour émettre un premier signal électrique lorsqu'on actionne ce commutateur.
Des moyens sont adaptés à recevoir le premier signal électrique émis par le commutateur et à générer au moins une impulsion de courant prédéterminée de façon à provoquer le déverrouillage positif de chaque vantail.
Les organes électriques comprennent un moteur électrique entraínant pour chaque vantail un élément de commande de ce vantail et de l'organe de verrouillage correspondant.
L'état de la technique connu présente des inconvénients.
Notamment, l'enseignement des documents cités ne permet pas d'obtenir des moyens de guidage longitudinal tels que glissière, ainsi qu'une combinaison des deux vantaux le cas échéant, qui soit simple et fiable.
Egalement, cet enseignement ne permet pas de combiner au sein d'un même mécanisme l'entraínement d'ouverture et fermeture d'au moins un vantail, avec son verrouillage en particulier en position fermée.
L'invention vise donc à obtenir un dispositif de verrouillage de porte avec un nombre réduit de constituants simples, ainsi que de liaisons entre parties fixes.
Le dispositif permet également un blocage automatique de chaque vantail en position fermée ou ouverte, qui est sûr.
A cet effet, l'un des objets de l'invention est un dispositif de verrouillage de porte motorisée, destinée en particulier à un véhicule ferroviaire, avec au moins un vantail apte à coulisser sensiblement longitudinalement parallèlement à une paroi du véhicule où est ménagée une baie.
Ce vantail étant apte à obturer et dégager la baie respectivement en position fermée et ouverte, ainsi qu'à coulisser le long d'une glissière entre ces positions suivant la paroi du véhicule.
Le dispositif comporte en combinaison :
  • des moyens de motorisation comprenant un moteur à corps basculant, destiné à être monté sur le véhicule par exemple sur la paroi, dont une sortie est reliée à des moyens de transmission longitudinale de mouvement au vantail, le corps étant agencé pour être entraíné en rotation conjointe par la sortie ou immobilisé en rotation par rapport à cette dernière ; et
  • des moyens de verrouillage du vantail en position fermée ou ouverte, avec d'une part un doigt de blocage en position et d'autre part une rampe solidaire du vantail sensiblement longitudinale pourvue d'au moins une et par exemple deux surfaces opposées d'extrémité, le doigt et la rampe étant respectivement solidaire du moteur basculant et du vantail, ou inversement.
De la sorte, en position fermée le doigt est en butée longitudinalement contre une surface d'extrémité.
Le cas échéant, en position ouverte il l'est contre la surface opposée.
Et le basculement du moteur est déterminé pour assurer le dégagement depuis ou l'engagement avec une surface d'extrémité contre laquelle le doigt est ou doit être amené en butée, respectivement vers ou depuis une piste longitudinale de la rampe rejoignant les surfaces d'extrémité.
Selon une réalisation le moteur à corps basculant des moyens de motorisation est un moteur électrique dont la sortie comporte un rotor.
Tandis que le corps basculant comporte un stator, ce moteur étant pourvu de paliers de montage destinés à être montés.
Par exemple sur la paroi et/ou un plafond du véhicule.
Selon une autre réalisation, le moteur à corps basculant des moyens de motorisation est un moteur à fluide sous pression, par exemple pneumatique ou hydraulique, dont la sortie comporte le piston, tandis que le corps basculant comporte la chemise.
D'autres caractéristiques de modes de réalisation du dispositif sont exposées.
Le moteur à corps basculant des moyens de motorisation est disposé avec son axe sensiblement parallèle à une direction longitudinale.
Par exemple il est disposé au dessus de la baie, notamment au droit d'un montant d'élévation.
La sortie du moteur à corps basculant des moyens de motorisation est reliée de manière à en être solidaire en rotation, d'une vis sans fin des moyens de transmission longitudinale de mouvement au vantail, étendue parallèlement à une direction longitudinale, et sur laquelle est engagé au moins un écrou lui-même rigidement solidaire d'un vantail.
Par exemple l'écrou est solidaire du vantail par l'intermédiaire d'une patte vissée à un rail de glissière de moyens de guidage longitudinal, à proximité d'une surface d'extrémité avant de la rampe.
Les moyens de verrouillage du vantail comportent un doigt de blocage, par exemple à galet de roulement sur la piste, étendu radialement depuis le corps basculant du moteur et monté pivotant par rapport à une direction longitudinale.
Une rampe unique de ces moyens est sensiblement longitudinale, rigidement fixée au vantail, et par exemple la rampe est vissée à un rail central de glissière de moyens de guidage longitudinal.
La rampe est pourvue de deux surfaces opposées d'extrémité sensiblement perpendiculaires à une direction longitudinale.
Tandis que la piste rejoignant ces surfaces est généralement étendue suivant des directions longitudinale et d'élévation, éventuellement avec un angle de bas en haut de l'extérieur vers l'intérieur, constant ou croissant au moins localement, et par exemple de l'ordre de 5° à 30°.
L'écrou est rigidement solidaire d'un palpeur, apte à être mis en appui d'une part contre une came, par exemple rigidement solidaire d'un autre vantail ou de la paroi, et d'autre part après déplacement sous l'effet de l'appui contre la came, contre un contacteur, relié au moteur de sorte que l'entrée en appui permet de provoquer un changement de son état de fonctionnement tel qu'arrêt.
Le terme "contacteur" comprend également les commutateurs sans contact tels que détecteur de présence.
Le dispositif étant destiné à une porte à deux vantaux, la vis sans fin comporte deux sections longitudinales à pas opposés, de sorte qu'une rotation de cette vis sous l'effet d'un moteur unique, provoque deux déplacements suivant une direction longitudinale, mais en sens opposé, d'écrous de moyens d'entraínement respectivement d'un vantail.
Les moyens d'ancrage destinés au montage de la porte sur la paroi, comprennent deux platines d'appui, destinées à être placées contre et rigidement fixées à la paroi et/ou à un plan horizontal du véhicule.
Une poutre de suspension du vantail est essentiellement constituée par un rail de moyens de guidage longitudinal, par exemple un rail de glissière télescopique, en "U" couché à concavité tournée transversalement vers l'intérieur de la porte.
Des moyens de guidage transversal du vantail comprennent au moins un coulisseau rigidement fixé aux moyens d'ancrage d'une part et d'autre part à la poutre de suspension, par exemple ces moyens comportent deux coulisseaux cylindriques transversaux, dans le cas d'une porte louvoyante coulissante.
Les moyens de motorisation comportent une alimentation flexible ou analogues.
La poutre de suspension comporte des moyens d'assemblage d'éléments modulaires, aptes à conformer le dispositif opérateur à l'aide de constituants choisis, selon la porte de destination.
Un autre objet de l'invention est une porte équipée, par exemple à un bord supérieur de sa baie, d'au moins un dispositif motorisé de verrouillage tel qu'évoqué plus haut.
Cette porte est montée dans une paroi où est ménagée la baie, et dont sont rigidement solidaires des moyens d'ancrage, par exemple par vissage.
Encore un autre objet de l'invention est un véhicule ferroviaire équipé d'au moins un dispositif et/ou une porte tels qu'évoqués.
L'invention est décrite plus en détail dans la description qui suit, et se réfère aux dessins annexés.
Sur ces dessins, la figure 1 est une vue partielle d'élévation en perspective, d'une face intérieure de porte à deux vantaux en position fermée, pourvue d'un dispositif motorisé conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue de détail similaire à la figure 1, qui représente la porte conforme à l'invention, en position d'ouverture maximale dite ouverte.
La figure 3 est une vue en perspective et en éclaté d'une part d'une platine fixe de moyens d'encrage (à droite), pour le guidage d'un coulisseau monté sur un vantail louvoyant-coulissant, et d'autre part une partie de moyens de verrouillage.
La figure 4 est une vue en perspective et en éclaté d'un moteur électrique à stator pivotant tel que visible sur la figure 1.
La figure 5 est un schéma électrique partiel du câblage d'une porte telle que celle de la figure 1.
La figure 6 est un graphique illustrant lors du fonctionnement d'une porte selon l'invention, en abscisse le temps en secondes, et en ordonnées la puissance en Watts d'un moteur tel que celui de la figure 4.
La figure 7 est une vue de détail agrandie de la porte de la figure 1, en position fermée.
La figure 8 est une vue similaire à la figure 7, avec la porte en position d'ouverture partielle.
Et la figure 9 est une vue de détail d'un mode de réalisation de rampe de moyens de verrouillage selon l'invention.
Sur les figures, sont représentées trois directions indicatives L, E et T, qui sont mutuellement perpendiculaires les unes aux autres.
La direction L dite longitudinale, est considérée comme sensiblement horizontale.
La direction T dite transversale, est aussi considérée comme sensiblement horizontale. Tandis que la direction E dite d'élévation est considérée comme étant sensiblement verticale.
Sauf dans le cas d'orientations locales, les termes "longitudinalement" et "transversalement" se rapportent respectivement aux directions longitudinale L et transversale T.
Et les termes "supérieur" et "inférieur" sont considérés suivant la direction d'élévation E, respectivement vers le haut et vers le bas.
Tandis que les termes "intérieur" et "extérieur" sont considérés suivant la direction transversale T.
Enfin, les termes "avant" et "arrière" sont considérés suivant la direction longitudinale L, respectivement en proue et en poupe d'un vantail de la porte lors de sa fermeture.
Les directions L, E et T sont employées ici pour décrire les constituants de l'invention, dans leurs principales positions usuelles de mise en oeuvre.
Notamment, est considéré le cas d'une porte dans une cloison externe de véhicule ferroviaire tel que voiture, généralement étendue suivant les directions longitudinale L et d'élévation E du véhicule, ce dernier se déplaçant essentiellement suivant la direction longitudinale L.
Toutefois, la porte de l'invention peut être agencée à divers emplacements du véhicule, et par exemple à l'intérieur ou l'extérieur de l'habitacle d'un véhicule ou pour fermer une cloison d'étendue transversalement et en élévation.
Il va de soi que les constituants de l'invention peuvent prendre des positions ou orientations différentes dans l'espace, notamment lors de leur fonctionnement de l'invention, de la fabrication, du transport et du stockage de ses constituants.
Les directions L, E et T sont donc indicatives, et données uniquement dans un but explicatif.
Sur les figures 1 et 2, la référence 1 désigne de manière générale un véhicule, et en particulier une cloison ou paroi 2 de ce véhicule 1.
Afin de permettre un accès à travers la paroi 2, celle-ci est équipée d'une porte 3.
La porte 3 comprend des montants, confondus ici avec la paroi 2 pour plus de simplicité, ainsi que deux vantaux 4.
L'invention s'applique également à des portes 3 pourvues d'un seul vantail 4, évidemment.
Les montants de la porte 3 définissent dans la paroi 2 une ouverture ou baie 5, qui est essentiellement ou totalement dégagée par les vantaux 4 en position ouverte de la porte 3, comme sur la figure 2.
Tandis qu'en position de fermée, comme sur la figure 1, les vantaux 4 de la porte 3 sont inscrits dans, et obturent, la baie 5.
Le contour externe de chaque vantail 4 est donc sensiblement complémentaire (par exemple au jeu de fonctionnement et éventuel dégagement d'ouverture/fermeture près) au contour intérieur d'une moitié de la baie 5, suivant les directions longitudinale L, d'élévation E et transversale T.
Chaque vantail 4 est ici sensiblement rectangulaire, tel que vu suivant la direction T.
La porte 3 est une porte motorisée, c'est-à-dire pourvue de moyens 6 pour l'entraínement des vantaux 4, en vue de leur ouverture et/ou fermeture.
Toutefois, pour des raisons de sécurité, cette porte peut être ouverte manuellement, notamment en cas d'urgence.
Dans les exemples, les moyens de motorisation 6 comprennent un moteur qui est décrit en détail plus loin.
Les organes de la figure 3 sont destinés à une porte 3 à trajectoire "louvoyante-coulissante".
Dans d'autres réalisations illustrées, comme sur les figures 1 et 2, la trajectoire est purement une translation rectiligne.
Quelles que soient ces trajectoires, on remarque que depuis sa position ouverte vers sa position fermée, chaque vantail 4 est guidé suivant une flèche F ou F', sensiblement parallèlement à la direction longitudinale L, sur au moins une distance prédéterminée de la trajectoire totale.
Cette distance représente la plus grande partie du trajet de déplacement d'un vantail 4 entre ses positions ouverte et fermée.
Dans le cas d'une porte 3 louvoyante-coulissante, le bord avant 7 de chaque vantail 4 est guidé transversalement de manière oblique, afin d'être placé sensiblement en regard d'un bord avant 7 du vantail opposé.
Ce mouvement est dit oblique car il comporte une composante transversale combinée à une composante longitudinale, relativement faible par rapport à la composante transversale.
Le bord 7 est alors face à un montant de la baie 5, pour une porte 3 à vantail 4 unique.
Ce rabattement est proche d'un mouvement de rotation des vantaux 4, chacun autour d'un axe d'élévation.
En position fermée, chaque vantail 4 est dans un plan parallèle aux directions d'élévation E et longitudinale L, entre un montant d'élévation 8 et un montant d'élévation 2 de la baie 5, opposés suivant la direction L (figure 2).
Les vantaux 4 sont ainsi insérés dans la baie 5, en l'obturant.
Un dispositif 10 motorisé de verrouillage, également dit "opérateur de porte", est prévu sur la porte 3 du véhicule ferroviaire 1.
Le dispositif 10 est motorisé et sert au verrouillage de la porte 3.
Le dispositif 10 comporte en combinaison:
  • des moyens de motorisation 6 comprenant un moteur 11 à corps basculant, destiné à être monté sur le véhicule 1. et
  • des moyens 14 de verrouillage du vantail 4 en position fermée et ouverte.
Dans les exemples, le moteur 11 est monté sur la paroi 2, ici par l'intermédiaire d'une glissière décrite plus loin.
Mais il peut aussi être monté sur un plafond ou un autre élément de structure du véhicule 1.
Une sortie 12 du moteur 11 est reliée à des moyens 13 de transmission longitudinale de mouvement au vantail 4.
Le corps 15 du moteur est agencé pour être entraíné en rotation conjointe par la sortie 12, ou immobilisé en rotation par rapport à cette dernière (12).
Les moyens 14 de verrouillage possèdent d'une part un doigt 16 de blocage en position.
D'autre part, ces moyens 14 possèdent une rampe 17 sensiblement longitudinale.
Cette rampe 17 est pourvue de deux surfaces opposées d'extrémité 18 et 19.
Le doigt 16 et la rampe 17 sont respectivement solidaire du moteur basculant 11 et du vantail 4, sur les figures.
Mais une solidarisation inverse est prévue dans des modes de réalisation.
Donc, comme sur les figures 1, 7 et 9, en position fermée le doigt 16 est en butée longitudinalement contre une surface d'extrémité arrière 18.
Par contre, dans le cas où est prévu un verrouillage en position ouverte, il convient que le doigt 16 soit contre la surface opposée 19.
Et le basculement du moteur 11 est évidemment déterminé pour assurer le dégagement depuis une surface d'extrémité 18 ou 19, contre laquelle le doigt 16 est en butée, vers une piste 20 longitudinale de la rampe 17.
Selon les réalisations illustrées, le moteur 11 à corps basculant est électrique.
Sa sortie 12 comporte un rotor.
Tandis que le corps basculant 15 comporte un stator.
Ce moteur 11 est, comme cela est bien visible sur la figure 4, pourvu de paliers 21.
Ces paliers 21 permettent le montage du moteur 11 sur le véhicule 1 de destination.
Selon une autre réalisation, le moteur à corps basculant des moyens de motorisation est un moteur à fluide sous pression, par exemple pneumatique ou hydraulique, dont la sortie comporte le piston, tandis que le corps basculant comporte la chemise.
Le moteur 11 est disposé avec son axe 22 sensiblement parallèle à la direction longitudinale L, comme suer les figures 4, 7 et 8.
Dans les exemples, il (11) est disposé au dessus de la baie 5, notamment au droit du montant 8 d'élévation.
La sortie 12 est reliée de manière à en être solidaire en rotation, d'une vis sans fin 23 des moyens 13 de transmission longitudinale de mouvement au vantail 4.
Cette vis 23 est étendue parallèlement à la direction longitudinale L.
Sur la vis 23, est engagé au moins un écrou 24, lui-même rigidement solidaire d'un vantail 4.
Sur les figures, chaque écrou 24 est solidaire du vantail 4 correspondant, par l'intermédiaire d'une patte 25 vissée à un rail 26 d'une glissière 27.
La glissière 27 fait partie de moyens de guidage longitudinal des vantaux 4.
Notons que la patte 25 de l'écrou côté moteur 11 longitudinalement, est à proximité d'une surface d'extrémité avant 19 de la rampe 17.
Les moyens 14 permettent ici le verrouillage simultané des deux vantaux 4, et comportent le doigt de blocage 16.
Dans les exemples des figures 8 et 9, le doigt 16 est équipé d'un galet 28, en vue de son roulement sur la piste 20.
En outre, le doigt 16 est étendu radialement depuis le corps basculant 15 et monté pivotant par rapport à une direction longitudinale.
Une rampe unique de ces moyens est sensiblement longitudinale, rigidement fixée au vantail, et par exemple la rampe est vissée à un rail central de glissière de moyens de guidage longitudinal.
La rampe est pourvue de deux surfaces opposées d'extrémité sensiblement perpendiculaires à la direction longitudinale L, autour de l'axe 22.
Tandis que la piste 20 rejoignant les surfaces 18, 19 est généralement étendue suivant les directions longitudinale L et d'élévation E.
Plus précisément, ici la piste 20 présente par rapport à la direction E, un angle 29, de bas en haut et de l'extérieur vers l'intérieur, constant sur les figures 1 à 8, de l'ordre de 5° à 30°.
Sur la figure 9, la piste 20 présente, un angle de bas en haut de l'extérieur vers l'intérieur, croissant d'arrière en avant localement, et du même ordre de 5° à 30°.
L'écrou 24 est rigidement solidaire d'un palpeur 30, apte à être mis en appui comme sur la figure 7, d'une part contre une came 31 inférieure, dans l'exemple rigidement solidaire de l'autre vantail 4.
Dans le cas d'une porte 3 à vantail 4 unique, la came 31 est en général solidaire de la paroi 2.
D'autre part, après déplacement sous l'effet de l'appui contre la came 31, le palpeur 30 est remonté et mis en appui contre un contacteur supérieur 32.
Ce contacteur 32 est relié au moteur 11 de sorte que l'entrée en appui permet de provoquer un changement de son état de fonctionnement tel qu'arrêt.
Le dispositif 10 étant destiné à une porte à deux vantaux 4, la vis sans fin 23 comporte deux sections longitudinales à pas opposés, de sorte qu'une rotation de cette vis 23 sous l'effet d'un moteur 11 unique, provoque deux déplacements suivant la direction longitudinale L, mais en sens opposé, des deux écrous 24 de moyens de transmission ou entraínement 13 respectivement, d'un vantail 4 correspondant.
Les moyens d'ancrage destinés au montage de la porte 3 sur la paroi 2 comprennent deux platines 33 d'appui, telles que celle visible sur la figure 3, dans le cas d'une porte louvoyante-coulissante.
Chacune des platines 33 est destinée à être placée contre et rigidement fixée à la paroi 2 et/ou à un plan horizontal tel que plafond du véhicule 1.
Une poutre de suspension des vantaux 4 est essentiellement constituée par un rail externe 34 de moyens de guidage longitudinal, ici la glissière 27.
On peut aussi prévoir une glissière 27 télescopique.
Le rail externe 34 présente, comme illustré sur la figure 7 notamment, en section d'élévation transversale un profil en "U" couché à concavité tournée transversalement vers l'intérieur de la porte 3.
Dans le cas d'une porte louvoyante coulissante des moyens de guidage transversal 35 du vantail, tels qu'illustrés en partie sur la figure 3, comprennent au moins un coulisseau 36 rigidement fixé à la platine 33 des moyens d'ancrage d'une part.
D'autre part chaque coulisseau 36 est relié à la poutre de suspension, c'est-à-dire à la glissière 27.
Par exemple, ces moyens 35 comportent deux coulisseaux cylindriques transversaux.
Les moyens de motorisation 6 comportent alors une alimentation flexible ou analogues.
La poutre de suspension comporte selon certaines réalisation de portes 3, des moyens d'assemblage d'éléments modulaires, aptes à conformer le dispositif opérateur à l'aide de constituants choisis, selon la porte 3 de destination.
L'invention est destinée à équiper des véhicules 1 tels que trains, métropolitains ou analogues. Elle est adaptée aux portes 3 à vantaux 4 :
  • en gaine, simple ou double ; et
  • coulissantes entre parois.
Elle permet de fournir, pour chaque porte 3, un ensemble unique prêt à monter.
Chacun de ces ensembles comprend :
  • un dispositif de suspension (glissière 27) de vantail de porte ;
  • un dispositif de conjugaison avec les moyens de transmission 6 ;
  • un assemblage de moteur 11 ici électrique, avec les moyens de verrouillage ;
  • une poignée de relâchement ou déverrouillage d'urgence, pour le côté intérieur de la paroi 2 ; et
  • une unité de commande locale 37 telle que schématisée sur la figure 5.
D'autres éléments de la porte 3 doivent ensuite être fournis, dont les vantaux 4 proprement dit, les pièces de montage (écrous, rondelles, etc.) et les butées de fin de course de porte ouverte.
Un câblage tel que celui qui est illustré sur la figure 5 doit également être prévu pour relier :
  • le moteur 11 et le connecteur de l'unité de commande locale 37 ;
  • le contacteur 32 ou commutateur de porte fermée, un commutateur 39 de porte verrouillée, ainsi que des connecteurs 40, 41 de l'unité 37 de commande locale ; et
  • le dispositif 42 de relâchement mécanique relié par le connecteur 41 à l'unité de commande locale 37.
Dans la suspension des vantaux 4, la glissière 27 est du type à billes, et comprend, pour chaque vantail, un rail 26, à l'intérieur d'un rail 34 en acier. Ces différents rails, appelés "intérieurs et extérieurs", sont reliés par l'intermédiaire de deux rangées de billes, espacées au moyen de cages à billes.
Deux pattes 25 d'accrochage par vantail 4 relient chacun de ces derniers à son rail 26 de glissière. Le vantail 4 est ainsi vissé au rail 26 à l'aide de deux vis par patte 25.
La hauteur et le parallélisme sont ici réglés pour les vantaux 4, par addition de rondelles entre ces vantaux 4 et le système de suspension. On prévoit aussi des réglages par excentrique, cales, etc.
Concernant le dispositif 10 ou opérateur de porte proprement dit, celui-ci est une unité modulaire, prête à être installée sur le système de suspension de vantaux 4 de la porte 3.
Il comprend le système de conjugaison et le système de vérification de la position fermée des vantaux 4.
Ce système de conjugaison fait appel à la vis sans fin 23 et aux écrous 24. Des paliers de support , sur la figure 1 au nombre de 3, assurent le maintien et le positionnement de la vis sans fin 23, qui est ainsi à-même de pivoter autour de l'axe 22 longitudinal, librement.
Les écrous 24 sont dans la réalisation de la figure 1, des écrous à billes en bronze, logés dans la douille de chaque écrou 24. On prévoit une telle douille par demi-écrou 24.
Les pattes 25, aussi appelées fourches, évitent que les écrous en bronze ne tournent et permettent de relier chacun de ceux-ci à son rail 26 de glissière, pour chaque vantail 4.
Grâce à la conjugaison obtenue avec les moyens 10 du dispositif 10, le mouvement F d'un vantail 4 suivant un sens dans la direction longitudinale L, provoque un mouvement F' de l'autre vantail 4 d'une porte double, mais dans le sens opposé.
La vérification de la position fermée des vantaux 4 est obtenue grâce au commutateur 32 utilisé pour détecter le fait que les vantaux 4, dans le cadre d'une porte double, ont atteint leur position de fermeture complète.
Les moyens de verrouillage et de motorisation forment une unité modulaire installée sur le rail 34 externe de glissière 27, à une extrémité longitudinale du dispositif 10.
Il comprend le moteur 11, ici électrique, un couplage entre le moteur et les moyens de transmission longitudinale 13, ainsi que les moyens de verrouillage 14.
Dans le cas du moteur électrique 11, le déclencheur est un moteur électrique à aimant permanent et à courant continu.
Le couplage entre le moteur 11 et les moyens de transmission 13 prévoit que la vis sans fin 23 est connectée au moteur par l'intermédiaire d'un couplage élastique monté sur la sortie 12. Cela permet d'obtenir une liaison mécanique positive.
Notons que le verrouillage dans le cas évidemment d'un vantail 4 unique, est obtenu en évitant le mouvement de coulissement de ce vantail 4, du côté du moteur 11.
Dans le cas d'une porte 3 double, le vantail 4 opposé au moteur 11 est verrouillé par l'intermédiaire de la conjugaison et donc de la vis sans fin 23 des moyens de transmission longitudinale 13.
Les moyens de verrouillage 14 comprennent évidemment le doigt 16 de verrouillage relié au stator du moteur 11, qui est articulé et sollicité par un ressort 44 représenté sur la figure 4, en renvoi.
A la fin du mouvement de fermeture, le doigt de blocage 16 glisse sur la piste 20 et ensuite vient en butée contre une surface d'extrémité arrière 18, qui est perpendiculaire à la direction longitudinale L de coulissement.
Dans cette position, la porte 3 est verrouillée d'un point de vue mécanique, et donc bloquée.
Le déverrouillage est obtenu automatiquement par la mise en fonctionnement, ici par rotation, du corps 15 ou stator du moteur 11, provoqué par le couple de réaction exercé durant le cycle d'ouverture automatique.
Le commutateur 32 de porte fermée étant activé, le commutateur 39 de verrouillage détecte et signale le fait que le doigt de blocage 16 immobilise bien le vantail 4 de porte.
Les deux commutateurs de portes fermées 32 et de verrouillage 39, qui sont, comme cela ressort de la figure 5, câblés en série, fournissent le signal de "porte fermée".
Evidemment, un relâchement manuel du verrouillage en position fermée est possible.
Ce relâchement est obtenu à l'aide d'un câble 45 dans une poulie en V, reliée au corps 15 ou stator du moteur 11.
Ce câble provoque la rotation du corps 15, tel que le galet 28 du doigt 7 de blocage est désengagé de la surface d'extrémité arrière 18, ce qui libère les vantaux 4 de la porte 3.
Ce câble 45 est à-même d'être utilisé en cas d'urgence, à l'aide d'une poignée 46 représentée sur la figure 5.
En début de mouvement, un commutateur de relâchement manuel 47 est activé pour couper l'alimentation du moteur 11. Après déplacement complet de la poignée 46, la porte est libérée pour permettre son ouverture manuelle des vantaux 4.
Le système peut être remis à zéro en poussant la poignée 46 vers sa position normale de fonctionnement.
En se reportant à la figure 5, on comprend que l'unité de commande locale 37 constitue l'interface entre des circuits 48 d'alimentation du train (par exemple une alimentation en courant continu 100 V et les lignes d'alimentation de portes du train) et le déclencheur 49 de chaque porte 3.
Puis l'unité 37 commande le fonctionnement du moteur 11 en utilisant les signaux émis par les contacteurs du dispositif 10, ainsi que par les lignes du train.
On prévoit généralement que l'unité 37 de commande locale est équipée d'un microprocesseur.
Celui-ci est utilisé pour traiter les entrées/sorties ainsi que pour gérer le couple et la vitesse du moteur 11, en fonctionnement.
Les entrées suivantes sont fournies à l'unité de commande locale :
  • ouverture (entrée de défaut de sécurité : redondance utilisée de sorte qu'un niveau de sécurité supérieur soit assuré) ;
  • fermeture ;
  • commutateur de portes fermées ;
  • commutateur de portes verrouillées ;
  • borne positive de la batterie ;
  • borne négative de la batterie ; et
  • commutateur de relâchement manuel.
L'unité 37 de commande locale fournit quant à elle un signal de sortie de commande du moteur 11, qui comprend en fait deux sorties distinctes.
L'interface électrique de l'unité de commande locale est équipée des deux connecteurs 40, 41.
Le premier 40 est utilisé pour les sorties du moteurs 11, les entrées du commutateur 32 de portes fermées et du commutateur 39 de portes verrouillées.
Tandis que le deuxième connecteur 41 est utilisé pour les entrées de fermeture, les entrées d'ouverture, la borne positive 50 de la batterie, la borne négative 51 de la batterie, ainsi que les deux câbles d'entrée du commutateur de relâchement manuel 47.
Dans certaines réalisations, l'unité 37 de commande locale est fixée à une extrémité du dispositif 10, par exemple celle qui est opposée longitudinalement au moteur 11.
Un câblage entre le moteur 11, le commutateur 32 de portes fermées, le commutateur 39 de portes verrouillées et l'unité de commande locale 37 peut alors être installé.
Dans certaines réalisations également, une came additionnelle comparable à la came 31, peut être installée pour détecter le fait que les deux vantaux 4 d'une porte double ont atteint leur position de fermeture complète.
Dans des réalisations, on prévoit de contrôler que la position fermée des vantaux 4 est atteinte en détectant le basculement d'un contacteur, par l'intermédiaire d'une came 31 montée sur le vantail 4 opposé au moteur 11 longitudinalement.
Revenons maintenant sur le fonctionnement de l'invention.
Dans la position fermée, la porte 3 est verrouillée mécaniquement, du fait de la mise en butée du doigt 16 contre la surface d'extrémité arrière 18.
L'ouverture automatique est obtenue lorsque le signal de commande d'ouverture de porte est reçu.
Ce signal est reçu d'une part sur une unité de commande locale 37 afin que le relai de portes soit placé en position d'ouverture, et qu'ensuite l'alimentation soit mise sous tension.
En ce qui concerne le dispositif 10 ou opérateur, lorsque les écrous 24 tournent, cela entraíne la désactivation des contacteurs de verrouillage 39 puis de portes fermées 32.
On obtient aussi le déverrouillage automatique de la porte, puis son ouverture sous l'effet des moyens de transmission 13.
L'unité de commande 37 locale vérifie l'amortissement et la fin d'alimentation du moteur 11 à l'extrémité de son débattement longitudinal.
La fermeture automatique est obtenue lorsqu'un signal de fermeture de porte est reçu (et que le signal de porte fermée n'est pas présent).
Dans l'unité de commande locale 37, le relai de porte est placé en position de fermeture, tandis que l'alimentation est mise sous tension.
Dans l'opérateur de porte, on obtient la fermeture des vantaux 4, l'amortissement et ensuite, le verrouillage et le déclenchement des commutateurs de portes fermées et de portes verrouillées.
En cas de détection d'obstacle par un vantail ou les deux vantaux 4, un arrêt est déclenché.
Alors, l'unité de commande locale 37 fournit une force maximale durant 0,5 à 0,7 secondes et ensuite coupe l'alimentation du moteur 11 durant 1 à 2 secondes, selon des réglages prévus.
Après que ce temps ajustable soit écoulé, la porte tente à nouveau sa fermeture.
Il est à noter que lorsque le moteur 11 n'est pas alimenté, la porte peut être ouverte manuellement.
Quant à cette ouverture manuelle, le déclenchement de la poignée d'urgence 46 provoque le déverrouillage mécanique de la porte.
Cela est obtenu successivement par :
  • déclenchement du "commutateur de relâchement manuel 47" du dispositif 42 dit unité de sécurité ;
  • déverrouillage mécanique de la porte et déclenchement du commutateur 39 verrouillage de portes ; et
  • maintient du déverrouillage en position de libération des vantaux 4.
Le réarmement suite à un déverrouillage manuel de la porte 3 est effectué par des moyens internes, la porte 3 pouvant être remise dans son état de fonctionnement normal en remettant à zéro par remise en place la poignée 46, utilisée en cas d'urgence pour déverrouiller la porte 3.
Egalement, un déverrouillage manuel externe est aussi possible.
Ce déverrouillage depuis l'extérieur de la porte 3 est possible en utilisant une poignée de déverrouillage externe non représentée.
Un certain nombre d'éléments permettant d'obtenir un tel déverrouillage externe sont prévus à l'extérieur du véhicule 1, selon les besoins.
A titre indicatif, dans l'exemple de la figure 1, l'alimentation électrique est de l'ordre de 70 à 110 V, en courant continu.
La consommation permanente du dispositif 10 est de l'ordre de 12 Watts et, comme illustré sur la figure 6, on constate une valeur 52 de pointe au démarrage de l'ordre de 220 Watts.
Tandis que le moteur 11 durant son fonctionnement lancé, a une consommation 53 de l'ordre de 75 Watts.
Notons que la courbe de la figure 6 s'applique à la fermeture des vantaux 4. Pour leur ouverture, la courbe a sensiblement la même forme, mais sans partie 54 en créneaux après le temps de 2,5 secondes, qui se rapporte exclusivement au verrouillage.
On a constaté, dans un prototype, une force de fermeture sur un vantail 4 de l'ordre de 15 kgf (150 N) à 30 kgf (300 N).
Plus précisément, on constate en général à peu près 15 kgf par vantail 4.
On a aussi constaté un temps d'ouverture de l'ordre de 2,5 à 3 secondes. Les temps de fermeture sont sensiblement identiques.
Avec une unité de commande locale 37 pesant de l'ordre de 1,5 kg, une suspension et un dispositif 10 de l'ordre de 23 kg et un assemblage du moteur 11 électrique pesant de l'ordre de 5 kg, il est possible d'obtenir un ensemble de porte 3 pesant moins de 30 kg.

Claims (15)

  1. Dispositif (10) motorisé de verrouillage de porte (3) destinée en particulier à un véhicule ferroviaire (1), avec au moins un vantail (4), ce dernier étant apte à obturer et dégager une baie (5) respectivement en position fermée et ouverte, ainsi qu'à coulisser entre ces positions le long d'une glissière (27) suivant une paroi (2) du véhicule où est ménagée la baie (5); caractérisé en ce qu'il (10) comporte en combinaison: des moyens de motorisation (6) comprenant un moteur à corps basculant, destiné à être monté sur le véhicule par exemple sur la paroi (2), dont une sortie est reliée à des moyens de transmission longitudinale de mouvement au vantail (4), le corps étant agencé pour être entraíné en rotation conjointe par la sortie ou immobilisé en rotation par rapport à cette dernière; et des moyens de verrouillage du vantail (4) en position fermée ou ouverte, avec d'une part un doigt de blocage (16) en position et d'autre part une rampe (17) sensiblement longitudinale pourvue d'au moins une ou deux surfaces opposées d'extrémité (18,19) et solidaire du vantail, le doigt et la rampe étant respectivement solidaire du moteur basculant et du vantail (6), ou inversement, de sorte qu'en position fermée le doigt est en butée longitudinalement contre une surface d'extrémité, tandis qu'en position ouverte il l'est le cas échéant contre la surface opposée; le basculement du moteur étant déterminé pour assurer le dégagement depuis ou l'engagement avec une surface d'extrémité contre laquelle le doigt est ou doit être amené en butée, respectivement vers ou depuis une piste longitudinale de la rampe rejoignant les surfaces d'extrémité.
  2. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à corps basculant des moyens de motorisation (6) est un moteur électrique dont la sortie comporte un rotor, tandis que le corps basculant comporte un stator, ce moteur étant pourvu de paliers de montage destinés à être montés par exemple sur la paroi (2) et/ou un plafond du véhicule (1).
  3. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à corps basculant des moyens de motorisation (6) est un moteur à fluide sous pression, par exemple pneumatique ou hydraulique, dont la sortie comporte le piston tandis que le corps basculant comporte la chemise.
  4. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur à corps basculant des moyens de motorisation (6) est disposé avec son axe sensiblement parallèle à une direction longitudinale, par exemple au dessus de la baie (5), notamment au droit d'un montant d'élévation (8).
  5. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la sortie du moteur à corps basculant des moyens de motorisation (6) est reliée de manière à en être solidaire en rotation, d'une vis sans fin des moyens de transmission longitudinale de mouvement au vantail (4), étendue parallèlement à une direction longitudinale, et sur laquelle est engagé au moins un écrou lui-même rigidement solidaire d'un vantail (4), par exemple par l'intermédiaire d'une patte vissée à un rail de glissière de moyens de guidage longitudinal, à proximité d'une surface d'extrémité avant de la rampe.
  6. Dispositif (10) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage du vantail (4) comportent un doigt de blocage, par exemple à galet de roulement sur la piste, étendu radialement depuis le corps basculant du moteur et monté pivotant par rapport à une direction longitudinale, une rampe unique de ces moyens étant sensiblement longitudinale, rigidement fixée au vantail (6), et par exemple la rampe est vissée à un rail central de glissière de moyens de guidage longitudinal.
  7. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque surface d'extrémité de la rampe est sensiblement perpendiculaire à une direction longitudinale, tandis que la piste est généralement étendue suivant des directions longitudinale et d'élévation, éventuellement avec un angle de bas en haut de l'extérieur vers l'intérieur, constant ou croissant au moins localement, et par exemple de l'ordre de 5° à 30°.
  8. Dispositif (10) selon l'une des revendications 5 et 6 ou 7, caractérisé en ce que l'écrou est rigidement solidaire d'un palpeur, apte à être mis en appui d'une part contre une came, par exemple rigidement solidaire d'un autre vantail (4) ou de la paroi (2), et d'autre part après déplacement sous l'effet de l'appui contre la came, contre un contacteur, relié au moteur de sorte que l'entrée en appui permet de provoquer un changement de son état de fonctionnement tel qu'arrêt.
  9. Dispositif (10) selon l'une des revendications 5 et 6 à 8, destiné à une porte à deux vantaux (4), caractérisé en ce que la vis sans fin comporte deux sections longitudinales à pas opposés, de sorte qu'une rotation de cette vis sous l'effet d'un moteur unique, provoque deux déplacements suivant une direction longitudinale, mais en sens opposé, d'écrous de moyens d'entraínement respectivement d'un vantail (4).
  10. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des moyens d'ancrage destinés au montage de la porte sur la paroi, comprennent deux platines d'appui, destinées à être placées contre et rigidement fixées à la paroi et/ou à un plan horizontal du véhicule.
  11. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une poutre de suspension du vantail (4) est essentiellement constituée par un rail de moyens de guidage longitudinal, par exemple un rail de glissière, en "U" couché à concavité tournée transversalement vers l'intérieur de la porte.
  12. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que des moyens de guidage transversal du vantail (4) comprennent au moins un coulisseau rigidement fixé à des moyens d'ancrage d'une part et d'autre part à une poutre de suspension, par exemple ces moyens comportent deux coulisseaux cylindriques transversaux, dans le cas d'une porte (3) louvoyante coulissante.
  13. Dispositif (10) selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la poutre de suspension comporte des moyens d'assemblage d'éléments modulaires, aptes à conformer le dispositif (10) à l'aide de constituants choisis, selon la porte (3) de destination.
  14. Porte (3) destinée en particulier à un véhicule ferroviaire (1), avec au moins un vantail (4), ce dernier étant apte à obturer et dégager une baie (5) respectivement en position fermée et ouverte, ainsi qu'à coulisser entre ces positions suivant une paroi (2) du véhicule où est ménagée la baie (5); caractérisée en ce qu'elle (3) est équipée, par exemple à un bord supérieur de sa baie (5), d'au moins un dispositif (10) motorisé de verrouillage selon l'une des revendications 1 à 13.
  15. Véhicule (1) ferroviaire caractérisé en ce qu'il (1) est équipé d'au moins un dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 13 et/ou d'une porte (3) selon la revendication 14.
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