FR2953547A1

FR2953547A1 - Ball integrated electromagnetic lock for maintaining closed state of door in hall of building, has locking mechanism fixed on jamb of door such that pin fixed on door is locked by movable balls inside cup of lock

Info

Publication number: FR2953547A1
Application number: FR0905907A
Authority: FR
Inventors: Remi Jonquieres
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-06-10

Abstract

The lock has a locking mechanism that is fixed on a jamb of a door such that a pin fixed on the door is locked by movable balls (2) inside a cup of the lock. The balls are locked by translating a movable locking part (5) of the balls drawn by an adjustable core (6a) from a solenoid switch (6) during presence of electric current, where the translation of the movable locking part of the balls is delayed by an electronic board (8) to avoid premature locking before complete closing of the door.

Description

La présente invention concerne une ventouse électromagnétique à billes pour le maintient fermé d'une porte, permettant de rendre automatique et notamment à distance, la commande de sa manoeuvre en réponse à un signal codé. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION The present invention relates to an electromagnetic ball lock for keeping a door closed, making it possible to make automatic, and in particular remote, the control of its operation in response to a coded signal. BACKGROUND OF THE INVENTION

La plupart des ventouses électromagnétiques agissent par attraction d'une plaque de métal en fer appelée contreplaque associée au battant de la porte, grâce à une force 10 d'attraction comprise entre 500 et 5000 Newton. Cette force d'attraction est exercée par le corps de la ventouse électromagnétique situé généralement sur le dormant de la porte. Dans la plupart des cas, on trouve deux ventouses de valeur de rétention théorique de 3000 N, l'une située en bas de porte et l'autre en haut de porte. Most electromagnetic suction cups act by attraction of an iron metal plate called counterflap associated with the door leaf, thanks to a pulling force of between 500 and 5000 Newton. This force of attraction is exerted by the body of the electromagnetic sucker generally located on the frame of the door. In most cases, there are two suction cups with a theoretical retention value of 3000 N, one located at the bottom of the door and the other at the top of the door.

15 La force d'attraction du corps de la ventouse est obtenue grâce à un bobinage autour d'un noyau de fer doux alimenté par une alimentation électrique de 12 ou 24 Volts. The attraction force of the suction cup body is achieved by winding around a soft iron core powered by a 12 or 24 volt power supply.

Ces dispositifs se trouvent fréquemment utilisés dans les halls d'immeubles. Le principal avantage de ces dispositifs est de permettre, en cas de coupure de l'alimentation 20 électrique un déblocage de la contreplaque par la disparition du champ électrique. These devices are frequently used in building halls. The main advantage of these devices is to allow, in case of failure of the electrical supply unblocking of the counterplate by the disappearance of the electric field.

Les limites de ce procédé sont : The limits of this process are:

1. baisse de performance du pouvoir d'attraction avec le temps dû à la dégradation 25 de la surface de contact entre le corps de la ventouse et la contreplaque par la corrosion et les dépôts de poussières. 2. baisse de performance du pouvoir d'attraction avec le temps dû à la dégradation de la surface de contact entre le corps de la ventouse et la contreplaque quand la porte se voile et que la contreplaque n'est plus positionné de manière adéquate. 30 3. mauvaise résistance aux essais d'effraction par des vibrations causées par des chocs violents exercés sur le battant de la porte. En effet, les vibrations agissent comme un effet de levier et la moindre désolidarisation de la contreplaque avec le corps de la ventouse fait chuter la force de rétention dans des proportions extrêmement importantes. 35 OBJET DE L'INVENTION 1. Decreased performance of the pulling power over time due to degradation of the contact surface between the suction cup body and the counterplate due to corrosion and dust deposits. 2. Decreased performance of the attractive power over time due to the degradation of the contact surface between the body of the suction cup and the plywood when the door is veiled and the counterplate is no longer positioned adequately. 3. poor resistance to burglary tests by vibrations caused by violent impacts on the door leaf. In fact, the vibrations act as a leverage effect and the slightest separation of the plywood with the body of the suction cup causes the retention force to drop in extremely large proportions. OBJECT OF THE INVENTION

Par la présente invention, on entend proposer une solution permettant grâce à un blocage par des billes de métal ou autre matériau de dureté suffisante (2 - figure 1) de la 40 contreplaque munie d'un ergot (4 - figure 2), d'augmenter la résistance de la ventouse au forçage. Ce procédé utilise la force électromagnétique d'un solénoïde (3 û figure 3) pour permettre ou non aux billes de venir bloquer le passage de l'ergot. Un procédé électronique améliore le dispositif à partir d'un capteur de présence (9) de l'ergot 4 (ampoule Reed par exemple, associée à un aimant inséré dans l'ergot) associé à 45 un retardement du déclenchement de l'alimentation pour éviter que le dispositif ne se verrouille avant l'insertion de l'ergot. 1 De plus le dispositif électronique diminue le courant initial permettant le blocage des billes pour diminuer la consommation électrique en mode de maintient statique lorsque la porte est fermée. The present invention is intended to provide a solution which, by means of blocking by metal balls or other material of sufficient hardness (2-FIG. 1), of the counterplate provided with a lug (FIG. increase the resistance of the suction cup to the forcing. This method uses the electromagnetic force of a solenoid (3 - 3) to allow or not the balls to block the passage of the pin. An electronic method improves the device from a presence sensor (9) of the lug 4 (Reed bulb for example, associated with a magnet inserted in the lug) associated with 45 a delay of the triggering of the supply for prevent the device from locking before inserting the pin. 1 In addition the electronic device decreases the initial current for blocking the balls to reduce the power consumption in static hold mode when the door is closed.

La tolérance de positionnement de la ventouse, en particulier dans le cas où la porte se voilerait, est facilitée par le fait que les billes permettent un jeu dans le sens vertical et également en profondeur. The positioning tolerance of the suction cup, particularly in the case where the door is veiled, is facilitated by the fact that the balls allow play in the vertical direction and also in depth.

De même que pour la ventouse électromagnétique classique, la disparition du courant électrique induit une mise au repos du dispositif de blocage des billes permettant l'ouverture libre de la porte. As for the conventional electromagnetic suction cup, the disappearance of the electric current induces a resting of the ball lock device allowing the free opening of the door.

RESUME DE L'INVENTION A cet effet donc, l'invention a pour objet une ventouse électromagnétique à billes comportant un procédé de blocage des billes par une pièces mobile de bas en haut sous l'action d'un solénoïde situé au dessus de la dite pièce mobile, un ressort assisté par la force de gravitation de la partie mobile, permet le retour de la partie mobile en position repos. SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the subject of the invention is an electromagnetic ball cup having a method of blocking the balls by a moving part from bottom to top under the action of a solenoid located above the so-called moving part, a spring assisted by the gravitational force of the movable part, allows the return of the movable part in the rest position.

Le corps de la ventouse est généralement situé sur le dormant de la porte de manière à ce qu'il soit inaccessible lorsque la porte est fermée et la contreplaque munie d'un ergot est situé sur le battant de la porte. The body of the suction cup is generally located on the frame of the door so that it is inaccessible when the door is closed and the counterplate provided with a lug is located on the door leaf.

L'ergot a une forme présentant une cavité en longueur permettant aux billes de se loger partiellement dans cette dernière bloquant ainsi le mouvement de l'ergot, la porte étant alors bloquée en position fermée. The lug has a shape having a cavity in length allowing the balls to be partially housed in the latter thus blocking the movement of the lug, the door then being locked in the closed position.

Lorsque le solénoïde n'est pas alimenté, la partie mobile est en position basse assistée par la force de gravitation, les billes sont libres de se mouvoir de sorte qu'elles ne bloquent pas l'ergot et que la porte est susceptible d'être ouverte librement. When the solenoid is not powered, the moving part is in the low position assisted by the gravitational force, the balls are free to move so that they do not block the pin and that the door is likely to be opened freely.

Plusieurs états de positions sont possibles : • Porte ouverte : Capteur de présence ne détectant pas l'ergot, le mécanisme de la ventouse n'est pas alimenté et les billes sont libres de se mouvoir de sorte que l'ergot peut rentrer librement dans la cuvette du corps de la ventouse. • Porte presque fermée : Le capteur de présence détecte la présence de l'ergot et déclenche le dispositif électronique pour créer un léger retard dans l'alimentation du solénoïde typiquement de 0.5 secondes (temps pouvant être modifié si besoin) pour éviter que les billes ne se bloquent avant que l'ergot ne soit enfoncé complètement (position porte fermée). Le courant alimentant le solénoïde est à son maximum (typiquement 3 Ampères sous 12 Volts continus) pour créer une force de translation de la partie mobile qui empêche les billes de se mouvoir. La force de translation est typiquement de 5 Newton. 2 • Porte fermée : L'ergot est enfoncé complètement dans la ventouse. Le solénoïde est alimenté par une tension ayant baissé pour permettre uniquement une force de maintient. La force de maintient est typiquement de 1,5 Newton. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Several position states are possible: • Door open: Presence sensor does not detect the pin, the mechanism of the suction cup is not powered and the balls are free to move so that the pin can freely enter the bowl of the body of the suction cup. • Door almost closed: The presence sensor detects the presence of the pin and triggers the electronic device to create a slight delay in the supply of the solenoid typically of 0.5 seconds (time can be modified if necessary) to prevent the balls from lock before the lug is fully depressed (door closed position). The current supplying the solenoid is at its maximum (typically 3 amperes at 12 volts DC) to create a translational force of the moving part which prevents the balls from moving. The translation force is typically 5 Newton. 2 • Door closed: The lug is fully inserted into the suction cup. The solenoid is powered by a voltage that has dropped to allow only a holding force. The holding force is typically 1.5 Newton. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : 10 • La figure 1 représente la position de la ventouse sur la porte. Le corps de la ventouse 1 est fixé sur le chambranle de la porte (partie fixe entourant la porte pouvant être parfois constitué de profilé en acier ou aluminium) et l'ergot 4, est fixé sur la porte. 15 • La figure 2 est une vue de trois quart du corps de la ventouse conformément à l'invention. Le corps de la ventouse est généralement fixé au chambranle de la porte. Les billes 2 sont situés sur les parois latérales de la cuvette de chaque coté (par exemple 3 de chaque coté). Des trous 2a sont ménagés dans la paroi extérieure pour le passage des billes vers la cuvette intérieure 11 lors du montage 20 de la ventouse. • La figure 3 est une vue de trois quarts de l'ergot remplaçant la contreplaque d'une ventouse classique. L'ergot est généralement fixé sur la porte en vis-à-vis du corps de la ventouse de sorte qu'il puisse pénétrer dans la cavité du corps de la ventouse lorsque la porte est fermée. On visualise la partie 4 dans laquelle les 25 billes peuvent partiellement se loger pour effectuer le blocage de l'ergot. L'ergot est fixé par soudure ou autre moyen sur la plaque 3. • La figure 4 permet de visualiser les pièces actionnant le blocage des billes. La partie 5 représente la pièce mobile qui sert au blocage des billes (2) par action de tirage vers le haut effectuée par le solénoïde (6) par l'intermédiaire du noyau 30 plongeur (6a). Le ressort de rappel (7) permet à la pièce mobile de revenir en position basse. La carte électronique (8) permet de suspendre l'alimentation du solénoïde (6) pendant une demi-seconde environ après que le capteur de position de l'ergot (9) ait détecté la présence de ce dernier. L'alimentation électrique (12) est alors convoyée par la connexion électrique (10) au solénoïde (6). 35 • La figure 5 est une vue de dessous du corps de la ventouse pour visualiser la partie mobile (5) et la partie (11) qui représente la cuvette vue de dessous dont les parois latérales permettent la sortie partielle des billes servant à bloquer l'ergot. • La figure 6 représente les billes (2), la cuvette (11) et les cavités (13) • La figure 7 représente en détail la vue d'une bille 2 avec la cavité 13 située dans 40 la partie 5 et la cuvette 11 qui loge la bille dans sa paroi de sorte que la bille soit libre de se mouvoir horizontalement pour libérer le passage à l'ergot. • La figure 7a représente la partie mobile 5 remontée par attraction par le solénoïde lorsque ce dernier est alimenté. La bille est alors bloquée et ne peut laisser le passage à l'ergot. La porte est alors bloquée en position fermée. 45 • La figure 8 montre les parois de la cuvette 11 et les billes 2. 3 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Reference is made to the accompanying drawings in which: • Figure 1 shows the position of the suction cup on the door. The body of the suction cup 1 is fixed on the door jamb (fixed part surrounding the door may sometimes be made of steel or aluminum profile) and the lug 4 is fixed on the door. Figure 2 is a three-quarter view of the suction cup body according to the invention. The body of the suction cup is usually attached to the door jamb. The balls 2 are located on the side walls of the bowl on each side (for example 3 on each side). Holes 2a are formed in the outer wall for the passage of the balls to the inner cup 11 during assembly 20 of the suction cup. • Figure 3 is a three-quarter view of the lug replacing the counterplate of a conventional suction cup. The lug is usually attached to the door opposite the body of the suction cup so that it can penetrate the cavity of the body of the suction cup when the door is closed. Part 4 is visualized in which the balls can partially be housed to effect locking of the lug. The lug is fixed by welding or other means on the plate 3. • Figure 4 shows the parts actuating the blocking of the balls. Part 5 shows the moving part which serves to block the balls (2) by pulling up action performed by the solenoid (6) through the plunger core (6a). The return spring (7) allows the moving part to return to the down position. The electronic board (8) suspends the supply of the solenoid (6) for about half a second after the pin position sensor (9) has detected the presence of the latter. The power supply (12) is then conveyed by the electrical connection (10) to the solenoid (6). FIG. 5 is a view from below of the body of the suction cup for viewing the mobile part (5) and the part (11) which represents the bowl seen from below, the side walls of which allow the partial exit of the balls used to block the ergot. FIG. 6 shows the balls (2), the bowl (11) and the cavities (13). FIG. 7 shows in detail the view of a ball 2 with the cavity 13 situated in the part 5 and the bowl. which houses the ball in its wall so that the ball is free to move horizontally to release the passage to the pin. • Figure 7a shows the mobile part 5 raised by attraction by the solenoid when the latter is powered. The ball is then blocked and can not allow the passage to the pin. The door is then locked in the closed position. FIG. 8 shows the walls of the bowl 11 and the balls 2. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La figure 1 représente la position de la ventouse sur la porte. Le corps de la ventouse 1 est fixé sur le chambranle de la porte et l'ergot 4, est fixé sur la porte. Il est important de fixer le corps de la ventouse en positionnant le solénoïde en position haute pour que la force de gravité s'exerce sur la partie mobile 5 vers le bas qui correspond à la position privilégié « porte ouverte ». La ventouse à billes est composée de deux parties. L'une que nous appelons le corps de la ventouse 1 représenté en figure 2 est encastré sur la partie fixe de la porte, dans le chambranle ou dans un profilé métallique. Une cavité 11 au centre du corps de la ventouse contient les billes 2 dans les murs de ses parois latérales. Chaque bille est logée dans cette paroi. Les billes sont par exemple au nombre de 6, c'est-à-dire 3 de chaque coté pour enserrer l'ergot lorsque la porte est fermé. Le nombre de bille n'est pas restrictif : le dispositif pourrait fonctionner avec une seule bille mais sa puissance de rétention de l'ergot serait diminuée. Figure 1 shows the position of the suction cup on the door. The body of the suction cup 1 is fixed on the door frame and the lug 4 is fixed on the door. It is important to fix the body of the suction cup by positioning the solenoid in the up position so that the force of gravity is exerted on the moving part 5 downwards which corresponds to the privileged position "open door". The ball sucker is composed of two parts. One we call the body of the suction cup 1 shown in Figure 2 is embedded on the fixed part of the door, in the door frame or in a metal section. A cavity 11 in the center of the body of the suction cup contains the balls 2 in the walls of its side walls. Each ball is housed in this wall. The balls are for example 6 in number, that is to say 3 on each side to grip the lug when the door is closed. The number of balls is not restrictive: the device could work with a single ball but its power of retention of the pin would be diminished.

Les billes 2 ont pour fonction de vernir bloquer l'ergot représenté en figure 3, ce dernier étant composé d'une pièce en métal ayant de chaque coté en sa longueur, une cavité 4 dans lesquelles les bille 2 peuvent partiellement se loger dans le cas ou la porte est fermée. The balls 2 have the function of varnishing block the lug shown in Figure 3, the latter being composed of a metal part having on each side in its length, a cavity 4 in which the ball 2 can partially be housed in the case or the door is closed.

Cet ergot se trouve fixé sur la porte elle-même de telle sorte qu'il vienne en vis-à-vis du corps de la ventouse lors de la fermeture de la porte, pénétrant ainsi dans le corps de la ventouse (figure 1). This pin is fixed on the door itself so that it comes in vis-à-vis the body of the suction cup when closing the door, thus entering the body of the suction cup (Figure 1).

Les billes 2 ont une liberté de mouvement perpendiculaire à l'axe de la ventouse. Les figures 4 et 6 permettent de voir le positionnement des billes et leur liberté de mouvement dans la cavité 13 de la paroi de la cuvette 11 (figure 6) qui permet aux billes de libérer l'ergot 4 lors de la commande de l'ouverture de la porte. La figure 7 représente en détail la vue d'une bille 2 avec la cavité 13 située dans la partie 5 et la cuvette I 1 qui loge la bille dans sa paroi. La bille peut ainsi se mouvoir dans la partie 13 pour libérer l'ergot. The balls 2 have a freedom of movement perpendicular to the axis of the suction cup. Figures 4 and 6 show the positioning of the balls and their freedom of movement in the cavity 13 of the wall of the bowl 11 (Figure 6) which allows the balls to release the pin 4 when controlling the opening Door. Figure 7 shows in detail the view of a ball 2 with the cavity 13 in the part 5 and the bowl I 1 which houses the ball in its wall. The ball can move in the part 13 to release the pin.

Le principe retenu pour le blocage des billes est basé sur la présence de courant électrique aux bornes du solénoïde 6. De ce fait, lorsque le solénoïde est alimenté par un courant électrique typiquement de 12 Volts continus, issue d'une alimentation électrique du marché non représentée, la pièce mobile 5 est tirée longitudinalement vers le haut par le noyau plongeur 6a du solénoïde lorsqu'il est alimenté par le courant ce qui a pour conséquence le blocage des billes 2. Lorsque le courant électrique disparait, le noyau plongeur 6a (figure 4) du solénoïde ressort vers le bas, aidé par le ressort 7, ayant pour effet le rappel de la pièce 5 en position basse. Les billes ont à nouveau la possibilité de se loger partiellement dans les cavités 13 pour libérer l'ergot 4. 4 Le corps de la ventouse doit être de préférence fixé avec le solénoïde en position haute pour que la pièce mobile 5 soit attirée vers le bas permettant la mobilité des billes 2 dans les cavités 13. The principle adopted for blocking the balls is based on the presence of electric current at the terminals of the solenoid 6. As a result, when the solenoid is powered by an electric current typically of 12 volts DC, resulting from a non-electric market power supply. shown, the moving part 5 is pulled longitudinally upwards by the plunger core 6a of the solenoid when it is fed by the current which results in the blocking of the balls 2. When the electric current disappears, the plunger core 6a (FIG. 4) the solenoid spring down, aided by the spring 7, causing the return of the part 5 in the low position. The balls have again the possibility of being partially housed in the cavities 13 to release the pin 4. 4 The body of the suction cup must preferably be fixed with the solenoid in the up position so that the moving part 5 is attracted to the bottom allowing the mobility of the balls 2 in the cavities 13.

L'avantage de ce mode de fixation est que les portes seront ouvertes par défaut en cas d'absence de courant électrique pour favoriser leur ouverture en cas de d'urgence (communément appelé, mode de sécurité positive). The advantage of this method of attachment is that the doors will be opened by default in case of absence of electric current to facilitate their opening in case of emergency (commonly called, positive security mode).

La commande de l'alimentation est réalisée au moyen d'une unité électronique de commande non représentée qui réagit à un signal codé en provenance de l'extérieur de la porte (lecteur de badge, bouton poussoir de sortie ou interphone). De ce fait, l'invention peut être associée à tous les systèmes de commande du marché. The control of the power supply is carried out by means of a not shown electronic control unit which reacts to a coded signal coming from outside the door (badge reader, exit pushbutton or intercom). As a result, the invention can be associated with all the control systems on the market.

Une carte électronique 8 représentée sur la figure 4 est alimentée par l'alimentation électrique 12 et reçoit l'information du capteur de présence 9 qui lui indique que l'ergot 4 est positionné dans la cuvette 11. Cette information est ensuite traitée par la carte électronique pour alimenter le solénoïde via le circuit électrique 10 avec un délai d'environ 0,5 secondes après la détection de l'ergot 4. An electronic card 8 shown in FIG. 4 is powered by the power supply 12 and receives the information from the presence sensor 9 which indicates that the pin 4 is positioned in the bowl 11. This information is then processed by the card electronics for supplying the solenoid via the electric circuit 10 with a delay of approximately 0.5 seconds after the detection of the pin 4.

Le deuxième traitement effectué par la carte électronique consiste à alimenter pendant une seconde environ le solénoïde après le délai d'environ 0,5 secondes avec la puissance normale d'alimentation, permettant le mouvement longitudinal vers le haut de la pièce 5, puis ensuite, de baisser la puissance par diminution de la tension d'alimentation par exemple à 5 Volts au lieu de 12 Volts initialement. Cette puissance plus faible permet le maintient en position haute de la pièce 5 tout en évitant à l'ensemble de consommer inutilement du courant électrique lors du maintient de la pièce 5 en position de blocage des billes (figure 7a). The second processing performed by the electronic card is to feed for about a second the solenoid after the delay of about 0.5 seconds with the normal power supply, allowing longitudinal movement up the part 5, and then, to lower the power by decreasing the supply voltage for example to 5 volts instead of 12 volts initially. This lower power makes it possible to hold the workpiece 5 in the up position while preventing the assembly from unnecessarily consuming electrical power when the workpiece 5 is held in the ball lock position (FIG. 7a).

Le but de ce traitement électronique est donc triple : • relier l'information du capteur, • créer un délai de sécurité avant le blocage des billes pour éviter le risque d'un blocage prématuré avant que la pièce 4 ne soit au fond de la cuvette et donc la fermeture incomplète de la porte, • diminuer la consommation du dispositif. The purpose of this electronic treatment is thus threefold: • to connect the information of the sensor, • to create a safety delay before the blocking of the balls to avoid the risk of a premature blocking before the part 4 is at the bottom of the bowl and therefore the incomplete closing of the door, • decrease the consumption of the device.

Des tolérances mécaniques sont prises en compte dans les trois dimensions : l'ergot 4 peut pénétrer plus que nécessaire dans la cuvette pour une tolérance en profondeur, la plaque 3 est fixée par vis à travers deux orifices oblongs 3a (figure 3) pour la tolérance en largeur et pour la tolérance en hauteur, l'ergot 4 est moins long que la longueur de la cuvette d'environ deux centimètres. 5 Mechanical tolerances are taken into account in the three dimensions: the lug 4 can penetrate more than necessary in the bowl for a tolerance in depth, the plate 3 is fixed by screws through two oblong holes 3a (FIG. 3) for the tolerance in width and height tolerance, the lug 4 is shorter than the length of the bowl of about two centimeters. 5

Claims

REVENDICATIONS1. Electromagnetic ball plunger (2) comprising a locking mechanism fixed to the door frame (1) so that a lug (4) fixed to the door is blocked by one or more balls movable inside the bowl (11) Electromagnetic ball lock.

2. Electromagnetic ball squeezer according to claim 1, characterized in that the locking of the balls (2) is effected by the translation of a movable blocking part (5) of the balls pulled by the core of a solenoid (6, 6a) when electric current supplied by the supply circuit (12, 10) is present.

3. electromagnetic ball cup according to claim 1, characterized in that the translation of the movable blocking piece of the balls (5) is delayed by an electronic (8) to avoid premature locking before the complete closure of the door.

4. electromagnetic ball cup according to claim 1, characterized in that the power consumption of the suction cup is reduced by the electronic card (8) after the blocking movement of the balls (2) to ensure a minimum voltage for the maintenance of the movable blocking part (5) by means of the solenoid (6).