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PORTE POUR FOUR A CHAMBRE HORIZONTALE POUR. LA PRODUCTION DE GAZ9 COKE ET
SIMILAIRE.
La présente invention est relative aux portes pour fours à chambre horizontale ou à cornue pour la production de gaz et de coke et, en particu- lier, aux portes de fours à coke dans lesquelles le corps de la porte est maintenu appuyé contre l'encadrement, en position de fermeture, par la pres- sion de ressorts et dans lesquelles il est prévu une étanchéité métal sur métal entre la porte et son encadrement
Le but de l'invention est de réaliser un mode de construction pour les portes de fours à coke de ce type, suivant lequel, pour l'ouverture ou la fermeture de la porte du four à coke, la manoeuvre du ressort de fer- meture est effectuée par rotation, de préférence mécanique, d'un organe dis- posé sur la porte et dont l'axe est placé dans la direction longitudinale de la chambre.
Les portes de fours à coke modernes sont, en général, munies de verrous pivotants qui, en position de fermeture, viennent s'engager derrière des butées en forme de crochets des encadrements. Ces verrous sont montés pivotants sur des tiges filetées, qui viennent se visser dans des pièces du corps de la porte munies de taraudages correspondants. Afin d'appliquer la porte sur son encadrement en vue d'obtenir 1-'étanchéité, on dévisse la tige portant le verrou qui vient alors s'appuyer par un collet contre le verrou s'engageant derrière les crochets de l'encadrement et qui, lorsque on conti- nue à le dévisser, vient appliquer la porte contre son encadrement avec la force désirée..
Le plus fréquemment, la manoeuvre des verrous de fermeture de ce genre et de leurs tiges s'effectue à la main, par exemple à l'aide de clés à écrous que l'on vient mettre en place sur la, tête extérieure, géné- ralement à quatre pans, de la tige filetée du verroue Mais, dans ce'cas, la pression de serrage à la fermeture dépend du personnel qui exécute ce trà- vail et il n'est pas rare que les portes des fours à coke soient insuffisam- ment ou exagérément serrées sur l'encadrement, ce qui,, dans les deux cas peut amener des détériorations.
Si, en effet, le serrage de la porte sur son encadrement n'est pas assez énergique, l'étanchéité réalisée est insuf-
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fisante; de l'air est alors aspiré dans la chambre par le joint de la porte; cet air provoque une combustion du coke et une surchauffe dangereuse de la porte et de la maçonnerie réfractaire de la chambre de cokéfaction se trou- vant au voisinage de la porte. Si, au contraire, le serrage du verrou de la porte est trop énergique, il se produit des détériorations mécaniques de la porte et de ses organes d'étanchéité, lesquels, étant donné qu'ils doi- vent s'adapter par flexion aux formes de l'encadrement de la porte, ne peu- vent être exécutés qu'en une matière d'une résistance mécanique relative- ment faible.
Afin de réaliser une fermeture des portes des fours à coke in- dépendante du personnel, on a déjà proposé de produire la pression de fer- meture à l'aide de ressorts s'appuyant, d'une part, contre le corps de la porte et, d'autre part, contre un épaulement de la tige portant le verrou de fermeture. Cependant, dans ces portes de fours à coke connues en soi, il est nécessaire de prévoir un mécanisme compliqué pour amener les ressorts de fermeture en position et pour les en retirer. C'est ainsi, par exemple, que l'on a prévu des coins coulissant verticalement qui compriment le res- sort de fermeture pour desserrer le verrou.
On a proposé également de ren- dre coulissante longitudinalement sur le corps de la porte la tige portant le verrou et transmettant à celui-ci la pression du ressort de fermeture, et de la repousser, pour le desserrage de la porte, à l'aide d'un poinçon agissant dans la direction de la chambre, le corps de la porte étant main- tenu en même temps par des bras en forme de crochets,ce qui permet d'ob- tenir un effort de serrage indépendant de l'encadrement, entre la porte et l'organe qui comprime le ressort du verrou.
Toutefois, toutes ces dispositions connues supposent une modi- fication profonde des organes mécaniques nécessaires à la manoeuvre mécani- que de la porte et il n'est pas possible, à l'aide des mêmes organes de ma- noeuvre, d'actionner une batterie de fours à coke dont les uns sont équipés des boulons de verrouillage ou des tiges filetées indiqués ci-dessus et dont les autres comportent des ressorts de fermeture. Ceci constitue, en prati- que, un sérieux inconvénient et complique considérablement la disposition des ressorts de fermeture qui présentent en soi des avantages pour la réa- lisation de la pression de serrage de la porte en position de fermeture.
La présente invention a en vue la réalisation d'une fermeture de porte par des ressorts de fermeture actionnés par des organes disposés de manière analogue aux tiges de verrous de porte usuelles et susceptibles d'être mis en position active ou d'en être retirés par un mouvement de ro- tation analogue à celui qui est nécessaire à la manoeuvre des tiges de verrous usuelles. Elle est caractérisée, en principe, par le fait que la tige portant le verrou pivotant, en position fermée de la fermeture de la porte et du ressort de fermeture, se trouve en dehors de la course de ser- rage entre le ressort de fermeture et le verrou, tout en dirigeant sur le corps de la porte, lors du desserrage de la fermeture de la porte, les efforts nécessaires à la compression du ressort.
Ce principe de base de la présente invention peut être mis en pratique de différentes manières.
C'est ainsi, par exemple, que l'on peut établir et disposer la tige du verrou pratiquement de la même manière que dans les portes de fours à coke de type usuel sans ressort de fermeture, et disposer le collet de la tige, qui agit d'habitude sur le verrou de fermeture, dans une creusure dudit verrou de telle manière que, en faisant tourner en avant la tige du verrou dans son bâti prévu sur le corps de la porte, le collet vienne s'ap- pliquer contre le ressort de fermeture et le comprimer, cependant qu'en dévissant la tige, le collet de celle-ci libère le ressort de fermeture qui vient alors agir sur le verrou et s'efface dans un espace libre sans rencontrer le verrou.
Au lieu de cette disposition, on peut aussi, conformément à l'in- 'vention, disposer pdur le verrou une tige-support demeurant fixe pendant l'opération de fermeture et d'ouverture, et prévoir sur l'extrémité filetée
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extérieure de la tige-support un écrou de réglage qui comprime le ressort de fermeture à l'ouverture de la porte et, à la fermeture de la porte, libère le ressort, pour lui permettre d'agir sur le verrou, en libérant celui-ci qui est monté pivotant sur ledit ressorte
Ces deux modes de réalisation prévoient l'utilisation de tiges- support de verrou munies d'un filetage de type courant, en particulier de filets carrés.
Mais il est également possible, conformément à l'invention, de réaliser le déplacement axial de l'organe agissant sur le ressort de fer- meture et comprimant celui-ci en vue de l'ouverture de la porte grâce à une ou plusieurs surfaces obliques disposées à la manière d'une clavette fron- tale sur un épaulement intérieur de la tige-support du verrou.
L'avantage essentiel que procure l'invention réside dans le fait qu'à la fermeture de la porte, en dévissant la tige du verrou, on obtient automatiquement dans.tous les cas le serrage désiré à la fermeture, grâce au ressort de fermeture et ce, quel que soit le déplacement de la tige du ver- rou par rapport au corps de la porte. Le dispositif selon l'invention est donc indépendant du personnel, en ce qui concerne la pression d'application de la porte. Le système de fermeture de porte conforme à l'invention peut être actionné, à la main ou mécaniquement, à l'aide des mêmes moyens que ceux qui sont utilisés pour les portes de fours à coke usuelles sans res- sort de fermeture.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'il est possible, en cas de besoin, par exemple en cas de détérioration du res- sort de fermeture pour une cause quelconque,d'actionner le dispositif de la même-manière que les systèmes de fermeture de porte sans ressort de fermetu- re.
L'invention concerne, également, comme il ressort de la descrip- tion ci-après, un mode d'exécution particulier du filetage de la tige-sup- port de verrou.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivré, en regard des dessins annexés, repré- sentant diverses formes de réalisation du dispositif et dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en coupe horizontale d'une partie d'une porte de four à coke établie conformément à l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe analogue d'une autre forme d'exé- cution de la fermeture de porte.
La fige 3 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La fig. 4 est une vue en coupe de la pièce de clavetage utilisée dans le mode de réalisation représenté à la fig. 3.
Là fig. 5 est une vue en plan ' plus grande échelle, de ladite pièce de clavetage.
La fig. 6 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'une autre variante d'exécution.
Sur la figure 1, la chambre du four à coke est désignée par 1.
Elle est délimitée par une maçonnerie réfractaire 2, comportant des car- naux de chauffage 3, par lesquels le contenu de la chambre 1 est porté à la température nécessaire à sa cokéfactiono La maçonnerie réfractaire du four à coke est revêtue extérieurement de plaques d'acier 4 maintenues par les armatures d'ancrage 5. Le cadre fermé 6 de la porte est fixé aux plaques d'acier 4.
La porte comporte un bouchon réfractaire 7, qui pénètre dans l'ouverture de la chambre 1 du four à coke et qui est rendu solidaire de manière convenable d'un cadre extérieur 8 en fers profilés. Au cadre 8 est fixée une plaque de tôle 9 qui s'étend sur toute l'ouverture de la porte et qui porte à sa périphérie une arête continue 10 qui s'applique sur une surfa- ce correspondante de l'encadrement 6 de la porte et assure ainsi l'étanchéi- té. Dans le cadre 8 en fers profilés, il est prévu une série de boulons 11
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agissant sur le pourtour de la plaque 9 et transmettant la pression de ferme- ture de l'encadrement 6 à l'arête d'étanchéité 10.
A des hauteurs différentes, et de préférence en deux points, sont placées dans le cadre 8 des entretoises 12 présentant une partie centrale 13 formant moyeu. Cette partie est munie d'une ouverture taraudée, dans laquel- le se visse l'extrémité filetée 15 d'une tige 14. Sur cette tige 14 est mon- té à' pivotement le verrou de fermeture 16, qui, dans la position horizontale de fermeture, vient s'engager derrière des butées 17, en forme de crochets, de l'encadrement 6 de la porte.
Au centre, coaxialement à la tige 14, est disposé sur le verrou 16 un coussinet 19 fileté extérieurement, qui vient se visser dans un tarau- dage correspondant du verrou, ce qui permet de faire varier sa position re- lative par rapport au verrou 16. A l'intérieur de ce coussinet 19 est dis- posée une plaque de pression 20. Entre celle-ci et le moyeu 13, dont la périphérie forme une cuvette 22, sont interposés plusieurs ressorts 21, en forme de disques ou analogue.
Comme le montre le dessin, le paquet de ressorts 21 peut être comprimé par vissage de la tige de verrou 14, par exemple à l'aide d'une clé engagée sur la tête 23 de celle-ci, le collet 24 de la tige 14 venant agir sur la plaque de pression 20.
Après écrasement du paquet de ressorts 21, on peut faire pi- voter librement le verrou 16 et l'éloigner des crochets de verrouillage 17, ce qui permet de retirer la porte de l'ouverture de la chambre.
Pour refermer la porte après sa mise en place, on met le verrou 16 en position de fermeture (fig. 1) et on dévisse la tige du verrou 14, jusqu'à ce que son collet 24 repose librement dans la creusure 25 du cous- sinet 19. Dans cette position, la tige 14 du verrou se trouve en dehors de la course de serrage entre le verrou 16 et le cadre 8 et le ressort de fer- meture 21 agit, par l'intermédiaire de la plaque de pression 20, directement sur le verrou, ou plutôt sur la partie en forme de moyeu 19 de celui-ci. La position de fermeture, pour laquelle la pression de serrage est obtenue uni- quement à l'aide des ressorts 21, est donc atteinte indépendamment de la po- sition de desserrage qu'occupe la tige 14 du verrou ou de la tension attein- te.
La disposition du collet 24 permet, en outre, lorsque le dévissa- ge de la tige 14 du verrou se poursuit, d'exercer sur la porte une pression de fermeture additionnelle, grâce à l'action de ce collet 24 sur le moyeu 19 du verrou 16.
Lors du montage du dispositif ou quand la .porte est mise en place pour la première fois, il faut mettre les ressorts de fermeture sous une tension préalable déterminée. Conformément à l'invention, ce résultat est facilement obtenu, puisqu'il suffit, pour réaliser la mise sous tension préalable des ressorts, de visser la¯tige 14 du verrou. La pression de fer- meture des ressorts en position de fermeture peut ensuite être réglée en déplaçant de manière correspondante la pièce 19 par rapport au verrou 16.
Entre le verrou 16 et le coussinet 19 sont prévus des moyens interdisant un déplacement involontaire du coussinet 19 par rapport au ver- rou 16.
Un épaulement extérieur 26 empêche le verrou 16 de tomber de sa tige.
Dans la forme de réalisation de la fig. 2, qui ne diffère de celle de la fig. 1 que par les points exposés ci-après, le verrou 30 est porté par une tige 31 qui demeure fixe pendant l'opération d'ouverture et de fermeture. Cette tige-support 31 de verrou est vissée par son extrémité filetée 32 dans un coussinet 33 fixé à la porte, de telle manière que la- dite tige peut être fixée dans la position voulue par rapport au coussinet 33. Sur l'extrémité extérieure filetée de la tige 31 du verrou est vissé un écrou de réglage 35 qui se prolonge extérieurement par une tête 36, à
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quatre pans par exemple, faisant saillie hors du verrou 30.
L'écrou de ré- glage 35 porte un collet 37 agissant, par l'intermédiaire d'un palier à rouleaux ou à billes 38, sur une bague 39, lorsque l'on vient visser l'é- crou de réglage 34 de la tige.Comme le montre clairement le dessin, on peut comprimer le ressort de fermeture 44, à l'aide de 1-'écrou de réglage 35, par l'intermédiaire de la bague 39.
Sur la bague 39 est montée,de manière à pivoter librement, la bague de moyeu 41 du verrou 30, fixée sur ce dernier par un filetage 42.
La bague 41 entoure, par une collerette 43, le collet 37 de l'écrou de réglage.
Intérieurement, l'écrou de réglage 35 se prolonge par une partie non filetée 45a guidée sur une partie lisse renforcée 45 de la tige-sup- port 31 de verrouo
La tige-support 31 de verrou porte un prolongement extérieur 46 de diamètre réduit qui est guidé dans un alésage 47 de la tête 36 de l'é- crou de réglage. Les guidages 45 et 46 assurent la position radiale dudit écrou par rapport à la tige 31 et évitent un effort unilatéral sur le file- tage 34.
Pour libérer le dispositif de fermeture de la fige 2, on visse l'écrou de réglage 35,ce qui éloigne le ressort de fermeture 44 du moyeu 41 du verrou 30. Ce dernier peut alors pivoter librement sur la bague 39 et être éloigné des crochets 48 de l'encadrement de la porte.
Pour la fermeture de.la porte, on amené tout d'abord le verrou 30 dans la position représentée à la fige 2 et l'on dévisse- l'écrou de réglage 35 jusqu'à ce que le ressort de fermeture 44 vienne agir sur la bague 39, qui transmet alors, par l'intermédiaire du collet 49, la pression du ressort au moyeu du verrou 30 de fermeture. Ni la tige-support 31 du verrou, ni l'écrou de réglage 35, ne participent à la transmission de cet effort, comme le montre clairement le dessin. Le collet 37 de l'écrou de réglage s'efface dans l'espace libre subsistant entre le roulement 38 et la collerette 43.
S'il est cependant nécessaire, en cas de besoin, de réaliser le serrage de la porte à l'aide de la tige du verrou, sans l'action du ressort de fermeture 44 ou complémentairement à celle-ci, on continue à dévisser l'écrou de réglage 34 jusqu'à ce que son collet 37 rencontre la collerette 43 du moyeu du verrou.
Dans le mode d'exécution représenté aux figs 3 à 5 du dessin, la tige-support 50 de verrou tourne librement dans un coussinet 51 vissé dans un logement 52 disposé sur la porte. Le coussinet 51 porte un prolon- gement extérieur en forme de cuvette 53, dans lequel reposent les ressorts de fermeture 54. Ceux-ci agissent en position de fermeture sur le rebord 55 saillant intérieurement du verrou de fermeture 56 et transmettent ainsi directement à ce dernier la pression des ressorts.
Sur la partie filetée 57 de la tige-support 50 du verrou est vissée une bague 58 sur laquelle est monté à pivotement libre le verrou 56.
Cette bague 58 se prolonge par une bride 59 qui enfouie le verrou 56. La bague 58 peut être fixée, par un moyen quelconque non représenté, sur la partie filetée 57 de la tige-support. Quand le verrou 50 est déplacé axia- lement vers 1-'intérieur, la bague 58, par l'intermédiaire du palier à bil- les 60, comprime les ressorts 54 et, par suite, décharge le verrou 56. E- tant donné qu'un espace libre suffisant est ménagé entre la bride 59 et le verrou 56, on peut faire pivoter librement le verrou 56 sur la bague 58, après compression des ressorts 54, et , par exemple, l'engager sous les crochets de verrouillage 61 ou le dégager de ceux-ci.
Pour déterminer le déplacement axial de la tige-support 50 du verrou, lors de l'ouverture et de la fermeture de la porte, il est prévu ici un dispositif agissant à la manière d'une clavette frontale. Ce dis- positif comporte une partie annulaire 62 dans l'évidement central 63 de
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laquelle est fixée l'extrémité 64 de la tige-support 50 du verrou.
Dans le corps annulaire 62 sont ménagés trois évidements 65, al- lant en s'approfondissant de leur extrémité plate 66 vers l'autre extrémité 67, c'est-à-dire dirigés obliquement (figs. 4 et 5).
Dans le coussinet 51 peut tourner une pièce annulaire correspon- dante 68 retenue,par exemple, à l'aide des goujons 69o Les pièces annulai- res 62 et 68 sont conformées de manière que, dans une position déterminée de la tige du verrou, les creusures 65 de la pièce annulaire 62 soient exacte- ment en regard des creusures 70 de la pièce 68, l'inclinaison des creusures 65 et 70, respectivement, de ces deux pièces étant, par ailleurs, dirigées en sens contraire. Dans l'espace libre ménagé entre ces deux creusures 65 et 70 sont disposés des organes de roulement, tels que des billes 71 (fige 3).
Si l'on fait alors tourner la tige-support 50 du verrou, par exem- ple, à l'aide d'une clé engagée sur la tête à quatre pans 72 de celle-ci, les billes 71 montent sur les rampes de l'anneau fixe 68, ce qui détermine un coulissement axial de la pièce annulaire 62 et, par suite, de la tige-support 50 du verrou, coulissement qui provoque la compression des ressorts de ferme- ture 54 par l'intermédiaire de la bague 58 et du palier à billes 600
La forme d'exécution des figs 3 à 5 peut aussi être réalisée avec une surface oblique établie à la manière d'une clavette frontale.
Par rapport à un filetage, l'utilisation de ces surfaces obliques peut, dans certains cas, offrir l'avantage d'une plus grande facilité de fabrication et d'une ré- sistance supérieure, ce qui est d'une grande importance, eu égard au fonc- tionnement assez dur des cokeries. .
En dévissant la tige-support de verrou de la fig. 1, en vue de li- bérer le ressort de fermeture, il peut arriver que la tige du verrou, après que le ressort de fermeture a été libéré, vienne buter intempestivement con- tre le verrou et risque ainsi, dans certains cas, d'exercer sur ce verrou une pression de serrage additionnelle indésirable.
Ce risque peut être évité, conformément à l'invention, par la dis- position représentée à la fige 6, dans laquelle le taraudage du support de la tige du verrou et le filetage de celle-ci sont interrompus par étages de telle manière que le filetage de la tige du verrou soit hors de prise d'a- vec le filetage du coussinet de cette tige en position de fermeture du verrou,
Afin d'obtenir un filetage portant sur la plus grande longueur possible; la tige du verrou, dans le mode d'exécution de la figo 6 est mon- tée dans une bague solidaire du coussinet de la porte et filetée intérieure- ment, dans laquelle est disposé également le ressort de fermeture.
Conformément à la fig. 6, le bouchon réfractaire 101 de la porte du four à coke est relié à une plaque de tôle 102 qui s'étend sur toute l'ou- verture de la porte et présente sur son pourtour une arête 128 qui s'appli- que sur une surface correspondante de l'encadrement 129 de la porte qui en- toure l'ouverture de la chambre.
Au corps 130 de la porte, est fixé, à l'aide de boulons 103, un coussinet 104 dans lequel est disposée une bague 106 pourvue d'un taraudage 105. La bague 106 présente un épaulement 107 et est montée par l'avant dans le coussinet. Une vis d'arrêt 108 interdit toute rotation de la bague 106.
La bague 106 est prolongée vers l'avant d'une longueur suffisante pour servir de logement aux ressorts 109 en forme de disques. Ces ressorts 109 sont entourés extérieurement par un prolongement cylindrique 110 du cous- sinet 104. La tige filetée 111 du verrou est logée dans la bague 106. Elle est munie d'un collet 112 qui repose dans une creusure 113 du moyeu 114 du verrou 115. Pour faire tourner ladite tige, on peut engager sur sa tête 116 à plusieurs pans une clé ou autre dispositif mécanique approprié.
Les ressorts de fermeture 109 sont placés en tension entre le col- let intérieur 117 de la bague 106 et une pièce de pression 118. Sur la partie cylindrique 119 de la pièce de pression 118 est monté à pivotement le moyeu 114 du verrou 115, de manière que, dans la position fermée de la porte, la
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pièce de pression repose contre le moyeu 114. Dans cette position, le res- sort de fermeture exerce la pression de serrage nécessaire à l'étanchéité de la fermeture de la porte.
Le réglage précus de la pression de fermeture est obtenu par un déplacement du moyeu 114 par rapport au verrou 1150
Entre le collet 112 de la tige du verrou et la pièce de pression 118 est disposé un palier à billes 120 destiné à réduire le plus possible le frottement s'exerçant lors de la rotation de la tige du verrou.
Le palier à billes 120 agit par sa surface oblique 121 sur une surface oblique corres- pondante de la pièce de pression 118, ce qui assure le centrage de la tiged
Le taraudage de la bague 106 du coussinet'104' est interrompu par étageso Sur la fige 6, on a représenté trois zones non filetées 1220 La tige 111 du verrou présente des zones non filetées correspondantes 123o Dans la position de fermeture représentée sur le dessin, les filets de la tige du verrou se trouvent dans les zones non filetées 122 de la bague 106. Dans cet- te position, la tige du verrou est déchargée. Les ressorts de fermeture 109 . agissent, avec la pression de fermeture voulue, par l'intermédiaire de la pièce de pression l18, sur le verrou 115 et les crochets de verrouillage 131.
Dans cette position, il subsiste, entre la surface d'appui du palier à billes 120 et celle de la pièce de pression 118, un jeu suffisant pour que les filets 124 de la tige du verrou tournent librement dans la zone non filetée de la bague 106. Afin que les filets 124 de la tige de verrou s'engagent facilement dans le filetage de la bague, lors de la rotation en sens inverse, il est prévu un ressort de pression 125 entre le collet 112 de la tige du verrou et le fond 126 de la creusure 113 du verrou.
Pour l'ouverture de la porte, on fait d'abord tourner la tige du verrou jusqu'à ce que le filetage 124 soit engagé sur une certaine longueur dans les filets de la bague 106. Cette course est limitée par un collet 127 prévu sur la tige du verrou. Après compression des ressorts de fermeture 109, on fait pivoter le verrou et la porte peut être retirée de l'ouverture de la chambre. Après remise en place de la porte, le verrou, déchargé par suite de l'écrasement des ressorts de fermeture, peut être engagé par pivotement dans les crochets de verrouillage.
Après une rotation en sens inverse de la tige de verrou 111 jusqu'à ce que les filets 124 soient hors de prise d'avec les filets de la bague 106, les ressorts de fermeture 109 agissent de nouveau sur le verrou 115 et appliquent la porte contre son encadrement.
REVENDICATIONS
1 - Fermeture de porte pour fours à coke horizontaux et autre u- sages, dans laquelle le corps de la porte est,, en position de fermeture, main- tenu appliqué sur son encadrement par pression élastique et dans laquelle le verrou de fermeturequi vient s'engager derrière des butées formant crochets de l'encadrement de la porte, est porté par une tige reliée au corps de la porte, caractérisée par le fait qu'en position fermée de la porte, la tige qui porte le verrou se trouve en dehors de la course de serrage entre le res- sort de fermeture et le verrou, et reçoit, lors de la compression des ressorts de fermeture, la tension de ceux-ci en déchargeant le verrou.