Brevet FR2217511A1 — publié le 19740906

La présente invention concerne un dispositif de commande du mouvement d'un dldment mobile, en particulier d'une porte, cet élément étant soumis pendant la première phase du mouvement à une accélération et pendant la seconde phase à un ralentissement Jusqu'd lwarret. Pour réaliser un déplaeement automatique éléments relativement lourds, par exemple l'ouverture automatique et la fermeture aut--inatique de portes coulissantes, on utilise généralement des dispositifs d'entraînement pneumatiques ou hydrauliques qui assurent l'accélération, le deplacement et le ralentissement de l'élément. De tels dispositifs sont coûteux et ndeessitent un entretien régu- lier. 02 a dgalement proposé d'utiliser, comme organes d'entratne ment, des moteurs électriques qui présentent l'avantage d'une construction simple et d'un prix de revient réduit. En tout cas les dispositifs de déplacement connus ne permettent pas une accélération énergique et un fort ralentissement de l'élément à déplacer. En outre, en cas de panne de courant du réseau d'alimentation du moteur à courant alternatif, l'élément mobile, une fois mis en mouvement, continue son mouvement et n'est freiné que lorsqu'il bute contre un obstacle à la fin de sa course, ce qui peut provoquer de sérieux dégâts, en raison de l'énergie cinétique importante développée. La présente invention a pour but de pallier ces inconvé- lents. Ce but est atteint suivant l'invention pour un dispositif de ce genre par le fait qu'il est muni, pour le déplacement de l'élément, d'un moteur à courant continu connecté à une source de courant capable de délivrer deux tensions, l'une plus élevée que l'autre, tandis qu'il est muni d'un organe régulateur qui connecte l'induit du moteur pendant la première phase du mouvement à la ten. sion la plus élevée et pendant la seconde phase à la tension la plus basse, l'induit étant mis au moyen de l'organe régulateur en parallble avec une résistance de charge, après quoi l'organe régulateur interrompt l'alimentation de courant et met l'induit en courtcircuit. De préférence, l'organe régulateur est tel que pendant l'alimentation du moteur à la tension moins élevée, la tension en- gendrée par le moteur électrique devient égale à cette tension moins élevée avant la mise en court-circuit du moteur de sorte que lélé- ment mobile est d'abord freiné puis encore délacé à plus petite vitesse. L'invention est illustrée davantage avec référence aux dessins annexés représentant deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une porte coulissante équipée drun dispositif de commande suivant laine mention. La figure 2 est un schéma de montage électrique de prin- cipe d'un dispositif de commande suivant l'invention dans une application simplifiée. La figure 3 est un diagramme de la vitesse de déplacement de l'élément mobile, en fonction du trajet à parcourir, avec le dispositif de commande représenté à la figure 2. La figure 4est un schéma de montage électrique du dispositif selon une forme de réalisation plus efficace de l'invention. La figure 5 est un diagramme de la vitesse de déplacement de l'élément mobile, en fonction du trajet à parcourir, avec le dispositif de commande représenté à la figure 4. L'on a représenté à la figure 1, de façon tout à fait schématique, une installation de porte coulissante à ouverture et fermeture automatiques à laquelle peut tre appliqué le dispositif de commande selon l'invention. Il s'agit d > une installation dans laquelle la porte 101, vitrée, se déplace devant un vantail vitré fixe 101'. La porte 101 porte, à sa partie supérieure, un chariot 103, suspendu par des galets 104, 105, à un rail fixe 106. A sa partie inférieure, la porte 101 est guidée dans une coulisse 107. Le mécanisme d,entraînement de la porte 101 comprend un moteur 108 et un réducteur 109. Le mouvement de rotation du moteur est transformé en un mouvement linéaire par l'intermédiaire d > une courroie 110 tournant autour de poulies de renvoi 111, 112 > la courroie étant fixée au chariot 103. Deux groupes de contacts fin de course sont prévus sur le trajet de la porte 101 et une came 113, portée par le chariot 103, actionne ces contacts fin de course. Comme on le voit à la figure 1, un premier groupe de contacts FCFR et FOAR (Fin de Course de Freinage Retour et Pin de Course d'Arrêt Retour) est disposé à proximité de l'extrémité du trajet de fermeture de la porte 101, tandis que l'autre groupe de contacts fin de course - FCFO et FCAO (Fin de Course de freinage d'Ouverture et Fin de Course dJArrêt d'Ouvertur.) est disposé à proximité de l'extrémité du trajet drou- verture de la porte. L'ouverture ou la fermeture de la porte est commandée par un interrupteur électriquea muni d'un dispositif à cellule photoélectrique, ou d'un dispositif à radar. L'interrupteur trans- met un signal à l'organe régulateur 114, qui sera décrit plus en détail ci-après avec référence aux fig. 2 et 3. Pour la simplification de l'exposé l'on n'a pris en considération ci-après qu'un sens du mouvement de la porte 101, à savoir le sens qui correspond à la fermeture de la porte, le schéma électrique représenté à la figure 2 ne comprend donc aucun élément ni circuit de commande représentant les moyens d'actionnement de la porte en sens inverse. Le dispositif de commande selon l'invention comprend une source d'alimentation en courant continu I capable de délivrer deux tensions d'alimentation différentes m et U2, U2 étant inférieure à 1. Le contact fin de course FCFR comprend deux contacts dépla- çables différents comme indiqué par l'indice "et". I1 faut ici préciser que conformément à l'invention, le moteur électrique 108 est un moteur à courant continu. De préf éren- ce, selon l'invention, il s'agit d > un moteur à excitation par aimants permanents ou encore d'un moteur à excitation alimentée de façon indépendante, Le contact inverseur FCFR lorsqu'il n'est pas sous l'action de 12 came 113 de la porte, relie la borne b de l'induit de moteur M à la borne 6 délivrant la tension complète m de la source 1; l'autre borne, 5, de l'induit du moteur électrique est reliée, par l'intermédiaire d'un contact a normalement ouvert d'un relais RA, à la borne opposée 7 de la source 1. Lorsque le contact inverseur FCFR' bascule sous l'action de la came 113 de la porte, la borne 4 du moteur électrique M est reliée à la borne 8 délivrant la tension inférieure U2 de la source 1. U > e résistance de charge RI est montée en parallèle sur l'induit du moteur électrique M, de façon permanente. Cette résistance R1 a pour fonction d'amortir les oscillations de la vitesse du moteur autour de la vitesse correspondant à la valeur de la tension U1. Un contact A2 no-malement fermé, du relais RA, est aussi connecté en parallèle avec l'induit du moteur M. Sa outre, une résistance de charge R2, d'une valeur net- tement plus faible que celle de la résistance R1, est connectée en parallèle avec l'induit du moteur M, par l'intermédiaire du deuxième contact, FCFR", de fin de course FCFR. Ce deuxième contact FCFR" est ouvert tant que la came 113 n'agit pas sur le contact fin de course FCFR. Le fonctionnement du dispositif de commande sera maintenant décrit avec référence à la figure 3. La porte est considérée ouverte, un de ses points de rd- férence, par exemple le flanc avant 113 de la came 113, étant situé à une position 0. Lorsqu'un signal d'initiation de mouvement est envoyé par l'organe 114 au relais RA, par exemple à partir d > un circuit de détection photoélectrique ou à radar, le contact a se ferme et le contact A2 s'ouvre, les contacts FCFR et FCFR" étant dans l'état représenté à la figure 2. La tension élevée ta de la source 1 est alors appliquée à l'induit du moteur M qui démarre avec un couple très élevé, caractéristique bien connue des moteurs à courant continu et en particulier de ceux à excitation par aimants permanents.La porte est accélérée et sa vitesse augmente comme re présenté par le tronçon 17A de la courbe des vitesses 17 représentée à la figure 3. Lorsque la porte atteint l'endroit de sa trajectoire où la came 113 actionne la fin de course FCFR, le contact inverseur FCFR bascule; le moteur est dès lors relié à la tension U2 inférieure de la source 1 et du fait qu'il est entratné par l'inertie de la porte coulissante, il fonctionne comme dynamo. Si multanément entre en circuit, grâce à la fermeture du contact FCFR", la résistance de charge R2 qui agit comme résistance de dissipation de l'énergie du moteur en fonctionnement dynamo. Ce courant provoque un freinage intense du moteur M et de la porte coulissante, Jusqu'à ce que la tension engendrée soit égale à celle de la source 1.Ce freinage est représenté à la figure 3 par le tronçon 17B de la courbe. Lorsque la porte arrive à l'endroit de sa trajectoire où la came 113 actionne le contact fin de course FCAR, la came ayant une longueur suffisante pour être alors encore en contact actif avec le fin de course FCFRZ un signal est envoyé à organe régulateur 114 pour désexciter le relais RA, ce qui a pour conséquence rouvrir le contact Al, interrompant ainsi le circuit entre le moteur électrique et la source d'alimentation, de même que la fermeture du contact A2, ce qui a pour conséquence de lettre en court-circuit l'induit du moteur; celui-ci freine brus quexent Jusqu'à l'arrêt complet. Si la tension engendrée par le moteur électrique M diminue jusqu,8 la tension U2 avant que la porte n'ait atteint la posi tion d'actionnement du fin de course FCAR, le moteur exécute une rotation à vitesse constante basse (quelques tours/min) (trongon 17C) qui correspond à la valeur de la tension U2 qui lui est ap pliquée. De même, si l'accélération du moteur M est terminée avant que la porte n'ait atteint la position correspondant à l'actionne- ment du contact FCFR, le moteur se déplace sur le tronçon 17A de la courbe à une vitesse constante qui correspond à la tension tii. 3ien entenau, la source 1 qui est représentée par des accumulateurs à la figure 2 peut aussi être constituée par un bloc d'alimentation à tension variable et certains contacts, en particulier le contact B2 peuvent être constitués par des commutateurs électriques et en particulier par des thyristors. Lorsque, comme on le verra ci-après, le dispositif de commande selon l'invention, expliqué dans son principe ci-avant, est appliqué à un élément mobile qui exécute un mouvement égal dans les deux sens, l'on doit prévoir quelques aménagements Dans le dispositif représenté avec référence aux figures 1, 4 et 5 > le bloc d'alimentation représenté en 9 présente une tension de sortie qui peut varier en fonction de la valeur d'une tension de commande envoyée au bloc 9 par une ligne 10. La source de tension peut etre réalisée par exemple par un pont à diodes et thyristors, qui redresse le courant alternatif du réseau et délivre un courant pulsé de tension convenable. La borne de sortie du bloc d'alimentation 9 est connectée aux bornes 4 et 5 de l'induit du moteur M, par l intermédiaire des lignes Ll;l et L12 et de deux paires d'inverseurs RA2, RA3 et RB2, RB3 qui font chacune partie d > un relais RA et RB; ces inverseurs sont branchés de manière telle que l'induit du moteur M est courtcircuité par une ligne L13 lorsqu'aucun des relais RA et RB n'est excité. Une résistance R1 est branchée en parallèle, de façon constante, sur l'induit du moteur M, comme décrit avec référence à la figure 2. En outre, l'on trouve une résistance de charge R2 branchée à l'intervention d'un commutateur électronique, par exemple d'un thyristor Th, en parallèle avec l'induit du moteur par es lignes Lll et L12. A l'état représenté à la figure 4, les relais RA et RB sont au repos et l'induit du moteur M est donc court-circuit4. Lorsque l'un des relais RA, RB est excité, le moteur M est alimenté en courant mais dans un sens différent suivant celui des relais qui est excité. L'action de la came 113 et des fias de course est pré- ciste ci-après 1. Les contacts FCA0 et FCAR ouvrent le circuit lorsque la came 113 les fait basculer de leur état de repos. 2. Les contacts FCFQ" et FCFR" ferment le circuit lorsque la came 113 les fait basculer de leur état de repos. 3. Les inverseurs FCF0 et FCFRs passent de l'étant représenté à la figure 4 pour l'inverseur FCFO' à état inverse lorsque la came 113 les fait basculer de leur état de repos. Les relais RA et RB sont excités par un organe de commande 13 le relais RA étant connecté, pour la fermeture de la porte, par l'intermédiaire du fin de course FCAR et le relais RB, pour l'ouverture de la porte, par l'intermédiaire du fin de course FCA0 avec l'organe de commande 13. Il faut noter que la longueur de la came 113 est telle qu'à l'arrêt de la porte, soit en position de fermeture, soit en position d'ouverture, elle actionne le groupe de fins de course FCFR, FCAR ou FCFX, FCAO, suivant celui qui alors se trouve en face de la porte. Cette disposition est nécessaire pour établir les circuits pour le mouvement d'ouverture lorsque la porte est fermée et de fermeture lorsque la porte est ouverte. Les relais RA et RB ont en outre un contact normalement ouvert RA1 et RBl > respectivement insérés dans un ensemble de circuits qui sera décrit maintenant et qui d'une part commande le bloc d'alimentation 9 et d'autre part command de le thyristor Th. Lorsque l'un, des contacts RAI et R@1 est fermé, une tension de commande U3 est appliquée au bloc dalimentation 9 par l'in- termédiaire de l'un des contacts inverseurs de fin de course, FCF0 ou FCFR' et dtune diode Dl ou D2 ainsi que d'une ligne L10. Lorsque la tension de commande U3 est appliquée au bloc 9, celui-ci délivre une tension Ul qui correspond à la tension plus élevée né ces saire à l'accélération du mouvement de la porte. La deuxième position des contacts tin de course inverseurs FCF0s ou FCFR qui correspond à l'action sur eux de la came 113 et qui est représentée pour le contact PCFR à la figure 4, met en circuit un potentiomètre, respectivement P1, P2, ce qui a comme conséquence, en diminuant la tension U3 appliquée au bloc dSalimen- tation 9, de diminuer la tension de sortie de bloc 9, cette tension devenant la tension U2 énoncée en rapport avec l'exposé e la figure Les contacts normalement ouverts FCFB et FCF0" des fins de course FCFR et FCF0 sont chacun branchés dans un circuit L16, L14 de commande du thyristor Th. Bwon décrira maintenant le fonctionnement du dispositif dans le cas du mouvement de la porte de son état fermé à son état ouvert. Dans l'état fermé de la porte, les circuits et l'état des contacts tant des relais que des fins de course sont ceux représentés à la figure 4. L'ouverture de la porte commence par lssexci- tation du relais RBX qui a comme conséquence dune part le bascule~ ment de ses contacts inverseurs RB2 RB3 et d'autre part la fermeture du contact RB1.Le bloc d'alimentation 9 délivre une tension tii qui est appliquée au moteur M qui tourne dans le sens imposé par les contacts inverseurs RB2, RB3. La porte démarre et subit une accélération dont l'allure est représentée par le tronçon 17A de la courbe 17.Lorsque la porte atteint une position dans laquelle le la came 113 actionne le fin de course FCFO, le contact inverseur FCFO1 bascule de l'état représenté à la rigure 4, de sorte que ie potentiomètre P1 est mis en circuit et la tension U1 du bloc moteur diminue et devient U2. simultanément, le contact fin de course FCF0" se ferme, ce qui a comme conséquence la mise en circuit du thyristor m et de la résistance R2.Le moteur M est fortement freiné et avec lui, la porte qui parcourt les tronçons 173 et 17C de la courbe 17 jusqu'à une position dans laquelle la came 113 actionne le fin de course FCAO, provoquant l'ouverture du circuit du relais R8. Ceci a pour conséquence d'une part, à l'intervention des contacts inverseurs RB2, RB3, de remettre le moteur en courtcircuit, provoquant son arrêt immédiat, illustré par le tronçon 17D de la courbe de la figure 5 et d'autre part, à l'intervention du contact RB1, qui s'ouvre, l'ouverture du circuit d'alimentation de la tension U3 au bloc d'alimentation 9, interrompant le débit de cette source. I1 doit être entendu que Irinvention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des variantes peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande du mouvement d'un dément mobile, en particulier dune porte, cet élément étant soumis pendant la première phase du mouvenent à une accélération et pendant la seconde phase à un ralentissement jusqu'à larretX caractérisé en ce qu'il comprend un moteur électrique à courant continu pour le déplacement de l'élément mobile connecté à une source dralimen- tation en courant électrique capable de délivrer deux tensions, l'une plus élevée que l'autre, et un organe régulateur qui connecte l'induit du moteur pendant la première phase du mouvement à la tension la plus élevée et pendant la seconde phase à la tension la plus basse, l'induit étant mis, au moyen de l'organe régulateur, en parallèle avec une résistance de charge, après quoi l'organe rdgula- teur interrompt l'alimentation de courant et met l'induit en courtcircuit. 2.- Dispositif de commande selon la revendication 1 caractérisé en ce quel'organe régulateur est tel que pendant laalimenta- tion du moteur à la tension moins élevée, la tension du moteur électrique devient égale à cette tension moins élevée avant la mise en court-circuit du moteur, de sorte que l'élément mobile est dabord rreiné puis encore déplacé à plus petite vitesse. 3.- Dispositif de commande selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résistance de charge est connectée en série avec un thyristor dont l'électrode de commande est reliee à l'organe régulateur. 4.- Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'unie résistance nettement plus importanteq ga résistance de charge est branchée en permanence sur l'induit du moteur. 5.- Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque sens du mouvement de l'élément mobile, un premier ensemble commutateur actionné par l'élément mobile lors de son déplacement et disposé sur le trajet de l'élément mobile à l'endroit où débute le freinage, l'actionnement de ce commutateur provoquant le branchement de ladite résistance de charge en parallèle avec l'induit du moteur et l'alimentation de l'induit à la tension moins élevée et un second ensemble commutateur, également actionné par l'élément mobile et disposé sur ledit trajet à l'endroit de learrêt de l'élu ment mobile, le second ensemble de commutation étant capable de cou per l'alimentation de l'induit du moteur et de le mettre en courtcircuit. 6.- Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'excitation du moteur électrique à courant continu est réalisée par aimants permanents.