Brevet FR2465866A1 — publié le 19810327

La présente invention se rapporte à un dispositif de freinage destiné à un portail coulissant à moteur électrique linéaire. Il est de'j connu d'actionner des portails coulissants, à ouverture et fermeture automatiques, au moyen de moteurs linéaires, dont l'inducteur est fise et situe' d'un côté de ltouterture fermée par le portail, et dont l'induit est fixé au portail sur toute sa longueur.L'utilisation d'un moteur linéaire supprime divers inconvénients et contraintes de la motorisation classique, consistant en un motoréducteur qui entraîne un galet roulant sur le rail de guidage du portail : nécessité d'un enrouleur pour le câble d'alimentation du du moteur, risque de rupture de ce câble, risque de patinage du galet d'entralnement, blocage du portail en cas de panne de courant (le mouvement ne pouvant être obtenu à la main). Toutefois un problème des portails coulissants à moteur linéaire, encore mal résolu à l'heure actuelle, réside dans le freinage de ces portails en fin de course d'ouverture ou de fermeture. Selon une première solution connue, peu avant la fin de course, un micro-contact coupe totalement l'alimentation du moteur, le portail ralentit naturellement et une butée amortisseur absorbe lténergie cinétique restante. L'inconvénient de cette solution est que, dans le cas où le portail rencontre un obstacle ou même un frottement important, après le passage du micro-contact, le portail ne s'ouvre pas complètement ou ne se ferme pas complètement. De plus, la vitesse du portail doit être parfaitement contrôlée, pendant qu'il est déplacé par le moteur, pour que le portail starrête sur la distance prévue au-delà du micro-contact. Une autre solution actuelle consiste à utiliser un frein électromagnétique. Cette solution nécessite une consommation d'énergie importante au freinage, et elle est relativement coûteuse. Enfin, un autre système de freinage utilisé consiste en une modification de l'entrefer ; cette dernière solution exige des pièces mécaniques mobiles, ce qui la rend complexe et peu fiable. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients, et elle a par conséquent pour but de fournir un dispositif de freinage réunissant toutes les qualités suivantes - garantie d'une ouverture ou d'une fermeture complète du portail, par un freinage convenablement dosé de façon automatique, quelle que soit la vitesse du portail avant le freinage, et même si le portail est ralenti par un obstacle ou par des frottements - construction et fonctionnement fiables et économiques, grâce à une réalisation très simple, sans pièces mobiles, et utilisant un principe de freinage à faible consommation d'énergie. Un but annexe de l'invention est de réaliser un dispositif de freinage compatible avec divers équipements de sécurité, et meme participant de façon active à la sécurité. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de freinage pour portail coulissant à moteur linéaire, dans lequel il est prévu, près des extrémités du portail, une série de repères liés à ce portail1 disposés suivant une même ligne horizontales et séparés par des intervalles décroissants en direction de chaque extrémité du portail, ainsi qu'un détecteur fixe, sensible au passage de chaque repère, de manière à obtenir une indication de la vitesse instantanée du portail vers sa fin de course d'ouverture ou de fermeture, ledit détecteur étant apte à commander le freinage du portail par inversion du sens d'alimentation du moteur linéaire, en fonction de la vitesse mesurée, de telle sorte que le temps mis par le portail pour parcourir la distance séparant deux repères consécutifs reste sensiblement constant Ainsi, l'invention utilise d'abord un principe de freinage avantageux, par inversion du sens de fonctionnement du moteur linéaire. En effet, pour les vitesses négatives (c'est-à-dire lorsque l'effort et la vitesse de déplacement sont de sens opposés), lteffort moteur (ici la force de freinage) est supérieur a celui donné pour la vitesse positive correspondante, ce qui permet d'obtenir un freinage assez rapide. L'autre originalité de l'invention réside dans le contrôle de la vitesse du portail, lorsque celui-ci arrive près de sa fin de course d'ouverture ou de fermeture ; les repères portés par le portail étant séparés par des intervalles décroissants, et le temps de passage entre deux repères devant le détecteur étant maintenu sensiblement constant, on obtient un freinage progressif, qui amène le portailà l'arrêt exactement dans la position désirée. La disposition des repères est déterminée de telle façon que le portail vienne finir sa course normalement avec une seule décélération, donc par un mouvement régulier, mais un avantage du dispositif selon l'invention est sa souplesse de fonctionnement, qui lui permet d'amener le portail à l'arrêt, dans la position désiree, en toutes circonstances ; en particulier - quelle que soit la vitesse du portail, le freinage intervient au bon lament, car le début du freinage se situe à un instant qui est fonction de la vitesse et non seulement de la position du portail, - si un obstacle ou des frottements ralentissent anormalement lé portail, avant sa fin de course, le portail peut être accéléré, momentanément, de sorte que l'ouverture ou la fermeture est totale. Dans ce but, selon une forme de réalisation préférer du dispositif de freinage selon l'invention, le détecteur est tel qutil commande le freinage lorsque le temps de passage d'un repère au suivant est inférieur à un seuil bas, mais cesse de commander le freinage lorsque le temps de passage dcun repère au suivant devient supérieur à un seuil haut. Les repères portés par le portail peuvent être constitue's par des plots, ou bien par de simples trous ménages dans une traverse métallique horizontale fixe au portail. Le détecteur sensible au passage de ces repères est avantageusement un capteur inductif. Selon une autre caractéristique, il est prévu non seulement des repères séparés par des intervalles décroissants, près des extrémités du portail, mais encore des repères similaires séparés par des intervalles constants et plus importants, dans la partie centrale du portail, tandis que le détecteur est associé à une sécurité capable d'arrêter le moteur linéaire si aucun passage de repère n'est détecté dans un intervalle de temps prédéterminé. On comprend que ces dispositions complémentaires ont un triple intérêt : - L'alimentation du moteur linéaire est automatiquement coupée lorsque le portail vient en butée, dans sa position complètement ouverte ou fermée, après un freinage normal. Tout contact de fin de course, pour commander l'arr8t du moteur, devient ainsi inutile. - Si le portail reste bloqué dans une position intermédiaire, en raison de la présence d'un obstacle ou bien par suite de l'accumulation de neige, le moteur aura aussi son alimentation automatiquement coupée. - Il en sera de même si aucune détection ne se produit, soit en raison par exemple d'un éloi-ggement trop grand des repères par rapport au détecteur, par suite d'une forte usure des galets de guidage, soit à cause d'un défaut inhérent au détecteur. Le dispositif se trouve ainsi "auto-contrôlé". De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de ce dispositif de freinage pour portail coulissant à moteur linéaire Figure t est une vue de face d'un portail coulissant équipé du dispositif de freinage conforme à l'invention Figure 2 en est une vue en coupe transversale, montrant notamment le moteur linéaire et le détecteur Figure 3 est un schéma synoptique des systèmes de contrôle du freinage et de sécurité du dispositif considéré. Sur les figures 1 et 2 est représenté un portail coulissant 1, fermant une ouverture pratiquée dans un mur 2, ce portail étant ici formé d'un ensemble de montants et de traverses, encadrant des parties pleines et/ou des parties comportant des barreaux. Le portail est muni, à sa partie inférieure, de galets de guidage 3 roulant le long d'un rail 4 situe au niveau du sol. Dans la position de fermeture, qui est celle visible sur la figure 1, une gâche électrique 5 assure le verrouillage. Le moteur lineaire qui sert à actionner le portail 1 possède un inducteur fixe 6, visible sur la figure 2, qui est fixé sur un support 7 solidaire du mur 2, du côté opposé à la gâche 5, le support 7 portant aussi les galets de guidage. L'induit du moteur linéaire est constitué par la traverse supérieure 8 du portail, réalisée sous la forme d'un tube en métal conducteur (aluminium ou cuivre), une plaque 9 disposée à l'intérieur de ce tube refermant le champ magnétique du moteur. Le moteur linéaire ainsi disposé fournit un effort parallèle au sens de déplacement du portail o, et qui diminue lorsque la vitesse augmente, jusqu'à s'annuler à la vitesse de synchronisme du moteur. Cette vitesse de synchronisme est par exemple de 4,2 m/s, mais compte tenu de l'effort nécessaire au roulement du portail et aussi de la distance à parcourir, la vitesse maximum que l'on peut obtenir est,toujours dans cet exemple, de tordre de 2 m/s. Le dispositif de freinage, destiné à ralentir le portail 1 vers sa fin de course d'ouverture ou de fermeture, comprend - une plaque métallique 10, telle qu'en acier, fixée horizontalement, par exemple par collage, contre la traverse supérieure 8 du portail1 du côté opposé à l'inducteur 6 du moteur linéaire, cette plaque 10 présentant des trous oblongs 11, - un capteur inductif fixe 12, monté du côté du portail opposé à l'inducteur 6, à la hauteur de la plaque 10, et éventuellement porté par le meme support 7. Le capteur inductif 12 constitue un détecteur sensible au passage, devant lui, de chaque trou Il de la plaque 10, la forme oblongue des trous permettant d'accepter les tolérances dans le sens vertical. La disposition des trous 11, bien visible sur la figure 1, est la suivante - A proximité de chaque extrémité du portail 1, les trous 11 sont séparés par des intervalles d décroissants en direction de l'extrémité ; en d'autres termes, les trous sont de plus en plus rapprochés vers chaque extrémité. - Dans la partie centrale du portail 1, les trous Il sont séparés par des intervalles D constants, supérieurs aux intervalles variables d précédents, la valeur des intervalles D étant par exemple égale à 500 mm. Compte tenu du resserrement des trous Il aux deux extrémités du portail 1, le dispositif de freinage est tel que le temps mis par le portail pour parcourir la distance séparant deux trous consécutifs, ctest-à-dire le temps entre le passage de deux trous Il devant le capteur 12, reste sensiblement constant . Compte tenu de la courbe de décélération et de l'écartement minimum des derniers trous Il (pour un fonctionnement correct du capteur 12), ce temps devra être égal, par exemple, à 0,05 seconde. Pour un fonctionnement correct de l'ensemble du dispositif, le temps de réponse du capteur 12 et de tous les circuits devra, bien entendu, être nettement inférieur à ce temps de 0,05 seconde. Plus précisément, le déroulement du freinage peut être le suivant Les trous 11 défilent devant le capteur 12 avec une certaine vitesse et, lorsque le temps séparant le passage de deux trous il consécutifs devient inférieur à 0,05 seconde, le dispositif déclenche le freinage, par inversion du sens d'alimentation du moteur. Toutefois, lorsque le temps séparant le passage de deux trous 11 consécutifs devient supérieur à 0,13 seconde par exemple (ce qui correspond, par exemple, à une vitesse de O,1 m/s pour deux trous extrêmes distants de 13 mm), le freinage cesse et le portail 1 vient finir sa course en accélération, ce qui garantit la fermeture. Pour réaliser ceci, on utilise les circuits représentés par le schéma synoptique de la figure 3. Le capteur inductif 12 est relié à un circuit 13 d'alimentation et d'amplification, ainsi qu'a un circuit 14 de mise en forme des impulsions de ce détecteur. Ces impulsions sont amenées à un circuit comparateur à double seuil 15, dans lequel le seuil bas et le seuil haut sont1 respectivement, les temps de 0,05 et 0,13 seconde indiqués dans l'exemple précédent, le temps de réponse de ce circuit 15 pouvant être de 50 ms . Le moteur 6 est commandé, à partir du circuit 15, par l'intermédiaire d'une sortie à relais inverseur 16 et d'un circuit de commande 17. De manière connue, un système de sécurité 18 à barrière lumineuse (source lumineuse + cellule photoélectrique) est prévu pour surveiller l'espace de fermeture du portail, de sorte que, si une personne ou un objet coupe cette barrière, pendant la fermeture du portail, celui-ci freinera, repartira en sens inverse et s'arrêtera en fin de course d'ouverture. Avantageusement, il est prévu un autre système de sécurité 19, associé à la détection du passage des trous il et pouvant, par exemple, recueillir l'information délivrée à la sortie du circuit 14 de mise en forme des impulsions. Ce système 19 arrête le moteur 6, en interrompant son alimentation, si dans un intervalle de temps prédéterminé, par exemple de l'ordre de t à 2 secondes, aucun passage de trou Il devant le capteur 12 n'est détecté. La distance D séparant les trous Il dans la partie centrale du portail est prévoetelle que, en fonctionnement normal d'ouverture ou de fermeture, le système 19 n'ait pas à intervenir. Par contre, ce système provoque l'arrêt du moteur lorsque le portail 1 est complètement ouvert ou fermé, après freinage, ainsi que lorsque le portail reste arrêté en position intermédiaire, en raison de la présence d'un obstacle quelconque. De plus, le système de sécurité permet de vérifier le bon fonctionnement du capteur 12, l'absence dtinformation fournie par ce capteur provoquant l'arrêt du moteur. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation de ce dispositif de freinage pour portail coulissant à moteur linéaire qui a été décrit ci-dessus à titre d'exemple elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes comportant application du même principe, quels qu'en soient les détails de réalisation, et en particulier - les trous Il constituant des repères défilant devant le détecteur fixe peuvent etre remplacés par des plots, ou par d'autres éléments en saillie, - ces repères, ainsi que le détecteur 12, ne sont pas nécessairement situés à hauteur de l'induit du moteur linéaire, mais peuvent aussi être disposés à un niveau quelconque, et - le capteur inductif peut être remplacé par une cellule photo-électrique ou par tout autre type de détecteur, à condition que le temps de réponse de celui-ci soit suffisawnent court, par rapport à l'intervalle de temps séparant le passage de deux repères. - REVENDICATIONS 1. - Dispositif de freinage pour portail coulissant à moteur linéaire, caractérisé en ce qussil est prévu, près des extrémités du portail, une série de repères liés à ce portail, disposés suivant une même ligne horizontale, et séparés par des intervalles décroissants en direction de chaque extrémité du portail, ainsi qu'un détecteur fixe, sensible au passage de chaque repère, de manière à obtenir une indication de la vitesse instantanée du portail vers sa fin de course d'ouverture ou de fermeture, ledit détecteur étant apte à commander le freinage du portail par inversion du sens d'alimentation du moteur linéaire, en fonction de la vitesse mesurée, de telle sorte que le temps mis par le portail pour parcourir la distance séparant deux repères consécutifs reste sensiblement constant 2. - Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur est tel qu'il commande le freinage lorsque le temps de passage d'un repère au suivant est inférieur à un seuil bas, mais cesse de commander le freinage lorsque le temps de passage d'un repère au suivant devient supérieur à un seuil haut. 3. - Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu non seulement des repères séparés par des intervalles décroissants, près des extrémités du portail, mais encore des repères similaires séparés par des intervalles constants et plus importants, dans la partie centrale du portail, tandis que le détecteur est associé à une sécurité capable d'arrêter le moteur linéaire si aucun passage de repère n'est détecté dans un intervalle de temps prédéterminé. 4. - Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que les repères sont constitués par des trous ménagés dans une traverse métallique horizontale fixée au portail. 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le détecteur sensible au passage des repères est un capteur inductif.