Brevet FR2491045A1 — publié le 19820402

Linvention concerne un nouveau type d'ascenseur automoteur. Elle a plus précisément pour objet un ascenseur automoteur utilisant comme contrepoids un moteur électrique asynchrone linéaire à commande par onduleur. On sait que, dans les ascenseurs électriques d'un type classique, la cabine est disposée à l'extrémité d'un câble, dont l'autre extrémité est équipée d'un contrepoids, le moteur électrique entraXnant la cabine par l'intermé- diaire d'une poulie de traction sur laquelle passe le câble, qui est lui-même entra né par friction. Dans la pratique, pour opérer dans des conditions satisfaisantes, tant du point de vue technique que pour assurer la sécurité des usagers, la cabine et le contre- poids doivent satisfaire à la relation (1) suivante, bien connue des techniciens: TA1 x () ef T2 T ouA Iest le rapport entre les efforts statiques exercés 2 respectivement par la cabine et le contrepoids sur les portions du câble disposées de part et d'autre de la poulie de tractionC1 est une constante dépendant de l'accélération, de la décélération et d'autres conditions propres à l'installation considérée, C2 est un coeffi- cient tenant compte de la variation de profil de la gorge de la poulie en fonction de l'usure, f est le coefficient de frottement du câble sur la poulie et o. est l'angle d'enroulement du câble sur la poulie. :)O La relation (1) fixe donc une limite à la réduction des masses en jeu (poids de la cabine) en fonction de la charge en service et établit, généralement en relation avec les normes de sécurité des ascenseurs, un rapport entre la surface de la cabine et la charge. De plus, un système à câble et à poulie coopérant par friction impose de fréquentes inspections de l'installation. Or, actuellement les limitations d'énergie conduisent -2- à réduire, dans toute la mesure du possible, la masse des systèmes mobiles. En revanche, pour assurer aux usagers un confort satisfaisant, on cherche plutôt à accroître le volume des cabines d'ascenseurs. Pour répondre à ces impératifs contradictoires, diverses solutions ont déjà été envisagées dans la techni- que. C'est ainsi, par exemple, qu'on a proposé d'accrottre la traction exercée par la poulie, tout en diminuant l'usure du c&ble, en adaptant des éléments en matière plastique à l'intérieur de la gorge de la poulie. Cette amélioration n'a cependant qu'une portée limitée et n'a que peu d'applications pratiques. On a aussi utilisé des ascenseurs à commande hydrau- lique, ce qui permet de réduire les masses en mouvement, mais conduit à une consommation d'énergie très supérieure à celle d'un ascenseur à commande électrique, utilisé pour remplir des t&ches similaires. On a certes proposé d'uti- liser des contrepoids pour compenser partiellement le poids de la cabine, mais le piston commandant le mouvement doit pouvoir redesedre sans charge dans la cabine, ce qui limite la compensation de masse par un contrepoids. Les ascenseurs hydrauliques ne sont donc pas compétitifs sur le plan économique. En outre, cette technologie est limitée par la hauteur de déplacement de la cabine et la vitesse de celle-ci. On a enfin proposé d'utiliser un système à tambour, dans lequel la cabine et le contrepoids comportent des càbles indépendants qui s'enroulent en sens inverse sur un même tambour. Cette solution n'est toutefois pas plus satisfaisante que les précédentes, car, pour une grande hauteur de déplacement de la cabine, il est nécessaire d'utiliser un tambour de grande longueur, ce qui est incompatible avec les dimensions actuelles des locaux prévus pour la machinerie. L'invention vise à remédier à ces inconvénients, en proposant un nouveau type d'ascenseur, dans lequel les masses peuvent être réduites par rapport aux systèmes 249 1045 -3- existants, tout en se prêtant à un confort accru pour l 'usager. A cet effet, l'invention a pour objet un ascenseur automoteur dans lequel une cabine est attachée à une extrémité d'un câble,qui passe sur une poulie et à l'autre extrémité duquel est suspendu un contrepoids destiné à équilibrer-le poids de la cabine et une partie du poids de la charge, cet ascenseur étant caractérisé en ce que ladite poulie est une simple poulie de renvoi et en ce que le système moteur comprend un moteur linéaire à induc- tion faisant partie intégrante du contrepoids et coopérant avec le guide de ce contrepoids. Sous réserve d'équiper l'ensemble d'un système de freinage statique adéquat, mais qui pourra être d'un type connu, comme on l'indiquera ci-après, il est ainsi possi- ble de s'affranchir des limitations imposées habituellement par le rapport entre la surface de la cabine et la charge utile, ce qui permet d'offrir un confort accru à 1'usager. Le moteur pourra avantageusement être alimenté en courant à partir d'une ligne d'alimentation générale, reliée à une batterie flottante d'accumulateurs par l'in- termédiaire d'un chargeur, la batterie étant elle-même reliée au moteur par l'intermédiaire d'un onduleur. Tous ces organes, d'un type bien connu, pourront être partie constituante du contrepoids et auront donc deux fonctions X l'une, usuelle, de commande du mouvement de la cabine, l'autre, propre à l'ascenseur conforme à l'invention, d'élément constitutif du contrepoids, leur masse contri- buant à équilibrer partiellement ou totalement le poids de la cabine et d'une partie de sa charge utile. L'onduleur, si on le désire, pourra être du type réversible, ce qui réduira encore davantage la consomma- tion d'énergie. La batterie pourra être rechargée par l'intermédiaire d'un c&ble pendentif ou, de préférence, par des raccords à douille disposés au point de départ principal, o un retour automatique de la cabine peut être prévu quand -4- l'ascenseur n'est plus utilisé. Alternativement, il est possible de supprimer le chargeur en alimentant directement la batterie à partir d'une pile solaire disposée sur li meublez Cette solution est particulièrement recommandée dans les pays ensoleillés. Dans ce cas, il peut btre avantageux de prévoir un cible pendentif pour assurer une alimentation continue de la batterie. On peut aussi combiner un système d'alimentation avec une alimentation électrique classique, en utilisant un système de commande automatique pour passer de l'ali- mentation solaire à l'alimentation principale lorsque l'ensoleillement descend au-dessous d'un seuil prédéterminé. On notera que l'ascenseur conforme à l'invention n'implique aucune limitation de hauteur ou de vitesse de déplacement pour ce qui concerne le guide-du contrepoids. On pourra utiliser par exemple un moteur électrique annulaire, monté coulissant sur un guide cylindrique creux, s'étendant depuis la fosse jusqu'au plafond du dernier étage, lorsque le trajet et la charge le permettent, c'est- à-dire, on général, dans des immeubles d'habitation o les machineries sur les toits sont interdites. Néanmoins, pour les ascenseurs à grande courses on peut séparer la fonction guide de la fonction armature du moteur. On conserve le guide rond au centre du moteur annulaire, mais on ajoute deux guides d'un type connu pour le guidage latéral du moteur- contrepoids. Le système électrique peut assurer le freinage dans des conditions dynamiques, mais les ascenseurs doivent également comporter des moyens de freinage utilisables à l'arrêt et dans des conditions d'urgence. Dans la mesure o la poulie utilisée n'est pas motrice, il n'est pas pos- sible d'avoir recours à la poulie pour un tel freinage. La solution la plus simple est donc de disposer le système de freinage sur la cabine d'ascenseur, afin qu'il agisse directement sur-les guides de la cabine (système de garniture de friction et d'aimant électro-actionné pendant le mouvement de l'ascenseur). Les figures 1 et 2 annexées sont deux vues schématiques illustrant le fonctionnement de deux formes de réalisation de l'ascenseur selon l'invention. Sur la figure 1, la cabine d'ascenseur l coulissant sur deux guides 2, est suspendue par un câble 3, qui passe sur une poulie principale 4 et sur une poulie déflectrice , son autre extrémité étant constituée par un contrepoids désigné par la référence générale 6, monté coulissant sur un guide vertical 7. Conformément à l'invention, les poulies 4 et 5 sont libres et n'ont pas de fonction motrice, ce rôle étant dévolu à un moteur électrique linéaire à induction 8, qui constitue une partie intégrante du contrepoids 6 et qui coopère avec le guide 7 qui lui sert d'armature. Ainsi qu'il a été indiqué, le guide 7 sera avantageusement cylindrique et creux, tandis que le moteur 8 aura une forme annulaire et entourera le guide 7. Le moteur linéaire 8 est alimenté par une batterie 9, par l'intermédiaire d'un onduleur 10, qui font tous deux parties intégrantes du contrepoids 6, de même que le chargeur de batterie 11. Dans le cas du dessin, ce chargeur 11 comporte deux alimentations distinctes, l'une à partir d'un panneau solaire de photopiles 12, prévu sur l'iumeuble 13 et auquel le chargeur 11 est relié par un c4ble penden- tif souple 14, l'autre, à partir d'un circuit d'alimentation principal 15, auquel le chargeur il est raccordé à l'arrêt en position basse du contrepoids 6, par l'intermédiaire de raccords à douilles 16. Comme il a été indiqué ci-dessus, le freinage de la cabine est assuré par un dispositif 17, porté par la cabine l et coopérant avec le guide 2 de cette cabine. Dans la variante de la figure 2, o les organes déjà décrits en relation avec la figure l conservent les mêmes chiffres de références, affectés de l'indice ('), la poulie kt est installée dans un local 18', prévu à cet effet, et peut donc avoir une dimension aussi grande qu'on le désire, ce qui permet de supprimer la poulie de renvoi 5 et de limiter encore davantage l'usure de la poulie et du cAble. - 6- On notera que ltascenseur conforme à l'invention présente l'avantage additionnel d'être extrêmement silena- cieux. En outre, comme le système de freinage n'a pas d'action dynamique en fonctionnement normal et que l'utilisation de batteries d'accumulateurs élimine les arrêts brutaux dus à une panne de courant du réseau électrique, l'usure des garnitures de friction est limitée et l'entretien est réduit. De plus, dans la mesure o il n'est plus nécessaire de respecter les relations de-poids et de surface des ascenseurs électriques d'un type usuel, la seule limitation imposée au système de freinage est qu'il soit apte à assurer le maintien de la cabine à l'arrêt en cas de surcharge de celle-ci,afin de garantir la sécurité des usagers. Un dispesitif de contrôle logique de l'ascenseur -détermination du sens de marche en réponse à un appel de cabine ou un appel d'un palier, mise en mémoire des appels, ordre de ralentissement, ordre d'arrêt ou autre- d'un type connu, contenu dans un coffret ou décentralisé en plusieurs parties, pourra être disposé en un emplacement quelconque. -7- REVENDICATIONS 1.- Ascenseur automoteurdans lequel une cabine (1) est attachée à une extrémité d'un câble (3),qui passe sur une poulie (4) et à l'autre extrémité duquel est suspendu un contrepoids (6),destiné à équilibrer le poids de la cabine et une partie du poids de la charge, cet ascenseur étant caractérisé en ce que ladite poulie (4) est une simple poulie de renvoi et en ce que le système moteur comprend un moteur linéaire (8) à inductionfaisant partie intégrante du contrepoids (6) et coopérant avec le guide (7) de ce contrepoids. 2.- Ascenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur linéaire (8) est de forme annulaire et entoure le guide (7) du contrepoids (6). 3.- Ascenseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moteur annulaire est alimenté par une batterie d'accumulateurs (9),par l'intermédiaire d'un onduleur (10), faisant tous deux parties intégrantes du contrepoids (6). 4.- Ascenseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le contrepoids (6) comprend également un chargeur (11) pour la batterie (9), ce chargeur (11) étant connecté, soit en permanence, soit à l'arr&t en certaines positions prédéterminées, à au moins un système d'alimentation électrique. 5.- Ascenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système d'alimentation électrique comprend un panneau solaire (12) à photopiles. 6.- Ascenseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de freinage (17) est porté par la cabine (1) et coopère, de façon connue en soi, avec un guide (2) de la cabine.