Brevet FR2507796A1 — publié le 19821217

-1- Ap Pareil pour la commande électromécanique d'ascenseurs hydrauliques et ascenseur commandé par un tel appareil. L'invention concerne les ascenseurs hydrauliques et en particulier, des commandes électromécaniques que l'on utilise dans les ascenseurs hydrauliques pour commander le mouvement de la cabine. Dans un ascenseur hydraulique typique, on élève la cabine en aspirant du liquide d'un réservoir à travers un groupe de valves pouvant être commandé et en le refoulant dans un cylindre contenant un piston coulissant rattaché à la cabine On abaisse la cabine en laissant échapper du liquide du cylindre vers le réservoir à travers le groupe de valves. D'autre part, dans l'ascenseur hydraulique typique, l'accélération et la décélération (l'arrêt et le démarrage de la cabine) sont réglées par des valves pilotes qui répondent à la pression de liquide et commandent d'autres valves qui étranglent l'entrée et la sortie de liquide du cylindre On amorce mécaniquement les séquences de démarrage et d'arrêt, habituellement en actionnant un électro-aimant qui commande une valve laquelle commande à son tour la pression de fluide sur une ou plusieurs de ces valves pilotes. Un inconvénient notable et majeur de ces techniques est qu'une variation de la viscosité du liquide (due à la température par exemple) fait varier les caractéris- tiques d'accélération et de décélération de la cabine parce que le fonctionnement des valves pilotes est sensible aux variations de l'écoulement de liquide qui dépend directement de la viscosité du liquide. Une technique un peu différente utilise une réaction de pression pour piloter deux ou plusieurs moteurs qui commandent le fonctionnement de valves qui J 5 règlent l'afflux au cylindre L'un des moteurs commande l'accélération, l'autre la décélération et leur fonction- nement est réglé en réponse au mouvement de la cabine. Il est inutile de dire que cela est très coûteux et aussi -2- très compliqué. Selon l'invention, 'l'afflux de liquide au cylin- dre et l'échappement du liquide sont commandés par une seule valve qui est ouverte et commandée par un moteur électrique à vitesse réglée L'écoulement de la pompe vers cette valve est commandé par des valves qui règlent l'écoulement en fonction de la pression de liquide, ce qui fait que l'écoulement à travers cette valve est indépendant de la viscosité du liquide Lorsqu'on utilise un moteur à vitesse cons- tante, le mouvement de cette valve fixe le profil de vitesse de la cabine Les variations du mouvement de la cabine résultant de variations de la vitesse du moteur sont éliminées, ce qui donne une commande très précise et reproductible du mouvement. En bref, l'invention fournit une commande d'ascenseur hydraulique qui est simple et exceptionnel- lement fiable, sans qu'une réaction soit nécessaire, bien que l'on puisse utiliser une réaction, de préférence résultant du mouvement de la cabine, pour assurer une commande complexe de vitesse. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma d'une commande selon l'invention, et La figure 2 est un schéma blocs d'un système d'ascenseur utilisant cette commande avec réaction de vitesse, détectée depuis la cabine. La commande hydraulique représentée par la JO figure 1 sert à commander l'afflux de liquide à un cylindre 11 contenant un piston 12 et l'échappement du liquide Le piston 12 est fixé à la cabine 10. Pour élever la cabine (montée) une pompe 14 aspire du liquide d'un réservoir La pompe amène alors le fluide, à travers une valve anti-retour 15, à un groupe de valves désigné par la référence générale 16 sur la figure 1 L'écoulement de liquide -:5- de ce groupe au cylindre Il exerce une poussée sur le piston 12 de manière à élever la cabine 10 Le liquide contenu dans le cylindre s'échappe du cylindre à travers le groupe de valves 16, vers le réservoir ou la source, de manière à abaisser la cabine (descente) Le groupe de valves comporte un orifice d'entrée 17, un orifice interne 18 et un orifice de sortie 19. Ces orifices, qui sont les principaux orifices à liquide, définissent le parcours d'écoulement du liquide entre le cylindre Il et le réservoir. L'orifice 17 est relié par une extrémité à la pompe 14 et par un orifice 47, au réservoir L'écoule- ment à travers cet orifice 47 est commandé (étranglé) par une valve 20 L'orifice 17 est situé dans le groupe 16, comme on peut le voir, et il est relié à l'orifice 18 par un orifice interne 45 dont l'ouverture est commandée par une valve 21 L'orifice 18 est relié à l'orifice 19 par un orifice interne 48 et l'ouver- ture de cet orifice interne 48 est commandée par la position d'une valve 22. La partie supérieure 23 de la valve 20 est placée dans une chambre 24 et dans cette chambre se trouve un ressort 25 qui pousse la valve 23 vers le bas. Lorsqu'aucune pression n'est exercée de l'orifice 47 sur la valve 20, le ressort 25 pousse la valve à la position fermée, fermant le parcours qui passe par l'orifice 47 La chambre 24 est reliée à une valve 26, laquelle est reliée à la pompe 14 età l'orifice 18. La pression qui règne dans la chambre 24 est fonction du fonctionnement de la valve 26, qui dépend du fait que la pompe soit en action ou hoisd'action (le fonctionnement de la valve 26 est décrit plus en détail ci-après). La partie supérieure 27 de la valve 22 est égale- ment situéedans une chambre 28, dans laquelle se trouve aussi un ressort d'expansion 29 qui sollicite la valve 22 vers le bas de manière à fermer l'orifice 48, s'il existe dans l'orifice 48 une pression de liquide insuffisante pour surmonter la force du ressort. La partie inférieure de la valve 22 se trouve dans une chambre 30 reliée à la sortie d'une électro- valve 32 L'entrée de cette électrovalve est alimentée par l'orifice 19 Cette électrovalve 32 est normalement ouverte, sauf pour l'abaissement de la cabine. L'orifice 18 est aussi relié au réservoir par l'intermédiaire d'une valve à commande barométrique 33; celle-ci est prévue pour surmonter les variations barométriques de la pression de liquide à l'intérieur du groupe 16 La raison de son utilisation et les principes de son fonctionnement sont bien connus. La valve 21 (sa position) est le principal facteur qui détermine toutes les caractéristiques de mouvement de la cabine La position de la valve 21 est commandée par un moteur à vitesse réglée 36 (par exemple à vitesse constante) Ce moteur est relié par une vis mère 40 à la valve 21 La vis mère 40 passe à travers un tube fileté 37 qui est mis en rotation par le moteur Lorsque le moteur tourne dans un sens, la valve se meut progres- sivement vers le bas, fermant l'orifice 45; lorsqu'on fait tourner le moteur en sens opposé, la valve 21 se meut vers le haut, ouvrant progressivement davantage l'orifice 45. Il faut observer que la valve 21 ne peut pas fermer complètement l'orifice 45 car elle présente une petite échancrure 46 Par suite, quand la valve 21 est complètement introduite dans l'orifice 45, une certaine quantité de liquide peut affluer de l'orifice 17 à l'orifice 18 par l'échancrure 46 La raison d'être de cet orifice interne 46 est expliquée plus en détail ci-après. À l'extrémité de la vis 40 se trouve un aimant 41 qui est vissé sur la vis 40, de sorte que la position de l'aimant est réglable Cet aimant 41 monte et descend avec la valve 21 lorsque le moteur est actionné, en -5- passant devant trois interrupteurs à lames 42, 43 et 44. Ceux-ci commandent l'alimentation (marche-arrêt) du moteur 36 Quand l'aimant 41 est près de l'interrupteur 42, l'orifice 45 est complètement ouvert; quand l'aimant 41 est près de l'interrupteur 43, l'orifice 45 est à moitié ouvert et quand il est près de l'interrupteur 44, l'orifice 45 est complètement fermé, à part un petit écoulement qui peut passer par l'échancrure 46. Ces interrupteurs à lame 42, 43 et 44 détectent donc la position de la valve en détectant l'emplacement de l'aimant 41. On décrira maintenant les divers modes de fonc- tionnement du groupe de valves 16 dans un système d'ascenseur hydraulique Les modes comprennent (voir le diagramme de fonctionnement dans le bloc 51 de la figure 2), l'élévation de la cabine (a 1) qui comprend le démarrage et l'accélération jusqu'à une grande vitesse, le mouvement à vitesse constante (bi), la décélération (ci) jusqu'à une faible vitesse (dl) et l'arrêt (el). La descente de la cabine comprend le démarrage et l'accélération en descente (a 2), la descente à grande vitesse (b 2), la décélération (c 2) pendant la descente jusqu'à une moindre vitesse, le fonctionnement à moindre vitesse (d 2) et l'arrêt (e 2) On décrit là, bien entendu, les modes normaux de mouvement de l'ascen- seur, c'est-à-dire qu'en partant de l'arrêt, la cabine accélère jusqu'à une grande vitesse, qu'elle décélère jusqu'à une petite vitesse d'approche et qu'ensuite elle décélère jusqu'à l'arrêt Cela se produit aussi bien lorsqu'on élève la cabine que lorsqu'on l'abaisse. Elévation de la cabine -Montée (ai) Pour élever la cabine, on commence par faire démarrer la pompe 14; juste avant cela, les valves 23, 35 et 27 sont dans leur position entièrement fermée et les valves 26 et 52 sont au repos (non actionné), ce qui est indiqué en trait plein sur la figure 1. Une fois la pompe 14 mise en marche, une pression est appliquée à la valve 20 de sorte qu'elle se meut vers -6- le haut, ouvrant l'orifice 47 Du liquide sort alors de la pompe 14 en passant par la valve anti-retour 15 et l'orifice 47 pour retourner au réservoir d'o il provient, créant un écoulement de dérivation par l'ori- fice 47 Mais lorsque cela se produit, il se produit une accumulation de pression dans la chambre 24 étant donné que du liquide est amené de la pompe à cette chambre par la valve 26,et la valve 23 commence par suite à se mouvoir vers le bas, coupant l'écoulement par l'orifice 47 La pression dans l'orifice 17 augmente donc On alimente alors le moteur 36 pour déplacer la valve 21 vers le haut et du liquide s'écoule de l'orifice 17 à l'orifice 18, par l'orifice 45 La pression du liquide dans l'orifice 18 ouvre la valve 22; le liquide se rend ensuite au cylindre 11. Grande vitesse (bi) Pour une montée à grande vitesse, on amène la valve 21 à sa position d'ouverture maximale (l'aimant 41 étant aligné sur l'interrupteur 42) Tout le liquide venant de la pompe afflue au cylindre 11 et une force maximale est appliquée au piston 12 'qui se meut à une vitesse maximale, limitée seulement par la vitesse d'écoulement depuis la pompe 14. Décélération (c 1) Jusqu'à une vitesse intermédiaire (dl) Pour la montée à petite vitesse ou à vitesse intermédiaire, on alimente le moteur 36 de manière à aligner l'aimant 41 sur l'interrupteur à lames 44; à ce moment, l'écoulement diminue Il se produit à travers l'échancrure 46 un petit écoulement de liquide suffisant pour déplacer la cabine 10 à une vitesse modérée (dl). Arr 8 t (el) Enfin, pour arrgter la cabine au niveau, on met hors d'action la pompe 14 de sorte que le liquide cesse d'affluer au cylindre 11 les valves 20, 22 sont alors fermées, empochant tout écoulement inverse depuis le cylindre par le conduit 31 et la cabine reste -7- donc en place parce que toutes les valves sont au repos. Descente (a 2), de l'arrêt à une grande vitesse (b 2) Pour accélérer la cabine en partant de l'arrêt, on excite la valve 32 et la pression qui en résulte, dans la chambre 30 reliée au conduit 31 par la valve 32, pousse la valve 22 vers le haut et du liquide s'écou- le alors de l'orifice 19 à l'orifice 18 par l'orifice 48 Au même moment, on alimente le moteur 36 pour déplacer la valve 21 vers le haut, ce qui cause un écoulement de l'orifice 18 à l'orifice 17 La pression dans l'orifice 17 pousse la valve 20 vers le haut, ce qui donne lieu à un écoulement à travers l'orifice 47 puis vers le réservoir. On alimente le moteur 36 de manière à amener la valve 21 à sa position la plus haute, l'aimant 41 étant aligné sur l'interrupteur 42 Il en résulte un écoule- ment maximal du cylindre 11 au réservoir et donc une accélération maximale (a 2) jusqu'à une vitesse désirée. Quand la grande vitesse désirée (b 2) est atteinte, on alimente le moteur 36 de manière à déplacer la valve 21 vers le bas, à une position o l'aimant 41 est aligné sur l'interrupteur 43, ce qui donne lieu à un plus petit écoulement intermédiaire par l'orifice 46, correspondant à une vitesse constante particulière (b 2) de la cabine et à la descente. Décélération (c 2) jusqu'à une vitesse intermédiaire (d 2) Pour décélérer la cabine en partant de cette vitesse constante (b 2), on alimente le moteur 36 de manière à amener l'aimant 41 à la position associée à l'interrupteur à lames 44 Par suite, l'écoulement du cylindre 11 au réservoir par le groupe de valves et la cabine ralentit donc jusqu'à une vitesse inter- médiaire qui se stabilise quand la valve 21 est dans la position associée à l'interrupteur à lames 44. Àxrét (e 2) Pour arrêter la cabine, on désexcite la valve 32, ce qui supprime la pression dans la chambre 30, -8- permettant à la valve 27 de descendre et coupant ainsi complètement l'écoulement de liquide depuis le cylindre 11. La figure 2 montre une commande d'ascenseur hydraulique à boucle fermée utilisant l'invention mais, dans ce système, la vitesse de la cabine est mesurée par un capteur 50 Le fonctionnement de ce capteur de vitesse 50 est amorcé par un organe principal de commande 49 qui amorce le fonctionnement d'un générateur de configuration 51 qui engendre un signal d'accélé- ration et devitesse de la cabine selon le temps qui suit l'amorçage d'un signal de mouvement de la cabine. Dans ce générateur de configuration, les parties positives du graphique indiquent des vitesses et des configurations d'accélération pour ai, a 2, bi, b 2, ci, c 2, d 1, 12 que l'on a utilisées précédemment pour décrire les séquences de mouvement de la cabine avec la valve représentée par la figure 1. La sortie de ce générateur de configuration 51 est amenée à un comparateur 52 qui reçoit le signal de vitesse du capteur 50 Le fonctionnement de ce comparateur est commandé, de la façon voulue, par l'organe de commande opérationnel ou de groupe 49. Ce comparateur 52 compare la vitesse effective de la cabine à la vitesse correspondant à la vitesse désirée (déterminée par le générateur de configuration) Le résultat est un signal d'erreur (vitesse effective - vitesse de configuration) engendré à la sortie du comparateur 52 Ce signal d'erreur est amené à un excitateur qui excite le moteur 36 de manière à modu- ler la position de la valve 21 entre les positions correspondant aux interrupteurs 42, 43 et 44 de sorte que la vitesse de la cabine poursuit la vitesse corres- pondant à la sortie du générateur de configuration 51. Sans s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention, on peut apporter de nombreuses modifica- tions totales ou partielles au mode d'exécution décrit ci-dessus. -9- REVENDICATIONS 1. Appareil à commander l'écoulement d'un liquide entre un réservoir contenant le liquide et un cylindre contenant un piston monté coulissant dans le cylindre en réponse à l'écoulement du liquide caractérisé par le fait qu'il comporte: une première valve de dérivation ( 20) présentant un orifice d'entrée ( 17) destiné à recevoir du liquide de la pompe ( 14) et un orifice de sortie relié au réservoir, cette valve étant sollicitée de manière à assurer progressivement un plus grand écoulement de dérivation vers le réservoir en raison directe de la pression de liquide dans l'orifice d'entrée ( 17) sous l'action de la pompe ( 14), une valve réglable ( 21) présentant un orifice d'entrée ( 17) destiné à recevoir un écoulement de fluide de l'orifice d'entrée ( 17) de la valve de dérivation ( 20) et un orifice de sortie ( 18), cette valve réglable pouvant 9 tre réglée de manière à doser le liquide qui s'écoule entre son orifice d'entrée ( 17) et son orifice de sortie ( 18), un moteur électrique ( 36) de réglage de la valve réglable ( 21), une deuxième valve de dérivation ( 22) présentant un orifice d'entrée ( 18) relié à l'orifice de sortie de la valve réglable ( 21) et un orifice de sortie ( 19), cette deuxième valve de dérivation étant sollicitée de manière à assurer progressivement un plus grand écoulement entre son orifice d'entrée et son orifice de sortie à mesure que la pression dans l'orifice d'entrée augmente, une première valve de commande ( 26) servant à appliquer une pression de liquide à la première valve de dérivation ( 20) pour diminuer l'écoulement de dérivation en proportion De la pression de liquide dans la sortie de la valve réglable,et une deuxième valve de commande ( 32) pouvant -10- 8 tre actionnée sélectivement de manière à appliquer une pression de liquide à la deuxième valve de dériva- tion ( 22) pour ouvrir celle-ci, en raison directe de la pression de liquide dans le cylindre ( 11), de sorte que l'appareil, lorsque la pompe est en action, permet à du liquide venant de la pompe ( 14) d'arriver au cylindre ( 11) par la première valve de dérivation ( 20), la valve réglable ( 21) et la deuxième valve de dériva- tion ( 22), ce qui déplace le piston ( 12) dans un sens et que lorsque la deuxième valve de commande ( 32) est actionnée alors que la pompe ( 14) ne fonctionne pas, la deuxième valve de dérivation ( 22) est amenée à une position o du liquide peut s'écouler du cylindre ( 11) au réservoir par la deuxième valve de dérivation, la valve réglable ( 21) et la première valve de dérivation, déplaçant le piston en sens opposé, et que le mouvement du piston dans chaque sens peut 8 tre commandé par l'actionnement du moteur électrique. 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le moteur ( 36) est relié à la valve réglable ( 21) par un accouplement à vis mère ( 40), de façon que la valve se déplace à mesure que le moteur tourne. 3. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'il comporte des moyens de détec- tion ( 42 à 44) de la position de la valve réglable ( 21). 4. Appareil selon la revendication 3, carac- t 6 risé par le fait que le moteur ( 36) est relié à la valve réglable ( 21) par un accouplement à vis mère de façon que la valve se déplace A mesure que le moteur tourne et que lesdits moyens de détection de la position de la valve réglable comprennent plusieurs interrupteurs ( 42 à 44) et un organe ( 41) d'actionnement de ceux-ci, cet organe d'actionnement se trouvant sur la vis mère et sa position sur la vis mère étant réglable relati- vement aux interrupteurs. 5. Appareil selon la revendication 1, caracté- -il- risé par le fait que la valve réglable ( 21) peut être déplacée entre une première position assurant un écoulement minimal et une deuxième position assurant un écoulement maximal. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la valve réglable comporte une portion qui est déplacée par le moteur de manière à commander l'écoulement à travers un orifice principal ( 45) de la valve et un orifice secondaire ( 46) prévu sur le plat pour assurer l'écoulement minimal. 7. Ascenseur comportant un appareil selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Ascenseur selon la revendication 7, caractérisé par des moyens ( 49) servant à fournir un premier signal qui représente la vitesse de la cabine, des moyens ( 51) qui, en réponse au premier signal, fournissent un deuxième signal représentant une vitesse désirée pour la position de la cabine, des moyens ( 52) qui, en réponse aux premier et deuxième signaux, fournissent un signal représentant la différence entre la vitesse désirée et la vitesse effective et des moyens ( 53) qui, en réponse au troisième signal, alimentent le moteur ( 36) de manière à régler la valve réglable pour que la cabine se meuve à la vitesse désirée.