Brevet FR2768421A1 — publié le 19990319

ASCENSEUR A CONTREPOIDS REDUIT Domaine technique La présente invention concerne des ascenseurs, et plus particulièrement des ascenseurs qui utilisent des contrepoids. Arrière-plan technoloqique de l'invention Un ascenseur à traction typique comporte une cabine et un contrepoids interconnectés par une pluralité de câbles. Les câbles s'étendent par dessus une poulie de traction qui est entraînée par une machine d'entraînement. La charge qui doit être déplacée par la machine d'entraînement est déterminée par la différence entre la charge de la cabine, y compris les passagers et les marchandises, et la charge du contrepoids. Il est classique de fournir un contrepoids égal au poids de la cabine plus cinquante pour cent de la charge "utile" totale, ce que l'on appelle équilibrage à cinquante pour cent. Le terme de charge utile, tel qu'utilisé dans le présent document, signifie la charge attribuable aux passagers et aux marchandises. Avec l'équilibrage à cinquante pour cent, la charge maximum qui doit être déplacée par la machine d'entraînement est égale à cinquante pour cent de la charge utile totale. Ceci se produit lorsque la cabine est soit pleine jusqu'à sa capacité maximale, de sorte que la cabine est plus lourde que le contrepoids, soit lorsqu'elle est vide, de sorte que le contrepoids est plus lourd que la cabine. Les dimensions de la machine d'entraînement sont calculées pour que celle-ci puisse entraîner l'ascenseur, à vitesse normale, à la fois pour un fonctionnement avec cabine vide et cabine pleine. Ceci entraîne qu'il est nécessaire d'avoir une machine qui présente une puissance suffisante pour lever cinquante pour cent de la charge utile dans la cage d'ascenseur à vitesse normale. Nonobstant cette technique antérieure, des scientifiques et des ingénieurs travaillent sous la direction du Cessionnaire des Demandeurs à la mise au point de systèmes d'ascenseurs qui fournissent les performances requises et sont d'un bon rapport qualité/prix. Description de l'invention La présente invention est basée, en partie, sur le fait établi que, dans de nombreuses applications, telles que des immeubles résidentiels, un système d'ascenseur fonctionne rarement à pleine charge. Par conséquent, dans la plupart des cas o il fonctionne, le système d'ascenseur est suréquilibré, ce qui entraîne la nécessité qu'une machine d'entraînement plus grande fasse fonctionner l'ascenseur à sa vitesse nominale au cours des rares fois o il se trouve à pleine charge. Les demandeurs sont arrivés à la conclusion qu'il serait profitable d'utiliser une machine d'entraînement plus petite qui serait capable de faire fonctionner le système d'ascenseur à la vitesse nominale dans la plupart des cas, mais qui l'actionne à une seconde vitesse, moins élevée, lorsque la cabine est pleine. Selon la présente invention, un système d'ascenseur comporte un système de commande qui détermine l'importance de la charge à l'intérieur de la cabine, et détermine le profil de la vitesse de fonctionnement de la cabine en fonction de l'importance de la charge dans la cabine. Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, le système de commande comporte un dispositif de pesage de la charge et utilise le poids de la charge utile pour déterminer le choix entre deux profils de vitesse de fonctionnement: un profil de vitesse de fonctionnement normale et un profil de vitesse de fonctionnement réduite. Le système de commande compare la charge utile déterminée à un seuil prédéterminé. Le seuil est basé sur l'équilibrage en pourcentage. Si la charge utile déterminée est supérieure au seuil, tel le poids de la cabine plus deux fois le poids des passagers, alors c'est le profil de vitesse de fonctionnement réduite qui est choisi. Le terme "Profil de Vitesse de Fonctionnement", tel qu'utilisé dans le présent document, est défini pour inclure la vitesse de fonctionnement et le profil d'accélération/ décélération. L'avantage de la présente invention consiste en ce qu'elle permet au système d'ascenseur d'utiliser un contrepoids minimum pour équilibrer la cabine. Ceci, alors, permet d'utiliser de plus petits composants, tels que la machine d'entraînement, dans le système d'ascenseur, du fait des charges moins importantes qui doivent être entraînées par la machine à la vitesse nominale. Le point le plus important de ces avantages est un système d'ascenseur dont le rapport qualité/prix est meilleur que celui d'un système d'ascenseur classique. Les objets, caractéristiques et avantages mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus évidents à la lumière de la description détaillée suivante des modes de réalisation donnés à titre d'exemple, tels qu'illustré sur les dessins joints. Brève descriDtion des dessins La figure 1 est une illustration schématique d'un système d'ascenseur selon la présente invention. La figure 2 est une représentation graphique d'une répartition de fréquence hypothétique du fonctionnement du système d'ascenseur. La figure 3 est un organigramme illustrant le fonctionnement du système de commande. Meilleur mode de réalisation de l'invention Un système d'ascenseur 12 est illustré sur la figure 1, placé à l'intérieur d'une cage d'ascenseur 14. Le système d'ascenseur 12 comporte une cabine 16 montée dans un châssis 18, un contrepoids 20, et une pluralité de cables 22 qui s'étendent entre le châssis 18 et le contrepoids 20. La cabine 16 et le châssis 18 combinés définissent un ensemble de cabine 24. La pluralité de câbles 22 s'étend par dessus une poulie de traction 26 qui est engrenée sur une machine d'entraînement 28. Le fonctionnement de la machine d'entraînement 28 fait tourner la poulie de traction 26, et ainsi la cabine 24 et le contrepoids 20 se déplacent dans la cage d'ascenseur 14. Bien que la figure 1 illustre un système d'ascenseur ayant une configuration de câblage 2/1 classique, il deviendra évident, au vue de la description ci-dessous, que l'invention est également applicable aux systèmes d'ascenseurs ayant d'autres configurations de câblage, notamment un câblage 1/1 de la cabine et du contrepoids. Le fonctionnement de la machine d'entraînement 28 est commandé par un dispositif de commande 30. Le dispositif de commande 30 reçoit des entrées provenant d'un tableau de fonctionnement de la cabine et des boutons d'appel (non représentés) et détermine la destination de la cabine 24. De plus, le dispositif de commande 30 reçoit également des entrées provenant de la cabine 24, par exemple d'un système d'ouverture/fermeture des portes, d'alarmes, de systèmes de mise à niveau, ou d'autres systèmes qui ne sont pas illustrés sur la figure 1, et d'un système de pesage de charge 32. Le système de pesage de charge 32 définit le moyen de déterminer la charge dans la cabine 24. Le contrepoids 20 fournit le poids nécessaire pour maintenir la traction entre les câbles 22 et la poulie de traction 26 et pour équilibrer le poids de la cabine 24 et sa charge de passagers et/ou de marchandises, ci-après appelée "charge utile". Dans le système d'ascenseur 12 illustré sur la figure 1, la masse du contrepoids 20 est choisie en fonction de la répartition de la masse de charge utile M.S au cours du fonctionnement du système d'ascenseur 12. Cette répartition peut être déterminée empiriquement en prenant des mesures réelles du système d'ascenseur installé, ou peut être estimée en fonction de la connaissance de la taille du bâtiment, l'utilisation et d'autres caractéristiques de fonctionnement. Par exemple, un bâtiment résidentiel, tel qu'un immeuble composé d'appartements, peut présenter des caractéristiques d'utilisation notablement différentes de celles d'un bâtiment dont les occupants sont principalement des sociétés commerciales. Un exemple d'hypothèse de répartition d'une masse de charge utile est représenté graphiquement sur la figure 2. L'abscisse représente le pourcentage de la charge pleine nominale de la cabine 24 et l'ordonnée représente le nombre de mises en route et de courses du système d'ascenseur 12 en fonctionnement. Comme on peut le voir sur ce graphique, la plus grande partie de l'utilisation se produit lorsque la cabine 24 transporte moins de cinquante pour cent seulement de la pleine charge Q, avec une valeur médiane observée tombant à approximativement trente pour cent. Pour une répartition de la charge utile telle que représentée sur la figure 2, et pour un système d'ascenseur selon la présente invention, la masse Mtpc du contrepoids peut être fixée à un équilibrage à trente pour cent. Dans cette configuration, le poids Mvtpd du contrepoids 20 serait calculé comme suit: Mct = Mob + (A x Q) O M=ab est la masse de la cabine 24 vide et A est l'équilibrage en pourcentage, soit 0,3 dans le système d'ascenseur 12 décrit. Si Mab = 600 kg et le système d'ascenseur 12 est calibré pour une pleine charge Q = 600 kg, le poids du contrepoids 20 serait fixé à Mctps = 780 kg. Ceci est notablement moins élevé que pour l'équilibrage classique à cinquante pour cent, qui entraînerait un poids de 900 kg pour le contrepoids. Selon l'invention, un réglage de A à une valeur inférieure à 0,4 est suffisant. Le système d'ascenseur 12 équilibré à trente pour cent décrit ci-dessus est suffisant pour faire fonctionner le système d'ascenseur 12 à sa vitesse nominale Vnorale jusqu'à environ deux fois l'équilibrage en pourcentage, soit soixante pour cent de la pleine charge. Ceci est suffisant pour une partie prédominante de la répartition représentée sur la figure 2. Dans les cas moins fréquents o le système d'ascenseur 12 transporte une charge utile supérieure à soixante pour cent de la charge utile, la machine d'entraînement 28 et ainsi la cabine 24, peuvent être actionnées à une vitesse réduite Vrduite- Le dispositif de commande 30 comporte un système de commande tel qu'illustré sur la figure 3. Le dispositif de commande 30 détermine le profil de vitesse de fonctionnement du système d'ascenseur 12. Une fois que la destination de la cabine 24 est déterminée et que tous les passagers et toutes les marchandises sont entrés dans la cabine 16, le dispositif de commande 30 détermine qu'une course de la cabine va commencer. Le dispositif de commande 30 utilise les entrées reçues du dispositif de pesage de la charge 32 pour déterminer l'importance de la charge utile transportée par la cabine 24. Le système de commande 30 compare ensuite la charge mesurée Mm à un seuil prédéterminé comme suit: Mm > (Z x A) x Q o A est l'équilibrage en pourcentage et Z est un multiplicateur prédéterminé. Dans le système décrit ci- dessus, A = 0,3 et Z = 2. Si Mm est inférieur ou égal au seuil, le système de commande 30 envoie le signal à la machine d'entraînement 28 pour actionner la cabine 24 en utilisant le profil normal d'accélération/décélération et une vitesse normale Vnone; si M. est supérieur au seuil, le dispositif de commande 30 envoie le signal à la machine d'entraînement 28 pour actionner la cabine 24 en utilisant un second profil d'accélération/décélération et une vitesse réduite Vréduite. Le système illustré ci-dessus est un mode de réalisation, donné à titre d'exemple, de la présente invention. On comprendra que la répartition de la charge utile dépend de l'application spécifique du système d'ascenseur, et par conséquent, le choix de l'équilibrage en pourcentage et la détermination du seuil de la charge utile dépend également de l'application spécifique. De plus, la détermination de la charge utile réelle peut être effectuée en utilisant une variété de moyens, y compris différents moyens de mesure du poids de la cabine, ou en mesurant le couple du moteur, ou grâce à tout autre procédé ou moyen. Bien que l'invention ait été représentée et décrite par rapport à des modes de réalisation donnés à titre d'exemple, les spécialistes de la technique comprendront que différents changements, omissions et ajouts peuvent y être apportés, sans que l'on s'éloigne de l'esprit et du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'ascenseur comprenant une cabine (24) et un contrepoids (20), caractérisé en ce que la cabine a une masse prédéterminée M>b, le contrepoids a une masse prédéterminée Mctps et le système d'ascenseur a une masse de charge maximum prédéterminée Q, et en ce que MFtp o 0 2. Système d'ascenseur selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif (32) déterminant la charge de la cabine et un dispositif de commande (30), caractérisé en ce que le dispositif (32) de détermination de la charge de la cabine détermine la charge Mm, le dispositif de commande (30) commande la vitesse de la cabine, la cabine ayant un profil de vitesse de fonctionnement normale et un second profil de vitesse de fonctionnement, le second profil de vitesse de fonctionnement ayant une vitesse de fonctionnement Vrduite qui est inférieure à la vitesse de fonctionnement Vnomle du profil de vitesse de fonctionnement normale, et en ce que le dispositif de commande fait fonctionner la cabine en utilisant le profil de vitesse de fonctionnement normale si Mf S (Z x A) x Q, et fait fonctionner la cabine en utilisant le second profil de vitesse de fonctionnement si Mms > (Z x A) x Q, dans lequel Z ' 1. 3. Système d'ascenseur selon la revendication 2, dans lequel Z = 2. 4. Système d'ascenseur selon la revendication 1, dans lequel la valeur de A est déterminée en fonction de la répartition de la masse de la charge pendant le fonctionnement du système d'ascenseur. 5. Système d'ascenseur selon la revendication 4, dans lequel la valeur de A est déterminée en fonction de la valeur médiane observée de la répartition de la masse de la charge pendant le fonctionnement du système d'ascenseur. 6. Système d'ascenseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (30) choisit entre le profil de vitesse de fonctionnement normale et le second profil de vitesse de fonctionnement en fonction du dépassement ou non par la charge Mmes d'un seuil prédéterminé, le seuil prédéterminé étant une fraction de ladite masse de la charge maximum prédéterminée Q. 7. Système d'ascenseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur du seuil est déterminée en fonction de la répartition de la masse de la charge pendant le fonctionnement du système d'ascenseur. 8. Système d'ascenseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur du seuil est déterminée en fonction de la valeur moyenne observée de la répartition de la masse de la charge pendant le fonctionnement du système d'ascenseur 9. Procédé pour faire fonctionner le système d'ascenseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: détermination de la charge Mms dans la cabine; comparaison de la charge Mes à un seuil prédéterminé, le seuil prédéterminé étant une fraction de la masse de la charge maximum prédéterminée Q; fonctionnement de la cabine en utilisant un profil de vitesse de fonctionnement normale si la charge Mmes est inférieure au seuil prédéterminé; et fonctionnement de la cabine en utilisant un profil de vitesse de fonctionnement réduite si la charge Mm, est supérieure au seuil prédéterminé, le profil de vitesse de fonctionnement réduite ayant une vitesse de fonctionnement Vréduite qui est inférieure à la vitesse de fonctionnement Vnormale du profil de vitesse de fonctionnement normale.