Brevet FR2775272A1 — publié le 19990827

CHAÎNE DE SECURITE OPTIQUE POUR ASCENSEUR. DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne une chaîne de sécurité pour ascenseur, destinée à garantir la sécurité des usagers et des agents de maintenance lors de leurs interventions dans la trémie, sur le toit de la cabine ou dans la machinerie. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Actuellement, pour assurer cette fonction, les ascenseurs sont équipés d'une chaîne de sécurité de type électrique. Celle-ci comprend une ligne électrique qui parcourt l'installation en passant devant un certain nombre d'éléments de sécurité qui doivent être surveillés, par exemple les capteurs de fin de course, les contacts des serrure de portes, etc ... La ligne électrique est reliée à une extrémité à une source de courant et à l'autre extrémité aux bobines des contacteurs de puissance du moteur d'entraînement de l'ascenseur. En série dans cette ligne électrique, des interrupteurs de sécurité sont intercalés au niveau desdits éléments de sécurité. Lorsqu'une situation d'urgence se produit, l'un desdits éléments est susceptible de commuter l'interrupteur électrique qui lui correspond sur sa position ouverte et de provoquer ainsi l'ouverture du circuit et donc l'arrêt du fonctionnement de l'installation. Cette chaîne de sécurité est entièrement fiable, mais elle présente de nombreux inconvénients - le respect des normes électriques entraîne un coût des composants élevé - la tension de la ligne électrique est fonction de la puissance des contacteurs ; elle est généralement égale à 110 v alternatif et est donc dangereuse pour l'homme, - la ligne électrique doit être protégée par une gaine isolante et être reçue dans un chemin de câble - les interrupteurs doivent être isolés et avoir un indice de protection conforme à la norme, - la conception des contacts doit être à arrachement afin d'interdire la soudure des contacts entre eux ; de plus, la distance entre contacts doit être suffisante pour éviter la formation d'arcs électriques, - le nombre de cycles de fonctionnement des contacts électriques est limité, car ces derniers s'usent par frottement et ont donc une durée de vie limitée, - la longueur de la chaîne est limitée à cause de la chute de tension due à la résistance du conducteur et des contacts ; lorsque la longueur de la chaîne est importante, ont doit rajouter un circuit électrique de relayage pour palier à la chute de tension. Pour éliminer le danger dû à l'utilisation d'une tension de 110 V, on peut certes alimenter la ligne électrique à une plus basse tension, par exemple de l'ordre de 24 V, et rajouter dans l'armoire de commande de l'installation un circuit à relais permettant d'obtenir la tension de 110 V nécessaire pour commander les bobines des contacteurs, mais une telle chaîne de sécurité ne résoudra toujours pas les autres inconvénients énumérés ci-dessus. RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tous les inconvénients de la technique antérieure et elle concerne à cet effet une chaîne de sécurité pour la commande du moteur d'une installation d'ascenseur en fonction de la position occupée par un certain nombre d'éléments de sécurité de ladite installation, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens linéaires de conduction de la lumière parcourant ladite installation et passant par lesdits éléments de sécurité, des moyens émetteurs de lumière émettant un faisceau lumineux qui est introduit à une extrémité desdits moyens de conduction de la lumière, une pluralité d'interrupteurs optiques intercalés dans lesdits moyens linéaires de conduction de la lumière, respectivement au niveau desdits éléments de sécurité, et qui sont susceptibles d'être commutés par ces derniers d'un état de conduction de la lumière où ils se trouvent lorsque lesdits éléments de sécurité sont dans une position normale de fonctionnement, à un état d'interruption de la lumière dans le cas contraire, des moyens récepteurs de lumière susceptibles de recevoir la lumière qui sort à la seconde extrémité des moyens de conduction de la lumière lorsque tous les interrupteurs sont dans leur état de conduction et de transformer cette lumière en au moins un courant électrique, et un circuit électrique de sécurité qui alimente ledit moteur lorsqu'il reçoit ledit courant électrique. Lesdits moyens de conduction de la lumière peuvent être constitués par une fibre optique. Avantageusement, lesdits moyens récepteurs de lumière sont constitués par deux récepteurs de lumière qui interceptent chacun une partie du faisceau lumineux sortant de la fibre optique et qui transforment cette lumière en deux courants électriques. Lesdits récepteurs de lumière peuvent être constitués par des phototransistors ayant, de préférence, un même seuil de conduction. Ces phototransistors sont donc capables de fournir deux courants électriques au moins égaux audit seuil de conduction lorsqu'ils sont illuminés. Les deux courants électriques émis à la sortie des phototransistors sont amplifiés dans des circuits d'amplification respectifs, et pilotent ledit circuit électrique d'alimentation du moteur. Ce circuit électrique est réalisé de manière à n'autoriser l'alimentation du moteur que si lesdits deux courants électriques qu'il reçoit sont au moins égaux audit seuil de conduction et à interdire l'alimentation du moteur si l'un des récepteurs et son circuit d'amplification ne sont pas en bon état de marche et fournit un courant inférieur audit seuil de conduction. On a ainsi un moyen de vérifier le bon état de marche de la chaîne de sécurité de façon permanente. L'arrêt de l'alimentation du moteur est également déclenché lorsque le passage de la lumière dans la fibre optique est interrompu par ouverture de l'un des interrupteurs optiques. On présentera par la suite différents types d'interrupteurs optiques et leur mode de fonctionnement. La chaîne de sécurité optique selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à la chaîne électrique de sécurité, sans en avoir les inconvénients. Ainsi elle ne présente aucun danger pour l'homme puisqu'elle n'est pas soumise à une tension électrique elle n'est pas non plus soumise aux exigences normatives qui souvent augmentent le coût des composants, par exemple la nécessité d'utiliser un chemin de câble la chaîne optique de sécurité a une longue durée de vie étant donné que la détection se fait sans contact mécanique et que les composants de la chaîne ne s'usent pas la longueur de la chaîne peut être très importante, car une fibre optique a peu de perte en ligne la fibre optique a un diamètre et un poids très inférieurs à ceux d'un câble électrique ayant les mêmes performances, la transmission de lumière le long de la fibre optique est insensible aux parasites électriques. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Un mode de réalisation préféré de l'invention sera décrit à présent en regard des dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une installation d'ascenseur équipée d'une chaîne de sécurité optique la figure 2 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement de la chaîne de sécurité optique les figures 3 à 6 montrent plusieurs exemples de réalisation d'interrupteurs optiques. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE la figure 1 montre schématiquement une installation d'ascenseur 10 comprenant de façon connue en soi une cabine 12 montée dans une trémie 14, la cabine étant entraînée par un moteur 16 au moyen d'un câble 18 qui s'enroule autour d'une poulie motrice 20 et étant équilibrée par un contrepoids 22. Selon l'invention, l'installation est équipée d'une chaîne de sécurité optique 24 destinée à interrompre le fonctionnement de l'installation en cas d'anomalie détectée dans certains des éléments qui la composent. Avec référence aux figures 1 et 2, la chaîne de sécurité optique 24 comprend des moyens linéaires de conduction de la lumière, par exemple une fibre optique cylindrique 26, qui reçoit à une première extrémité un faisceau lumineux produit par une source de lumière 28. Comme le montre l'exemple de la figure 2, la source de lumière peut être constituée par une diode infrarouge 30 alimentée par une source de courant 32. La lumière émise par la diode infrarouge est collimatée et transformée en un faisceau lumineux parallèle par une lentille convergente 34. Sur la figure 1, la source de lumière 28 est embarquée sur la cabine, mais elle peut aussi bien être fixée en tout autre point de l'installation, par exemple dans la trémie 14. Le trajet de la fibre optique 26 tel que représenté sur la figure 1, n'est donné qu'à titre d'exemple car la fibre optique peut suivre de nombreux trajets laissés au choix de l'installateur. Dans l'exemple illustré, la fibre optique 26 part de la source de lumière 28 qui est montée sur la cabine 12, puis remonte jusqu'à un point situé près du sommet de la trémie 14 où elle est fixée. Ce tronçon de fibre optique ascendant est choisi suffisamment long pour permettre à la cabine d'arriver au bout de sa course inférieure dans la trémie. La fibre optique redescend ensuite jusqu'au fond de la trémie, puis remonte à nouveau jusqu'au sommet de la trémie. Le long de la fibre optique sont montés en série une pluralité d'interrupteurs optiques 36, dont un seul est représenté sur les figures 1 et 2. Ces interrupteurs peuvent être commutés d'un état de transmission à un état d'interruption de lumière respectivement par des éléments de sécurité 40. On appelle ainsi des éléments de l'installation dont on doit s'assurer qu'ils occupent une position normale avant de permettre le fonctionnement de l'ascenseur. Comme exemples de ces éléments, on peut citer les contacts des serrures des portes palières, les contacts de fin de course de la cabine, les capteurs d'arrêt en fond de trémie, etc... Pour la clarté des figures 1 et 2, on n'a représenté qu'un seul de ces interrupteurs. Celui-ci est représenté schématiquement sous la forme d'une coupure 38 formée dans la fibre optique, et l'élément de sécurité 40 sous la forme d'une flèche dirigée vers ladite coupure. Un interrupteur optique comprend donc deux tronçons de fibre optique 261, 262 mis bout à bout, avec leurs extrémités adjacentes disposées coaxialement, en contact ou séparées par un très faible intervalle 38. Lorsque lesdites extrémités sont disposées coaxialement, la lumière passe d'un tronçon de fibre optique à l'autre à travers ledit intervalle, sans qu'il se produise pratiquement de perte. L'interrupteur optique est alors conducteur de la lumière. L'interruption du passage de la lumière à travers l'interrupteur peut être obtenue de plusieurs manières, illustrées par les figures 3 à 5. Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'interruption est réalisée en insérant dans l'intervalle 38 un élément de sécurité 40 de l'installation. Dans le mode de réalisation de la figure 4, les extrémités des tronçons de fibre optique 261, 262 sont désalignées en les déformant. L'interrupteur optique représenté sur la figure 5 comporte deux tronçons de fibre optique alignés 261, 262 dont les extrémités adjacentes sont séparées par un intervalle 38. Lesdites extrémités sont reliées par une gaine tubulaire 42 en matière déformable qui les maintient en position alignée. La figure 5a montre l'interrupteur à l'état où il conduit la lumière. La gaine n'est pas déformée et elle canalise la lumière qui sort du tronçon de fibre optique 26 vers l'entrée du tronçon de fibre optique 262. L'interruption du passage de la lumière est provoquée par l'écrasement de la gaine 42 sous l'action de l'un desdits éléments de sécurité, non représenté sur la figure 5b. La figure 6 montre encore un autre mode de réalisation d'interrupteur optique. Ici, les tronçons de fibre optique 261, 262 sont disposés parallèlement, à faible distance l'un de l'autre. L'interrupteur comprend un shunt optique 44 constitué par un tronçon de fibre optique en forme de U, dont les extrémités sont séparées par la même distance que les tronçons 261, 262. L'interrupteur conduit la lumière lorsque le shunt 44 est amené dans la position représentée en trait plein sur la figure 6 où il assure la continuité entre les deux tronçons 261, 262 et il ne conduit pas la lumière lorsque le shunt 44 est amené dans la position montrée en traits tirettes sur la figure 6. Ce type d'interrupteur peut être utilisé pour détecter la fermeture des portes palières d'un ascenseur. Pour cela, les deux tronçons de fibre 261, 262 seront montées dans le bâti de la porte à la hauteur de la gâche de la serrure, et le shunt sera fixé sur le pêne de la serrure qui est porté par le vantail de la porte. En revenant à la figure 2, le faisceau lumineux qui émerge de la seconde extrémité de la fibre optique est intercepté par un circuit récepteur 46 qui comprend au moins un récepteur de lumière, et de préférence deux récepteurs 48, 50. Ces derniers peuvent être constitués par des phototransistors disposés de manière à recevoir chacun une partie du faisceau lumineux, par exemple la moitié du faisceau lumineux. Les deux courants électriques produits par les phototransistors pilotent un circuit de sécurité à relais 52, par l'intermédiaire d'un circuit d'amplification 54. Celui-ci comprend un amplificateur 56 associé à deux optotriacs 58, 60 qui servent à assurer une isolation galvanique entre le circuit d'amplification 54 et le circuit de sécurité à relais 52. Chaque opto-triac comprend une diode 62 alimentée par le courant émis par l'amplificateur et un thyristor 64. FONCTIONNEMENT DE LA CHAINE DE SECURITE Lorsque tous les interrupteurs optiques 36 sont conducteurs, la lumière qui est émise par la source de lumière 28 est transmise d'un bout à l'autre de la chaîne de sécurité. La lumière qui sort à la seconde extrémité de la fibre optique illumine les deux phototransistors 48, 50, lesquels produisent deux courants électriques qui sont amplifiés dans le circuit d'amplification 54. Si les deux phototransistors et leur circuit d'amplification sont en bon état de marche, les deux courants amplifiés obtenus sont égaux. Dans ce cas, le circuit de sécurité à relais 52 alimente les bobines des contacteurs de puissance du moteur 16, et l'ascenseur fonctionne. Par contre, si l'un des phototransistors et son circuit d'amplification sont défectueux et ne donnent pas le même courant que l'autre phototransistor, le circuit de sécurité à relais 52 interdira l'alimentation des bobines des contacteurs de puissance du moteur et l'ascenseur ne fonctionnera pas. De même, si l'un des interrupteurs optiques ne conduit pas la lumière, ce qui se produit lorsqu'un élément de sécurité de l'installation n'est pas dans sa position normale de fonctionnement (porte palière mal fermée, arrêt de la cabine dans une position décalée par rapport au niveau d'un palier, etc...), la lumière n'arrivera pas au bout de la chaîne optique. Aucun courant ne sera produit par les deux phototransistors et le circuit de sécurité à relais ne sera pas alimenté. L'ascenseur ne fonctionnera donc pas. Le circuit de sécurité à relais est un circuit électrique de parité, c'est-à-dire qu'il interdit l'alimentation des bobines des contacteurs de puissance du moteur même si la chaîne de sécurité est rétablie. La remise en service de l'installation ne pourra être effectuée que par une intervention manuelle. Les différents types d'incidents et leurs conséquences sont résumés dans le tableau suivant. TABLEAU I Incident Action Conséquence La fibre optique se Les récepteurs ne Arrêt de la casse ou se débranche reçoivent plus de cabine d'un interrupteur lumière optique Un récepteur et/ou un L'autre circuit Arrêt de la circuit d'amplifica- détecte le défaut cabine jusqu'à tion tombent en panne dès la première intervention interruption de manuelle des la chaîne services de maintenance Panne d'alimentation Les récepteurs ne Arrêt de la ou défaut de l'émet- reçoivent plus de cabine teur lumière Panne d'alimentation Les diodes des Arrêt de la du circuit de détec- opto-triacs ne sont cabine tion plus alimentées et les relais du circuit de sécurité ne sont plus commandés Il va de soi que de nombreuses modifications de détail entrant dans le cadre de l'invention peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit. REVENDICATIONS 1. Chaîne de sécurité optique (24) pour la commande du moteur (16) d'une installation d'ascenseur (10) en fonction de la position occupée par un certain nombre d'éléments de sécurité (40) de ladite installation, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens linéaires de conduction de la lumière (26) parcourant ladite installation et passant par lesdits éléments de sécurité, des moyens émetteurs de lumière (28) émettant un faisceau lumineux qui est introduit à une extrémité desdits moyens linéaires de conduction de la lumière, une pluralité d'interrupteurs optiques (36) intercalés dans lesdits moyens linéaires de conduction de la lumière (26) respectivement au niveau desdits éléments de sécurité (40), et qui sont susceptibles d'être commutés par ces derniers d'un état de conduction de la lumière où ils se trouvent lorsque lesdits éléments de sécurité sont dans une position normale de fonctionnement, à un état d'interruption de la lumière dans le cas contraire, des moyens récepteurs de lumière (48, 50) susceptibles de recevoir la lumière qui sort à la seconde extrémité des moyens linéaires de conduction de la lumière lorsque tous les interrupteurs sont dans leur état de conduction et de transformer cette lumière en au moins un courant électrique, et un circuit électrique de sécurité (52) qui alimente le moteur (16) de l'installation lorsqu'il reçoit ledit courant électrique. 2. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens linéaires de conduction de la lumière sont constitués par une fibre optique (26). 3. Chaîne de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens émetteurs de lumière sont constitués par une diode infrarouge (30) alimentée par une source de courant (32), ladite diode émettant un faisceau lumineux qui est collimaté par une lentille optique (34) en un faisceau de lumière parallèle. 4. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens récepteurs de lumière sont constitués par deux récepteurs de lumière (48, 50) qui interceptent chacun une partie du faisceau lumineux issu de l'extrémité de sortie desdits moyens de conduction de la lumière de la fibre optique et qui transforment cette lumière en deux courants électriques. 5. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits récepteurs de lumière sont constitués par des phototransistors (48, 50). 6. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits phototransistors ont un même seuil de conduction et fournissent deux courants électriques au moins égaux audit seuil de conduction lorsqu'ils sont illuminés. 7. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux courants électriques émis à la sortie des phototransistors (48, 50) sont amplifiés dans des circuits d'amplification respectifs (54) et pilotent ledit circuit de sécurité (52), celui-ci n'autorisant l'alimentation dudit moteur (16) que si lesdits courants électriques qu'il reçoit sont au moins égaux audit seuil de conduction. 8. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque circuit amplificateur (54) comprend un amplificateur (56) associé à deux opto-triacs (58, 60) qui assurent une isolation galvanique entre le circuit d'amplification (54) et le circuit de sécurité (52), chaque opto-triac comprenant une diode (62) alimentée par le courant émis par l'amplificateur et un thyristor (64). 9. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque interrupteur optique (36) comprend deux tronçons de fibre optique (261, 262) mis bout à bout avec leurs extrémités adjacentes disposées coaxialement, en contact ou séparées par un faible intervalle (38). 10. Chaîne de sécurité selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'interruption de la transmission de la lumière à travers l'interrupteur optique est réalisée par insertion d'un élément de sécurité (40) dans ledit intervalle (38). 11. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'interrupteur de la transmission de la lumière à travers l'interrupteur optique est réalisée en désalignant les extrémités des tronçons de fibre optique (261, 262). 12. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'interruption optique comporte deux tronçons de fibre optique alignés (261, 262) dont les extrémités adjacentes sont séparées par un intervalle (38) et sont reliées par une gaine tubulaire (42) en matière déformable qui les maintient en position alignée, l'interruption de la lumière étant provoquée par l'écrasement de la gaine par un élément de sécurité (40). 13. Chaîne de sécurité optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'interrupteur optique comprend deux tronçons de fibre optique (261, 262) disposés parallèlement, et un shunt optique (44) constitué par un tronçon de fibre optique en forme de U, dont les extrémités sont séparées par la même distance que les tronçons (261, 262), l'interrupteur conduisant la lumière lorsque le shunt (44) est raccordé aux extrémités des tronçons de fibre optique et interrompant la lumière lorsque le shunt est séparé des tronçons de fibre optique. 14. Chaîne de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit électrique de sécurité (52) est un circuit électrique à relais, dont les relais sont alimentés par le courant électrique fourni par les moyens récepteurs de lumière.