Brevet FR2807743A1 — publié le 20011019

SYSTEME DE GUIDAGE ET PROCEDE DE GUIDAGE D'UN CABLE D'ASCENSEUR La présente invention concerne un câble pour un système d'ascenseur et, plus particulièrement, un ensemble de guidage magnétique pour minimiser les mouvements non désirables du câble du système d'ascenseur. Un ascenseur du type à traction classique inclut une cabine montée dans un cadre de cabine, un contrepoids fixé au cadre de cabine par un câble et un ensemble d'entraînement incluant une machine entraînant une poulie de traction qui met en prise le câble. A mesure que la machine fait tourner la poulie, les forces de friction entre la poulie et le câble déplacent le câble et, en conséquence amènent le cadre de la cabine et le contrepoids à monter et à descendre. Un facteur de limitation dans l'utilisation des câbles, toutefois, est leur durabilité. A mesure que les câbles passent par la poulie ils ont tendance à se déplacer d'un côté à l'autre et de contacter les séparateurs de câble de la poulie. Le contact avec les séparateurs augmente les forces de frottement qui entraînent une abrasion significative et peuvent détériorer les matériaux constitutifs du câble. Une telle migration non désirable et le frottement qui en résulte peuvent être également problématiques pour des câbles plats, tels que des courroies en acier traité (CSB) qui sont guidées à travers des composants d'entraînement d'ascenseur supplémentaires tels que des ensembles de rouleaux de support de câble fixés au cadre de la cabine et au contrepoids. Il est en conséquence désirable de guider le câble à des emplacements particuliers dans tout le système d'entraînement de l'ascenseur pour limiter le mouvement et les vibrations non désirables du câble. Il devrait également être particulièrement désiré de minimiser le contact entre le système de guidage et le câble pour réduire encore les forces de frottement non désirables. Un système d'ascenseur conçu en conformité avec cette invention inclut un guide magnétique pour limiter la vibration et le mouvement indésirables des câbles sans contact entre le système de guidage et le câble tout en réduisant les forces de frottement non désirables. Le câble plat est guidé à travers une ouverture dans le guide magnétique entre une paire de concentrateurs de flux ferromagnétique. De préférence, un certain nombre de dents sur chaque concentrateur de flux magnétique comporte une relation numérique avec le nombre de fils ferromagnétiques dans le câble. De préférence, le nombre de paires de dents est égal au nombre de fils dans le câble. Chaque dent du premier concentrateur de flux magnétique est en regard d'une dent associée du second concentrateur de flux magnétique. Un des fils ferromagnétiques du câble est de préférence positionné entre les premier et second concentrateurs de flux. Les concentrateurs de flux magnétique concentrent effectivement les champs magnétiques provenant d'une paire d'aimants dans les extrémités des dents. En raison des directions de polarité des aimants, le champ magnétique résultant est concentré comme flux magnétique à travers chaque paire des dents en regard et chaque fil ferromagnétique. De cette manière, chaque fil ferromagnétique devient une partie d'un circuit magnétique qui crée un flux magnétique de centrage. Le flux magnétique est destiné à minimiser la réluctance en maintenant le fil ferromagnétique au centre entre chaque paire de dents en regard. À mesure que la force associée au flux de centrage agit sur chaque fil ferromagnétique, le câble plat est centré magnétiquement latéralement à l'intérieur de l'ouverture du guide magnétique et des vibrations et mouvements non désirables du câble plat sont en conséquence amortis. Dans un premier mode de réalisation décrit, ledit guide magnétique est monté de manière coulissante sur un ensemble à glissière. A mesure que le câble plat est entraine par la poulie, le câble plat se déplace typiquement d'un côté à l'autre entre les séparateurs de la courroie de poulie. Le guide magnétique coulisse le long de l'ensemble à glissière en réponse aux mouvements des câbles jusqu'à ce que le guide magnétique contacte une butée latérale. La butée de coulissement empêche un autre mouvement et ainsi empêche un contact entre le câble plat et les séparateurs de câble. L'ensemble à glissière peut agir en combinaison avec le guide magnétique pour empêcher le contact et le frottement qui en résulte entre le câble plat et les séparateurs de câble. Les diverses caractéristiques et avantages de cette invention deviendront apparents à l'homme de l'art à partir de la description détaillée suivante du mode de réalisation actuellement préféré. Les dessins qui accompagnent la description détaillée peuvent être brièvement décrits comme suit. La figure 1 est une vue générale en perspective d'un système d'ascenseur conçu en conformité avec cette invention. La figure 2 est une vue agrandie du guide magnétique monté de manière coulissante. La figure 3 est une vue agrandie du guide magnétique monté de manière coulissante de la figure 2 dans une seconde position. La figure 4 est une vue en coupe de l'ensemble de guidage illustrant le câble plat passant à travers le guide magnétique. La figure SA illustre un seul fil magnétique ferromagnétique du câble plat centré entre des première et seconde dents et le flux magnétique qui en résulte. La figure 5B illustre le seul fil ferromagnétique de la figure 5 A décalé latéralement entre les première et seconde dents et le flux magnétique qui en résulte. La figure 1 représente un système d'ascenseur 10 avec la cage d'ascenseur et les composants de cage d'ascenseur, tels que les rails de guidage, enlevés à des fins de clarté. Le système d'ascenseur 10 inclut une cabine 12 supportée sur un cadre de cabine 14. Un contrepoids 16 équilibre la cabine 12 de manière connue. Le fonctionnement de la cabine d'ascenseur ayant le contrepoids 16 est connu et ne sera pas décrit ici en détail. La cabine 12 et le contrepoids 16 sont attachés à un ensemble d'entraînement 20 incluant un moteur d'entraînement 22 et une poulie de traction 24, par un câble 18. Le câble 18 s'étend sur la poulie de traction 24 et à travers un ensemble de guidage 26. Bien qu'un chemin de câble particulier soit illustré, il sera évident à l'homme de l'art que d'autres chemins de câble, fixations de cabine, fixations de contrepoids et diverses fixations de poulie peuvent prendre avantage de la présente invention. Le moteur d'entraînement 22 procure la force d'actionnement pour faire tourner la poulie de traction 24. Les forces de friction entre la poulie 24 et le câble 18 procurent la traction pour tirer le câble 18 et, en conséquence, déplacer la cabine 12 et le contrepoids 16 vers le haut et vers le bas dans la cage d'ascenseur. Le câble 18 est, de préférence, un câble plat à courroie en acier traité (CSB) qui est acheminé à travers l'ensemble de guidage 26. L'ensemble de guidage 26 dans une mise en oeuvre à titre d'exemple de l'invention est illustré comme accouplé à l'ensemble d'entraînement 20 par des supports 28 pour guider le câble 18 sur la poulie de traction 24. Toutefois, il devrait être apparent que l'ensemble de guidage 26 peut être positionné à tout endroit quelconque le long du chemin du câble. En se référant à la figure 2, une vue agrandie du câble plat 18 incluant l'ensemble de guidage 26 est représentée. Le câble plat 18 est acheminé le long de la poulie 24 entre les séparateurs de câble 27 et sur l'ensemble de guidage 26. L'ensemble de guidage 26 inclut, de préférence, une partie de guidage magnétique 30 qui reçoit le câble plat 18. La partie de guidage magnétique 30 est, de préférence, montée de manière coulissante sur un ensemble à glissière 32 pour compenser mécaniquement le mouvement d'un côté à un autre du câble plat 18. À mesure que le câble plat 18 est entraîné par la poulie 24, le câble plat 18 se déplace typiquement d'un côté à un autre entre les séparateurs de câble 27. Pendant le mouvement du câble plat 18 le long de la poulie 24, la partie de guidage magnétique 30 coulisse le long de l'ensemble à glissière 32. De préférence, la partie de guidage magnétique 30 coulisse entre les butées 34 et le contact entre le câble plat 18 et le séparateur de câble 27 est empêché par la coopération entre la partie de guidage 30 et la butée 34 au niveau de chaque côté de l'ensemble à glissière 32. La figure 3 illustre un mouvement du guide magnétique 30 vers un côté de l'ensemble à glissière 32, comparé à la position représentée à la figure 2. De préférence, lorsque l'ensemble de guidage magnétique 30 contacte la butée 34, une distance de débattement X est maintenue entre le câble plat 18 et les séparateurs de câble 27. La distance de débattement X agit pour empêcher le contact entre le câble plat 18 et les séparateurs de câble 27, en même temps que pour le frottement qui en résulte. Il devrait être apparent que l'ensemble de guidage peut également être monté de manière rigide le long du chemin du câble plat 18. En outre, si le câble plat 18 a une tendance préexistante connue à se déplacer sur seulement un côté, le guide magnétique 30 peut être décalé par rapport au schéma idéal du câble plat 18 pour corriger une telle tendance. Par exemple, si le câble plat 18 tend toujours à se déplacer vers un séparateur de câble externe 27, le guide magnétique peut être monté de manière rigide vers le séparateur de câble interne 27 pour s'opposer à cette tendance préexistante. En se référant à la figure 4, une vue en coupe de l'ensemble de guidage illustre le chemin du câble plat 18 à travers le guide magnétique 30. Le cable plat 18 inclut une pluralité de fils ferromagnétiques 36 enfermés dans une enveloppe 38. L'enveloppe 38 est, de préférence, un matériau de polyuréthane qui maintient une disposition latérale (en conformité avec le dessin) des fils ferromagnétiques 36 à l'intérieur du S cable plat 18. Le cable plat 18 est guidé à travers une ouverture 40 définie entre un premier concentrateur de flux ferromagnétique 42 et un second concentrateur de flux ferromagnétique 44. Chacun des concentrateurs de flux 42 et 44 inclut un premier ensemble de dents 46 et un second ensemble de dents 48 qui sont en regard de l'ouverture 40. Les dents 46 et 48 sont, de préférence, fabriquées avec un matériau ferromagnétique tels que de l'acier et sont d'une forme trapézoïdale ou triangulaire ayant une extrémité chanfreinée 50. De préférence, le nombre de dents 46 et 48 sur chaque concentrateur de flux 42 et 44 est équivalent au nombre des fils ferromagnétiques 36. Dans une première mise en oeuvre de cette invention, le cable plat 18 inclut douze (12) fils ferromagnétiques 36 et chacun des premier et second concentrateurs de flux inclut douze (12) dents chacun. Chaque dent 46 du premier concentrateurs de flux 42 est en regard d'une dent associée 48 du second concentrateur de flux 44. Un des fils ferromagnétiques 36 est de préférence situé entre chaque groupage associé d'une dent 46 et d'une dent 48. Pour générer un champ magnétique, un aimant 52 est positionné entre les concentrateurs de flux 42 et 44 au niveau de chaque côté du cable plat 18. Les aimants 52 sont positionnés sur chaque côté du cable plat 18 et alignés avec l'ouverture 40. Les pôles magnétiques sont, de préférence, orientés dans la direction transversale au câble plat 18. Pour empêcher un contact direct entre le câble plat 18 et les aimants 52, un séparateur non-magnétique 54 tel qu'une plaque en acier inoxydable est positionné entre chaque aimant 52 et le câble 18. Les séparateurs nonmagnétiques 54 dirigent également le champ magnétique dans les concentrateurs de flux 42 et 44. Les séparateurs non- magnétiques 54 sont, de préférence, positionnés à l'intérieur d'une moitié d'un pas de dent (c'est-à-dire la moitié de la distance entre chaque fil ferromagnétique 36) sur chaque côté du câble 18 pour s'assurer que des fils ferromagnétiques 36 sont orientés dans le trajet direct du champ magnétique entre les dents 46 et 48. En d'autres termes, la largeur latérale totale de l'ouverture 40 devrait être inférieure à la largeur latérale du câble plat 18 plus un pas de dent ou la distance entre les centres des fils ferromagnétiques. Bien que les aimants permanents soient illustrés dans un premier mode de réalisation décrit de la présente invention, il devrait être considéré que des électroaimants peuvent également être utilisés. En utilisant des électroaimants, le guide magnétique 30 peut être sélectivement excité et mis en oeuvre d'une manière telle que toute opposition généree par le champ magnétique peut être sélectivement éliminée. Par exemple, des électroaimants peuvent être activés lorsque le guide magnétique 30 coulisse en contact avec une des butées 34 (fig. 3). En conséquence, le guide magnétique 30 est sélectivement activé lorsqu'il est désirable ou nécessaire de maintenir la distance de débattement X entre le câble plat 18 et les séparateurs de câble 27. En se référant à la figure 5A, un seul fil ferromagnétique 36' est illustré entre une dent 46' du premier ensemble de dents 46 et une dent 48' du second ensemble de dents 48. Les concentrateurs de flux ferromagnétique 42 et 44 concentrent le champ magnétique provenant des aimants 52 dans les extrémités des dents 46' et 48'. En raison des directions de polarité des aimants 52, le champ magnétique est concentré au niveau de la pointe de chaque dent 46' dans le premier ensemble de dents 46. Le champ magnétique s'écoule depuis chaque dent 46' du premier ensemble de dents 46 à travers l'ouverture 40 vers la dent correspondante 48' du second ensemble de dents 48. Le champ magnétique est en conséquence concentré comme flux magnétique entre une paire de dents correspondantes ou en regard 46' et 48'. Du fait que l'écoulement du flux magnétique (représenté de manière simplifiée par 56) est réalisé entre les extrémités de chaque dent 46' et 48', le flux 56 coupe le fil ferromagnétique 36'. De cette manière, le fil ferromagnétique 36' devient une partie du circuit magnétique. La distance la plus courte pour le flux magnétique est obtenue lorsque le fil ferromagnétique 36' est directement aligné entre les dents en regard 46', 48' du fait que le circuit magnétique aura ainsi une réluctance minimale. Le flux magnétique 56 coupant le fil ferromagnétique 36' crée une force de centrage F (fig. 5B) qui est sensée minimiser la réluctance et maintenir le fil ferromagnétique 36' au centre entre chaque dent 46', 48'. Cette position centrale est une position stable dans laquelle le fil ferromagnétique 36' sera toujours sollicité. Si le fil ferromagnétique 36' est latéralement déplacé à l'opposé de la position centrale entre les dents 46' et 48', la réluctance dans le circuit magnétique augmentera et le flux magnétique 56 forcera le fil ferromagnétique 36' à revenir à la position de réluctance stable ou minimale (fig. 5A). À mesure que la force de centrage F agit sur chaque fil ferromagnétique 36, le cable plat 18 est centré latéralement et magnétiquement à l'intérieur de l'ouverture 40 du guide magnétique 30 et le mouvement d'un côté à un autre du cable plat 18 est amorti. En outre, du fait que le cable plat 18 est de préférence délimité latéralement par les séparateurs non- magnétiques 54, qui sont positionnés comme décrit précédemment, le cable plat 18 ne peut pas se déplacer latéralement d'un fil ferromagnétique complet 36. Les séparateurs non- magnétiques 54 retiennent de ce fait mécaniquement le circuit magnétique d'un fil ferromagnétique discret 36 en alignement avec une paire des dents en regard 46' et 48'. Bien qu'il soit magnétiquement et mécaniquement stabilisé dans une direction latérale entre les dents 46 et 48, le cable plat 18 n'a pas une position stable dans la direction transversale (perpendiculaire au câble). Le câble plat 18 tend de ce fait à s'approcher des dents 46 et 48 et il est préféré de recouvrir les dents avec un matériau à faible friction 58 (fig. 4) tel que du téflon ou analogues. Il est en outre préféré que les ouvertures entre les dents soient totalement remplies avec le matériau à faible friction pour créer une ouverture du type fente uniforme pour le câble plat 18. Chaque mode de réalisation spécifique de cette invention sera fonction de l'application spécifique et des détails tels que, par exemple, le nombre et le diamètre des fils ferromagnétiques, le nombre et les dimensions des dents, la distance entre le câble plat et les dents et la force des aimants. Un premier exemple de mise en oeuvre de cette invention inclut un câble plat d'une épaisseur de 3,4 mm ayant douze (12) fils ferromagnétiques (12) espacés latéralement d'approximativement 1,6 mm positionnés à l'intérieur d'un guide magnétique ayant deux ensembles de douze (12) dents s'étendant sur la longueur latérale de 30 mm et longitudinal de 10 mm par rapport au chemin du câble plat. Chaque dent est d'une hauteur d'approximativement 3,5 mm avec une extrémité chanfreinée de 0,6 mm. Lorsque le câble plat est déplacé latéralement en s'écartant du centre de 0,5 mm, une force de centrage de 4 N est générée. La description précédente est donnée à titre d'exemple plutôt que définie par des limitations dans celle-ci. De nombreuses modifications et variantes de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. Les modes de réalisation préférés de cette invention ont été décrits; toutefois, l'homme de l'art reconnaitra que certaines modifications devraient tomber à l'intérieur de la portée de cette invention. Il est, en conséquence, compris qu'à l'intérieur de la portée des revendications annexées, l'invention peut être mise en pratique autrement que comme spécifiquement décrit. Pour cette raison, les revendications annexées doivent être considérées pour déterminer la vraie portée et le contenu de cette invention. REVENDICATIONS 1. Système de guidage pour ascenseur (10) caractérisé en ce qu'il comprend: un ensemble de guidage magnétique (26) ayant une ouverture (40) et générant un champ magnétique à travers ladite ouverture (40); un câble d'ascenseur (18) ayant une pluralité de fils ferromagnétiques (36), ledit câble d'ascenseur étant déplaçable à travers ladite ouverture (40) de manière telle que lesdits fils ferromagnétiques (36) sont exposés audit champ magnétique de façon à limiter magnétiquement le mouvement latéral dudit câble d'ascenseur à l'intérieur dudit ensemble de guidage (26). 2. Système de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit câble d'ascenseur (18) est une courroie sensiblement plate (18), ladite courroie sensiblement plate (18) maintenant la ladite pluralité des fils ferromagnétiques (36) en alignement latéral. 3. Système de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de guidage magnétique (26) inclut un premier concentrateur de flux ferromagnétique (42) positionné adjacent à ladite ouverture (40), et un second concentrateur de flux ferromagnétique (44) positionné adjacent à ladite ouverture (40) et opposé audit premier concentrateur de flux ferromagnétique (42). 4. Système de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier concentrateur de flux ferromagnétique (42) inclut une première pluralité de dents (46) et ledit second concentrateur de flux ferromagnétique (44) inclut une seconde pluralité de dents (48), ladite première pluralité de dents (46) étant en regard de ladite seconde pluralité de dents (48) à travers ladite ouverture (40), chacune de ladite première pluralité des dents (46) correspondant à une dent de ladite seconde pluralité de dents (48). 5. Système de guidage selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune de ladite première pluralité de dents (46) et chacune de ladite seconde pluralité de dents (48) correspondent à un fil de ladite pluralité des fils ferromagnétiques (36) dudit câble d'ascenseur. 6. Système de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il inclut un ensemble à glissières (32) de montage dudit ensemble de guidage magnétique (10). 7. Système de guidage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il inclut une butée (34) pour limiter latéralement le mouvement dudit ensemble de guidage magnétique à une plage de mouvement prédéterminée. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit ensemble de guidage magnétique est sélectivement activé en réponse au contact dudit ensemble de guidage magnétique et de ladite butée (34). 9. Procédé de guidage d'un câble d'ascenseur (18) ayant une pluralité de fils ferromagnétiques (36), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: (1) acheminer le câble d'ascenseur (18) à travers un champ magnétique; (2) concentrer ledit champ magnétique pour générer un flux magnétique à des emplacements discrets associés à chacun de ladite pluralité des fils ferromagnétiques (36) pour générer une force de centrage qui limite magnétiquement le mouvement latéral du câble d'ascenseur (18). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il inclut une limitation mécanique du mouvement latéral du câble par rapport au champ magnétique.