Brevet FR2816300A1 — publié le 20020510

DISPOSITIF DE SECURITE D'UNE CABINE D'ASCENSEUR AVEC RAILS NON METALLIQUES La présente invention concerne l'industrie des ascenseurs et des dispositifs de transport de passagers. Plus précisément, l'invention concerne des dispositifs de sécurité pour cabine d'ascenseur qui arrêtent le déplacement d'une cabine d'ascenseur subissant une condition de vitesse excessive. De manière habituelle, les systèmes d'ascenseur comportent des rails de guidage en acier pour guider les cabines d'ascenseur dans les cages d'ascenseur. De tels rails sont fiables et sûrs et sont souvent utilisés dans l'industrie. Les dispositifs de sécurité en service avec de tels rails sont nombreux et variés, la totalité de ceux-ci fonctionnant bien en ce qui concerne les buts attendus. Dans un marché extrêmement tendu eu égard à la dimension de la construction et au coût du mètre carré, de même qu'à la vitesse d'installation et de construction des divers éléments, des structures de rails de guidage non-métalliques en variante ont été considérées, telles que des structures de rails de guidage en béton. Lorsque des structures de rails de guidage non-métalliques sont employées, d'autres systèmes de sécurité sont nécessaires. Actuellement, il n'existe pas de système de sécurité compatible avec les rails de guidage non-métalliques. En conséquence, on a besoin dans la technique d'un système de sécurité capable d'arrêter le déplacement d'une cabine d'ascenseur qui a subi une condition de vitesse excessive sur un système de rails de guidage non-métalliques. L'invention apporte une solution au besoin précité d'un système de sécurité destiné à une cabine d'ascenseur montée sur un système de rails de guidage non-métalliques. Le système de l'invention reconnaît la fragilité des systèmes de rails de guidage non-métalliques, spécialement en béton, et procure une surface suffisante en liaison avec une surface de contact à frottement élevé d'une manière telle qu'une force d'arrêt suffisante puisse être produite tout en maintenant la pression au-dessous d'un niveau auquel un endommagement du béton pourrait avoir lieu. Le dispositif comprend un ou plusieurs coins d'un matériau dur avec un matériau à surface de friction élevée monté sur une surface du coin qui vient en contact avec la surface du rail de guidage, dans le cas où il se produit une condition de vitesse excessive. Il est également envisagé selon l'invention de proposer le coin entier ou une partie du coin dépourvu de matériau à frottement élevé, d'une manière telle que seule une surface porteuse devrait être montée sur le coin et aucun matériau à frottement supplémentaire devrait être monté sur le coin. Le coin est poussé en contact avec le rail de guidage par un composant du type glissière ou rouleau disposé selon un certain angle par rapport à la direction du déplacement de la cabine d'ascenseur sur laquelle il est monté. Le coin est de préférence relié à un régulateur ou élément similaire de sorte qu'à une vitesse plus élevée qu'une vitesse maximale prédéterminée il ne peut pas se déplacer en même temps que la cabine de l'ascenseur. Il conviendra de noter que l'organe de commande de type électroaimant peut être remplacé par un organe de commande électronique, si désiré. Dans le cas où une condition de vitesse excessive se produit, le coin est tiré contre le composant du type glissière ou rouleau qui lui communique une force horizontale et pousse le coin en contact avec le rail de guidage et à ce moment une action de freinage est obtenue. De préférence, les coins seront disposés par paires sur les surfaces opposées de chaque rail de guidage. Une multitude de paires de coins réduit la surface nécessaire pour chaque coin individuel et peut rendre le système plus maîtrisable. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, une sécurité freinera une cabine d'ascenseur chutant ou descendant. L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'exemples de réalisation décrits en référence aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective avec arrachement d'une cage d'ascenseur ayant une cabine d'ascenseur montée sur des rails de guidage en béton et illustrant les positions des composants du dispositif de sécurité de l'invention ; La figure 2A est une vue schématique d'un dispositif de sécurité de l'invention en position désengagée ; La figure 2B est une vue schématique similaire à la figure 2A mais en position engagée du dispositif de sécurité ; La figure 3A est une vue schématique d'un mode de réalisation d'une variante de l'invention dans lequel de multiples dispositifs de sécurité sont illustrés agissant ensemble et en position désengagée ; La figure 3B est une vue schématique similaire à la figure 3A mais en position engagée des dispositifs de sécurité ; La figure 4A est une vue schématique d'un dispositif de sécurité bidirectionnel selon une autre variante de l'invention ; La figure 4B est une vue schématique du dispositif de sécurité bidirectionnel de la figure 4A à une position engagée par rapport à une première direction, et La Figure 4C est une vue schématique du dispositif de sécurité bidirectionnelle de la figure 4A à une position engagée par rapport à une seconde direction. En se référant à la figure 1, l'homme de l'art reconnaîtra une cabine d'ascenseur 10 dans une cage d'ascenseur 12. Les rails de guidage 14 illustrés sont non-métalliques. Dans l'invention, les rails de guidage 14 sont, de préférence, constitués en un matériau résistant à une compression élevée, tel que le béton. Lorsque le béton est employé, il est de préférence coulé solidairement avec la cage d'ascenseur. Illustré sur le côté de la cabine d'ascenseur 10 se trouve un dispositif de sécurité (sécurité) 16 qui est positionné sur une cabine d'ascenseur 10 de façon à demeurer à tout instant à proximité du rail de guidage 14. Un mode de réalisation de l'invention fait usage d'un câble de régulateur 18 pour actionner la sécurité 16 dans le cas d'une condition de vitesse excessive. En se référant maintenant aux figures 2A et 2B, le dispositif de sécurité de l'invention est illustré de manière simplifiée. En considérant tout d'abord la figure 2A, on comprendra que le dispositif 16 de l'invention comprend un coin 20 sur lequel une surface porteuse 22 qui peut être une surface plane, comme représenté, ou incurvée et un matériau de friction 24 sont montés. Le coin 20 est relié à un organe de commande qui, comme cela est illustré, peut comprendre un câble de régulateur 18 et une fixation 26. Le coin 20 est logé dans un logement 28. Egalement logé dans le logement 28 se trouve un organe positionneur horizontal qui comprend au moins deux rouleaux 30 (comme cela est illustré) ou des glissières (non représentées) avec lesquels une surface porteuse 22 peut être amenée en contact. Comme on l'a précédemment indiqué, lorsque la surface porteuse 22 est amenée en contact avec les rouleaux 30, une force horizontale est engendrée sur le coin 20 qui le pousse vers le rail 14 (vers la droite dans l'illustration). Les angles de l'organe positionneur horizontal 30, de la surface porteuse 22 et de la surface de friction 24 ne sont pas critiques en euxmêmes mais devraient être choisis pour créer une force perpendiculaire par rapport aux rails en béton 14. Lorsque le coin est encore poussé vers le rail 14 par les rouleaux 30, la surface de friction 24 est amenée en contact avec le rail 14 (voir la figure 2B) en alignement avec celui-ci et agit pour décélérer le déplacement de la cabine 10, avec pour effet d'obtenir rapidement un arrêt complet de la cabine 10. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le coin 20 est constitué d'un matériau caoutchouteux et la surface de friction 24 est solidaire du matériau du coin. Dans un autre mode de réalisation préféré, le coin est constitué d'un matériau différent capable de supporter la force de compression et la force de cisaillement qui doivent lui être communiquées pendant l'utilisation et il peut avoir une surface de friction du même matériau ou d'un matériau différent. Dans l'un quelconque de ces modes de réalisation, il est préférable de prévoir comme surface porteuse 22 un matériau en acier ou en fonte pour distribuer au mieux la charge placée sur le coin 20 par les rouleaux 30. La surface de friction 24 est, de préférence, un matériau à frottement relativement élevé, tel que du caoutchouc vulcanisé (ou autre matériau) similaire à un matériau de pneumatique pour automobile. Le matériau possédera, de préférence, un coefficient de frottement d'environ 1,0. Un coefficient de frottement de préférence plus élevé disponible pour la surface 24 qui devrait être employée dans une sécurité classique pour utilisation avec un rail de guidage en acier, permet qu'une pression plus faible soit utilisée contre le rail en béton par la sécurité de l'invention. Il crée toujours la force d'arrêt nécessaire. Une surface plus grande de la surface de friction 24 permet également une réduction de la pression requise. La réduction de la pression requise est bénéfique pour des rails de guidage non-métalliques puisque, au moins dans le cas des rails en béton, des endommagements peuvent y être facilement faits par des forces de compression plus élevées sur une surface plus petite. Dans un premier exemple de l'invention, une cabine à charge complète de 1812,4 kg (4000 livres) avec un poids suspendu total d'environ 3 624,8 kg (8000 livres) pour subir un arrêt de sécurité à 1 g devrait demander une force d'arrêt de 2 g. (décélération de cabine plus la gravité). La force d'arrêt totale nécessaire est de 7 249, 6 kg (16 000 livres). En supposant, eu égard à cet exemple, un coefficient de frottement dans la surface de friction 24 de 1,0, une force de 7 249,6 kg (16 000 livres) contre le rail 14 devrait être suffisante. Une pression de 34,48 N/cm2 (50 psi) ou moins est souhaitable pour éviter que le rail de guidage en béton ne soit endommagé. Une pression de 34,48 N/cm2 (50 psi) sur environ 0,207 m2 (320 pouces carrés) produit la force désirée contre le rail. Dans un système parfait celle-ci pourrait être distribuée sur au moins deux surfaces de friction opposées de chaque côté de la cabine. Une surface plus grande pour chacune est employée, toutefois, cela évite une défaillance du système à arrêter la cabine dans le cas ou un côté ne fonctionne pas. Puisque chaque sécurité 16 comprend deux coins 20, la surface pour chacun dans le scénario du pire cas où seulement une sécurité fonctionne est de 0,103 m2 (160 pouces carré) procuré par chaque coin. Pour compléter cet exemple, la surface de contact de la surface du rail doit être prise en compte, laquelle peut, de préférence, être d'une largeur d'environ 0,102 m (quatre pouces). Il conviendra de noter que des rails plus larges peuvent être employés et que les dimensions proposées sont seulement citées à titre d'exemple et ne sont pas données à des fins de limitation. Ainsi, une sécurité d'une longueur de 1,02 m (40 pouces) et d'une largeur de 0,102 m (4 pouces) devrait procurer la capacité d'arrêt nécessaire. Une sécurité d'une longueur de 1,02 m (quarante pouces) devrait procurer un produit toujours efficace mais peu maniable. Il est en conséquence souhaité de prévoir de multiples sécurités de chaque côté de la cabine d'ascenseur 10 ayant chacune une surface de friction 24 plus petite plus facilement manipulée et fabriquée. En se référant aux figures 3A et 3B, une rangée de multiples sécurités est illustrée de manière simplifiée à la position désengagée (figure 3A) et à la position engagée (figure 3B). Ceci est une disposition possible pour réduire la surface nécessaire de chaque coin individuel. En réduisant la surface nécessaire et puisque la surface est obtenue ou perdue principalement dans l'axe vertical, la hauteur nécessaire du coin est réduite. Ceci est un avantage significatif du fait qu'avec une hauteur plus courte du coin, l'angle au niveau du côté ne contactant pas le rail du coin est, en conséquence, plus petit. Le coin est ensuite déplacé latéralement sur une distance plus courte de déplacement vertical. Plus court sera le déplacement vertical nécessaire pour engager le coin, plus court sera le temps nécessaire pour arrêter la cabine d'ascenseur. Dans ce mode de réalisation de l'invention, chaque coin 20 est actionné par le même câble de régulateur 18 ayant simplement une pluralité de fixations 26. Ce mode de réalisation fonctionne de manière identique au mode de réalisation décrit précédemment mais simplement avec de multiples sécurités. On peut avoir autant de sécurités que souhaité, régies par la surface requise et la dimension des coins employés. Les sécurités peuvent être montées au-dessus ou en dessous de la charpente de la cabine d'ascenseur si les emplacements de montage de la charpente devenaient un facteur de limitation. Dans encore un autre mode de réalisation de cette invention, en se référant aux figures 4A à 4C, il est illustré une sécurité bidirectionnelle 32. La sécurité bidirectionnelle de l'invention comprend un logement 34 qui supporte deux ensembles de rouleaux 36 et 38 orientés en une configuration symétrique par rapport au rail 14. Les angles doivent simplement procurer une force perpendiculaire sur le rail pour être efficace, comme on l'a décrit ci-dessus. Le rouleau 36 pousse le coin bidirectionnel 40 vers le rail 14 pour arrêter un mouvement descendant de la cabine 10 (voir la figure 4B) tandis qu'un mouvement montant de la cabine 10 est arrêté par un coin 40 se déplaçant dans la direction opposée (voir la figure 4C). Dans ce mode de réalisation, deux surfaces porteuses sont employées qui sont identifiées par la référence numérique 42 et par la référence numérique 44 et interagissent avec les rouleaux 36 et 38 respectivement en fonction du fait que la cabine de l'ascenseur est dans une condition de vitesse excessive dans le sens montant ou dans le sens descendant. Le freinage à l'état de vitesse excessive dans le sens descendant est illustré à la figure 4B, dans lequel la surface porteuse 42 est en contact avec les rouleaux 36. À l'opposé, le freinage à l'état de vitesse excessive dans le sens montant est illustré à la figure 4C dans lequel la surface porteuse 44 est en contact avec les rouleaux 38. La surface de friction 46 est la même dans chaque cas et est définie de la même façon que dans les modes de réalisation précédents. À d'autres égards, l'invention fonctionne comme les modes de réalisation précédents. Bien que des modes de réalisation préférés aient été représentés et décrits, de nombreuses modifications et remplacements peuvent y être effectués sans sortir de l'esprit ni de la portée de l'invention. En conséquence, on comprendra que la présente invention a été décrite à titre illustratif et non limitatif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) non- métalliques pour une cabine d'ascenseur (10) caractérisé en ce qu'il comprend : un logement (28) ; un coin (20) disposé dans ledit logement (28) ; une surface de friction (24) disposée sur une surface dudit coin et alignée pour venir en contact avec un rail de guidage (14) nonmétallique ; au moins un organe positionneur horizontal (30) ; et un organe de commande (18). 2. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit coin (20) comprend en outre une surface porteuse (22) constituée d'un matériau dur disposée sur une surface dudit coin. 3. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface porteuse (22) du coin (20) est choisie parmi l'acier et la fonte. 4. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe positionneur horizontal (30) est un arrangement de rouleaux. 5. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe positionneur horizontal (30) est un arrangement de glissières. 6. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande est un câble de régulateur (18). 7. Dispositif de sécurité (16) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande est un électro-aimant. 8. Dispositif de sécurité bidirectionnel (32) sur rails de guidage (14) non-métalliques pour une cabine d'ascenseur (10), caractérisé en ce qu'il comprend : un logement (34) ; un coin (40) disposé dans ledit logement ; un matériau de friction disposé sur une surface (46) dudit coin (40) et aligné pour venir en contact avec un rail de guidage (14) non- métallique ; deux organes positionneurs horizontaux (36,38) ; et un organe de commande (18). 9. Dispositif de sécurité (32) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit coin (40) comprend en outre une surface porteuse (42,44) constituée d'un matériau dur disposé au niveau des deux surfaces dudit coin. 10. Dispositif de sécurité (32) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite surface porteuse (42,44) du coin (40) est choisie parmi l'acier et la fonte. 11. Dispositif de sécurité (32) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux organes positionneurs horizontaux (36, 38) comprennent chacun un arrangement de rouleaux. 12. Dispositif de sécurité (32) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits deux organes positionneurs horizontaux (36,38) comprennent chacun un arrangement de glissières. 13. Dispositif de sécurité (32) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit organe de commande est un câble de régulateur (18). 14. Dispositif de sécurité (32) sur rails de guidage (14) nonmétalliques pour une cabine d'ascenseur (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit organe de commande est un électro-aimant.