FR2557397A1 - Procede pour la commande d'un moteur d'entrainement de rouleaux et dispositif de commande pour la mise en oeuvre dudit procede - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR LA COMMANDE D'UN MOTEUR D'ENTRAINEMENT 1 DE STORES ENROULABLES, ACTIONNANT UN ARBRE ENROULEUR 3 DESTINE A UN STORE 5, ET PLUS PARTICULIEREMENT D'UN MOTEUR D'ENTRAINEMENT DISPOSE COAXIALEMENT A L'INTERIEUR DUDIT ARBRE ENROULEUR, AINSI QU'A UN DISPOSITIF DE COMMANDE METTANT EN OEUVRE LEDIT PROCEDE. SELON CE PROCEDE, UN CONVERTISSEUR 7 CONVERTIT UNE GRANDEUR MECANIQUE DE DISTANCE AU MOINS PROPORTIONNELLE A L'ARC DE ROTATION DUDIT ARBRE ENROULEUR EN UN SIGNAL ELECTRIQUE PROPORTIONNEL A CETTE GRANDEUR, LEDIT SIGNAL ELECTRIQUE ETANT ENSUITE EXPLOITE DANS UN CIRCUIT D'EXPLOITATION 11 POUR LA COMMANDE DUDIT MOTEUR D'ENTRAINEMENT.

Description

PROCEDE POUR LA COMMANDE D'UN MOTEUR D'ENTRAîNEMENT DE
ROULEAUX ET DISPOSITIF DE COMMANDE POUR LA MISE EN OEUVRE
DUDIT PROCEDE
La présente intention concerne un procédé pour la commande d'un moteur d'entrainement de stores enroulables, actionnant un arbre enrouleur destiné à un store, et plus particuliérement d'un moteur d1entralne- ment disposé coaxialement à l'intérieur de l'arbre enrouleur, ainsi qu'un dispositif de commande pour la mise en oeuvre dudit procédé.

On connait des rouleaux entraînés par un moteur, par exemple, pour enrouler et dérouler un store éventuellement revêtu, par exemple, devant l'ouverture de fenêtres. Des contacteurs de proximité disposés le long de la trajectoire de déplacement du panneau et, par exemple, déclenchés par des moyens magnétiques, sont ordinairement prévus pour arrêter le moteur d'entraînement, en particulier lorsque le store déroulé ou enroulé devant la fenêtre arrive à une butée terminale inférieure ou supérieure, mais également, le cas échéant, lorsqu'il est dans une position intermédiaire. Ce principe est toutefois lié à un grave inconvénient qui réside dans le fait que l'on doit intégrer dans les organes de guidage latéral du store, en général le long de la trajectoire de son déplacement, des liaisons électriques allant jusqu'aux contacteurs de proximité correspondants.En outre, le changement d'une position d'arrêt pour une autre position souhaitée pour le rouleau du store est relativement complexe, puisque l'on doit replacer les organes de déclenchement dont est pourvu le store, dans leur position relative par rapport aux détecteurs fixés le long de la trajectoire du store.

Dans le cas où les moteurs d'entraînement de tels rouleaux sont conçus sous la forme de moteurs tubulaires, c'est-à-dire lorsqu'ils sont montés coaxialement à l'intérieur de l'arbre enrouleur du store de façon à économiser de la place avec tous les avantages qui en découlent, ces moteurs sont ordinairement commandés par des micro-contacteurs eux-mêmes actionnés par des mécanismes placé du côté secondaire du moteur, et, dans certains cas, par des organes magnétiques. Dans ce cas, la position de rotation angulaire de l'arbre enrouleur, position pour laquelle doit être commandé le moteur d'entraînement, est ordinairement déterminée au moyen de cames ou de vis de commande, de leviers d'actionnement réglables etc., ce qui rend nécessaire une intervention mécanique de réglage sur le côté de sortie du moteur.

Si l'on prend en considération l'espace relativement restreint dont on dispose du côté de la sortie d'un moteur tubulaire pour implanter de tels mécanismes de commande réglables à contacteurs, et si l'on ne veut pas réduire à néant le bénéfice du gain de place apporté par le principe du moteur tubulaire, il est évident que de tels mécanismes de commande sont complexes et coûteux quant à leur construction et compliqués quant à leurs possibilités de réglage, puisque le réglage de positions de commande est réalisé par le réglage mécanique des organes déclenchant mécaniquement le contact, du côté de la sortie du moteur.

La présente invention a pour but, d'une part, de réaliser un dispositif de commande qui élimine les inconvénients susmentiohnés, en particulier la pose de câbles le long de la trajectoire de déplacement du store, et/ou qui procure sans grande dépense un degré maximal de souplesse de réglage dans le cas d'utilisation de moteurs tubulaires, et en particulier dans ces cas précis, en permettant de sélectionner à son gré et de manière souple des ordres de commande pour le moteur du rouleau en fonction de sa position angulaire, sans devoir intervenir mécaniquement sur la disposition de l'entraînement.

Pour atteindre ce but, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que l'on convertit une grandeur mécanique de distance au moins proportionnelle à l'arc de rotation de l'arbre enrouleur en un signal électrique proportionnel à cette grandeur, ledit signal électrique étant ensuite exploité pour la commande du moteur d'entraînement.

Grâce à ce procédé, il est désormais possible de ne plus devoir exploiter directement au niveau de l'entraînement une grandeur correspondant à l'arc de rotation de l'arbre enrouleur, mais au contraire d'exploiter cette grandeur en un point quelconque, puisqu'elle se présente sous la forme d'un signal électrique.

A cet avantage s'ajoute le fait que des signaux électriques de consigne aptes à être prédéterminés permettent de régler de manière souple une position angulaire quelconque sur laquelle doit être commandé le moteur, sans aucun réglage mécanique d'organes de commutation.

On parvient de cette manière à réaliser la séparation spatiale, souhaitable en particulier dans le cas d'un moteur tubulaire, entre la détection et l'exploitation de l'arc de rotation angulaire de l'arbre enrouleur, du point assigné aux valeurs d'arc de rotation de l'arbre enrouleur aptes à déclencher la commutation, et de l'ensemble d'entraînement.

Un dispositif de commande selon la présente invention pour un moteur d'entraînement de rouleau destiné à la mise en oeuvre du procédé susmentionné est caracérisé en ce qu'un convertisseur mécanique/électrique d'arc de rotation est relié par son côté entrée au moteur, et par son côté sortie à une unité d'exploitation, le convertisseur délivrant par son côté sortie une impulsion électrique pour chaque segment prédéterminé d'arc de rotation effectué par le moteur, le moteur lui-même pouvant éventuellement être utilisé comme convertisseur.

Il est évident pour l'homme de l'art que l'on peut également détecter dans l'alimentation du moteur et exploiter à cette fin des signaux électriques inhérents au moteur et dépendant de l'arc de rotation parcouru, le convertisseur mécanique/électrique d'arc de rotation susmentionné étant alors constitué par le moteur lui-même.

Dans ce cas, la conversion n'exige aucun appareillage propre. Si le moteur est un moteur à courant continu, les composantes alternatives présentes dans le courant d'alimentation sont alors saisie comme représentatives de la position, et sont exploitées de préférence par l'intermédiaire d'un circuit différentiateur.

Dans le cas contraire, le convertisseur comprend un disque codeur et un détecteur de codage. Le disque codeur et le détecteur de codage peuvent alors être fondés sur un principe optique, magnétique, inductif ou capacitif, ou encore sur un principe mécanique.

De préférence, le convertisseur réalise la conversion mécanique/ électrique sans contact, celle-ci pouvant ainsi également reposer sur un principe optique, magnétique, inductif ou capacitif. On peut ainsi équiper l'arbre du moteur d'un aimant permanent, dont le passage est alors détecté par un générateur de Hall fixe.

La configuration du convertisseur est particulièrement simplifiée s'il comporte un disque codeur optique ainsi qu'un convertisseur optoélectrique.

Si le convertisseur est relié opérationnellement de façon mécanique à la sortie d'un réducteur destiné au rouleau, l'arc de rotation qu'il convertît en impulsions électriques selon les principes susmentionnés, est identique à celui parcouru par le rouleau.

De ce fait, en vue d'une plus grande résolution, le convertisseur doit délivrer des impulsions pour des segments d'arc de rotation plus petits qu'une révolution complète à l'entrée du convertisseur.

Si par contre le convertisseur est relié opérationnellement de façon directe avec le moteur et si ce dernier actionne le rouleau par l'intermédiaire d'un réducteur, on tire déjà parti du rapport de réduction du réducteur dans la mesure où à chaque révolution du moteur le rouleau ne parcourt qu'un arc plus petit, le convertisseur détectant l'arc de rotation du moteur devant ainsi délivrer, par exemple, une impulsion à chaque révolution du moteur, tout en assurant cependant une résolution élevée en raison du rapport de réduction du réducteur.

Un circuit d'exploitation selon la présente invention comporte de préférence des moyens de comptage pour les impulsions ainsi qu'au moins une sortie modifiée par l'état du compteur, qui est reliée à au moins une entrée de commande du moteur, ledit état du compteur étant de préférence apte à être réglé.

On parvient en outre à une construction extrèmement comptacte en disposant au moins le moteur et le convertisseur à l'intérieur d'un arbre enrouleur pour un store enroulable.

Divers modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est un diagramme d'ensemble représentant la structure de principe du dispositif de commande selon la présente invention;
- la figure 2 est une vue schématique montrant un convertisseur sans contact utilisé de préférence;
- la figure 3 est un diagramme d'ensemble illustrant un dispositif de commande selon l'invention, dans lequel le convertisseur détecte l'arc de rotation du moteur actionnant le rouleau par l'intermédiaire d'un réducteur;;
- la figure 4 est un diagramme d'ensemble illustrant un autre mode de réalisation de la commande selon l'invention, dans lequel le rouleau est actionné par l'intermédiaire d'un réducteur et le convertisseur détecte l'arc de rotation à la sortie du réducteur;
- la figure 5 est une vue montrant en coupe longitudinale la partie d'entraînement d'un rouleau pour store de fenêtre, pourvue du dispositif de commande selon l'invention; et
- la figure 6 est un diagramme fonctionnel montrant l'utilisation d'un moteur d'entraînement à courant continu servant également de convertisseur arc de rotationisignal électrique.

Sur la figure 1, un moteur d'entraînement 1 qui est un moteur à courant continu ou un moteur à courant alternatif, entraîne l'arbre enrouleur 3 d'un rouleau 1 sur lequel un store 5, par exemple, une nappe en matière plastique revêtue de métal, est enroulé et déroulé, par exemple, à la surface d'une fenêtre. Un convertisseur mécanique /électrique 7 est relié fonctionnellement de façon mécanique à une partie tournante 9 qui est accouplée également à l'arbre 3, la partie tournante 9 du moteur 1 pouvant constituer, selon la disposition retenue, le rotor ou le stator du moteur. L'arc de rotation P de la partie tournante 9, en tant que grandeur mécanique d'entrée du convertisseur, est convertie en un signal électrique de sortie, n délivrant une impulsion de sortie à chaque seg ment t de l'arc de rotation.La sortie électrique du convertisseur 7 est connectée à une unité d'exploitation 1 1 qui enregistre les impulsions ap pliquées à son entrée et active, en fonction de critères prédéfinissables, au moins une entrée de commande 3 du moteur 1.

Comme le montre la figure 2, le convertisseur mécanique/électri- que 7 utilisé est de préférence constitué par un convertisseur qui réalise la conversion sans contact. Des convertisseurs appropriés à cette fonction comprennent des convertisseurs optoélectriques ou au contraire des convertisseurs inductifs, magnétiques ou capacitifs
Dans le cas d'un convertisseurs optoélectrique, c'est fondamentalement la caractéristique de réflexion ou de transmission d'un faisceau lumineux qui est exploitée en fonction de l'arc de rotation t .Dans le cas d'un convertisseur magnétique, c'est le passage d'un aimant permanent devant, par exemple, un relais à contacts scellés, qui est détecté, dans le cas d'un convertisseur inductif, c'est la variation d'une induction, par exemple, lors du passage d'un noyau modifiant le flux d'induction, et dans le cas d'un convertisseur capacitif, c'est, par exemple, la varia tion de constantes diélectriques au passage d'un élément diélectrique entre les plaques d'un condensateur.

Selon la figure 3, la partie tournante 9 du moteur électrique 1 est reliée à un disque codeur 13, représenté ici sous la forme d'un disque codeur optique, par exemple, sous la forme d'un disque plein pourvu d'une fente de transmission 15. D'un premier côté du disque codeur 13 est disposé un émetteur optique 17, par exemple, une diode électroluminescente, et de l'autre côté du disque codeur 13 est placé un récepteur approprié 19, par exemple, un photo-transistor. Lorsque la fente de transmission 15 traverse le faisceau lumineux 21 ainsi créé entre 17émetteur 7 et le récepteur 19, une impulsion électrique est engendrée à la sortie du récepteur 19 et cette impulsion est appliquée à l'entrée d'un circuit d'exploitation 11. La partie tournante 9 du moteur électrique est en outre connectée à l'entrée d'un réducteur 23, dont la sortie est appliquée à l'arbre enrouleur 3 du rouleau.Du fait que le réducteur 23 est disposé entre la sortie du moteur 1 et l'arbre enrouleur 3, et que le convertisseur 13,17,19 détecte l'arc de rotation du moteur 1, le disque codeur 13 peut n'être doté que d'un codage grossier, en ne comportant, par exemple, qu'une seule fente de transmission 15, puisque une révolution du moteur et donc à une révolution du disque codeur ne correspond, grâce au réducteur, qu'une fraction de révolution de l'arbre enrouleur.

Sur la figure 4 est représentée une variante, dans laquelle la partie tournante 9 du moteur électrique 1 n'agit sur le convertisseur 13, 17,19 que par l'intermédiaire d'un réducteur 23, ce qui permet au convertisseur de détecter directement l'arc de rotation de l'arbre enrouleur 3, et au disque codeur 13 d'être pourvu de plusieurs fentes de transmission 15a, par exemple, en vue d'un positionnement précis du store 5.

A partir du principe décrit selon les figures 1 à X, dans lequel on peut parfaitement remplacer l'utilisation d'un convertisseur optoélec- trique au sein du convertisseur mécanique/électrique 7 par les convertisseurs capacitif, magnétique ou inductif susmentionnés, la figure 5 illustre un autre mode de réalisation d'un rouleau pourvu d'un dispositif de commande selon l'invention. Sur un cadre fixe 25, par exemple, destiné au montage devant une fenêtre, est montée de manière fixe une bague d'écartement 27. Un moteur électrique 29 est représenté de face sur cette der nière, sous la forme d'un moteur à courant continu comportant un réducteur 31 à accouplement direct.Du côté sortie, le réducteur 31 agit par l'intermédiaire de son axe rotatif 33 sur un disque d'entralnement 35 qui est fixé par sa périphérie à la paroi intérieure d'un arbre enrouleur 37,
réalisé sous la forme d'un arbre creux, pour un store 39. L'arbre enrou
leur 37 s'étend plus loin sur la droite de la figure, mais cette partie n'est pas représentée, et il est monté à rotation par son autre extrémité sur une partie de cadre appropriée. Cet arbre s'étend du côté du moteur par l'intermédiaire du réducteur 31, du moteur 29 et de la bague d'écar- tement 27 et est supporté à rotation par des paliers 41.Une rotation du disque d'entraînement 35 provoque ainsi la rotation de l'arbre enrouleur 37 pour enrouler ou dérouler le store 39, en étant soutenu sur le réducteur et/ou le moteur et/ou la bague d'écartement 27 sur toute la longueur du dispositif d'entraînement.

L'axe 43 du moteur porte, du côté du cadre, un disque codeur optique 45 dont la structure est illustrée schématiquement sur la figure 3, et dont la périphérie passe dans un convertisseur optoélectrique 47, par exemple, pourvu d'une diode électro-luminescente et d'un photo-transistor. Le convertisseur optoélectrique 47 est alimenté par des lignes d'alimentation 49 et délivre, en fonction de la transmission de lumière délivrée par le disque codeur 45, des impulsions à sa sortie 51.Ces impulsions délivrées à la sortie 51 sont mises en formes dans un circuit conformateur 53 constitué, par exemple, par un trigger de Schmitt, et sont appliquées, après avoir été ainsi transformées en signaux carrés, à lten- tree de synchronisation CL, par exemple, d'un compteur 55 apte à être remis à zéro manuellement au moyen d'une entrée de remise à zéro R . Les
55 sorties A à D du compteur 55 sont respectivement connectées à des portes "ET" 57A à 57D auxquelles sont respectivement associés des commutateurs 59A à 59D aptes à être manoeuvrés manuellement.Les commutateurs 59 peuvent être commutés sélectivement, par exemple, sur un niveau de tension correspondant à un "1" logique, grâce auquel une impulsion apparaît,
B en fonction de la valeur du compteur présélectionnée au moyen des commutateurs 59, aux sorties des portes "ET" 57 dès lors que le compteur a atteint le nombre d'impulsions correspondant. Une porte "OU" 61 à entrées multiples applique alors ce signal dépendant de la valeur du compteur à l'entrée de commande d'un flip-flop 62 apte à être remis manuellement à zéro au moyen d'une entrée de remise à zéro R 62 , la sortie de ce flipflop 62 ouvrant ou fermant selon le cas un contacteur 63 placé dans la ligne d'alimentation en courant continu 65 destinée au moteur 29.L'entrée de commande S de ce contacteur de fonctionnement 63 correspond à l'entrée de commande S des figures 1 à 4. Un inverseur SIV placé dans le circuit de courant de travail comprenant les lignes 65 du moteur électrique 29, permet une inversion manuelle du sens de travail du moteur, tandis qu'un contacteur de travail SB , apte également à être actionné manuellement, assure la mise en service ou l'arrêt du moteur 29 de manière manuelle.

La figure 6 représente le diagramme fonctionnel d'un circuit destiné à exploiter des composantes alternatives dont la phase est proportionnelle à l'arc de rotation du moteur, et qui apparaissent dans le circuit d'alimentation 70 d'un moteur à courant continu 72. Une résistance détectrice R M est insérée dans le circuit d'alimentation 70 d'un moteur à courant continu relié à une source de courant continu 74. La tension détectée à ses bornes est appliquée à un circuit différentiateur 76 général, tel qu'un filtre passe-haut, dont le signal de sortie est mis en forme par un circuit conformateur 78 tel qu'un comparateur ou, comme le montre la figure 6, un trigger de Schmitt, de manière à obtenir un train d'impulsions dont le nombre d'impulsions est-proportionnel à l'arc de rotation parcouru par le moteur 72, et ce en fonction du genre de moteur choisi.On utilise de préférence un moteur à courant continu à induit feuilleté ou en ferrite, connu sous la désignation de moteur à collecteur par opposition aux petits moteurs à courant continu à rotor sans ferrite, qui sont principalement utilisés aujourd'hui. De tels moteurs à collec- teur sont distribués, par exemple, par la Société BUEHLER, à Nuremberg (République Fédérale d'Allemagne) ou la Société CROUZET, à Valence (France). De cette manière, le dispositif décrit plus haut est simplifié de manière extrème, puisqu'il n'est plus nécessaire de prévoir d'ensembles additionnels pour la conversion de l'arc de rotation du moteur et donc du déplacement du store.

Il est évident pour l'homme de l'art qu'un grand nombre de possibilités de commande du moteur d'entraînement peuvent découler d'un per fectionnement et d'une variante du dispositif de commande simple décrit ici sans sortir du cadre de la présente invention.

Grace à la construction interne compacte du moteur, et éventuellement du réducteur et du convertisseur, aucun autre câble n'est nécessaire sur le rouleau, et toutes les lignes électriques d'arrivée et de départ peuvent être passées de manière pratiquement coaxiale dans ltespa- ce intérieur de l'arbre enrouleur depuis une partie 25 du cadre fixe.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour la commande d'un moteur d'entraînement de stores enroulables, actionnant un arbre enrouleur destiné à un store, et plus particulièrement d'un moteur d'entraînement disposé coaxialement à l'intérieur dudit arbre enrouleur, caractérisé en ce que l'on convertit une grandeur mécanique de distance au moins proportionnelle à l'arc de rotation dudit arbre enrouleur en un signal électrique proportionnel à cette grandeur, ledit signal électrique étant ensuite exploité pour la commande dudit moteur d'entraînement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal électrique est mis en relation avec des signaux électriques prédéfinissables de position de consigne, en vue de son exploitation.

3. Dispositif de commande pour un moteur d'entraînement de rouleau destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un convertisseur mécanique/électrique (7; 17,13,19; '47,45) d'arc de rotation est relié par son côté entrée au moteur (1; 29), et par son côté sortie à un circuit d'exploitation (11; 53, 55, 57, 61, 62), le convertisseur délivrant par son côté sortie une impulsion électrique pour chaque segment (d prédéterminé d'arc de rotation effectué par le moteur, le moteur lui-même pouvant éventuellement être utilisé comme convertisseur.

4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moteur est un moteur à courant continu, de préférence un moteur à collecteur, et agit simultanément en tant que convertisseur, le courant d'alimentation étant pulsé par son mouvement de rotation.

5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un signal proportionnel au courant d'alimentation du moteur est redressé par un étage différentiateur.

6. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convertisseur comporte un disque codeur (13; 45) et un détecteur de codage (17,19; 47).

7. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convertisseur réalise ladite conversion mécanique/électrique sans contact.

8. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convertisseur comprend un disque codeur optique (13; 45) ainsi qu'un convertisseur optoélectrique (17, 19; 47).

9. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convertisseur est relié opérationnement de manière mécanique à la sortie d'un réducteur (23) pour le rouleau (3,5).

10. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convertisseur est relié opérationnellement de manière di- recte au moteur (1; 29) qui entraîne le rouleau (3, 5; 37, 39) par l'in termédiaire d'un réducteur (23, 319.

11. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit d'exploitation comprend un moyen de comptage (55) pour lesdites impulsions, et au moins une sortie (S) dépendant de la valeur de comptage, qui est connectée à au moins une entrée de commande équipant ledit moteur, ladite valeur de comptage étant de préférence réglable.

12. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins ledit moteur et ledit convertisseur sont disposés coaxialement à l'intérieur d'un arbre enrouleur (3) pour un store.

13. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit convertisseur comprend un dispositif à aimant et générateur de Hall.