FR2575344A1 - Dispositif permettant de commander la vitesse de rotation de moteurs de differents types - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF PERMETTANT DE COMMANDER LA VITESSE DE ROTATION D'UN MOTEUR. LE DISPOSITIF SE CARACTERISE ESSENTIELLEMENT PAR LE FAIT QU'IL COMPORTE UN ARBRE DE ROTATION 10 COMMANDABLE PAR DES MOYENS 11, UNE SOURCE LUMINEUSE 30, UNE CELLULE PHOTORESISTANTE 32 DONT LA PLAGE PHOTOSENSIBLE3 EST DISPOSEE EN REGARD DE LA SOURCE30, UN CACHE 35 MONTE SOLIDAIRE DE L'ARBRE10 DE FACON QU'IL SE DEPLACE ENTRE LA SOURCE 30 ET LA PLAGE PHOTOSENSIBLE33 POUR OCCULTER TOUT OU PARTIE DES FAISCEAUX EMIS PAR LA SOURCE LUMINEUSE VERS LA PLAGE SENSIBLE, LA CELLULE32 ETANT MONTEE EN SERIE ENTRE LE MOTEUR2 ET SA SOURCE D'ALIMENTATION. APPLICATION A LA COMMANDE DE LA VITESSE DE ROTATION DES MOTEURS NOTAMMENT DANS LES CHARIOTS TRANSPORTEURS ETOU ELEVATEURS.

Description

La présente invention concerne les dispositifs permettant de commander la vitesse de rotation d'un moteur tel que, par exemple, le moteur d'un véhicule comme celui d'un chariot transporteur et/ou élévateur.

Quelquefois, les techniciens appellent une partie de ces dispositifs, variateur de vitesse.

Il existe des chariots de type transporteurs et/ou élévateurs qui comportent des moteurs plus particulièrement électriques pour entratner leurs mouvements de translation et d'élévation. Il est bien évident que ces chariots comportent des moyens pour commander la vitesse et le sens de rotation des ces moteurs. Par exemple, ils comportent des moyens pour commander le sens de rotation du moteur d'entratnement pour obtenir l'avance ou le recul du chariot. De plus, une fois qutest commandé le sens de rotation du moteur, soit pour obtenir l'avance soit pour obtenir le recul, l'utilisateur d'un tel chariot doit pouvoir commander la valeur de la vitesse pour obtenir alors l'accélération ou la décélération voulue pour la chariot.

Les moyens qui permettent d'obtenir ces résultats dans l'Art antérieur sont essentiellement constitués d'un arbre rotatif associé à des moyens de préhension, des moyens de contacteur pour commander le sens d'alimentation du moteur et un potentiomètre dont le curseur est lié à l'arbre, la rotation de celui-ci entraînant le déplacement du curseur par rapport à la piste résistante du potentiomètre.

Ces dispositifs donnent à priori de bons résultats.

Cependant, ils présentent quelques inconvénients. En effet, un tel potentiomètre doit obligatoirement comporter deux portions de piste, chaque portion correspondant à un sens de rotation. Pour obtenir une certaine symétrie dans les commandes, il faut donc que les portions de piste soient parfaitement identiques. En plus, il existe un inconvénient inhérent à un tel potentiomètre, le fait que le frottement du curseur sur les pistes résistantes produit une usure qui entrain que ces potentiomètres n'ont pas une durée de vie importante. Enfin, il faut citer que le fait de coupler un tel potentiomètre à un arbre de rotation demande une réalisation mécanique importante. En définitive, le prix de revient d'un tel dispositif est assez éLevé.

Bien entendu, il existe d'autres dispositifs qui utilisent par exemple des transmetteurs d'ondes électromagnétiques modulées et dont la modulation permet de commander à distance la rotation du moteur. Ces derniers disposi- tifs sont très compliqués à réaliser et demandent des circuits électroniques très sophistiqués qui peuvent être soumis à des parasites susceptibles d'entratner des commandes intempestives non désirées. De tels dispositifs demandent, de plus, une maintenance très qualifiée.

Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, et essentiellement de réaliser un dispositif permettant de commander la vitesse de rotation d'un moteur étant d'une réalisation très simple, d'une très grande fiabilité et, surtout, d'un prix de revient très faible, essentiellement du fait de la simplicité de sa réalisation.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif permettant de commander la vitesse de rotation d'un moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte un arbre de rotation, des moyens pour entratner en rotation ledit arbre, une cellule photorésistante ayant une plage sensible d'un-e aire déterminée, une source lumineuse disposée en regard de ladite plage sensible de ladite cellule, à une certaine distance, un cache lumineux monté sur ledit arbre et apte à passer entre ladite source lumineuse et ladite plage sensible pour occulter, pour une position déterminée, les rayons lumineux émis par ladite source vers ladite plage sensible, ladite cellule photorésistante étant apte à etre branchée en coopération avec une source d'énergie pour l'alimentation dudit moteur, de façon à moduler l'alimentation dudit moteur en fonction de la quantité de faisceaux lumineux reçue par ladite cellule photorésistante, c'est-à-dire en fonction de la position dudit cache par rapport à ladite plage sensible.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels
- la FIGURE 1 représente, vu en perspective, partiellement écorché et simplifié, un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, et
- la FIGURE 2 représente un schéma permettant de comprendre le fonctionnement du dispositif selon la FIGURE 1.

En revenant plus particulièrement à la FIGURE 1, celle-ei représente, vu en perspective, un mode de réalisation d'un dispositif 1 permettant de commander la vitesse de rotation, par exemple, d'un moteur électrique 2 apte à être alimenté en énergie par une source 3. Le dispositif illustré trouve plus particulièrement une application avantageuse dans le domalne des véhicules connus ous le nom de chariots élévateurs que l'on trouve dans les usines comme moyens de manutention. Les moteurs de ces chariots sont très souvent constitués par des mateuPs électriques alien- tés par un ensemble de batterie électrique.

Si l'on considère que le moteur 2 est le moteur permettant l'avance ou le recul du chariot, il est néces- saire de lu adjoindra un dispositif permettant, d'une part de pouvoir commander son sens de rotation par un moyen étant alors essentiellement constitué d'un rotocontacteur 4, et d'autre part de pouvoir commander son alimentation pour en moduler sa vitesse, ce dispositif étant plus parti- culièrement illustré en 5.

Le dispositif illustré comporte un arbre de rotation
10 dont la rotation peut être commandée par tous moyens, et notamment par une poignée 11 sur laquelle l'utilisateur du chariot pourra agir en la faisant pivoter dans un sens ou dans l'autre, comme représenté schématiquement par les deux flèches 12. Sur cet arbre de rotation 10 est monté le rotocontacteur 4 comportant essentiellement quatre bornes
d'entrée 13, 14, 15 et 16. Les deux premières bornes 13 et
14 sont reliées respectivement aux bornes 17 et 18 de la source dténçrgie 3, en loccurence un ensemble de batterie.

Les deux autres bornes 15 et 16 sont reliées respectivement à une première borne d'alimentation 19 du moteur 2 et à une première borne d'entrée 20 du dispositif 5, la deuxième borne 21 de ce dispositif 5 étant reliée à la deuxième entrée d'alimentation 22 du moteur électrique 2. Ainsi, si l'on suppose que le générateur d'électricité 3 a deux bornes de sortie polarisées comme illustré, positive et négative, en fonction de la rotation dextrorsum ou senestrorsum du rotocontacteur 4, il sera possible de relier les bornes 17 et 18 respectivement aux deux bornes 19 et 22 du moteur ou 22 et 19 de ce meme moteur, pour inverser le sens du courant et donc le sens de rotation du moteur.

Il est bien précisé que le dispositif 5 est monté en série entre la borne 16 du rotocontacteur 4 et la borne 22 du moteur 2 pour agir comme il sera explicité ci-après sur la valeur de la tension d'alimentatqon du moteur 2, mais en aucune façon pour en changer son sens. Ce dispositif permet, suivant les commandes qui lui seront appliques, de moduler cette tension et donc de faire varier à volonté la vitesse de rotation de ce moteur 2. Il est bien évident, de plus, que le rotocontacteur 4 qui est schématiquement illustré sur la FIGURE 1 ne sera pas plus amplement décrit car il est bien connu en lui-même et- déjà fort utilisé, notamment sur les chari-ots élévateurs dans l'exemple pris pour la présente description.

Le dispositif 5 comporte en lui-même essentiellement une source lumineuse 30 telle, par exemple, une diode électroluminescente que les techniciens connaissent sous le sigle LED, avantageusement du type rouge. En regard, t sur l'axe optique de propagation des faisceaux 31 qui peuvent être émis par cette source lumineuse 30, est disposée une cellule photorésistante 32 comportant une plage. photosensible 33 ayant une aire d'une valeur déterminée non négligeable permettant de recevoir une certaine quantité d'énergie lumineuse. Cette cellule 32 est disposée à une certaine distance de la zone d'émission des faisceaux lumineux 31 de la source lumineuse 30. Cette cellule 32 permet donc de moduler la tension d'un signal électrique qui est appliqué à ses deux entrées 34 en fonction de la quantité de lumière qu'elle reçoit sur sa plage photosensible 33.Dans ces conditions, le signal électrique appliqué aux deux bornes 20 et 21 peut être relié aux deux entrées 34 de la cellule, de façon que la tension de cette énergie électrique appliquée aux deux bornes 20 et 21 soit modulée pour moduler, de ce fait, la vitesse de rotation du moteur 2.

La modulation de la quantité de lumière reçue par la plage photosensible 33 de la cellule 32 est obtenue par un cache 35 solidaire de l'arbre 10 et disposé sur cet arbre de façon que, lorsque l'arbre 10 est animé d'un mouvement de rotation, le cache puisse se déplacer entre la source lumineuse 30 et la plage photosensible 33 et que, d'autre part, lorsque cet arbre 10 est en position repos, c'est-àdire quand le rotocontacteur ne permet pas de commander la rotation dans quelque sens que ce soit du moteur 2, le cache 35 occulte complètement la surface photosensible 33 de la cellule 32 des rayons émis par la source lumineuse 30. Dans ces conditions, même si un signal électrique était appliqué aux deux entrées 20 et 21, la cellule 32 agirait comme un interrupteur et ne permettrait pas, de ce fait, l'alimentation du moteur qui resterait donc au repos, sans rotation.

Le dispositif tel qu'illustré sur la FIGURE 1 fonctionne de la façon suivante
Lorsque, par exemple, un utilisateur veut faire fonctionner le charriot pour le faire aller dans un sens ou dans l'autre, il tourne la poignée 11 dans l'un des sens pour obtenir, soit la marche avant, soit la marche arrière.

Dans un sens choisi par lui, et pour une première faible rotation angulaire de cette poignée 11, il obtiendra du rotocontacteur 4 la bonne connection entre la source d'alimentation 3 et le moteur 2 pour que celui-ci soit animé d'un mouvement de rotation correspondant au sens du déplacement voulu pour le chariot. Dès que cette première rotation 2 été effectuée, l'utilisateur du chariot continue à tourner la poignée 11, toujours dans le même sens, pour entratner la rotation du cache 35. Cette rotation fait que la plage photosensible 33 reçoit une quantité de plus en plus importante de faisceaux lumineux 31 émis par le source 30.De ce fait, la cellule 32 module l'énergie électrique qu'elle reçoit notamment appliquée aux deux bornes 20 et 21 du circuit sur lequel est disposé cet ensemble électronique et la tension appliquée au moteur augmente proportionnellement pour en augmenter sa vitesse de rotation dans les mêmes proportions.

En se référant à la FIGURE 2, on voit, représenté en traits pointillés continus dans la position 40, que le cache occulte complètement la plage photosensible 33 de la cellule 32 pour la commande d'arrêt du moteur. Par contre, lorsque le cache a subit une première rotation, par exemple dans le sens dextrorsum comme représenté en trait plein continu dans la position 41, la surface 33 est partiellement découverte et peut recevoir une quantité plus ou moins importante de faisceaux lumineux et même, tel qu'illustré, une quantité presqu'égale à tout son maximum puisqu'elle est presque complètement découverte. Entre la position 40 et la position 41, il y a une possibilité de variation continue de la quantité de lumière reçue par cette plage sensible 33.Si l'utilisateur du chariot veut ralentir la vitesse du moteur, il va tourner la poignée Il dans le-sens inverse et donc entraîner la rotation du cache vers la position 40, occultant ainsi de plus en plus la plage sensible 33 des faisceaux lumineux émis par la source 30, jusqu'à la position 40 qui correspond à ltoecultation totale et donc à l'arrêt complet du moteur.

Si, par contre, l'utilisateur désire déplacer le chariot en sens contraire, il effectue une faible rotation de la poignée dans l'autre sens, le sens senestrorsum, pour permettre au rotocontacteur 4 de connecter correctement le moteur à son alimentation 3. Pour accélérer, il continue à tourner la poignée dans le meme sens jusqu'à, si néces- saire, la position 42 qui correspond à la vitesse pratlque- ment maximum puisque presque toute la plage sensible 33 a été découverte.Pour décélérer, l'utilisateur tournera la poignée il dans le .ens dextrorsum pour que le cache 35 occulte de plus en plus la plage sensible 33, jusqu'à la position 40, Si nécessaire
Dans ce qui a été décrit ci-dessus, il a été mentionné une source lumineuse 30 comme, par exemple, une LED, qui doit donc être, elle aussi, alimentée en énergie éleetri- que. Bien entendu, elle peut avoir sa propre source aîal- mentation en énergie mais, avantageusement, elle sera connectée à la même source d'énergie 3 que elle qui alimente le moteur électrique 2, par des moyens comme, par exemple, un diviseur de tension pris aux bornes de la source daénr- gie 3.

De même, la cellule photorésistante 32, comme décrit ci-dessus, permet de faire varier la valeur de l'énergie électrique du signal qui est appliqué a ses bornes 34.

Cependant, il est bien évident que, pour une variation de toute l'aire de la plage sensible de la cellule pElotorésis- tante, et pour une valeur de signal électrique, il n'existe qu'une seule amplitude de variation de l'énergie électrique pour alimenter le moteur électrique 2. Cependant, les moteurs que lton trouve sur, notamment, les véhicules tels que les chariots élévateurs et/ou transporteurs n'ont pas tous les mêmes caractéristiques d'alimentation. Il en existe dont l'alimentation est comprise par exemple entre 0 et 4 volts, et d'autres entre 0 et 10 volts.

En conséquence, pour pouvoir ajuster l'amplitude de variation de l'énergie électrique pou l'alImentation du moteur, il est avantageusement prévu dans le circuit comprenant la source d'alimentation en énergie 3, la cellule photorésistante 32 et le moteur 2, un multiplicateur de tension par un coefficient qui peut être éventuellement déterminé par des variations soit discontinues soit continues. Un tel multiplicateur a été illustré schematiquement sur la FIGURE i en 50. Mais, en fait, dans des modes de réalisation simples et donc avantageux, il peut etre constitué par des résistances électriques pouvant etre interchangées suivant la valeur du coefficient multiplicateur désiré, ou bien par une résistance potentiométrique ajustable de façon continue pour obtenir ladite variation continue.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1- Dispositif permettant de commander la vitesse de rotation d'un moteur (2), caractérisé par le fait qu'il comporte un arbre de rotation (10), des moyens (.11) pour entraî- ner en rotation ledit arbre, une cellule photorésistante (32) ayant une plage sensible (33) d'une aire déterminée, une source lumineuse (30) disposée en regard de ladite plage sensible (33) de ladite cellule, à une certaine distance, un cache lumineux (35) monté sur ledit arbre (10) et apte à passer entre ladite source lumineuse (30) et ladite plage sensible (33) pour occulter, pour une position déterminée, les rayons lumineux (31) émis par ladite source vers ladite plage sensible , ladite cellule photorésistante (32) étant apte à être branchée en coopération avec une source d'énergie (3) pour l'alimentation dudit moteur (2), de façon à moduler l'alimentation dudit moteur (2) en fonction de la quantité de faisceaux lumineux reçue par ladite cellule photorésistante, c'est-à-dire en fonction de la position dudit cache (35) par rapport à ladite plage sensible (33).

2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite source lumineuse (30) est constituée par une diode électroluminescente.

3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour connecter ladite diode à ladite source d'énergie électrique (3) dudit moteur (2).

4- Dispositif selon l'une es revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en série dans ledit circuit comprenant ladite source d'énergie électrique (3), ledit moteur (2) et ladite cellule (32), un multiplicateur de tension (50) par un coefficient déterminé.

5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit multiplicateur de tension (50) est constitué par au moins une résistance électrique choisie dans un ensemble de résistances électriques de valeurs différentes.

6- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit multiplicateur est constitué par une résistance potentiométrique réglable.

7- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un commutateur commandable (4) connecté entre ledit moteur (2) et ladite source d'énergie électrique (3).

8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit commutateur est constitué par une rotocontacteur couplé audit arbre (10).

9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit rotocontacteur est un rotocontacteur inverseur.