1. Régulateur de vitesse (régulateur de survitesse)
1.1 Principe de fonctionnement
Le régulateur de vitesse est l'élément déclencheur du système de sécurité de l'ascenseur. Il surveille en permanence la vitesse de la cabine grâce à une liaison mécanique : un câble du régulateur passe autour d'une poulie dans le boîtier du régulateur (généralement situé dans la salle des machines ou dans le puits au-dessus) et est ancré au dispositif de sécurité de la cabine. Lorsque la cabine se déplace, le câble du régulateur fait tourner la poulie du régulateur à une vitesse proportionnelle à la vitesse de la cabine.
À l’intérieur du régulateur, un mécanisme centrifuge surveille la vitesse de la poulie. Lorsque la vitesse de la voiture dépasse une vitesse de déclenchement prédéterminée - généralement 115 % de la vitesse nominale pour une survitesse ascendante et 115-140 % pour une survitesse descendante en fonction des exigences du code - des masselottes centrifuges ou un mécanisme à came actionnent un interrupteur et saisissent mécaniquement le câble du régulateur. Cette action simultanément :
Coupe l'alimentation du moteur et du frein via un interrupteur de sécurité électrique
Saisit le câble du régulateur, créant une tension qui tire sur le lien d'activation du parachute.
1.2 Types de régulateurs de vitesse
| Type de gouverneur | Mécanisme de déclenchement | Plage de vitesse | Application typique |
|---|---|---|---|
| Centrifuge (poids mouche) | Ressort-poids mouches opposés | 0.5 – 4.0 m/s | Passagers et fret standard |
| Centrifuge (Came) | Profil de came + galet | 0.3 – 2.5 m/s | Faible-vitesse,-sensible aux coûts |
| Électronique | Encodeur + processeur | 0.5 – 10+ m/s | Ascenseurs MRL à grande vitesse- |
Les régulateurs électroniques sont de plus en plus courants dans les installations-à grande vitesse et MRL. Ils utilisent un codeur d'arbre sur la poulie du régulateur et un processeur dédié pour calculer la vitesse et l'accélération. L'avantage est un calibrage précis et la capacité de surveiller les à-coups (taux de changement d'accélération), que les régulateurs mécaniques ne peuvent pas détecter. Cependant, les régulateurs électroniques nécessitent des systèmes redondants pour répondre aux exigences du niveau d'intégrité de sécurité (SIL).
1.3 Étalonnage et tests
La vitesse de déclenchement du régulateur de vitesse doit être vérifiée lors de l'installation initiale et à intervalles réguliers. La norme EN 81-20 exige des tests du régulateur au moins tous les 12 mois pour les ascenseurs de passagers et tous les 6 mois pour les monte-charges à cycles de service intensifs. Le test consiste à faire tourner la poulie du régulateur à une vitesse progressivement croissante tout en mesurant le point de déclenchement exact. La tolérance de vitesse de déclenchement est généralement de ± 3 % de la vitesse de déclenchement nominale.
Détail critique :Le câble régulateur est un composant de sécurité distinct des câbles de suspension principaux. Il doit être inspecté pour vérifier l'usure, la corrosion et la tension appropriée à chaque visite de maintenance. Le remplacement du câble est généralement nécessaire après 5 à 7 ans ou lorsque la réduction du diamètre dépasse 5 %.
2. Équipement de sécurité
2.1 Principe de fonctionnement
Le parachute est le dispositif de freinage qui arrête physiquement la voiture si elle descend à une vitesse excessive. Lorsque le régulateur de vitesse se déclenche, le câble du régulateur tendu tire un mécanisme à coin ou à rouleaux dans le parachute, forçant les éléments de freinage contre les rails de guidage. La friction qui en résulte convertit l’énergie cinétique de la voiture en chaleur, amenant la voiture à un arrêt contrôlé.
Les ascenseurs modernes utilisent exclusivementparachutes progressifs, qui appliquent la force de freinage progressivement plutôt qu’instantanément. Cela évite les dangereux pics de décélération (jusqu'à 10 g) associés aux anciens parachutes instantanés. Des parachutes progressifs limitent la décélération à un maximum de 1 g (9,81 m/s²) pour les ascenseurs, garantissant ainsi la sécurité des occupants lors d'un arrêt d'urgence.
2.2 Types d'équipement de sécurité
| Taper | Élément de freinage | Application forcée | Vitesse maximale |
|---|---|---|---|
| Type de coin- (instantané) | Cales en acier trempé | Mécanique à ressort-assistée | Inférieur ou égal à 0,63 m/s (hérité uniquement) |
| Rouleau excentrique (Progressif) | Galets excentriques + ressorts | À ressort-à chargement automatique-énergisant | Jusqu'à 3,0 m/s |
| Type de coin-(Progressif) | Ressort-coins opposés | Amortissement hydraulique + ressorts | Jusqu'à 10,0 m/s |
| Coins multiples (haute-vitesse) | Réseau de coins distribués | Hydraulique ou ressort | Jusqu'à 10.0+ m/s |
2.3 Test des équipements de sécurité
La norme EN 81-20 impose un test complet des équipements de sécurité avec charge nominale à vitesse de déclenchement lors de la certification de type. Sur le terrain, des tests annuels sont requis avec un wagon vide (ou une charge minimale selon les codes locaux) pour vérifier que l'équipement de sécurité agrippe les rails et arrête le wagon. Après le test, les rails de guidage doivent être inspectés pour déceler toute déformation ou éraflure aux points de contact du parachute, et le parachute doit être démonté et inspecté pour déceler son usure.
La procédure de test implique :
Vérifier la vitesse de déclenchement du régulateur avant le test des parachutes
Faites descendre la voiture à la vitesse d'inspection
Déclenchez le régulateur manuellement ou en survitesse
Mesurer la distance d'arrêt et le taux de décélération
Inspecter les rails de guidage et les composants de l'équipement de sécurité pour détecter tout dommage.
Réinitialiser l'équipement de sécurité et vérifier le fonctionnement normal
3. Tampons
3.1 Fonction et exigences
Les tampons sont le dernier dispositif de sécurité, installés dans la fosse de l'ascenseur pour amortir l'impact de la cabine ou du contrepoids en cas de dépassement du palier du terminal. Les tampons doivent absorber l'énergie cinétique d'un wagon à pleine charge descendant à 115 % de sa vitesse nominale, ou d'un contrepoids à sa vitesse maximale possible, sans provoquer de décélération supérieure à 1 g.
Les exigences en matière de tampon sont spécifiées dans la norme EN 81-20/50, section 5.5 et dans l'ASME A17.1, section 2.22. Les paramètres clés comprennent :
Longueur de course :Doit être suffisant pour absorber l’énergie d’impact. Pour les tampons à accumulation d'énergie, la course est généralement comprise entre 65 et 400 mm en fonction de la vitesse nominale. Pour les tampons de dissipation d'énergie, la course varie de 150 à 1 500 mm.
Retour en position étendue :Après compression, le tampon doit retrouver sa pleine hauteur dans un délai de 120 secondes (type dissipation d'énergie).
Résistance à la corrosion :Les composants tampons exposés à l’environnement de la fosse doivent résister à la corrosion causée par l’humidité, les produits chimiques de nettoyage et l’huile hydraulique.
3.2 Types de tampons
| Type de tampon | Principe | Limitation de vitesse | Plage de course | Entretien |
|---|---|---|---|---|
| Printemps (accumulation d'énergie) | Compression du ressort en acier | Inférieur ou égal à 1,0 m/s | 65 – 210 millimètres | Inspecter la corrosion et les fissures |
| Polyuréthane (accumulation d'énergie) | Compression élastomère | Inférieur ou égal à 1,0 m/s | 80 – 250 millimètres | Remplacer lorsque la compression est > 15 % |
| Hydraulique (Dissipation d'énergie) | Huile forcée à travers les orifices | Aucune limite | 150 – 1500 millimètres | Niveau d'huile, état des joints, rouille |
3.3 Détails du tampon hydraulique
Des tampons hydrauliques sont requis pour les ascenseurs se déplaçant à plus de 1,0 m/s. Ils sont constitués d'un cylindre rempli d'huile hydraulique et d'un piston qui comprime l'huile à travers des orifices calibrés lors de l'impact. La conception de l'orifice crée une force d'amortissement dépendante de la vitesse : une vitesse initiale élevée rencontre une résistance élevée, tandis que la partie finale de la course fournit une décélération douce.
Le mécanisme de retour est essentiel. Après compression, un ressort de rappel et une valve unidirectionnelle-permettent au tampon de s'étendre automatiquement, le préparant au prochain impact. Si le tampon ne revient pas dans les 120 secondes, un interrupteur de sécurité (interrupteur de tampon) empêche le fonctionnement normal de l'ascenseur jusqu'à ce que le tampon soit restauré.
La maintenance du tampon hydraulique comprend :
Inspection trimestrielle du niveau d'huile et des fuites
Test annuel de la compression du tampon et de la fonction de retour
Remplacement de l'huile tous les 5 à 7 ans ou lorsqu'une contamination est détectée
Inspection de l'interrupteur tampon pour un réglage correct et une continuité électrique
4. Chaîne de sécurité et redondance
Les trois dispositifs de sécurité - gouverneur, équipement de sécurité et tampons - fonctionnent séquentiellement dans une chaîne de sécurité. Le régulateur détecte le défaut et déclenche le dispositif de sécurité qui arrête la voiture. Si le parachute tombe en panne ou si la surcourse est extrême, les tampons assurent la protection finale. De plus, les ascenseurs modernes comprennent des circuits de sécurité électriques redondants qui coupent l'alimentation de l'entraînement et du freinage si un dispositif de sécurité est activé.
Conformément à la norme EN 81-20, la chaîne de sécurité doit être câblée (non dépendante du logiciel-) pour les fonctions critiques, et le circuit de sécurité doit utiliser des contacts à commande positive qui ne peuvent pas tomber en panne en position fermée. Cette redondance au niveau matériel garantit que même une panne complète du système de contrôle ne peut pas contourner les dispositifs de sécurité mécaniques.
