Brevet FR2805387A1 — publié le 20010824

La présente invention concerne ventouses électromagnétiques, qui permettent l'immobilisation rapprochée de deux pièces. Les ventouses électromagnétiques sont composées de deux sous-ensembles en matériau magnétisable, mobiles l' par rapport à l'autre, et qui peuvent s'attirer l'un vers l'autre l'effet de l'attraction magnétique. Un premier sous-ensemble en matériau magnétisable, fréquemment appelé culasse ou armature fixe, et que 1 on désignera ci-après par l'expression corps principal, comporte un système de génération du champ électromagnétique. I1 se fixe l'une des deux pièces à immobiliser. Le second sous-ensemble couramment appelé armature mobile ou plaque polaire, comprend une plaque polaire transversale également constituée en matériau magnétisable, et se fixe sur l'autre pièce à immobiliser. Placés suffisamment proches l'un de l'autre, ces deux sous-ensembles en matériau magnétisable composant la ventouse électromagnétique s'attirent sous l'action de l'aimantation induite dans le corps principal. La plaque polaire, habituellement dirigée par un système de guidage, peut venir au contact du corps principal ou s'en éloigner. C'est dans sa position rapprochée que la ventouse crée la force de retenue maximale. En annulant l'aimantation induite dans les éléments constituant la ventouse électromagnétique, la force de retenue devient nulle et les deux pièces immobiliser peuvent être à nouveau séparées. Un tel dispositif de maintien est notamment utilisé dans les systèmes d'ouverture de trappes de désenfumage, dans les systèmes de contrôle d'accès : associée à un ressort rappel, la ventouse électromagnétique maintient en position la trappe ou la porte. commande de désaimantation de la ventouse appliquée à distance permet le travail du ressort de rappel et 1 ouverture de la trappe ou de la porte. De même, la ventouse peut être utilisée dans serrures électromagnétiques d'immobilisation et de commande à distance de portes et volets. Les ventouses électromagnétiques comprennent généralement un corps principal cylindrique à face d'extrémité de contact contre laquelle peut venir en appui la plaque polaire mobile. Le corps principal comprend genéralement un circuit magnétique à deux pôles coplanaires formant la face d'extrémité de contact, le circuit magnétique ayant un noyau dont la première extrémité forme un premier pôle et dont la seconde extrémité est reliée par une paroi transversale de fond à une portion tubulaire coaxiale entourant le noyau et dont le bord libre forme le deuxième pôle. Une bobine d'induction occupe 'espace annulaire intérieur compris entre le noyau et la portion tubulaire coaxiale de circuit magnétique. La bobine comprend au moins un fil conducteur bobiné sur une carcasse tubulaire à deux flasques radiaux d'extrémité. L'armature mobile, comprenant une plaque polaire transversale magnétique, est attirée par les pôles du corps principal et tend à fermer le circuit magnétique. Un premier type de ventouse électromagnétique comprend un circuit magnétique à aimantation permanente, dont l'aimantation peut être annulée un courant électrique approprié parcourant la bobine d'induction l'autre pièce à immobiliser est alors maintenue en permanence par la ventouse électromagnétique, et elle est relâchée en cas passage de courant. Dans un second type de ventouse électromagnétique, le circuit magnétique est non aimanté, et la ventouse assure un maintien en position fixe de l'autre pièce à immobiliser lorsqu'un courant alimente sa bobine, et elle relâche l'autre pièce à immobiliser à l'interruption du courant électrique. Généralement, les ventouses électromagnétiques sont alimentées en 12 volts ou en 24 volts, et leur bobine est formée d'un fil conducteur faible diamètre, par exemple de l'ordre de 0,10 à 0,20 mm. Une difficulté est le montage de telles ventouses électromagnétiques, ce montage nécessite de bobiner le fil conducteur sur la carcasse, puis de souder les extrémités du fil conducteur sur des conducteurs de sortie de plus grande section et donc plus rigides, puis d'immobiliser les conducteurs de sortie par rapport à la carcasse pour éviter tout risque de rupture du fil conducteur bobiné, et enfin d'assembler la bobine sur le circuit magnétique en faisant sortir les conducteurs de sortie selon une direction appropriée. solution connue consiste, après soudure des conducteurs de sortie sur les extrémités du fil conducteur bobiné, à immobiliser les conducteurs de sortie en plaçant sur la surface periphérique du fil bobiné et en les enveloppant avec un ruban adhesif isolant. Un tel procédé nécessite des opérations manuelles difficilement automatisables, requièrent une attention particulière et une main d'#uvre qualifiée. autre solution consiste à prévoir une carcasse ayant des logements dans lesquels peuvent être bloques manuellement les conducteurs de sortie après soudure sur les extrémités du fil conducteur bobiné. Cela complique la structure de carcasse, et l'assemblage de la bobine sur le circuit magnétique reste malaisé. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de ventouse électromagnétique qui permette de faciliter considérablement les opérations d'assemblage et de connexion électrique en cours de fabrication. autre objet est d'améliorer la fiabilité des ventouses électromagnétiques, en évitant les risques d'erreurs de montage et les risques de défauts d'isolation électrique des fils conducteurs. autre objet de l'invention est de permettre d'automatiser et de mécaniser la fabrication de telles ventouses électromagnétiques, en évitant le recours à des opérations manuelles délicates et fastidieuses. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention prévoit une ventouse électromagnétique du type comprenant un corps principal généralement cylindrique à face d'extrémité de contact contre laquelle peut venir en appui une plaque polaire mobile, le corps principal comprenant un circuit magnétique à deux pôles coplanaires formant la face d'extrémité de contact, le circuit magnétique ayant un noyau dont la première extrémité forme un premier pôle et dont la seconde extrémité est reliée par une paroi transversale de fond à une portion tubulaire coaxiale entourant le noyau et dont le bord libre forme le deuxième pôle, une bobine d'induction de commande occupant l'espace annulaire intérieur compris entre le noyau et la portion tubulaire coaxiale de circuit magnétique, la bobine ayant au moins un fil conducteur bobiné sur une carcasse tubulaire à deux flasques radiaux d'extrémité ; selon l'invention - l'un des flasques radiaux d'extrémité de carcasse tubulaire porte des tiges conductrices rigides fixes faisant saillie extérieurement et sur lesquelles sont connectées électriquement les extrémités du ou des fils conducteurs de la bobine, - le circuit magnétique comporte une lumière de passage de connexion, disposée en regard desdites tiges conductrices rigides de la bobine pour les rendre accessibles depuis l'extérieur pour la connexion électrique de la bobine Selon un mode de réalisation préféré de l'invention - les tiges conductrices rigides se développent axialement vers l'extérieur, parallèlement à l'axe longitudinal de la ventouse électromagnétique, - la lumière de passage de connexion est positionnée dans une zone périphérique de la paroi transversale de fond, donnant ainsi un double accès axial et radial aux tiges conductrices rigides. La lumière de passage connexion peut avantageusement avoir une forme en secteur de cylindre d'axe parallèle à l'axe longitudinal de la ventouse électromagnétique. Selon un autre aspect l'invention, on prévoit un procédé de réalisation d'une ventouse électromagnétique selon les caractéristiques ci-dessus, comprenant les étapes suivantes a) prévoir une carcasse tubulaire à deux flasques radiaux d'extrémité, b) prévoir des tiges conductrices rigides fixes sur l'un des flasques radiaux d'extrémité, c) prévoir un circuit magnétique à noyau et portion tubulaire coaxiale reliés l'un à 'autre par une paroi transversale de fond, avec une lumière de passage de connexion, d) bobiner au moins un fil conducteur sur la carcasse tubulaire en enroulant les extremités du fil conducteur sur les tiges conductrices rigides, e) décaper et connecter électriquement les extrémités du fil conducteur sur les tiges conductrices rigides, f) insérer la bobine dans le circuit magnétique entre le noyau et la portion tubulaire coaxiale, en positionnant les tiges conductrices rigides dans la lumière de passage de connexion. De préférence, avant ou après l'étape f), on raccorde électriquement et mécaniquement des conducteurs de sortie aux tiges conductrices rigides. La structure particulière de ventouse électromagnétique permet de prévoir un contrôle électrique de la bobine préalablement à l'étape Egalement, préalablement à l'étape f), on peut avantageusement prévoir l'étape h) de surmouler les connexions électriques et la bobine. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue de côté en coupe longitudinale du corps principal une ventouse électromagnétique, selon le plan -A de la figure 2 ; - la figure 2 est une vue de dessus du corps principal de ventouse électromagnetique de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté d'une structure possible de carcasse de bobine selon la présente invention ; - la figure 4 est une vue de dessous de la carcasse de figure 3 ; - la figure 5 est une vue de face d'une bobine surmoulée selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 6 est une vue de dessous de la bobine surmoulée de la figure 5 ; et - la figure 7 est une vue de face en coupe longitudinale selon le plan B-B de la figure 5. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, la ventouse electromagnétique comprend un corps principal 1 généralement cylindrique d'axe longitudinal I-I ayant une face d'extrémité de contact 2 formant face de contact pour coopérer avec la face extrémité de contact correspondante d'une armature mobile. Le corps principal 1 de la ventouse électromagnétique comprend un circuit magnétique ouvert à deux pôles 5 et 6 coplanaires formant la face d'extrémité de contact 2. Le circuit magnétique comprend un noyau 7 cylindrique axial dont la première extrémité forme le premier pôle 5 et dont la seconde extrémité est reliée par une paroi transversale de fond 8 à une portion tubulaire coaxiale 9 entourant le noyau 7 et dont le bord libre forme le deuxième pôle 6. Un espace annulaire intérieur 10 est prévu entre le noyau 7 et la portion tubulaire coaxiale 9 de circuit magnétique. Une bobine 11 d'induction de commande occupe l'espace annulaire intérieur 10, et génère une induction magnétique dans le circuit magnétique sous l'action d'un courant électrique parcourant la bobine. En se référant aux figures 1 et 7 notamment, la bobine 11 porte au moins un fil conducteur 12 bobiné sur une carcasse tubulaire 3 à deux flasques radiaux d'extrémité 31 et 32. L'un des flasques radiaux d'extrémité 32 de la carcasse tubulaire 3 porte des tiges conductrices rigides fixes telles que les tiges 13 et 14, faisant saillie extérieurement et sur lesquelles sont connectées électriquement les extrémités du ou des fils conducteurs 12 de la bobine 11. En se référant à nouveau aux figures 1 et 2, le circuit magnétique comporte une lumière de passage de connexion 15, disposée en regard desdites tiges conductrices rigides 13 et 14 de la bobine pour les rendre accessibles depuis l'extérieur pour la connexion électrique de la bobine 11. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, les tiges conductrices rigides 13 et 14 développent axialement vers l'extérieur, parallèlement à l'axe longitudinal I-I de la ventouse électromagnétique. La lumière passage de connexion est positionnée dans une zone périphérique de la paroi transversale de fond 8, ce qui permet de donner ainsi un double accès axial et radial aux tiges conductrices rigides et 14. lumière de passage de connexion 15, dans le mode de réalisation avantageux représenté sur les figures, a une forme en secteur cylindre d'axe parallèle à l'axe longitudinal I de la ventouse électromagnétique. Dans le premier mode de réalisation des figures et 2 à tiges conductrices rigides axiales, on comprend que l'insertion de la bobine 11 dans le corps principal 1 est particulièrement simple. Dans le second mode de réalisation illustré sur les figures à 7, les tiges conductrices rigides (non visibles sur les figures) sont connectées électriquement à des conducteurs de sortie 130 et , et l'ensemble de la bobine 11 avec ses connexions électriques est surmoulé dans une résine diélectrique en laissant apparentes les extrémités des conducteurs de sortie 130 140. Ainsi, résine diélectrique de surmoulage forme une couche périphérique protectrice 16, permettant d'isoler le bobinage électrique par rapport au circuit magnétique, et la résine diélectrique de surmoulage constitue également le prolongement axial 17 qui recouvre les connexions électriques en laissant apparaître les extrémités des conducteurs de sortie 130 140. Dans l'exemple illustré, les conducteurs de sortie 130 et 140 sortent radialement par rapport à l'axe longitudinal de la bobine. Dans ce second mode de réalisation des figures 5 à 7, l'insertion reste possible en prévoyant que les conducteurs de sortie 130 et 140 sont tenus sur la carcasse tubulaire 3 par un prolongement axial 17 souple qui permet d'orienter provisoirement les conducteurs de sortie 130 et 140 parallèlement à l'axe longitudinal I-I du corps principal 1. Le ou les fils conducteurs 12 peuvent être connectés électriquement aux tiges conductrices rigides 13 et 14 par sertissage, ou par soudure, ou par tout moyen approprié. Par exemple, on peut entourer les extrémités du ou des fils conducteurs 12 sur les tiges conductrices rigides 13 et 14, puis décaper les tiges et les extrémités de fil pour ensuite les souder ensemble à la vague. Pour la réalisation d'une ventouse électromagnétique selon l'invention, on peut prévoir la suite des étapes ci-après, qui seront décrites en relation avec les mêmes figures a) tout d'abord, on prévoit une carcasse tubulaire 3, telle qu'illustrée par exemple sur les figures 3 et 4, à deux flasques radiaux d'extrémité 31 et 32 reliés une partie centrale cylindrique ; on prévoit des tiges conductrices rigides 13 et 14 fixes l'un des flasques radiaux d'extrémité, exemple le flasque radial d'extrémité 32 ; de préférence, les tiges conductrices rigides 13 et 14 sortent axialement vers l'extérieur, comme illustré sur les figures, et sont écartées 1 une de l'autre d'une distance appropriée permettant le fonctionnement d'une machine bobinage qui constitue le bobinage électrique et vient enrouler les extrémités du fil conducteur 12 autour des tiges conductrices rigides 13 et 14 ; on prévoit un circuit magnétique à noyau 7 et portion tubulaire coaxiale 9 reliés l'un à l'autre une paroi transversale de fond 8, comme illustré sur les figures 1 et 2, avec une lumiere de passage de connexion 15 ; par exemple on réalise la lumière de passage de connexion 15 par fraisage axial dans le bord de la paroi transversale de fond 8, définissant une lumière ouverte à la fois dans le sens axial et dans le sens radial d) on bobine au moins un fil conducteur 12 sur la carcasse tubulaire en enroulant les extrémités du fil conducteur sur les tiges conductrices rigides 13 et 14 ; cette opération peut être exécutée automatiquement par une machine de bobinage ; e) on décape et on connecte électriquement extrémités du fil conducteur 12 sur les tiges conductrices rigides 13 et 14 ; cette étape peut avantageusement s'exécuter de façon automatique, par soudure à la vague, car le sous-ensemble formé par bobine et son fil conducteur est autoporteur rigide et facile à manipuler de façon automatique ; f) on insère la bobine dans le circuit magnétique entre le noyau 7 et la portion tubulaire coaxiale 9, en positionnant les tiges conductrices rigides 13 et 14 au regard de la lumière de passage de connexion 15 ; cette opération peut également être automatisée, puisque chaque sous-ensemble est rigide et facile à positionner et orienter. Avant ou après l'étape f) d'insertion de bobine, on peut avantageusement raccorder électriquement et mécaniquement des conducteurs de sortie 130 et 140 aux tiges conductrices rigides 13 et 14, les conducteurs de sortie 130 et 140 ayant un diamètre plus important que celui du fil conducteur 12 et pouvant donc conserver une position relative fixe par rapport à la bobine 11 lors des manipulations et des positionnements relatifs pour le montage. Préalablement à l'étape f), on peut avantageusement procéder au contrôle électrique de la bobine, dès lors qu'aucune autre opération ne sera ensuite exécutée pour la connexion electrique, et qu'il n'y a pas de risque de déconnexion ou rupture du fil conducteur 12. Préalablement à l'étape f), on peut également prévoir 'étape h) de surmouler les connexions électriques et la bobine pour améliorer l'isolation électrique et constituer un sous ensemble entièrement protégé par une couche périphérique protectrice 16 et par un prolongement axial 17. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Ventouse électromagnétique du type comprenant un corps principal (1) généralement cylindrique à face d'extrémite (2) de contact contre laquelle peut venir en appui une plaque polaire mobile, le corps principal (1) comprenant un circuit magnétique à deux pôles (5, 6) coplanaires formant la face d'extrémité de contact (2), le circuit magnétique ayant un noyau (7) dont la première extrémité forme un premier pôle (5) et dont la seconde extrémité est reliée par une paroi transversale de fond à une portion tubulaire coaxiale (9) entourant le noyau (7) et dont le bord libre forme le deuxième pôle (6), une bobine (11) d'induction de commande occupant l'espace annulaire intérieur (10) compris entre le noyau (7) et la portion tubulaire coaxiale (9) de circuit magnétique, la bobine (11) ayant au moins un fil conducteur (12) bobiné sur une carcasse tubulaire (3) à deux flasques radiaux d'extrémité (31, 32), caractérisée en ce que - l'un des flasques radiaux d'extrémité (32) de carcasse tubulaire porte des tiges conductrices rigides (13, 14) fixes faisant saillie extérieurement et sur lesquelles sont connectées électriquement les extrémités du ou des fils conducteurs de la bobine (11), le circuit magnétique comporte une lumière de passage de connexion (15), disposée en regard desdites tiges conductrices rigides (13, 14) de la bobine (11) pour les rendre accessibles depuis l'extérieur pour la connexion électrique de la bobine (11). 2 - Ventouse électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tiges conductrices rigides (13, 14) se développent axialement vers l'extérieur, parallèlement à l'axe longitudinal (I- de la ventouse électromagnétique, la lumière de passage de connexion (15) est positionnée dans une zone périphérique de la paroi transversale de fond (8), donnant ainsi un double accès axial et radial aux tiges conductrices rigides (13, 14). 3 - Ventouse électromagnétique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la lumière de passage de connexion (15) a une forme en secteur de cylindre d'axe parallèle à 1 axe longitudinal (I-I) de la ventouse électromagnétique. 4 - Ventouse électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les tiges conductrices rigides (13, 14) sont connectées électriquement à des conducteurs de sortie (130, 140), et l'ensemble de la bobine avec ses connexions électriques est surmoulé dans une résine diélectrique (16, 17) en laissant apparentes les extrémités des conducteurs de sortie (130, 140). 5 - Procédé de réalisation d'une ventouse électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) prévoir une carcasse tubulaire (3) à deux flasques radiaux d'extrémité (31, 32), b) prévoir des tiges conductrices rigides (13, 14) fixes sur l'un des flasques radiaux d'extrémité (32), c) prévoir un circuit magnétique à noyau (7) et portion tubulaire coaxiale (9) reliés l'un à l'autre par une paroi transversale de fond (8), avec une lumière de passage de connexion (15), bobiner au moins un fil conducteur (12) sur la carcasse tubulaire (3) en enroulant les extrémités du fil conducteur (12) sur les tiges conductrices rigides (13, 14), décaper et connecter électriquement les extrémités du fil conducteur (12) sur les tiges conductrices rigides (13, 14) insérer la bobine (11) dans le circuit magnétique entre le noyau (7) et la portion tubulaire coaxiale (9), en positionnant les tiges conductrices rigides (13, 14) dans la lumière de passage de connexion (15). 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé ce que, avant ou après l'étape f), on raccorde électriquement et mécaniquement des conducteurs de sortie (130, 140) aux tiges conductrices rigides (13, 14). 7 - Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que, préalablement à l'étape f), on contrôle électriquement la bobine (11). 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que, préalablement à l'étape f), on prévoit l'étape de h) surmouler les connexions électriques et la bobine (11).