FR2992014A1 - Electromagnetic suction cup for use in access control field to maintain locked door, has magnetic material plate swinging from first state to second state during swinging of cup to locked and unlocked states, respectively - Google Patents
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Abstract
Description
Ventouse électromagnétique améliorée La présente invention concerne une ventouse électromagnétique du type comportant un électroaimant et une plaque en un matériau magnétique, la plaque étant propre à coopérer avec l'électroaimant, la ventouse étant soit dans un état verrouillé lorsqu'une puissance électrique est appliquée à l'électroaimant, soit dans un état déverrouillé lorsque aucune puissance électrique n'est appliquée à l'électroaimant. Des ventouses de ce type sont connues. Elles sont par exemple utilisées dans le domaine du contrôle d'accès pour maintenir une porte verrouillée. Pour cela, l'électroaimant, constituant le corps de la ventouse, est fixé sur le cadre dormant de la porte, tandis que la plaque est fixée sur la porte de manière à ce qu'une face de contact de la plaque vienne en regard d'une face de contact de l'électroaimant, lorsque la porte est refermée. La mise sous tension de l'électroaimant conduit à la génération d'un champ magnétique propre à créer une force magnétique d'attraction de la plaque vers l'électroaimant qui tend à mettre en contact la face de contact de la plaque sur la face de contact de l'électroaimant. Cette force magnétique de plusieurs centaines de kilogrammes, par exemple de 200 kg, empêche l'ouverture de la porte qui est par conséquent verrouillée. Cependant, la pièce polaire de l'électroaimant et la plaque sont réalisées dans un matériau magnétique. Ainsi, lorsque la ventouse est basculée dans l'état déverrouillé et bien que l'électroaimant ne soit plus sous tension, une force magnétique rémanente subsiste entre la plaque et la pièce polaire. Cette force magnétique rémanente maintient la face de contact de la plaque contre la face de contact de l'électroaimant et s'oppose à l'ouverture facile de la porte bien que celle-ci soit pourtant déverrouillée. Pour réduire cette force magnétique rémanente, les ventouses électromagnétiques sont équipées d'un moyen d'éjection. Celui-ci consiste par exemple en un doigt rétractable dont l'actionnement, suite au basculement de la ventouse dans l'état déverrouillé, permet de repousser la plaque à l'écart de l'électroaimant de manière à créer un entrefer entre les faces de contact de la plaque et de l'électroaimant. En augmentant ainsi la distance entre la plaque et l'électroaimant, la force magnétique rémanente est considérablement réduite, voir annulée. L'ouverture de la porte s'effectue alors sans effort. Or, un tel moyen d'éjection constitue un équipement supplémentaire à prévoir sur la ventouse, ce qui en augmente le coût et en complexifie la fabrication. De plus, le montage et le réglage de la ventouse sont délicats, car il faut ajuster les positions relatives des faces de contact de la ventouse avec une précision suffisante pour que le moyen d'éjection produise l'effet recherché. Enfin, un tel dispositif d'éjection consomme une certaine puissance électrique additionnelle et est susceptible de tomber en panne. L'invention a donc pour but de palier le problème de l'existence d'une force magnétique rémanente empêchant la séparation des faces de contact de la ventouse basculée dans l'état déverrouillé, tout en proposant une alternative à un moyen d'éjection. Pour cela l'invention a pour objet une ventouse électromagnétique du type précité, caractérisée en ce que ladite plaque est deformable élastiquement entre un premier état dans lequel une face de contact de la plaque et une face de contact de l'électroaimant, située en regard de ladite face de contact de la plaque, délimitent entre elles un entrefer prédéterminé, et un second état dans lequel ladite face de contact de la plaque est ajustée à ladite face de contact de l'électroaimant, ledit entrefer prédéterminé étant alors supprimé, la plaque basculant du premier état vers le second état lors du basculement de la ventouse de l'état déverrouillé vers l'état verrouillé, et du second état vers le premier état lors du basculement de la ventouse de l'état verrouillé vers l'état déverrouillé.The present invention relates to an electromagnetic suction pad of the type comprising an electromagnet and a plate made of a magnetic material, the plate being adapted to cooperate with the electromagnet, the suction cup being either in a locked state when electric power is applied to the electromagnet. the electromagnet is in an unlocked state when no electrical power is applied to the electromagnet. Suckers of this type are known. They are for example used in the field of access control to maintain a locked door. For this, the electromagnet, constituting the body of the sucker, is fixed on the frame of the door, while the plate is fixed on the door so that a contact face of the plate comes to the door. a contact face of the electromagnet, when the door is closed. Energizing the electromagnet leads to the generation of a magnetic field capable of creating a magnetic attraction force of the plate towards the electromagnet which tends to bring the contact face of the plate into contact with the face of the electromagnet. contact of the electromagnet. This magnetic force of several hundred kilograms, for example 200 kg, prevents the opening of the door which is therefore locked. However, the pole piece of the electromagnet and the plate are made of a magnetic material. Thus, when the suction cup is tilted in the unlocked state and although the electromagnet is no longer energized, a residual magnetic force remains between the plate and the pole piece. This remanent magnetic force maintains the contact face of the plate against the contact face of the electromagnet and opposes the easy opening of the door although it is yet unlocked. To reduce this magnetic remanent force, the electromagnetic suction cups are equipped with an ejection means. This consists for example of a retractable finger whose actuation, following the tilting of the suction cup in the unlocked state, to push the plate away from the electromagnet so as to create a gap between the faces of contact of the plate and the electromagnet. By thus increasing the distance between the plate and the electromagnet, the remanent magnetic force is considerably reduced, see canceled. The door is opened without effort. However, such an ejection means is an additional equipment to be provided on the suction cup, which increases the cost and complicates the manufacture. In addition, the mounting and adjustment of the suction cup are delicate, because it is necessary to adjust the relative positions of the contact surfaces of the suction cup with sufficient accuracy so that the ejection means produce the desired effect. Finally, such an ejection device consumes some additional electrical power and is likely to fail. The invention therefore aims to overcome the problem of the existence of a residual magnetic force preventing the separation of the contact faces of the tilted suction cup in the unlocked state, while providing an alternative to an ejection means. For this, the subject of the invention is an electromagnetic plunger of the aforementioned type, characterized in that said plate is elastically deformable between a first state in which a contact face of the plate and a contact face of the electromagnet, situated opposite of said contact face of the plate, delimit between them a predetermined air gap, and a second state in which said contact face of the plate is fitted to said contact face of the electromagnet, said predetermined gap being then removed, the plate flipping from the first state to the second state when the pad is switched from the unlocked state to the locked state, and from the second state to the first state when the pad is switched from the locked state to the unlocked state.
Selon d'autres modes de réalisation, la ventouse électromagnétique comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou dans toutes les combinaisons techniquement possibles : - elle ne comporte pas de moyen d'éjection de la contre-plaque à l'écart de l'électroaimant ; - dans l'état déverrouillé de la ventouse, ledit entrefer prédéterminé est concave ; - dans le premier état, ladite face de contact de la plaque est cintrée et son centre de courbure est situé du côté de l'électroaimant ; - dans le second état, ladite face de contact de la plaque est plane ; - ladite face de contact de la plaque est rectangulaire ; - la plaque est équipée de moyens de fixation réglables ; et - ledit électroaimant comporte une pièce polaire profilée de section transversale en forme de « E » et une bobine, la pièce polaire définissant ladite face de contact de l'électroaimant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'une plaque d'une ventouse électromagnétique ; La figure 2 est une représentation schématique en perspective du corps de la ventouse électromagnétique de la figure 1; La figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale de la ventouse électromagnétique des figures 1 et 2 ; la figure 4 est une représentation schématique en vue de face de la ventouse électromagnétique des figures 1 et 2, dans l'état déverrouillé, la plaque étant dans un premier état ; et, la figure 5 est une représentation schématique en vue de face de la ventouse des figures 1 et 2, dans l'état verrouillé, la plaque étant dans un second état. Les différentes figures sont repérées par un référentiel d'axes XYZ. En se référant plus particulièrement aux figures 1 à 3, une ventouse électromagnétique 1 comporte un corps 3 et une plaque 5. Le corps 3 comporte un électroaimant 7 constitué d'une pièce polaire 9 et d'une bobine 11 logées dans un carter 10 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle. La pièce polaire 9 est réalisée dans un matériau magnétique. La pièce 9 est un profilé selon l'axe longitudinal X, présentant une section en forme de « E» selon un plan transversal YZ. La pièce 9 comporte ainsi trois parois polaires : deux parois latérales, 13 et 17, et une paroi centrale 15. Ces parois polaires sont reliées entre elles, au niveau d'une de leurs extrémités respectives, par une paroi de fond 19. Le champ, respectivement 23, 25 et 27, de l'extrémité libre de chaque paroi polaire 13, 15 et 17 constitue un pôle magnétique de l'électroaimant 7. Chaque champ 23, 25 et 27 est usiné avec précision. Ils définissent ensemble une face de contact 29 de l'électroaimant 7. Dans le présent mode de réalisation, la face de contact 29 est plane. Elle repose dans un plan parallèle au plan XY. La face de contact 29 est rectangulaire.According to other embodiments, the electromagnetic pad comprises one or more of the following characteristics, taken individually or in all technically possible combinations: it does not include means for ejecting the plate against the gap of the electromagnet; in the unlocked state of the suction cup, said predetermined air gap is concave; in the first state, said contact face of the plate is bent and its center of curvature is located on the side of the electromagnet; in the second state, said contact face of the plate is flat; said contact face of the plate is rectangular; the plate is equipped with adjustable fixing means; and said electromagnet comprises a profiled pole piece with an E-shaped cross-section and a coil, the pole piece defining said contact face of the electromagnet. The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment, given solely by way of example and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation in perspective a plate of an electromagnetic sucker; Figure 2 is a schematic perspective view of the body of the electromagnetic lock of Figure 1; Figure 3 is a schematic cross-sectional representation of the electromagnetic plunger of Figures 1 and 2; Figure 4 is a schematic representation in front view of the electromagnetic lock of Figures 1 and 2, in the unlocked state, the plate being in a first state; and Figure 5 is a schematic front view of the suction cup of Figures 1 and 2, in the locked state, the plate being in a second state. The different figures are identified by a repository of XYZ axes. Referring more particularly to FIGS. 1 to 3, an electromagnetic suction cup 1 comprises a body 3 and a plate 5. The body 3 comprises an electromagnet 7 consisting of a pole piece 9 and a coil 11 housed in a housing 10 of substantially rectangular parallelepiped shape. The pole piece 9 is made of a magnetic material. The part 9 is a profile along the longitudinal axis X, having a section in the shape of "E" in a transverse plane YZ. The part 9 thus comprises three polar walls: two lateral walls, 13 and 17, and a central wall 15. These polar walls are interconnected, at one of their respective ends, by a bottom wall 19. The field , respectively 23, 25 and 27, of the free end of each pole wall 13, 15 and 17 constitutes a magnetic pole of the electromagnet 7. Each field 23, 25 and 27 is machined accurately. They together define a contact face 29 of the electromagnet 7. In the present embodiment, the contact face 29 is flat. It lies in a plane parallel to the XY plane. The contact face 29 is rectangular.
La face de contact 29 de l'électroaimant 7 est destinée à être en regard d'une face de contact 39 de la plaque 5 qui sera présentée ci-dessous. La pièce polaire 9 comporte des premier et second logements, 31 et 33, qui sont définis entre une paroi polaire latérale, 13 ou 17, et la paroi polaire centrale 15. La bobine 11 est constituée par un fil métallique conducteur du courant électrique enroulé sur lui-même pour former une pluralité de spires qui est enrobée extérieurement d'une matière isolante. La bobine 11 est disposée autour de la paroi polaire centrale 15, de manière à être reçue à l'intérieur des premier et second logements, 31 et 33, de la pièce polaire 9. La bobine 11 est reliée à des bornes 35 prévues sur le côté du corps 3 et qui permettant de connecter électriquement la bobine 11 à des moyens d'alimentation commandés (non représentés) propres à faire circuler un courant électrique adapté dans la bobine 11 de manière à faire basculer la ventouse de l'état verrouillé à l'état déverrouillé, ou inversement. Pour la solidarisation du corps 3 sur le cadre d'une porte, le corps est muni, à chacune de ses extrémités longitudinales, de moyens de fixation réglables 37. Ces moyens 37 permettent à la fois de solidariser l'électroaimant 7 à un support (un cadre de porte dans notre exemple), mais également de régler la distance entre la face de contact 39 de la plaque 5 et la face de contact 29 de l'électroaimant 7 pour un fonctionnement optimale de la ventouse 1. La plaque 5 est réalisée en un matériau magnétique, de préférence identique à celui dont est constituée la pièce polaire 9. La géométrie précise de la plaque sera décrite ci-dessous en référence aux figures 4 et 5. La plaque 5 comporte une face de contact 39 destinée à être placée en regard de la face de contact 29 de la pièce polaire 9. Les dimensions des faces de contact 29 et 39 sont sensiblement identiques.The contact face 29 of the electromagnet 7 is intended to be opposite a contact face 39 of the plate 5 which will be presented below. The pole piece 9 comprises first and second housings, 31 and 33, which are defined between a lateral pole wall, 13 or 17, and the central polar wall 15. The coil 11 is constituted by a wire conductive of the electric current wound on itself to form a plurality of turns which is coated externally with an insulating material. The coil 11 is arranged around the central polar wall 15, so as to be received inside the first and second housings, 31 and 33, of the pole piece 9. The coil 11 is connected to terminals 35 provided on the side of the body 3 and for electrically connecting the coil 11 to controlled power supply means (not shown) adapted to circulate a suitable electric current in the coil 11 so as to switch the suction pad from the locked state to the unlocked state, or vice versa. For securing the body 3 to the frame of a door, the body is provided at each of its longitudinal ends with adjustable fixing means 37. These means 37 make it possible both to secure the electromagnet 7 to a support ( a door frame in our example), but also to adjust the distance between the contact face 39 of the plate 5 and the contact face 29 of the electromagnet 7 for optimal operation of the suction cup 1. The plate 5 is made in a magnetic material, preferably identical to that of which is formed the pole piece 9. The precise geometry of the plate will be described below with reference to Figures 4 and 5. The plate 5 has a contact face 39 to be placed facing the contact face 29 of the pole piece 9. The dimensions of the contact faces 29 and 39 are substantially identical.
La plaque 5 comporte, à chacune de ses extrémités longitudinales 41, de part et d'autre d'une portion centrale 42, des moyens de fixation 43 permettant de solidariser la plaque 5 à un support (une porte dans notre exemple). La plaque 5 est deformable. Elle est conçue pour être déformée élastiquement entre des premier et second états.The plate 5 comprises, at each of its longitudinal ends 41, on either side of a central portion 42, fixing means 43 for securing the plate 5 to a support (a door in our example). The plate 5 is deformable. It is designed to be elastically deformed between first and second states.
Dans le premier état, sans contrainte, représenté à la figure 4, la plaque 5 présente un cintrage prédéterminé. La face de contact 39 possède ainsi une courbure constante selon la direction longitudinale X, le centre de courbure C se situant du côté du corps 3 de la ventouse, sur l'axe Z. Il est à noter que, sur la figure 4, la courbure de la face de contact 39 a été accentuée pour des raisons de clarté.In the first state, without constraint, shown in Figure 4, the plate 5 has a predetermined bending. The contact face 39 thus has a constant curvature in the longitudinal direction X, the center of curvature C being located on the side of the body 3 of the suction cup, on the axis Z. It should be noted that in FIG. curvature of the contact face 39 has been accentuated for the sake of clarity.
Dans ce premier état, la ventouse 1 comporte un entrefer prédéterminé 45 entre les faces de contact de la plaque et de l'électroaimant, 29 et 39. Cet entrefer prédéterminé 45, qui vient s'ajouter à un entrefer de positionnement relatif résultant du montage de la plaque 5 et du corps 3, est concave. Il présente ainsi une forme en arc de cercle dans le plan XZ.In this first state, the suction cup 1 has a predetermined gap 45 between the contact faces of the plate and the electromagnet, 29 and 39. This predetermined air gap 45, which is added to a relative positioning gap resulting from mounting of the plate 5 and the body 3, is concave. It thus has an arcuate shape in the XZ plane.
Dans le second état, sous contrainte, représenté à la figure 5, la plaque 5 est plane. La face de contact 39 de la plaque 5 est plane et parallèle à la face de contact 29 de l'électroaimant 7. L'entrefer prédéterminé 45 est ici supprimé. Si le montage de la ventouse 1 est effectué précisément, c'est-à-dire s'il n'existe pas d'entrefer de positionnement, les faces de contact 29 et 39 sont en contact sur l'essentiel de leur surface. Le fonctionnement de la ventouse électromagnétique 1 est le suivant.In the second state, under stress, represented in FIG. 5, the plate 5 is flat. The contact face 39 of the plate 5 is flat and parallel to the contact face 29 of the electromagnet 7. The predetermined air gap 45 is here suppressed. If the mounting of the suction cup 1 is performed precisely, that is to say if there is no positioning gap, the contact faces 29 and 39 are in contact on most of their surface. The operation of the electromagnetic lock 1 is as follows.
La ventouse 1 est soit dans un état « verrouillé », lorsqu'une puissance électrique est appliquée à la bobine 11, soit dans un état « déverrouillé », lorsque aucune puissance électrique n'est appliquée à la bobine 11. Dans l'état déverrouillé, aucune force magnétique ne s'applique sur la plaque 5. La plaque 5 n'est donc pas contrainte. Elle est dans le premier état qui correspond à la géométrie qui lui a été conférée au moment de sa fabrication. Ainsi, dans l'état déverrouillé de la ventouse, la plaque 5 se trouve dans le premier état. Dans l'état verrouillé, sous l'effet de la circulation d'un courant, la bobine 11 génère un champ magnétique H qui circule dans la pièce polaire 9 le long des circuits magnétiques tels que les circuits Cl et 02. Au niveau des pôles magnétiques de la pièce 9, les circuits de circulation du champ magnétique H sont ouverts, de sorte qu'une inductance magnétique B est crée dans l'espace environnant les pôles de l'électroaimant 7, c'est-à-dire au voisinage de la face de contact 29. La plaque 5 est destinée à coopérer avec l'électroaimant 7 du corps 3 de la ventouse : lorsque la plaque 5 est plongée dans le champ magnétique généré par l'électroaimant 7, elle subit une force magnétique propre à l'attirer vers l'électroaimant pour tenter de refermer les circuit de circulation du champ magnétique. L'amplitude de la force magnétique créer par l'électroaimant 7 alimenté en puissance électrique est telle qu'elle permet de contraindre la plaque 5 se trouvant initialement dans le premier état de manière à ce que celle-ci se déforme pour atteindre le second état. Ainsi, dès que la ventouse bascule dans l'état verrouillé, la plaque bascule dans le second état. Avantageusement, lorsque le montage du corps 3 sur le cadre et de la plaque 5 sur la porte est correctement réalisé et qu'il n'existe pas d'entrefer de positionnement, la face de contact 39 de la plaque 5 vient se coller sur la face de contact 29 de l'électroaimant 7. Lorsque la ventouse est déverrouillée, c'est-à-dire lorsque le courant d'alimentation de l'électroaimant 7 est coupé, le couplage des aimantations rémanente de la pièce polaire 9 et de la plaque 5 fait que la plaque 5 subit une force magnétique rémanente l'attirant vers l'électroaimant 7.The suction cup 1 is either in a "locked" state, when an electric power is applied to the coil 11, or in an "unlocked" state, when no electric power is applied to the coil 11. In the unlocked state no magnetic force is applied to the plate 5. The plate 5 is not constrained. It is in the first state which corresponds to the geometry conferred on it at the time of its manufacture. Thus, in the unlocked state of the suction cup, the plate 5 is in the first state. In the locked state, under the effect of the flow of a current, the coil 11 generates a magnetic field H which circulates in the pole piece 9 along the magnetic circuits such as the circuits C1 and 02. At the poles magnetic elements of the part 9, the circulation circuits of the magnetic field H are open, so that a magnetic inductance B is created in the space surrounding the poles of the electromagnet 7, that is to say in the vicinity of the contact face 29. The plate 5 is intended to cooperate with the electromagnet 7 of the body 3 of the suction cup: when the plate 5 is immersed in the magnetic field generated by the electromagnet 7, it undergoes a magnetic force specific to the attract to the electromagnet to try to close the circulation circuit of the magnetic field. The amplitude of the magnetic force created by the electromagnet 7 supplied with electrical power is such that it makes it possible to constrain the plate 5 initially located in the first state so that the latter is deformed to reach the second state. . Thus, as soon as the sucker switches to the locked state, the plate switches to the second state. Advantageously, when the mounting of the body 3 on the frame and the plate 5 on the door is correctly made and there is no positioning gap, the contact face 39 of the plate 5 is sticking to the contact face 29 of the electromagnet 7. When the suction cup is unlocked, that is to say when the supply current of the electromagnet 7 is cut, the coupling of the remanent magnetizations of the pole piece 9 and the plate 5 causes the plate 5 to undergo a remanent magnetic force attracting it towards the electromagnet 7.
L'amplitude de la force magnétique rémanente est plus faible que l'amplitude de la force magnétique générée par l'électroaimant sous tension. La plaque 5 est conçue de telle sorte que la force magnétique rémanente est insuffisante pour contraindre et maintenir la plaque 5 dans le second état. En conséquence, les forces internes de compression à l'intérieur de la plaque 5 contraintes sont libérées et la plaque 5 retourne élastiquement dans le premier état.The magnitude of the remanent magnetic force is smaller than the magnitude of the magnetic force generated by the energized electromagnet. The plate 5 is designed such that the remanent magnetic force is insufficient to constrain and maintain the plate 5 in the second state. As a result, the internal compressive forces within the stress plate are released and the plate 5 resiliently returns to the first state.
Ce faisant, la face de contact 39 de la plaque 5 s'écarte de la face de contact 29 de l'électroaimant 7 de manière à reformer l'entrefer prédéterminé 45. les dimensions de celui-ci permettent de garantir que l'amplitude de la force magnétique rémanente, qui dépend de la distance entre la pièce polaire 9 et la plaque 5, chute à une valeur nulle ou quasiment nulle. La plaque n'est alors soumise à aucune contrainte extérieure et reprend la géométrie du premier état. Ainsi, dès le basculement de la ventouse dans l'état déverrouillé, la plaque revient dans son premier état et il est possible de séparer facilement le corps 3 à l'écart de la plaque 5 de la ventouse 1, et par conséquent d'ouvrir la porte équipée de la ventouse sans effort. Les valeurs définissant la géométrie de la plaque 5 dans les premier et second états (épaisseur, longueur, courbure...), du module d'élasticité du matériau constitutif la plaque 5, de la force magnétique entre la plaque et l'électroaimant 7 alimenté en puissance électrique en présence de l'entrefer prédéterminé 45, de la force magnétique rémanente entre la plaque 5 et l'électroaimant 7 lorsque leurs faces de contact sont collées l'une à l'autre, et éventuellement d'autres paramètres de la ventouse, sont prises en compte dans la détermination de la géométrie à conférer à la plaque 5 pour atteindre le comportement présenté ci-dessus. L'homme du métier comprendra que le principe de fonctionnement de la présente ventouse permet s'affranchir de moyens d'éjection de la plaque à l'écart de la pièce polaire lorsque la ventouse est basculée de l'état verrouillé à l'état déverrouillé. Un effet supplémentaire particulièrement avantageux est le suivant. Dans l'art antérieur, la plaque est plane lorsque la ventouse est dans l'état déverrouillé. En revanche, dans l'état verrouillé de la ventouse, les forces mécaniques de traction, orientées vers l'électroaimant, déforment la plaque. Ainsi, par exemple, lorsque la plaque est fixée par ses extrémités longitudinales, la plaque est bombée au niveau de sa portion centrale qui seule vient en contact de la face de contact de l'électroaimant. Il y a donc création d'un entrefer convexe entre les faces de contacts de la ventouse lorsque celle-ci est dans l'état verrouillé La présence de cet entrefer convexe est à l'origine d'une discontinuité des circuits magnétiques et, par conséquent, d'une perte magnétique importante. En revanche, selon la présente invention et à condition d'un montage précis de la ventouse, dans l'état verrouillé, la déformation élastique de la plaque crée une précontrainte de la plaque qui s'oppose à la déformation convexe de celle-ci sous l'effet des forces de traction. Par conséquent, la majeure partie de la face de contact de la plaque reste plane et est collée sur la face de contact de l'électroaimant. Ainsi, tout entrefer entre la pièce polaire et la plaque est supprimé. Il n'y a donc aucune perte magnétique ou, tout au moins, beaucoup moins de pertes magnétiques que dans les ventouses de l'état de la technique. Les moyens de fixation réglables de la plaque permettent d'ajuster la position relative des faces de contact pour garantir un contact étendu entre la face de contact de la plaque et celle de l'électroaimant. Ainsi, à puissance électrique équivalente, la ventouse selon l'invention permet un gain de la force magnétique entre le corps et la plaque lorsque la ventouse est dans l'état verrouillé. Un gain d'environ 25 (3/0 a été obtenu. En variante, d'autres géométries des faces de contact de la ventouse sont envisageables : par exemple la face de contact de l'électroaimant est cintrée à l'écart de la plaque et la face de contact de la plaque est, dans le premier état de la plaque, plane et, dans le second état de la plaque, cintrée de manière à présenter un centre de courbure du côté opposé à l'électroaimant, pour venir s'ajuster à la géométrie de la face de contact de l'électroaimant.In doing so, the contact face 39 of the plate 5 deviates from the contact face 29 of the electromagnet 7 so as to reform the predetermined air gap 45. The dimensions thereof make it possible to guarantee that the amplitude of the the remanent magnetic force, which depends on the distance between the pole piece 9 and the plate 5, drops to a zero or almost zero value. The plate is then subjected to no external stress and takes up the geometry of the first state. Thus, as soon as the suction pad is tilted into the unlocked state, the plate returns to its first state and it is possible to easily separate the body 3 away from the plate 5 of the suction cup 1, and consequently to open the door equipped with the suction cup without effort. The values defining the geometry of the plate 5 in the first and second states (thickness, length, curvature ...), the modulus of elasticity of the material constituting the plate 5, the magnetic force between the plate and the electromagnet 7 supplied with electrical power in the presence of the predetermined air gap 45, the residual magnetic force between the plate 5 and the electromagnet 7 when their contact faces are glued to each other, and possibly other parameters of the Suction cup, are taken into account in the determination of the geometry to be given to the plate 5 to achieve the behavior presented above. Those skilled in the art will understand that the operating principle of the present suction cup makes it possible to dispense with means for ejecting the plate away from the pole piece when the suction cup is switched from the locked state to the unlocked state. . A particularly advantageous additional effect is the following. In the prior art, the plate is flat when the suction cup is in the unlocked state. On the other hand, in the locked state of the suction cup, the mechanical tensile forces, directed towards the electromagnet, deform the plate. Thus, for example, when the plate is fixed by its longitudinal ends, the plate is curved at its central portion which only comes into contact with the contact face of the electromagnet. There is therefore creation of a convex gap between the contact faces of the suction cup when the latter is in the locked state. The presence of this convex air gap is at the origin of a discontinuity of the magnetic circuits and consequently , a significant magnetic loss. On the other hand, according to the present invention and provided that the suction cup is accurately mounted, in the locked state, the elastic deformation of the plate creates a prestressing of the plate which opposes the convex deformation thereof. the effect of traction forces. As a result, most of the contact face of the plate remains flat and is bonded to the contact face of the electromagnet. Thus, any air gap between the pole piece and the plate is removed. There is therefore no magnetic loss or, at least, much less magnetic losses than in the cups of the state of the art. The adjustable fixing means of the plate make it possible to adjust the relative position of the contact faces to guarantee an extended contact between the contact face of the plate and that of the electromagnet. Thus, at equivalent electric power, the suction cup according to the invention allows a gain of the magnetic force between the body and the plate when the suction cup is in the locked state. A gain of about 25% (3%) was obtained Alternatively, other geometries of the contact faces of the suction cup are possible: for example the contact face of the electromagnet is bent away from the plate and the contact face of the plate is, in the first state of the plate, flat and, in the second state of the plate, bent so as to have a center of curvature on the side opposite the electromagnet, to come s' adjust to the geometry of the contact face of the electromagnet.
Les moyens de fixation de la plaque sont, en variante, placés au voisinage de la portion centrale de la contre-plaque. De plus, bien que la présente invention soit particulièrement bien adaptée au cas d'une ventouse dont les faces de contact sont rectangulaires, elle trouve également une application pour d'autres géométries des faces de contact, par exemple des faces de contact circulaires. Les ventouses électromagnétiques sont utilisés dans d'autres domaines que celui du contrôle d'accès, par exemple dans le domaine de la préhension et du déplacement d'objets.The fixing means of the plate are, alternatively, placed in the vicinity of the central portion of the against-plate. In addition, although the present invention is particularly well suited to the case of a suction cup whose contact faces are rectangular, it also finds an application for other geometries of the contact faces, for example circular contact faces. Electromagnetic suction cups are used in other areas than access control, for example in the field of gripping and moving objects.
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FR1255612A FR2992014B1 (en) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | ENHANCED ELECTROMAGNETIC SUCTION |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113137138A (en) * | 2020-01-17 | 2021-07-20 | 茂旭资讯股份有限公司 | Magnetic lock with elastic pushing piece to eliminate residual magnetism |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4957316A (en) * | 1989-04-19 | 1990-09-18 | Harrow Products, Inc. | Armature for electromagnetic lock |
GB2263137A (en) * | 1989-06-13 | 1993-07-14 | Harrow Products Inc | Electromagnetic shear lock |
US5261713A (en) * | 1992-06-19 | 1993-11-16 | Fischbach Frederick F | Electromagnetic door lock |
-
2012
- 2012-06-15 FR FR1255612A patent/FR2992014B1/en active Active
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