Electro-aimant comprenant des culasses et une armature comportant un aimant permanent muni sur ses faces polaires, de pieces polaires débordant de l'axe de l'aimant, cet axe étant perpendiculaire à la direction du mouvement

Description

[0001] La présente invention concerne un électro- aimant comprenant des culasses et une armature comportant un aimant permanent muni, sur ses faces polaires, de pièces polaires débordant de l'axe de l'aimant, le mouvement relatif de l'armature par rapport aux culasses ayant une direction perpendiculaire à l'axe de l'aimant permanent de l'armature.

[0002] On connait selon le brevet français 2 358 006 un électro-aimant dont la structure répond à la définition précitée, l'une au moins des pièces polaires de l'armature ayant des extrémités cambrées.

[0003] Le brevet français 2 466 844 de la Demanderesse décrit un électro-aimant modifié par rapport à celui décrit dans le brevet français 2 358 006 en ce sens que l'armature est placée dans la bobine.

[0004] Les brevets français 2 520 152 et européen 0 086 121 de la Demanderesse décrivent des électro-aimants perfectionnés par rapport à celui décrit dans le brevet français 2 466 844 pour permettre à l'électro-aimant de fonctionner de façon monostable, éventuellement en permutant les parties mobiles et fixes.

[0005] On connait d'autre part selon le brevet allemand 2 407 184 et le brevet français 2 486 303 un électro-aimant présentant deux bobines situées l'une à côté de l'autre et dont les quatre extrémités sont reliées deux à deux par deux armatures en forme de H. Cependant contrairement au cas des électro-aimants utilisés précédemment, ces armatures ne sont pas mobiles suivant un mouvement de translation, mais suivant un mouvement de rotation.

[0006] L'électro-aimant décrit dans le brevet français 2 388 386 comporte également deux bobines situées l'une à côté de l'autre dont les quatre extrémités sont reliées deux à deux par deux armatures. Ces armatures sont mobiles en translation suivant l'axe de l'aimant.

[0007] Par ailleurs, on connait selon la demande internationale de brevet PCT WO 82/03 944 un électro- aimant modifié par rapport à celui décrit dans le brevet français 2 358 006 en ce sens que les parties fixes et mobiles de celui-ci sont inversées et qu'un deuxième ensemble constitué par un aimant et des pièces polaires est ajouté symétriquement, qui après l'inversion précitée devient également fixe.

[0008] L'électro-aimant décrit dans le brevet français 2520152 présente l'inconvénient d'engendrer des pertes de flux par le flux de fuite entre l'armature et la culasse. Ces pertes de flux peuvent être mises en évidence au moyen d'un spectre obtenu par CAO. lorsque l'électro-aimant est excité et est en début de mouvement.

[0009] Par ailleurs, les culasses de cet électro-aimant étant cambrées, leurs extrémités doivent être rigoureusement parallèles et positionnées avec précision pour obtenir la fermeture simultanée des entrefers, ce qui nécessite des précautions onéreuses de fabrication.

[0010] D'autre part. dans certains cas, la masse de l'armature peut conférer à l'électro-aimant une résistance insuffisante aux chocs et du fait de l'inertie, un temps de fonctionnement important notamment lorsque l'électro-aimant est utilisé pour commander l'ouverture d'un disjoncteur limiteur de courant de court-circuit.

[0011] En outre dans le cas du remplacement d'un électroaimant conventionnel existant, présentant une faible hauteur dans le sens de son mouvement, les structures actuelles engendrent souvent des difficultés d'implantation.

[0012] De plus, les bobines de ces électro-aimants ne sont pas facilement démontables pour permettre la maintenance ou le changement de tension nominale de l'électro-aimant.

[0013] Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des électro-aimants connus.

[0014] L'électro-aimant visé par l'invention comprend des culasses, une armature et une bobine entourant une partie du circuit magnétique, les culasses étant mobiles par rapport à ladite armature et celle-ci comportant un aimant permanent muni sur ses deux faces polaires de deux pièces polaires disposées perpendiculairement à l'axe principale de l'aimant permanent et faisant saillie par rapport à cet axe, les extrémités au moins d'une desdites pièces polaires étant cambrées et dirigées vers l'autre pièce polaire de façon à créer deux entrefers entre lesdites pièces polaires, les extrémités des culasses étant introduites dans lesdits entrefers de façon que chacun de ces entrefers soit divisé en deux entrefers, les forces magnétiques dans chaque paire d'entrefers précités étant orientées à l'encontre et perpendiculairement à l'axe principal de J'aimant permanent.

[0015] Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, cet électro-aimant est caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième armature pourvue d'un aimant permanent, la deuxième armature étant de forme identique à la première et les armatures étant disposées parallèlement, en ce que chaque culasse est introduite dans les entrefers dont l'un est disposé près d'une armature et l'autre près d'une autre, et en ce que les culasses précitées sont disposées l'une en regard de l'autre de façon que les armatures et les culasses forment un circuit magnétique en série.

[0016] Cette disposition permet de réaliser entre les zones d'entrefer se faisant face, des liaisons directes et courtes qui limitent considérablement le flux magnétique de fuite.

[0017] D'autres caractéristiques de l'invention et d'autres formes de réalisation de celles-ci sont énoncées dans les sous-revendications 2 à 8 et dans les revendications indépendantes 9 et 10.

[0018] D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.

[0019] Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs,

la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première version d'un électro-aimant conforme à l'invention,

la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une seconde version d'un électro-aimant conforme à l'invention,

la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une troisième version d'un électro-aimant conforme à t'invention.

la figure 4 est une vue en coupe d'une quatrième version ; et

la figure 5 celle d'une cinquième version.

[0020] Dans la réalisation de la figure 1, l'électro- aimant de fonctionnemenf bistable comprend des culasses 11,12 fixes, un équipage mobile comprenant une armature 1a, de section sensiblement en forme de H, mobile par rapport aux culasses 11, 12 et une bobine 5 entourant une partie du circuit magnétique.

[0021] L'armature 1a comporte un aimant permanent 2a, muni sur ses deux faces polaires de deux pièces polaires 3a, 4a, qui débordent de part et d'autre de l'axe de l'aimant 2a.

[0022] L'une 4a des pièces polaires a ses extrémités cambrées par rapport à l'axe de l'aimant 2a, pour définir avec l'autre pièce polaire 3a, deux zones d'entrefer dans lesquelles pénètrent les extrémités 13a, 14a des culasses 11, 12. Ainsi chaque zone d'entrefer comporte deux entrefers engendrant des forces antagonistes F_1a, F_2a, suivant une direction perpendiculaire à l'axe de l'aimant permanent 2a.

[0023] Le cambrage à angle droit des extrémités de la pièce polaire 4a permet d'avoir des forces parallèles pour les deux zones d'entrefer.

[0024] On voit sur la figure 1 que l'équipage mobile comprend également une deuxième armature 1b constituée des éléments homologues 2b, 3b, 4b. Cette armature 1b a la même forme que la première 1a et est disposée parallèlement et en regard de la première. De plus, les extrémités 13a. 13b ; 14a, 14b des deux culasses 11, 12 réunissent les zones d'entrefer des deux armatures 1a, 1b situées en regard l'une de l'autre.

[0025] Ainsi, le circuit magnétique de l'électro-aimant est constitué d'une succession d'armature et de culasse formant un rectangle.

[0026] Par ailleurs, une seconde bobine 8 est disposée parallèlement à la première bobine 5.

[0027] Dans la réalisation représentée sur la figure 1. les bobines 5. 8 sont disposées respectivement autour des culasses 11.12 qui forment deux côtés opposés du rectangle précité défini par le circuit magnétique.

[0028] Par ailleurs, ces bobines 5, 8 comportent chacune une carcasse 6, 9 en matière plastique qui peut être surmoulée autour des culasses 11, 12 qui jouent le rôle de noyau pour la bobine 5. 8 correspondante.

[0029] Sur les faces latérales 6a. 6b ; 9a, 9b des carcasses 6. 9 en matière plastique sont plaquées des plaques 15a. 15b en métal ou alliage non magnétique tel que du laiton, qui servent à espacer les extrémités cambrées à angle droit des pièces polaires 4a, 4b des carcasses des bobines et à guider le déplacement des armatures magnétiques 1a. 1b suivant la direction des flèches F_1a, F_2a : F_1b, F_2b c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe des bobines 5 et 8.

[0030] Le fonctionnement de l'électro-aimant bistable que l'on vient de décrire est le suivant :

lorsque les bobines 5 et 8 sont excitées dans le sens H₁, des forces F_1a, F_1b sont engendrées sur les armatures 1a et 1 b qui déplacent celles-ci vers l'une des positions stables (vers le bas de la figure 1).

Inversement, lorsque les bobines 5 et 8 sont excitées dans le sens H₂ contraire au sens H₁. des forces inverses F_2a, F_2b sont engendrées sur des armatures 1a et 1b qui déplacent celles-ci vers l'autre position stable (vers le haut de la figure 1).

[0031] Le trajet du flux dans le circuit magnétique de l'électro-aimant est représenté par des flèches en trait plein lorsque les bobines 5 et 8 sont excitées dans le sens H, et inversement par des flèches en trait pointillé lorsque les bobines sont excitées dans le sens H₂.

[0032] On constate que des liaisons directes et courtes existent entre les zones d'entrefer se faisant vis-à- vis. Grâce à celles-ci, on obtient un flux de fuite très réduit.

[0033] Le trajet du flux magnétique qui suit le contour d'un rectangle ou d'un carré se rapproche du trajet idéal engendré dans un tore. Ce trajet est parcouru dans un sens ou l'autre suivant le sens de l'excitation H₁ ou H₂.

[0034] Les potentiels magnétiques dans les bobines et les aimants permanents ont une répartition régulière le long du trajet du flux.

[0035] On constate par ailleurs que les entrefers sont situés très près des bobines 5 et 8.

[0036] D'autre part, la structure de l'élément de l'électro-aimant permet un positionnement précis au moyen des plaques 15a, 15b des culasses 11, 12 qui constituent des noyaux plans pour les bobines 5, 8. Ces plaques 15a, 15b peuvent servir de moyen pour fixer l'électro-aimant.

[0037] Dans une version modifiée, la largeur des pièces polaires 3a, 3b au niveau des entrefers pourrait être supérieure à celle représentée de façon à augmenter la surface de ces entrefers.

[0038] Dans le même but, les extrémités des pièces polaires 3a, 3b pourraient être cambrées comme les extrémités des pièces polaires 4a, 4b.

[0039] En outre, la structure de l'électro-aimant permet un démontage faciJe des bobines 5, 8 et facilite les couplages des bobines 5. 8 en parallèle ou en série afin de réduire la consommation de courant.

[0040] Par ailleurs. en permutant les polarités d'un aimant tel que l'aimant 2b, on obtient des mouvements en sens contraire sur les armatures.

[0041] De plus, dans ce cas en réalisant un couplage mécanique entre les armatures 1a. 1 b on améliore la résistance de l'électro-aimant aux chocs.

[0042] Il aurait été également possible de mettre des bobines autour des armatures 1a et 1b. éventuellement en plus des bobines 5 et 8 autour des culasses 11 et 12.

[0043] Dans la réalisation de la figure 2. où les repères précédents homologues sont augmentés de 20. l'électro-aimant comprend comme dans le cas de la figure 1, deux armatures fixes 21a, 21b de section sensiblement en H disposées parallèlement et en regard l'une de l'autre.

[0044] De même, deux culasses mobiles 31 et 32a, 32b réunissent les zones d'entrefer situées en regard l'une de l'autre de façon que le circuit magnétique soit constitué par une succession d'armature et de culasse formant un rectangle.

[0045] De plus, comme dans le cas de la figure 1, deux bobines 25, 28 sont disposées sur les côtés opposés du rectangle précité.

[0046] Par ailleurs, chaque armature 21a, 21b se compose de deux pièces polaires 23a, 24a ; 23b, 24b débordant de part et d'autre d'un aimante permanent 22a, 22b.

[0047] La pièce polaire 24a, 24b a deux extrémités cambrées à angle droit qui définissent avec l'autre pièce polaire 23a, 23b deux zones d'entrefer dans lesquelles pénètrent les extrémités opposées 33a, 33b ; 34a, 34b des culasses 31 ; 32a, 32b.

[0048] L'électro-aimant représenté sur la figure 2 diffère principalement de celui de la figure 1 par le fait que les bobines 25 et 28 sont placées autour de l'ensemble de chaque armature 21a, 21b, comme pour le brevet FR 2 466 844.

[0049] Par ailleurs, à titre d'exemple, l'une des culasses magnétiques est composée de deux éléments 32a, 32b entre lesquels est intercalé un aimant permanent 36 de faible épaisseur.

[0050] L'extrémité 34b de l'élément 32b est cambrée à la manière d'une baïonnette pour pouvoir être située dans le prolongement de l'élément 32a qui est entièrement plan. Cette extrémité 34b ainsi que l'extrémité opposée 34a de l'élément plan 32a pénètrent dans les zones d'entrefer inférieures des armatures 21 a et 21b.

[0051] Le fonctionnement de l'électro-aimant représenté sur la figure 2 est similaire de celui de la réalisation selon la figure 1.

[0052] Cependant, l'aimant permanent 36 renforce le flux magnétique passant dans le sens des flèches représentées en trait plein et qui provoque le déplacement des culasses dans la direction F, et contrarie le flux magnétique passant dans le sens contraire (flèches en trait pointillé qui tendent à déplacer les culasses dans le sens F₂).

[0053] Toutefois, ce flux peut néanmoins s'écouler du fait des réluctances de fuite entre les éléments 32a et 32b et de la faible épaisseur de l'aimant permanent 36 comparée à celle des aimants 22a et 22b.

[0054] Ainsi l'électro-aimant représenté sur la figure 2a un fonctionnement monostable, la position de repos correspondant au déplacement des culasses dans le sens F, et la position de travail correspondant au déplacement dans le sens F₂.

[0055] Bien entendu un aimant permanent identique à l'aimant 36 pourrait être intercalé symétriquement dans la culasse 31 décomposée en deux éléments comme la culasse 32a, 32b.

[0056] Par ailleurs, on remarque sur la figure 2 que les faces planes opposées 26a, 26b ; 29a, 29b des carcasses en matière plastique des bobines 25 et 28 sont en retrait par rapport aux extrémités opposées des pièces polaires 23a et 23b et que des moyens de guidage constitués par une plaque 37 réunissent les deux culasses 31 et 32a, 32b.

[0057] Cette plaque de guidage 37 peut être reliée à un dispositif extérieur (non représenté) auquel le mouvement d'ensemble des culasses peut être transmis, les armatures 21a, 21 b et les bobines 25, 28 étant dans ce cas fixes.

[0058] 'La plaque 37 peut être par exemple en laiton, coulissant dans des fentes 38a. 38b ménagées entre les bords adjacents des carcasses 26, 29 en matière plastique des bobines 25 et 28.

[0059] Cette plaque 37 peut être sertie dans un trou de la culasse 31, ou présenter une encoche enserrant l'ensemble constitué par les éléments de culasse 32a, 32b et l'aimant permanent 36.

[0060] La plaque 37 peut être remplacée par deux colonnes s'étendant de part et d'autre des bobines 25 et 28.

[0061] Ainsi, dans la réalisation représentée sur la figure 2, les culasses 31, 32a, 32b qui sont mobiles présentent une faible inertie par rapport aux deux armatures 21a, 21 b qui sont fixes, ce qui est avantageux pour la rapidité du fonctionnement de l'électro-aimant.

[0062] Cette inertie pourrait encore être réduite, en diminuant la longueur de la culasse 31 et en cambrant l'une vers l'autre les extrémités des pièces polaires 23a, 23b, ce qui en même temps augmenterait les surfaces d'entrefer.

[0063] Les carcasses 26 et 29 des bobines 25 et 28 pourraient alors être facilement surmoulées sur les armatures 21a, 21b, dans des conditions permettant de positionner avec précision les surfaces d'entrefer.

[0064] L'encombrement en hauteur dans le sens du mouvement de l'électro-aimant représenté sur la figure 2 est faible étant donné que les bobines 25 et 28 sont placées l'une en regard de l'autre parallèlement à ce mouvement.

[0065] Par ailleurs les moyens de guidage permettent un léger faux parallélisme des culasses. On obtient ainsi une fermeture complète des entrefers même dans le cas où le positionnement des pièces polaires n'est pas rigoureux.

[0066] Sur la figure 3, dont les repères sont identiques à ceux de la figure 2 après adjonction de 20, on a fait pivoter l'armature 41a de 90° suivant son axe et la coupe a été faite au niveau de la pièce polaire 43a. L'armature 41 b est inchangée, mais sa bobine a été supprimée. Par contre, on a ajouté une armature 41 symétrique de 41 par rapport à 41a. La bobine de 41c est également supprimée. Les moyens de guidage des deux culasses 51 et 52 n'ont pas été représentés. La circulation du flux est représentée comme précédemment suivant le champ H_l-H₂ de la bobine 45.

[0067] Au lieu d'avoir une circulation du flux suivant un rectangle dont deux côtés opposés sont munis de bobines, on voit qu'on a maintenant deux rectangles ayant un côté commun, sur lequel est disposé une seule bobine. Cette disposition symétrique présente aes avantages de compacité.

[0068] On peut aussi considérer que les coupes représentées en 41b et 41c proviennent d'une seule armature galbée en arc de cercle concentrique à l'armature 41a avec un aimant 42 en caoutchouc magnétique.

[0069] La figure 4 représente une telle disposition. après adjonction de 20 aux repères homologues précédents.

[0070] L'armature 61 b est galbée sur 360° de façon à former un électro-aimant en forme de pot. Pour parfaire la symétrie de révolution, l'armature centrale 61a a également une forme cylindrique et est constituée par une pièce polaire cylindrique pleine 64a munie à ses deux extrémités d'épanouissements jouant le rôle des extrémités cambrées à angle droit.

[0071] La pièce polaire 64a est entourée d'un aimant annulaire 62a aimanté radialement, lui-même entouré d'une pièce polaire cylindrique creuse 63a. Bien entendu, les épaisseurs des pièces polaires peuvent aller en diminuant au fur et à mesure qu'on s'éloigne de l'axe du pot.

[0072] Les culasses 71 et 72 sont réunies et guidées par des éléments 77 transmettant le mouvement de l'électroaimant. Elles ont une forme annulaire.

[0073] Au lieu d'avoir une disposition cylindrique suivant l'axe du déplacement F₁-F₂, on peut aussi transformer la disposition de la figure 2 pour avoir une disposition cylindrique suivant un axe perpendiculaire au déplacement F,-F₂, comme sur la figure 5, après adjonction de 20 aux repères homologues précédents.

[0074] On voit que les bobines 85 et 88 sont galbées en arcs de cercle concentriques au centre de l'électro-aimant, les aimants permanents 82a et 82b ayant une aimantation radiale dont l'axe de symétrie ou axe principal est toujours perpendiculaire au déplacement F_l-F₂. Les extrémités des pièces polaires 84a et 84b ne sont plus cambrées à angle droit mais le galbe de ces pièces, ainsi que de celui des pièces 83a, 83b ; 91 et 92 permet encore d'avoir des forces parallèles pour les différentes zones d'entrefer. Cette disposition nécessite des outillages plus onéreux que pour les cas précédents, mais elle permet d'avoir un trajet circulaire de flux, ayant donc une longueur plus faible que pour un trajet rectangulaire ou carré. De plus, les aimants permanents sont encore plus près des entrefers.

[0075] De la même manière, on peut aussi transformer la disposition de la figure 4 pour que, de chaque côté de l'axe de la bobine, le trajet du flux dans le plan de la figure soit circulaire, avec une partie centrale commune. On a ainsi un trajet en forme de huit horizontal, qui en raison de la symétrie suivant l'axe de la bobine, donne un volume en forme de tore dont l'intérieur est occupé par la bobine. On arrive ainsi à une structure minimisant les trajets du flux dans le fer et du courant dans le cuivre.

[0076] . En outre, la culasse 32a, 32b de la figure 2 pourrait avoir des ailes cambrées à 90°, l'aimant 36 étant dans ce cas disposé entre ces ailes, pour que le positionnement des entrefers ne dépende pas de l'épaisseur de l'aimant 36 et du cambrage de l'élément 32b.

[0077] Les entrefers décrits dans les exemples ci-dessus sont du type à surface constante et distance entre surfaces variables. Sans sortir du cadre de l'invention, il serait possible d'obtenir un entrefer à surface variable avec une distance entre surfaces constante, par exemple dans le cas de la réalisation selon la figure 1 en arasant l'extrémité 13a de la culasse 11 un peu en-dessous du niveau de la plaque de guidage 15a et en rapprochant les extrémités correspondantes des pièces polaires 3a et 4a. De tels entrefers sont cependant moins efficaces que ceux décrits compte tenu des frottements et des risques de fermeture non complète.

[0078] Les structures décrites ci-dessous peuvent également recevoir les perfectionnements contenus dans le brevet d'invention ayant pour titre « Electro-aimant à fonctionnement bistable, à aimant permanent •, déposé ce même jour par la Demanderesse.

Revendications

1. Electro-aimant comprenant des culasses (11, 12: 31, 32a), une armature (1a, 21a) et une bobine (5, 25) entourant une partie du circuit magnétique, les culasses étant mobiles par rapport à ladite armature (1a. 21a) et celle-ci comportant un aimant permanent (2a, 22a) muni sur ses deux faces polaires de deux pièces polaires (3a, 4a ; 23a, 24a) disposées perpendiculairement à l'axe principal de l'aimant permanent et faisant saillie par rapport à cet axe, les extrémités au moins d'une (4a, 24a) desdites pièces polaires étant cambrées et dirigées vers l'autre pièce polaire (3a, 23a) de façon à créer deux entrefers entre lesdites pièces polaires, les extrémités des culasses (11, 12 ; 31, 32a) étant introduites dans lesdits entrefers de façon que chacun de ces entrefers soit divisé en deux entrefers, les forces magnétiques dans chaque paire d'entrefers précités étant orientées à l'encontre et perpendiculairement à l'axe principal de l'aimant permanent (2a. 22a), caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième armature (1b. 21 b) pourvue d'un aimant permanent (2b, 22b), la deuxième armature étant de forme identique à la première et les armatures étant disposées parallèlement, en ce que chaque culasse est introduite dans les entrefers dont l'un est disposé près d'une armature et l'autre près d'une autre, et en ce que les culasses précitées sont disposées l'une en regard de l'autre de façon que les armatures et les culasses forment un circuit magnétique en série.

2. Electro-aimant conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine supplémentaire (8. 28) d'axe parallèle à la première bobine (5, 25).

3. Electro-aimant conforme à la revendication 2. caractérisé en ce que les bobines (25, 28) sont disposées autour des armatures (21a, 21 b).

4. Electro-aimant conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'une au moins des culasses est en deux parties (32a, 32b) et en ce qu'un aimant permanent est intercalé entre les extrémités (34a. 34b) de ces deux parties de façon à obtenir un fonctionnement monostable.

5. Electro-aimant selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un moyen de guidage (37) est fixé aux culasses (31, 32a, 32b) et monté indépendamment par rapport aux armatures (21a, 21 b) et aux bobines (25, 28), ce moyen de guidage étant relié à un dispositif extérieur auquel est transmis le mouvement des culasses précitées.

6. Eiectro-aimant conforme à l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les carcasses (26, 29) des bobines (25, 28) sont en matière plastique surmoulée respectivement sur les armatures (21 a. 21 b).

7. Electro-aimant conforme à la revendication 1. caractérisé en ce qu'il comprend une troisième armature centrale (41a), les deux premières armatures (41b, 41c) étant disposées symétriquement par rapport à l'axe central de ladite armature (41a) et le circuit magnétique étant constitué de deux rectangles ayant une branche commune (41 a).

8. Electro-aimant conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que l'armature centrale (41a) est équipée d'une bobine (45).

9. Electro-aimant comprenant des culasses (71, 72), une armature (61a) et une bobine (65) entourant une partie du circuit magnétique, les culasses étant mobiles par rapport à ladite armature (61 a) et celle-ci comportant un aimant permanent (62a) muni sur ses deux faces polaires de deux pièces polaires (63a, 64a) disposées perpendiculairement à l'axe principal de l'aimant permanent et faisant saillie par rapport à cet axe, les extrémités desdites pièces polaires définissant deux entrefers entre lesdites pièces polaires, les extrémités des culasses (71, 72) étant introduites dans lesdits entrefers de façon que chacun de ces entrefers soit divisé en deux entrefers, les forces magnétiques dans chaque paire d'entrefers précités étant orientées à l'encontre et perpendiculairement à l'axe principal de l'aimant permanent (62a), caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième armature (61b) pourvue d'un aimant permanent (62b), en ce que la deuxième armature (61 b) est galbée en arc de cercle concentrique à l'armature centrale (61a), en ce que l'axe magnétique de cette deuxième armature est dirigée vers l'armature centrale (61a), en ce que seule cette première armature (61a) de forme cylindrique est munie d'une bobine (65) de façon à constituer un électro-aimant en forme de pot, en ce que chaque culasse est introduite dans les entrefers dont l'un est disposé près d'une armature et l'autre près d'une autre, et en ce que les culasses précitées sont disposées l'une en regard de l'autre de façon que les armatures et les culasses forment un circuit magnétique en série.

10. Electro-aimant comprenant des culasses (91. 92), une armature (81a) et une bobine (85) entourant une partie du circuit magnétique, les culasses étant mobiles par rapport à ladite armature (81a) et celle-ci comportant un aimant permanent (82a) muni de ses deux faces polaires de deux pièces polaires (83a, 84a) disposées perpendiculairement à l'axe principal de l'aimant permanent et faisant saillie par rapport à cet axe, les extrémités desdites pièces polaires définissant deux entrefers entre lesdites pièces polaires, les extrémités des culasses (91, 92) étant introduites dans lesdits entrefers de façon que chacun de ces entrefers soit divisé en deux entrefers, les forces magnétiques dans chaque paire d'entrefers précités étant orientées à l'encontre et perpendiculairement à l'axe principal de l'aimant permanent (82a), caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième armature (81b) pourvue d'un aimant permanent (82b) et d'une bobine (88) en ce que les bobines (85, 88) avec leurs aimants permanents (82a, 82b) et leurs pièces polaires (83a. 84a, 83b, 84b) ainsi que les culasses (91, 92) sont galbées en arcs de cercle concentriques à l'axe central de l'électro-aimant, de façon à obtenir un trajet du flux de forme circulaire, en ce que chaque culasse est introduite dans les entrefers dont l'un est disposé près d'une armature et l'autre près d'une autre, et en ce que les culasses précitées sont disposées l'une en regard de l'autre de façon que les armatures et les culasses forment un circuit magnétique en série.

Claims

1. An electromagnet comprising yokes (11.12: 31, 32a), an armature (1a, 21a) and a winding (5, 25) surrounding a portion of a magnetic circuit, the yokes being moveable in relation to the said armature (1a, 21a) and said armature comprising a permanent magnet (2a, 22a) fitted on its two pole faces with two pole pieces (3a, 4a ; 23a. 24a) placed perpendicularly to the principal axis of the permanent magnet and projecting beyond this axis, at least one (4a, 24a) of these said pole pieces having bent extremities and directed to the other pole piece (3a, 23a) to define between said pole pieces two air gap zones within which penetrate the extremities of the yokes (11, 12 ; 31, 32a) in such a way that each air gap zone is made up of two air gaps, the magnetic forces in each pair of said air gaps inducing counter forces perpendicular to the principal axis of the permanent magnet (2a, 22a), characterized by the fact that it includes one second armature (1b. 21b) with a permanent magnet (2b, 22b) of the identical shape as the first and armatures is arranged in parallel so that each yokes penetrates the air gap zones of which one is located near one armature and the second near the other in such a way that said yokes are located one facing the other so that armature and yokes form a magnetic circuit in sequence.

2. An electromagnet according to claim 1 . wherein there exists a supplementary winding (8, 28) in a parallel axis to the first winding (5. 25).

3. An electromagnet according to claim 2. wherein the windings (25, 28) are arranged around the armatures (21a, 21b).

4. An electromagnet according to claim 3, wherein at least one of the yokes is in two parts (32a, 32b) in that a permanent magnet is interposed between the extremities (34a, 34b) of these two parts in a manner that will obtain a monostable functioning.

5. An electromagnet according to either claim 3 or 4, wherein the yokes (31, 32a. 32b) are joined by a guide (37) freemoving in relation to the armatures (21a, 21 b) and windings (25, 28), this guide being attached to an external device to which is transmitted the movement of the above- mentioned yokes.

6. An electromagnet according to one of the claims 3 to 5, wherein the frames (26, 29) of the windings (25, 28) are of plastic material moulded on the respective armatures (21 a, 21 b).

7. An electromagnet according to claim 1 wherein a third central armature (41a) is placed such that the first two armatures (41b. 41c) being arranged symmetrically in relation to the central axis of said armature (41a) in such a way that the magnetic circuit is formed by two rectangles having one common branch (41a).

8. An electromagnet according to claim 7 wherein the central armature (41a) is fitted with a winding (45).

9. An electromagnet comprised of yokes (71, 72), an armature (61a) and a winding (65) encircling part of the magnetic circuit, the yokes being moveable in relation to said armature (61a) which includes a permanent magnet (62a) fitted on its pole faces with two pole pieces (63a, 64a) placed perpendicular to the principal axis of the permanent magnet and protruding in relation to said axis, the extremities of the said pole pieces defining two air gap zones between them, the extremities of the yokes (71, 72) penetrating said air gap zones so that each air gap zone is divided into two air gap zones, the magnetic forces of each pair of air gap zones described above being directed at counter forces and perpendicular to the principal axis of the permanent magnet (62a), wherein there is contained a second armature (61 b) including a permanent magnet (62b) in that the second armature (61 b) is curved in an arc of a circle concentrically to the central armature (61a), and wherein the magnetic axis of this second armature is directed towards the central armature (61a), wherein only this first armature (61a) of a cylindrical shape is fitted with a coil (65) in such a way as to form a pot-type electromagnet, wherein each yoke penetrates the air gap zones, with one yoke placed close to one armature and the other near another armature, and wherein the said yokes are positioned one in relation to the other such that the armatures and yokes create a magnetic circuit in sequence.

10. An electromagnet comprised of yokes (91, 92) an armature (81a) and a winging (85) encircling part of the magnetic circuit, the yokes being moveable in relation to said armature (81a) which includes a permanent magnet (82a) fitted on its two pole faces two pole pieces (83a. 84a) placed perpendicular to the principal axis of the permanent magnet and protruding in relation to said axis, the extremities of said pole pieces defining two air gap zones between the pole pieces, the extremities of the yokes (91. 92) penetrating said air gap zones such that each air gap zone is divided in two, the magnetic forces of each said pair of air gap zones directed at counter forces and perpendicular to the principal axis of the permanent magnet (82a) wherein there is contained a second armature (81 b) including a permanent magnet (82b) and a yoke (88) wherein the yokes (85. 88) with their permanent magnets (82a, 82b) and their polar pieces (83a, 84a, 83b, 84b) as well as the yokes (91, 92) are curved in circular arcs concentrically to the central axis of the electromagnet, in such a way to obtain a circular flux path, wherein each yoke penetrates the air gap zones one of which is placed close to one armature and the other near another armature, and wherein said yokes are placed in relation to each other such that the armatures and the yokes form a magnetic circuit in sequence.

Ansprüche

1. Elektromagnet mit Jochen (11, 12 ; 31, 32a). einem Anker (1a. 21a) und einer Spule (5, 25), die einen Teil des Magnetkreises umgibt, wobei die Joche bezüglich dem Anker (1a. 21a) beweglich sind und der Anker einen Permanentmagneten (2a, 22a) enthält, der auf seinen beiden Polseⁱten mit zwei Polstücken (3a, 4a ; 23a, 24a) ausgestattet ist, die senkrecht zur Hauptachse des Permanentmagneten angebracht sind und gegenüber dieser Achse vorstehen, wobei die Enden mindestens eines (4a, 24a) dieser Polstücke gewölbt und zum anderen Polstück (3a, 23a) so gerichtet sind, daß zwei Luftspalte zwischen den Polstücken erzeugt werden, wobei die Enden der Joche (11, 12; 31, 32a) in diese Luftspalte so hineingeführt sind, daß jeder dieser Luftspalte in zwei Luftspalte unterteilt wird, wobei die Magnetkräfte in jedem der vorher genannten Luftspaltpaare gegen die und senkrecht zur Hauptachse des Permanentmagneten (2a, 22a) gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet einen zweiten Anker (1b, 21 b) mit einem Permanentmagneten (2b. 22b) enthält, wobei der zweite Anker die gleiche Form wie der erste hat und die beiden Anker parallel angeordnet sind, daß jedes Joch in die Luftspalte eingeführt ist, von denen sich der eine nahe dem einen Anker und der andere nahe dem anderen befindet, und daß die vorher genannten Joche gegenüberliegend so angeordnet sind, daß die Anker und die Joche in Reihe einen Magnetkreis bilden.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zusätzliche Spule (8. 28) enthält, deren Achse parallel zur ersten Spule (5, 25) ist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (25, 28) um die Anker (21a. 21 b) angebracht sind.

4. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Joche aus zwei Teilen (32a, 32b) besteht und daß ein Permanentmagnet zwischen die beiden Enden (34a, 34b) dieser beiden Teile so eingeschoben ist, daß eine monostabile Funktionsweise erreicht wird.

5. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsmittel (37) an den Jochen (31a, 32a, 32b) befestigt und unabhängig von den Ankern (21a, 21b) und den Spulen (25, 28) angebracht ist. wobei dieses Führungsmittel mit einer äußeren Vorrichtung verbunden ist, der die Bewegung der Joche übertragen wird.

6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenkörper (26. 29) der Spulen (25, 28) jeweils auf den Ankern (21a. 21 b) aus Plasikmaterial aufgeformt sind.

7. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen dritten, zentralen Anker (41a) enthält. wobei die beiden ersten Anker (41b, 41c) symmetrisch zur Mittelachse dieses Ankers (41a) angeordnet sind und der Magnetkreis aus zwei Rechtecken mit einer gemeinsamen Seite (41a) gebildet wird.

8. Elektromagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Anker (41a) mit einer Spule (45) versehen ist.

9. Elektromagnet mit Jochen (71, 72), einem Anker (61a) und einer Spule (65), die einen Teil des Magnetkreises umgibt, wobei die Joche bezüglich des Ankers (61a) beweglich sind und dieser einen Permanentmagneten (62a) enthält, der auf seinen beiden Polseiten mit zwei Polstücken (63a, 64a) versehen ist, die senkrecht zur Hauptachse des Permanentmagneten angebracht sind und bezüglich dieser Achse vorstehen, wobei die Enden dieser Polstücke zwischen den Polstücken zwei Luftspalte festlegen, wobei die Enden der Joche (71, 72) in die Luftspalte so eingeführt sind, daß jeder Luftspalt in zwei Luftspalte unterteilt wird, wobei die Magnetkräfte in jedem Luftspaltpaar gegen die und senkrecht zur Hauptachse des Permanentmagneten (62a) gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zweiten mit einem Permanentmagneten (62b) versehenen Anker (61 b) enthält, daß der zweite Anker (61b) als zum Mittelanker (61a) konzentrischer Kreisbogen geformt ist, daß die Magnetachse dieses zweiten Ankers zum Mittelanker (61a) hin gerichtet ist, daß nur dieser erste Anker (61a) von zylindrischer Form mit einer Spule (65) ausgestattet ist, so daß ein topfförmiger Elektromagnet gebildet wird, daß jedes Joch in die Luftspalte eingeführt ist, von denen sich der eine nahe dem einen Anker und der andere nahe dem anderen befindet, und daß die vorher genannten Joche so gegenüberliegend angeordnet sind, daß die Anker und die Joche in Reihe einen Magnetkreis bilden.

10. Elektromagnet mit Jochen (91, 92), einem Anker (81a) und einer Spule (85), die einen Teil des Magnetkreises umgibt, wobei die Joche bezüglich dem Anker (81a) beweglich sind und dieser einen Permanentmagneten (82a) enthält, der auf seinen beiden Polseiten mit zwei Polstücken (83a, 84a) versehen ist, die senkrecht zur Hauptachse des Permanentmagneten angeordnet sind und gegenüber dieser Achse vorstehen, wobei die Enden der Polstücke zwei Luftspalte zwischen den Polstücken festlegen, wobei die Enden der Joche (91, 92) in die Luftspalte so eingeführt sind, daß jeder dieser Luftspalte in zwei Luftspalte unterteilt wird, wobei die Magnetkräfte in jedem Luftspaltpaar senkrecht zur Hauptachse des Permanentmagneten (82a) und ihr entgegen gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zweiten Anker (81 b) mit einem Permanentmagneten (82b) und einer Spule (88) enthält. daß die Spulen (85, 88) mit ihren Permanentmagneten (82a, 82b) und ihren Polstücken (83a, 84a, 83b, 84b) sowie die Joche (91, 92) als zur Hauptachse des Elektromagneten konzentrische Kreisbogen geformt sind, so daß ein kreisförmiger Flußweg erreicht wird, daß jedes Joch in die Luftspalte eingeführt ist, von denen sich der eine nahe dem einen Anker und der andere nahe dem anderen Anker befindet, und daß die vorher genannten Joche gegenüberliegend so angeordnet sind, daß die Anker und die Joche in Reihe einen Magnetkreis bilden.

Dessins