Porteur magnétique à aimants permanents

Description

[0001] La présente invention concerne un porteur magnétique à aimants permanents, comprenant une partie fixe avec deux pièces polaires symétriques par rapport à un plan- médian vertical, réunies l'une à l'autre par des éléments amagnétiques, et un rotor de forme générale cylindrique monté tournant autour d'un axe horizontal entre les deux pièces polaires de la partie fixe, le rotor comprenant des aimants permanents insérés entre deux pièces en acier doux, et étant déplaçable en rotation entre une position angulaire "marche" et une position angulaire "arrêt" à l'aide d'un dispositif de manoeuvre.

[0002] Dans un tel porteur magnétique à aimants permanents, les extrémités inférieures respectives des deux pièces polaires forment, en position "marche", des pôles actifs permettant l'attraction d'objets en matériau ferromagnétique, au travers desquels se referment alors les lignes de force du champ magnétique créé par les aimants permanents du rotor. Par contre, dans la position "arrêt", ces lignes de force se referment en court-circuit à travers les seules pièces polaires, ce qui rend celles-ci inactives, On réalise ainsi un appareil adapté pour la manutention de pièces métalliques ferromagnétiques permettant la préhension, le déplacement et la pose de telles pièces, cet appareil étant suspendu à un engin de levage pour son utilisation.

[0003] Bien que des porteurs magnétiques du genre précité soient déjà connus, des raisons économiques conduisent encore aujourd'hui les constructeurs à réaliser plutôt des porteurs magnétiques associant des aimants permanents fixes à des aimants permanents mobiles, ces derniers étant montés dans un rotor. Les réalisations correspondantes restent relativement lourdes et encombrantes. A titre d'exemples de réalisations de ce type, on peut citer les brevets français N° 2523940 et N° 2675299, ou la demande de brevet européen N° 0090746, ou encore la demande de brevet allemand N° 2704118. Les réalisations connues sont généralement entièrement symétriques, par rapport à un plan médian vertical.

[0004] La baisse récente du coût de certains aimants permanents à grande énergie volumique, tels que les aimants "Néodyme-Fer-Bore", permet d'envisager des porteurs magnétiques plus simples et plus légers, mais suffisamment puissants, comportant seulement des aimants au rotor, tandis que la partie fixe se limite à deux pièces polaires rapprochées, situées de part et d'autre du rotor et reliées l'une à l'autre par des éléments amagnétiques. Toutefois, si l'on conserve ici les conceptions traditionnelles, l'ensemble s'inscrit dans un volume parallélépipèdique. Ainsi, les pôles actifs respectifs des deux pièces polaires sont relativement rapprochés. Ceci peut s'avérer désavantageux, pour la prise d'objets de relativement grandes dimensions, la base de l'appareil étant de portée trop étroite au regard des exigences de sécurité. De plus, le porteur magnétique lui-même possède une stabilité insuffisante, et il est difficile de le retenir contre l'effet de basculement, notamment lors des manoeuvres de commutation "marche-arrêt" effectuées à l'aide d'un levier d'armement.

[0005] La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant un porteur magnétique de réalisation simple et économique, mais puissant et adapté pour la manutention d'objets de grandes dimensions, et pouvant être aisément retenu contre l'effet de basculement.

[0006] A cet effet, dans le porteur magnétique à aimants permanents selon l'invention, du genre indiqué en introduction, les deux pièces polaires de la partie fixe vont en s'écartant l'une de l'autre vers le bas, la distance entre leurs extrémités inférieures respectives, constituant en position "marche" des pôles actifs, étant ainsi importante, et le rotor possède une structure dissymétrique, ses deux pièces en acier doux étant inégales.

[0007] La dissymétrie du rotor permet ainsi de disposer les deux pièces polaires de la partie fixe de manière à augmenter la largeur du porteur magnétique à sa base, ce qui est avantageux pour la prise d'objets de relativement grandes dimensions. Cette configuration améliore aussi la retenue au basculement, lors de la commutation de l'appareil entre les positions "marche" et "arrêt".

[0008] Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les deux pièces polaires de la partie fixe du porteur magnétique sont réunies l'une à l'autre, à leur sommet et à leur base, par deux plaques de liaison amagnétiques, horizontales, avec une plaque de liaison supérieure de plus petite largeur, et une plaque de liaison inférieure de plus grande largeur. Avantageusement, la partie fixe comprend encore deux flasques de fermeture amagnétiques, de forme trapézoïdale, fixés verticalement contre les deux pièces polaires et les deux plaques de liaison, et portant les paliers du rotor.

[0009] L'ensemble du porteur magnétique selon l'invention présente ainsi une forme caractéristique, de section trapézoïdale, à la fois compacte, bien adaptée à la fonction du porteur, et esthétique.

[0010] Selon un autre aspect de l'invention, les deux pièces opposées en acier doux du rotor possèdent des sections inégales, en forme de segments de cercle, l'un relativement grand et l'autre relativement petit. Les aimants permanents, insérés entre ces deux pièces en acier doux, sont avantageusement des aimants du type "terres rares", notamment des aimants "Néodyme-Fer-Bore". On notera aussi que la dissymétrie du rotor à aimants permanents permet le passage de la position "marche" à la position "arrêt", et vice-versa, par une rotation de ce rotor autour de son axe horizontal sur un angle inférieur à 90°, alors que l'angle de commutation est égal à 90° dans les réalisations traditionnelles avec rotor de structure parfaitement symétrique.

[0011] Selon une caractéristique complémentaire, le dispositif de manoeuvre prévu pour commander la commutation "marche-arrêt" comprend, à l'extérieur de la partie fixe du porteur magnétique, un tube radial avec poignée qui est lié en rotation avec le rotor et dans lequel est montée coulissante une tige-poussoir repoussée vers l'extérieur par un ressort, la tige-poussoir portant un doigt ou une goupille qui traverse au moins une lumière longitudinale du tube précité et qui est engagée dans une partie évidée fixe, de contour circulaire présentant au moins une encoche pour l'indexage du rotor dans sa position angulaire "marche". La partie évidée précitée est, de préférence, une zone évidée dans la face externe de l'un des flasques de fermeture de la partie fixe. Le dispositif de commutation ainsi réalisé est simple et d'un maniement aisé, une simple pression sur l'extrémité de la tige-poussoir permettant de déverrouiller le rotor en position "marche", en dégageant la goupille de l'encoche correspondante, pour le faire tourner vers sa position "arrêt".

[0012] De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce porteur magnétique à aimants permanents :

Figure 1 est une vue en coupe verticale d'un porteur magnétique conforme à la présente invention, en position "arrêt" ;

Figure 2 est une vue en coupe verticale du porteur magnétique de figure 1, en position "marche" ;

Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de ce porteur magnétique, suivant III-III de figure 1 ;

Figure 4 est une vue de face, suivant la flèche F de figure 3, du flasque de fermeture associé au dispositif de commutation "marche-arrêt".

[0013] Le porteur magnétique représenté au dessin comprend une partie fixe, comprenant deux pièces polaires 1 et 2 et deux plaques de liaison 3 et 4, qui loge un rotor de forme générale cylindrique 5 monté tournant autour d'un axe horizontal 6.

[0014] Comme le montrent plus particulièrement les figures 1 et 2, les deux pièces polaires 1 et 2, réalisées en acier doux, sont disposées symétriquement par rapport à un plan médian vertical 7. Les deux pièces polaires 1 et 2 vont en s'écartant l'une de l'autre vers le bas, leurs parties supérieures 8 étant relativement rapprochées et leurs extrémités inférieures 9, écartées l'une de l'autre, se situant dans un même plan horizontal 10.

[0015] La plaque de liaison 3 supérieure, rectangulaire et relativement étroite, est soudée en 11 aux parties supérieures 8 respectives des deux pièces polaires 1 et 2. Au milieu de cette plaque de liaison supérieure 3, qui s'étend horizontalement, est fixé un anneau de levage 12.

[0016] La plaque de liaison 4 inférieure, rectangulaire et relativement large, est soudée en 13 aux deux pièces polaires 1 et 2, à une faible hauteur au-dessus de leurs extrémités inférieures 9 respectives. Cette plaque de liaison inférieure 4 s'étend horizontalement à une faible hauteur au-dessus du plan horizontal 10.

[0017] Les deux plaques de liaison 3 et 4 sont réalisées en acier inoxydable amagnétique.

[0018] Deux flasques de fermeture trapézoïdaux 14 et 15 aussi réalisés en matériau métallique amagnétique, sont soudés en position verticale de part et d'autre de la partie fixe, contre les deux pièces polaires 1 et 2 et contre les deux plaques de liaison 3 et 4 - voir aussi figures 3 et 4.

[0019] L'ensemble formé par les pièces polaires 1 et 2, par les plaques de liaison 3 et 4 et par les flasques de fermeture 14 et 15 délimite une cavité, dans laquelle est logé le rotor cylindrique 5. Les faces internes des deux pièces polaires 1 et 2 présentent des zones concaves cylindriques, respectivement 16 et 17, situées en correspondance avec la périphérie du rotor cylindrique 5 et ménageant un entrefer 18.

[0020] Les deux flasques de fermeture 14 et 15 comportent des bagues respectives 19 et 20, servant de paliers pour le centrage et le guidage en rotation, autour de l'axe horizontal 6, de deux tourillons 21 et 22 prévus aux deux extrémités du rotor 5.

[0021] Le rotor 5 lui-même comprend une première pièce en acier doux 23 et une deuxième pièce en acier doux 24, entre lesquelles sont insérés des aimants permanents 25. Ce rotor 5 possède une structure dissymétrique : la première pièce en acier doux 23 possède une section en forme de segment de cercle relativement petit, et la deuxième pièce en acier doux 24 possède une section en fomre de segment de cercle relativement grand, pouvant être un peu plus étendu qu'un demi-cercle comme le montrent les figures 1 à 3.

[0022] Les aimants permanents 25, insérés entre les deux pièces opposées en acier doux 23 et 24, sont des aimants du type "terres rares", tels que des aimants Néodyme-Fer-Bore. Le sens d'aimantation de tous ces aimants 25 est orthogonal à l'axe de rotation 6 du rotor 5, de sorte que les lignes de force 26 du champ magnétique créé par ces aimants 25 traversent les deux pièces en acier doux 23 et 24.

[0023] En position "arrêt", comme le montre la figure 1, le rotor 5 est positionné angulairement de telle sorte que sa première pièce en acier doux 23 se situe en haut, tandis que sa deuxième pièce en acier doux 24 se situe en bas, les aimants 25 se trouvant dans un plan horizontal. Les lignes de force 26 du champ magnétique créé par ces aimants 25 se referment alors en "court-circuit" à travers les deux pièces polaires 1 et 2. L'attraction exercée par les extrémités inférieures 9 de ces pièces polaires 1 et 2 est nulle.

[0024] En position "marche", comme le montre la figure 2, le rotor 5 occupe une position angulaire différente, dans laquelle ses aimants 25 se situent dans un plan incliné, formant un angle aigu α par rapport au plan médian vertical 7. La première pièce en acier doux 23 du rotor 5 se situe ainsi en face de la zone concave 16 de la pièce polaire 1, et la deuxième pièce en acier doux 24 du rotor 5 se situe en face de la zone concave 17 de l'autre pièce polaire 2. Les deux pièces polaires 1 et 2 forment ainsi, par leurs extrémités inférieures 9 respectives, deux pôles actifs l'un "Nord" et l'autre "Sud" ; toute pièce 27 en matériau ferromagnétique peut être attirée par ces pôles actifs, les lignes de force 26 se refermant alors par la pièce polaire 1, la pièce attirée 27 et l'autre pièce polaire 2.

[0025] Pour passer de la position "arrêt" à la position "marche", et vice-versa, le porteur magnétique est pourvu d'un dispositif de commutation manuelle désigné dans son ensemble par le repère 28, et montré aux figures 3 et 4.

[0026] Sur l'un des tourillons 21 du rotor 5, à l'extérieur de la partie fixe du porteur, est monté un moyeu 29 lié en rotation avec le tourillon 21 par une goupille 30. Le moyeu 29 supporte un tube radial 31, autour duquel est fixée une poignée de manoeuvre 32.

[0027] A l'intérieur du tube 31 est montée coulissante une tige 33, repoussée vers l'extérieur par un ressort 34, l'extrémité extérieure 35 de la tige 33 dépassant légèrement hors du tube 31 pour former un bouton-poussoir. Vers son extrémité intérieure, la tige 33 porte une goupille 36, qui traverse des lumières longitudinales 37 de la paroi du tube 31 et qui est engagée dans une zone évidée 38 de la face externe du flasque de fermeture 14.

[0028] Comme le montre plus particulièrement la figure 4, la zone évidée 38 possède un contour 39 de forme générale circulaire, mais présentant une encoche 40 ménagée dans une position angulaire prédéterminée, correspondant à la position "marche" du rotor 5. L'engagement de la goupille 36 dans l'encoche 40 assure l'indexage du rotor 5 en position "marche". Pour quitter cette position, il convient d'appuyer sur l'extrémité extérieure 35 de la tige 33, pour la faire coulisser à l'encontre de la force du ressort 34, de manière à extraire la goupille 36 de l'encoche 40. Un indexage en position "arrêt" n'est pas prévu, car il s'avère inutile.

[0029] Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce porteur magnétique à aimants permanents qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des modifications concernant le détail des formes des diverses pièces du porteur magnétique, ou le type d'aimants incorporés dans le rotor, ou encore la constitution du dispositif de commutation "marche-arrêt".

Revendications

1. Porteur magnétique à aimants permanents, comprenant une partie fixe avec deux pièces polaires (1,2), symétriques par rapport à un plan médian vertical (7), réunies l'une à l'autre par des éléments amagnétiques (3,4,14,15), et un rotor de forme générale cylindrique (5) monté tournant autour d'un axe horizontal (6) entre les deux pièces polaires (1,2) de la partie fixe, le rotor (5) comprenant des aimants permanents (25) insérés entre deux pièces opposées en acier doux (23,24), et étant déplaçable en rotation entre une position angulaire "marche" et une position angulaire "arrêt" à l'aide d'un dispositif de manoeuvre (28), caractérisé en ce que les deux pièces polaires (1,2) de la partie fixe vont en s'écartant l'une de l'autre vers le bas, la distance entre leurs extrémités inférieures (9) respectives, constituant en position "marche" des pôles actifs, étant ainsi importante, et en ce que le rotor (5) possède une structure dissymétrique, ses deux pièces en acier doux (23,24) étant inégales.

2. Porteur magnétique à aimants permanents selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pièces polaires (1,2) de la partie fixe sont réunies l'une à l'autre, à leur sommet (8) et à leur base (9), par deux plaques de liaison amagnétiques (3,4), horizontales, avec une plaque de liaison supérieure (3) de plus petite largeur, et une plaque de liaison inférieure (4) de plus grande largeur.

3. Porteur magnétique à aimants permanents selon la revendication 2, caractérisé en ce que sa partie fixe comprend deux flasques de fermeture amagnétiques (14,15), de forme trapézoïdale, fixés verticalement contre les deux pièces polaires (1,2) et les deux plaques de liaison (3,4), et portant les paliers (19,20) du rotor (5).

4. Porteur magnétique à aimants permanents selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux pièces opposées en acier doux (23,24) du rotor (5) possèdent des sections inégales, en forme de segments de cercle, l'un relativement grand et l'autre relativement petit.

5. Porteur magnétique à aimants permanents selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aimants permanents (25) du rotor (5) sont des aimants du type "terres rares".

6. Porteur magnétique à aimants permanents selon la revendication 5, caractérisé en ce que les aimants permanents (25) du rotor (5) sont des aimants "Néodyme-Fer-Bore".

7. Porteur magnétique à aimants permanents selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de manoeuvre (28) comprend, à l'extérieur de la partie fixe, un tube radial (31) avec poignée (32) qui est lié en rotation avec le rotor (5) et dans lequel est montée coulissante une tige-poussoir (33) repoussée vers l'extérieur par un ressort (34), la tige-poussoir (33) portant un doigt ou une goupille (36) qui traverse au moins une lumière longitudinale (37) du tube précité (31) et qui est engagée dans une partie évidée fixe (38), de contour circulaire (39) présentant au moins une encoche (40) pour l'indexage du rotor (5) dans sa position angulaire "marche".

8. Porteur magnétique à aimants permanents selon l'ensemble des revendicatins 3 et 7, caractérisé en ce que la partie évidée précitée est une zone évidée (38) dans la face externe de l'un des flasques de fermeture (14) de la partie fixe.

Claims

1. Magnetic carrier with permanent magnets, comprising a fixed part with two pole pieces (1, 2), symmetrical with respect to a vertical mid-plane (7), connected to each other by non-magnetic elements (3, 4, 14, 15), and a rotor (5) of cylindrical shape overall, mounted so as to rotate about a horizontal axis (6) between the two pole pieces (1, 2) of the fixed part, the rotor (5) comprising permanent magnets (25) inserted between two opposite pieces made of soft steel (23, 24), and being movable in rotation between an "on" angular position and an "off" angular position by means of a manoeuvring device (28), characterised in that the two pole pieces (1, 2) of the fixed part move away from each other as they go downwards, the distance between their respective bottom ends (9), constituting active poles in the "on" position, being thus great, and in that the rotor (5) has an asymmetric structure, its two pieces made from soft steel (23, 24) being unequal.

2. Magnetic carrier with permanent magnets according to Claim 1, characterised in that the two pole pieces (1, 2) of the fixed part are connected to each other, at their top (8) and at their base (9), by two horizontal non-magnetic connecting plates (3, 4), with an upper connecting plate (3) with a smaller width and a lower connecting plate (4) with a greater width.

3. Magnetic carrier with permanent magnets according to Claim 2, characterised in that its fixed part comprises two trapezoidal-shaped non-magnetic closure flanges (14, 15), fixed vertically against the two pole pieces (1, 2) and the two connecting plates (3, 4), and carrying the bearings (19, 20) of the rotor (5).

4. Magnetic carrier with permanent magnets according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the two opposite pieces made of soft steel (23, 24) of the rotor (5) have unequal cross sections, in the form of segments of a circle, one relatively large and the other relatively small.

5. Magnetic carrier with permanent magnets according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the permanent magnets (25) of the rotor (5) are magnets of the "rare earth" type.

6. Magnetic carrier with permanent magnets according to Claim 5, characterised in that the permanent magnets (25) of the rotor (5) are "neodymium-iron-boron" magnets.

7. Magnetic carrier with permanent magnets according to any one of Claims 1 to 6, characterised in that the manoeuvring device (28) comprises, outside the fixed part, a radial tube (31) with a grip (32) which is rotatably connected with the rotor (5) and in which is slidably mounted a pusher rod (33) pushed towards the outside by a spring (34), the pusher rod (33) carrying a finger or pin (36) which passes through at least one longitudinal aperture (37) in the aforementioned tube (31) and which is engaged in a fixed hollowed-out part (38) of circular contour (39), having at least one recess (40) for locating the rotor (5) in its "on" angular position.

8. Magnetic carrier with permanent magnets according to Claims 3 and 7 together, characterised in that the aforementioned hollowed-out part is a hollowed-out region (38) in the external face of one of the closure flanges (14) of the fixed part.

Ansprüche

1. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten, enthaltend einen festen Teil mit zwei Polstücken (1, 2), symmetrisch im Verhältnis zu einer vertikalen mittleren Ebene (7), verbunden jeweils miteinander durch nicht- magnetische Elemente (3, 4, 14, 15), und einen Rotor (5) von im wesentlichen zylindrischer Form, drehbar um eine horizontale Achse (6) angebracht zwischen den beiden Polstücken (1, 2) des festen Teiles, der Rotor (5) enthaltend Permanent-Magnete (25) eingefügt zwischen zwei gegenüberliegenden Teilen (23, 24) aus kohlenstoffarmem Stahl, und während der Rotation verschiebbar seiend zwischen einer Winkelposition "Betrieb" und einer Winkelposition "Aus" unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung zur Betätigung (28),
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Polstücke (1, 2) des festen Teiles eines gegenüber dem anderen an der Basis aufgeklappt sind, der Abstand zwischen ihren zugehörigen unteren Enden (9), bildend in der Position "Betrieb" die aktiven Pole, so groß ist, und der Rotor (5) eine unsymmetrische Struktur aufweist, seine beiden Teile (23, 24) aus kohlenstoffarmem Stahl ungleich seiend.

2. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polstücke (1, 2) des festen Teiles eines mit dem anderen verbunden sind, an ihrer Spitze (8) und an ihrer Basis (9), mit zwei nicht-magnetischen Verbindungs- Platten (3, 4), horizontal mit einer darüberliegenden Verbindungs- Platte (3) kleinerer Abmessungen und einer unten liegenden Verbindungs- Platte (4) größerer Abmessungen.

3. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Teil zwei abschließende nichtmagnetische Flansche (14, 15) enthält, in trapezförmiger Form, vertikal an den beiden Polstücken (1, 2) und den Verbindungs- Platten (3, 4) festgelegt und die Lager (19, 20) des Rotors (5) tragend.

4. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegenüberliegenden Teile (23, 24) aus kohlenstoffarmem Stahl des Rotors (5) ungleiche Abschnitte aufweisen, in Form von Kreissegmenten, eines relativ groß und das andere relativ klein.

5. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanent- Magnete (25) des Rotors (5) Magnete des Types "Seltene Erden" sind.

6. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanent- Magnete (25) des Rotors (5) Magnete des Types "Neodym- Eisen- Bor" sind.

7. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Betätigung (28) außenliegend an dem festen Teil ein radiales Rohr (31) mit Griff (32) enthält, das mit dem Rotor (5) drehfest verbunden ist und in dem verschiebbar eine Stößelstange (33) gegen das Äußere durch eine Feder (34) zurückgeschoben montiert ist, die Stößelstange (33) einen Zapfen oder einen Stift (36) trägt, der mindestens ein Langloch (37) des vorstehend genannten Rohres (31) durchtritt und der in einen hohlen festen Bereich (38) eingreift, von kreisförmiger Kontur (39) darstellend mindestens eine Raste (40) zur Indexierung des Rotors (5) in seiner Winkelposition "Betrieb".

8. Magnetischer Träger mit Permanent- Magneten gemäß Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehend genannte hohle Bereich eine hohle Zone (38) in der außenliegenden Fläche eines der Flansche (14) zum Abschließen des festen Teiles ist.

Dessins