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"Mandrin magnétique",
L'on connaît déjà des appareils pour la fixation magnétique des pièces à meuler ou à travailler autrement, les appareils ayant la forme de plaques immobiles pendant le travail ou animées d'un mouvement de va et vient, et dans lesquels l'effet magnétique est obtenu au moyen d'aimants permanents au lieu de l'être par excitation électromagnétique, comme il était courant de le faire à une époque antérieure. La présente invention concerne un mandrin de fixation circulaire, obtenu en utilisant un ou plusieurs aimants permanents, du genre utilisé
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pour la fixation des pièces devant être tournées.
L'invention présente comme caractéristique principale l'utilisation d'un ou de plusieurs aimants permanents, susceptibles de tourner autour de leur axe parallèle à l'axe de rotation du mandrin, aimantés transversalement par rapport à leur axe de rotation et entourés chacun par deux parties en fer doux constituant la connexion magnétique avec la plaque polaire subdivisée, disposée à angle droit avec l'axe de rotation du ou desdits aimants permanents.
Au dessin, on a représenté l'invention à titre d'exemple dans plusieurs formes de réalisation.
Les figures 1 et 2 représentent uh mandrin suivant l'invention, de dimensions relativement réduites, respectivement en section axiale verticale et en vue antérieure, et
Les figures 3, 4 et 5 sont des vues antérieures de trois autres formes de réalisation du nouveau mandrin.
Dans la réalisation suivant les figures 1 et 2, on fixe sur un moyeu 1, destiné à être vissé, de manière connue, sur l'axe d'un tour ou d'une machine à meuler, une plaque 2 en matière non magnétique. Sur cette plaque 2 sont vissés deux secteurs 3a et 3b d'un cylindre creux, disposés concentriquement à l'axe de rotation X-X du moyeu 1 et séparés par des intervalles 4,4 diamétralement opposés, convenablement remplis de matière non magnétique et s'étendant sur toute la longueur des secteurs. Dans l'espace cylindrique creux ainsi formé, on insère un aimant permanent 5 de forme cylindrique correspondante, le montage étant fait
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avec un certain jeu de manière que l'aimant puisse tourner dans ce logement comme dans un palier.
L'aimant, constitué en une matière à force coercitive particulièrement élevée, est aimanté de manière que les lignes de force soient dirigées comme représenté en figure 2, sensiblement perpendiculairement à l'axe du cylindre et parallèlement à un plan axial du cylindre. Aux extrémités des secteurs 3a, 3b en fer doux, on a fixé la plaque polaire circulaire désignée dans son ensemble par 6, de manière à faciliter dans la mesure du possible le passage des lignes de force magnétiques. La plaque polaire 6 est divisée en deux moitiés au moyen d'une lumière 7 qui la traverse suivant tout le diamètre et qui est disposée dans le plan des intervalles 4,4. La lumière 7 est convenablement remplie de matière non magnétique.
La longueur de l'aimant permanent 5 est inférieure à celle de l'espace creux formé d'une part par les secteurs 3a, 3b et d'autre part par la plaque de base 2 et par la plaque polaire 6. Dans l'espace creux, on a monté entre l'extrémité avant de l'aimant 5 et de la plaque polaire 6 une plaque intermédiaire 8 en matière non magnétique, pouvant être vissée à la plaque polaire. Cette plaque intermédiaire sert à réduire la valeur des fuites. A l'extrémité opposée, on a relié à l'aimant 5 une plaque 9 également en matière non magnétique, cette plaque portant un bras 10 en saillie radialement, sortant à l'extérieur à travers une fente 11 du secteur annulaire 3b et pourvu ici d'une poignée 10a.
La poignée permet de faire tourner l'aimant 5. La longueur périphérique de la fente 11 est choisie de manière à permettre une rotation supérieure à une moitié de la division polaire, c'est-à-dire ici supérieure à 90 .
Le fonctionnement est le suivant: L'aimant
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permanent 5 occupant la position représentée en figure 2 >-l
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son pôle Nord est situé vis-à-vis du secteur annulaire supérieur 3a, et son pale Sud en face du secteur inférieur 3b . Il se produit par suite un champ magnétique intense dans le sens des flèches de la figure 1, de sorte qu'en appliquant contre la plaque polaire 6 une pièce W en matière magnétique, celle-ci sera f ortement attirée et retenue. Si l'on veut libérer la pièce, l'on devra faire tourner l'aimant 5 dans le sens de la flèche -a- de la figure 2, en général d'un angle légèrement supérieur à 90 .
Dans la position faisant un angle de 90 avec celle représentée au dessin, le champ de forces aura bien atteint théoriquement la valeur zéro, mais la pièce demeurera encore collée sous l'effet du magnétisme rémanent, pour n'être libérée qu'après une rotation dépassant 90 , grâce au renversement ainsi produit de la polarité de la plaque polaire 6.
La quantité dont il faut faire tourner à cet effet l'aimant 5 au-delà de la moitié de l'arc polaire dépend des dimensions et de la forme des pièces, ainsi que des propriétés magnétiques de la matière qui les compose.
Dans la forme de réalisation suivant la figure 3, la plaque polaire 6 est divisée en quatre quadrants au moyen de deux fentes 4 disposées à angle droit l'une de l'autre. L'aimant est, dans ce cas, aimanté de manière à faire apparaître quatre pôles, soit, dans le sens de la périphérie, alternativement un pôle Nord et un pôle Sud. Les lignes de force sont ici encore sensiblement perpendiculaires à l'axe du cylindre et, au moins dans les parties extérieures du cylindre, parallèles à deux plans axiaux se coupant à angle droit. Comme le représentent
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les lignes pointillées (figure 4), la forme de l'aimant permanent ne doit pas nécessairement être exactement cylindrique; il importe seulement que des parties assez étendues de sa périphérie se trouvent situées sur une surface cylindrique commune.
Il en est de même d'ailleurs pour l'aimant 5 de la forme de réalisation suivant les figures 1 et 2 où l'on a également indiqué par des pointillés que l'aimant 5 peut, le cas échéant, être aplati en deux endroits diamétralement opposés. Cette disposition permet de diminuer les fuites magnétiques.
Dans la forme de réalisation suivant la figure 4, on a également prévu une plaque polaire divisée en quatre quadrants, tandis que la figure 5 représente une forme de réalisation subdivisée en six secteurs. Ces dernières formes de réalisation, qui se distinguent de celles des figures 1 à 3 principalement par l'utilisation d'un nombre.plus grand d'aimants permanents, sont destinées avant tout pour des mandrins de dimensions élevées.
Dans les deux cas, le nombre des aimants permanents correspond à celui des secteurs de la plaque polaire. Les aimants permanents ne sont cependant pas disposés avec leur axe suivant l'axe de rotation X-X du mandrin, mais le long d'une surface cylindrique concentrique audit axe de rotation, la distance séparant les axes des divers aimants deux à deux étant toujours égale, de manière à fournir une image parfaitement symétrique par rapport à l'axe de rotation X-X.
Les espaces creux servant à recevoir les aimants 5 sont constitués par des percements correspondants d'un corps en fer doux, dirigés dans le sens axial, le corps en fer doux étant en outre pourvu de fentes longitudinales dans les plans formés par les lumières de séparation 7 de
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la plaque polaire, lesdites fentes correspondant aux intervalles 4 des formes de réalisation suivant les figures 1 et 2? Les fentes 4 et les lumières 7 sont ici encore convenablement remplies de matière non magnétique.
L'on voit qu'il est possible de cette manière de fabriquer très simplement en grande série également les mandrins du genre des figures 4 et 5.
En utilisant plusieurs aimants permanents tournants, suivant les réalisations des figures 4 et 5, la rotation servant à produire l'état non magnétique de la plaque polaire, ou bien le renversement de la polarité de celle-ci, est effectuée au moyen d'un dispositif de commande commun. Celui-ci peut être constitué par exemple par un anneau plat tournant, inséré dans la partie arrière du mandrin, voisine de la plaque de base 2, et entraîné en rotation au moyen d'un mécanisme à pignons actionné depuis la périphérie au moyen d'une clef, du genre utilisé couramment sur les mandrins des tours, ayant pour effet d'entraîner les aimants au moyen d'axes sortant axialement dans un plan et s'engageant dans des fentes de leviers en saillie sur les aimants 5 à la manière du bras 10 de la réalisation suivant les figures 1 et 2,
de manière à faire tourner les aimants simultanément d'angles égaux. Cette rotation simultanée de la valeur d'un même angle pourrait encore être obtenue au moyen d'un engrenage tournant, porté de manière concentrique par rapport à l'axe X-X, actionné par exemple depuis l'avant au moyen d'une clef, et en prise avec des dentures correspondantes des divers aimants 5.
Les mandrins magnétiques décrits peuvent
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être fabriqués en grande série, à des prix extrêmement bas, jusqu'aux dimensions les plus petites. Ils présentent d'autre part l'avantage d'être parfaitement équilibrés dans chaque position des aimants par rapport à l'axe de rotation du mandrin, ce fait ayant une grande importance, notamment dans les grandes vitesses de rotation du mandrin, pour l'obtention d'un travail de haute précision. Comme d'autre part les systèmes magnétiques associés aux divers aimants permanents sont parfaitement équilibrés,du point de vue magnétique, dans toutes les positions des aimants, le déplacement des aimants ne nécessite que des forces peu élevées, pouvant être transmises par des moyens simples et peu coûteux.
Pour empêcher que l'aimant ne tourne, sous l'effet de son inertie, au moment de la mise en marche ou de l'arrêt du mandrin, par rapport aux pièces 3a et 3b, il convient de le munir d'un dispositif de f ixation. Celui-ci peut être constitué par exemple par une vis de blocage se vissant @ dans la face 10a du bras 10 et pouvant être engagée directement dans la partie 3b située en face, ou bien dans des encoches prévues sur cette partie.
Les pièces polaires peuvent encore être constituées en une seule pièce avec la plaque polaire, par exemple par estampage ou par percement unilatéral d'une pièce de fer en forme de cylindre plein. Dans les deux cas, les fentes 4 et 7 peuvent alors être constituées par des coupes communes faites à la fraise.
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