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PERFECTIONNEMENTS AUX AIMANTS DE LEVAGE ET DE COLLAGE.
La présente invention concerne les aimants et plus particulière- ment les aimants porteurs et de collage,'et elle'a pour objet de tels aimants ayant des caractéristiques perfectionnées et qui peuvent en conséquence produire une attraction maximum entre leurs pôles et une armature relativement mobile ou l'élément à maintenir.
Dans la description qui va suivre, on décrira successivement diverses variantes de réalisation d'aimants dont la conception rentre dans le cadre de la présente invention, et pour obtenir plus de olarté dans l'exposé, on décrira en détail les figures au fur et à mesure de la description de ces variantes.
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Selon une des formes de réalisation , on prévoit un aimant perma- nent composé de préférence'd'une matière magnétique ayant une force coercitive élevée et qui est muni de pièces polaires en matière magnétique de perméabilité relativement élevée, de façon à concentrer le fluxdmagnétique dans plusieurs en- trefers de travail. Un élément perméable, comprenant au moins une pièce en ma- tière magnétique de grande perméabilité, est disposé entre les parties de pola- rité opposée d'un assemblage magnétique qui comprend l'aimant permanent, et à une certaine distance des dites parties. Une armature mobile, ou un élément à maintenir, composée d'au moins deux serments en matière magnétique de grande perméabilité, séparés par un entrefer, coopère avec les dites parties de polarité opposée et ledit élément perméable.
Chacun des segments composant l'armature est disposé de façon à recouvrir l'un des entrefers du dit élément perméable, Avec cette construction, chacune des lignes de force magnétiques utiles de l'aimant permanent traverse, en passant d'une pièce polaire à l'autre, au moins quatre entrefers de travail, de telle sorte que le flux total utile est en conséquence utilisé avec profit plusieurs fois, La force d'attraction ou de collage de l'aimant est ainsi beau- coup augmentée par rapport à celle que l'on obtient avec les aimants utilisés jusqu'ici.
Cette réalisation est représentée à titre d'exemple non limitatif dans les quatre premières figures du dessin, dans le quel :
La fig.1 est une élévation en coupe d'un aimant de collage con- forme à l'invention.
La fig.2 est une perspective avec éléments détachés, du dispositif de la fig.1, montrant les éléments perméables en série et l'armature mobile.
La fig.3 est une variante de la fig.2.
La fig.4 est une élévation en coupe d'une modification de cons- truction, conforme encore à l'invention.
En se reportant aux figures 1 et 2, on voit une construction magnétique 10 comportant une source de flux magnétique telle qu'un aimant per- manent 11, destiné à produire un flux attirant une armature mobile 12, soumise à une force antagoniste non représentée4
L'aimant 11 a la forme d'un disque et est monté dans un circuit magnétique comprenant une pièce polaire centrale 13 et une pièce d'assemblage 14 oomprenant un disque annulaire 15 et une partie cylindrique 16. 17 désigne une deuxième pièce polaire en forme d'anneau qui est fixée rigidement au cylindre 16
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de la pièce 14, au moyen de boulons 18.
Une pièce perméable, comprenant au moins un anneau 19 en matière magnétique est montée concentriquement aux pièces polaires 13 et 17, et occupe une position fixe par rapport à elles; cette pièce est séparée de la pièce po- laire centrale 13 par un entrefer annulaire 20, et de l'anneau extérieur 17 par un entrefer 21. L'anneau 19 est fixé at maintenu séparé des pièces polaires 13 et 17 au moyen d'un support mince 22 en forme de rondelle et en matière non magnétique appropriée, telle que le laiton, qui est représenté avec sa fixation à la pièce polaire 17 et à l'anneau 19 par des vis 23. De même, des vis 24 fixent ensemble l'aimant permanent 11 et la pièce polaire centrale 13.
Dans l'exemple représenté, l'armature mobile 12 comprend plusieurs surfaces portantes en matière magnétique et disposées concentriquement, notamment un disque central 25 et une pièce 26 extérieure perméable, en forme d'anneau ou analogue, qui est séparée du disque 25 par un entrefer annulaire 27, Une pièce 28 en forme de disque en matière non magnétique appropriée est fixée aux pièces 25 et 26 par tous moyens, par exemple par des vis 23', de façon à les maintenir en position fixe par rapport l'une à l'autre. L'armature est reliée à une tige de commande 29.
Pour constituer l'aimant permanent 11, il est préférable d'em- ployer une matière magnétique ayant une force coercitive considérablement plus grande que celle des aciers usuels au chrome, et telle que, par exemple, l'acier au cobalt. Toutefois, il n'est nullement question de limiter l'invention à l'usa- ge d'une matière magnétique particulière. C'est ainsi par exemple que des résul- tats très satisfaisants peuvent être obtenus avec des alliages pour aimants per- manents, comprenant du fer, du nickel et de l'aluminium comme éléments princi- paux.
Des alliages de cette nature, pour aimants permanents sont bien connus et non seulement ils présentent une force coercitive élevée, mais 'ils ont égale- ment une induction résiduelle assez élevée, ce qui les rend capables de produire une énergie magnétique maximum pour un volume minimum de matière magnétique, Ils résistent également très bien aux influences démagnétisantes.
Pour les pièces 13, 14,17, 19, 25 et 26 que le flux magnétique traverse, il est préférable d'utiliser une matière de perméabilité relativement élevée, comme l'acier ou le fer doux. Avec une telle matière, on obtient dans les entrefers utiles un flux de grande densité, et en même temps l'aimant permanent est utilisé à sa densité de flux la plus efficace; autrement dit, le flux peut être concentré dans les entrefers sans affecter la densité du flux dans l'aimant.
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La réalisation représentée fig.l peut être appliquée, par exemple, au fonctionnement d'un interrupteur électrique. Pour cette application, il est préférable que des moyens appropriés exercent une force suffisante sur l'arma- ture mobile 12, qui est normalement maintenue en position d'ouverture au moyen d'un ressort non représenté, de telle sorte que cette armature puisse être ac- tionnde vers sa position de fermeture, comme représenté fig.l. Pour produire cette force, on peut utiliser une bobine électrique 30, alimentée par un courant approprié. De plus, dans le fonctionnement de tels interrupteurs, il est dési- rable que ces derniers soient ouverts rapidement s'il survient des conditions anormales. En conséquence, une deuxième bobine électrique 31 est prévue pour produire un flux en opposition à celui de l'aimant permanent 11.
Ce flux en opposition de la bobine 31 agit pour faire relâcher l'armature 12 en réduisant la force de cbllage aux surfaces portantes adjacentes au-dessous de la valeur de la force opposée du ressort (non représenté) qui s'exerce par la tige 29.
On voit donc ainsi que bien que la densité du flux dans l'aimant 11 diminue quand l'armature 12 se déplace vers la position d'ouverture, la densité de flux augmente à nouveau en raison de la force magnétomotrice produite par la bobine 30, lorsque celle-ci est alimentée pour actionner l'armature 12 de la position d'ouverture à la position de fermeture représentée fig.l, dans laquelle elle est maintenue par l'attraction de l'aimant.
Sur la fig.l, on voit que les entrefers annulaires 20 et 21 se trouvent de part et d'autre par rapport à l'entrefer annulaire 27 de l'armature 12, de telle sorte que la partie 25 de cette armature recouvre la pièce polaire intérieure 13 et, en partie, la pièce annulaire 19 en faisant pont au dessus de l'entrefer 20. De même, l'anneau magnétique 26 de l'armature 12 recouvre en partie la pièce polaire extérieure 17 et l'anneau 19, en faisant pont au-dessus de l'entrefer 21. Comme on le voit figure 1, les lignes de force magnétiques émanant de l'aimant 11 et représentées en pointillé traversent au moins quatre entrefers de travail, a, b, c, d, en passant d'une pièce polaire à l'autre.
La réluctance des entrefers a, b, c, et d est prévue relativement petite par rapport à celle des entrefers annulaires 20,21 et 27, de telle sorte que seule- ment une quantité négligeable du flux de l'aimant 11 traverse ces entrefers, et que ce flux est forcé de passer dans les entrefers de travail mis en série. La surface des surfaces portantes est bien entendu déterminée de façon à avoir la surface optimum par rapport au flux magnétique de l'aimant 11. Dans l'exemple représenté, les surfaces de contact a, b, c et d sont toutes égales et laissent
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passer le même flux, en produisant ainsi la même attraction sur l'armature mobile 12.
Dans un tel dispositif, le flux magnétique de l'aimant est utilisé plusieurs fois, ce qui augmente beaucoup l'effort sur l'armature mobile. On a trouvé, par exemple, qu'avec un dispositif magnétique comportant quatre entre- fers de travail parcourus par le flux utile, l'attraction sur l'armature en position de fermeture est augmentée d'environ 70% par rapport à celle que l'on obtiendrait habituellement avec les aimants courants qui n'utilisent que deux entrefers de travail,
On peut expliquer comme suit la raison de ce résultait grandement amélioré à première vue, il semblerait que, si l'aimant permanent 11 fonctionne à son rendement magnétique maximum avec les deux entrefers classiques en série, l'adjonction d'un autre entrefer doive réduire la force d'attraction plutôt que de l'augmenter.
Toutefois, ceci ne serait rai que si la réluctance équivalente des deux entrefers constituait la réluctance externe totale du cirouit. En réa- lité, le circuit magnétique comprend une réluctance externe.fixe due aux pièces polaires, aux pièces d'assemblage et aux entrefers fixes constitués par des joints situés aux points où les pièces sont en contact les unes avec les autres et avec l'aimant.
Cette réluctance est normalement plusieurs fois supérieure & celle des deux entrefers de travail où les pièces sont situées en étroit con- tact, de telle sorte que l'adjonction d'un autre entrefer de travail de réluc- tance équivalente à celle de l'un des entrefers usuels ne cause pas une désai- mantation de l'aimant plus grande que les deux premiers entrefers, car elle ne produit pas la même augmentation relative dé la réluctance totale du circuit magnétique; par conséquent, le pourcentage d'énergie magnétique qui est perdue dans la réluctance fixe du circuit magnétique devient plus petit lorsque le nombre d'entrefers de travail et la longueur de l'aimant sont augmentés.
Que cette raison soit correcte ou non, il n'en reste pas moins que les aimants de levage ou de collage conformes à la présente invention ont été essayés dans leurs conditions de fonctionnement et on a trouvé qu'ils pré- sentent effectivement une proportion de force d'attraction ou de collage plus grande que des aimants de mêmes dimensions construits selon les procédés connus jusqu'ici.
Dans la figure 3, on a représenté une variante dans laquelle la force d'attraction exercée sur l'armature mobile 12 des fig, 1 et 2 peut varier dans de grandes limites en modifiant les surfaces de contact aux entrefers de
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de travail. Dans la réalisation représentée, l'armature mobile 12' comprend une pièce centrale 25en forme de disque et un anneau 26' qui en est séparé et qui, au lieu d'être une pièce continue d'acier ou de fer, comme dans les fig.l et 2, est composé de segments alternés 33 et 34, respectivement en matière magné tique ou non magnétique. Pour agir avec l'armature 12', l'anneau circulaire in- térieur 19 des fige 1 et '2est remplacé de manière analogue par un anneau 19t composé de segments alternés 35 et 36 respectivement, en matière magnétique ou non magnétique.
Ainsi, en tournant l'armature mobile 12' vers la position dé- sirée, la surface de chaque segment magnétique 33 de l'armature mobile, qui est en contact avec les segments correspondants 35 de l'anneau 19', peut être modi- fiée, déterminant ainsi la force d'attraction de l'aimant.
La fig.4 est une modification des fig, 1 et 2, dans laquelle le nombre de surfaces portantes est porté à six, par l'emploi d'une construction magnétique qui possède une pièce traversée par le flux qui comporte deux seg- ments annulaires 37 et 38, séparés l'un de l'autre par un entrefer annulaire 39.
Le segment magnétique interne 37 est séparé da la pièce polaire centrale 13' en formant un entrefer 40. De même, le segment magnétique externe 38 est séparé de la pièce polaire externe 17' en formant un entrefer 41. Il y a lieu de remarquer la forme de la pièce polaire centrale 13' dans laquelle la partie inférieure 13a possède une section plus grande (ou un diamètre plus grand) que le reste de la pièce polaire, de façon à recouvrir la surface polaire adja- cente de l'aimant permanent 11'. De cette manière, le flux de ltaimant est uti- lisé de la manière la plus efficace. Bien entendu, une pièce polaire telle que 13' peut remplacer la pièce polaire 13 de la fig.l.
De même que dans le cons- truction selon fig. 1 et 2, l'armature de la fig. 4 est munie d'une pièce cen- trale 25' en forme de disque, et deux anneaux magnétiques 42 et 43 sont espacés l'un de l'autre en ménageant entre eux un entrefer annulaire 44, alors que l'anneau intérieur 42 est séparé du disque central magnétique par un entrefer annulaire 45.
La pièce de fixation cylindrique 16 et la pièce polaire annulaire 17 de la sont remplacées par une pièce unique cylindrique 16',avec une partie terminale 17' rabattue vers l'intérieur et formant pièce polaire. Dans ce cas, il est préférable de construire le disque 28t et le mince anneau 22' en une matière non magnétique appropriée, telle que le laiton, de faqon à ce qu'on puisse fixes par soudure le disque 28' aux pièces 25', 42,43 de l'arma- ture, et l'anneau 22' aux pièces magnétiques 17'. 37 et 38. Les joints 46 et 47
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entre l'aimant permanent et les pièces-13' et 15' peuvent être soudés en don- nant des résultats très satisfaisants. Les pièces 15' et 16' peuvent être réunies en 48 de toute manière appropriée, par exemple par soudure.
La fig.4 montre que le flux magnétique 49 représenté en pointillé passe au travers de six surfaces de contact/La force portante peut encore être augmentée par l'addition d'un plus grand nombre de segments magnétiques à l'ar- mature mobile et à la partie fixe de l'appareil qui contribue à former le chemi- nement du flux à travers les entrefers en série,
D'une façon générale, en ce qui concerne le nombre.optimum de surfaces portantes (ou d'entrefers de travail) à utiliser avec un aimant donné, on peut dire que ce nombre peut être augmenté avantageusement jusqu'à ce que l'augmentation corrélative de réluctance due à l'addition d'un nouvel entrefer provoque une baisse de flux dans les entrefers de travail sana augmenter la force d'attraction totale,
Dans les dispositifs des fig, 1 à 4,
n a représenté des aimants permanents pour produire le flux nécessaire pour'maintenir l'armature mobile dans une position donnée, mais l'invention peut être également utilisée dans des appareils dans lesquels le flux magnétique est produit par une bobine élec- trique. Par exemple, l'appareil de la fig.l peut être employé comme aimant de collage, soit avec l'aimant permanent 11, soit avec la bobine électrique 30 produisant le flux nécessaire pour maintenir l'armature mobile.
On voit donc qu'avec un circuit magnétique utilisant plus de deux entrefers de travail en série, on obtient un aimant de pouvoir d'attraction grandement accru. D'une faqon générale, on peut dire que le nombre d'entrefers de travail (ou de surfaces portantes), traversés en série par le flux magnéti- que qui passe entre les pièces polaires, est égal au double du nombre d'éléments magnétiques composant l'armature mobile, Autrement dit, le nombre d'entrefers de travail en série est toujours inférieur de une unité à la somme des éléments magnétiques composant l'armature et la pièce du circuit magnétique qui porte ses éléments, avec, de toute façon, un minimum de quatre surfaces portantes.
De tels aimants sont particulièrement utiles dans les applications où l'on re- cherche une attraction puissante entré deux éléments magnétiques mobiles l'un par rapport à l'autre.
Dans la deuxième variante, qui rentre dans le cadre de la présente invention, on prévoit un aimant permanent et des pièces polaires, ,en matières
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analogues à celles utilisées dans la première variante, et dans le même but.
L'aimant et ses pièces polaires sont disposées ici dans un circuit magnétique rappelant la forme d'un U. Selon une caractéristique de l'invention, on emploie un circuit dérivé pour le flux, comprenant au moins une pièce en matière magné- tique de grande perméabilité, ayant un degré de saturation élevéß reliée aux pièces polaires de l'aimant par des séparateurs non magnétiques, dont l'un est placé entre chaque pièce polaire et la pièce de grande perméabilité. Pour coopé- rer avec les pièces polaires et ce circuit dérivé, on prévoit une armature mul- tiDle relativement mobile (ou un élément à maintenir), comprenant au moins deux segments en matière magnétique de haute perméabilité, à degré de saturation élevé, séparés par un élément en matière non magnétique similaire.
Avec un tel dispositif, le flux utile va d'un pôle de l'aimant à l'autre en traversant un minimum de quatre entrefers de travail (ou surfaces portantes), ce qui augmente, comme dans le premier cas, la force d'attraction de l'aimant.
Les fig. 5 et 6 montrent respectivement une perspective et une coupe d'un aimant de levage conforme à la présente invention.
La fig.7 montre en perspective l'aimant permanent utilisé dans le dispositif des fig, 5 et 6.
Les fig.8 et 9 représentent des variantes d'aimants de levage, toujours conformes à la présente invention.
La fig.10 est la vue perspective de l'aimant permanent utilisé dans la fig.9.
Revenant aux fig.5, 6 et 7, on a représenté un dispositif magné- tique comportant un montage à aimant permanent 60 disposé entre un support 61 en matière non magnétique et une pièce supportée 62 en matière non magnétique qui porte le poids 1,7 Un aimant en barre 63, court, de forme sensiblement cubique, est monté dans un circuit magnétique comportant une paire de pièces polaires 64 et 65 et un circuit dérivé comprenant plusieurs segments 66 séparés des pôles de l'aimant et les uns des autres par une série d'entrefers ou de segments 67. Le support est muni d'une rainure transversale 68 à l'intérieur de laquelle est disposé l'aimant 63 et les pièces polaires 64 et 65.
Passant entre ces dernières et située au-dessus de l'aimant 63, se trouTe une pièce 69 en matière non magnétique appropriée, comme le laiton. Cette pièce est fixée aux pièces polaires et au support 61 par plusieurs vis 70, et elle sert à main- tenir le tout en place. Un séparateur 71 non magnétique est disposé entre la
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pièce 69 et les segments 66 du circuit dérivé.
On voit que le circuit, dérive a des segments non magnétiques 67 à chaque extrémité et chacun d'eux est compris entre l'un des pôles et un seg- ment magnétique. Dans la forme la plus simple, il n'y aura qu'un segment magné- tique entre ces segments terminaux non magnétiques. Si on utilise plus d'un seg- ment intermédiaire magnétique, chaque segment intermédiaire non magnétique cor- respondant est en contact avec les faces opposées de deux segments adjacents magnétiques. Les surfaces portantes des éléments magnétiques 66 et les surfaces polaires des pièces polaires 64 et 66 sont représentées comme étant sur un même plan.
Une armature mobile 72 est également composée de plusieurs segmenta 73, tous dans le même plan, par analogie avec les segments 66, et séparés les uns des autres par des séparateurs 74 en matière non magnétique, de manière ana- logue aux segments 66. Chaque séparateur non magnétique 74 est en contact avec les surfaces opposées de deux segments adjacents magnétiques et il leur est ri- gidement fixé. L'armature 72 est placée de telie sorte vis-à-vis de l'aimant et du circuit dérivé que chacun des segments 73 de¯l'armature est à cheval sur l'intervalle constitué par les séparateurs 67, et recouvre ainsi en partie deux des surfaces magnétiques du circuit magnétique comprenant les pièces polaires et le circuit dérivé.
En conséquence, le flux utile de l'aimant permanent 63, en passant entre les pièces polaires 64 et 65, comme indiqué en pointillé en 75, traverse plus d'entrefers que les,.deux entrefers habituels, et, dans le dispositif des fig.5 et 6, ce flux passe à travers douze entrefers de travail, tels que 76, en plus des deux entrefers sur les'surfaces polaires 64 et 65.
Dans la forme la plus simple de l'invention, ces lignes de flux passent à tra- vers un minimum de quatre surfaces portantes, comprenant deux surfaces aux pièces polaires, et deux surfaces formées entre le segment magnétique intermé- diaire du circuit dérivé et les deux segments magnétiques de l'armature.
Pour constituer les séparateurs 67 et 74, il est préférable d'uti- liser une matière non magnétique appropriée, telle que le laiton,.et cette ma- tière est de préférence fixée aux pièces polaires 64 et 65 et aux segments 66 et 73 par soudure ou brasure. Un procédé similaire peut être utilisé de manière analogue pour fixer les pièces polaires au support 61 et les segments 73 de l'armature à la pièce 62.
L'aimant permanent 63 est 'en matière magnétique analogue à celle de l'aimant 11 de la première variante, on peut le fabriquer, par exemple, selon
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le procédé décrit dans le brevet belge 423.175 du 18 Avril 1937 de la société demanderesse, ou, si on le désire, par un procédé de frittage.
Pour les pièces polaires et les segments 66 et 73, on peut utili- ser de préférence une matière de perméabilité relativement élevée et à haut de- gré de saturation, comme par exemple du fer laminé à froid et recuit, ou un al- liage de 35 à 50% de cobalt-fer, Avec un tel métal, on obtient une grande den- sité de flux dans les entrefers de travail et l'aimant permanent est en même temps utilisé à sa densité la plus efficace, comme dans la première variante. Les considérations développées dans cette dernière à propos de l'addition d'entrefe de travail supplémentaire restent entièrement valables pour ce deuxième exemple de réalisation,
La réluctance des entrefers 76 est faite relativement petite par rapport à celle des entrefers 67 et 74 de faqon que la plus grande partie du flux soit obligée de passer par les surfaces portantes.
Pour obtenir les meil- leurs effets, ces surfaces doivent être bien unies, et toutes de surface sensi- blement égale, pour produire la même attraction sur l'armature. Comme cette at- traction entre deux surfaces en contact ou séparées par un petit entrefer, est proportionnelle au produit du carré du flux par la surface de l'entrefer, il est évidemment avantageux d'utiliser autant d'entrefers que possible et de faire fonctionner en même temps l'aimant à son meilleur rendement magnétique, c'est-à- dite à la valeur du flux qui donne l'énergie maximum.
Le nombre optimum de surfaces portantes est subordonné aux mêmes considérations que celles exposées à propos do la première variante.
Il faut également remarquer que la disposition du circuit magné- tique dérivé constitue un circuit de fuite de réluctance relativement basse pour le flux de l'aimant 63 lorsque l'armature 72 est séparée, ce qui évite au flux de l'aimant de tomber à une valeur aussi basse qu'il le ferait bans cela.
En conséquence, la densité du flux monte à une valeur plus élevée lorsque l'ar- mature est à nouveau amenée en contact avec les pôles et les segments 66, et l'effort d'attraction est ainsi augmenté.
Dans la variante des fig.5 et 6, représentée fig.8, on a prévu un circuit additionnel pour le flux magnétique quand l'armature est éloignée des pôles. Dans la réalisation représentée, un ensemble magnétique 77 est disposé entre un support 78 non magnétique et une autre pièce non magnétique 79 qui est supportée. Un court aimant 80 en forme de barre, en matière de force coercitive élevée., eat placé entre deux pièces polaires 81 et 82, de grande perméabilité
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et à haut degré de saturation, appartenant à un circuit magnétique comprenant un trajet 83 traversant plusieurs segments magnétiques 84 et les séparateurs non magnétiques 85.
Comme dans les fig.5 et 6, on trouve également une arma- ture 86 avec des segments magnétiques 87 et des séparateurs non magnétiques 88.
Les pièces polaires 81 et 82 dépassent l'aimant 80 et reviennent l'une vers l'autre dans un même plan pour ménager un entrefer fixe 89. Ce der- nier est prévu vis-à-vis du restant du circuit de telle'sorte que sa réluctance est plusieurs fois supérieure à celle du circuit magnétique utile quand l'arma- ture est dans la position d'attraction, mais il aide à maintenir la densité du flux de l'aimant à une valeur relativement élevée lorsque l'armature est éloi- gnée des pièces polaires.
Les divers éléments de la fig.8 peuvent être construits avec les mêmes matières que les éléments correspondants des fig. 5 à 7, et assemblés de manière analogue.
Sur la Fig.9, on a représenté une autre variante de montage magné- tique 89, avec un support non magnétique 90 et une pièce non magnétique 91 sup- portée. L'aimant permanent 92 est en forme d'U, comme mieux représenté fig.10, et il possède de courtes pièces polaires 93 et 94. Si un aimant permanent dis- posé de la sorte peut être utilisé dans quelques cas, il est en général préfé- rable d'utiliser des aimants tels que 63 et 80 des fig.6 et 8, car la matière magnétique est utilisée plus efficamement dans ces dispositifs, en raison du chemin plus court à travers la matière magnétique de l'aimant, ce qui évite d'autant l'effet nuisible d'une réluctance élevée.
De plus, les lignes de force magnétiques passent directement à travers l'aimant et dans les pièces polaires de haute perméabilité, de telle sorte qu'il'n'y a aucune énergie consommée de lors de la redistribution dans l'aimant permanent quand l'armature est remise en place,
On a trouvé que des aimants de levage ou de collage conformes à la présente invention peuvent soulever ou vaincre une force sensiblement égale à 4500 fois le poids de l'aimant permanent* Jusqu'ici, dans la construction des aimants, la force portante n'a pas augmenté directement proportionnellement aux dimensions de l'aimant, à cause principalement d'une non homogénéité d'origine métallurgique et d'une réluctance interné plus grande avec l'augmentation des dimensions.
Ces inconvénients sont largement écartés dans les assemblages magné- tiques conformes à la présente invention, qui comportent un circuit magnétique dérivé avec des segments et une armature multiple, lé tout étant compris dans
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un montage nouveau avec une manière perfectionnée de fixer l'aimant en contact étroit avec les pièces polaires. Ainsi, le flux utile est concentré dans plu- sieurs entrefers de travail et la construction perfectionnée maintient les fui- tes à une valeur faible; de plus, la force magnétomotrice.est utilisée si ef- ficacement que des charges proportionnellement plus lourdes peuvent être portées en augmentant la quantité de matière magnétique à aimant utilisée.
Dans certaines applications, il peut ne pas être nécessaire d'a- voir un aussi grand nombre de surfaces portantes, et on va décrire ci-dessous une troisième variante conforme à l'invention, qui donne lieu à une réalisation particulièrement simple, et qui offre, toutes proportions gardées, les mêmes avantages que les deux premières variantes.
Les aimants utilisés sont toujours de la même matière magnétique que précédemment. Une pièce polaire d'un premier aimant recouvre en partie les deux pièces polaires d'un second aimant et la deuxième pièce polaire du premier aimant est en contact avec la pièce polaire de même polarité du second aimant.
Avec cette disposition , on forme trois entrefers, de telle sorte que le flux combiné des deux aimants passe à travers un entrefer commun de travail. On obtient ainsi un aimant de levage ou de collage ayant une grande force d'at- traction.
Les fig. 10 et 11 représentent respectivement une coupe verticale et une perspective, avec éléments détachés, d'une réalisation de l'invention.
La fig.12 est une vue en plan montrant la position relative des surfaces polaires en contact des deux aimants lorsqu'ils sont disposés confor- mément à la présente invention.
La fig.13 est une élévation d'un aimant disposé suivant l'inven- tion,
Dans les fig. 10 et 11, on a représenté un aimant permanent 110, de forme cylindrique, ayant des pôles N et S formés sur des côtés opposées d'une rainure transversale 111, à une extrémité de cette pièce cylindrique. L'aimant a ainsi une section de forme sensiblement en U. On peut prévoir une paire de pièces polaires 112 et 113 qui coopèrent avec les pôles N et S, respectivement, de l'aimant permanent 110. En conformant ces pièces polaires, on a trouvé ap- proprié d'utiliser un disque circulaire et de le fixer aux pôles N et S de toute manière appropriée, comme par exemple par soudure ou analogue, Une fente telle que 114 peut être pratiquée dans le'disque par une meule ou tout outil équiva- lent, pour séparer les pièces polaires 112 et 113.
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Bien entendu, l'aimant 10 est en une matière analogue à celle des aimants des deux premières variantes et obtenu suivant les mêmes méthodes de fabrication.
Les aimants, tels que 110 représentés au dessin, sont prévus pour être utilisés avec des pièces polaires séparées, en matière' magnétique dif- férente, mais les principes de l'invention sont aussi applicables quand les sur- faces polaires de l'aimant permanent lui-meême forment les entrefers de travail.
Il est préférable toutefois d'utiliser pour les pièces polaires du fer laminé à froid et reouit, ou un alliage de 36 à 50 % de cobalt-fer. Les mêmes considéra- tions que celles développées plus haut sont encore valables ici en ce qui con- cerne notamment l'obtention du flux maximum et la concentration du flux dans les entrefers de travail, sans affecter.celle de l'aimant.
Si les pièces polaires étaient construites avec la même matière que l'aimant permanent, la concentration du flux entraînerait une perte de force magnétomotrice dans les pôles de l'aimant. Ainsi, si la même densité élevée de- vait être maintenue à la surface de travail, cela nécessiterait une force magné- tomotrice beaucoup plus importante.
Dans les fig.12 et 13, on a représenté deux aimants permanents identiques 110, analogues à ceux des fig.io et 11, à grande perméabilité et à degré de saturation élevé, avec des pièces polaires 112 et 113 disposées face à face et en contact les unes sur les autres, pour former respeotivement les sur- faces de contact 115 ,116 et 117. On remarquera que les surfaces 115 et 116 sont formées entre la pièce polaire 112 del'aimant supérieur et les deux surfaces polaires de l'aimant inférieur, alors que la surface 117 est formée entre la surface polaire 113 de l'aimant supérieur et la surface polaire 113 de même po- larité de l'aimant inférieur.
Les surfaces relatives en contact sont clairement représentées fig.12 par les parties hachurées* Ainsi, le flux de l'aimant infé- rieur, comme représenté en 118 en pointillé, passe entre les surfaces polaires en contact en 115 et en 116. De même, le flux de l'aimant supérieur, indiqué en 119 en pointillé, passe entre les surfaces polaires en contact en 116 et en 117.
On voit donc que la somme des flux des deux aimants passe à travers l'entrefer commun formé aux surfaces polaires en contacten 116.
Pour mieux comprendre l'invention, si on suppose que les deux aimants soient disposés face à faoe, de façon à ce que leurs surfaces polaires soient en contact les unes avec les autres, la polarité des surfaces en contact étant opposée, on obtiendrait un circuit magnétique comprenant les deux aimants
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et deux entrefers de travail. Le flux total dans chaque aimant est ainsi le même, et ce même flux, en négligeant les fuites, traverse les deux entrefers.
Au contraire, en disposant les éléments conformément à la présente invention, on obtient trois entrefers de travail, dont deux sont traversés par le flux d'un aimant et dont le troisième est traversé par la combinaison des flux des deux aimants.
Comme la surface de chaque entrefer de travail est grandement réduite, dans ce dispositif, les autres facteurs restant les mêmes, la densité du flux dans chaque entrefer sera augmentée de manière correspondante. La densi- té du flux dans l'entrefer 116 est élevée en comparaison avec le dispositif en série qui vient d'être décrit, car la surface de l'entrefer de travail est main- tenant beaucoup plus petite et que cet entrefer laisse passer la somme des flux des deux aimants. Il en résulte une force d'attraction beaucoup augmentée.
Les lignes de force 119 de l'aimant supérieur trouvent un chemin de plus faible réluctance à travers l'entrefer 116 qu'à travers le circuit com- prenant l'entrefer 115. Il en est de même pour le flux de l'autre aimant vis-à- vis de l'entrefer 117. En conséquence, aucune force de répulsion appréciable n'existe entre les aimants, bien que leurs surfaces polaires de même polarité soient en contact les unes avec les autres.
Les aimants permanents de la fig.13 sont représentés entre une base supérieure 120 et une base inférieure 121. La base 120, à laquelle est fixé l'aimant supérieur, peut servir de support, par exemple, tandis que la base in- férieure 121, qui est fixée à l'aimant inférieur, peut être une pièce à laquelle se trouve appliquée une force tendant à séparer les aimants permanents, comme, par exemple, au moyen d'un poids ou d'un ressort.
Bien entendu, dans la disposition des éléments, il est opportun que les surfaces de contact 115, 116 et 117 soient rendues bien unies, et bien disposées pour obtenir le meilleur effort d'attraction dans des conditions données. Ainsi, en se reportant à la fig.12, les surfaces des pièces polaires, à leurs parties en contact en 115, 116 et 117, doivent être proportionnées de façon à obtenir un effort uniforme à chaque contact, et dans la réalisation re- présentée, la surface de contact 116 est faite approximativement le double de chacune des surfaces 115 et 117, puisque la somme des flux des deux aimants pas- se à travers la surface 116, tandis que chacune des autres surfaces de contact n'a qu'à laisser passer le flux d'un aimant.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisa-
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