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Procédé de fabrication de' systèmes d'aimants permanents et dispo- -sitifs fabriqués par ce procédé.
On sait que le flux qui prend fin sur un aimant permanent isolé a dans l'espace environnant son prolongement sous la forme d'un champ magnétique qui, dans le cas d'utilisation pratique de l'aimant, se compose du champ régnant dans l'entrefer utile et du champ de dispersion. On a tenté, dans la fabrication des systèmes d'aimants permanents constitués par un corps formant aimant permanent et une matière ferro-magnétique douce, d'améliorer la constitution du champ utile en maintenant le champ de dispersion aussi petit que possible. On a prévu a cet effet des trajets con- ducteurs ferro-magnétiques doux qui conduisaient le flux magnétique à l'entrefer utile en évitant dans toute la mesure du possible les pertes par dispersion.
On espérait obtenir ainsi en particulier un effet favorable en évitant les angles, les arêtes vives, les transitions de sections droites abruptes ou leurs équivalents,
La présente invention est fondée sur la constatation qu'on afaite qu'on ne peut par ces moyens augmenter l'induction dans le corps de l'aimant et par la même en définitive le rendement utile de l'aimant et qu'a l'inverse pareille augmentation n'est possible que si le champ appartenant à un flux accru et surtout le champ de dispersion peut se former avec un accroissement de même valeur.
Les moyens employés jusqu'ici avaient pour consé- quence que les systèmes ne pouvaient maintenir sans variation le flux de saturation de l'alliage imposé à eux lors de l'aimentation, mais qu'il se produisait après 'la mise hors d'action du champ créateur du magnétisme une forte désaimantation qui correspondait au flux magnétique fermé lus ou moins fort 'qui se manifeste alors, Si le fonctionnement s'opere a travers un entrefer variable, le rendement des systèmes de ce genre s'abaisse encore a l'endroit de la courbe de désaimentation qui correspond au point de travail avec le plus grand entrefer en tenant compte de l'a valeur rev.
Par contre, l'application de la nouvelle constatation ci-dessus rappelée permet de maintenir en permanence sans variation le flux considérable qu'un alliage magnétique est capable d'absorber lors de l'imentation et d'augmenter par conséquent la capacité des alliées magnétiques a employer
Suivant l'invention et en vue de ce résultat, on facilite dans la fabrication des systèm.es d'aimants permanents la formation du flux de dispersion au moyen d'un circuit magnétique dans le fer entourant l'aimant de toutes parts et disposé de telle sorte qu'un court-circuit de l'a.ima.nt soit évité. Ce circuit magné-
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tique dans le fer peut en même L<;:;:pi exercer un eii'et d'écran contre les- influencée magnétiques e;,t6rieure,-.
Grce à ce moyen, et contrairement a ce qu'ont aonné les esfiis sntérieurr, le cham de dispersion est maintenu ius4i grand que possible) ce qui a pour conséquence que le flux total Ú8:1S le cj-rcuit extérieur et par la même l'inouction prennent des valeurr maxima.
L'importance de l'inouction ne dépend aonc plue, comme dsns les systèmes d'aimants permanents usuellement établie jusqu'ici, uniquement
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de le largeur plus ou moins considérable de l'entrefer utile mais est essentiellement déterminée par le flux de dispersion de l'aimant qui conserve a tout moment sa va.leur 'levée. Par suite du mode de fonctionnement fondamentalement aif'iérent des systèmes fabriqués suivant le procédé, objet de l'invention, la portée de travail est nettement délimitée sur la courbe de désa.imantation par opposition a ce qui est le cas dans les systèmes communément employés jusqu'ici.
Autrement ait, ces systèmes ne sont
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pas désaimants-bles a l'usage et ne varient ni sous l'action de champs magnétiques externes, ni par suite du vieillissement de leurs éléments magnétiques.
Grâce aux moyens relativement simples que prévoit l'invention, on obtient ce résultat que pa.r suite de l'induction élevée qu'on donne au système, la même puissance magnétique est assurée, dans une mesure inattendue, avec un aimant représentant une fraction des aimants antérieurs. En outre, les frais de fabrication aes systèmes sont notablement plus puisque ces systèmes peuvent être établis plus petits pour une puissance égale.
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Enfin on peut utiliser les #iiirges a aimanta qu'on ne pouvait employer jusqu'ici pour une application déterminée a cause de leur force coercitive trop faible. Dans l'hypothèse d'un acier s.u chrome par exemple, l'induction s'accroît de douze fois par rapport à ce que permettait d'obtenir antérieurement un système
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usuel mesurant les mêmes dimensions. On peut, Gc 1:; sorte remplacer les s.lliages à haute teneur en nickel ou en cobalt dont on a fabriqué jusqu'ici les aimanta par un s-cier au chrome sans aug- menter pour autant le poids et l'encombrement des systèmes ainsi établis. De façon générale, les frais ae fabrication des systê- mes diminuent très sensiblement puisqu'a puissance égale ils peuvent être maintenus plus petits,
Le procédé, objet de l'invention, se prête aux réalisations nouvelles les plus diverses.
On décrira ci-apres quelques exemples de ces réalisations en regard du dessin schématique annexé.
Dans la fig. 1 est représenté en coupe un système équipé
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d'un aimant permanent L. Le ce,isson à établi en une matière ferro-magnétique aouce (de préférence en fer doux) entoure complètement l'aimant à la manière a'un anneau L'aimant permanent
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l est connecté fermement et magnétiquement par un pôle (.dans . l'exemple représenté le pôle Sud) avec une des parois internes du caisson. Les autres surfaces de l'aimant permanent sont séparées de: parois internes au caisson par un espace qui empê-
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ene tout court-circuit magnétique.
Cet espace à doit être choisi aus:3 étroit que possible mais aoit ttre quand même partout suf- fisant pour que, compte tenu de la. force coercitive de l'alliage aont est fait l'aimant permanent, il ne puisse se proauire de court-circuit magnétique a travers le dit espace 2. L'entrefer utile est ménage entre le pôle libre (le pôle Nord dans l'exemple mentionné) de l'aimant permanent et la paroi interne contiguë du caisson.
Pour que l'entêter utile 1 soit accessible 'de l'extérieur, le ca.isson est fendu en cet endroit. Un pareil système est utilisable par conséquent comme aimant de freinage dans les compteurs, le disque du compteur passant à travers la fente.
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En vue de faciliter sa construction, le caisson est formé de deux coquilles embouties : la coquille 2' et la coquille 2" formant couvercle qui sont réunies magnétiquement et mécaniquement a la hauteur d'une ligne de jonction convenable pour former un ensemble solide.
Dans la fig. 2.est également représenté un caisson annulaire fermé 3 qui, pour la commodité de son établissement, peut être construit comme celui que montre la fig. 1. Dans ce caisson sont prévus deux aimants permanents 1' et 1". Chacun d'eux est fixé magnétiquement et mécaniquement par l'un de ses pôles a une paroi interne du caisson, de i'aon que deux pôles de noms différents de ces deux aimants soient en face l'un de l'autre et séparés par une fente 4 constituant l'entre@er utile. Cet entrefer peut, comme cela est le cas aans l'exemple choisi, affecter la forme d'une cosse polaire pour livrer passage à un induit se logeant entre les pôles, par exemple dans l'application à un instrument de mesure ou à une génératrice de courant ou encore a un moteur.
Pour permettre d'accéder à l'entrefer utile 4¯ à travers le caisson fermé, il est prévu à l'endroit en question de ce caisson une perforation qu'on peut obturer à l'aide d'un couvercle; celui-ci peut servir en même temps de portée à l'axe de l'induit.
Le système que montre la fig. 2 peut aussi subir une variation en ce sens que l'entrefer utile peut être accessible à travers une fente faisant le tour du caisson, ainsi que cela est représenté en coupe par la fige 3. Dans la pratique, un pareil système se compose de deux moitiés de caisson Si et 2" dans chacune desquelles est logé un aimant permanent Il$ 1" relié magnétiquement et mécaniquement de façon ferme par un de ses pôles à sa moitié de caisson. Les. deux aimants se font face par des pôles de dénominations opposées et l'entrefer utile est ménagé entre les surfaces adjacentes de ces deux pôles et, en outre, entre les surfaces résultant de la fente du caisson.
Pareil systè- me est utilisable par exemple comme aimant de freinage dans les compteurs à aimant, le disque du compteur qui tourne autour de l'axe 5' passant à travers la fente ainsi ménagée.
Les deux moitiés ou coquilles du caisson sont maintenues en place rationnellement par une chape 17 constituée par exemple par une résine synthétique comprimée'ou une matière équivalente.
Les systèmes d'aimants permanents que montrent les fig. 1 à 3 utilisent la totalité du flux de dispersion dans l'entrefer comme flux utile. Ces systèmes fonctionnent donc pratiquement sans déperdition uisqu'une dispersion externe n'existe plus en dehors du système. La seule déperdition, qui est d'ailleurs inévitable, est celle qui se produit dans l'esspace 3 qu'on doit prévoir pour éviter un court-circuit.
Mais il. est également possible de prévoir l'entrefer utile en dehors du caisson en ménageant alors, ce qui est indispensable, un entref'er auxiliaire dans le caisson même. Un pareil système est représenté par exemple en coupe dans la fig. 4.
Il est prévu ici un seul aimant permanent 1 logé dans un caisson 3 formé de deux moitiés ou coquilles 2', 2" séparées par une fente 6. Cet aimant est relié magnétiquement et mécaniquement par ses pôles aux coquilles respectives pour former avec elles un ensemble solide. Entre les autres surfaces de l'aimant et la paroi du caisson est ménagé un espace 3 qui évite la formation d'un court-circuit.
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La fente fi qui sépare les deux coquilles ' et 3J1 constitue l'entrefer auxiliaire. La résistance de cet entrefer doit être rationnellement choisie supérieure à celle de l'entrefer utile.
Dans un pareil système, ce dernier peut être constitué par exemple en prévoyant des prolongements 7 en une matière ferro-magnétique douce sur la paroi externe du caisson. Mais ce système peut aussi fonctionner en ménageant l'entrefer utile sur les surfaces 8 même sans prévoir de prolongements tels que 7, ce qui, pour certaines applications, peut avoir son avantage.
Il est également possible de modifier le système représenté en fig. 4 en supprimant dans le caisson la fente 5,constituant l'entrefer auxiliaire. Un système de ce genre est représenté en coupe dans la fig. 5. L'aimant permanent 1 est réuni magnétiquement et mécaniquement en un ensemble solide par ses deux pôles avec un caisson ?, en forme d'anneau fermé. Au lieu d'une fente µ comme celle que montre la fig. 4, il est prévu ici une .diminution de la section droite grâce à une gorge périphérique 9.
Le fonctionnement de ce système est le même que celui du système représenté en fig. 4.
Un système comportant un entrefer auxiliaire dans le caisson résulte aussi de la construction représentée dans les fig. 6 et 7, la fig. 7 étant une coupe verticale par la ligne A-A de la f'ig.6.
L'aimant permanent 1. prévu ici a la forme d'un cylindre, il est réuni magnétiquement et mécaniquement en un ensemble soliae a
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deux flasques LQ montés sur chacun de ses côtés. l?al'-aesrus le pourtour du cylindre est placé un fanchon Il en matière lerro- magnétique douce avec interposition d'une douille 12 en matière non magnétique. La longueur de cette aoui.lle 12 est inférieure a la ha.uteur de l'aimant permanent cylindrique 1, ce qui ménage entre les flasques de recouvrement 10 et le manchon il deux fentes annulaires 13. A un endroit convenable, ces fentes annulai-
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res 13 sont bordées par aea appenaices 4 15 entre lesquels sont ménagés deux entrefers utiles 4i, 4!! Les systèmes que montrent lejiig. 4 a 7 n'uzilisent le flux dans l'entrefer auxiliaire que partiellement.
Il s'en suit que ces systèmes ne fonctionnent pas sans aucune déperdition.
Mais il peut être intéressant d'utiliser ces systèmes quand les
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exigences imposées par telles ou telles epulications p2rticulieres ne permettent pas;, par suite de ailiiuultés constructives, d'utiliser la totclitf du flux.
Les i'i. 1 a b représentent aes réf-lisations au principe conforme a l'invention selon lesquelles le caisson û'entoUI'8'be est, pour :;'a:.dapter a la io .>ie polygonale aes aimants, également polygonal en coupe; il peut notamment avoir le. 1'0i',ne a'un cube ou d'un parallélipipèae. Si l'on ubilise cie,, siounts byant d'autres lormec, par exemple des wim.nt: cylinciliques, le caisson d'entourage croit être, lui aussi cylinurique. Si l'on cnoisit d'autres lormes d'aimante, l'enveloppe noit évio.er.iment avoir une conroirnation adaptée u la leur.
Les systèmes représentés àans les -1. 4 et 0 peuvent être pourvus par exemple a'un imèJnt en due cylindre Ctont l'axe s'étenae perpendiculairement a l'e.xe polaire. Si l'on prévoit à la hauteur cie là fente , (fib. 4) ou de lx gorge OHripnérique (ri. 5) un axe, le système é.qui,) a'un caisson cylinalique peut former le rotor tournant a'un instrument (.le mesure ;-. ccare mobile, u'un moteur, d'une n(r6trice ou a'un aporrell Enlo0u.
Les moyens que prévoit l'invention Font 1'6, lisLblee avec toute matiere utilisoble cia.;;:: 1 constitution de aimants peimanents. Il est possible dans cnaque c<.s oc donner u :-y,t8me 1-
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puissance remise avec une quantité de matière a faire les ai- mants bien inférieure a ce qui a été le cas jusqu'à présent.
On peut, au surplus, utiliser des matières à faire les aimants qui n'ont pu l'être antérieurement à cause de leur force coerci- tive trop faible dans l'hypothèse d'aimants permanents, dans la construction du système comportant de pareils aimants.