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La présente invention a trait à un appareil électro- magnétique comportant des embrayages magnétiques. Plus par- ticulièrement, la présente invention a trait à un matériau magnétique utilisable dans un intervalle situé entre une paire d'organes d'embrayage relativement mobiles, pour fa-. ciliter ou pour favoriser leur embrayage. La présente inven- 'tion va être décrite en se référant à un embrayage électro- magnétique; il est entendu que, les principes qu'implique l'invention s'appliquent également aux .freins électromagné- tiques, aux dynamomètres et aux appareils analogues.
De manière générale', la présente invention comprend un matériau magnétique sous une forme comprenant une multi- tude de particules finement divisées dont' chacune consiste en un matériau magnétique allié avec un autre matériau ou
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ittfiluré i)ar ce dernier, afin de rendre les particules ?ures, rnra3:,les et r8sistHlt';J ù. l'usure et pour empêcher -tin; ,ji toute agglomération indésirable de celles-ci.
An térieureltlen=t, l'expérience ,8. montré'que, dans un à e."brayage co portant une paire d'organes relati- . vent.:::-:.I:; mobiles, séparés de manière a forcer un intervalle d'air et à .recevoir. un ülatériau i;:agnétijue' dans l t 3space compris entre les organes, une'agglomération indésirable ,la matériau magnétique pulvérisé peut avoir lieu lorsque l'embrayée est fortement chargé pendant des périodes de temps étendues et lorsque la température de l'enrayage aug- .ente fortement.
L'agglomération affecte défavorablement ,
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le fonctionneu-ent de l'embrayage et donne lieu à l'engor- ou au calage, des organes d'eabçaya-$e ou ⯠la disiinu- tion du couple sortant par suite de l'inactivisation du ma- tériau magnétique autrement utilisable. Avant la présente invention, il a été proposé de diminuer l'agglomération et ses effets nocifs,par l'addition de 'certains additifs - anti-agglomérants au-.matériau magnétique. Les additifs con- venables ont les propriétés d'être chimiquement inertes,
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stables-à haute teo.pérature et non hygroscopiques.
Bien que l'emploi 'de ces matériaux anti-agglomérants antérieurs ait diminué l'agglomération dans une grande mesure, ils ne sont pas complètement effi,caces sous toutes les conditions de fonctionnement de l'embrayage. Sous les conditions les plus dures et les charges les plus fortes, l'agglomération du matériau magnétique peut avoir lieu malgré la présence des additifs destinés à l'empêcher.
C'est donc un des buts de la présente invention que -de proposer un matériau magnétique, utilisable dans les em- brayaes électromagnéticiues et les appareils analogues, qui
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13oit aati-agglomérant en pratique sous toutes les conditions 'le 'onctionnesent.
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Un autre but de la présente invention est de proposer un matériau magnétique, utilisable dans les embrayages élec- tromagnétiques et les appareils analogues, qui soit thermique ment et chimiquement stable et non hygroscopique pour empê- cher sa défaillance en pratique sous toutes les conditions 'de.fonctionnement.
Un autre but-de la présente invention est de proposer un matériau magnétique, utilisable dans les embrayages élec- tromagnétiques et les appareils analogues, qui soit durable ' et résistant à 'l'attaque physique ou chimique..
Un autre but de la présente invention est de proposer un matériau magnétique, utilisable dans les embrayages élec- tromagnétiques et les appareils analogues, comprenant des particules ferromagnétiques qui soient thermiquement et chi- miquement stables, non hygroscopiques et résistantes à at taque physique.
, Selon la présente invention, un embrayage magnétique de l'espèce comprenant une paire d'organes relativement mo- biles d'entrée et de sortie formant un intervalle, un dis- . positif destiné à produire un champ magnétique liant ces organes et des particules d'un matériau ferromagnétique, situées dans cet intervalle,.est caractérisé en ce que les particules ferromagnétiques sont alliées avec l'aluminium ou sont diffusées. par 1.'aluminium.
Les particules ferromagnétiques peuvent être diffusées par 11 aluminium partiellement ou complètement dans toute leur masse.Dans .une forme, de l'invention, une partie exté- rieure de chaque particule ferromagnétique est alliée avec l'aluminium' ou est diffusée par l'aluminium.
La figure unique représente une section axiale d'un embrayage magnétique ou d'un appareil analogue comportant la présente invention,
Antérieurement, il a été observé que l'addition de la poudre d'aluminium au matériau magnétique a pour effet de diminuer l'agglomération du matériau et une analyse plus complète a
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révélé que l'effet salutaire sur le matériau magnétique est causé par l'oxyde d'aluminium, qui est dur et imperméable, qui se forme sur la surface des particules magnétiques.
Il a été trouvé que les particules ferromagnétiques d'un matériau magnétique peuvent être traitées en diffusant les particules par l'aluminium en poudre sous un vide très . poussé et à température élevée et que le. produit résultant. est constitué par des particules de matériau ferromagnétique dont chacune-est complètement diffusée par l'aluminium ou alliée à 1'aluminium et forme un alliage alumino-ferromagné- tique qui est stable thermiquement et chimiquement, dur phy- siquement et'imperméable, non hygroscopique et possède de bonnes caractéristiques magnétiques,
de manière à avoir des propriétés semblables à celles des particules non diffusées ou'alliées. Il est aussi significatif que ces particules sont si dures et imperméables physiquement qu'elles ne sont .pas brisées ou subdivisées par suite de l'usure ou de l'a- brasion avec les autres particules ou d'autres éléments de l'appareil. En général, un matériau, magnétique constitué de telles particules ne possède aucune des propriétés indésira- bies des matériaux magnétiques présentement connus et des- fines aux embrayages et aux appareils analogues et n'est pas sujet à l.agglomération ou à d'autres défaillances de ces matériaux.
En mettant la présente invention en oeuvre, il est concevable d'utiliser des particules dont seulement les parties .extérieures sont diffusées de manière à enrober et à protéger la partie intérieure.non diffusée.
Il est maintenant fait référence plus particulière- ment au dessin aux fins d'une description plus détaillée de l'invention; 10 représente d'une manière générale un embraya- ge électromagnétique, un frein, un dynamomètre électromagné- tique ou un appareil analogue comportant une paire d'organes annulaires, relativement rotatifs, d'entrée et de sortie 12
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et 14, respectivmenet montas sur les arbres d'entrée et de sortie 16 et 18 par l'intermédiaire d'un boîtier 20 et d'une @rmature 22.
Il est entendu que les .arbres 1'6 et 18 ont des fonctions interchangeables,, c'est-à-dire qu'un, quelconque d'entre eux peut être l'arbre d'entrée ou de sortie, cornue 'dans un appareil à embrayage, et qu'un quelconque d'entre eux peut être un élément fixe ou oscillant, ainsi que dans un appareil à frein ou à dynamomètre.
Les organes 12 et 14 sont séparés par un intervalle d'air 24 et l'organe de sortie 14 est creusé en 26 pour re- cevoir une bobine annulaire 28 destinée à produire un champ magnétique circulant 29. Dans 1¯'intervalle d'air 24, situé entre les'organes d'entrée et de sortie'-.12 et 14, se trouve un matériau magnétique 30, répondant au. flux circulant, créé par la bobine 28, de manière à.prendre,place dans l'espace de l'intervalle où s'établit le flux de la plus grande densi- ,té. Des joints labyrinthes 32 et 34 sont prévus pour empêcher ,la sortie du matériau magnétique 30 d'entre les organes 12 et 14.
Selon la présente invention, le matériau magnétique 30est de préférence constitué par des particules de matériau ferromagnétique passant à travers un tamis standard des
Etats-Unis ayant 230 à 75'mailles par pouce; ce matériau est diffusé par l'aluminium ainsi qu'il a été' dit ci-dessus de manière à former des particules d'alliage alumino-ferromagné- tique. ',Tout matériau ferromagnétique, tel que l'acier, le fer carbonyle ou le fer pur, convient aux fins de l'inven- ' tion, mais le fer pur est préférable en tant que matériau , magnétique à cause de son prix moindre et/ou de la valeur plus grande de sa saturation magnétique,-par'comparaison avec les autres matériaux utilisables cités;
la ppudre d'aluminium employée dans la présente Invention peut'être. la poudre d'alu- minium du commerce,- comm.e celle qui est employée à produire les peintures à l'aluminium.
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Un quelconque des divers procédas suivants peut être employé à préparer le matériau magnétique pour l'embrayage selon la présente invention. Les divers procédés qui vont être décrits conviennent aux,fins de, l'invention et sont exposés en tant que procédés exemplaires seulement et non .en,tant que procédés exclusifs;
il est entendu que tout autre . procédé convenable peut être employé sans s'écarter de l'es- prit et du domaine de l'invention de l'embrayage magnétique ici décrit.'
Un des procédés de production du matériau pulvérulent alumino-ferromagnétique comprend les opérations consistant à mélanger d'abord soigneusement une quantité prédéterminée de particules ferromagnétiques choisies, telles que le fer pur, d'une grosseur qui traverse un tamisstandard des Etats- .Unis ayant de préférence de 230 à 75 mailles par pouce. avec une quantité prédéterminée de poudre d'aluminium.commerciale.
Les particules de fer et la poudre d'aluminium doivent de préférence être dans la proportion en poids d'environ 90 à 10% et, en volume,- d'environ 50 et 50%. Ensuite, le mélange de fer et d'aluminium'est placé, dans un récipient convenable dans un four à vide sous un vide de 1 micron à 16000F (87000) 'et y est gardé 'sous ces conditions pendant une période de temps convenable pour assurer la diffusion désirée des pou- dres métalliques pour produire des particules d'alliage fer- aluminium ou des particules de fer alliées avec la poudre d'aluminium. Les valeurs, citées ci-dessus, du vide et de la température sont de nature à empêcher l'oxydation de l'a- luminium et de permettre'sadiffusion dans les particules de fer.
Subséquemment, après l'enlèvement des particules alliées du four, la poudre résultante est placée dans un broyeur boulets,'*--de manière à libérer toutes les particules qui peu- vent s'être collées entre elles. Du fait de l'alliage effec- tif et de la diffusion du fer et de l'aluminium,la grosseur des particules de la poudre résultante est sensiblement iden-
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tique à la grosseur des particules de fer employées a pro- duire cette poudre.
Dans un autre procédé de production de matériau pul- vérulent alumino-ferromagnétique, un mélange de fer et d'aluminium est placé dans un creuset convenable et chauffé jusqu'à la fusion. Un disque rotatif, comportant un rand nombre de trous ou-de perforations dont les dimensions sont environ celles des particules magnétiques désirées, est mis en rotation dans un plan horizontal sous lequel se ' trouve de l'eau ou un pulvérin d'eau. Le métal fondu est versé du creuset par un petit trou sur le disque perforé en rotation qui,'par sa rotation, interrompt,le courant de métal'et laisse passer de petits globules de métal fondu à travers le disque., dans la chambre sous,-jacente, pour y être refroidis et figés par l'eau ou le pulvérin d'eau.
Dans un autre procédé de production de matériau pul- vérulent alumino-ferromagnétique, appelé communément le pro- cédé d'atomisation, une barre.d'alliage alumino-ferromagné- tique de la consistance désirée des particules de matériau magnétique, est chauffée par exemple au chalumeau à gaz, au four à induction ou par quelque autre dispositif convenable et est ensuite atomisée en un pulvérin de fines particules par un courant d'un gaz convenable. Les particules sont pro- jetées dans un pulvérin d'eau et sont refroidies par ce der- nier de manière à se figer.
Dans un autre procédé de production d'un matériau pul- vérulent alumine-ferromagnétique, une billette d'alliage de la consistance des particules désirée est broyée ou désinté- grée par un. broyeur donnant des particules de, la grosseur désirée, Les broyeurs à l'émeri ont été trouvés satisfaisants, mais les broyeurs à couteaux métalliques sont considérés comme étant préférables,, Un'des désavantages de ce procédé/ est que les particules produites ont des bords aigus et dé- chiquetés et qu'une opération de broyage dans un broyeur à
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boulets peut être requise pour arrondir les bords des parti- cules.
Dans un autre procédé encore de production du maté- riau pulvérulent alumino-ferromagnétique, appelé communément le système au carbonyle ou à évaporation, un fil ou une pe- tite billette d'alliage alumino-ferromagnétique de la consis- tance désirée est placée dans une sphère où règne le vide:
Le fil ou la billette est chauffée jusqu'à la fusion de quel- que manière convenable, par exemple par le passage dans le fil ou la billette d'un courant-électrique. La chaleur est appliquée si intensément que le métal s'évapore. La sphère est alors laissée à se réfroidir et, au cours du refroidis- sement, de.petits globules-sphériques de métal se condensent sur la surface de la sphère, globules qui,à l'état solide, constituent le matériau magnétique utilisable..
La barre, la billette ou le fil d'alliage ferromagné- tique susmentionnés peuvent avoir été produits par tout pro- cédé métallurgique, convenable .connu et, par'exemple, par l'addition d'une proportion convenable d'aluminium à une certaine quantité de-fer fondu ou de fer allié aux éléments d'alliage communément employés (autres.que.l'aluminium).
Lorsque'l'embrayage fonctionné, la bobine annulaire
28 est excitée de manière.à produire un champ magnétique cir- culant, liant les organes,12 et 14. Le champ magnétique tra- verse.l'intervalle d'air 24 situé entre les-organes 12 et 14 et, du fait de la -magnétisation du matériau 30, un accouple- ment se trouve créé entre les organes 12 et 14. Il est en- tendu que la bobine 28 est excitable de manière variable, de facon à créer dés accouplements de degré variable entre les organes.12 et 14, ayec mouvenient relatif conséquent entre ces organes.
Dans le cas du mouvement relatif entre.les or- ganes d'entrée et de sortie un frottement considérable a . lieu entre les particules du matériau 30 et, comme il est dit ci-dessus, dans des conditions de fonctionnement 'dures à fortes charges de l'embrayage, les particules d'alliage de
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a1W tr:l'.l.LU 30 peuvent; centre ;';.;lo,.értr ou à f'u'iojj-; on grosses u:;Nses. LeN 1),,iriculus de mubJriau .ti'ni.tEe5 1;blon 1 présente invention n'ont toutefois pas tendance 1;';>;¯;zlo- mérer, car elles sont hornogbnes (1-,,n tuutu la ia;;sse et sont stctbles aux tpratures uttein- .tes sous des conditions de fonctionnement à fortes chan- ges pour ehlpêcher toute'fusion et-agglomerution des particu- les.
Bien'que la présente invention ait été décrite à propos de certaines réalisations spécifiques, le principe impliqué est susceptible denombreuses autres applications qui se'présentent aisément à l'esprit des personnes versées dans cette ,technique. L'invention n'est donc limitée que comme il est indique dans les revendications annexées.
R E V E'N D I C A T 1 O N S
1/ Embrayage magnétique- de l'espèce comprenant une paire d'organes relativement mobiles d'entrée et de sortie ' formant un intervalle, un dispositif destiné à. produire un ,champ magnétique liant ces organes et des particules d'un
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iùb.tériaà'"feFromagn4tiqae, situées dans l'intervalle, carac- térisé en ce que les particules ferromagnétiques sont alliée
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avec l'aluminium ou sont diffusées par l' alun.iniun. %