<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif de levage à aimant permanent La présente invention a pour objet un dispositif de levage à aimant permanent. Ordinairement, on utilise dans ce but des électro-aimants, le courant étant enclenché et déclenché pour fixer et libérer la charge. Cependant, il est connu d'utiliser un aimant permanent susceptible de glisser en contact avec un logement ferromagnétique, de manière qu'un pôle de l'aimant puisse être déplacé pour compléter une face polaire qui comprend la face extrême annulaire du logement. L'aimant et le logement sont connectés par des leviers manuels pour effectuer le mouvement relatif de l'aimant.
Une opération manuelle est nécessaire pour amener l'aimant dans la pièce polaire et permettre le levage de la charge, et une opération manuelle et un certain effort sont nécessaires pour fixer l'aimant dans le logement afin de libérer la charge. II est également connu d'utiliser un aimant permanent comprenant un ensemble de leviers manuels pour forcer la charge à quitter la surface de levage, contre l'attraction magnétique.
Le but de l'invention est de fournir un dispositif à aimant permanent susceptible de fixer et de libérer automatiquement la charge par simple soulèvement et abaissement du dispositif,. par exemple au moyen d'une grue.
Le dispositif de levage à aimant permanent faisant l'objet de la présente invention, comprenant un aimant permanent mobile par rapport à une surface de levage susceptible d'être amenée en contact avec une charge ferromagnétique, de manière que le flux de l'aimant permanent puisse être dirigé à volonté dans un circuit magnétique qui comprend ladite surface de levage et la charge, ou en dehors de ce circuit, est caractérisé en ce qu'il comprend un or- gane de suspension susceptible d'un mouvement vertical limité relativement au bâti du dispositif,
cet organe étant connecté à l'aimant permanent par un réducteur qui comprend un mécanisme à rochet agencé pour permettre l'abaissement de l'organe de suspension sans actionner le réducteur et pour permettre le fonctionnement partiel du réducteur lors du soulèvement de l'organe de suspension avant que cet organe soulève lui-même le reste du dispositif, les fonctionnements partiels alternés du réducteur lors des soulèvements alternés du dispositif produisant respectivement la mise en place de l'aimant permanent dans ledit circuit magnétique ou en dehors de ce circuit.
Quand le dispositif est abaissé sur la charge, par exemple par une grue, l'aimant permanent étant en dehors du circuit magnétique comprenant la surface de levage et l'organe de suspension étant susceptible de tomber à vide dans le dispositif, le premier mouvement vers le haut de l'organe de suspension dans le dispositif actionne d'abord le réducteur pour amener l'aimant dans le circuit magnétique, de sorte que la charge est fixée à la surface de levage pour être soulevée quand l'organe de suspension achève son mouvement vertical limité et entraîne tout le dispositif (et la charge) à se soulever avec lui. Quand le dispositif et la charge sont abaissés sur un support, l'organe de suspension tombe à vide dans le dispositif.
Ensuite, quand l'organe de suspension est à nouveau soulevé par la grue, il actionne à nouveau le réducteur pour amener l'aimant en dehors du circuit magnétique, libérant ainsi la charge. L'organe de suspension peut alors soulever le dispositif à distance de la charge.
<Desc/Clms Page number 2>
Le réducteur réduit l'effort mécanique nécessaire pour amener l'aimant hors du circuit magnétique à une fraction de la charge.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en plan correspondant à la fig. 1 en supposant que le couvercle est enlevé, avec une coupe partielle selon la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe verticale partielle prise perpendiculairement à la coupe de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe partielle correspondant à la fig. 3 mais montrant une autre position de certains organes.
La fig. 5 est une coupe verticale de la seconde forme d'exécution, la partie droite de cette figure représentant la position de levage et sa partie gauche la position de libération .
La fig. 6 est une coupe par la ligne 6-6 de la fig. 5, mais en supposant que le couvercle est enlevé.
La fig. 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la fig. 6.
Les fig. 8 et 9 sont respectivement une vue en élévation d'extrémité et une vue en élévation latérale d'un organe que comprend cette forme d'exécution.
La fig. 10 est une coupe verticale d'un autre organe représenté aux fig. 5 à 7.
Le dispositif représenté à la fig. 1 comprend un carter qui comporte une partie inférieure 1 de forme générale cylindrique pourvue d'un noyau axial 2 maintenu par un couvercle supérieur 3 en forme de dôme. Une surface de levage circulaire commune est délimitée par le bord inférieur annulaire 4 de la partie inférieure 1 du carter, l'extrémité 5 du noyau 2, et une pièce polaire annulaire 6 qui est noyée de façon à être de niveau avec le bord annulaire 4 et de l'extrémité 5 du noyau 2 qui en est séparée par des anneaux cylindriques externe 7 et interne 8 en une matière non ferromagnétique. La surface de levage est constituée, comme on le voit, par trois pièces polaires concentriques séparées.
Le côté supérieur de la pièce polaire 6 est isolé par des anneaux plats externe 9 et interne 10 en une matière non ferromagnétique, de façon à se trouver à l'écart d'un épaulement externe 11 et d'un épaulement interne 12 formés respectivement sur la partie inférieure 1 du carter et sur le noyau 2. La face supérieure de la pièce polaire 6 comporte un évidement annulaire 13 entre les anneaux plats 9, 10 et au-dessous de ces derniers. L'évidement 13 assure un emboîtement coulissant avec une plaque polaire annulaire 14 formant la partie inférieure d'un équipage à aimant permanent.
Cette plaque polaire 14 a une épaisseur égale à la profondeur des épaulements 11, 12 ; elle est capable d'être abaissée et soulevée pour pénétrer dans l'évidement 13 ou pour correspondre aux épaulements 11 et 12. Une plaque polaire annulaire supérieure semblable 15 coulisse à joints précis entre des épaulements plus profonds 16 et 17 formés au sommet de la partie inférieure 1 du carter et du noyau 2. Entre les plaques polaires inférieure 14 et supérieure 15 est monté un aimant permanent formé par des blocs 18 en forme de segments constitués par un alliage à grand pouvoir énergétique enserrés entre les pièces polaires par des boulons 19 constitués, de préférence, par une matière non ferroma- P a étique et traversant les pièces polaires.
Deux pattes de support 20 faisant saillie à des emplacements diamétralement opposés sur la plaque polaire supérieure 15 permettent l'abaissement et le soulèvement de l'ensemble des blocs aimantés 18 et des plaques polaires 14 et 15. Des encoches périphériques 21 pratiquées dans les plaques polaires 15 (fig. 3) empêchent une inclusion d'air.
Le noyau 2 présente un alésage central 22 s'étendant à partir de sa surface supérieure et établissant une jonction 23 par tenon et mortaise avec un guide 24 s'étendant jusqu'au sommet du couvercle 3. Une bride inférieure 25 solidaire de ce guide 24 est fixée par des vis 26 sur le noyau 2. Le guide 24 présente un alésage 22A situé dans le prolongement de l'alésage 22. Un organe de suspension constitué par une tige de levage 27 munie d'un anneau de levage 28 coulisse dans un alésage 29 du guide 24. La tige 27 est creuse pour renfermer un ressort de tension 30 fixé à elle par un bouchon 31 placé à son extrémité supérieure et fixé à son extrémité inférieure par un bouchon 32 placé dans un alésage 33 formant le prolongement de cette tige creuse et ménagé à la partie inférieure du noyau 2.
L'organe de suspension est connecté à l'aimant permanent par un réducteur comme indiqué dans la fig. 3, un côté de la tige 27 est muni d'une crémaillère 34 engrenant avec un pignon 35 muni d'un rochet interne 36 monté dans des paliers horizontaux 37 fixés dans des consoles 38 solidaires du guide 24. Le pignon 35 constitue un anneau pouvant tourner autour du rochet 36. Deux ergots 39 peuvent tourner dans des crans 40 du pignon intersectionné par le rochet 36, ces ergots 39 présentant des méplats 41 dans la longueur du rochet pour former des cli- quets pénétrant dans deux crans 42 du rochet. L'engagement de la denture de la crémaillère 34 avec le pignon 35 empêche la rotation de la tige 27.
Chacune des extrémités du rochet 36 porte un excentrique 43 (voir la fig. 4) qui, par suite de la rotation du rochet 36 sous l'effet des ergots 39 est amené aux positions de point mort haut et de point mort bas, la position supérieure étant représentée dans la
<Desc/Clms Page number 3>
fig. 4. Les excentriques 43 sont logés dans des fentes 44 d'un levier 45 pivotant par un axe 46 sur les consoles 38 et par des axes intermédiaires 47 sur les pattes 20 de l'équipage à aimant.
Quand l'anneau de levage 28 est engagé et soulevé (fig. 4) en vue de relever l'équipage complet, la tige de levage 27 monte tout d'abord dans le guide 24 et dans le noyau 2, et la crémaillère 34 fait tourner le pignon 35, les méplats 41 qui se trouvent sur les ergots 39 attaquant les crans 42 du rochet et faisant tourner le rochet 36 et les excentriques 43 de 180o. Dans un pareil mouvement, les deux leviers 45 sont soulevés (fig. 4) pour relever l'équipage 14, 15, 18 et 19 par les pattes 20. Au cours du mouvement suivant, les leviers 45 et l'équipage en question sont abaissés.
Quand l'équipage à aimant est abaissé (fig. 1 et 3) la descente de la plaque polaire inférieure 14 dans l'évidement 13 permet à des circuits magnétiques interne et externe parallèles de s'établir à partir de l'aimant 18 et en passant par la pièce polaire 6, puis à travers la matière ferromagnétique d'une charge sur laquelle repose l'équipage, puis (a) sur le bord annulaire 4 et par l'intermédiaire de la partie inférieure 1 du carter jusqu'à la plaque polaire supérieure 15, et (b) jusqu'à l'extrémité 5 du noyau 2 et par l'intermédiaire de celui-ci jusqu'à la plaque polaire supérieure 15. L'équipage à aimant se trouve maintenant en état de soulever la charge quand il est lui-même soulevé.
Quand l'équipage est soulevé (fig. 4), le retrait de la plaque polaire inférieure 14 hors de l'évidement 13 dévie le flux de la pièce polaire 6, et les circuits parallèles interne et externe s'établissent, à partir de la plaque polaire 14, (a) à travers les épaulements 11 et la partie inférieure 1 du carter jusqu'à la plaque polaire supérieure 15 et (b) à travers les épaulements 12 et le noyau 2 jusqu'à la plaque polaire supérieure 15. L'équipage est maintenant incapable de soulever une charge, et toute charge précédemment attirée contre lui est libérée.
Une tige 48 (fig. 1 et 2) tourillonnée dans un bossage 49 solidaire du couvercle 3 et connectée par un accouplement 50 à l'un des manetons 43, tourne au moment où le levier le plus rapproché 45 pivote sous l'action de son excentrique 43. Cette rotation peut être employée pour indiquer si l'équipage ést élevé ou abaissé, et la présence d'une manette 51 (qui peut être amovible) permet le mouvement manuel de l'ensemble. La liaison de la tige 48 avec la plaque polaire supérieure 15 par l'intermédiaire de l'accouplement 50 empêche la rotation de l'équipage à aimant par rapport aux parties 1, 3 du carter.
Chaque fois que l'équipage à aimant est abaissé, que ce soit pour enlever une charge ou pour la libérer, la tige de levage 27 est abaissée (cet abaissement étant aidé par le ressort 30). Avant que l'équipage ne puisse être soulevé (avec ou sans charge), la tige 27 doit tout d'abord avoir été sou- levée, ce qui fait tourner le rochet 36 de 180o pour faire pivoter les leviers 45.
Si une charge a été déposée avec l'abaissement de l'équipage, les aimants 18 se trouvent dans leur position abaissée, et le pivotement des leviers 45 par un nouvel effort de levage exercé sur l'anneau de levage 28 soulève les aimants, la résistance du poids du reste de l'équipage (aidée initialement par la charge encore attirée) permettant à l'énergie exercée par l'intermédiaire de la tige 27 de surmonter l'attraction magnétique interne ainsi que tout frottement mécanique qui peut exister dans le mécanisme interne.
Si le dispositif est déposé sur une charge à soulever, les aimants 18 se trouvent dans leur position soulevée. Il suffit alors de les déplacer mécaniquement jusqu'à la position abaissée grâce au pivotement des leviers 45 lors de l'effort de levage suivant s'exerçant sur l'anneau de levage 28. Le poids du dispositif assure une résistance suffisante pour que le fonctionnement du mécanisme lors de la montée de la tige 27 ait lieu à coup sûr.
La face inférieure de la pièce polaire inférieure 14 et le fond de l'évidement 13 pourraient être striés comme on le verra dans la seconde forme d'exécution.
Dans cette seconde forme d'exécution représentée aux fia. 5 et 10, le dispositif présente une puissance de levage semblable à celle de la construction précédente tout en présentant une forme plus compacte et en nécessitant un mouvement plus réduit de la tige de levage.
D'après ce que montre la fig. 5, la partie inférieure d'un carter 52 et un noyau 53 forment avec une pièce polaire annulaire arasée 54 une surface de levage 55. La surface supérieure de la pièce polaire 54 est striée de rainures concentriques 56 en V pour engrener avec une surface inférieure 57 à striures correspondantes d'une plaque polaire inférieure 58 d'un équipage à aimant verticalement mobile. Cette plaque polaire inférieure 58 a, dans le sens radial, une largeur supérieure à celle de la pièce polaire 54 et présente une lèvre externe 59 épousant cette pièce ainsi que des épaulements inférieurs 60, 61 solidaires du carter 52 et un manchon 62 formant noyau qui est taillé par en dessous pour faire la part de la largeur supplémentaire.
Des anneaux interne et externe 63, 64 en matière non ferromagnétique séparent la pièce polaire 54 du noyau 53 et du carter 52. Des aimants permanents 65 sont enserrés entre la pièce polaire inférieure 58 et une plaque polaire supérieure 66, cette dernière étant placée entre des épaulements profonds 67, 68 du manchon 62 formant noyau et le carter 52. Le manchon 62 est fixé au noyau 53 par un anneau 69, ce qui ménage aux épaulements internes 67 la totalité de la profondeur requise.
Un axe 70 traversant le carter 52 attaque une encoche 71 de la plaque polaire supérieure 66 pour empêcher la rotation de l'équipage à aimant.
<Desc/Clms Page number 4>
Un organe de suspension constitué par une tige de levage 72 peut coulisser dans un alésage 73 du noyau 53 ainsi que dans un bossage 74 solidaire d'un couvercle 75. Une clavette 76 engagée dans le bossage 74 épouse une rainure 77 de la tige pour empêcher la rotation de celle-ci tout en lui permettant de coulisser depuis le fond de l'alésage 73 jusqu'à ce qu'un collier inférieur 78 soit engagé par l'eanneau 69. Une fente hélicoïdale 79 à pas rapide taillée dans la tige 72 transmet un mouvement de rotation de 90 à un écrou 80 qui entoure la tige au- dessus de l'anneau 69.
Cet écrou 80 fait partie d'un réducteur qui connecte l'organe de suspension à l'aimant. Il possède sur la périphérie quatre dents 81 formant rochet (fig. 6) en vue de l'engagement de cliquets 82 logés dans des creusures 83 partiellement cylindriques ménagées à l'intérieur d'une came 84 en forme d'anneau entourant l'écrou 80. Chaque cliquet 82 présente une encoche centrale 85 (fig. 9) pour ménager une face 86 (fig. 8) sur laquelle porte l'extrémité d'un dé 87 soumis à l'action d'un ressort. L'anneau-came 84 forme la couronne de roulement externe de billes 88 par lesquelles il est supporté sur une couronne interne ménagée au sommet de l'anneau 69.
Une couronne de roulement supérieure double 89 guide des billes 90, 91 dans des couronnes correspondantes ménagées dans l'écrou 80 et dans l'anneau-came 84. Une rainure-came 92 (fi g. 10) ménagée dans l'anneau 84 sert de logement à deux galets horizontaux 93 qui suivent sa paroi et qui sont montés sur des pattes 94 solidaires de la plaque polaire supérieure 66 de l'équipage à aimant. La rainure-came 92 présente des paires de positions supérieures et inférieures alternées à des intervalles de 900. Une rotation de 900 de l'anneau- came 84 lors de la montée de la tige 72 a pour effet d'abaisser ou de soulever l'ensemble de l'équipage à aimant.
L'abaissement de l'équipage à aimant établit un circuit magnétique efficace par l'intermédiaire des faces striées à engagement mutuel de la plaque polaire inférieure 58 et de la pièce polaire 54 (voir la fig. 5), puisque l'augmentation de la surface de contact réalisée par les striures réduit la réluctance de l'entrefer étroit séparant les surfaces striées. Des circuits magnétiques parallèles interne et externe sont établis comme représenté dans les fig. 1 et 5 respectivement par l'intermédiaire de la charge ferromagnétique et de la partie 52 et du noyau 53.
Le soulèvement de l'ensemble amène ces faces rainurées à quelque distance l'une de l'autre (comme le montre la fig. 7) et les circuits parallèles sont établis directement en passant par les épaulements 67, 68.
Dans la fig. 7 est représentée une encoche 95 pratiquée dans la pièce polaire inférieure 58 pour empêcher une occlusion d'air. L'encoche 71 de la plaque polaire supérieure 66 sert au même but. Quand l'équipage à aimant est soulevé, la pièce polaire supérieure comprime un certain nombre de ressorts 96 (dont l'un est visible dans la fi-. 7) dont l'énergie contribue à assurer le retour de l'ensemble de l'aimant à la position représentée dans la partie droite de la fig. 5.
Une des pattes 94 comporte un prolongement 97 placé dans l'alignement d'un trou 98 du couvercle, afin de fournir une indication de la position de l'équipage.
Un organe 99 en forme de soufflet (fig. 5) contribue à empêcher les matières étrangères de pénétrer dans l'aimant.
Un facteur satisfaisant de sécurité magnétique peut être obtenu en limitant les dimensions de l'anneau de levage 100 qui couronne la tige 72 (ou les dimensions de l'anneau de levage 28 dans la fig. 1) afin qu'il ne reçoive qu'un crochet de levage ayant une capacité nettement inférieure à la puissance de levage maximum de l'aimant.