DESCRIPTION
La présente invention concerne un dispositif à aimant permanent mobile dans lequel l'aimant présente deux surfaces planes parallèles et possède, entre ces surfaces planes, une épaisseur très faible par rapport à ses dimensions dans les dites surfaces planes.
Des aimants permanents plats de très faible épaisseur sont utilisés, par exemple, dans des moteurs électnques synchrones à rotor en forme de disque aimanté tels qu'ils sont décrits par exemple dans le brevet suisse N" 637508.
De tels aimants sont généralement réalisés en un matériau présentant une grande induction rémanente et une caractéristique de désaimantation essentiellement linéaire, tel que le samarium-cobalt ou d'autres matériaux à base de terre rare et sous forme frittée. Ces matériaux sont très fragiles de sorte que leur manipulation lors de la fabrication du moteur donne souvent lieu à des rejets et qu'une détérioration peut également intervenir au cours de l'utilisation du moteur, notamment sous l'action de vapeurs corrosives.
L'invention vise à remédier à cet inconvénient et à fournir un dispositif à aimant permanent dans lequel l'aimant est protégé mécaniquement de façon à devenir pratiquement incassable. Un autre but de l'invention est de protéger raimant également contre l'influence d'agents chimiques, plus particulièrement contre la corrosion.
A cet effet, le dispositif selon l'invention comporte un aimant permanent encapsulé entre deux coupelles de renforcement en acier pratiquement non magnétique de très faible épaisseur par rapport à l'épaisseur de l'aimant. Ces coupelles de renforcement sont de préférence collées sur les surfaces planes de l'aimant et leurs bords latéraux, recouvrant la surface latérale de l'aimant peuvent être soudés l'un contre l'autre le long du pourtour de l'aimant. Ces bords peuvent aussi être découpés en forme de dents et pliés lo long du pourtour de l'aimant de façon à recouvrir celui-ci au moins partiellement, mais de préférence dans sa totalité.
Dans un dispositif moteur du type mentionné plus haut, l'aimant peut se présenter sous forme d'un disque annulaire monté entre deuxjantes coaxiales en un matériau amagnétique s'étendant sur des parties annulaires intérieures de chaque surface plane du disque. Selon une forme d'exécution préférée, l'une des jantes est formée par un écrou vissé sur une partie cylindrique axiale solidaire de l'autre jante. De plus, le dispositif peut comprendre une rondelle en un matériau amagnétique de la même épaisseur que l'aimant placée et fixée à l'intérieur de celui-ci et recouverte par les coupelles de renforcement, au moins une goupille pouvant être insérée dans un trou percé à travers les jantes, les coupelles et la rondelle parallèlement à l'axe du dispositif moteur.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante de formes de réalisation indiquées à titre d'exemple et illustrées dans le dessin annexé, dans lequel:
la fig. 1 est une vue en coupe partielle d'un aimant annulaire et de deux coupelles avant leur fixation,
la fig. 2 est une vue en coupe axiale partielle d'un aimant annulaire encapsulé,
la fig. 3 est une vue en coupe axiale partielle d'un rotor muni d'un aimant encapsulé,
la fig. 4 est une vue de dessus d'un aimant annulaire muni de coupelles de renforcement à bords dentés, et,
la fig. 5 est une vue latérale de l'aimant selon la figure 4 avec les deux coupelles de renforcement avant leur fixation.
La figure 1 montre un aimant en terre rare de forme annulaire dont épaisseur est très faible par rapport à son diamètre et peut être compris par exemple entre 0,3 et 1,2 mm. Deux coupelles de renforcement sont collées sur chacune des surfaces planes de l'aimant 1. Ces coupelles sont réalisées en un acier non magnétique et à haute limite élastique tel que l'acier à ressort commercialisé sous la marque PHYNOX par
Creusot Loire. I1 est à noter que les aciers qui sont utilisés de préférence pour former les coupelles de renforcement ont à peu près le même coéfficient de dilatation que l'aimant et des valeurs du module de Young du même ordre que celui-ci.
Les coupelles ont une épaisseur extrêmement faible de l'ordre de 0,05 mm et elles sont réalisées par emboutissage, ce qui est possible du fait de la très faible profondeur d'emboutissage nécessaire dans ce cas, à savoir au maximum la moitié de l'épaisseur de l'aimant.
La fixation des coupelles sur l'aimant se fait par un collage approprié, de préférence à chaud entre deux plaques soumises à une certaine pression. Les bords des coupelles sont de préférence soudés l'un contre l'autre comme le montre la figure 2 à l'endroit 4. L'aimant renforcé, comme il est montré par exemple à la figure 2, s'avère être pratiquement incassable et il est également bien protégé contre l'attaque par des vapeurs acides ou d'autres influences de son environnement.
La figure 3 montre le montage d'un aimant 1 dans un rotor de moteur synchrone du type mentionné au début. L'aimant et les coupelles de renforcement sont désignés par les mêmes chiffres de référence que précédemment, ces coupelles recouvrant dans cet exemple également les surfaces planes d'une bague annulaire 5 disposée et collée sur son pourtour 9 à l'in térieur de l'ouverture centrale de l'aimant annulaire 1. Deux jantes 6 et 7 en aluminium ou en acier inoxydable amagnétique sont appliquées sur une partie annulaire intérieure plane de part en d'autre de l'ensemble de l'aimant et des coupelles de renforcement, la jante 7 étant par exemple réalisée sous forme d'un écrou à pas très fin, vissé sur une partie cylindrique centrale 10 solidaire de la jante 6.
Une ou plusieurs goupilles telles que 8 peuvent être insérées dans des trous percés de part en part à travers l'écrou 7, les coupelles 2 et 3 ainsi que la bague 5 et la jante 6. L'aimant est ainsi parfaitement fixé entre les jantes sans pouvoir tourner par rapport à celles-ci et écrou est également empêché de se déferrer.
Les figures 4 et 5 illustrent une autre forme de réalisation des coupelles permettant une réalisation par pliage de leurs bords. Comme le montre la figure 5, chacune des coupelles 21 et 31 présente à son bord des dents découpées et pliées dont la hauteur peut atteindre celle de l'épaisseur de l'aimant. Les deux coupelles peuvent par exemple être décalées l'une par rapport à l'autre de façon à recouvrir la totalité de la surface latérale de l'aimant 1 sur laquelle elles sont collées directement ou indirectement, la dent extérieure pouvant être collée sur la dent intérieure, elle-même collée sur l'aimant. Selon une forme d'exécution alternative, non représentée, les dents peuvent avoir une forme pratiquement complémentaire et ainsi recouvrir la quasi totalité de la surface latérale de l'aimant sans se recouvrir elles-mêmes.
DESCRIPTION
The present invention relates to a mobile permanent magnet device in which the magnet has two parallel flat surfaces and has, between these flat surfaces, a very small thickness compared to its dimensions in said flat surfaces.
Very thin flat permanent magnets are used, for example, in synchronous electric motors with rotor in the form of a magnetic disc as described, for example, in Swiss Patent No. 637508.
Such magnets are generally made of a material having a large residual induction and an essentially linear demagnetization characteristic, such as samarium-cobalt or other materials based on rare earth and in sintered form. These materials are very fragile so that their handling during the manufacture of the engine often gives rise to rejections and that deterioration can also occur during the use of the engine, in particular under the action of corrosive vapors.
The invention aims to remedy this drawback and to provide a permanent magnet device in which the magnet is mechanically protected so as to become practically unbreakable. Another object of the invention is to protect the magnet also against the influence of chemical agents, more particularly against corrosion.
To this end, the device according to the invention comprises a permanent magnet encapsulated between two reinforcing cups made of practically non-magnetic steel of very small thickness compared to the thickness of the magnet. These reinforcing cups are preferably glued to the flat surfaces of the magnet and their lateral edges, covering the lateral surface of the magnet, can be welded against each other along the periphery of the magnet. These edges can also be cut in the form of teeth and folded lo along the periphery of the magnet so as to cover it at least partially, but preferably in its entirety.
In a motor device of the type mentioned above, the magnet can be in the form of an annular disc mounted between two coaxial rims made of a non-magnetic material extending over inner annular parts of each flat surface of the disc. According to a preferred embodiment, one of the rims is formed by a nut screwed onto an axial cylindrical part integral with the other rim. In addition, the device may include a washer made of a non-magnetic material of the same thickness as the magnet placed and fixed inside of it and covered by the reinforcement cups, at least one pin that can be inserted into a hole. drilled through the rims, the cups and the washer parallel to the axis of the drive device.
The invention will be better understood in the light of the following description of embodiments indicated by way of example and illustrated in the appended drawing, in which:
fig. 1 is a partial section view of an annular magnet and of two cups before they are fixed,
fig. 2 is a view in partial axial section of an encapsulated annular magnet,
fig. 3 is a view in partial axial section of a rotor provided with an encapsulated magnet,
fig. 4 is a top view of an annular magnet provided with reinforcement cups with toothed edges, and,
fig. 5 is a side view of the magnet according to FIG. 4 with the two reinforcement cups before their fixing.
Figure 1 shows a rare earth magnet of annular shape whose thickness is very small compared to its diameter and can be for example between 0.3 and 1.2 mm. Two reinforcement cups are bonded to each of the flat surfaces of the magnet 1. These cups are made of non-magnetic steel with high elastic limit such as spring steel sold under the brand PHYNOX by
Creusot Loire. It should be noted that the steels which are preferably used to form the reinforcement cups have approximately the same coefficient of expansion as the magnet and values of Young's modulus of the same order as this.
The cups have an extremely small thickness of the order of 0.05 mm and they are produced by stamping, which is possible due to the very shallow depth of stamping required in this case, namely at most half of the thickness of the magnet.
The cups are fixed to the magnet by means of an appropriate bonding, preferably hot, between two plates subjected to a certain pressure. The edges of the cups are preferably welded against each other as shown in Figure 2 in place 4. The reinforced magnet, as shown for example in Figure 2, turns out to be practically unbreakable and it is also well protected against attack by acid vapors or other influences from its environment.
Figure 3 shows the mounting of a magnet 1 in a synchronous motor rotor of the type mentioned at the beginning. The magnet and the reinforcement cups are designated by the same reference numbers as above, these cups covering in this example also the flat surfaces of an annular ring 5 arranged and glued on its periphery 9 inside the central opening of the annular magnet 1. Two rims 6 and 7 made of aluminum or non-magnetic stainless steel are applied to a flat inner annular part on either side of the magnet assembly and the reinforcing cups, the rim 7 being for example made in the form of a nut with very fine pitch, screwed onto a central cylindrical part 10 integral with rim 6.
One or more pins such as 8 can be inserted into holes drilled right through the nut 7, the cups 2 and 3 as well as the ring 5 and the rim 6. The magnet is thus perfectly fixed between the rims without being able to rotate relative to them and nut is also prevented from coming off.
Figures 4 and 5 illustrate another embodiment of the cups allowing a realization by folding their edges. As shown in Figure 5, each of the cups 21 and 31 has at its edge cut and folded teeth whose height can reach that of the thickness of the magnet. The two cups can for example be offset relative to each other so as to cover the entire lateral surface of the magnet 1 on which they are bonded directly or indirectly, the outer tooth can be bonded to the tooth interior, itself glued to the magnet. According to an alternative embodiment, not shown, the teeth can have a substantially complementary shape and thus cover almost the entire lateral surface of the magnet without covering themselves.