FR2562315A1 - Dispositif d'aimantation multipolaire - Google Patents

Abstract

POUR FORMER, SUR LES SURFACES PLANES OPPOSEES D'UNE PARTIE PLATE AIMANTABLE D'UNE PIECE 62, UNE SERIE DE ZONES AIMANTEES, LE DISPOSITIF COMPORTE UN BATI 68 DANS LEQUEL DEUX PARTIES DE SUPPORT 64, 65 EN UN MATERIAU A HAUTE PERMEABILITE MAGNETIQUE PRESENTANT RESPECTIVEMENT DES SURFACES POLAIRES PLANES SONT DISPOSEES PARALLELEMENT EN REGARD L'UNE DE L'AUTRE, ET SONT COUPLEES AVEC DES PORTIONS DE CONDUCTEURS ELECTRIQUES DISPOSEES DE FACON A ENGENDRER, ENTRE DES SURFACES POLAIRES DES PARTIES DE SUPPORT DISPOSEES EN REGARD, DES CHAMPS MAGNETIQUES PRODUISANT L'AIMANTATION DESDITES ZONES. UNE DES PARTIES DE SUPPORT 65 EST DEPLACABLE PAR RAPPORT A L'AUTRE 64 ET PAR RAPPORT AU BATI 68, PERPENDICULAIREMENT AUX SURFACES POLAIRES, DE FACON A PERMETTRE DE RAPPROCHER ET D'ECARTER LESDITES SURFACES POLAIRES DE LA PARTIE PLATE DE LA PIECE A AIMANTER.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'aimantation multipolaire

pour former sur les surfaces planes opposées d'une partie plate aimantable d'une pièce une série de zones aimantées, ce dispositif comportant un bâti dans lequel plusieurs portions de conducteurs électriques allongées sont disposées de façon à créer des champs

magnétiques produisant l'aimantation desdites zones.

Les pièces à aimanter sont par exemple des parties de rotor en forme de disque mince pour moteurs électriques tels que décrits par exemple dans le brevet suisse No. 637 508. Ces disques sont généralement réalisés en un matériau à très grand champ coercitif tel que le samarium-cobalt et doivent présenter un nombre relativement grand de zones aimantées

de polarités alternantes.

L'invention vise à fournir un dispositif du type mentionné au début qui permet d'atteindre un champ d'aimantation élevé, bien délimité dans chaque zone à aimanter et fournissant pratiquement la même valeur absolue du champ d'aimantation pour chaque zone, le nombre de ces zones

pouvant être suffisamment élevé.

A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractéri-

sé en ce qu'il comporte dans ledit bâti deux parties de support en un matériau à haute perméabilité magnétique

présentant respectivement des surfaces polaires essentiel-

lement planes, disposées parallèlement en regard l'une de l'autre, au moins une de ces parties de support étant couplée magnétiquement avec un ensemble desdites portions de conducteurs électriques disposées de façon à engendrer,

entre des surfaces polaires des parties de support dispo-

sées en regard l'une de l'autre, lesdits champs magnétiques produisant l'aimantation desdites zones et au moins une des parties de support étant déplaçable par rapport à l'autre et par rapport au bâti perpendiculairement aux surfaces polaires, de façon à permettre de rapprocher et d'écarter les surfaces polaires de la partie plate de la pièce à aimanter. Dans ce dispositif d'aimantation il est généralement difficile d'une part de séparer les deux parties de support une fois l'aimantation achevée et, d'autre part, d'enlever la pièce aimantée des parties de support. Il est à noter à cet égard que les pièces à aimanter sont de par la nature

du matériau utilisé et du fait de leur épaisseur générale-

ment faible, extrêmement fragiles.

L'invention vise ainsi également à fournir un dispositif d'aimantation agencé de façon simple et efficace pour faciliter l'enlèvement des pièces aimantées et permettre l'aimantation en série de telles pièces à une cadence

élevée sans perte notable en pièces aimantées.

Les revendications 2 à 8 décrivent différentes formes

d'exécution permettant d'atteindre ce but.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip-

tion donnée ci-dessous d'exemples de réalisation illustrés dans le dessin annexé, dans lequel: La figure 1 montre, en coupe axiale, une première forme

d'exécution d'un dispositif d'aimantation selon l'inven-

tion, -

La figure 2 est une vue en coupe transversale, schématique, le long de la ligue II-II de la figure 3 illustrant l'aimantation d'une zone du corps à aimanter,

La figure 3 est un schéma de la disposition et de l'alimen-

tation des conducteurs électriques dans le dispositif d'aimantation, La figure 4 montre, en coupe axiale, une deuxième forme

d'exécution d'un dispositif d'aimantation selon l'inven-

tion, dans sa position fermée et, La figure 5 montre le dispositif de la figure 4 en position ouverte. Le dispositif d'aimantation selon la figure 1 comporte deux

parties de support annulaires 5, 51, en un matériau haute-

ment perméable, tel qu'un alliage fer-cobalt, entre lesquelles est placé un disque à aimanter 1, de forme annulaire, plate, de faible épaisseur par rapport à son diamètre et réalisé par exemple en samarium-cobalt. Les parties de support 5, 51 présentent en regard du disque 1 des surfaces polaires planes respectives et comportent chacune une série de fentes radiales telles que 3 dans lesquelles sont logées des portions de conducteurs électriques non représentées sur cette figure. Ces conducteurs sont agencés et connectés à des sources de courant électrique de la façon décrite ci-après en rapport

avec les figures 2 et 3.

Plus particulièrement, le dispositif de la figure 1 est destiné à l'aimantation d'un rotor de moteur pas à pas multipolaire qui se présente sous forme du disque annulaire 1 partiellement visible en coupe dans la figure 2. Des portions de conducteurs allongées telles que 21 à 28, désignées dans leur ensemble par 2 dans la figure 3, sont disposées parallèlement au disque dans la direction radiale

de celui-ci de manière à produire dans le sens circonféren-

tiel du disque une série de zones aimantées dans la direc-

tion transversale, c'est-à-dire dans la direction axiale du disque. Les portions de conducteurs sont placées dans des fentes telles que les fentes 3 et 4 des parties de support , 51, visibles à la figure 2. La figure 3 montre la partie de support 5 en plan, les bords extérieurs et intérieurs de sa surface annulaire

définissant la surface aimantée sur le disque du rotor.

Ainsi que cela ressortira de la suite de la description,

cette surface est constituée par une série de zones allon-

gées, orientées radialement, et présentant des polarités

alternantes sur chaque face du disque.

La coupe selon la ligne II-II de la figure 3 est montrée à la figure 2. Chacune des fentes voisines 3, 4 comporte une

paire de portions de conducteurs 21, 22 et 23, 24 respecti-

vement. Un arrangement analogue de la partie de support 51 et de portions de conducteur 25, 26 et 27, 28 est placé en regard du premier de façon à former un entrefer 6 dans lequel est disposé le disque 1 à aimanter. Les extrémités des portions radiales de conducteur sont reliées comme l'indique la figure 3 de manière à former des groupes de portions de conducteurs connectées en série, les extrémités de chacun de ces groupes étant branchées aux bornes d'un

dispositif générateur d'impulsions respectif non représen-

té. Sur la figure 3, les extrémités des différents groupes associés à la partie 5 ont été désignées respectivement par E, S1; E2, S2; E3, S3;...; E10, S1. Chaque groupe comporte vingt portions de conducteurs et le support présente au total cent fentes telles que 3 ou 4. Les différents groupes sont décalés l'un par rapport à l'autre de sorte que dans chaque fente sont logées des portions de conducteurs appartenant à deux groupes différents, ces portions étant connectées pour être parcourues dans le même sens par le courant d'aimantation. Dans l'exemple de la figure 3, les groupes se chevauchent de la moitié de leur étendue angulaire. Les conducteurs de la partie opposée 51 sont agencés de façon analogue, un décalage supplémentaire par exemple d'un quart de leur étendue angulaire étant de préférence prévu entre les groupes respectifs des deux

parties de support disposées en regard.

D'autre part, les différents dispositifs générateurs d'impulsions sont agencés pour fournir des impulsions de courant de même amplitude et de même durée. Ils comportent par exemple essentiellement un condensateur, une résistance de charge montée en série et un dispositif interrupteur agencé pour connecter le condensateur pendant une durée déterminée aux bornes du groupe de portions de conducteurs correspondant. Le condensateur est de préférence chargé à partir d'une source d'énergie commune à l'ensemble des

dispositifs générateurs d'impulsions.

Il s'ensuit que, dans le schéma de la figure 2, chaque paire de portions de conducteurs est parcourue par un

courant de même sens provenant de deux générateurs d'impul-

sions différents. Chaque portion de conducteur d'une paire est connectée en série avec une portion de conducteur logée dans la fente voisine de la même partie de support de sorte

que les courants circulant dans les portions de conduc-

teurs logées dans des fentes voisines soient de sens opposé. D'autre part, les courants circulant dans des paires de portions de conducteurs logées dans des fentes disposées en regard l'une de l'autre sont dirigés dans le même sens. Le champ magnétique créé par quatre paires de portions de conducteurs telles que montrées à la figure 2, a ainsi par exemple le sens indiqué dans cette figure par les flèches et, par conséquent, l'aimantation d'une zone 11

du disque 1, délimitée par des traits pointillés, s'effec-

tue dans le sens transversal du disque en faisant apparai-

tre des pôles de noms opposés sur chacune des surfaces de celui-ci. Il ressort également de la figure 2 que les zones adjacentes à la zone 11 de chaque côté de celle-ci, c'est à dire les zones 12 et 13 partiellement visibles, sont aimantées parallèlement mais en sens inverse par rapport à

l'aimantation de la zone 11.

La disposition selon la figure 3 présente l'avantage que les connexions extérieures entre les différentes portions de conducteurs sont réalisées de façon qu'une boucle fermée soit formée autour de chaque zone à aimanter, parallèlement à la surface correspondante du disque à aimanter. Ceci permet une utilisation particulièrement efficace du courant d'aimantation. Pour obtenir ces boucles fermées dans

l'exemple représenté, les groupes de portions de conduc-

teurs qui se chevauchent sont orientés en sens inverse par rapport à leurs connexions aux dispositifs générateurs d'impulsions respectifs. Ainsi, dans le groupe E6, S6 par exemple, le courant circule en direction périphérique dans le sens des aiguilles de montre, alors que dans les groupes E2, S2' et E3, S3 qui coopèrent avec ce groupe E6, S6, le courant en direction périphérique circule dans le sens inverse. Les connexions aux dispositifs générateurs d'impulsions ne sont représentés que schématiquement dans la figure 3 mais il est évident que dans ce cas également la boucle peut être aisément fermée par une configuration appropriée des conducteurs telle que montrée par exemple

aux connexions S3, E4.

Selon la coupe axiale de la figure 1, les parties de support 5, 51 sont noyées dans une matière plastique

formant des parties 52, 53 et 54, 55 respectivement.

Chacune des parties de support est solidaire d'un ensemble respectif 31, 32, l'ensemble 31 étant déplaçable dans le

sens axial du disque 1, par rapport à l'ensemble 32 soli-

daire du bâti de l'appareil.

Pour faciliter, voire même pour permettre la séparation des deux parties de support une fois l'aimantation du disque achevée, des feuilles de séparation 56, 56' en un matériau électriquement isolant et non magnétique sont disposées de part et d'autre du disque à aimanter entre celui-ci et les deux parties de support. Les épaisseurs de ces feuilles, ou

le cas échéant des couches de feuilles disposées respecti-

vement de part et d'autre de la pièce à aimanter, sont différentes entre elles et sont par ailleurs très faibles par rapport à l'épaisseur du disque à aimanter. Le matériau utilisé pour ces feuilles est de préférence le "mylar",

matériau flexible pratiquement inextensible.

L'asymétrie qui résulte des épaisseurs différentes des feuilles ou couches de séparation placées entre la pièce à aimanter et les deux parties de support permet d'écarter celles-ci relativement aisément par un déplacement axial relatif, puis un déplacement des feuilles 56, 56' parallèlement aux surfaces polaires des parties de support

permet de dégager le disque aimanté des surfaces polaires.

Dans la pratique, il suffit de déplacer la feuille la plus mince sur laquelle l'aimant reste collé. Un moyen approprié pour tirer les feuilles 56, 56' dans le sens voulu est montré à la figure 1 sous forme d'un rouleau 58 pouvant être actionné manuellement pour faire avancer d'une longueur donnée l'ensemble des deux feuilles de séparation

qui sont réalisées dans cet exemple sous forme de bandes.

Ces bandes sont dévidées d'un rouleau de réserve 57, les rouleaux 57 et 58 étant montés de part et d'autre du

dispositif d'aimantation proprement dit.

Les figures 4 et 5 montrent une autre forme d'exécution du dispositif, utilisable pour aimanter des pièces munies de parties faisant saillie du plan des surfaces planes de la partie à aimanter. Dans le cas de l'exemple illustré, la partie à aimanter a la forme d'un disque annulaire 61 monté, par l'intermédiaire d'une pièce de fixation, sur un arbre 62. L'ensemble de cette pièce est placé sur un

dispositif de soutien comportant un organe creux 63.

Les deux parties de support sont désignées dans cet exemple par 64 et 65 et présentent chacune une creusure respective 66, 67 permettant à la partie saillante de la pièce de fixation et à l'extrémité de l'arbre avec son dispositif de soutien de s'introduire à l'intérieur des parties de support, de façon que la partie plate à aimanter puisse venir en contact avec les surfaces polaires des parties de

support 64, 65.

La partie de support 64 est montée sur le bâti 68 du dispositif d'aimantation, alors que la partie de support 65 est solidaire d'une partie 69 déplaçable verticalement par

rapport à ce bâti.

Un dispositif d'actionnement du déplacement du dispositif de soutien et de la partie de support 65 par rapport à la partie de support 64 comporte deux bras 70, 71 articulés à une de leurs extrémités sur une pièce d'articulation 72, les secondes extrémités de ces bras étant articulées

respectivement autour d'axes parallèles aux axes d'articu-

lation desdites premières extrémités, sur une partie 68' du support 68 et sur une tige de liaison 69' solidaire de ia

partie 69.

La pièce d'articulation 72 coulisse sur une tige d'action-

nement 73 disposée horizontalement, cette tige 73 étant

fixée horizontalement ou, le cas échéant, guidée en coulis-

sant dans une pièce de couplage 74 solidaire de l'organe de soutien 63. Le bâti est agencé pour permettre le passage de la tige 73 et un déplacement vertical de celle-ci sous

l'effet du dispositif d'actionnement..

Les longueurs des bras 70 et 71 entre leurs points d'arti-

culation sont choisies égales, de sorte que la tige d'ac-

tionnement 73 se déplace d'une manière symétrique par rapport au point d'articulation des bras dans les parties 68' et 69'. Le déplacement vertical de cette tige 73 est transmis à l'organe de soutien 63 et la hauteur de celui-ci est choisie de telle façon que la partie 61 de la pièce à aimanter soit disposée de façon symétrique par rapport aux surfaces polaires des parties de support 64 et 65. Le dispositif décrit assure le maintien de cette symétrie dans toutes les positions relatives des deux parties de support, les positions extrêmes étant d'une part celle illustrée à la figure 4 qui est la position fermée du dispositif pour le processus d'aimantation, et une position ouverte du dispositif telle qu'elle est illustrée à la figure 5 et devant permettre la mise en place et l'enlèvement de la

pièce à aimanter.

A partir de la position fermée du dispositif dans laquelle les surfaces planes de la partie aimantée et les surfaces polaires planes des parties de support 64 et 65 sont en contact, l'écartement des surfaces en contact s'effectue de façon parfaitement symétrique sous l'effet du dispositif d'actionnement, ce qui est une condition pratiquement

nécessaire pour permettre l'ouverture du dispositif d'ai-

mantation. Bien entendu, l'exemple décrit en rapport avec les figures 4 et 5 ne constitue qu'une forme d'exécution possible d'un

dispositif pour réaliser la symétrie nécessaire. L'inven-

tion peut ainsi être mise en oeuvre par d'autres structures

qui sont à la portée de l'homme de métier.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'aimantation multipolaire pour former sur les surfaces planes opposées d'une partie plate aimantable d'une pièce, une série de zones aimantées, comportant un

bâti dans lequel plusieurs portions de conducteurs électri-

ques allongées sont disposées de façon à créer des champs magnétiques produisant l'aimantation des dites zones, caractérisé en ce qu'il comporte, dans ledit bâti, deux parties de support en un matériau à haute perméabilité magnétique présentant respectivement des surfaces polaires essentiellement planes, disposées parallèlement en regard l'une de l'autre, au moins une de ces parties de support étant couplée magnétiquement avec un ensemble desdites portions de conducteurs électriques disposées de façon à engendrer, entre des surfaces polaires des parties de support disposées en regard, lesdits champs magnétiques produisant l'aimantation desdites zones, et au moins une des parties de support étant déplaçable par rapport à l'autre et par rapport au bâti, perpendiculairement aux surfaces polaires, de façon à permettre de rapprocher et d'écarter lesdites surfaces polaires de la partie plate de

la pièce à aimanter.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des feuilles de séparation ou des couches de feuilles de séparation en un matériau non magnétique, électriquement isolant, d'épaisseurs sensiblement inférieures à celles de la pièce à aimanter, sont disposées de part et d'autre de

ladite partie plate, entre celle-ci et les surfaces polai-

res, les épaisseurs respectives des feuilles de séparation disposées de chaque côté de la partie plate à aimanter

étant différentes.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour déplacer les feuilles de

séparation ou couches de feuilles de séparation sensible-

ment parallèlement aux surfaces polaires des parties de support lorsque ces dernières, une fois l'aimantation achevée et le courant d'aimantation interrompu, sont

écartées l'une de l'autre.

4. Dispositif selon la revendication 1 pour l'aimantation d'objets comportant, à l'intérieur du périmètre de la partie plate à aimanter, au moins une partie saillante,

caractérisé en ce que lesdites parties de support présen-

tent pour chaque partie saillante, une creusure correspon-

dante permettant à la partie saillante d'être introduite dans la partie de support de façon que les surfaces planes de la partie plate de la pièce à aimanter puissent venir en contact avec les surfaces polaires des parties de support, en ce qu'il comporte un dispositif de soutien de la pièce à aimanter, déplaçable par rapport auxdites parties de support à travers l'ouverture de l'une de celles-ci, et en ce qu'il comporte un dispositif d'actionnement d'au moins l'une des parties de support et du dispositif de soutien, ce dispositif d'actionnement étant agencé pour permettre un déplacement relatif des parties de support et du dispositif de soutien tel que les surfaces polaires planes des parties de support restent parfaitement symétriques, lors du déplacement, par rapport au plan de symétrie des surfaces

planes de la partie plate à aimanter.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une première partie de support est montée dans une position fixe par rapport au bâti, la seconde partie de support et le dispositif de soutien de la pièce à aimanter étant montée de façon à pouvoir coulisser par rapport à la

première partie de support.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement comporte au moins un

premier et un deuxième bras articulés, chacun à une premiè-

re de ses extrémités sur une pièce d'articulation mobile commune auxdits deux bras, les axes de ces articulations étant confondus ou parallèles, la seconde extrémité de ces bras étant articulée autour d'un axe parallèle aux axes

d'articulation desdites premières extrémités, respective-

ment sur le bâti et sur une partie solidaire de ladite seconde partie de support, les longueurs desdits deux bras

entre leurs points d'articulation étant égales, le disposi-

tif d'actionnement comportant en outre un organe de coupla-

ge mécanique entre ladite pièce d'articulation commune et le dispositif de soutien de la pièce à aimanter,-cet organe de couplage étant agencé pour qu'un point de référence fixe par rapport au dispositif de soutien reste dans le plan de

symétrie des axes d'articulation desdits premier et deuxiè-

me bras.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce

que l'organe de couplage comprend une tige couplée mécani-

quement d'une part à la pièce d'articulation desdits deux bras et d'autre part au dispositif de soutien, au moins l'un de ces couplages mécaniques étant réalisé par un moyen

de coulissement de la tige parallèlement au plan de symé-

trie desdits axes d'articulation.

8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7 pour

l'aimantation de disques munis de leur arbre de rotation, caractérisé en ce que le dispositif de soutien comporte un organe creux dans lequel peut s'insérer une portion de

l'arbre du disque à aimanter.