FR2660497A1 - MAGNETIC COUPLER. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un coupleur magnétique comprenant un organe mené (40) et un organe menant (42) coaxial avec l'organe mené (40) et disposé vers l'extérieur, dans le sens radial, par rapport à celui-ci. Ce coupleur est caractérisé en ce que l'organe menant (42) comporte des aimants (60-65) polarisés dans le sens radial, disposés autour de la circonférence de l'organe menant (42), et entre lesquels sont interposés des aimants (66-71) polarisés dans le sens tangentiel.The present invention relates to a magnetic coupler comprising a driven member (40) and a driving member (42) coaxial with the driven member (40) and disposed outwardly, in the radial direction, with respect to the latter. This coupler is characterized in that the driving member (42) comprises magnets (60-65) polarized in the radial direction, arranged around the circumference of the driving member (42), and between which are interposed magnets ( 66-71) polarized in the tangential direction.
Description
La présente invention concerne un coupleur magnétiqueThe present invention relates to a magnetic coupler
et plus particulièrement un coupleur magnétique à torsion. and more particularly a magnetic torsion coupler.
Le principe du coupleur magnétique à torsion est utilisé, dans un grand nombre d'applications, lorsqu'une isolation entre un organe menant à torsion et un organe mené correspondant est importante Par exemple un appareil prévu pour faire circuler des liquides corrosifs à l'intérieur d'un conteneur étanche comporte une pompe à l'intérieur du conteneur et un moteur situé à l'extérieur du conteneur afin d'entraîner la pompe La rotation de l'organe menant du moteur est transformée en une rotation de l'organe mené de la pompe par un coupleur magnétique à torsion, de l'organe menant à l'organe mené Aucune partie du moteur ne vient en contact avec une partie quelconque de la pompe Le coupleur magnétique à torsion élimine la nécessité de joints d'étanchéité dynamiques (c'est-àdire des joints qui viennent en contact avec des parties mobiles), ce qui supprime une The principle of the magnetic torsion coupler is used, in a large number of applications, when an insulation between a torsion-driving member and a corresponding driven member is important. For example, an apparatus intended for circulating corrosive liquids inside. of a sealed container comprises a pump inside the container and a motor located outside the container to drive the pump The rotation of the driving member of the motor is transformed into a rotation of the driven member of the the pump by a magnetic torsion coupler, from the member leading to the driven member No part of the motor comes into contact with any part of the pump The magnetic torsion coupler eliminates the need for dynamic seals (c ie joints that come into contact with moving parts), which removes a
source commune de fuites du système. common source of system leaks.
Si on se réfère à la figure 1 du dessin annexé, on voit qu'un coupleur magnétique à torsion 8 suivant la technique antérieure est constitué d'un organe mené 10 et d'un organe menant 12 Les deux organes mené 10 et menant 12 tournent autour d'un axe central commun 14 qui est perpendiculaire à la vue en coupe transversale de la figure 1 Une pluralité d'aimants 16-21, qui sont polarisés dans une seule direction, sont disposés autour de la circonférence externe de l'organe mené 10 De la même façon une pluralité d'aimants 22-27, qui sont polarisés dans une seule direction, sont disposés autour de la circonférence interne de l'organe menant 12 Les flèches représentées sur les aimants 16-27 représentent la polarité de ces aimants 16-27, ces flèches Referring to Fig. 1 of the accompanying drawing, it will be seen that a prior art torsion magnetic coupler 8 is comprised of a driven member 10 and a driving member 12 Both driven and driven members 12 rotate around a common central axis 14 which is perpendicular to the cross-sectional view of FIG. 1 A plurality of magnets 16-21, which are polarized in a single direction, are arranged around the outer circumference of the driven member Similarly, a plurality of magnets 22-27, which are polarized in a single direction, are arranged around the inner circumference of the driving member 12 The arrows shown on the magnets 16-27 represent the polarity of these magnets 16-27, these arrows
s'étendant du pôle Sud au pôle Nord de chacun des aimants 16- extending from the South Pole to the North Pole of each of the magnets 16-
27 Chacun des aimants 16-27 est polarisé dans le sens radial, c'est-àdire que les gradients de polarité des aimants 16-27 sont parallèles à des rayons qui s'étendent à partir de l'axe de rotation 14 de manière à recouper les aimants 16-27 Les polarités des aimants 16-21 alternent tout autour de la circonférence de l'organe mené 10 De la même façon les polarités des aimants 22-27 alternent autour de la circonférence de l'organe menant 10 (c'est-à-dire qu'un aimant ayant un pôle Nord tourné vers l'intérieur est flanqué, de chaque côté, par des aimants ayant un pôle Nord Each of the magnets 16-27 is radially polarized, i.e., the polarity gradients of the magnets 16-27 are parallel to radii extending from the axis of rotation 14 so that The polarities of the magnets 16-21 alternate around the circumference of the driven member. Similarly, the polarities of the magnets 22-27 alternate around the circumference of the driving member 10 (FIG. that is to say that a magnet having a north pole turned inwards is flanked on each side by magnets having a North Pole
dirigé vers l'extérieur et vice versa). directed to the outside and vice versa).
L'organe mené 10 a un noyau ferromagnétique 30 qui est situé à l'intérieur des aimants 16-21, dans le sens radial Le noyau 30 facilite le passage du flux magnétique entre les aimants 16-21, adjacents dans le sens circonférentiel, de l'organe mené 10 Par exemple le flux magnétique passe de l'aimant 16 à l'aimant 21 à travers le noyau 30 De la même façon l'organe menant 12 a un noyau ferromagnétique 32 qui est situé à l'extérieur des aimants 22-27, dans le sens radial Le noyau 12 facilite le passage du flux magnétique entre les aimants 22-27, voisins dans le sens circonférentiel, de l'organe menant 12 Par exemple le flux magnétique passe de l'aimant 27 vers l'aimant 22, à travers le noyau 32 La valeur de la force magnétique tangentielle à laquelle est soumis l'organe mené 10, en réponse à la rotation de l'organe menant 12, dépend de la quantité de flux magnétique qui passe entre des aimants, voisins dans le sens circonférentiel, de l'organe mené 10 et de l'organe menant 12 Par conséquent les noyaux 30,32, qui augmentent le passage du flux magnétique entre des aimants voisins dans le sens circonférentiel, accroissent la force de torsion subie par l'organe mené 10 Cependant les noyaux 30,32 augmentent le poids et le nombre des parties du coupleur magnétique à torsion 8 L'accroissement du poids de l'organe mené 10 entraîne une augmentation de l'inertie de cet organe mené 10 d'ou une diminution du rendement de n'importe quelle force de torsion agissant sur l'organe mené 10. Il existe d'autres types de coupleur magnétique à torsion qui n'utilisent pas des noyaux Les aimants et le noyau de l'organe mené sont remplacés par une bague magnétique polarisée dans plusieurs directions tandis que les aimants et le noyau de l'organe menant sont remplacés par une The driven member 10 has a ferromagnetic core 30 which is located inside the magnets 16-21, in the radial direction. The core 30 facilitates the passage of the magnetic flux between the circumferentially adjacent magnets 16-21. For example, the magnetic flux passes from the magnet 16 to the magnet 21 through the core 30. In the same way, the drive member 12 has a ferromagnetic core 32 which is located outside the magnets 22. -27, in the radial direction The core 12 facilitates the passage of the magnetic flux between the magnets 22-27, neighbors in the circumferential direction of the driving member 12 For example the magnetic flux passes from the magnet 27 to the magnet 22, through the core 32 The value of the tangential magnetic force to which the driven member 10 is subjected, in response to the rotation of the driving member 12, depends on the amount of magnetic flux passing between magnets, neighbors in the circumferential direction, the driven member 10 and the As a result, the cores 30, 32, which increase the passage of the magnetic flux between adjacent magnets in the circumferential direction, increase the torsion force experienced by the driven member. However, the cores 30, 32 increase the weight and the Many of the parts of the torsion magnetic coupler 8 increase the weight of the driven member 10 causes an increase in the inertia of this driven member 10 or a decrease in the yield of any torsion force acting on the 10 There are other types of magnetic torsion couplers that do not use cores The magnets and core of the driven member are replaced by a magnetic ring polarized in several directions while the magnets and the core of the lead body are replaced by a
autre bague magnétique polarisée dans plusieurs directions. another polarized magnetic ring in several directions.
Cependant les bagues qui sont polarisées dans plusieurs directions de manière à se rapprocher de la polarité radiale alternative d'une pluralité d'aimants polarisés dans une seule direction, ne peuvent pas être fabriquées à partir de matériaux magnétiques anisotropiques qui sont par ailleurs However, the rings which are polarized in several directions so as to approximate the alternative radial polarity of a plurality of magnets polarized in one direction can not be made from anisotropic magnetic materials which are otherwise
désirables pour certaines applications. desirable for some applications.
Un but de la présente invention est d'utiliser des aimants à polarisation unidirectionnelle afin de fournir un An object of the present invention is to use magnets with unidirectional polarization in order to provide a
coupleur magnétique à torsion sans noyau. magnetic torsion coupler without core.
Suivant la présente invention l'un des organes d'un coupleur magnétique à torsion ou ses deux organes ont des aimants, polarisés dans la direction radiale, qui sont disposés autour de la circonférence du ou des organes et entre lesquels sont interposés des aimants polarisés dans la According to the present invention, one of the members of a torsion magnetic coupler or both of its members has magnets, which are polarized in the radial direction, which are arranged around the circumference of the member or bodies and between which polarized magnets are interposed. the
direction tangentielle.tangential direction.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe transversale schématique d'un coupleur magnétique à torsion suivant la The following will be described by way of non-limiting examples, various embodiments of the present invention, with reference to the accompanying drawing in which Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a magnetic torsion coupler according to the invention.
technique antérieure.prior art.
La figure 2 est une vue en coupe transversale schématique d'un coupleur magnétique à torsion suivant FIG. 2 is a schematic cross sectional view of a magnetic torsion coupler according to FIG.
l'invention, dans un état d'équilibre. the invention in a state of equilibrium.
La figure 3 est une vue en coupe transversale schématique d'un coupleur magnétique à torsion suivant l'invention dans un état d'équilibre, laquelle illustre le FIG. 3 is a schematic cross sectional view of a torsion magnetic coupler according to the invention in a state of equilibrium, which illustrates the
trajet du flux magnétique à travers le coupleur. magnetic flux path through the coupler.
La figure 4 est une vue en coupe schématique d'un coupleur magnétique à torsion suivant l'invention dans un FIG. 4 is a schematic sectional view of a torsion magnetic coupler according to the invention in a
état de déséquilibre.state of imbalance.
Si on se réfère à la figure 2, on y voit un coupleur magnétique à torsion 36 suivant l'invention lequel est constitué d'un organe mené 40 et d'un organe menant 42 qui sont séparés par une matière non magnétique 44 L'organe mené est une partie d'un système étanche (non représenté) dans lequel au moins une partie du système est étanchée par la matière non magnétique 44 L'organe mené 40 et l'organe menant 42 sont coaxiaux et tournent ainsi autour d'un axe Referring to FIG. 2, there is shown a magnetic torsion coupler 36 according to the invention which consists of a driven member 40 and a driving member 42 which are separated by a non-magnetic material. The driven member 40 and the drive member 42 are coaxial and thereby rotate about an axis, a portion of a sealed system (not shown) in which at least a portion of the system is sealed by the non-magnetic material.
commun 46 qui se trouve au centre des deux organes 40,42. common 46 which is in the center of the two organs 40,42.
L'axe commun 46 est perpendiculaire à la vue en coupe The common axis 46 is perpendicular to the sectional view
transversale de la figure 2.cross-section of FIG.
L'organe mené 40 est constitué de six aimants 48-53 en forme de secteur de cercle, polarisés radialement dans une seule direction, et de six aimants 54-59 en forme de secteur de cercle inverse, à polarisation tangentielle dans une seule direction, disposés suivant une séquence alternée autour de la circonférence de l'organe mené 40 La direction de la polarisation des aimants 48-53 polarisés radialement est parallèle à des lignes radiales s'étendant à partir de l'axe de rotation 46 La direction de la polarisation des aimants 54-59 polarisés tangentiellement est perpendiculaire à des The driven member 40 is comprised of six radially polarized sector-only magnets 48-53 in one direction and six sector-shaped inverse-circle magnets 54-59 with tangential polarization in a single direction. arranged in an alternating sequence around the circumference of the driven member 40 The direction of the polarization of the radially biased magnets 48-53 is parallel to radial lines extending from the axis of rotation 46 The direction of the polarization tangentially polarized magnets 54-59 is perpendicular to
lignes radiales s'étendant à partir de l'axe de rotation 46. radial lines extending from the axis of rotation 46.
Les flèches sur chacun des aimants 48-59 indiquent la direction de la polarité des aimants 48-59, les flèches étant orientées du pâle Sud vers le pôle Nord de chacun des aimants The arrows on each of the magnets 48-59 indicate the direction of the polarity of the magnets 48-59, the arrows being oriented from the pale South to the North Pole of each of the magnets
48-59.48-59.
L'organe menant 42 est constitué de six aimants 60-65 en forme de secteur de cercle inverse, à polarisation radiale dans une seule direction, et de six aimants 66-71 en forme de secteur de cercle, à polarisation tangentielle dans une seule direction, disposés suivant une séquence alternée autour de la circonférence de l'organe menant 42 La direction de la polarisation des aimants 60-71 est représentée par des flèches sur les aimants 60-71, en utilisant la même The driving member 42 consists of six magnets 60-65 in the form of a sector of inverse circle, with a radial polarization in one direction only, and six magnets 66-71 in the form of a sector of a circle, with tangential polarization in only one direction. , arranged in an alternating sequence around the circumference of the driving member 42 The direction of the polarization of the magnets 60-71 is represented by arrows on the magnets 60-71, using the same
convention que celle indiquée précédemment. convention as indicated above.
Si on se réfère à la figure 3, on voit que les trajets des flux à l'intérieur du coupleur magnétique 36 sont illustrés par une pluralité de lignes de flux 72-77 Le flux magnétique passe à travers les aimants 48-71 du pôle Sud vers le pôle Nord Par conséquent les flèches des aimants 4871, qui indiquent la polarité de chacun des aimants 48-71, représentent également la direction du passage du flux à travers chacun des aimants 4871 On notera que le flux magnétique passe entre les aimants 48-71 en s'écoulant à partir du pôle Nord de l'un des aimants 48-71 vers le pôle Referring to FIG. 3, it can be seen that the flux paths inside the magnetic coupler 36 are illustrated by a plurality of flux lines 72-77. The magnetic flux passes through magnets 48-71 of the South Pole. To the North Pole Therefore the arrows of magnets 4871, which indicate the polarity of each of the magnets 48-71, also represent the direction of the passage of the flux through each of the magnets 4871 Note that the magnetic flux passes between the magnets 48-71. 71 flowing from the North Pole of one of the magnets 48-71 towards the pole
Sud d'un autre des aimants 48-71.South of another of magnets 48-71.
Les lignes de flux 72-77 montrent que le flux magnétique passe de l'organe menant 42 vers et dans l'organe mené 40 à travers les aimants 49, 51,53, polarisés dans le sens radial, dont les pôles Sud sont tournés radialement vers l'extérieur (indiqués ci-après comme étant des aimants à "face Sud") et que le flux magnétique sort de l'organe mené 40 à travers les aimants 48,50,52, polarisés dans le sens radial, dont les p 8 les Nord sont tournés radialement vers l'extérieur (appelés ci-après aimants à "face Nord") Les polarités des aimants 48-53 polarisés dans le sens radial alternent autour de la circonférence de l'organe mené 40, entre des faces Sud et des faces Nord Le flux magnétique qui pénètre dans l'organe mené 40, à travers les aimants 49,51,53 à faces Sud, sort de l'organe mené 40 à travers l'un ou l'autre des aimants 48,50,52 à faces Nord qui est adjacent, dans le sens circonférentiel, à un aimant correspondant parmi les aimants à faces Sud 49,51,53 Par exemples les lignes de flux 72,73 montrent que le flux magnétique qui pénètre dans l'organe mené 40, à travers l'aimant 49, sorte de l'organe mené 40 soit à travers l'aimant 48 (dans le cas de la ligne de flux 72) soit à travers l'aimant 50 (dans le cas de la ligne de flux 73) On notera que les deux aimants 48,50 à faces Nord sont adjacents, dans le sens circonférentiel, à The flux lines 72-77 show that the magnetic flux passes from the driving member 42 towards and into the driven member 40 through the magnets 49, 51, 53, which are polarized in the radial direction, the south poles of which are turned radially. to the outside (hereinafter referred to as "south facing" magnets) and that the magnetic flux exits the driven member 40 through the radially biased magnets 48,50,52, whose The North is turned radially outwards (hereinafter referred to as "North face" magnets). The polarities of the radially polarized magnets 48-53 alternate around the circumference of the driven member 40 between South faces. and North faces The magnetic flux that enters the driven member 40, through the magnets 49,51,53 South faces out of the driven member 40 through one or other of the magnets 48,50 , 52 with North faces which is adjacent, circumferentially, to a corresponding magnet among the magnets with south faces 49, For example, the flux lines 72, 73 show that the magnetic flux that enters the driven member 40, through the magnet 49, comes out of the driven member 40 either through the magnet 48 (in the case of the flow line 72) or through the magnet 50 (in the case of the flow line 73) It will be noted that the two magnets 48, 50 with north faces are adjacent, in the circumferential direction, to
l'aimant 49 à face Sud.the magnet 49 with South face.
Les aimants 48-53, polarisés dans le sens radial, de l'organe mené 40 sont séparés par les aimants 54-59, polarisés dans le sens tangentiel, interposés entre eux Le pôle Nord de chacun des aimants 54-59, polarisés dans le sens tangentiel, est plaqué contre les aimants à faces Nord 48,50, 52, polarisés dans le sens radial, tandis que le pôle Sud des aimants 5459, polarisés dans le sens tangentiel, est plaqué contre les aimants à faces Sud 49,51,53, polarisés dans le sens radial Cet agencement facilite le passage du flux magnétique entre les aimants à faces Sud 49,51,53 et les The magnets 48-53, radially polarized, of the driven member 40 are separated by the magnets 54-59, polarized in the tangential direction, interposed between them The North Pole of each of the magnets 54-59, polarized in the tangential direction, is pressed against the magnets North faces 48,50, 52, polarized in the radial direction, while the South pole of magnets 5459, polarized in the tangential direction, is pressed against the magnets with faces South 49,51, 53, radially biased This arrangement facilitates the passage of the magnetic flux between the South face magnets 49,51,53 and the
aimants à faces Nord 48,50,52 dans l'organe mené 40. magnets with North faces 48,50,52 in the driven member 40.
Le flux magnétique passe, à partir de l'organe mené 40, vers et dans l'organe menant 42, à travers les aimants ,62,64, polarisés dans le sens radial, dont le pôle Sud est dirigé radialement vers l'intérieur (appelés ci-après aimants à "face Sud") Le flux magnétique sort de l'organe menant 42 à travers les aimants 61,63,65 polarisés dans le sens radial, dont les pôles Nord sont tournés radialement vers l'intérieur (appelés ci-après aimants à "face Nord") Les polarités des aimants 60-65, polarisés dans le sens radial, alternent autour de la circonférence de l'organe menant 42, entre les faces Sud et les faces Nord Le flux magnétique qui pénètre dans l'organe menant 42 à travers les aimants à faces Sud ,62,64, sort de l'organe menant à travers l'un ou l'autre des aimants à faces Nord 61,63, 65 qui est adjacent, dans le sens circonférentiel, à un aimant correspondant parmi les aimants à faces Sud 60,62,64 Par exemple les lignes de flux 73,74 montrent que le flux magnétique qui pénètre dans l'organe menant 42, à travers l'aimant 62, sort de l'organe menant 42 soit à travers l'aimant 61 (dans le cas de la ligne de flux 73) soit à travers l'aimant 63 (dans le cas de la ligne de flux 74) On notera que les deux aimants à faces Nord 61,63 sont adjacents, dans le sens circonférentiel, à The magnetic flux passes, from the driven member 40, to and into the driving member 42, through the radially polarized magnets 62, 64 whose south pole is directed radially inwards ( hereinafter referred to as "South face" magnets) The magnetic flux exits the drive member 42 through the radially biased magnets 61, 63, 65, whose north poles are rotated radially inward (called -after "North face" magnets) The polarities of the magnets 60-65, polarized in the radial direction, alternate around the circumference of the driving member 42, between the South faces and the North faces The magnetic flux that enters the driving member 42 through the south facing magnets, 62, 64, exits the driving member through one or other of the North face magnets 61, 63, 65 which is adjacent, in the circumferential direction, to a corresponding magnet among the magnets with south faces 60,62,64 For example the flow lines 73,74 show that the magnetic flux that enters the driving member 42, through the magnet 62, leaves the driving member 42 either through the magnet 61 (in the case of the flow line 73) or through the magnet 63 (in the case of the flow line 74) It will be noted that the two magnets with North faces 61, 63 are adjacent, in the circumferential direction, to
l'aimant à face Sud 62.the south facing magnet 62.
Les aimants 60-65, polarisés dans le sens radial, de l'organe menant 42 sont séparés par les aimants 66-71 polarisés dans le sens tangentiel Le pôle Nord de chacun des aimants 66-71, polarisés dans le sens tangentiel, est plaqué contre les aimants à faces Nord 61,63,65 polarisés dans le sens radial, tandis que le pôle Sud des aimants 66-71, polarisés dans le sens tangentiel, est plaqué contre les The magnets 60-65, radially polarized, of the driving member 42 are separated by the magnets 66-71 polarized in the tangential direction The North pole of each of the magnets 66-71, polarized in the tangential direction, is plated against the north-facing magnets 61,63,65 polarized in the radial direction, while the south pole of the magnets 66-71, polarized in the tangential direction, is pressed against the
aimants à faces Sud 60,62,64, polarisés dans le sens radial. magnets with 60.62,64 south faces, polarized in the radial direction.
Cet agencement facilite le passage du flux magnétique entre les aimants à faces Sud 60,62,64 et les aimants à faces Nord This arrangement facilitates the passage of the magnetic flux between the magnets with 60.62,64 South faces and the magnets with North faces
61,63,65 à l'intérieur de l'organe menant 42. 61,63,65 inside the driving member 42.
Les figures 2 et 3 représentent le coupleur magnétique à torsion 36 dans une position d'équilibre dans laquelle les aimants à faces Nord 48,50,52 de l'organe mené sont alignés avec les aimants à faces Sud 60,62,64 de l'organe menant 42 et les aimants à faces Sud 49,51,53 de l'organe mené 40 sont alignés avec les aimants à faces Nord 61,63,65 de l'organe menant 42 Dans la position d'équilibre les composantes tangentielles des flux magnétiques agissant sur l'organe mené 40 sont égales à zéro, ainsi qu'il est indiqué par les lignes de flux 72-73 La force magnétique tangentielle agissant sur l'organe mené 40 est proportionnelle au produit du flux tangentiel et du flux radial Puisqu'il n'y a pas de flux tangentiel agissant sur l'organe mené 40, dans la position d'équilibre, il n'y a aucune force tangentielle agissant sur l'organe mené 40 dans la position d'équilibre et par conséquent l'organe mené 40 est à l'arrêt On notera que, bien que les figures 2 et 3 montrent l'aimant 48 aligné avec l'aimant 60, une position d'équilibre similaire existe lorsque l'aimant 48 est aligné avec l'aimant 62 ou lorsque l'aimant 48 est aligné avec Figures 2 and 3 show the torsion magnetic coupler 36 in an equilibrium position in which the north face magnets 48,50,52 of the driven member are aligned with the South face magnets 60,62,64 of the 42 and the South face magnets 49,51,53 of the driven member 40 are aligned with the North face magnets 61,63,65 of the driving member 42. In the equilibrium position the tangential components of the magnetic flux acting on the driven member 40 are equal to zero, as indicated by the flow lines 72-73 The tangential magnetic force acting on the driven member 40 is proportional to the product of the tangential flow and radial flow Since there is no tangential flow acting on the driven member 40, in the equilibrium position, there is no tangential force acting on the driven member 40 in the equilibrium position and therefore the driven member 40 is at a standstill. It will be noted that although FIGS. 2 and 3 show When the magnet 48 is aligned with the magnet 60, a similar equilibrium position exists when the magnet 48 is aligned with the magnet 62 or when the magnet 48 is aligned with the magnet 62.
l'aimant 64.the magnet 64.
Si on se réfère à la figure 4, on voit que l'organe menant 42 est attaché physiquement à un moyen externe, tel qu'un moteur (non représenté), et est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre Les positions angulaires relatives de l'organe mené 40 et de -l'organe menant 42 sur la figure 4 (c'est-à-dire le déplacement angulaire) entraînent l'existence de composantes tangentielles et radiales des flux magnétiques à l'endroit de l'organe mené 40, ainsi qu'il est indiqué par les lignes de flux 72-77 Une force tangentielle 78 qui agit sur l'organe mené 40, est proportionnelle au produit de la composante tangentielle du flux magnétique qui agit sur l'organe mené , et de la composante radiale du flux magnétique qui agit sur l'organe mené 40 La force tangentielle 78 amène l'organe mené 40 à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre (c'est-à-dire dans le même sens que l'organe menant 42) La force 78 agit sur l'organe mené 40 jusqu'à ce que cet organe mené 40 ait tourné et atteint une position d'équilibre dans laquelle les aimants à faces Sud 49, 51,53 de l'organe mené 40 se trouvent être alignés avec les aimants à faces Nord 61,63,65 de l'organe menant 42 et que les aimants à faces Nord 48,50,52 de l'organe mené 40 se trouvent être alignés avec les aimants à faces Sud 60,62,64 de l'organe menant 42 (c'est-à-dire la position représentée sur les figures 2 et 3) On notera que, tandis que l'organe mené 40 tourne et se rapproche de la position d'équilibre, l'amplitude de la force 78 diminue du fait que la composante tangentielle du flux Referring to FIG. 4, it can be seen that the driving member 42 is physically attached to an external means, such as a motor (not shown), and is rotated in a clockwise direction. relative angular positions of the driven member 40 and the driving member 42 in FIG. 4 (i.e. the angular displacement) result in the existence of tangential and radial components of the magnetic flux at the location of the the driven member 40, as indicated by the flow lines 72-77 A tangential force 78 which acts on the driven member 40, is proportional to the product of the tangential component of the magnetic flux acting on the organ The tangential force 78 causes the driven member 40 to rotate in a clockwise direction (i.e. in the same direction) as the radial component of the magnetic flux acting on the driven member. meaning that the driving member 42) The force 78 acts on the driven member 40 until this driven member 40 has rotated and reached an equilibrium position in which the South face magnets 49, 51, 53 of the driven member 40 are in alignment with the North face magnets 61, 63, 65 of the driving member. 42 and that the north face magnets 48,50,52 of the driven member 40 are aligned with the south face magnets 60,62,64 of the drive member 42 (i.e. 2 and 3). It will be noted that, while the driven member 40 rotates and approaches the equilibrium position, the magnitude of the force 78 decreases because the tangential component of the flow
magnétique qui agit sur l'organe mené 40 décroit. magnetic acting on the driven member 40 decreases.
Une position de pseudo-équilibre existe dans laquelle les aimants à faces Sud 49,51,53 de l'organe mené 40 sont alignés avec les aimants à faces Sud 60,62,64 de l'organe menant 42 et les aimants à faces Nord 48,50,52 de l'organe mené 40 se trouvent alignés avec les aimants à faces Nord 61, 63,65 de l'organe menant 42 Cette position est dite "de pseudo-équilibre" du fait que, bien que la composante tangentielle résultante du flux magnétique qui agit sur l'organe mené 40, devienne égale à zéro, tout déplacement angulaire à partir de cette position produit une force magnétique tangentielle qui agit dans la même direction tangentielle que le déplacement, ce qui tend à augmenter l'amplitude de ce déplacement Par contre, dans le cas de la position d'équilibre la force tangentielle 78 agit dans la direction opposée au déplacement, en tendant ainsi à diminuer le déplacement et ramener par conséquent l'organe mené 40 A pseudo-balance position exists in which the South face magnets 49,51,53 of the driven member 40 are aligned with the South face magnets 60,62,64 of the drive member 42 and the north face magnets 48,50,52 of the driven member 40 are aligned with the magnets North faces 61, 63,65 of the driving member 42 This position is called "pseudo-balance" because, although the tangential component resulting from the magnetic flux acting on the driven member 40, becomes equal to zero, any angular displacement from this position produces a tangential magnetic force which acts in the same tangential direction as the displacement, which tends to increase the amplitude On the other hand, in the case of the equilibrium position, the tangential force 78 acts in the direction opposite to the displacement, thus tending to reduce the displacement and consequently reduce the driven member 40
vers la position d'équilibre.towards the equilibrium position.
Lorsque l'organe menant 42 est écarté de la position d'équilibre (par exemple au moyen d'un moteur qui entraîne en rotation l'organe menant 42) les effets inertiels amènent l'organe mené 40 à prendre du retard en arrière de l'organe menant 42 Si l'organe menant 42 est entraîné en rotation à une vitesse constante, le coupleur 36 atteint éventuellement un état de régime permanent dans lequel l'organe mené 40 tourne à la même vitesse que l'organe menant 42, à condition que la charge s'exerçant sur l'organe mené 40 ne soit pas excessive Cependant, même en régime permanent, l'organe mené est décalé en arrière par rapport à l'organe menant 42 La valeur du retard est un déplacement angulaire qui est il suffisant pour produire une force tangentielle égale à la charge s'exerçant sur l'organe mené 40 Si le déplacement exigé pour produire la force correspondant à la charge amène When the driving member 42 is moved away from the equilibrium position (for example by means of a motor which rotates the driving member 42), the inertial effects cause the driven member 40 to lag behind the 42 If the driving member 42 is rotated at a constant speed, the coupler 36 eventually reaches a state of steady state in which the driven member 40 rotates at the same speed as the driving member 42, provided that the load exerted on the driven member 40 is not excessive However, even in steady state, the driven member is shifted back relative to the driving member 42 The value of the delay is an angular displacement which is it sufficient to produce a tangential force equal to the load exerted on the driven member 40 If the displacement required to produce the force corresponding to the load causes
l'organe mené 40 à tourner au-delà de la position de pseudo- the driven member 40 to rotate past the pseudo-position
équilibre, la charge est alors trop importante pour pouvoir balance, the load is then too important to be able to
être entraînée par le coupleur magnétique 36. be driven by the magnetic coupler 36.
L'invention peut être mise en oeuvre en utilisant plusieur aimants polarisés dans le sens tangentiel entre chaque paire d'aimants polarisés dans le sens radial De même, bien que l'invention soit représentée comme comportant un seul aimant, polarisé dans le sens radial, entre chaque paire d'aimants polarisés dans le sens tangentiel, l'invention peut être réalisée en pratique en prévoyant plusieur aimants polarisés dans le sens radial entre chaque The invention can be implemented using several magnets tangentially polarized between each pair of radially polarized magnets. Similarly, although the invention is shown as having a single magnet, radially polarized, between each pair of tangentially polarized magnets, the invention can be realized in practice by providing a plurality of magnets polarized radially between each
paire d'aimants polarisés dans le sens tangentiel. pair of magnets polarized in the tangential direction.
L'invention peut être mise en pratique uniquement sur l'organe mené 40 en utilisant la technique antérieure pour l'organe menant 42, ou bien encore elle peut être utilisée uniquement sur l'organe menant 42 en utilisant un organe mené 40 suivant la technique antérieure Le nombre des aimants polarisés dans le sens radial et des aimants polarisés dans le sens tangentiel qui sont utilisés pour l'organe menant 42 ou pour l'organe mené 40, peut être modifié sans sortir du cadre de l'invention Les polarités des aimants radiaux 48-53 de l'organe mené 40 et des aimants radiaux 60-65 de l'organe menant 42 peuvent être agencées autrement que suivant une alternance de faces Nord et de faces Sud, ainsi qu'il est représenté, à condition que l'on modifie les polarités des aimants correspondants 54-59, polarisés dans le sens tangentiel, de l'organe mené 40 et des aimants correspondants 66-71, polarisés dans le sens tangentiel, de l'organe menant 42 Bien que l'organe mené 40 et l'organe menant 42 soient représentés comme étant coaxiaux, on comprendra que l'expression "coaxiaux" englobe le cas o l'axe de rotation de l'organe mené 40 et l'axe de rotation de l'organe menant The invention can be practiced only on the driven member 40 using the prior art for the driving member 42, or it can be used only on the driving member 42 using a driven member 40 according to the technique The number of radially polarized magnets and tangential polarized magnets which are used for the driving member 42 or for the driven member 40 can be modified without departing from the scope of the invention. The polarities of the magnets Radials 48-53 of the driven member 40 and radial magnets 60-65 of the driving member 42 may be arranged otherwise than in alternating North and South faces, as shown, provided that the the polarities of the corresponding magnets 54-59, polarized in the tangential direction, of the driven member 40 and the corresponding magnets 66-71, polarized in the tangential direction, of the driving member 42 are modified, although the driven member 40 and the driving member 42 are shown to be coaxial, it will be understood that the term "coaxial" includes the case where the axis of rotation of the driven member 40 and the axis of rotation of the driving member
42 sont situés à proximité immédiate l'un de l'autre. 42 are located in close proximity to one another.
L'invention peut être mise en oeuvre avec des aimants ayant des formes différentes des formes exactes des aimants 48-71 The invention can be implemented with magnets having different shapes from the exact shapes of the magnets 48-71
représentés sur les figures 2,3 et 4. shown in Figures 2,3 and 4.
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