FR3001591A1 - Procede de maintien dans une plage de fonctionnement determinee d'un accouplement magnetique et accouplement magnetique a plusieurs rangees d'aimants pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

La présente invention porte notamment sur un procédé de maintien dans une plage de fonctionnement déterminée d'un accouplement magnétique avec détermination de la courbe donnant les valeurs de couple en fonction de l'angle de décalage relatif entre les deux rotors (2), approximation d'au moins la partie de ladite courbe correspondant à la plage de fonctionnement par une série de fonctions sinusoïdales présentant des amplitudes, des périodes et des déphasages propres, pour chaque fonction sinusoïdale sélection d'une paire de rangées (6, 6a, 6b) d'aimants (4, 4a, 4b) correspondant à ladite fonction et disposition successive des paires de rangées (6, 6a, 6b) d'aimants (4, 4a, 4b) ainsi sélectionnées sur leur rotor (2) respectif. L'invention concerne aussi un accouplement magnétique avec au moins deux rangées (6, 6a, 6b) consécutives d'aimants sélectionnées selon le procédé.

Description

" Procédé de maintien dans une plage de fonctionnement déterminée d'un accouplement magnétique et accouplement magnétique à plusieurs rangées d'aimants pour la mise en oeuvre du procédé" La présente invention porte sur un procédé de maintien dans une plage de fonctionnement déterminée d'un accouplement magnétique et un accouplement magnétique à plusieurs rangées d'aimants pour la mise en oeuvre du procédé. Selon l'état de la technique, un tel accouplement magnétique comprend deux rotors, un rotor menant et un rotor mené. Par exemple, quand cet accouplement magnétique est radial, un rotor reçoit l'autre en son intérieur. Le rotor externe porte en son intérieur au moins une rangée d'aimants permanents, ces aimants présentant des polarités alternées tandis que le rotor interne porte au moins une rangée d'aimants sur sa paroi extérieure.

Un accouplement magnétique est généralement utilisé dans des applications où un milieu, par exemple un milieu chimique, est maintenu isolé du milieu extérieur. Dans ce cas, il peut être prévu un élément de séparation entre le rotor menant et le rotor mené. Dans une autre application, un accouplement magnétique peut aussi être utilisé comme limiteur de couple dans la transmission de puissance pour remplacer un accouplement mécanique. De manière non limitative, le rotor externe peut être le rotor menant tandis que le rotor interne est le rotor mené. L'inverse est aussi possible. Les aimants sont avantageusement collés dans des logements prévus respectivement sur la paroi interne du rotor externe et la paroi externe du rotor interne. Il existe essentiellement deux types principaux d'accouplement magnétique : l'accouplement magnétique du type axial et l'accouplement magnétique du type radial, ceci étant déterminé selon l'orientation du champ magnétique créé. De plus, il a aussi été développé des accouplements magnétiques hybrides qui consistent en une combinaison des deux types d'accouplement précédemment mentionnés. Enfin, il existe aussi des accouplements magnétiques linéaires et elliptiques.

Quand le champ magnétique produit par les aimants permanents est axial, les rotors sont généralement sous forme de disques et quand le champ produit par les aimants permanents est radial, les rotors sont généralement sous forme de cylindres, comme précédemment mentionné. Le couple est ainsi transmis du rotor menant au rotor mené par les forces magnétiques générées par les rangées d'aimants. Dans le cas d'un accouplement axial, quand il y a une séparation entre le rotor menant et le rotor mené, cette séparation peut être sous forme d'un élément plan du type galette et dans le cas d'un accouplement radial, cette 10 séparation est avantageusement sous forme de cloche ou cylindrique. Ainsi, le principal avantage d'un accouplement axial est de permettre une géométrie simplifiée des parois séparant les deux rotors, par exemple une paroi plane. Pour un accouplement radial, la paroi de séparation des deux rotors peut présenter une forme plus compliquée. En revanche, le principal avantage d'un 15 accouplement radial est de transmettre des couples supérieurs à ceux transmis par un accouplement axial tandis que son désavantage est la création d'une force déstabilisatrice plus élevée que pour un accouplement axial. Le but d'un accouplement magnétique aussi bien axial que radial ou autre est de transmettre un mouvement de rotation entre deux pièces 20 respectivement menante et menée sans qu'il y ait de contact entre les pièces. Pour ce faire, les aimants logés au moins partiellement dans leur logement respectif des rotors font saillie ou reposent dans leur logement de sorte qu'un entrefer subsiste entre ladite au moins une rangée d'aimants permanents d'un rotor et ladite au moins au moins une rangée d'aimants permanents de l'autre 25 rotor. Par exemple, la figure 2 de la présente demande de brevet montre, pour un accouplement magnétique radial, un rotor externe 1 et un rotor interne 2, les deux rotors étant sensiblement cylindriques. A cette figure, un entrefer 3 est présent entre la paroi interne du rotor externe 1 et la paroi externe du rotor 30 interne 2. Avantageusement, pour un accouplement magnétique radial, ce sont les aimants permanents portés par le rotor interne 1, avantageusement le rotor mené, qui peuvent être usinés de manière à présenter une forme extérieure cylindrique. Ces aimants peuvent être en outre revêtus d'une couche de protection, par exemple mais pas seulement une couche imperméable à un fluide ou tout type de fluide, gazeux ou liquide ou une couche présentant une haute résistance à la corrosion permettant ainsi un travail dans une atmosphère corrosive, atmosphère qui est isolée de l'autre rotor par l'élément de séparation. De tels accouplements magnétiques ne permettent généralement pas de reproduire tous les types de couple. Cette limitation est essentiellement due au positionnement des aimants permanents respectivement sur le rotor menant et le rotor mené. La forme du couple obtenu dépend très fortement du nombre, de la forme et de la magnétisation des aimants et est difficilement paramétrable pour un encombrement et une puissance donnés à une certaine vitesse. Le problème à la base de la présente invention est de permettre pour n'importe quel type d'accouplement magnétique de maintenir une plage de fonctionnement de l'accouplement magnétique prédéterminée et de concevoir 15 un accouplement magnétique pour ce faire. A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé de maintien dans une plage de fonctionnement déterminée d'un accouplement magnétique reliant deux éléments, l'accouplement magnétique comportant un rotor mené et un rotor menant, avec au moins deux paires de rangées d'aimants permanents 20 associées, chaque rangée d'une paire étant disposée sur un rotor respectif, la plage de fonctionnement étant définie par des valeurs de couple et des valeurs d'angle de décalage relatif entre les deux rotors comprises dans un intervalle respectif, lequel procédé présente les étapes suivantes : détermination de la courbe donnant les valeurs de couple en 25 fonction de l'angle de décalage relatif entre les deux rotors, approximation d'au moins la partie de ladite courbe correspondant à la plage de fonctionnement par une série de fonctions sinusoïdales présentant des amplitudes, des périodes et des déphasages propres, 30 pour chaque fonction sinusoïdale, sélection d'une paire de rangées d'aimants correspondant à ladite fonction et disposition successive des paires de rangées d'aimants ainsi sélectionnées sur leur rotor respectif.

Avantageusement, la plage de fonctionnement correspond à un intervalle de raideur prédéterminée, la raideur étant fonction du rapport du couple sur l'angle de décalage relatif. L'invention concerne aussi un accouplement magnétique comprenant un rotor menant et un rotor mené, chacun des rotors étant muni d'au moins deux rangées d'aimants permanents, caractérisé en ce que chaque paire de rangées est sélectionnée par rapport à une fonction sinusoïdale obtenue conformément à un tel procédé de maintien, les rangées desdites au moins deux paires étant disposées consécutivement sur le rotor respectif.

Avantageusement, les aimants d'une rangée sur un rotor sont décalés angulairement par rapport aux aimants d'une ou des rangées dudit rotor. Cela leur permet notamment de correspondre à des fonctions sinusoïdales présentant un déphasage entre elles. Avantageusement, pour chaque rotor, le nombre d'aimants d'une rangée est le double du nombre d'aimants de la rangée qui la précède. Avantageusement, la rangée, formant une paire avec une rangée présentant un décalage angulaire avec au moins une rangée d'un rotor, ne présente pas de décalage angulaire avec les autres rangées de son rotor. Avantageusement, au moins une rangée d'aimants permanents disposés 20 sur un rotor présente un nombre d'aimants différents de l'autre ou des autres rangées du rotor. Cela leur permet notamment de correspondre à des fonctions sinusoïdales de différentes périodes. Avantageusement, les aimants permanents sur un même rotor présentent des tailles différentes ou sont en matériaux différents. 25 Avantageusement, au moins un aimant permanent d'un rotor menant ou mené fait saillie vers l'autre rotor par rapport aux autres aimants portés par le même rotor. Avantageusement, au moins un rotor présente des logements, chaque logement servant à la réception au moins partielle d'un aimant respectif. 30 Avantageusement, chaque logement est sous la forme d'une alvéole pratiquée dans le rotor, cette alvéole étant usinée ou non. Ceci permet un maintien mécanique adéquat des aimants.

Avantageusement, chaque rangée d'aimants sur un rotor est en correspondance avec une rangée d'aimants sur l'autre rotor. Avantageusement, les aimants des rangées d'au moins un rotor sont revêtus d'une couche de protection.

Dans une première forme de réalisation de l'invention, l'accouplement est un accouplement magnétique radial, les rotors menant et mené étant cylindriques, un rotor dit interne étant disposé à l'intérieur de l'autre rotor dit externe, les aimants permanents associés au rotor externe étant portés par la face interne dudit rotor et les aimants permanents associés au rotor interne étant portés par la face externe dudit rotor, la succession des rangées d'aimants permanents s'effectuant pour chaque rotor dans la longueur du cylindre formé par le rotor. Avantageusement, au moins une partie des aimants d'au moins un rotor sont sous la forme de parallélépipèdes ou de tuiles, la surface des aimants orientés vers l'autre rotor présentant une courbure correspondant à celle du rotor cylindrique les portant. Dans une deuxième forme de réalisation de l'invention, l'accouplement magnétique est un accouplement magnétique axial, les rotors menant et mené étant chacun sous la forme d'un disque, les disques étant successifs en direction axiale de l'accouplement, chaque disque portant au moins deux rangées circulaires et concentriques d'aimants sur sa face orientée vers le disque associé. Il est à noter que les première et deuxième formes de réalisation ne sont pas exhaustives, des formes hybrides de réalisation combinant des 25 accouplements magnétiques axiaux et radiaux pouvant aussi être élaborées. Avantageusement, au moins une partie des aimants d'au moins un disque présentent des côtés incurvés en rapport avec la courbure de la rangée qui les porte. Avantageusement, les aimants permanents portés par un des rotors sont 30 sous la forme de dents ferromagnétiques dont les formes et les épaisseurs varient.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une courbe donnant le couple en fonction de l'angle de décalage angulaire entre les deux rotors d'un accouplement magnétique selon la présente invention, cette courbe servant dans le procédé de maintien d'une plage de fonctionnement selon la présente invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe 10 transversale d'un accouplement magnétique radial classique présentant un rotor extérieur et un rotor interne, un entrefer restant entre les deux rotors, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue longitudinale d'un rotor interne, avec plusieurs rangées d'aimants permanents, ce rotor interne faisant partie d'un accouplement magnétique radial selon la présente 15 invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en perspective du rotor interne montré à la figure 3, - la figure 5 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale d'un accouplement magnétique radial selon la présente invention, 20 cette figure montrant la disposition de chaque rangée d'aimants permanents du rotor externe par rapport à sa rangée associée du rotor interne, - la figure 6 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un rotor externe faisant partie d'un accouplement magnétique radial selon la présente invention, deux rangées successives d'aimants 25 permanents portés par le rotor externe étant au moins partiellement visibles à cette figure, - la figure 7 est une représentation schématique d'une vue d'une partie d'un accouplement magnétique axial selon une forme de réalisation de la présente invention. 30 Comme précédemment mentionné, les caractéristiques générales d'un accouplement magnétique de n'importe quel type reliant deux éléments, sont de transmettre un couple entre les deux éléments et de comporter un rotor mené et un rotor menant reliés chacun avec un élément respectif. L'accouplement magnétique comporte aussi au moins deux paires de rangées d'aimants permanents, chaque rangée d'une paire étant disposée sur un rotor respectif.

Le couple transmis varie en suivant une sinusoïde selon l'angle O de décalage relatif entre les deux rotors. Ceci est montré à la figure 1 par la courbe théorique du couple C transmis par un accouplement magnétique en fonction de l'angle O de décalage relatif entre les deux rotors. La période est égale à une rotation complète des rotors divisée par le 10 nombre de paires de pôles des aimants portés par les rotors. De même, une courbe d'accouplement magnétique peut être déphasée par rapport à une courbe initiale en positionnant différemment au moins une rangée de ses aimants. De même, le déphasage des courbes comparées respectives de deux 15 accouplements magnétiques est fonction du déphasage entre au moins une rangée d'aimants d'une paire d'un premier accouplement magnétique par rapport à une rangée d'aimants du second accouplement magnétique. A la figure 1, le dépassement d'un couple maximum Cmax induit un décrochage, le rotor mené ne suivant plus le rotor menant. Le décalage 20 angulaire entre les deux rotors est alors supérieur à ()max. Il s'ensuit une diminution du couple qui s'annule puis devient négatif jusqu'à une valeur négative de valeur absolue égale à Cmax. Ceci trouve une application particulière quand l'accouplement magnétique est utilisé comme limiteur de couple. 25 A partir de cette courbe, il est possible de prédéterminer une plage de fonctionnement P, montrée à la figure 1 en trait renforcé. Cette plage peut, par exemple, correspondre à une plage optimale de fonctionnement. A la figure 1, la plage de fonctionnement P est définie par des valeurs de couple C et des valeurs d'angle O de décalage relatif entre les deux rotors comprises dans un 30 intervalle respectif, C étant compris entre 0 et Cmax tandis que O est compris entre 0 et ()max. Il est aussi possible de choisir une plage de fonctionnement autre, correspondant à des conditions d'opération spécifiques de l'accouplement magnétique. Par exemple, la plage de fonctionnement peut correspondre à un intervalle de raideur prédéterminée, la raideur étant fonction du rapport du couple C sur l'angle O de décalage relatif en étant sensiblement la pente de la courbe de la figure 1. Avantageusement, une augmentation de la raideur angulaire est favorable à la transmission du couple sans décrochage du rotor mené par rapport au rotor menant. Le procédé de maintien dans une plage de fonctionnement P déterminée d'un accouplement magnétique reliant deux éléments présente l'étape de détermination de la courbe donnant les valeurs de couple C en fonction de l'angle O de décalage relatif entre les deux rotors. Ensuite, le procédé comprend l'étape d'approximation d'au moins la partie de ladite courbe correspondant à la plage de fonctionnement par une série de fonctions sinusoïdales présentant des amplitudes, des périodes et des déphasages propres.

Cette étape est suivie, pour chaque fonction sinusoïdale, par l'étape de sélection d'une paire de rangées d'aimants correspondant à ladite fonction. Enfin, il est procédé à une étape de disposition successive des paires de rangées d'aimants ainsi sélectionnées sur leur rotor respectif, ce qui permet le travail de l'accouplement dans la plage de fonctionnement P prédéterminée.

Il va maintenant être décrit plusieurs types d'accouplement magnétique pour la mise en oeuvre du procédé de maintien, la figure 2, illustrant l'état de la technique, ayant déjà été décrite dans la partie introductive de la présente demande. Dans ce qui va suivre pour les figures 3 à 6, il va être montré un accouplement magnétique radial puis à la figure 7 un accouplement magnétique axial. Ceci n'est pas limitatif et la présente invention peut s'appliquer à toute sorte d'accouplement magnétique, notamment un accouplement magnétique hybride, combinant notamment des accouplements radial, axial, linéaire ou elliptique.

Les figures 3 et 4 montrent un rotor interne 2 cylindrique faisant partie d'un accouplement magnétique radial selon une forme de réalisation de la présente invention, ceci respectivement dans une vue du rotor 2 dans sa longueur et en perspective. Ce rotor interne 2 porte sur sa périphérie ou paroi externe trois rangées 6, 6a, 6b d'aimants permanents 4, 4a, 4b, ce qui n'est pas limitatif, la périphérie du rotor interne 2 pouvant porter deux ou un nombre supérieur de rangées 6, 6a, 6b d'aimants permanents. Les rangées 6, 6a, 6b sont de forme circulaire en étant décalées dans la longueur du cylindre formé par le rotor interne 2. La succession des rangées 6, 6a, 6b s'étend donc dans la longueur du cylindre formé par le rotor interne 2, la forme cylindrique étant la forme la plus usitée pour les rotors d'un accouplement magnétique radial. Le nombre d'aimants 4, 4a, 4b par rangées 6, 6a, 6b peut être différent, ce qui aussi n'est pas limitatif. Les aimants 4, 4a, 4b d'une rangée 6, 6a, 6b sont aussi avantageusement décalés par rapport aux aimants 4, 4a, 4b d'une autre rangée 6, 6a, 6b. Dans l'exemple montré aux figures 3 et 4, une première rangée 6 présente le plus grand nombre d'aimants 4, une première distance 9 étant prévue entre les aimants 4 de la première rangée 6. Cette première rangée 6 est suivie d'une seconde rangée 6a avec un espacement 8 entre les deux rangées 6, 6a. Cette seconde rangée 6a comprend un nombre d'aimants 4a deux fois moins élevé que le nombre d'aimants 4 de la première rangée 6. Il s'ensuit que 20 la distance 9a entre les aimants 4a de cette seconde rangée 6a est deux fois plus importante que la distance 9 entre les aimants 4 de la première rangée 6. Le nombre de rangées 4, 4a, 4b peut être quelconque en étant supérieur à 1. Aux figures 3 et 4, il est représenté une troisième rangée 6b avec un espacement 8a par rapport à la seconde rangée 6a, les espacements 8, 8a 25 entre première et seconde rangées 6, 6a, d'une part, et seconde et troisième rangées 6a, 6b, d'autre part, pouvant être similaires. Dans le mode de réalisation montré aux figures 3 et 4, cette troisième rangée 6b comprend un nombre d'aimants 4b deux fois moins élevé que le nombre d'aimants 4a de la seconde rangée 6a avec une distance 9b entre les 30 aimants 4b de cette troisième rangée 6b deux fois plus importante que la distance 9a entre les aimants 4a de la seconde rangée 6. Un nombre d'aimants différents de l'autre ou des autres rangées d'un même rotor leur permet notamment de correspondre à des fonctions sinusoïdales de différentes périodes pour l'approximation de la plage de fonctionnement par des fonctions sinusoïdales. Il est ainsi obtenu dans ce mode de réalisation une distance deux fois moins grande entre les aimants 4, 4a, 4b pour deux rangées consécutives 6, 6a, 6b. Il y a donc un rapport deux pour les distances entre aimants 4, 4a, 4b de rangées 6, 6a, 6b successives. Le rapport de distance entre aimants 4, 4a, 4b de rangées 6, 6a, 6b successives peut cependant être autre, par exemple augmenter pour les première et seconde rangées 6, 6a et diminuer entre seconde et troisième rangées 6a, 6b. Il est aussi rappelé que trois n'est pas un nombre limitatif pour les rangées 6a, 6b, 6c. Avantageusement, le nombre d'aimants 4, 4a, 4b d'une rangée 6a, 6b, 6c respective peut varier d'une rangée à une autre. La taille des aimants 4, 4a, 4b peut aussi varier d'une rangée 6a, 6b, 6c à une autre ou même pour une même rangée, ceci aussi bien en longueur, en largeur ou en épaisseur. Dans ce dernier cas, l'entrefer entre les deux rotors cylindriques peut varier. Avantageusement les aimants 4, 4a, 4b d'au moins une rangée et préférentiellement de toutes les rangées 6, 6a, 6b sont usinés préalablement pour avoir une surface sensiblement cylindrique tournée vers la paroi intérieure du rotor externe.

Avantageusement, les aimants 4, 4a, 4b sont de forme sensiblement parallélépipédique. Dans un autre mode de réalisation, les aimants 4, 4a, 4b peuvent être sensiblement sous forme sensiblement planes en étant alors dénommés tuiles. En alternative, au moins une partie des aimants 4, 4a, 4b d'au moins un rotor étant sous la forme de parallélépipèdes ou de tuiles présentent leur surface orientés vers l'autre rotor avec une courbure correspondant à celle du rotor cylindrique les portant. A la figure 4, indiquant deux dimensions Y et Z, il peut être vu les logements 10, 10a, 10b respectifs qui reçoivent les aimants 4, 4a, 4b, visibles à la figure 3, des rangées respectives 6, 6a, 6b. Les aimants 4, 4a, 4b peuvent être collés ou frettés dans les logements 10, 10a, 10b ou être solidarisés avec ces logements 10, 10a, 10b. Ces logements 10, 10a, 10b sont avantageusement sous la forme d'alvéoles dans chacune desquelles est inséré un aimant respectif. Ainsi, au moins un des rotors peut présenter une structure alvéolaire. Il est ainsi assuré un maintien en position des aimants 4, 4a, 4b qui est supérieur à celui obtenu quand les aimants 4, 4a, 4b sont collés sur le rotor 1, 2, cette deuxième forme de réalisation étant cependant aussi possible en alternative.

La figure 5 montre la coupe de l'ensemble d'un rotor externe 1 et d'un rotor interne 2, cet ensemble formant un accouplement magnétique radial conformément à une forme de réalisation de l'invention. Le rotor externe 1 présente sur toute sa périphérie interne des rangées 7, 7a, 7b d'aimants permanents 5, 5a, 5b correspondant aux rangées 6, 6a, 6b d'aimants lo permanents 4, 4a, 4b portés par le rotor interne 2, un entrefer existant entre un aimant 4, 4a, 4b permanent du rotor interne 2 et un aimant permanent 5, 5a, 5b associé du rotor externe 1, cet entrefer pouvant varier selon la forme des aimants 4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b. Les rangées 7, 7a, 7b du rotor externe 1 peuvent présenter entre deux 15 rangées successives un espacement équivalent à l'espacement 8, 8a entre deux rangées successives 6, 6a, 6b du rotor externe 2. Aux figures 3 à 5, l'espacement 8 entre première et seconde rangées 6, 6a ou 7, 7a est équivalent à l'espacement 8a entre seconde et troisième rangées 6a, 6b ou 7a, 7b. Dans un état de repos, les pôles des rotors 1, 2 sont opposés l'un à 20 l'autre et le champ magnétique est symétrique, car il est procédé à une synchronisation entre les deux rotors 1, 2. C'est seulement quand le rotor menant, avantageusement mais non limitativement le rotor externe 1 est mis en rotation que sont déplacées les lignes de champ magnétique et que le couple est transmis à travers l'entrefer au rotor mené, avantageusement mais pas 25 exclusivement le rotor interne 2. Avantageusement, il peut être prévu de remplacer des aimants 4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b d'un des deux rotors 1, 2 par des dents magnétiques, non montrées aux figures 3 à 5. Les formes et les hauteurs de ces dents magnétiques peuvent aussi varier. Ces dents peuvent être constituées de fer, 30 d'acier ou de matériaux ferromagnétiques. Il est ainsi possible de créer un accouplement magnétique dont le rotor mené porte seulement des dents magnétiques au lieu d'aimants avec des formes et des hauteurs variables, le rotor menant conservant ses aimants permanents tels que précédemment décrits. La figure 6 montre pour un rotor externe 1 d'un accouplement magnétique radial, similairement à la figure 4 pour un rotor interne 2 en ce qui concerne les logements 10, 10a, 10b des aimants, des logements12, 12a pour les aimants associés au rotor interne 2. Les mêmes considérations que celles énoncées pour la figure 4 s'appliquent aussi pour la figure 6. Avantageusement, les aimants du rotor externe 1 sont ainsi logés dans des logements 12, 12a sous forme d'alvéoles, le rotor externe 1 présentant une lo structure alvéolaire. En se référant aux figures 4 à 6, aussi bien pour un rotor interne 2 qu'un rotor externe 1, ces alvéoles peuvent être obtenues par enlèvement de matière, par exemple usinage ou électroérosion ou lors du moulage du rotor 1, 2, le moule présentant des formes pour réaliser ces alvéoles. 15 La figure 7 montre un rotor 2a sous forme de disque faisant partie d'un accouplement magnétique axial selon une forme de réalisation de la présente invention. Comme précédemment mentionné, un accouplement magnétique axial comprend un rotor menant et un rotor mené, chaque rotor étant avantageusement sous la forme d'un disque, les deux disques se suivant 20 axialement en conservant un entrefer entre eux. Le rotor 2a, sous forme d'un disque, montré à la figure 7 présente des rangées 6, 6a, 6b d'aimants permanents 4, 4a, 4b, un seul aimant 4, 4a, 4b étant référencé par rangée 6, 6a, 6b. Les rangées 6, 6a, 6b d'aimants 4, 4a, 4b portés par le rotor 2a sont de forme circulaire et concentriques en étant 25 centrées sur le centre du disque formé par le rotor 2a. Dans un but uniquement illustratif, il est montré à la figure 7 trois rangées 6, 6a, 6b d'aimants 4, 4a, 4b sur le rotor 2a. Les rangées 6, 6a, 6b peuvent présenter les unes par rapport aux autres des aimants 4, 4a, 4b de taille différente. De plus, les aimants 4, 4a, 4b d'une même rangée 6, 6a, 6b 30 peuvent présenter entre eux des espacements 9, 9a, 9b différents entre les aimants 4, 4a, 4b de rangées 6, 6a, 6b différentes. Les espacements 8, 8a entre deux rangées consécutives, c'est-à-dire à la figure 7, l'espacement 8 entre les première 6 et seconde 6a rangées et l'espacement 8a entre les seconde 6a et troisième 6b rangées, peuvent être aussi différents. Avantageusement, au moins une partie des aimants 4, 4a, 4b d'une rangée 6, 6a, 6b peuvent être courbés sur leur longueur afin que leur ensemble forme un cercle interne et externe pour la rangée 6, 6a, 6b considérée sur le rotor 2a en forme de disque. Ainsi, au moins une partie des aimants 4, 4a, 4b d'au moins un disque faisant office de rotor 2a présentent des côtés incurvés en rapport avec la courbure de la rangée 6, 6a, 6b qui les porte. Ceci n'est pas montré à la figure 7 où les aimants sont de forme parallélépipédique.

Les aimants 4, 4a, 4b peuvent aussi être insérés dans des logements, avantageusement des alvéoles dans l'épaisseur du disque formant rotor 2a. Les considérations précédemment mentionnées pour les alvéoles d'un accouplement radial s'appliquent aussi aux alvéoles d'un accouplement axial. En se référant aux figures 3 à 7, dans ce qui a été précédemment décrit, les aimants 4, 4a, 4b du rotor interne 2, sous forme d'un cylindre, ou du rotor 2a, sous forme d'un premier disque, et les aimants 5, 5a, 5b du rotor externe 2, sous forme d'un cylindre, ou du rotor sous forme d'un second disque ont été montrés s'étendant axialement ou respectivement radialement aux deux rotors 1, 2, 2a.

Ceci n'est pas limitatif et les aimants 4, 4a, 4b ou 5, 5a, 5b peuvent être inclinés par rapport aux axes des rotors 1, 2, 2a plutôt que d'être parallèles à ces axes. Les aimants 4, 4a, 4b ou 5, 5a, 5b peuvent donc s'étendre dans le volume de la paroi du rotor associé 1 ou 2 dans une direction quelconque. Ainsi, les aimants 4, 4a, 4b ou 5, 5a, 5b peuvent être orientés ou non selon le sens de la transmission entre rotors menant et mené. Pour tous ces modes de réalisation, l'accouplement magnétique selon la présente invention comprend donc un rotor 1, 2, 2a menant et un rotor 1, 2, 2a mené, chacun des rotors 1, 2, 2a étant muni d'au moins deux rangées 6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b d'aimants 4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b permanents. Cet accouplement magnétique est caractérisé en ce que chaque paire de rangées 6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b est sélectionnée par rapport à une fonction sinusoïdale obtenue conformément au procédé de maintien mentionné précédemment, les rangées 6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b desdites au moins deux paires étant disposées consécutivement sur le rotor 1, 2, 2a respectif. Le fait que les aimants 4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b d'une rangée 6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b sur un rotor 1, 2, 2a soient décalés angulairement par rapport aux aimants 4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b d'une ou des rangées 6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b dudit rotor 1, 2, 2a leur permet notamment de correspondre à des fonctions sinusoïdales présentant un déphasage entre elles, l'ensemble de ces fonctions sinusoïdales représentant une approximation d'au moins une partie de la courbe donnant le couple en fonction de l'angle de décalage relatif, cette partie correspondant à la plage de fonctionnement souhaitée. Un tel décalage angulaire n'est avantageusement pas présenté par la rangée sur l'autre rotor formant une même paire avec la rangée présentant le décalage angulaire par rapport à une ou des rangées sur l'autre rotor. Ceci est particulièrement visible lors d'une comparaison des figures 3 et 5. A la figure 3, sur le rotor 2, les rangées 6a et 6b sont décalées avec un déphasage respectif par rapport à la rangée 6. Cependant, à la figure 5, sur l'autre rotor 1, les rangées 7a et 76b formant une paire respective avec les rangées respectives 6a et 6b peuvent ne pas être décalées par rapport à la rangée 7 formant paire avec la rangée 6.

Avantageusement, les accouplements magnétiques selon la présente invention sont synchrones. Les aimants 4, 4a, 4b ou 5, 5a, 5b peuvent être avantageusement en matériaux magnétique durs, du type en fer, nickel, en néodyme fer bore, samarium, cobalt ou terres rares cobalt, ferrite ou être des plasto-aimants, ces éléments étant pris unitairement ou en combinaison. Cependant, de manière générale, la nature chimique des aimants n'est pas le facteur le plus déterminant pour l'obtention du couple délivré par l'accouplement magnétique selon la présente invention. Avantageusement, de tels accouplements magnétiques selon la 30 présente invention comportent des moyens de protection contre une surcharge éventuelle due par exemple à un blocage d'un des rotors 1, 2, 2a. De tels accouplements magnétiques selon la présente invention trouvent de nombreuses applications. On pourra citer entre autres, des applications où il est avantageux de ne pas avoir un contact mécanique entre les deux rotors et où l'accouplement se fait uniquement par le jeu des forces magnétiques, ceci fréquemment dans le but d'isolation d'une atmosphère entourant un rotor avec l'atmosphère entourant l'autre rotor. Ces applications peuvent par exemple concerner le pompage de matières pouvant être corrosives, notamment sans que cela soit limitatif l'industrie agro-alimentaire, chimique, pharmaceutique, nucléaire, etc. De tels accouplements magnétiques peuvent aussi aisément remplacer des accouplements mécaniques classiques, avantageusement pour le travail 10 dans une plage de fonctionnement prédéterminée.

Claims (18)

1. REVENDICATIONS: 1. Procédé de maintien dans une plage de fonctionnement (P) déterminée d'un accouplement magnétique reliant deux éléments, l'accouplement magnétique comportant un rotor mené et un rotor menant, avec au moins deux paires de rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) permanents, chaque rangée (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'une paire étant disposée sur un rotor (1, 2, 2a) respectif, la plage de fonctionnement (P) étant définie par des valeurs de couple (C) et des valeurs d'angle (0) de décalage relatif entre les deux rotors (1, 2, 2a) comprises dans un intervalle respectif, lequel procédé présente les étapes suivantes : détermination de la courbe donnant les valeurs de couple (C) en fonction de l'angle (0) de décalage relatif entre les deux rotors (1, 2, 2a), approximation d'au moins la partie de ladite courbe correspondant à la plage de fonctionnement (P) par une série de fonctions sinusoïdales présentant des amplitudes, des périodes et des déphasages propres, pour chaque fonction sinusoïdale sélection d'une paire de rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) correspondant à ladite fonction, et disposition successive des paires de rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) ainsi sélectionnées sur leur rotor (1, 2, 2a) respectif.
2. 2. Procédé de maintien dans une plage de fonctionnement selon la revendication 1, pour lequel la plage de fonctionnement correspond à un intervalle de raideur prédéterminée, la raideur étant fonction du rapport du couple (C) sur l'angle (G) de décalage relatif.
3. 3. Accouplement magnétique comprenant un rotor (1, 2, 2a) menant et un rotor (1, 2, 2a) mené, chacun des rotors (1, 2, 2a) étant muni d'au moins deux rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) permanents, caractérisé en ce que chaque paire de rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) est sélectionnée par rapport à une fonction sinusoïdale obtenue conformément à un procédé de maintien selon l'une quelconque des revendications précédentes, les rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) desdites au moins deux paires étant disposées consécutivement sur le rotor (1, 2, 2a) respectif.
4. 4. Accouplement magnétique selon la revendication précédente, dans lequel les aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) d'une rangée (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) sur un rotor (1, 2, 2a) sont décalés angulairement par rapport aux aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) d'une ou des rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) dudit rotor (1, 2, 2a).
5. 5. Accouplement magnétique selon la revendication précédente, dans lequel, pour chaque rotor (1, 2, 2a), le nombre d'aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) d'une rangée (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) est le double du nombre d'aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) de la rangée (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) qui la précède.
6. 6. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la rangée (7a, 7b), formant une paire avec une rangée (6a, 6b) présentant un décalage angulaire avec au moins une rangée (6) d'un rotor (2), ne présente pas de décalage angulaire avec les autres rangées (7, 7a, 7b) de son rotor (1).
7. 7. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel au moins une rangée (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) permanents disposés sur un rotor (1, 2, 2a) présente un nombre d'aimants (4, 4a, 4b ; 5,5a, 5b) différents de l'autre ou des autres rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) du rotor (1, 2, 2a).
8. 8. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, pour lequel les aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) permanents sur un même rotor (1, 2, 2a) présentent des tailles différentes ou sont en matériaux différents.
9. 9. Accouplement magnétique selon la revendication précédente, pour lequel au moins un aimant (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) permanent d'un rotor (1, 2, 2a) menant ou mené fait saillie vers l'autre rotor (1, 2, 2a) par rapport aux autres aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) portés par le même rotor (1, 2, 2a).
10. 10. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, pour lequel au moins un rotor (1, 2, 2a) présente des logements (10, 10a, 10b), chaque logement (10, 10a, 10b) servant à la réception au moins partielle d'un aimant (4, 4a, 4b) respectif.
11. 11. Accouplement magnétique selon la revendication précédente, pour lequel chaque logement (10, 10a, 10b) est sous la forme d'une alvéole pratiquée dans le rotor (1, 2, 2a) usinée ou non.
12. 12. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, pour lequel chaque rangée d'aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) sur un rotor (1, 2, 2a) est en correspondance avec une rangée d'aimants (5, 5a, 5b ; 4, 4a, 4b) sur l'autre rotor (2, 2a, 1).
13. 13. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, pour lequel les aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) des rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'au moins un rotor (1, 2, 2a) sont revêtus d'une couche de protection.
14. 14. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, lequel est un accouplement magnétique radial, les rotors menant et mené étant cylindriques, un rotor (2) dit interne étant disposé à l'intérieur de l'autre rotor (1) dit exteine, les aimants (5, 5a, 5b) permanents associés au rotor (1) externe étant portés par la face interne dudit rotor (1) et les aimants (4, 4a, 4b) permanents associés au rotor (2) interne étant portés par la face externe dudit rotor (2), la succession des rangées (6, 6a, 6b; 7, 7a, 7b) d'aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) permanents s'effectuant pour chaque rotor (1, 2) dans la longueur du cylindre formé par le rotor (1, 2).
15. 15. Accouplement magnétique selon la revendication précédente, pour lequel au moins une partie des aimants (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) d'au moins un rotor (1, 2) sont sous la forme de parallélépipèdes ou de tuiles, la surface des aimants (4, 4a, 4b ; 5, 5a, 5b) orientés vers l'autre rotor (1, 2) présentant une courbure correspondant à celle du rotor (1, 2) cylindrique les portant.
16. 16. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, lequel est un accouplement magnétique axial, les rotors (2a) menant et mené étant chacun sous la forme d'un disque, les disques étant successifs en direction axiale de l'accouplement, chaque disque portant au moins deux rangées (6, 6a, 6b) circulaires et concentriques d'aimants (4, 4a, 4b) sur sa face orientée vers le disque associé.
17. 17. Accouplement magnétique selon la revendication précédente, pour lequel, au moins une partie des aimants (4, 4a, 4b) d'au moins un disque présentent des côtés incurvés en rapport avec la courbure de la rangée (6, 6a, 6b) qui les porte.
18. 18. Accouplement magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 à 17, pour lequel les aimants permanents (4, 4a, 4b; 5, 5a, 5b) portés par un des rotors (1, 2, 2a) sont sous laforme de dents ferromagnétiques dont les formes et les épaisseurs varient.5