Brevet FR2216657A1 — publié le 19740830

L'invention concerne une ventouse magnétique à coupure de flux. De telles ventouses magnetiques à un ou plusieurs aimants permanents sont utilisées pour maintenir au collage des pièces ferro-magnétiques sans apport d'énergie extérieure. Pour décoller les pièces, il est connu d'utiliser deux principes Un principe mécanique consistant à annuler l'attraction en court-circuitant le flux par déplacement d'un shunt magnétique sans désaimantation du ou des aimants permaments qui constituent la ventouse ; cette solution comporte l'inconvénient de nécessiter une intervention manuelle prolongée de l'opérateur. Un principe électrique envisageable sous plusieurs formes La première qui consiste à annuler le flux dans l'aimant par une impulsion de courant créant un champ magnétique opposé au champ coercitif. La seconde solution consiste à utiliser deux aimants, en parallèle pour l'attraction et en opposition pour l'annulation du flux, ces deux aimants étant magnetisés à saturation dans un sens ou dans l'autre. La caractéristique commune aux solutions électriques est que l'effort manuel à exercer pour faire cesser l'attraction est faible, puisqu'il suffit d'appuyer sur un bouton, et que la commande peut se faire à distance. Malheureusement, les deux so lutions électriques ont divers inconvénients. En effet, la première solution ntest pas utilisée industriellement, car il faudrait, pour retrouver l'aimantation initiale, magnétiser l'aimant à nouveau par une autre impulsion de courant créant un champ magnétique beaucoup plus intense pour obtenir la saturation, et inverser le sens du champ. L'inconvénient principe2 de la seconde solution est de nécessiter une grande force magnétométrice pour magnétiser un aimant à saturation. La préeente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une ventouse magnétique d'un emploi simple, facile à fabriquer et à entretenir et présentant un champ d'application très large. À cet effet, l'invention con- cerne une ventouse magnétique caractérisée en ce qu'elle comporte un aimant permanent servant à maintenir une pièce ferro-magnéti- que et un électro-aimant commandé par intermittence pour compenser le flux produit par l'aimant permanent et permettant ainsi de décoller la pièce ferro-magnétique. L'invention sera décrite en détail à l'aide des figures ci-jointes dans lesquelles : - la figure 1 représente le schéma de principe d'une ventouse magnétique suivant l'invention et la direction du flux dans une telle ventouse à l'état de repos - les figures 2 et 3 représentent schématiquement les directions du flux dans la ventouse, lorsque celle-ci soutient une charge ; - la figure 4 est une coupe d'un premier mode de réalisation d'une ventouse selon l'invention - la figure 5 représente une première variante de réalisation - les figures 6 à 9 représentent d'autres variantes de réalisation. Selon la figure t, la ventouse comprend une culasse 1 en U renversé, contenant à sa partie supérieure un aimant permanent 2 situé au-dessus d'un shunt magnétique 3, un noyau 4 de la bobine 5. Cette bobine est située audessous du shunt magnétique 3. La bobine 5 est reliée à son ali mentàtion par deux conducteurs 21, 22.dont l'un contient un interrupteur 8 de commande. Lorsque les piles 6 sont ouverts, c'est-à-dire lorsqu'aucune charge n'est portée par la ventouse, la bobine étant de plus hors tension, le flux se referme à travers le shunt magnétique 3 comme il est indiqué par les flèches sur la figure 1. Lorsque la ventouse maintient un objet ferro-magnétique, les pâles étant fermés et la bobine hors tension, le flux se referme comme il est indiqué par les flèches à la figure 2, à travers la pièce de fermeture, à condition que la réluctance de cette dernière soit plue faible que celle du shunt magnétique. La figure 3 montre que les pâles étant fermés et la bobine sous,tension, de façon à produire un champ magnétique inverse de celui de l'aimant, le flux dans la pièce de fermeture est annulé, comme le montre le sens des flè chue. le champ magnétique produit par la bobine se referme à travers le shunt et la pièce de fermeture. Dans une telle ventouse, la force d'attraction est fonction de l'entrefer et de l'épaisseur du shunt magnétique tant pour avoir une induction rémanente élevée de l'aimant que pour avoir un minimum de fuites, les pâles étant fermés. De plus, différents cas dtali mentation peuvent se présenter selon que la ventouse est destinée à équiper un poste fixe, un poste mobile, mais pouvant être relié à une alimentation fixe, ou un poste mobile nécessitant une alimentation autonome. Dans les ventouses à poste fixe, la bobine est alimentée directement par une source de courant continu ou alternatif redressé. On trouve ce cas dans la plupart des systèmes de sécurité : portes, trappes de ventilation, etc Dans les ventouses à poste mobile avec alimentation fixe, utilisées sur des chaises de manu tention où l'on transporte la charge magnétiquement d'un poste à un autre sans liaison électrique, l'alimentation se fait par frotteurs si la channe ne s'arrdte pas, par contacts francs si elle s'arrête ; si la channe est métallique, un fil peut Entre à la masse et le contact se réduit à un seul frotteur. Pour la manutention des em ballages métalliques, des ventouses magnétiques ont été réalisées avec de petits entrefers et une grande surface de contact pour pallier la faible épaisseur des charges à transporter. Dans les ventouses mobiles, sans possibilité d'alimentation extérieure, la source de courant (pile ou accumulateur sec) est disposée à l'intérieur de la ventouse ; c'est le cas, lorsque la ventouse est utilisée soit avec un palan, soit pour le transport de charges, soit sur un marbre pour le maintien de pièces au moment du traçage de la vérifica tiôn ou du soudage. Dans la figure 4 qui reprd- sente un exemple de réalisation de ventouse magnétique susceptible de supporter une charge de 4 000 N, et comportant une alimentation alonome, il est rservé, dans la partie supérieure de la culaase 1, au-dsdsus de l'aimant permanent 2, un logement pour une pile 7 commandée par un interrupteur 8 et pour le fond de la culasse 9 refermant le circuit magnétique. La ventouse est aussi munie de poignées de suspension 10 à un appareil de levage, et d'un dispositif de verrouillage il. fia figure 5 représente une variante destinée à soulever des charges de l'ordre de 130 N et alimentée extérieurement, où le compartiment réservé à la pile n1 existe par conséquent pas, et où la culasse est composée de deux pièces 1, 9. Les figures 6, 7, 8, 9 représentent schématiquement et respectivement une ventouse avec aimant cylindrique pour charges massives, une ventouse avec aimant cylindrique pour cales de différentes formes, une ventouse avec aimant en forme de couronne pour charges massives, et une vent ou se avec aimant parallélépipédique pour charges longues, compte tenu du fait que, pour un aimant donné, la force d'attraction est fonction de l'entrefer et de l'épaisseur du shunt magnétique, tant pour avoir une induction rémanente élevée de l'aimant que pour avoir un minimum de fuites, les pâles étant fermés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C 8-fC-I O N S 10) Ventouse magnétique à coupure de flux, caractérisée en ce qu'elle comporte un aimant permanent (2) servant à maintenir une pièce Serro-magnétique et un électroaimant commandé par intermittence pour compenser le flux produit par l'aimant permanent et permettant ainsi de décoller la pièce ferro-magnétique. 20) Ventouse magnétique à coupure de flux selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) et l1électro-aimant (4, 5),comportent un shunt ma gaélique (3) commun agissant lorsque la ventouse est au repos et lorsque l'électro-aimant est sollicité. 30) Ventouse magnétique à coupure de flux selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 comportant un aimant permanent (2) logé dans une culasse (i) recevant également lelbobi-ne (5) et son noyau (4), le shunt magnétique (3) étant disposé entre l'aimant permanent (2) et la bobine (5). 40) Ventouse magnétique à coupure de flux selon la revendication t, caractérisée en ce que llélectro- aimant est situé plus près de la surface active de la ventouse que l'aimant permanent. 50) Ventouse magnétique à coupure de flux selon l'une quelconque - des revendications i à 4, caractérisé en ce que l'ensemble formé par l'aimant permanent, l'électro- aimant et son noyau, le shunt et la culasse, a une forme de révo ludion. 60) Ventouse magnétique à coupure de flux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractériséeen ce quelle a la forme d'un parallélépipède avec une face de fixation de la ventouse et une face de fixation de la pièce. 70) Ventouse magnétique à coupure de flux suivant l'une quelconque des revendications I à 6, carac- térisée en ce que l'alimentation de l'électro-aimant est constituée par une pile - ou un accumulateur sec solidaire -de la ventouse. 80) Ventouse magnétique à coupure de flux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'alimentation de l'électro-aimant est une source extérieure. 90) Ventouse magnétique à coupure de flux suivant l'une quelconque des revendications i à 6, cara térisée en ce que l'alimentation est assurée -par des rails et des frotteurs.