Brevet FR2409223A1 — publié le 19790615

La présente invention est relative aux appareils de levage magnétiques et elle concerne plus particulièrement, bien que non exclusivement, les appareils de levage utilisant des aimants permanents. L'invention concerne plus particulièrement les appareils de levage magnétiques du type décrit dans la demande de brevet français N"78 20 617. Ces appareils comprennent au moins un ensemble magnétique de levage comprenant deux aimants permanents espacés, à force coercitive élevée et ayant des pôles analogues adjacents situés à l'intervalle entre les aimants. Les aimants sont associés à des pièces polaires extérieures fixes et à une pièce polaire centrale qui est mobile dans ledit espace par rapport à une charge, afin de régler le champ de levage disponible par rapport à la masse de la charge. Un tel réglage est souhaitable afin de réduire au minimum le champ compensateur-nécessaire pour libérer la charge. On obtient le champ compensateur d'une façon classique au moyen d'une impulsion de courant envoyée dans une bobine de libération qui est généralement enroulée, soit autour de la pièce polaire centrale ou des pièces polaires extérieures, soit autour du trajet de déplacement de celles-ci. Pour obtenir le rendement maximal d'un tel appareil de levage,l'intervalle entre la pièce polaire mobile et les aimants permanents adjacents doit être réduit à un minimum compatible avec un déplacement libre de la pièce polaire pour le réglage du champ. Lorsque les tolérances sont trop étroites, des déchets non magnétiques qui pénètrent dans l'intervalle et, d'une façon plus importante, des déchets magnétiques qui seraient attirés dans l'in tervalle, diminueraient progressivement le rendement mécanique. L'un des buts de l'invention est de réduire cet inconvénient. L'invention a en conséquence pour objet un appareil de levage magnétique comprenant des aimants permanents espacés ayant des pâles analogues adjacents situés à l'intervalle entre les aimants, des pièces polaires fixes destinées à être couplées avec une charge, associées aux piles à l'ex- térieur de l'intervalle, une autre pièce polaire mobile à l'intérieur de l'inter- valle par rapport à une charge et agissant pour modifier le champ de levage disponible entre les pièces polaires et la charge,un un joint d'étanchéité non ma- gnétique pour empêcher les déchets de pénétrer dans l'intervalle entre les aimantes, le joint comportant une pièce rapporté e magnétique adjacente à la pièce polaire mobile afin de fournir une zone de reluctance magnétique relativement faible entre la charge et cette pièce polaire. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les airnants permanents ont une force coercitive élevée et peuvent entre des aimants en ferrite du type magnétoplombite. D'une façon commode le joint d'étanchéité est constitué par une plaque qui s'étend à peu près entièrement sur toute la section de l'appareil entre les pièces polaires fixes. La plaque peut être en laiton et peut comporter une pièce rapportée en fer doux ayant une faible rétention ou force coercitive et ayant une section à peu près identique à celle de la pièce polaire mobile. D'une façon appropriée le joint est agencé de façon à enfermer à l'intérieur de l'appareil de levage une bobine quelconque pour modifier le champ engendré par les aimants permanents. Suivant une caractéristique de l'invention le fait de prévoir le joint d'étanchéité empêche les déchets de pénétrer dans l'appareil de levage magnétique; des déchets ferro-magnétiques peuvent cependant rester attirés sur la surface extérieure découverte de la plaque constituant le joint et augmentant la reluctance magnétique du circuit comprenant 11 appareil de levage et une charge. En conséquence, une quantité excessive de déchets diminue la capacité de levage, D'une façon classique un déchet magnétique est retiré d'un appareil magnétique de levage au moyen d'une inversion momentanée du champ de levage magnétique. Le champ inverse est engendré par une impulsion de courant envoyée dans la bobine de levage dans le cas d'un électro-aimant ou à travers un bobinage auxiliaire dans le cas où des aimants permanents fournissent le champ de levage.Dans l'un ou l'autre cas le champ inverse moyen à peu près instantané engendré par un bobinage excité par une impulsion est efficace seulement pour libérer la proportion de déchets dont le moment magnétique est équivalent au champ moyen. L'invention a également pour objet un procédé pour libérer des déchets magnétiques d'un appareil de levage magnétique > caractérisé en ce que l'on fait passer un courant croissant suivant une courbe régulière dans un bobinage incorporé dans le dispositif. Le courant croissant régulièrement présente un temps de montée choisi de sorte qu'une période suffisante soit assurée pour que des particules de déchets ayant des moments magnétiques diffé rents répondent au champ progressif engendré par le courant croissant régulièrement pour être libérée effectivement. Le courant croissant régulièrement dans un temps donné peut être envoyé dans le bobinage principal d'un électro-aimant ou dans un bcbinage auxiliaire prévu soit sur un appareil de levage à électro-aTmant, soit sur un appareil de levage à aimant permanent. La courbe de croissance de courant par rapport au temps peut etre rectiligne ou curviligne suivant les carac téristiques désirées pour le champ de libération et suivant le type de déchet rencontré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaftront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel les Fig. lA et 1B sont des vues en élévation latérale et en coupe d'un appareil de levage magné tique comportant des aimants permanents. En se référant au dessin,l'appareil de levage magnétique à aimant permanent comprend un ensemble ayant des pièces polaires extérieures fixes 2,4 en un matériauà faible force coercitive tel que de la fonte ductile. Des aimants en ferrite 6 > 8 à force coercitive élevée sont fixés à chaque pièce polaire respectivement de façon que les pôles adjacents analogues laissent subsister un intervalle central 10 pour une pièce polaire mobile 12. La pince polaire 12 est également en un matériau à faible force coercitive et est montée coulissante dans l'intervalle dans lequel règne un champ magnétique à peu près nul du fait de la configuration adoptée pour les pôles. La charge désignée par là référence 14 est levée par contact avec les pièces polaires fixes ; le champ de levage disponible est réglé en fi- sant monter la pièce polaire centrale 12 au moyen d'un organe 16 afin de modifier la reluctance magnétique globale du circuit comprenant les aimants 6, 8 et la charge 14 et pour modifier en conséquence le champ disponible pour le levage. A la Fig. la la pièce polaire centrale 12 est représentée éloignée de la charge 14 afin d'engendrer un faible champ magnétique qui est insuffisant pour assurer le levage ou qui libère la charge après le levage. A la Fig. lb la pièce polaire est représentée dans la position produisant la reluctance minimale avec le champ de levage maximal. Pour obtenir l'efficacité maximale > l'intervalle entre la pièce polaire mobile 12 et les aimants permanents 6s 8 est réduit à un minimum compatible avec le déplacement libre de la pièce polaire 12 ; cette liberté de déplacement peut être empêchée par des déchets qui pénètrent dans l'intervalle. Pour exclure les déchets, il est prévu une plaque 18 en un matériau non magnétique tel que du laiton qui ferme complètement l'espace entre les pièces polaires 2 et 4. Pour maintenir la reluctance magnétique à une valeur minimale entre toutes les pièces polaires et la charge appliquée,les faces d'extrémité des pièces polaires fixes s'étendent de façon à rester de niveau avec la plaque 18 formant joint d'étanchéité. En outre une pièce rapportée 20 ferro-magnétique ayant également une faible force coercitive et à peu près la même section transversale que la pièce polaire 12 est également prévue dans la plaque 18 de façon à s'étendre à peu près dans toute l'épaisseur de cette dernière. Bien que la plaque d'étanchéité 18 décrite empêche les déchets de pénétrer dans l'appareil de levage représenté,les déchets magnétiques sont néanmoins attirés sur la surface découverte. Pour assurer la libération de ces déchets, il est prévu un bobinage auxiliaire 22 disposé autour du trajet de la pièce polaire mobile 12. On fait passer dans ce bobinage un courant croissant régulièrement agissant pour engendrer un champ inverse croissant lentement qui est efficace pour neutraliser magnétiquement les déchets ayant des moments magnétiques différents de façon que ceux-ci répondent et soient libérés. Le courant croissant régulièrement peut être obtenu d'une source quelconque classique de courant qui peut être programmée suivant les caractéristiques du champ de libération désiré. On a constaté d'une façon caractéristique qu'un courant croissant régulièrement qui est au maximum une fois et demie celui nécessaire dans un bobinage efficace pour libérer une charge, libérait la plus grande partie des déchets qui étaient fixés sur un appareil de levage magnétique du type auquel l'invention est applicable. Dans un exemple particulier d'un faible aimant on a utilisé un courant croissant régulièrement dans une plage de O à 100 ampères dans une période de temps d'environ 10 ou 20 secondes. Ce courant passait dans un bobinage du type désigné par la référence 22 à la Fig. 1 b qui comportait environ 90 spires d'un conducteur. On remarquera que bien que l'invention ait été décrite en référence à un appareil de levage magnétique ayant des pièces polaires fixes et une pièce polaire centrale mobile, elle peut également être appliquée à des appareils de levage magnétiques à aimant permanent comportant des pièces polaires fixes seulement ou des électro-aimants. L'invention assure un rendement amélioré en limitant la présence des déchets à une région de l'appareil de levage dans laquelle ils peuvent être enlevés de façon plus efficace au moyen d'un champ de libération croissant lentement, engendré par un courant commandé croissant régulièrement dans un temps donné à travers un bobinage approprié. En outre l'organe d'étanchéité suivant l'invention assure que la pièce polaire centrale mobile devient uniquement un trajet pour le flux et ne supporte aucune charge. En conséquence l'organe d'étanchéité supprime le besoin de prévoir des butées de fin de course positionnées avec précision sur la pièce polaire centrale. - R REVENDICATIONS - 1 - Appareil de levage magnétique comprenant des aimants permanents espacés ayant des pales analogues intérieurs adjacents à intervalle entre les aimants, des pièces polaires fixes adaptées pour être couplées à une charge et associées aux pièces polaires extérieures, une autre pièce polaire mobile dans ledit intervalle par rapport à une charge et agissant pour modifier le champ de levage disponible entre les pièces polaires et la charge, caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'étanchéité à peu près non magnétique pour empêcher les déchets de pénétrer dans l'appareil. 2 - Appareil suivant la revendication 1,caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité s'étend en travers de l'intervalle entre les pièces polaires fixes. 3 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2,caractérisé en ce que les aimants permanents ont une force coercitive élevée. 4 - Appareil suivant la revendication 3,caractérisé en ce que les aimants permanents sont des aimants en ferrite. 5 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédents, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité est constitué par une plaque qui est disposée de façon à s'étendre suivant la section de l'appareil entre les pièces polaires fixes. 6 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ladite plaque est en un métal non ferreux. 7 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la plaque comporte une pièce rapportée ferreuse ayant une faible rétention ou force coercitive. 8 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pièce rapportée présente une section transversale à peu près identique à celle de la pièce polaire mobile. 9 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précé dentes,caractérisé en ce qu'un bobinage est incorporé à l'appareil pour modifier le champ engendré par les aimants permanents. 10 - Procédé pour enlever des déchets d'un appareil de levage magnétique à aimant permanent comprenant des aimants permanents ayant des p8les analogues intérieurs adjacents à l'intervalle entre les aimants, des pièces polaires fixes destinées à être couplées à une charge associées aux pièces po- laires extérieures, une autre pièce polaire mobile dans ledit intervalle par rapport à une charge adaptée pour modifier le champ de levage disponible entre les pièces polaires et la charge, et un bobinage pour modifier le champ el.- gendré par les aimants permanents, procédé caractérisé en ce que l'on fait passer un courant croissant régulièrement dans le bobinage,la courbe de croissance du courant en fonction du temps étant choisie de façon à engendrer un champ magnétique destiné à libérer les déchets retenus sur les pièces polaires. 11 - Procédé suivant la revendication 9,caracterisé en ce que ledit courant croissant est envoyé dans un bobinage indépendant du bobinage qui assure la libération d'une charge fixée à l'appareil de levage.