Brevet FR2546638A1 — publié le 19841130

La présente invention est relative à un dispositif de couplage magnétique comprenant deux parties d'un instrument d'optique qui peuvent être accouplées et désaccouplées. L'invention est particulièrement adaptée à un dispositif de couplage magnétique dont les parties constituent les composants d'un système de lentilles d'un instrument d'optique. En plus de leur utilisation dans un système de lentilles tels qu'un condenseur, les dispositifs de couplage magnétique sont adaptés à des coupleurs à guides de lumière ainsi qu'à des coupleurs à changement rapide sur des filtres, lampes et objectifs. Des coupleurs magnétiques connus comprennent des parties présentant des surfaces de fixation opposées La surface de l'une des parties comporte une ou plusieurs surfaces séparées, en un matériau magnétique et la surface de l'autre partie définit généralement un matériau non magnétisé qui peut être magnétisé. Dans des instruments d'optique tels que des appareils photographiques, des couplages à baïonnette sont très communément utilisés pour fixer les lentilles au corps de l'appareil et pour connecter entre elles les lentilles Des coupleurs magnétiques du type qui vient d'être décrit sont utilisés dans les microscopes L'une des deux parties d'un microscope, par exemple le condenseur, comprend une monture avec une surface de fixation en anneau Trois aimants sont encastrés dans la surface en des emplacements qui sont distribués de façon uniforme sur le pourtour de l'anneau Le reste de la monture est constitué d'un matériau non magnétique, par exemple de l'aluminium L'autre partie du microscope qui peut être, par exemple, un diaphragme annulaire pour le contraste de phase, un diaphragme de champ obscur ou un diaphragme d'ouverture, comprend une monture présentant une surface de fixation opposée, en anneau pour pouvoir être disposée contre la surface de la première partie; elle est constituée d'un matériau magnétisable, du fer par exemple Lorsque les parties doivent être couplées magnétiquement, la seconde partie est mise en place devant -2- la monture de la première partie avec les surfaces de fixation se faisant face l'une l'autre et sans disposition angulaire particulière de la seconde partie par rapport à la première Lorsque les surfaces de fixation opposées entrent en contact, les parties sont couplées fortement grâce à la force d'attraction magnétique entre elles. Les dispositifs de couplage magnétique sont avantageux par rapport à ceux à baïonnette car plus faciles à fabriquer et à utiliser L'utilisateur d'un dispositif de couplage à baïonnette doit prendre note d'une position particulière de la monture à partir de laquelle les éléments de couplage à baïonnette peuvent être introduits l'un dans l'autre Une action de vissage doit être entreprise pour que les éléments atteignent leur position de verrouillage et cette action entraîne une certaine force antagoniste risquant de dérégler l'instrument d'optique Les dispositifs à couplage magnéti- que ne présentent pas ce désavantage. Toutefois, les dispositifs à couplage magnétique ne sont pas exempts de certains inconvénients Etant donné que les forces magnétiques augmentent rapidement au fur et à mesure que la distance entre les parties magnétiques et la partie qui peut être magnétisée diminue, les parties qui doivent être couplées sont, au moment o elles se présentent l'une devant l'autre, fortement attirées légèrement avant que les surfaces de fixation opposées entrent en contact. Des chocs mécaniques sont provoqués au moment du heurt des surfaces, risquant de dérégler l'appareil De même, des difficultés peuvent survenir au moment du désaccouplement, c'est-à-dire, à la séparation des parties. Un objet de l'invention est de fournir un dispositif de couplage magnétique, du type décrit ci-dessus, permettant de coupler doucement les parties considérées, sans chocs mécaniques tout en conservant les avantages des dispositifs de couplage magnétique connus. Suivant la -présente invention, il est prévu dans un instrument d'optique, un dispositif de couplage magnétique comprenant deux parties, une première partie comportant un ou plusieurs corps magnétisés et une seconde partie -3- comportant un ou plusieurs corps magnétisables, ces parties étant mobiles l'une par rapport à l'autre entre une première position o le couplage magnétique est réalisé dans laquelle les corps des parties respectives sont adjacentes et une deuxième position o il n'y a pas couplage, dans laquelle les corps respectifs sont décalés l'un par rapport à l'autre, lesdites parties étant déplaçables entre la première et la deuxième positions de façon que les surfaces respectives des parties glissent l'une sur l'autre. De façon préférentielle, l'un ou les deux corps magnétisés et magnétisables définissent des plages respecti- vement des première et seconde parties. Dans une réalisation préférée de couplage magnétique suivant l'invention, trois corps magnétisés définissent trois plages magnétisées dans une surface annulaire de la première partie, ces plages étant distribuées de façon uniforme sur le pourtour de la surface annulaire La seconde partie comprend avantageusement une surface annulaire correspondante, cette seconde partie comprenant de plus trois corps magnétisables qui ne sont pas magnétisés et qui définissent trois plages distribuées de façon uniforme sur le pourtour de la surface de la partie Dans la réalisation préférée, les plages situées entre les plages magnétisables sont en un matériau qui ne peut être magnétisé. Avec le couplage magnétique suivant l'invention, il est possible de réunir les deux parties à coupler de sorte qu'elles se trouvent dans une position angulaire relative telle qu'elles soient adjacentes et que les plages magnéti- sées d'une des surfaces soient disposées vis-à-vis des plages de la surface opposée qui ne peuvent être magnétisées de sorte qu'il n'y a pas d'attraction magnétique ou simplement une faible attraction entre les deux parties Les deux parties sont alors tournées l'une par rapport à l'autre avec leurs surfaces en contact jusqu'à ce que les plages magnétisées recouvrent les plages magnétisables réalisant le couplage magnétique total Etant donné que les parties ne sont pas poussées l'une vers l'autre sous l'effet d'une force magnétique, elles ne peuvent se heurter et il ne peut -4- y avoir, comme dit précédemment, de chocs mécaniques. Le couplage magnétique suivant l'invention, nécessite que les parties qui doivent être couplées, soit amenées à proximité l'une de l'autre de façon déterminée puis soumises à un mouvement de rotation l'une par rapport à l'autre et engagées l'une par rapport à l'autre jusqu'à ce que les plages magnétisées recouvrent les plages magnétisables Les parties peuvent être amenées à proximité l'une de l'autre suivant une pluralité de rapports car dans la forme de réalisation préférée, le matériau magnétiquement "neutre" occupe une porportion nettement plus grande de la surface de la deuxième partie que les plages magnétisables Des dispositions peuvent être prises pour déterminer une relation d'engagement réciproque des deux surfaces préférées à l'aide de moyens indicateurs sous la forme d'un repère sur l'une ou les deux parties De plus ou à titre d'alternative, on peut disposer un arrêt ou quelque chose de semblable pour éviter que les parties ne soient soumises à un mouvement relatif ultérieur lorsqu'elles sont dans leur première position. Le nombre des plages magnétisées et magnétisables n'est pas nécessairement le même dans la mesure o, au moins deux plages se recouvrent l'une l'autre lorsque les parties sont couplées Toutefois, pour avoir un couplage plus efficace, il est avantageux de choisir un même nombre de plages sur les surfaces respectives. Les plages magnétisées et magnétisables sur les surfaces peuvent être formées de façon connue, par introduc- tion de corps en un matériau qui peut être ou est magnétisé dans une matrice constituée d'un matériau qui ne peut être magnétisé (par exemple, du fer introduit dans de l'alumi- nium) ou par introduction de corps en un matériau qui ne peut être magnétisé dans une matrice constituée d'un matériau qui peut être magnétisé (par exemple, de l'alumi- nium introduit dans du fer). Les corps qui sont introduits comprennent chacun une surface qui est de niveau avec la surface du matériau dans lequel les corps sont introduits Les surfaces des parties -5- sont usinées à fini lisse, de façon classique, pour que les forces de frottement soient faibles entre les surfaces lorsque que les parties sont en contact. Dans ce qui suit on donne une description détaillée d'un exemple de réalisation de l'invention, à l'aide des dessins qui représentent: la figure 1, une représentation en perspective d'un condenseur et d'une pièce rapportée comprenant un diaphragme annulaire qui doit être couplé au condenseur; la figure 2, une vue en plan d'une surface de fixation du condenseur suivant la flèche II de la figure 1; la figure 3, une vue en plan d'une surface de fixation du diaphragme annulaire suivant la direction de la flèche III de la figure 1; et la figure 4, une section droite partielle diamétrale du condenseur et du diaphragme annulaire lorsqu'ils sont couplés. Le condenseur 1 qui est représenté à la figure 1 et qui constitue une première partie d'un dispositif à couplage magnétique, est un condenseur à deux éléments pour un microscope, ce dernier n'étant pas représenté Le condenseur comprend une section tubulaire 2 et une monture 3, cette dernière comportant un bord de centrage 4 (voir figure 4). La monture 3 est constituée d'un matériau qui ne peut être magnétisé, tel l'aluminium, et comprend une surface de fixation plane annulaire 5 Trois corps 6 magnétisés de façon permanente ou magnétiques sont noyés dans la monture et sont disposés angulairement à 1200 l'un par rapport à l'autre Les corps sont noyés de façon à être de niveau avec la surface de fixation 5 Les corps magnétiques 6 définis- sent les plages magnétiques de la surface de fixation 5. La figure 1 montre, de plus, une seconde partie du dispositif de couplage magnétique, sous la forme d'une pièce rapportée 7 portant un diaphragme annulaire 8, pièce qui doit être couplée au condenseur 1 La pièce 7 comprend une surface de fixation 9 correspondant en forme et taille à la surface de fixation 5, cette pièce 7 étant constituée d'un matériau qui ne peut être magnétisé, de l'aluminium par exemple Trois corps 10 en un matériau qui ne peut être magnétisé, comme du fer, sont noyés dans la pièce rapportée, ces corps étant disposés angulairement à 1200 l'un par rapport à l'autre Les corps sont noyés de façon à être de niveau avec la surface de fixation 9 Les corps 10 forment des plages d'un matériau qui peut être magnétisé dans la surface de fixation 9, correspondant aux plages magnétiques de la surface 5 - Dans une autre réalisation du dispositif de couplage, non représentée sur les dessins, les corps 10 sont magnéti- sés et noyés dans la pièce 7 de sorte que les pôles adjacents des surfaces 5 et 9 sont de polarité opposée De cette façon, les corps 6 et 10 sont attirés l'un vers l'autre lorsque le condenseur 1 et la pièce 7 sont couplés magnétiquement. Des repères 11 et 12 sont disposés radialement à des intervalles angulaires de 1200, sur la face externe de la monture 3 ainsi que sur la face externe d'un bord extérieur de la pièce 7 Si, pour être couplée au condenseur 1, la pièce 7 est amenée à proximité de la monture 3, dans une position angulaire relative pour laquelle un des repères 1 i est aligné axialement avec un des repères 12, ces deux parties, condenseur et pièce, peuvent être engagées l'une avec l'autre avec la surface de fixation 5 en contact avec la surface 9 A ce stade, il n'y a pas en fait attraction magnétique entre les parties car les corps magnétiques 6 viennent se placer entre les corps 10 qui peuvent être magnétisés Quand les deux surfaces sont engagées l'une avec l'autre, la pièce rapportée 7 peut tourner suivant l'un ou l'autre sens de rotation indiqué par la flèche double portée sur la figure 1 de sorte que les plages magnétiques délimitées par les corps 6 viennent recouvrir les plages délimitées par les corps 10 qui peuvent être magnétisés. L'attraction magnétique entre les parties est alors maximale et ces parties sont couplées magnétiquement La figure 4 montre la monture 3 du condenseur et la pièce 7 lorsqu'elles sont couplées magnétiquement. On peut remarquer d'après la figure 4 que la pièce 7 est disposée à l'intérieur du bord de centrage 4 de la monture 3 Le bord 4 aide au positionnement relatif des parties. Une autre réalisation du couplage magnétique, non représentée aux figures, comprend un arrêt qui empêche que les parties puissent être entraînées dans un mouvement de rotation relatif suivant une direction, après que les parties aient été tournées de la position pour laquelle les plages 6 et 10 ne sont pas alignées à la position pour laquelle ces plages sont alignées. -8- REVENDICATIONS 1 Dispositif de couplage magnétique pour un instru- ment d'optique, comprenant un premier organe avec au moins un corps magnétisé, un second organe avec au moins un corps magnétisable, ces organes étant mobiles entre une première position pour laquelle il y a couplage magnétique et o les corps des parties respectives sont adjacents et une seconde position pour laquelle il n'y a pas couplage magnétique et o les corps sont décalés l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que les parties ( 1, 7) sont mobiles entre la première et la seconde positions avec les surfaces ( 5, 9) respectives des parties glissant l'une sur l'autre. 2 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'un ou les deux corps magnétisé ( 6) et magnétisable ( 10) délimitent des plages sur les surfaces respectives de la première et de la seconde parties. 3 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les parties ( 1, 7) sont mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre entre la première et la seconde positions. 4 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'une ou les deux surfaces ( 5, 9) sont généralement planes et annulaires. Dispositif de couplage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les corps magnétisables ( 10) ne sont pas magnétisés. 6 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les corps magnétisa- bles ( 10) sont magnétisés et sont disposés de sorte que les pôles de polarité opposée se font face quand les corps ( 6, ) des parties respectives ( 1, 7) sont adjacents. 7 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des parties ( 1, 7) comprend une pluralité de corps ( 6, 10) distribués de façon uniforme, chaque partie comprenant un même nombre de corps. 8 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les corps des parties respectives sont distribués de façon uniforme sur un cercle. 9 Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens indicateurs ( 11, 12) indiquant si les parties sont dans la première ou la seconde position. Dispositif de couplage magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'arrêt empêchant un mouvement ultérieur des parties lorsque ces dernières sont dans la première position.