Brevet FR2538288A1 — publié le 19840629

"Plateau magnétique à aimants permanents" La présente invention se rapporte à un plateau magnétique à aimants permanents, comprenant un ensemble de pièces polaires, un ensemble d'aimants permanents fixes, et un ensemble d'aimants perma- nents mobiles disposés au-dessus d'une semelle en matériau magnétique, avec un dispositif de commande prévu pour déplacer longitudinalement l'ensemble des aimants permanents mobiles, entre une position "marche" dans laquelle les flux magnétiques créés par les aimants fixes et les aimants mobiles sont dirigés vers l'extérieur du plateau par les pièces polaires, et une position "arrêt" dans laquelle le flux magnétique créé par la totalité des aimants est court-circuité à l'intérieur du plateau. Avec ce genre de plateaux magnétiques à aimants permanents, dont le corps se trouve généralement entouré d'un cadre rectangulaire, le flux magnétique est habituellement dirigé seulement vers la face supérieure du plateau dans la position de marche Ainsi, ces plateaux magnétiques ne possèdent qu'une seule face active, utilisable pour l'attrac- tion et la fixation de pièces métalliques, par exemple des pièces à usiner sur des machines-outils Ceci limite les possibilités d'utilisation des plateaux magnétiques actuels, quelle que soit leur puissance. La présente invention fournit un plateau magnétique du type rappelé ci-dessus, mais rendu actif à la fois sur toute sa surface supérieu- re et sur ses faces latérales, pour pouvoir attirer aussi des pièces contre ses deux flancs longitudinaux et contre sa face latérale extrême opposée au dispositif de commande habituellement situé à une extrémité du plateau, de sorte que le plateau présentera au total quatre faces actives. A cet effet, dans le plateau magnétique à aimants permanents selon l'invention, les pièces polaires, en forme de plaques, sont disposées en rangées parallèles, orientées longitudinalement, avec un pas polaire constant et en correspondance de manière à constituer aussi des aligne- ments transversaux, les plaques polaires appartenant aux deux rangées extrêmes étant apparentes sur les flancs longitudinaux du plateau et s'étendant depuis la semelle jusqu'à la face supérieure du plateau tandis que les plaques polaires de toutes les rangées intermédiaires, qui s'éten- dent également jusqu'à la face supérieure du plateau, sont isolées magnéti- quement de la semelle, les rangées parallèles de plaques polaires définis- sant entre elles des logements en forme de lames allongées, qui reçoivent chacun une série d'aimants permanents en forme de plaquettes rectangulai- re, de même pas polaire que les pièces polaires et aimantés dans le sens transversal avec des polarités alternées, les aimants d'une série sur deux étant fixes et immobilisés en correspondance avec les plaques polaires et les aimants des autres séries, qui alternent avec les précé- dents, étant mobiles longitudinalement dans leurs logements sur la longueur d'un pas polaire, tous les aimants mobiles étant reliés à un même dispositif de commande permettant de les déplacer entre une première position dans laquelle sont formés des alignements transversaux de plaques polaires et d'aimants avec les aimants mobiles aimantés dans le sens opposé des aimants fixes, et une autre position dans laquelle sont formés des alignements transversaux de plaques polaires et d'aimants avec les aimants mobiles aimantés dans le même sens que les aimants fixes. En position de marche, les faces supérieures de toutes les plaques polaires forment autant de pôles, avec des polarités alternées à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, suivant un quadrillage plus ou moins serré correspondant aux rangées longitudinales et aux alignements transversaux Il en résulte la possibilité de fixer, sur toute la face supérieure du plateau qui ne comporte aucune zone neutre, des pièces de petites, moyennes ou grandes dimensions et de toutes formes géométriques De plus, les plaques polaires des deux rangées extrêmes, qui apparaissent sur les flancs longitudinaux du plateau magnétique, définissent une alternance de pôles "N" et "S" le long de ces flancs, qui constituent donc des faces attractives En rendant les premières plaques polaires de toutes les rangées apparentes sur la face d'extrémité du plateau opposée au dispositif de commande, on obtient encore une quatrième face active Le plateau magnétique objet de l'invention offre donc une grande universalité d'emploi. En position d'arrêt, compte tenu de ce que toutes les rangées de plaques polaires intérieures sont isolées magnétiquement de la semelle, le flux magnétique se referme à l'intérieur du plateau, à travers les alignements transversaux de pièces polaires et d'aimants tous "en série", et à travers la semelle du fait que les plaques polaires des deux rangées extrêmes portent directement sur la semelle. Etant donné que le déplacement d'un pas polaire pour la commande -35 du passage de la position "marche" à la position "arrêt" n'intéresse qu'un aimant sur deux, la commande de ce déplacement nécessite un effort ou un couple relativement faible, ce qui rend la manipulation douce 2538 z 88 et aisée. Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, les plaques polaires de chaque rangée longitudinale sont logées dans les évidements d'une grille allongée en matériau amagnétique, comprenant une partie inférieure voisine de la semelle, une partie supérieure ajourée de telle sorte que les plaques polaires affleurent à la face supérieure du plateau, et des séparations verticales reliant la partie inférieure à la partie supérieure Avantageusement, les parties inférieures et supé- rieures des grilles logeant les rangées des plaques polaires sont profilées de manière à s'imbriquer les unes dans les autres tout en maintenant les rangées de plaques polaires espacées pour réserver les logements des séries d'aimants fixes et mobiles. Ces grilles juxtaposées, en matériau amagnétique, assurent le maintien en place des plaques polaires, forment les entrefers nécessaires entre les plaques polaires de polarités opposées, réalisent par leur parties inférieures imbriquées l'isolation magnétique entre les plaques polaires et la semelle (sauf pour les plaques polaires des deux rangées extrêmes), forment par leurs parties supérieures imbriquées la face supérieure lisse du plateau, et enfin ména gent entre elles les logements qui reçoivent les séries d'aimants, alternativement fixes et mobiles Ces grilles peuvent être non seulement juxtaposées, mais encore assemblées définitivement les unes aux autres par collage de leurs parties inférieures et supérieures. Selon une autre caractéristique de l'invention les aimants de chaque série d'aimants sont supportés par un peigne en matériau amagné- tique, comportant des dents séparant les aimants les uns des autres, les peignes étant alternativement montés fixes et mobiles longitudina- lement dans leurs logements, tous les peignes mobiles étant reliés entre eux par l'une de leurs extrémités à une même tige de commande transver- sale, elle-même reliée au dispositif de commande qui est par exemple constitué par un mécanisme du type bielle-manivelle. Le montage des plaques polaires dans des grilles, et des aimants fixes ou mobiles sur des peignes, rend la fabrication du plateau magnéti- que rationnelle et économique, avec des techniques très automatisées, et permet de réaliser' des plateaux de dimensions diverses par juxtaposi- tion d'un nombre plus ou moins élevé des mêmes sous-ensembles préfabri- qués. 2 U 3828 -4 De toute façon, 'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représen- tant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de ce plateau magnétique à aimants permanents: Figure 1 est une vue générale, en perspective, d'un plateau magné- tique conforme à la présente invention; Figure 2 est une vue en coupe horizontale de ce plateau magnéti- que, en position de marche, suivant 2-2 de figure 3 9 Figure 3 en est une vue en coupe longitudinale, suivant 3-3 de figure 2; Figure 4 en est une vue en coupe transversale, toujours en position de marche, suivant 4-4 de figure 2; Figure 5 est une vue en coupe horizontale du même plateau magné- tique, similaire à figure 2 mais en position d'arrêt; Figure 6 en est une vue en coupe transversale, en position d'arrêt, suivant 6-6 de figure 5 Figure 7 est une vue partielle, en section passant par un plan vertical, montrant certains détails constructifs du plateau magnétique Figure 8 est une vue en perspective éclatée montrant certains éléments de ce plateau magnétique, en particulier les grilles et les peignes. Le plateau magnétique représenté au dessin comporte, au-dessus d'une semelle rectangulaire ( 1), des rangées parallèles de plaques polaires ( 2,3) orientées longitudinalement, dont l'ensemble forme un corps parallè- lépipédique voir figure 1 Entre deux rangées consécutives de plaques polaires ( 2,3)est ménagé un espace, en forme de lame allongée, servant de logement à des aimants permanents ( 4,5). Si l'on excepte les plaques polaires appartenant aux deux rangées extrêmes, les plaques polaires ( 2) de chaque rangée sont logées dans les évidements d'une grille allongée ( 6) en matériau amagnétique compre- nant une partie profilée inférieure ( 7) et une partie profilée supérieure ( 8), reliées entre elles par des séparations verticales ( 9) voir figures 7 et 8 Les parties profilées inférieures ( 7) des différentes grilles ( 6) sont en contact avec la semelle ( 1) et s'imbriquent les unes dans les autres Les parties profilées supérieures ( 8) des différentes grilles ( 6), qui définissent la face supérieure plane du plateau magnétique, s'imbri- quent également les unes dans les autres Les séparations verticales 2 '38288 ( 9) délimitent des cases rectangulaires, recevant chacune une plaque polaire ( 2) Les parties profilées supérieures ( 8) de toutes les grilles ( 6) sont en outre ajourées, de sorte que toutes les pièces polaires ( 2) affleurent à la face supérieure du plateau magnétique. Les plaques polaires ( 3) appartenant aux deux rangées extrêmes ne sont pas isolées magnétiquement de la semelle ( 1), mais s'étendent au contraire depuis la semelle ( 1), avec laquelle elles sont en contact, jusqu'à la face supérieure du plateau magnétique De plus, les plaques polaires ( 3) sont apparentes sur les deux flancs longitudinaux du plateau magnétique Ces plaques polaires ( 3) sont elles aussi isolées magnétiquement les unes des autres, dans chaque rangée extrême, par des séparations verticales ( 9). Les séparations verticales ( 9) des différentes rangées de plaques polaires ( 2,3) s'étendent dans des plans transversaux, de sorte que les plaques polaires ( 2,3) se répartissent non seulement en rangées longitudina- les mais aussi en alignements transversaux et forment ainsi un quadrillage, apparaissant à la face supérieure du plateau magnétique. Les logements des aimants permanents ( 4,5) sont délimités par les parties profilées ( 7,8) des grilles ( 6) et par les plaques polaires ( 2, 3) insérées dans ces grilles ( 6) Un logement sur deux reçoit une série d'aimants fixes ( 4), en forme de plaquettes rectangulaires, supportés par un peigne ( 10) en matériau amagnétique voir figure 8 Les dents (ll) du peigne ( 10) définissent, pour les aimants ( 4), un pas polaire égal à celui des plaques polaires ( 2,3), et ces aimants fixes ( 4) sont placés en correspondance avec les alignements transversaux de plaques polaires ( 2,3). Dans chaque série d'aimants fixes ( 4), supportés par le même peigne ( 10) , les aimants sont aimantés dans le sens transversal, avec des polarités "N" et "S" alternées Par contre, dans chaque alignement transversal d'ai- mants fixes ( 4), tous les aimants ( 4) sont aimantés dans le même sens. Les autres logements, ménagés entre les rangées de plaques polaires ( 2), reçoivent des séries d'aimants permanents ( 5) qui contrairement aux précédents sont mobiles Les aimants mobiles ( 5), en forme de plaquettes, sont supportés par d'autres peignes ( 12) en matériau amagnétique qui sont montés coulissants dans leurs logements, en direction longitudinale. Une extrémité de chaque peigne ( 12) comporte une tête ( 13) traversée par une tige de commande transversale ( 14) qui réunit entre eux tous les peignes coulissants ( 12). Dans chaque série d'aimants mobiles ( 5), les aimants sont aimantés dans le sens transversal, avec des polarités "N" et "S" alternées, le pas polaire étant le même que celui des plaques polaires ( 2,3) et des aimants fixes ( 4) Tous les aimants mobiles ( 5) appartenant à un même alignement transversal sont aimantés dans le même sens. La tige ( 14) est associée à un dispositif de commande ( 15), placé à une extrémité du plateau magnétique, qui permet de déplacer cette tige ( 14), donc l'ensemble des peignes ( 12) et des aimants mobiles ( 5), sur la longueur d'un pas polaire Dans la forme de réalisation représentée au dessin, le dispositif de commande ( 15) comprend un tambour ( 16) monté tournant autour de son axe ( 17), dans un logement appartenant à une pièce rapportée ( 18), ce tambour ( 16) étant manoeuvrable depuis l'extérieur au moyen d'une clé ( 19) visible sur la figure 1 Une bielle ( 20) relie un axe excentré ( 21), solidaire du tambour ( 16), à la tige ( 14) La rotation du tambour ( 16) autour de son axe ( 17) est convertie, par ce mécanisme du type bielle-manivelle, en un mouvement de translation de l'ensemble des peignes ( 12), donc en un déplacement simultané de tous les aimants mobiles ( 5). Dans une première position extrême de ce mouvement (voir figures 1 à 4), qui est la position de marche, tous les aimants mobiles ( 5) sont amenés en correspondance avec les plaques polaires ( 2,3) et avec les ai- mants fixes ( 4), de telle sorte que, dans chaque alignement transversal d'aimants et de plaques polaires, les aimants mobiles ( 5) se trouvent aiman- tés dans le sens opposé des aimants fixes ( 4) Ainsi, dans chaque alignement considéré, les plaques polaires ( 2,3) sont alternativement "N" et "S", de sorte qu'entre ces plaques polaires les lignes de force ( 22) du champ magné- tique peuvent seulement se refermer par l'extérieur comme le montre la figure 4 Certaines lignes de force ( 22) se referment aussi dans le sens longitudinal entre les plaques polaires consécutives ( 2,3) de polarités oppo- sées de chaque rangée de plaques polaires comme l'illustre la figure 3. Toute la face supérieure du plateau magnétique est ainsi rendue active pour la fixaton de pièces De même les grandes faces des plaques polaires ( 3), apparentes sur les deux flancs longitudinaux du plateau magnétique sont alternativement "N" et "S", ce qui rend ces flancs également actifs. Enfin, la face extrême du plateau magnétique éloignée de la pièce rapportée 2 538288 8 ( 18), donc du dispositif de commande ( 15), peut constituer une quatrième face active dans cette position de marche, si les plaques polaires ( 2,3) sont aussi apparentes sur cette face. Par un déplacement de la longueur d'un pas polaire, commandé au moyen du dispositif ( 15), tous les aimants mobiles ( 5) sont amenés dans leur autre position extrême, o ils se trouvent aussi en correspon- dance avec les plaques polaires ( 2,3) et avec les aimants fixes ( 4) voir figure 5 Dans chaque alignement transversal d'aimants et de pièces polaires, les aimants mobiles ( 5) se trouvent alors aimantés dans -le même sens que les aimants fixes ( 4) de sorte que tous ces aimants se trouvent montés "en série" En raison de l'isolation magnétique réalisée par l'ensem- ble des parties profilées inférieures ( 7) des cadres ( 6) entre les plaques polaires intérieures ( 2) et la semelle ( 1), les lignes de force ( 23) se refer- ment alors nécessairement par les plaques polaires extrêmes ( 3), en con- 1 tact avec la semelle ( 1), et par la semelle ( 1) elle-même voir figure 6 Le flux magnétique est ainsi court-circuité par la semelle ( 1) et les différentes faces du plateau magnétique n'attirent plus les pièces qui y avaient été précédemment fixées. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de ce plateau magnétique à aimants permanents qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes relevant du même principe. ; 38288 X REVENDICATIONS 1 Plateau magnétique à aimants permanents, comprenant un ensemble de pièces polaires, un ensemble d'aimants permanents fixes, et un ensemble d'aimants permanents mobiles disposés au-dessus d'une semelle en matériau magnétique, avec un dispositif de commande prévu pour déplacer longitudinalement l'ensemble des aimants permanents mobiles, entre une position "marche" dans laquelle les flux magnétiques créés par les aimants fixes et les aimants mobiles sont dirigés vers l'extérieur du plateau par les pièces polaires, et une position "arrêt" dans laquelle le flux magnétique créé par la totalité des aimants est court-circuité à l'intérieur du plateau, caractérisé en ce que les pièces polaires ( 2,3), en forme de plaques sont disposées en rangées parallèles, orientées longitudinalement, avec un pas polaire constant et en correspondance de manière à constituer aussi des alignements transversaux, les plaques polaires ( 3) appartenant aux deux rangées extrêmes étant apparentes sur les faces longitudinales du plateau et s'étendant depuis la semelle ( 1) jusqu'à la face supérieure du plateau tandis que les plaques polaires ( 2) de toutes les rangées intermédiaires, qui s'étendent également jusqu'à la face supérieure du plateau, sont isolées magnétiquement de la semelle ( 1), les rangées parallèles de plaques polaires ( 2,3) définissant entre elles des logements en forme de lames allongées, qui reçoivent chacun une série d'aimants permanents ( 4,5) en forme de plaquettes rectangulaires, de même pas polaire que les pièces polaires ( 2,3) et aimantés dans le sens transversal avec des polarités alternées, les aimants ( 4) d'une série sur deux étant fixes et immobilisés en corres- pondance avec les plaques polaires ( 2,3) et les aimants ( 5) des autres séries, qui alternent avec les précédents, étant mobiles longitudinalement dans leurs logements sur la longueur d'un pas polaire, tous les aimants mobiles ( 5) étant reliés à un même dispositif de commande ( 15) permettant de les déplacer entre une première position dans laquelle sont formés des alignements transversaux de plaques polaires ( 2,3) et d'aimants ( 4,5) avec les aimants mobiles ( 5) aimantés dans le sens opposé des aimants fixes ( 4), et une autre position dans laquelle sont formés des alignements transversaux de plaques polaires ( 2,3) et d'aimants ( 4,5) avec les aimants mobiles ( 5) aimantés dans le même sens que les aimants fixes ( 4). 2 Plateau magnétique à aimants permanents selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques polaires ( 2,3) de chaque rangée longitu- dinale sont logées dans les évidements d'une grille allongée ( 6) en matériau 38288 1- amagnétique, comprenant une partie inférieure ( 7) voisine de la semelle ( 1), une partie supérieure ( 8) ajourée de telle sorte que les plaques polaires ( 2,3) affleurent à la face supérieure du plateau, et des séparations vertica- les ( 9) reliant la partie inférieure ( 7) à la partie supérieure ( 8). 3 Plateau magnétique à aimants permanents selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parties inférieures ( 7) et supérieures ( 8) des grilles ( 6) logeant les rangées de plaques polaires ( 2,3) sont profilées de manière à s'imbriquer les unes dans les autres tout en maintenant les rangées de plaques polaires ( 2,3) espacées pour réserver les logements des séries d'aimants fixes ( 4) et mobiles ( 5). 4 Plateau magnétique à aimants permanents selon la revendication 3, caractérisé en ce que les grilles ( 6) logeant les rangées de plaques polaires ( 2,3) sont assemblées les unes aux autres par collage de leurs parties inférieures ( 7) et supérieures ( 8). 5 Plateau magnétique à aimants permanents selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les aimants ( 4,5) de chaque série d'aimants sont supportés par un peigne ( 10,12) en matériau amagné- tique, comportant des dents ( 11) séparant les aimants les uns des autres, les peignes étant alternativement montés fixes ( 10) et mobiles longitudi- nalement ( 12) dans leurs logements, tous les peignes mobiles ( 12) étant reliés entre eux par l'une de leurs extrémités ( 13) à une même tige de commande transversale ( 14), elle-même reliée au dispositif de commande ( 15). 6 Plateau magnétique à aimants permanents selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 15) comprend un tam- bour ( 16) manoeuvrable depuis l'extérieur, monté tournant autour de son axe ( 17) dans un logement appartenant à une pièce ( 18) rapportée à une extrémité du plateau, ce tambour ( 16) comportant un axe excentré ( 21) relié par une bielle ( 20) à la tige de commande ( 14) qui relie entre eux tous les peignes mobiles ( 12). 7 Plateau magnétique à aimants permanents selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les premières plaques polaires ( 2,3) de toutes les rangées sont apparentes sur la -face d'extrémité du plateau opposée au dispositif de commande ( 15).