Brevet FR2666702A1 — publié le 19920313

La présente invention concerne une colonne métallique plaquée pour un moteur linéaire, qui est utilisée pour un élévateur, etc, entraîné par un moteur linéaire, et un procédé de fabrication d'une telle colonne. Ces dernières années, on a développé des élévateurs entraînés par un moteur linéaire, et dans ces élévateurs, on a utilisé des colonnes métalliques plaquées, dont chacune est constituée par une colonne en acier magnétique, dont la périphérie est enveloppée par un tube en aluminium qui est un matériau bon conducteur. En outre, lors de la fabrication de ladite colonne métallique plaquée, on recouvre une colonne d'acier par un tube en aluminium, qui est appliqué selon un ajustement fretté ou selon un ajustement par coulée en coquille. Cependant, dans l'utilisation effective de la colonne métallique plaquée mentionnée précédemment, il se pose un problème consistant en ce que le noyau et le tube en aluminium sont susceptibles de se séparer dans la direction longitudinale sous l'effet de la force de cisaillement due à la force de poussée qui leur est appliquée. En outre, si la force de liaison entre le noyau et le tube en aluminium est déficiente dans l'utilisation pratique d'une liaison fixée pour raccorder un nombre important de colonnes métalliques plaquées, un couple de torsion est appliqué au tube extérieur en aluminium et il en résulte que seul le tube extérieur en aluminium tourne et qu'un couple suffisant ne peut pas être transmis au noyau intérieur. La présente invention a été mise au point compte tenu des indications mentionnées précédemment et c'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir une colonne métallique plaquée pour un moteur linéaire, dans laquelle il existe une force intense de liaison entre un tube extérieur formé d'un matériau bon conducteur et un noyau formé d'un matériau magnétique, et un procédé pour fabriquer une telle colonne. La colonne métallique plaquée pour moteur linéaire conforme à la présente invention, permettant d'atteindre l'objectif mentionné précédemment, comprend un noyau comportant, à ses deux extrémités, une partie filetée permettant un raccordement, et réalisé en un matériau magnétique, dans la surface périphérique duquel est formée une structure constituée des parties convexes et de parties concaves comprenant un grand nombre de rainures longitudinales, transversales ou obliques ou une combinaison de ces rainures; et un tube réalisé en un matériau bon conducteur, qui est emmanché étroitement sur le pourtour extérieur dudit noyau par le fait que la surface intérieure du tube pénètre dans les rainures ménagées dans ladite structure constituée de parties convexes et de parties concaves. En outre, le procédé pour fabriquer ladite colonne métallique plaquée indiquée précédemment comprend une opération pour former une structure constituée de parties convexes et de parties concaves et comprenant un grand nombre de rainures longitudinales transversales ou obliques ou une combinaison de ces rainures sur la surface périphérique du noyau formé d'un matériau magnétique dont les deux extrémités comportent une partie filetée pour leur raccordement; une opération constituant à insérer ledit noyau, sur lequel est formée une structure constituée de parties convexes et de parties concaves, dans un tube formé d'un matériau bon conducteur; et une opération pour emmancher de façon serrée ledit tube sur le noyau, moyennant une réduction du diamètre du tube au moyen d'un étirage ou d'une extrusion (y compris un travail de refoulement). Ici, la forme du noyau mentionné précédemment inclut un corps cylindrique, en dehors d'une colonne. Dans le cas d'une colonne métallique plaquée pour moteur linéaire conforme à la présente invention, étant donné que la structure constituée de parties convexes et de parties concaves et comprenant un grand nombre de rainures longitudinales, transversales ou obliques ou une combinaison de telles rainures, est formée sur l'ensemble de la surface du noyau, la surface intérieure du tube extérieur formé d'un matériau bon conducteur est amenée à s'engager dans les rainures formées par la structure constituée de parties convexes et de parties concaves, il existe une force de liaison intense entre le tube extérieur et le noyau intérieur, et la force de cisaillement-traction dans la direction longitudinale et dans les sens de rotation est amelioree. En outre, dans le procédé de fabrication de la colonne, étant donné que le noyau, sur la surface duquel est formée une structure constituée de parties convexes et de parties concaves, est inséré dans le tube formé d'un matériau bon conducteur, et que le tube est étiré ou extrudé, le procédé de fabrication de ladite colonne métallique plaquée devient simple étant donné que la face intérieure du tube, dont le diamètre est réduit, est formée d'un matériau bon conducteur, s'engage aisément dans les rainures de la structure constituée de parties convexes et de parties concaves et formée sur la surface du noyau. C'est pourquoi, dans le cas de la colonne métallique plaquée au moteur linéaire conforme à la présente invention, le couple produit pendant le vissage peut être transmis en douceur du tube extérieur au noyau, et en outre, le tube extérieur n'est pas séparé du noyau intérieur sous l'effet de la force de poussée pendant le fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ciaprès prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe, dont certaines parties sont représentées en vue arrachée, d'une colonne métallique plaquée conforme à la première forme de réalisation de la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe partielle à plus grande échelle de ladite colonne métallique plaquée; et - la figure 3 représente une vue en coupe partielle à plus grande échelle d'une colonne métallique plaquée conforme à la seconde forme de réalisation de la présente invention. Ci-après, on va décrire les formes de réalisation de la présente invention de manière à en avoir une bonne compréhension. Comme représenté sur la figure 1, la colonne plaquée acier-aluminium 10, qui correspond à la première forme de réalisation de la présente invention, comprend le noyau 11 se présentant sous la forme d'une colonne d'acier (S 25 C, S G 4051) possédant une longueur de 1500 mm et un diamètre de 100 mm, et le tube en aluminium 12 possédant une épaisseur de 5 mm, qui est un exemple d'un bon conducteur et protège la surface extérieure dudit noyau 11. Aux deux extrémités dudit noyau 11, il est prévu des taraudages 13,14, dont chacun est un exemple d'une partie filetée de raccordement, de sorte qu'on peut raccorder le nombre spécifié de colonnes plaquées acier-aluminium au moyen d'une cheville filetée qui n'est pas représentée. Lors de la fabrication de ladite colonne plaquée acier-aluminium 10, la structure 15 constituée de parties convexes et de parties concaves est formée sur une profondeur de 5/1000-3/10 mm (de préférence 1/100-1/10 mm) par moletage sur la surface périphérique du noyau 11 mentionné précédemment, qui est formé par une barre cylindrique et est coupé à la longueur spécifiée. En outre, le noyau 11 est inséré dans le tube 12 mentionné précédemment, moyennant la présence d'un certain jeu. Le jeu présent entre la surface extérieure du noyau 11 et la surface intérieure du tube 12 est compris entre 0,1 et 1 mm. Alors, on étire le tube 12 mentionné précédemment dans une matrice, dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du tube 12, afin de réduire le diamètre de ce dernier.Cette opération amène, par déformation plastique, la surface intérieure du tube 12 à pénétrer dans la structure constituée de parties convexes et de parties concaves et formée par moletage, ce qui permet d'obtenir un ajustement serré sur la surface du noyau 11. En outre, l'étirage mentionné précédemment au moyen de la matrice peut être remplacé par une extrusion (y compris un travail de refoulement). Le tableau 1 indique la résistance au cisaillement (A) au niveau de la section de raccordement de la colonne plaquée en acier-aluminium 10 fabriquée au moyen du procédé mentionné précédemment, et la résistance au cisaillement (B) au niveau du point de raccordement de la colonne plaquée acier-aluminium fabriquée au moyen du procédé selon une technique antérieure. Résistance au cisaillement (force de liaison) (A) 1,2 kg/mm2 (B) 0,1 kg/mm2 Comme indiqué dans le tableau 1, ceci prouve que la colonne plaquée acier-aluminium 10 fabriquée conformément au procédé selon l'invention présente une force de liaison remarquablement élevée en direction de la surface d'ajustement. En outre, il s'est avéré qu'on obtient la même résistance au cisaillement dans le cas du noyau 11 sur la surface, sur laquelle une structure constituée de parties convexes et de parties concaves était formée par filetage, tandis que, dans la forme de réalisation décrite précédem ment, la structure constituée de parties convexes et de parties concaves était formée par moletage dans la surface du noyau 11. La colonne métallique plaquée 16 conforme à la seconde forme de réalisation de la présente invention a été fabriquée au moyen du procédé indiqué précédemment et est représentée sur la figure 3 et, comme cela est représenté sur cette figure, une structure constituée de parties convexes et de parties concaves est formée sur la surface périphérique du noyau 17, qui est réalisé en un matériau magnétique et, un tube en aluminium 18, qui est un exemple de matériaux bons conducteurs, est installé sur cette surface. En outre, une partie de la surface intérieure de ce tube pénètre dans les rainures 19 formées au moyen de la structure mentionnée précédemment et constituée de parties convexes et de parties concaves, un espace 20 subsistant au fond de chaque rainure. Il s'est avéré que l'espace 20 mentionné précédemment réduit la perte électrique de ladite colonne métallique plaquée pour moteur linéaire et, de ce fait, améliore le rendement du moteur linéaire concerné. Bien que dans ce qui précède, on ait décrit la forme de réalisation dans le cas d'utilisation d'une colonne plaquée acier-aluminium, la présente invention est applicable au cas où un tube formé de cuivre ou d'un autre métal est utilisé en tant qu'exemple de tube formé d'un matériau bon conducteur, ou bien au cas où une structure différente constituée de parties convexes et de parties concaves est formée sur la surface périphérique du noyau. La présente invention est également applicable au cas où on utilise un matériau possédant un diamètre différent ou une longueur différente et en outre au cas où un filetage mâle, qui est un exemple d'une partie filetée permettant le raccordement, est ménagé sur les deux extrémités dudit noyau ou sur l'une ou l'autre de ces extrémités. REVENDICATIONS 1. Colonne métallique plaquée pour moteur linéaire, caractérisée en ce qu'elle comprend un noyau (11;17) comportant, à ses deux extrémités, une partie filetée (13,14) permettant un raccordement, et réalisé en un matériau magnétique, dans la surface périphérique duquel est formée une structure (15) constituée des parties convexes et de parties concaves comprenant un grand nombre de rainures longitudinales, transversales ou obliques ou une combinaison de ces rainures; et un tube (12;18) réalisé en un matériau bon conducteur, qui est emmanché étroitement sur le pourtour extérieur dudit noyau (11sol7) par le fait que la surface intérieure du tube pénètre dans les rainures ménagées dans ladite structure constituée de parties convexes et de parties concaves. 2. Colonne métallique plaquée pour moteur linéaire selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un espace (20) est prévu au niveau du fond de chacune des rainures formées par la structure constituée de parties convexes et de parties concaves. 3. Procédé pour fabriquer une colonne métallique plaquée pour un moteur linéaire, caractérisé en ce qu'il comprend une opération pour former une structure (15) constituée de parties convexes et de parties concaves et comprenant un grand nombre de rainures longitudinales transversales ou obliques ou une combinaison de ces rainures sur la surface périphérique du noyau (11;17) formé d'un matériau magnétique dont les deux extrémités comportent une partie filetée (13;14) pour leur raccordement; une opération constituant à insérer ledit noyau (11;17), sur lequel est formée une structure (15) constituée de parties convexes et de parties concaves, dans un tube (12;18) formé d'un matériau bon conducteur; et une opération pour emmancher de façon serrée ledit tube sur le noyau, moyennant une réduction du diamètre du tube au moyen d'un étirage ou d'une extrusion. 4. Procédé pour fabriquer une colonne métallique plaquée pour un moteur linéaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que la structure (15) constituée de parties convexes et de parties concaves est formée par moletage.